CN109888454B - 一种封装天线模组及电子设备 - Google Patents

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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、设置于基板的相对两侧的天线组和集成电路芯片组以及嵌设于基板内的馈电网络，集成电路芯片组包括第一集成电路芯片和第二集成电路芯片，天线组包括与第一集成电路芯片电连接的第一天线模块和与第二集成电路芯片电连接的第二天线模块，第一天线模块包括若干背腔贴片天线单元，第二天线模块包括若干偶极子天线单元。本发明的封装天线模组及电子设备，封装天线模组占用空间小，辐射效率高。

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。毫米波独有的高载频、大带宽特性是实现5G超高数据传输速率的主要手段。且未来的手机中预留给5G天线的空间小，可选位置不多。
因此，有必要提供一种覆盖效率高、占用空间小的封装天线模组。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种封装天线模组，以实现覆盖范围广、占用空间小。
本发明的技术方案如下：一种封装天线模组，包括基板、设置于所述基板的相对两侧的天线组和集成电路芯片组以及嵌设于所述基板内的馈电网络，所述集成电路芯片组包括第一集成电路芯片和第二集成电路芯片，所述天线组包括与所述第一集成电路芯片电连接的第一天线模块和与所述第二集成电路芯片电连接的第二天线模块，所述第一天线模块包括若干背腔贴片天线单元，所述第二天线模块包括若干偶极子天线单元。
优选的，所述第一天线模块的最大辐射方向垂直于所述基板向外，所述第二天线模块的最大辐射方向平行于所述基板且背离所述第一天线模块。
优选的，所述第一天线模块和所述第二天线模块沿第一方向并排设置，所述第一天线模块的若干所述背腔贴片天线单元和所述第二天线模块的若干所述偶极子天线单元均沿第二方向呈直线排列，所述第一方向垂直于所述第二方向。
优选的，所述天线组包括叠设于所述基板的系统地，所述背腔贴片天线单元包括开设于所述系统地的背腔以及收容于所述背腔内的上层贴片和下层贴片，所述上层贴片叠设于所述下层贴片远离所述基板的一侧，所述馈电网络与所述下层贴片电连接以馈电，所述上层贴片与所述下层贴片耦合以馈电。
优选的，所述天线组还包括并排设置于所述系统地端部的净空区，所述偶极子天线单元包括设置于所述净空区的反向延伸的第一辐射臂和第二辐射臂、自所述第一辐射臂靠近所述第二辐射臂的一端垂直于所述第一辐射臂延伸的第一馈电臂以及自所述第二辐射臂靠近所述第一辐射臂的一端垂直于所述第二辐射臂延伸的第二馈电臂，所述第一馈电臂叠设于所述第二馈电臂远离所述基板的一侧，所示第一辐射臂与所述第一馈电臂设置于同一个平面，所述第二辐射臂与所述第二馈电臂设置于同一个平面。
优选的，所述第一馈电臂和所述第二馈电臂均沿所述第一方向延伸。
优选的，所述第一馈电臂与所述系统地电连接，所述第二馈电臂与所述馈电网络电连接以馈电。
优选的，所述系统地邻近所述净空区处开设有净空窗，所述第二馈电臂延伸至所述净空窗内以与所述馈电网络电连接。
优选的，所述第一天线模块包括4个背腔贴片天线单元，所述第二天线模块包括4个偶极子天线单元。
本发明还提供一种电子设备，包括壳体和上述的封装天线模组，所述封装天线模组设于所述壳体内。
本发明的有益效果在于：封装天线模组的第一天线模块包括若干背腔贴片天线单元，第二天线模块包括若干偶极子天线单元，第一天线模块和第二天线模块分别对应一个集成电路芯片，集成度高，节省封装天线模组的占用空间，且通过背腔贴片天线单元和偶极子天线单元的配合，覆盖效率高。
【附图说明】
图1为本发明提供的封装天线模组的逻辑框图；
图2为本发明提供的封装天线模组的立体结构图；
图3为本发明提供的封装天线模组的俯视图；
图4为图2中区域A的放大图；
图5为图2中区域B的放大图；
图6为本发明提供的封装天线模组的偶极子天线单元的波束方向图；
图7为本发明提供的封装天线模组的背腔贴片天线单元的波束方向图；
图8为本发明提供的封装天线模组的覆盖效率曲线图。
图中：10、基板；20、天线组；21、第一天线模块；211、背腔贴片天线单元；212、背腔；213、上层贴片；214、下层贴片；22、第二天线模块；221、偶极子天线单元；222、第一辐射臂；223、第二辐射臂；224、第一馈电臂；225、第二馈电臂；23、系统地；24、净空区；25、净空窗；30、集成电路芯片组；31、第一集成电路芯片；32、第二集成电路芯片；40、馈电网络。
【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。
需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶部、底部……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，该元件可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
本发明提供的封装天线模组应用于电子设备，电子设备包括封装天线模组和壳体，封装天线模组设于壳体内，用于发射和接收信号。如图1-2所示，封装天线模组包括基板10、设置于基板10的相对两侧的天线组20和集成电路芯片组30以及嵌设于基板10内的馈电网络40，集成电路芯片组30包括第一集成电路芯片31和第二集成电路芯片32，天线组20包括与第一集成电路芯片31电连接的第一天线模块21和与第二集成电路芯片32电连接的第二天线模块22，第一天线模块21包括若干背腔贴片天线单元211，第二天线模块22包括若干偶极子天线单元221。背腔贴片天线单元211与第一集成电路芯片31电连接，偶极子天线单元221与第二集成电路芯片32电连接，通过背腔贴片天线单元211和偶极子天线单元221的配合，形成封装天线模组，充分利用基板10空间，集成度高，且覆盖效率高。
如图2所示，本发明一实施例提供的封装天线模组，第一天线模块21的最大辐射方向垂直于基板10向外，形成正射波束，第二天线模块22的最大辐射方向平行于基板10且背离第一天线模块21，形成端射波束，从而增大封装天线模组的覆盖效率。
在一个实施例中，如图3所示，第一天线模块21和第二天线模块22沿第一方向并排设置，第一天线模块21的若干背腔贴片天线单元211和第二天线模块22的若干偶极子天线单元221均沿第二方向呈直线排列，第一方向垂直于第二方向。
如图2-5所示，天线组20包括叠设于基板10的系统地23，背腔贴片天线单元211包括开设于系统地23的背腔212以及收容于背腔212内的上层贴片213和下层贴片214，上层贴片213叠设于下层贴片214远离基板10的一侧，馈电网络40与下层贴片214电连接以馈电，上层贴片213与下层贴片214耦合以馈电。
天线组20还包括并排设置于系统地23端部的净空区24，偶极子天线单元221包括设置于净空区24的反向延伸的第一辐射臂222和第二辐射臂223、自第一辐射臂222靠近第二辐射臂223的一端垂直于第一辐射臂222延伸的第一馈电臂224以及自第二辐射臂223靠近第一辐射臂222的一端垂直于第二辐射臂223延伸的第二馈电臂225，第一馈电臂224叠设于第二馈电臂225远离基板10的一侧，第一辐射臂222与第一馈电臂224设置于同一个平面，第二辐射臂223与第二馈电臂225设置于同一个平面。
优选的，第一馈电臂224和第二馈电臂225均沿所述第一方向延伸。
优选的，第一馈电臂224与系统地23电连接，第二馈电臂225与馈电网络40电连接以馈电。系统地23邻近净空区24处开设有净空窗25，第二馈电臂225延伸至净空窗25内以与馈电网络40电连接。
在一个实施例中，第一天线模块21包括4个背腔贴片天线单元211，第二天线模块包括4个偶极子天线单元221。
如图6所示，所述第二天线模块的最大辐射方向为Theta＝90°方向，即平行于所述基板的方向。同时，可以理解的是，因为所述第二天线模块靠近所述第一天线模块的位置设有系统地，所以所述第二天线模块的最大辐射方向背离所述第一天线模块。
如图7所示，所述第一天线模块的最大辐射方向为Theta＝0°方向，即垂直于所述基板向外。
如图8所示，本发明提供的封装天线模组的覆盖效率曲线图，可以看出，本发明提供的封装天线具有较好的覆盖效率。
本发明提供的封装天线模组及电子设备，第一天线模块21包括若干背腔贴片天线单元211，第二天线模块22包括若干偶极子天线单元221，第一天线模块21和第二天线模块22分别对应一个集成电路芯片，集成度高，节省封装天线模组的占用空间，且通过背腔贴片天线单元211和偶极子天线单元221的配合，覆盖效率高。
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 (6)

1.一种封装天线模组，其特征在于，包括基板、设置于所述基板的相对两侧的天线组和集成电路芯片组以及嵌设于所述基板内的馈电网络，所述集成电路芯片组包括第一集成电路芯片和第二集成电路芯片，所述天线组包括与所述第一集成电路芯片电连接的第一天线模块和与所述第二集成电路芯片电连接的第二天线模块，所述第一天线模块包括若干背腔贴片天线单元，所述第二天线模块包括若干偶极子天线单元；所述第一天线模块和所述第二天线模块沿第一方向并排设置，所述第一天线模块的若干所述背腔贴片天线单元和所述第二天线模块的若干所述偶极子天线单元均沿第二方向呈直线排列，所述第一方向垂直于所述第二方向；所述天线组包括叠设于所述基板的系统地，所述天线组还包括并排设置于所述系统地端部的净空区，所述偶极子天线单元包括设置于所述净空区的反向延伸的第一辐射臂和第二辐射臂、自所述第一辐射臂靠近所述第二辐射臂的一端垂直于所述第一辐射臂延伸的第一馈电臂以及自所述第二辐射臂靠近所述第一辐射臂的一端垂直于所述第二辐射臂延伸的第二馈电臂，所述第一馈电臂叠设于所述第二馈电臂远离所述基板的一侧，所示第一辐射臂与所述第一馈电臂设置于同一个平面，所述第二辐射臂与所述第二馈电臂设置于同一个平面;所述第一天线模块的最大辐射方向垂直于所述基板向外，所述第二天线模块的最大辐射方向平行于所述基板且背离所述第一天线模块; 所述背腔贴片天线单元包括开设于所述系统地的背腔以及收容于所述背腔内的上层贴片和下层贴片，所述上层贴片叠设于所述下层贴片远离所述基板的一侧，所述馈电网络与所述下层贴片电连接以馈电，所述上层贴片与所述下层贴片耦合以馈电。
2.根据权利要求1所述的封装天线模组，其特征在于，所述第一馈电臂和所述第二馈电臂均沿所述第一方向延伸。
3.根据权利要求2所述的封装天线模组，其特征在于，所述第一馈电臂与所述系统地电连接，所述第二馈电臂与所述馈电网络电连接以馈电。
4.根据权利要求2所述的封装天线模组，其特征在于，所述第一馈电臂与所述系统地电连接，所述第二馈电臂与所述馈电网络电连接以馈电。
5.根据权利要求1所述的封装天线模组，其特征在于，所述第一天线模块包括4个背腔贴片天线单元，所述第二天线模块包括4个偶极子天线单元。
6.一种电子设备，其特征在于，包括壳体和如权利要求1-5任一项所述的封装天线模组，所述封装天线模组设于所述壳体内。
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