CN108631061A - 天线组件及电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种天线组件及电子装置。天线组件包括天线辐射体、第一频段匹配电路、第二频段匹配电路、第一开关、检测器、控制器及调整电路，第一频段匹配电路包括第一电感，第一频段匹配电路通过第一开关电连接天线辐射体；当第一频段匹配电路电连接到天线辐射体时，天线辐射体根据激励信号产生第一电磁波信号；当第二频段匹配电路电连接到天线辐射体上时，天线辐射体根据激励信号产生第二电磁波信号；当第一开关断开且第二频段匹配电路电连接到天线辐射体上时，第一开关耦合第二电磁波信号产生谐波并将谐波辐射出去而形成辐射杂散，当检测器检测到谐波的时候，控制器发出控制信号，调整电路在控制信号的控制下破坏辐射杂散。

Description

天线组件及电子装置

技术领域

本申请涉及电子装置领域，尤其涉及一种天线组件及电子装置。

背景技术

天线是一种变换器，用于将传输线上传输的导行波变换为在无界媒介(通常是自由空间)中传输的电磁波，或者是将在无界媒介中传输的电磁波转换为可以在传输线上传输的导行波的一种装置。手机等电子装置中，通常包括天线，以实现手机等电子装置的通信功能。为了实现较宽频段的电磁波信号的辐射或者接收，天线中通常包括多个频段匹配电路以及切换开关，当不同的频段匹配电路电连接到天线辐射体上时，所述天线辐射体的长度不同，从而使得天线辐射体能够辐射不同频段的电磁波信号，进而实现了较宽频段的电磁波辐射。当某一频段匹配电路包括电感时，当切换开关与包括所述电感的频段匹配电路断开时，所述电感升压作用明显，从而使得所述切换开关饱和，而产生辐射杂散，从而降低了所述天线所应用的电子装置的通信效果。

发明内容

本申请提供了一种天线组件，所述天线组件包括天线辐射体、第一频段匹配电路、第二频段匹配电路、第一开关、检测器、控制器及调整电路，所述第一频段匹配电路包括第一电感，所述第一频段匹配电路通过所述第一开关电连接所述天线辐射体；当所述第一频段匹配电路电连接到所述天线辐射体时，所述天线辐射体根据激励信号产生第一电磁波信号；当所述第二频段匹配电路电连接到所述天线辐射体上时，所述天线辐射体根据所述激励信号产生第二电磁波信号；当所述第一开关断开且所述第二频段匹配电路电连接到所述天线辐射体上时，所述第一开关耦合所述第二电磁波信号产生谐波并将所述谐波辐射出去而形成辐射杂散，所述检测器用于检测所述谐波，当所述检测器检测到所述谐波的时候，所述控制器发出控制信号，所述调整电路在所述控制信号的控制下破坏所述辐射杂散。

相较于现有技术，本申请的天线组件中当第一开关断开时，所述第一频段匹配电路中的第一电感升压明显，从而使得加载到所述第一开关上的电压增大，极容易产生饱和。当所述第一开关耦合所述第二电磁波信号而产生谐波并将所述谐波辐射出去的话，产生了辐射杂散。所述检测器检测到所述谐波的时候，所述调整电路在所述控制信号的控制下破坏所述辐射杂散，从而达到了消除或者减弱所述辐射杂散，提高所述天线组件所应用的电子装置的通信质量的技术效果。

本申请还提供了一种电子装置，所述电子装置包括所述天线组件。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请天线组件的电路框图。

图2为本申请天线组件的具体电路结构示意图。

图3为本申请的天线组件中分压元件接地的示意图。

图4为天线组件中分压元件接地的结构示意图。

图5为图4中沿I-I线的剖面示意图。

图6为地馈金属片中的第一通孔及第二通孔的排布示意图。

图7为本申请提供的电子装置中天线组件伸出收容空间的结构示意图。

图8为本申请提供的电子装置中的天线组件收容于收容空间的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“厚度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是暗示或指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

请一并参阅图1及图2，图1为本申请天线组件的电路框图；图2为本申请天线组件的具体电路结构示意图。所述天线组件10包括天线辐射体110、第一频段匹配电路120、第二频段匹配电路130、第一开关140、检测器150、控制器160及调整电路170。所述第一频段匹配电路120包括第一电感L1，所述第一频段匹配电路120通过所述第一开关140电连接所述天线辐射体110。当所述第一频段匹配电路120电连接到所述天线辐射体110时，所述天线辐射体110根据激励信号产生第一电磁波信号。当所述第二频段匹配电路130电连接到所述天线辐射体110上时，所述天线辐射体110根据所述激励信号产生第二电磁波信号。当所述第一开关140断开且所述第二频段匹配电路130电连接到所述天线辐射体110上时，所述第一开关140耦合所述第二电磁波信号产生谐波并将所述谐波辐射出去而形成辐射杂散。所述检测器150用于检测所述谐波，当所述检测器150检测到所述谐波的时候，所述控制器160发出控制信号，所述调整电路170在所述控制信号的控制下破坏所述辐射杂散。

在本实施方式中，所述天线组件10包括射频信号源230，所述射频信号源230用于产生所述激励信号。可以理解地，所述第二频段匹配电路通过切换开关240电连接至所述天线辐射体。所述第一开关140和所述切换开关240也可以为一个集成的单刀双掷开关。

辐射杂散是电子装置1的强制认证指标，特别是全球移动通通信系统(GlobalSystem for Mobile Communication,GSM)频段，由于GSM本身的功率较高，很容易导致辐射杂散超标。举例而言，所述天线辐射体110根据所述第二频段匹配电路130产生预设频段f0的第二电磁波信号，往往会产生谐波，所述谐波包括二次谐波、三次谐波、.....N次谐波等。其中，N次谐波的频率为N*f0，其中N为正整数。当所述第二电磁波信号的预设频段为GSM900GHZ时，往往会产生1800GHZ的二次谐波、2700GHZ的三次谐波等。当所述谐波的能量到达相应谐振处时，相应谐振处就会将这些无用的谐波辐射出去或者将这些无用的谐波等经由所述天线辐射体110辐射出去，从而导致辐射杂散超标。对于GSM900GHZ的电磁波信号而言，二次谐波和三次谐波均构成辐射杂散。

在本实施方式中，当所述第一开关140断开时，所述第一频段匹配电路120中的第一电感L1有明显的升压作用，从而使得加载在所述第一开关140上的电压增大，极易饱和，此时，当所述第一开关140耦合所述第二电磁波信号而产生谐波并将所述谐波辐射出去的话，从而产生了辐射杂散。可以理解地，所述谐波包括二次谐波、三次谐波、......、N次谐波等，其中，N此谐波的频率为所述第二电磁波信号的频率的N倍，其中，N为正整数。当所述检测器150检测到所述谐波时，所述控制器160发出控制信号，所述调整电路170在所述控制信号的控制下破坏所述辐射杂散。

具体地，所述第一电感L1的一端电连接至地极，另一端通过所述第一开关140电连接所述天线辐射体110。所述调整电路170包括第二开关171和分压元件172。所述第二开关171包括第一端171a、第二端171b及控制端171c。所述第一端171a电连接所述第一电感L1电连接所述第一开关140的一端，所述第二端171b电连接所述分压元件172至地极。所述控制端171c用于接收所述控制信号，当所述检测器150检测到所述谐波时，所述控制信号控制所述第一端171a及所述第二端171b导通，所述分压元件172和所述第一电感L1并联，以减小所述第一电感L1上的电压。

进一步地，所述分压元件172包括第二电感或者分压电阻。

在本实施方式中，所述第二开关171为N型薄膜晶体管，所述第一端171a为N型薄膜晶体管的漏极，所述第二端171b为N型薄膜晶体管的源极，所述控制端171c为N型薄膜晶体管的栅极。当所述控制端171c接收高电平的控制信号时，所述第一端171a及所述第二端171b之间导通；当所述控制端171c接收低电平的控制信号时，所述第一端171a及所述第二端171b之间断开。可以理解地，在其他实施方式中，所述第二开关171也可以为其他类型的开关。

在本实施方式中，当所述检测器150检测到所述谐波时，所述控制信号控制所述第二开关171的第一端171a及第二端171b导通，从而使得所述分压元件172与所述第一电感L1并联，从而对所述第一电感L1上的电压进行分压，即，减小了所述第一电感L1上的电压。由于所述第一电感L1通过所述第一开关140连接所述天线辐射体110，所述第一开关140上加载的电压即为所述第一电感L1上的电压。所述第一电感L1上的电压减小，从而导致加载在所述第一开关140上的电压也相应地减小，所述第一开关140上的电压减小使得所述第一开关140的饱和度降低，从而所述第一开关140耦合所述第二电磁波信号产生所述谐波的概率降低，即降低了所述辐射杂散产生的概率。

在谐波中所述K次谐波的能量大于K+1次谐波的能量，其中，K为正整数。通常而言，二次谐波的能量最大。进一步地，所述检测器150还用于检测所述第一开关140耦合所述第二电磁波信号产生的谐波中的二次谐波的功率是否大于预设功率，当所述第一开关140耦合所述第二电磁波信号产生的谐波中的二次谐波的功率大于所述预设功率时，则认为形成了辐射杂散。当所述第一开关140耦合所述第二电磁波信号产生的谐波中的二次谐波小于或等于所述预设功率时，则认为未形成辐射杂散。

进一步地，所述第一电感L1通过第一路径电连接至地极，所述第二端171b电连接所述分压元件172通过第二路径电连接至地极，其中，所述第一路径与所述第二路径彼此独立。

所述第一电感L1通过第一路径电连接至地极，所述第二端171b电连接所述分压元件172通过第二路径电连接至地极，所述第一路径与所述第二路径彼此独立，从而避免了所述第二端171b电连接所述分压元件172的接地路径再连接所述第一电感L1的接地路径造成的所述第二端171b电连接所述分压元件172至地极的路径过长。所述第一路径与所述第二路径就彼此独立可以使得所述分压元件172快速接地，使得所述分压元件172快速对所述第一电感L1的电压进行分压。即，使得所述第一开关140上加载的电压快速降低，使得所述第一开关140的饱和度快速降低，从而使得所述第一开关140耦合所述第二电磁波信号产生所述谐波的概率降低，即降低了所述辐射杂散产生的概率。

请一并参阅图3，图3为本申请的天线组件中分压元件接地的示意图。所述天线组件10包括主板181及辅板182，所述主板181设有第一地极181a，所述辅板182设有第二地极182a，所述第一地极181a与所述第二地极182a电连接以形成整体的地极181b，所述第二端171b电连接所述分压元件172至所述第一地极181a与所述第二地极182a电连接形成的整体的地极181b。

所述主板181通常还用于设置射频信号源230、检测器150及控制器160。所述辅板182也叫小板，通常还用于设置第一频段匹配电路120、第二频段匹配电路130、第一开关140及调整电路170。当所述天线组件10应用于手机等电子装置1中时，所述主板181通常还用于设置电子装置1的存储器、处理器等元器件。在本实施方式中，为了绘图的方便，没将所述射频信号源230、所述检测器150及所述控制器160绘制在所述主板181上，同时也没有将所述第一频段匹配电路120、所述第二频段匹配电路130、所述第一开关140及调整电路170绘制在所述辅板182上。

相较于所述第二端171b电连接所述分压元件172至所述第一地极181a或者单独连接至所述第二地极182a而言，本申请通过将所述主板181上的第一地极181a以及所述辅板182上第二地极182a连接形成整体的地极181b，所述第二端171b电连接所述分压元件172至所述第一地极181a以及所述第二地极182a连接形成的整体的地极181b，可以使得所述分压元件172快速对所述第一电感L1的电压进行分压。即，使得所述第一开关140上加载的电压快速降低，使得所述第一开关140的饱和度快速降低，从而使得所述第一开关140耦合所述第二电磁波信号产生所述谐波的概率降低，即降低了所述辐射杂散产生的概率。

请一并参阅图4及图5，图4为天线组件中分压元件接地的结构示意图；图5为图4中沿I-I线的剖面示意图。所述天线组件10还包括地馈金属片190、多个第一连接件210及多个第二连接件220。所述地馈金属片190包括第一地馈部191、第二地馈部192及连接部193。所述连接部193连接在所述第一地馈部191及第二地馈部192之间，所述第一地馈部191设置有多个第一通孔191a，所述第二地馈部192设置有多个第二通孔192a。所述第一连接件210设置在所述第一通孔191a的外围且所述第一连接件210用于将所述第一地馈部191与所述分压元件172电连接，所述第二连接件220设置在所述第二通孔192a的外围且所述第二连接用于将所述第二地馈部192与构成所述地极的金属板250电连接。

本申请的天线组件10中将所述第一地馈部191设置多个第一通孔191a，通过将所述第一连接件210设置在所述第一通孔191a的外围且所述第一连接件210将所述第一地馈部191与所述分压元件172的一端连接，通过所述第二连接件220设置在所述第二通孔192a的外围且第二连接件220将所述第二地馈部192与整体的地极181b电连接，从而增加了所述地馈金属片190与整体的地极181b之间电连接的面积，可以使得所述分压元件172快速对所述第一电感L1的电压进行分压。即，使得所述第一开关140上加载的电压快速降低，使得所述第一开关140的饱和度快速降低，从而使得所述第一开关140耦合所述第二电磁波信号产生所述谐波的概率降低，即降低了所述辐射杂散产生的概率。

进一步地，所述第一连接件210与所述第一地馈部191为一体结构，所述第二连接件220与所述第二地馈部192为一体结构。在本实施方式中，提供整片的地馈金属基片，所述地馈金属基片包括一体连接的第一基片、第二基片及连接部193。第一基片及所述第二基片分别设置在所述连接部193相对的两端。所述地馈金属基片为金属材质且为一体结构。将所述第一基片对着所述分压元件172的一端设置，将所述第二基片对着所述整体的地极181b设置。用激光装置产生的激光在所述第一基片上进行激光雕刻，所述第一基片被所述激光照射的部分融化，以形成第一通孔191a，融化后的金属液流到所述第一通孔191a的外围，且流入到所述分压元件172与所述第一基片之间，冷却后的金属液形成了所述第一连接件210。同样地，所述第二基片对着所述整体的地极181b设置，所述激光装置产生的激光在所述第二基片上进行激光雕刻，所述第二基片被所述激光照射的部分融化，以形成第二通孔192a，融化后的金属液流入所述第二通孔192a的外围，且流入到所述地极与所述第二基片之间，冷却后的金属液形成了所述第二连接件220。

进一步地，所述第一通孔191a呈矩阵排布，所述第二通孔192a呈矩阵排布，可以使得所述第二开关171及所述分压元件172快速形成分压通路，可以使得所述分压元件172快速对所述第一电感L1的电压进行分压。即，使得所述第一开关140上加载的电压快速降低，使得所述第一开关140的饱和度快速降低，从而使得所述第一开关140耦合所述第二电磁波信号产生所述谐波的概率降低，即降低了所述辐射杂散产生的概率。

请参阅图6，图6为地馈金属片中的第一通孔及第二通孔的排布示意图。在第n行中，相邻的两个所述第一通孔191a间隔设置且形成第一间隙，第n+1行中的所述第一通孔191a部分收容于所述第一间隙中。同样地，在第m行中，相邻的两个所述第二通孔192a间隔设置且形成第二间隙，第m+1行中的所述第二通孔192a部分收容于所述第二间隙中；其中，n及m为正整数。在本实施方式中，通过将第n+1行中的第一通孔191a部分收容于第n行中相邻的两个所述第一通孔191a之间形成的第一间隙，从而使得单位面积的第一地馈部191内设置更多的第一通孔191a。同样地，将通过将第m+1行中的第一通孔191a部分收容于第m行中相邻的两个所述第二通孔192a之间形成的第二间隙，从而使得单位面积的第二地馈部192内设置更多的第二通孔192a。可以使得所述第二开关171及所述分压元件172快速形成分压通路，可以使得所述分压元件172快速对所述第一电感L1的电压进行分压。即，使得所述第一开关140上加载的电压快速降低，使得所述第一开关140的饱和度快速降低，从而使得所述第一开关140耦合所述第二电磁波信号产生所述谐波的概率降低，即降低了所述辐射杂散产生的概率。

可选地，所述第一通孔191a的形状为圆形或者椭圆形；所述第二通孔192a的形状为圆形或者椭圆形。所述第一通孔191a及第二通孔192a的形状为圆形或者椭圆形可以使得所述地馈金属片190上产生的电流均匀地传输到地极。且所述第一通孔191a及所述第二通孔192a的形状为圆形或者椭圆形可以使得所述第一地馈部191及所述第二地馈部192的应力分布较均匀，所述第一地馈部191及所述第二地馈部192不容易被损坏。

请一并参阅图7及图8，图7为本申请提供的电子装置中天线组件伸出收容空间的结构示意图；图8为本申请提供的电子装置中的天线组件收容于收容空间的示意图。所述电子装置1包括但不仅限于智能手机、互联网设备(mobile internet device，MID)、电子书、便携式播放站(Play Station Portable,PSP)或个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)等具有通信功能的设备。所述电子装置1包括前述任意实施方式所述的天线组件10。在本实施方式中，所述电子装置1包括装置本体30及滑动座40。所述装置本体30包括收容空间，所述天线组件10设置于所述滑动座40上且与所述滑动座40固定连接，所述滑动座40与所述装置本体30活动连接，并且带动所述天线组件10收容于或者伸出所述收容空间。

在本实施方式中，通过将所述天线组件10设置于所述滑动座40上，所述滑动座40与所述装置本体30活动连接，从而使得所述滑动座40带动所述天线组件10伸出所述收容空间时，可以提高所述天线组件10的辐射效果，提高所述电子装置1的通信效果。

进一步地，所述电子装置1还包括频偏矫正器50，所述频偏矫正器50用于对所述天线组件10相对于所述装置本体30的位置发生变化时的频偏进行矫正。

进一步地，所述滑动座40上还设置有其他功能模组60。其他功能模组60包括但不限于摄像头模组、接近传感器模组、受话器模组等的至少一种。将其他功能模组60设置于所述滑动座40上有助于提高所述电子装置1的屏占比，有利于实现全面屏。

以上是本申请实施例的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种天线组件，其特征在于，所述天线组件包括天线辐射体、第一频段匹配电路、第二频段匹配电路、第一开关、检测器、控制器及调整电路，所述第一频段匹配电路包括第一电感，所述第一频段匹配电路通过所述第一开关电连接所述天线辐射体；当所述第一频段匹配电路电连接到所述天线辐射体时，所述天线辐射体根据激励信号产生第一电磁波信号；当所述第二频段匹配电路电连接到所述天线辐射体上时，所述天线辐射体根据所述激励信号产生第二电磁波信号；当所述第一开关断开且所述第二频段匹配电路电连接到所述天线辐射体上时，所述第一开关耦合所述第二电磁波信号产生谐波并将所述谐波辐射出去而形成辐射杂散，所述检测器用于检测所述谐波，当所述检测器检测到所述谐波的时候，所述控制器发出控制信号，所述调整电路在所述控制信号的控制下破坏所述辐射杂散。

2.如权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述第一电感的一端电连接至地极，另一端通过所述第一开关电连接所述天线辐射体，所述调整电路包括第二开关和分压元件，所述第二开关包括第一端、第二端及控制端，所述第一端电连接所述第一电感电连接所述第一开关的一端，所述第二端电连接所述分压元件至地极，所述控制端用于接收所述控制信号，当所述检测器检测到所述谐波时，所述控制信号控制所述第一端及所述第二端导通，所述分压元件和所述第一电感并联，以减小所述第一电感上的电压。

3.如权利要求2所述的天线组件，其特征在于，所述分压元件包括第二电感或者分压电阻。

4.如权利要求2所述的天线组件，其特征在于，所述第一电感通过第一路径电连接至地极，所述第二端电连接所述分压元件通过第二路径电连接至地极，其中，所述第一路径与所述第二路径彼此独立。

5.如权利要求2所述的天线组件，其特征在于，所述天线组件包括主板及辅板，所述主板设有第一地极，所述辅板设有第二地极，所述第一地极与所述第二地极电连接以形成整体的地极，所述第二端电连接所述分压元件至所述第一地极与所述第二地极电连接形成的整体的地极。

6.如权利要求2所述的天线组件，其特征在于，所述天线组件还包括地馈金属片、多个第一连接件及多个第二连接件，所述地馈金属片包括第一地馈部、第二地馈部及连接部，所述连接部连接在所述第一地馈部及第二地馈部之间，所述第一地馈部设置有多个第一通孔，所述第二地馈部设置有多个第二通孔，所述第一连接件设置在所述第一通孔的外围且所述第一连接件用于将所述第一地馈部与所述分压元件电连接，所述第二连接件设置在所述第二通孔的外围且所述第二连接用于将所述第二地馈部与构成所述地极的金属板电连接。

7.如权利要求6所述的天线组件，其特征在于，在第n行中，相邻的两个所述第一通孔间隔设置且形成第一间隙，第n+1行中的所述第一通孔部分收容于所述第一间隙中；在第m行中，相邻的两个所述第二通孔间隔设置且形成第二间隙，第m+1行中的所述第二通孔部分收容于所述第二间隙中；其中，n及m为正整数。

8.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括如权利要求1～7任意一项所述的天线组件。

9.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置包括装置本体及滑动座，所述装置本体包括收容空间，所述天线组件设置于所述滑动座上且与所述滑动座固定连接，所述滑动座与所述装置本体活动连接，并且带动所述天线组件收容于或者伸出所述收容空间。

10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置还包括频偏矫正器，所述频偏矫正器用于对所述天线组件相对于所述装置本体的位置发生变化时的频偏进行矫正。