CN109586004A - 一种封装天线模组及电子设备 - Google Patents

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邾志民
赵伟
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Abstract

本发明提供了一种封装天线模组及电子设备，封装天线模组包括基板、设于基板相对两侧的天线模块和集成电路芯片以及设于基板内连接天线模块和集成电路芯片的电路，天线模块包括若干天线单元，若干天线单元以相同的形态排列，且若干天线单元的排列方向与天线单元的电流方向相同,本发明的封装天线模组和电子设备可以减小天线单元之间的耦合,改善天线单元之间的隔离度，且有较好的空间覆盖能力。

Description

一种封装天线模组及电子设备
【技术领域】
本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种封装天线模组及电子设备。
【背景技术】
5G作为全球业界的研发焦点，发展5G技术制定5G标准已经成为业界共识。国际电信联盟ITU在2015年6月召开的ITU-RWP5D第22次会议上明确了5G的三个主要应用场景：增强型移动宽带、大规模机器通信、高可靠低延时通信。这3个应用场景分别对应着不同的关键指标，其中增强型移动带宽场景下用户峰值速度为20Gbps，最低用户体验速率为100Mbps。
现有技术的毫米波频段丰富的带宽资源为高速传输速率提供了保障，但是由于该频段电磁波剧烈的空间损耗，利用毫米波频段的无线通信系统需要采用相控阵的架构。
针对5G毫米波频段，3GPP提出了n257(26.5GHz-29.5GHz)、n258(24.25-27.5GHz)、n260(37-40GHZ)、n261(27.5-28.35GHZ)几个标准工作频段，在天线模组有限的空间，固定的层叠结构中实现更好空间覆盖和较好隔离度的宽带相控阵模组是一个挑战。
因此，有必要提供一种隔离度更优、空间覆盖能力更好的封装天线模组。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种封装天线模组及电子设备。
本发明的技术方案如下：
一种封装天线模组，包括基板、设于所述基板相对两侧的天线模块和集成电路芯片以及设于所述基板内连接所述天线模块和所述集成电路芯片的电路，所述天线模块包括若干天线单元，若干所述天线单元以相同的形态排列，且若干所述天线单元的排列方向与所述天线单元的电流方向相同。
优选的，所述天线单元包括第一侧边、第二侧边、第三侧边、第四侧边、馈电部和与所述馈电部连接的馈线，所述第一侧边和所述第二侧边相对设置，所述第三侧边和所述第四侧边相对设置，所述第三侧边和所述第四侧边均连接于所述第一侧边和所述第二侧边之间，所述第一侧边和所述第二侧边沿着所述电流方向依次排列；所述馈电部与所述第一侧边、所述第二侧边、所述第三侧边和所述第四侧边的距离中，所述馈电部与所述第二侧边的距离最大；所述至少两个结构相同的天线单元的其中一个所述天线单元的第二侧边与另一个所述天线单元的第一侧边邻接。
优选的，所述馈电部与所述第三侧边的距离和所述馈电部与所述第四侧边的距离相等。
优选的，所述馈线与所述第一侧边平行设置。
优选的，两个所述天线单元从左向右排列，所述馈电部设于所述电线单元的左侧。
优选的，所述天线单元的数量为四个。
优选的，所述天线单元为正方形。
本发明还提供一种电子设备，包括壳体以及所述的封装天线模组，所述封装天线模组设置于所述壳体上。
优选的，所述壳体包括边框，所述封装天线模组中的一个所述天线单元的第二侧边靠近所述边框，所述边框上设有射出部，以供所述封装天线模组发送与接收信号。
优选的，所述射出部由非金属材料制成。
本发明的有益效果在于：本发明提供的封装天线模组，通过若干天线单元以相同的形态排列，且天线单元的排列方向与天线单元的电流方向相同，从而减小天线单元之间的耦合，改善天线单元之间的隔离度，且有较好的空间覆盖能力。
【附图说明】
图1为本发明实施例提供的电子设备的示意图；
图2为本发明实施例提供的封装天线模组示意图；
图3为本发明实施例提供的天线单元示意图；
图4为本发明实施例提供的天线的馈电结构示意图；
图5(a)为本发明实施例提供的封装天线模组在28GHz频段时，相移为45°的辐射方向图；
图5(b)为本发明提供的封装天线模组在28GHz频段时，相移为0°的辐射方向图；
图5(c)为本发明提供的封装天线模组在28GHz频段时，相移为-45°的辐射方向图；
图6为本发明实施例提供的封装天线模组的S参数曲线图；
图7为本发明实施例提供的封装天线模组在28GHz频段时的覆盖效率曲线图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明实施例提供的封装天线模组应用于电子设备，如手机。电子设备包括封装天线模组100和壳体200，封装天线模组100设置于壳体200内，用于发射和接收信号。
如图2-4所示，封装天线模组100包括基板20、设于基板20相对两侧的天线模块10和集成电路芯片30以及设于基板20内连接天线模块10和集成电路芯片30的电路40，天线模块10包括若干天线单元11，若干天线单元11以相同的形态排列，且若干天线单元11的排列方向与天线单元11的电流方向相同。
由于天线单元11的排列方向与天线单元11的电流方向相同，从而减小天线单元11之间的耦合，改善天线单元11之间的隔离度，且具有更好的空间覆盖能力。
本发明优选的实施例中，天线单元11包括第一侧边112、第二侧边113、第三侧边114、第四侧边115、馈电部111和与所述馈电部111连接的馈线116。第一侧边112和第二侧边113相对设置，第三侧边114和第四侧边115相对设置，第三侧边114和第四侧边115均连接于第一侧边112和第二侧边113之间。第一侧边112和第二侧边113沿着电流方向依次排列。可以理解地，天线单元11以相同的形态排列时，天线单元11中的馈电部111的排列方向与天线单元11的排列方向是相同的。馈电部111与第一侧边112、第二侧边113、第三侧边114和第四侧边115的距离中，馈电部111与第二侧边113的距离最大。至少两个天线单元11的其中一个天线单元11的第二侧边113与另一个天线单元11的第一侧边112邻接。电流流向远离馈电部111的方向，从第一侧边112流向第二侧边113。
本发明优选的实施例中，馈电部111与第三侧边114的距离和馈电部1111与第四侧边115的距离相等。
本发明优选的实施例中，馈线116与第一侧边112平行设置。
本发明优选的实施例中，两个天线单元11从左向右排列，馈电部111位于电线单元11的左侧。即，馈电部111位于每个天线单元11的中心偏左的位置。封装天线模组1的电流方向从左向右流动。
需要说明的是，两个天线单元11也可以从右向左排列，对应的馈电部111位于天线单元11中心偏右的位置，电流流向为从右向左。同理，两个天线单元11也可以从上向下排列，对应的馈电部111位于天线单元11中心偏上的位置，电流流向为从上向下；两个天线单元11也可以从下向上排列，对应的馈电部111位于天线单元11中心偏下的位置，电流流向为从下向上。
如图1所示，壳体200包括设有射出部21的边框20。封装天线模组1中的一个天线单元11的第二侧边113靠近边框20，例如，电流流向为从左向右，则边框20位于封装天线模组1的右边。边框20上设有射出部21，以供封装天线模组1发送与接收信号。优选的，射出部21由非金属材料制成，若边框20为金属边框，射出部21为金属边框20上的开孔，以供封装天线模组1发送和接收信号。
本发明优选的实施例中，天线单元11的数量为四个。其中，四个天线单元11以相同的形态呈直线状排列。
如图2所示，天线单元11还包括与馈电部111连接的辐射贴片117，天线单元11为正方形，辐射贴片116也为正方形。
如图5(a)-5(c)所示，本发明实施例提供的封装天线模组的相控阵扫描性能示意图，分别为28GHz阵列扫描45°、0°和-45°辐射方向图，可以看出，本发明实施例提供的封装天线模组扫描性能良好。
如图6所示，本发明实施例提供的封装天线模组的S参数曲线图，图中S11为反射系数，S12为隔离度。可以看出，本发明实施例提供的封装天线模组具有较好的隔离度。
如图7所示，本发明实施例提供的封装天线模组的覆盖效率曲线图，对于50％覆盖，相比于峰值增益，下降7.7dB，可以看出，本发明实施例提供的封装天线模组具有较好的空间覆盖能力。
本发明提供的封装天线模组，通过将两个天线单元11以相同的形态排列，且两个天线单元11的排列方向与电流方向相同，从而减小天线单元11之间的耦合，改善天线单元11之间的隔离度，且有较好的空间覆盖能力。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种封装天线模组，其特征在于，包括基板、设于所述基板相对两侧的天线模块和集成电路芯片以及设于所述基板内连接所述天线模块和所述集成电路芯片的电路，所述天线模块包括若干天线单元，若干所述天线单元以相同的形态排列，且若干所述天线单元的排列方向与所述天线单元的电流方向相同。
2.根据权利要求1所述的封装天线模组，其特征在于，所述天线单元包括第一侧边、第二侧边、第三侧边、第四侧边、馈电部和与所述馈电部连接的馈线，所述第一侧边和所述第二侧边相对设置，所述第三侧边和所述第四侧边相对设置，所述第三侧边和所述第四侧边均连接于所述第一侧边和所述第二侧边之间，所述第一侧边和所述第二侧边沿着所述电流方向依次排列；所述馈电部与所述第一侧边、所述第二侧边、所述第三侧边和所述第四侧边的距离中，所述馈电部与所述第二侧边的距离最大；所述至少两个结构相同的天线单元的其中一个所述天线单元的第二侧边与另一个所述天线单元的第一侧边邻接。
3.根据权利要求2所述的封装天线模组，其特征在于，所述馈电部与所述第三侧边的距离和所述馈电部与所述第四侧边的距离相等。
4.根据权利要求3所述的封装天线模组，其特征在于，所述馈线与所述第一侧边平行设置。
5.根据权利要求1所述的封装天线模组，其特征在于，两个所述天线单元从左向右排列，所述馈电部设于所述电线单元的左侧。
6.根据权利要求1所述的封装天线模组，其特征在于，所述天线单元的数量为四个。
7.根据权利要求1所述的封装天线模组，其特征在于，所述天线单元为正方形。
8.一种电子设备，其特征在于，包括壳体以及权利要求1-7任一项所述的封装天线模组，所述封装天线模组设置于所述壳体内。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述壳体包括边框，所述封装天线模组中的一个所述天线单元的第二侧边靠近所述边框，所述边框上设有射出部，以供所述封装天线模组发送与接收信号。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述射出部由非金属材料制成。
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