CN110098474A - 一种天线模组及终端设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种天线模组及终端设备，该天线模组包括：基层和至少两个天线单元；每个天线单元包括第一金属片、第二金属片和导电件，所述第二金属片设置于所述第一金属片和所述基层之间，所述基层包括接地层；所述第一金属片上设置有第一馈电点和第二馈电点，所述第二金属片上设置有第三馈电点和第四馈电点；所述基层、所述第一金属片和所述第二金属片之间均不接触且通过非导电材料填充，所述第一导电件和第二导电件均与所述基层、所述第二金属片绝缘设置，所述第三导电件和第四导电件均与所述基层绝缘设置，所述第一金属片的面积小于所述第二金属片的面积。本发明实施例的天线模组可以覆盖三个频段。

Description

一种天线模组及终端设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线模组及终端设备。
背景技术
随着通信技术的迅速发展，多天线通讯已经成为终端设备的主流和未来的发展趋势，并且在此过程中，毫米波天线逐渐被引入到终端设备上。毫米波天线模组一般为一个独立天线模组的形态，需要在终端设备内为毫米波天线模组设置一个容置空间。现有技术中，毫米波天线模组仅能覆盖两个频段，带宽较窄。
发明内容
本发明实施例提供一种天线模组及终端设备，以解决终端设备的天线模组仅能覆盖两个频段，带宽较窄的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种天线模组，包括：基层和至少两个天线单元；每个天线单元包括第一金属片、第二金属片和导电件，所述第二金属片设置于所述第一金属片和所述基层之间，所述基层包括接地层；
所述第一金属片上设置有第一馈电点和第二馈电点，所述第二金属片上设置有第三馈电点和第四馈电点；
所述导电件包括第一导电件、第二导电件、第三导电件和第四导电件，所述第一导电件穿透所述接地层和所述第二金属片连接至所述第一馈电点，所述第二导电件穿透所述接地层和所述第二金属片连接至所述第二馈电点，所述第三导电件穿透所述接地层与所述第三馈电点连接，所述第四导电件穿透所述接地层与所述第四馈电点连接；
所述基层、所述第一金属片和所述第二金属片之间均不接触且通过非导电材料填充，所述第一导电件和第二导电件均与所述基层、所述第二金属片绝缘设置，所述第三导电件和第四导电件均与所述基层绝缘设置，所述第一金属片的面积小于所述第二金属片的面积。
第二方面，本发明实施例还提供一种终端设备，包括至少一个上述天线模组。
本发明实施例的一种天线模组，包括：基层和至少两个天线单元；每个天线单元包括第一金属片、第二金属片和导电件，所述第二金属片设置于所述第一金属片和所述基层之间，所述基层包括接地层；所述第一金属片上设置有第一馈电点和第二馈电点，所述第二金属片上设置有第三馈电点和第四馈电点；所述导电件包括第一导电件、第二导电件、第三导电件和第四导电件，所述第一导电件穿透所述接地层和所述第二金属片连接至所述第一馈电点，所述第二导电件穿透所述接地层和所述第二金属片连接至所述第二馈电点，所述第三导电件穿透所述接地层与所述第三馈电点连接，所述第四导电件穿透所述接地层与所述第四馈电点连接；所述基层、所述第一金属片和所述第二金属片之间均不接触且通过非导电材料填充，所述第一导电件和第二导电件均与所述基层、所述第二金属片绝缘设置，所述第三导电件和第四导电件均与所述基层绝缘设置，所述第一金属片的面积小于所述第二金属片的面积。本发明实施例的天线模组至少可以覆盖三个频段。本发明基于通过选择不同的馈源信号，且可在不改变总体天线尺寸的情况下覆盖、大于等于三个频段，从而提升了毫米波的无线漫游能力与产品的竞争力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的天线模组的结构示意图之一；
图2是本发明实施例提供的接地层的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的天线模组的结构示意图之二；
图4是本发明实施例提供的单个天线单元的回波损耗示意图；
图5是本发明实施例提供的天线模组的结构示意图之三；
图6是本发明实施例提供的天线模组的结构示意图之四；
图7是本发明实施例提供的第二金属片的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的天线模组的结构示意图之五。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，图1是本发明实施例提供的天线模组的结构示意图，如图1所示，包括：基层1和至少两个天线单元；每个天线单元包括第一金属片2、第二金属片3和导电件，所述第二金属片3设置于所述第一金属片2和所述基层1之间，所述基层1包括接地层11；所述第一金属片2上设置有第一馈电点和第二馈电点，所述第二金属片3上设置有第三馈电点和第四馈电点；所述导电件包括第一导电件、第二导电件、第三导电件和第四导电件，所述第一导电件穿透所述接地层11和所述第二金属片3连接至所述第一馈电点，所述第二导电件穿透所述接地层11和所述第二金属片3连接至所述第二馈电点，所述第三导电件穿透所述接地层11与所述第三馈电点连接，所述第四导电件穿透所述接地层11与所述第四馈电点连接；所述基层1、所述第一金属片2和所述第二金属片3之间均不接触且通过非导电材料填充，所述第一导电件和第二导电件均与所述基层1、所述第二金属片3绝缘设置，所述第三导电件和第四导电件均与所述基层1绝缘设置，所述第一金属片2的面积小于所述第二金属片3的面积。
本实施例中，上述天线模组可以是毫米波天线模组，图1为隐藏了介质层之后的结构。上述第一馈电点、第二馈电点第三馈电点和第四馈电点可以连接到馈源。并且，该馈源可以是毫米波馈源。如图1所示，AiP(Antenna in package)毫米波天线阵列模组由四个(不限于四个，可以是大于四个)天线单元构成，每个天线单元包括一第一金属片2、一第二金属片3和导电件。
本实施例中，所述第一金属片2的面积小于所述第二金属片3的面积，第一金属片产生高频的谐振，第二金属片产生低频的谐振。
本实施例中，上述基层1可以至少包括接地层11、走线层12和芯片层13。走线层12位于接地层11和芯片层13之间。接地层11可以为长方形的金属片，作为天线单元的地层。请参阅图2，图2为本发明实施例提供的接地层的结构示意图。如图2所示，接地层11上可以开有多个馈电孔111，以供导电件穿过。
从射频集成电路里面出来的馈源信号在走线层12走线并连接到各个天线单元的导电件上，该导电件可以是金属圆柱。芯片层13上贴有射频集成电路4、电源管理集成电路5和连接器6，该连接器6通过柔性电路板连接到终端设备的主板上。
请再参阅图3，图3为本发明实施例提供的天线模组的结构示意图。如图3所示，每两层之间均填充有介质，该介质优选为低介电常数，低介质损耗的非金属材料。
请再参阅图4，图4为本发明实施例提供的单个天线单元的回波损耗示意图。每个天线单元的第一馈电点可以连接第一馈源，第二馈电点可以连接第二馈源，第三馈电点可以连接第三馈源，第四馈电点可以连接第四馈源。S11为第三馈源或者第四馈源工作时的反射系数(此时关闭第一馈源和第二馈源)。此时可以如曲线A所示，可以覆盖24.25GHz-27.5GHz，即n258的频率范围。
图4中，S22为第一馈源或者第二馈源工作时的反射系数(此时关闭第三馈源和第四馈源)，此时可以如曲线B所示，可以覆盖27.5GHz-28.35GHz，37GHz-40GHz，即n261和n260的频率范围。
这样，通过选择不同的馈源信号，可以覆盖n258、n261、n260三个频段，提升了毫米波天线的漫游能力，在不改变天线结构尺寸的情况下，从而提升了产品的竞争力。
可选的，每个天线单元还包括第三金属片7，所述第一金属片2位于所述第二金属片3和所述第三金属片7之间，所述第三金属片7的面积小于或者等于所述第一金属片2的面积。
该实施方式中，第一金属片2、第二金属片3和第三金属片7可以均为方形的金属片。第一金属片2和第三金属片7的面积可以相同也可以不同，优选的第一金属片2和第三金属片7的面积可以相同。顶层的第三金属片7悬浮在第一金属片2正上面，第三金属片7和第一金属片2互相耦合，可以拓展高频段的带宽，如39GHz的带宽。
为了更好的理解上述结构，请参阅图5，图5为本发明实施例提供的天线模组的结构示意图。如图5所示，第二金属片3的面积大于第一金属片2和第三金属片7的面积，第二金属片3用来产生低频段，如28GHz。
可选的，每个第一金属片上的第一馈电点与所述第一金属片中心确定的第一直线与所述基层的长度方向平行，第二馈电点与所述第一金属片中心确定的第二直线与所述基层的宽度方向平行，所述第一直线与所述第二直线垂直。
该实施方式中，每个第一金属片上的第一馈电点与所述第一金属片中心确定的第一直线与所述基层的长度方向平行，第二馈电点与所述第一金属片中心确定的第二直线与所述基层的宽度方向平行，所述第一直线与所述第二直线垂直。这样，构成双极化可以减少无线连接断线率，或者可以达到MIMO(多入多出)功能。
可选的，每个第二金属片上的第三馈电点与所述第二金属片中心确定的第三直线与所述基层的长度方向平行，第四馈电点与所述第二金属片中心确定的第四直线与所述基层的宽度方向平行，所述第三直线与所述第四直线垂直。
该实施方式中，每个第二金属片上的第三馈电点与所述第二金属片中心确定的第三直线与所述基层的长度方向平行，第四馈电点与所述第二金属片中心确定的第四直线与所述基层的宽度方向平行，所述第三直线与所述第四直线垂直。这样，构成双极化可以减少无线连接断线率，或者可以达到MIMO功能。
可选的，所述导电件为金属圆柱。
该实施方式中，为了更好的理解金属圆柱，请参阅图6和图7。图6为本发明实施例提供的天线模组的结构示意图，图7为本发明实施例提供的第二金属片的结构示意图。
首先如图6所示，每个天线单元中设置有4个金属圆柱8，其中两个金属圆柱穿过第二金属片与第一金属片连接，另外两个金属圆柱8与第二金属片连接。
请再参阅图7，四个金属圆柱可以分别为金属圆柱81、金属圆柱82、金属圆柱83和金属圆柱84。馈源金属圆柱1在沿着Y方向所对应的第二金属片3中心线上，而金属圆柱82所在的在沿着X方向所对应的第二金属片3中心线上，金属圆柱81和金属圆柱82构成双极化或者MIMO功能，如金属圆柱81为水平极化，金属圆柱82为垂直极化，或者两者同时独立工作构成MIMO，从而降低因转动终端而导致的掉线的几率(双极化)或者提升系统的通信容量(吞吐量)。
金属圆柱81与第二金属片3下边沿的距离为H1，金属圆柱82与第二金属片3的左边沿的距离也为H1，在第二金属片3上设置两个个小孔，金属圆柱1和金属圆柱2穿过第二金属片3上对应的小孔和第一金属片2相连，第二金属片3上的小孔直径大于金属圆柱的直径，使得金属圆柱1和金属圆柱2不直接与第二金属片3连接。
金属圆柱3和金属圆柱4分别在沿着Y方向和X方向所对应第二金属片3的中心线上，金属圆柱3和金属圆柱4分别直接和第二金属片3相连，金属圆柱3和金属圆柱4构成双极化或者MIMO功能，如金属圆柱83为水平极化，金属圆柱84为垂直极化，或者两者同时独立工作构成MIMO，从而降低因转动终端而导致的掉线的几率(双极化)或者提升系统的通信容量(吞吐量)。金属圆柱83与第二金属片3上边沿的距离为H2，金属圆柱84与第二金属片3的右边沿的距离也为H2。
可选的，每个天线单元中，第一金属片上的第一馈电点和第二馈电点与所述第一金属片的侧边之间的最小距离相等；第二金属片上的第三馈电点和第四馈电点与所述第二金属片的侧边之间的最小距离相等。
该实施方式中，第一金属片上的第一馈电点和第二馈电点与所述第一金属片的侧边之间的最小距离相等。第二金属片上的第三馈电点和第四馈电点与所述第二金属片的侧边之间的最小距离相等，且可以均为H2。
可选的，所述第一金属片的形状为正方形。
该实施方式中，上述第一金属片的形状优选可以为正方形，当然第二金属片的形状优选亦可以为正方形。当然，除此之外，第一金属片或者第二金属片也可以为圆形或者正多边形。正多边形可以是正三角形、正五边形或者正六边形等等，对此本实施方式不作限定。
可选的，所述天线模组还包括屏蔽罩9，所述屏蔽罩9与所述基层围成容纳腔，所述天线模组的射频集成电路和电源管理集成电路设置于所述容纳腔内。
为了更好的理解上述结构，请参阅图8，图8为本发明实施例提供的天线模组的结构图。如图8所示，所述屏蔽罩9与所述基层围成容纳腔，所述天线模组的射频集成电路和电源管理集成电路设置于所述容纳腔内。这样，可以减小射频集成电路和电源管理集成电路受到的电磁干扰。
可选的，所述第一馈电点、第二馈电点、第三馈电点和第四馈电点连接设定的馈源信号，所述天线模组覆盖至少三个频段。
该实施方式中，所述第一馈电点、第二馈电点、第三馈电点和第四馈电点连接设定的馈源信号，并且该馈源信号可以给上述多个馈电点中的一个或者某几个进行馈电。所述天线模组覆盖至少三个频段，如该天线模组可以覆盖n258、n261、n260三个频段。
本发明实施例的一种天线模组，包括：基层1和至少两个天线单元；每个天线单元包括第一金属片2、第二金属片3和导电件，所述第二金属片3设置于所述第一金属片2和所述基层1之间，所述基层1包括接地层11；所述第一金属片2上设置有第一馈电点和第二馈电点，所述第二金属片3上设置有第三馈电点和第四馈电点；所述导电件包括第一导电件、第二导电件、第三导电件和第四导电件，所述第一导电件穿透所述接地层11和所述第二金属片3连接至所述第一馈电点，所述第二导电件穿透所述接地层11和所述第二金属片3连接至所述第二馈电点，所述第三导电件穿透所述接地层11与所述第三馈电点连接，所述第四导电件穿透所述接地层11与所述第四馈电点连接；所述基层1、所述第一金属片2和所述第二金属片3之间均不接触且通过非导电材料填充，所述第一导电件和第二导电件均与所述基层1、所述第二金属片3绝缘设置，所述第三导电件和第四导电件均与所述基层1绝缘设置，所述第一金属片2的面积小于所述第二金属片3的面积。这样，选择不同的馈源信号，可以覆盖n258、n261、n260三个频段，提升了毫米波天线的漫游能力，在不改变天线结构尺寸的情况下，从而提升了产品的竞争力。此外，同一个天线单元可以使用正交馈电方式，一可形成MIMO功能，以提升数据的传输速率。二可构成双极化，增加天线的无线连接能力，减少通信断线的机率，提升通信效果和用户体验。
本发明实施例还包括一种终端设备，包括至少一个上述天线模组。
本实施例中，上述终端设备可以是手机、平板电脑(Tablet Personal Computer)、膝上型电脑(Laptop Computer)、个人数字助理(personal digital assistant，简称PDA)、移动上网装置(Mobile Internet Device，MID)或可穿戴式设备(Wearable Device)等等。
可选的，所述天线模组为毫米波天线模组。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (11)

1.一种天线模组，其特征在于，包括：基层和至少两个天线单元；每个天线单元包括第一金属片、第二金属片和导电件，所述第二金属片设置于所述第一金属片和所述基层之间，所述基层包括接地层；
所述第一金属片上设置有第一馈电点和第二馈电点，所述第二金属片上设置有第三馈电点和第四馈电点；
所述导电件包括第一导电件、第二导电件、第三导电件和第四导电件，所述第一导电件穿透所述接地层和所述第二金属片连接至所述第一馈电点，所述第二导电件穿透所述接地层和所述第二金属片连接至所述第二馈电点，所述第三导电件穿透所述接地层与所述第三馈电点连接，所述第四导电件穿透所述接地层与所述第四馈电点连接；
所述基层、所述第一金属片和所述第二金属片之间均不接触且通过非导电材料填充，所述第一导电件和第二导电件均与所述基层、所述第二金属片绝缘设置，所述第三导电件和第四导电件均与所述基层绝缘设置，所述第一金属片的面积小于所述第二金属片的面积。
2.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，每个天线单元还包括第三金属片，所述第一金属片位于所述第二金属片和所述第三金属片之间，所述第三金属片的面积小于或者等于所述第一金属片的面积。
3.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，每个第一金属片上的第一馈电点与所述第一金属片中心确定的第一直线与所述基层的长度方向平行，第二馈电点与所述第一金属片中心确定的第二直线与所述基层的宽度方向平行，所述第一直线与所述第二直线垂直。
4.根据权利要求3所述的天线模组，其特征在于，每个第二金属片上的第三馈电点与所述第二金属片中心确定的第三直线与所述基层的长度方向平行，第四馈电点与所述第二金属片中心确定的第四直线与所述基层的宽度方向平行，所述第三直线与所述第四直线垂直。
5.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述导电件为金属圆柱。
6.根据权利要求5所述的天线模组，其特征在于，每个天线单元中，第一金属片上的第一馈电点和第二馈电点与所述第一金属片的侧边之间的最小距离相等；第二金属片上的第三馈电点和第四馈电点与所述第二金属片的侧边之间的最小距离相等。
7.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述第一金属片的形状为正方形。
8.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述天线模组还包括屏蔽罩，所述屏蔽罩与所述基层围成容纳腔，所述天线模组的射频集成电路和电源管理集成电路设置于所述容纳腔内。
9.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述第一馈电点、所述第二馈电点、所述第三馈电点和所述第四馈电点连接设定的馈源信号，所述天线模组覆盖至少三个频段。
10.一种终端设备，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的天线模组。
11.根据权利要求10所述的终端设备，其特征在于，所述天线模组为毫米波天线模组。
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