CN108346857B - 一种天线组件及终端 - Google Patents

Abstract

本发明的所述的一种天线组件，通过所述金属罩体将终端内部组件与设于所述金属罩体的外表面的天线隔离开，隔离了终端内部元器件与天线之间的电磁影响。并实现了天线的小的净空面积，从而极大的提高了所述移动终端内部的空间利用率。进一步的，通过去耦区域连接两个相邻的对称设计的子天线，实现了在增加天线数量的同时降低天线之间的互耦作用。进一步的，通过在相邻的两个的所述天线组之间进一步的布局与所述天线组极化方式相交的所述第二天线，进一步在降低天线之间互耦作用的同时，增加所述移动终端内部的天线数量。

Description

一种天线组件及终端

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种天线组件及终端。

背景技术

随着移动通讯终端的高度集成化，使得天线与终端内部元器件之间的距离越来越小。而天线与终端内部元器件容易产生电磁影响，从而的影响天线的性能。因此，在天线的设计布局及终端内部元器件的设计布局时，需要考虑天线与终端内部元器件之间的电磁影响，从而增加天线的设计布局难度及终端内部元器件的设计布局难度。

发明内容

本发明提供一种天线组件及终端，能够隔绝终端内部元器件与天线之间的电磁影响，从而保证实现较好的天线性能的同时，降低天线的布局难度。

所述天线组件包括金属罩体及多个间隔设于所述金属罩体上的天线组，所述金属罩体包括底板及围绕所述底板周缘设置的侧板，所述底板与所述侧板的外表面设有介质层及覆盖于所述介质层表面的金属层，所述多个天线组由所述金属层形成，且每一所述天线组通过所述介质层与所述金属罩体绝缘，每一所述天线组包括至少一个子天线，所述多个天线组由所述金属层形成，且每一所述天线组均位于金属罩体外侧且向所述金属罩体外辐射。

其中，每一子天线包括馈电面及与所述馈电面连接的辐射面，所述辐射面位于所述侧板外表面的介质层上，所述馈电面位于所述底板外表面的介质层上，具体的，每一所述天线组包括两个相邻设置的子天线，且所述两个子天线之间的区域形成去耦区域。

其中，每一所述天线组由所述形成于介质层的金属层雕刻形成。

其中，所述金属层形成所述天线组后贴于所述介质层上。

其中，所述介质层厚度为2mm。

其中，每个所述天线组一侧连接有辅助天线，所述辅助天线与所述天线组的极化方式正交；或者，所述辅助天线连接与其两侧相邻设置的所述天线组。

其中，所述侧板包括四个转角，所述每个转角设有所述辅助天线，并且每个转角的辅助天线两侧均连接有所述天线组。

其中，所述辅助天线为波导开口天线，为由所述金属罩体的所述侧板向所述金属罩体的内部延伸形成的开口槽，所述开口槽包括背离所述金属罩体内部的开口，所述开口槽内填充有所述介质层。

所述终端包括电路板、设于所述电路板上的元器件及上述的天线组件，所述电路板及所述元器件收容于所述金属罩体内。其中，所述金属罩体为屏蔽罩或者终端壳体。

本发明的所述的一种天线组件及终端，通过金属罩体将收容于所述金属罩体内电路板及设于所述电路板上的元器件与设于所述金属罩体外表面的天线(包括所述天线组及所述辅助天线)隔离开，避免了所述元器件与所述天线之间的电磁影响，简化了所述天线及所述元器件的布局设计。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例的天线组件示意图。

图2为本发明实施例的天线组件另一角度的示意图。

图3为本发明另一实施例的天线组件示意图。

图4为本发明另一实施例的天线组件另一角度的示意图。

具体实施方式

请参阅图1及图2，本发明实施例提供一种天线组件100及终端。所述终端为手机等无线通讯终端，所述天线组件100作为所述终端的天线，为终端提供多频信号。本实施例中，所述天线组件100包括金属罩体10及多个间隔设于所述金属罩体10上的天线组20。且所述金属罩体10的内表面接地设置。所述金属罩体10包括底板11及围绕所述底板11周缘设置的侧板12。所述底板11与所述侧板12的外表面设有介质层(图中未示出)及覆盖于所述介质层表面的金属层。所述介质层与所述金属罩体10的形状相同的绝缘材料。所述多个天线组由所述金属层形成。所述天线组20设于所述金属罩体10的外侧且向所述金属罩体外辐射，每一所述天线组20通过所述介质层与所述金属罩体10绝缘。

每一所述天线组包括至少一个子天线，所述至少一个子天线包括馈电面及与所述馈电面连接的辐射面，所述辐射面位于所述侧板外表面的介质层上，所述馈电面位于所述底板外表面的介质层上。即所述辐射面和馈电面不位于同一个平面，降低金属罩体的边框的高度，如侧边高度足够高，也可以使得馈电点和辐射结构位于同一平面。

本发明第一实施例中，每一所述天线组20均包括两个相邻设置的子天线21，且两个所述子天线21之间的区域形成去耦区域22。在其它实施例中，每一所述天线组20还可以为包括多个间隔设置的所述子天线21。当每一所述天线组20包括三个间隔设置的所述子天线21时，每一所述天线组20还包括两个去耦区域22。两个所述去耦区域22分别位于三个所述间隔设置的所述子天线21中相邻的两个所述子天线21之间。具体的，所述侧板12与所述底板11位于不同表面，如垂直或者成弧形角连接设置，所述金属罩体10为长方体盖结构，所述底板11为一长方形板，所述侧板12为设于所述长方形板边缘的高度相同的四块长方形板，所述侧板包括四个转角。可以理解的是，所述金属罩体10根据需要可以设计成不同的形状，如圆形，多边形等。

本实施例中，所述天线组20为六个。其中，在所述底板11的两条短边的位置的所述侧板12上分别相对的设有一个所述天线组20；在所述底板11的两条长边上分别间隔的设有两个所述天线组20，也就是说位于四个角的两侧均设有所述天线组。可以理解的是，所述天线组20的布置方式可以根据实际需要及所述基板的形状或天线布局等方式而进行变化。

本实施例中，所述子天线21包括接地面(图中未示出)、馈电面23及辐射面24。所述接地面与所述介质层贴合并接地。所述子天线21通过所述馈电面23进行馈电，所述馈电面23设于所述底板11外表面的介质层上。所述辐射面24用于将所述子天线的信号进行发射或接受，且所述辐射面24设于所述侧板12外表面的介质层上并与所述接地面相对。通过所述子天线21的结构，所述子天线21的信号背离所述金属罩体10内部向所述金属罩体10的外部发射。且由于所述金属罩体10为金属材料制成，可以屏蔽所述子天线21产生的电磁信号，从而隔绝所述金属罩体10内外的电磁信号，实现较好的天线性能。

由于所述介质层厚度为2mm，使得本实施例中所述天线组20与所述金属罩体10之间的距离仅为2mm，从而极大地提高了所述移动终端200的内部空间利用率。并且，将所述天线组20布局于所述终端设备的边框时，由于所述天线20的净空较小，从而可以更好的实现所述终端窄边框的设计。可以理解的是，所述介质层厚度可以根据需要可以设计成不同的厚度，如1mm等。

所述子天线21为PIFA天线，且每一个所述天线组20两个所述PIFA天线对称设计。可以理解的是，所述PIFA天线仅为所述子天线21的一种形式，在实现较好的天线布局及终端元器件与天线之间较好的屏蔽状态的情况下，还可以选择其它的天线形式，比如单极子天线、IFA天线、缝隙天线、环天线等。所述子天线为通过所述激光刻蚀等刻蚀工艺将所述侧板12上的所述介质层的远离所述金属罩体10一侧的所述金属层部分刻蚀掉，从而形成具有一定形状的金属件，所述金属件即为所述PIFA天线。

在其它实施例中，还可以通过其它的方法形成所述子天线21。例如，通过先在所述金属层上形成所述天线组20后，再将形成有所述天线组20的所述金属层贴附于所述介质层上。或者，先刻蚀掉所述介质层上需要形成所述天线组的位置的所述金属层，使该位置露出所述介质层，再将所述天线组20贴合于露出的所述介质层上，并使所述天线组20与所述金属层进行连接。

如图2所示，本实施例中，所述去耦区域为T字型的金属层。其形成方式为，当通过刻蚀等工艺形成所述子天线21时，位于所述子天线21之间的所述金属层自然形成T字型的所述去耦区域。其中，T字型的所述去耦区域包括将相邻的两个所述子天线21隔开的垂直板，且所述子天线21以所述垂直板为对称轴对称设计。T字型的所述去耦区域还包括垂直于所述垂直板的水平板，所述水平板遮挡于两个所述子天线21的上方。通过所述去耦区域连接位于其两侧的两个所述子天线，实现中和线去耦的效果，从而使距离很近的两个所述子天线去耦，避免因为距离相近的两个所述子天线21之间的互耦效应而影响所述子天线21的性能，进而能够在实现在避免天线之间互耦作用的同时能够进一步增加所述天线组20中天线的数量。

本发明实施例所述天线组件100通过将所述天线组20设于所述侧板的所述介质层上，且除所述馈电面23及辐射面24之外的其他面均被金属遮挡或与金属连接，从而使得所述天线组20的辐射方向朝向背离所述金属罩体10内部的方向。并且，通过所述金属罩体10隔绝所述金属罩体10内外的电磁影响，从而使所述天线组20具有较好的性能，同时能更容易的对所述天线组20进行布局设计。

通过对所述天线组20中各天线的端口的回波损耗及隔离度进行仿真分析可以知道，所述天线组件100的工作频段在2.6GHz，其在频段内具有良好的回波损耗，以及较高的隔离度。且所述天线组件100中各天线之间最低的隔离度在9dB以上，保证了天线之间的低耦合。

通过对所述天线组20各天线的辐射效率仿真分析可以得出，在谐振频点2.6GHz时，天线的辐射频率最高可以达到60％。以100MHz带宽计算，其在边频处的效率亦大于30％。由于所述基板上的所述终端元器件的布局并不会对天线的性能产生影响，其辐射效率已完全满足要求。且在天线组件系统中，30％的平均辐射效率，在SNR＝20dB的环境中可以达到70％以上的信道容量效率。

请参阅图3及图4，在本发明的另一实施例中，所述天线组件100还包括辅助天线30，所述辅助天线30设于多个间隔设置的所述天线组20中相邻的两个所述天线组20之间，且所述辅助天线30连接与其两侧相邻设置的所述天线组20。并且，所述辅助天线30与所述天线组20的极化方向正交。在本发明其它的实施例中，所述天线组20的一侧连接有所述辅助天线30。通过这种天线单元之间正交的极化方式，自然形成极化分集，从而在增加所述终端内天线数量的同时隔绝天线之间的互耦，保证天线的性能。

所述辅助天线30为波导开口天线。所述辅助天线30为从所述金属罩体10的所述侧板12向所述金属罩体10的内部延伸的开口槽。所述辅助天线30包括两个间隔且相对设置的平行板31及连接两个所述平行板31的垂直板32。所述辅助天线30内壁形成有介质层，所述平行板31及所述垂直板32贴合覆盖于所述辅助天线30的介质层上。所述垂直板32上位于两个所述天线组20之间且背离所述金属罩体10内部的位置具有开口33。本实施例中，所述开口33位于所述侧板12的转角处。所述开口33方向背向所述金属罩体10的内部。具体的，所述开口33包括朝向垂直方向的两部分；一部分与一侧的天线组的一个子天线连接，另一部分与另一侧的天线组的子天线连接，所述辅助天线30与天线组无缝连接零距离布局，极大地保证了天线布局的紧凑性，而且增加了天线的数量，提高天线组件的辐射性能。

具体的，两个所述平行板31中一个为上平行板31a，另一个为与所述上平行板31a相对的一个下平行板31b。所述下平行板31b与所述金属罩体10的所述底板11共面，所述上平行板31a与所述金属罩体10的所述侧板12端部平齐。即所述开口槽的高度与的两个所述平行板31之间的间隔与所述金属罩体10的所述侧板12的高度相同。

本实施例中，所述辅助天线30为四个，且分别位于所述侧板的四个转角上，并且所述波导开口天线采用同轴线馈电的方式进行馈电。可以理解的是，所述辅助天线30可以为其它与所述天线组20极化方向正交的其它种类的天线，其数量及其馈电方式也可根据需要进行变化。

通过对本实施例的所述天线100的各天线的效率进行分析可以知道，本发明第二实施例中的所述移动终端200中的所述天线组件100的辐射效率为100MHz时的带宽大于30％。由于本实施例中位于所述终端基内的所述终端元器件的布局并不会对天线的性能产生影响，所以所述天线组件100的辐射效率已完全满足要求。且在天线系统中，30％的平均辐射效率，在SNR＝20dB的环境中可以达到70％以上的信道容量效率。

本实施例中，通过在所述天线组20之间增加与所述天线组20极化正交的辅助天线30，使得在不保证天线之间低耦合的情况下进一步增加所述终端内天线的数量，提高所述终端的信道容量，实现更好的通信效果。

进一步的，本发明实施例还提供一种终端，所述终端包括电路板、设于所述电路板上的元器件及以上述天线组件100。所述电路板设于一基板上，所述基板固定所述金属罩体10的所述底板11上，从而使所述元器件及电路板收容于所述金属罩体10内。可以理解的是，也可以直接以所述底板11作为所述基板，将所述电路板直接固定于所述底板11上。其中，所述金属罩体10为屏蔽罩或者所述终端的终端壳体。

本发明实施例的所述终端，将所述天线组件100中的各天线(包括所述天线组20及所述辅助天线30)设于所述金属罩体10的所述侧板12的外表面，将所述元器件及电路板收容于所述金属罩体10内，从而隔绝所述元器件及电路板与各天线之间的电磁影响，从而能够优化所述各天线的性能，并能够简化了所述天线组件100的设计及终端内部元器件的布局。

Claims (9)

1.一种天线组件，其特征在于，所述天线组件包括金属罩体及多个间隔设于所述金属罩体上的天线组，所述金属罩体包括底板及围绕所述底板周缘设置的侧板，所述底板与所述侧板的外表面设有介质层及覆盖于所述介质层表面的金属层，每一所述天线组包括至少一个子天线，所述多个天线组由所述金属层形成，且每一所述天线组均位于金属罩体外侧且向所述金属罩体外辐射；其中，每个所述天线组一侧连接有辅助天线，所述辅助天线与所述天线组的极化方式正交；或者，所述辅助天线连接与其两侧相邻设置的所述天线组。

2.如权利要求1所述的天线组件，其特征在于，每一所述天线组包括两个相邻设置的子天线，且所述两个子天线之间的区域形成去耦区域。

3.如权利要求2所述的天线组件，其特征在于，每一所述天线组由形成于所述介质层的所述金属层雕刻形成。

4.如权利要求2所述的天线组件，其特征在于，所述金属层形成所述天线组后贴于所述介质层上。

5.如权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述介质层厚度为2mm。

6.如权利要求1至5任意一项所述的一种天线组件，其特征在于，所述侧板包括四个转角，所述每个转角设有所述辅助天线，并且每个转角的辅助天线两侧均连接有所述天线组。

7.如权利要求6所述的天线组件，其特征在于，所述辅助天线为波导开口天线，所述辅助天线由所述金属罩体的所述侧板向所述金属罩体的内部延伸形成的开口槽，所述开口槽包括背离所述金属罩体内部的开口，所述开口槽内填充有所述介质层。

8.一种终端，其特征在于，包括电路板、设于所述电路板上的元器件及权利要求1-7任一项所述的天线组件，所述电路板及所述元器件收容于所述金属罩体内。

9.如权利要求8所述的一种终端，其特征在于，所述金属罩体为屏蔽罩或者终端壳体。

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