CN110729563A - 天线组件、电子设备 - Google Patents

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许峰凯
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/526—Electromagnetic shields

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Abstract

本发明提出了天线组件、电子设备。该天线组件包括层叠设置的FPC天线和屏蔽盖，其中，屏蔽盖靠近FPC天线的表面呈磁导体状态。本发明所提出的天线组件，其屏蔽盖靠近FPC天线的表面呈磁导体状态，如此，屏蔽盖不仅不会影响FPC天线的发射效率，还可增强FPC天线的辐射性能，从而将可以将FPC天线直接设置在屏蔽盖的上表面，有效降低FPC天线所需的净空，进而提升天线组件在复杂环境中的天线性能。

Description

天线组件、电子设备
技术领域
本发明涉及FPC天线技术领域，具体的，本发明涉及天线组件、电子设备。
背景技术
现阶段对于柔性印刷电路板(FPC)天线的设计，一般是基于现有净空下的设计，当有屏蔽盖延伸至天线净空时，会出现天线的性能急剧下降，导致FPC天线的空中下载技术(OTA)性能变差，随着屏蔽盖占用的净空越大，则天线性能的下降越显著。所以，现阶段设计提高FPC性能的方法主要在于，尽量避开屏蔽盖的影响，一方面尽可能压缩屏蔽盖的占用空间，另一方面FPC尽可能地远离屏蔽盖。
但是，随着5G技术的发展，电子设备的主板端拥有器件的数量逐渐增多，屏蔽盖的数量和尺寸也随之加大，减小屏蔽盖的策略会带来其他模块的问题。另一方面，天线的效率与天线的面积是成正比的，当天线的面积越大则天线的OTA性能越好，用户的体验也就更好。所以，再通过减小天线的面积来避让屏蔽盖，会导致天线的效率下降，而达不到指标的要求。
发明内容
本发明实施例的一个目的在于提出一种适合复杂主板设计、FPC天线所需净空更小且天线性能更好的天线组件，以及应用该天线组件的电子设备，以实现电子设备的FPC天线的OTA性能更好的同时天线效率也更高的技术效果。
在本发明实施例的第一方面，提出了一种天线组件。
根据本发明的实施例，所述天线组件包括层叠设置的FPC天线和屏蔽盖，其中，所述屏蔽盖靠近所述FPC天线的表面呈磁导体状态。
本发明实施例的天线组件，其屏蔽盖靠近FPC天线的表面呈磁导体状态，如此，屏蔽盖不仅不会影响FPC天线的发射效率，还可增强FPC天线的辐射性能，从而将可以将FPC天线直接设置在屏蔽盖的上表面，有效降低FPC天线所需的净空，进而提升天线组件在复杂环境中的天线性能。
在本发明的第二方面，提出了一种电子设备。
根据本发明的实施例，所述电子设备包括：中框；主板，所述主板设置在所述中框的一个表面上；上述的天线组件，所述天线组件设置在所述主板远离所述中框的表面上，且所述天线组件的FPC天线设置在所述天线组件的屏蔽盖远离所述主板的一侧。
本发明实施例的电子设备，其天线组件在屏蔽主板上其他器件的同时，还可实现FPC天线的高天线效率和高OTA性能，从而解决电子设备的复杂主板设计带来的天线效率下降的问题。本领域技术人员能够理解的是，前面针对天线组件所描述的特征和优点，仍适用于该电子设备，在此不再赘述。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一个实施例的天线组件的截面结构示意图；
图2是本发明一个实施例的天线与金属电导体表面距离保持四分之一波长的镜像原理示意图；
图3是本发明一个实施例的天线放置在理想电导体(a)和理想磁导体(b)的表面效果示意图；
图4是本发明一个实施例的仿真分析模型的示意图；
图5是本发明一个实施例的仿真分析结果对比图；
图6是本发明一个实施例的电子设备的示意图。
附图标记
100 FPC天线
200 屏蔽盖
10 天线组件
20 中框
30 主板
1 电子设备
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，本技术领域人员会理解，下面实施例旨在用于解释本发明，而不应视为对本发明的限制。除非特别说明，在下面实施例中没有明确描述具体技术或条件的，本领域技术人员可以按照本领域内的常用的技术或条件或按照产品说明书进行。
在本发明实施例的一个方面，提出了一种天线组件。
根据本发明的实施例，参考图1，天线组件10包括层叠设置的FPC天线100和屏蔽盖200，其中，屏蔽盖200靠近FPC天线100的表面呈磁导体状态。本发明的发明人在研究过程中发现，参考图2，在金属表面A上方h处有一个短振子b，对于电磁波而言，当电磁波经金属导体反射后，相位会出现180°的变化，为了维持反射后的波能够在天线上方正向叠加，天线与金属导体的间距要保持在四分之一波长，即h＝λ/4。所以，让天线与金属表面的距离保持在四分之一波长，在天线上方的辐射呈正向叠加，从而提高金属表面上方的天线的性能。
不过，现阶段电子装备中FPC天线的设计净空环境复杂，其下方净空常伴有屏蔽盖的影响，且FPC天线与屏蔽盖的间距在几毫米以内，这种低净空情况会将导致天线的辐射效率降低，从而极大地影响天线的OTA性能。所以，本发明的发明人采用屏蔽盖200靠近FPC天线100的表面呈磁导体的方案，参考图3的(b)，FPC天线100辐射的电磁波在经过磁导体(例如理想磁导体PMC)表面时不会出现180°的相位突变，并且经磁导体反射后将直接与天线表面的辐射波相加，从而降低了天线所需的净空，避免了FPC天线100下方屏蔽盖200的影响。
在本发明的一些实施例中，屏蔽盖200可以由金属形成，如此，通过金属屏蔽作用，可使天线组件10的屏蔽盖200远离FPC天线100的表面能够屏蔽外界对FPC天线100的干扰，且屏蔽盖200靠近FPC天线100的表面呈磁导体状态，又可以增强FPC天线100的天线效率。
具体的原理分析，参考图3的(a)，当FPC天线100距离理想金属导体(PEC)表面0mm时，天线辐射的电磁波经过理想金属导体反射后的相位发生了180°的变化，此时与天线直接辐射的电磁波方向相反，产生抵消，从而降低了天线的辐射效率；参考图3的(b)，当FPC天线100距离磁导体表面0mm时，天线辐射的电磁波经过磁导体反射后的相位并未产生变化，这就是同向反射特性，此时与天线直接辐射的电磁波方向相同，辐射波正向叠加，从而增强了天线辐射性能。
为了进一步验证上述原理分析的正确性，发明人采用ANSYS Electronics 18软件进行了仿真模拟分析。具体的模型参考图4，手机中框20的一个表面设置有主板30，主板30远离中框20的表面设置有屏蔽盖200，屏蔽盖200远离主板30的表面设置有FPC天线100，并且，将屏蔽盖200上表面分别设置为PEC和PMC，观察天线的效果。具体的模拟结果如图5所示，黑色曲线表示屏蔽盖上表面采用PMC的S参数曲线，灰色曲线表示屏蔽盖上表面采用PEC的S参数曲线，可见在同等净空的条件下，屏蔽盖上表面采用PMC对于天线的性能有加大的提升。
在一些具体示例中，屏蔽盖200靠近FPC天线100的表面可以呈理想磁导体(PMC)状态，如此，可使FPC天线100辐射的电磁波的强度，相对于理想金属导体(PEC)增强10倍以上。
在本发明的一些实施例中，FPC天线100与屏蔽盖200之间的垂直距离可以为0～1.5mm，具体的，本领域技术人员在实际制作天线组件10的过程中，可以根据实际天线组件的天线辐射性能进行相应地调整。在一些具体示例中，FPC天线100与屏蔽盖200之间的垂直距离可以为1mm，如此，可使天线组件的天线辐射性能更好。
综上所述，根据本发明的实施例，提出了一种天线组件，其屏蔽盖靠近FPC天线的表面呈磁导体状态，如此，屏蔽盖不仅不会影响FPC天线的发射效率，还可增强FPC天线的辐射性能，从而将可以将FPC天线直接设置在屏蔽盖的上表面，有效降低FPC天线所需的净空，进而提升天线组件在复杂环境中的天线性能。
在本发明实施例的另一个方面，提出了一种电子设备。
根据本发明的实施例，参考图6，电子设备1包括中框20、主板30和上述的天线组件10；其中，主板30设置在中框20的一个表面上；而天线组件10设置在主板30远离中框20的表面上，且天线组件10的FPC天线设置在天线组件10的屏蔽盖远离主板30的一侧。如此，天线组件10的屏蔽盖不仅能阻挡主板30对天线组件10的FPC天线的影响，还能使FPC天线的天线辐射性能更好，从而使电子设备1的设计更轻薄化的同时信号发射和结构功能更佳。
在本发明的一些实施例中，FPC天线在主板30上的正投影与屏蔽盖在主板30上的正投影部分重合，如此，重合的部分可使FPC天线不被主板30影响。在本发明的另一些实施例中，FPC天线在主板30上的正投影落入屏蔽盖在主板30上的正投影，如此，屏蔽盖可以完全阻挡住主板30对FPC天线的影响。在一些具体示例中，屏蔽盖靠近FPC天线的表面呈理想磁导体状态。如此，天线组件发出信号的发射率增加5倍甚至10倍以上。
根据本发明的实施例，该电子设备的具体类型不受特别的限制，具体例如手机、平板电脑、智能手表等，本领域技术人员可根据该电子设备的具体用途进行相应地选择，在此不再赘述。需要说明的是，该电子设备除了包括上述的中框、主板和天线组件以外，还包括其他必要的部件和结构，以手机为例，具体例如显示装置、处理器、存储器、电池、电路板、摄像头或外壳，等等，本领域技术人员可根据该电子设备的具体种类进行相应地设计和补充，在此不再赘述。
综上所述，根据本发明的实施例，提出了一种电子设备，其天线组件在屏蔽主板上其他器件的同时，还可实现FPC天线的高天线效率和高OTA性能，从而解决电子设备的复杂主板设计带来的天线效率下降的问题。本领域技术人员能够理解的是，前面针对天线组件所描述的特征和优点，仍适用于该电子设备，在此不再赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种天线组件，其特征在于，包括层叠设置的FPC天线和屏蔽盖，其中，所述屏蔽盖靠近所述FPC天线的表面呈磁导体状态。
2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述屏蔽盖由金属形成。
3.根据权利要求2所述的天线组件，其特征在于，所述屏蔽盖靠近所述FPC天线的表面呈理想磁导体状态。
4.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述FPC天线与所述屏蔽盖之间的垂直距离为0～1.5mm。
5.根据权利要求4所述的天线组件，其特征在于，所述FPC天线与所述屏蔽盖之间的垂直距离为1mm。
6.一种电子设备，其特征在于，包括：
中框；
主板，所述主板设置在所述中框的一个表面上；
权利要求1～5中任一项所述的天线组件，所述天线组件设置在所述主板远离所述中框的表面上，且所述天线组件的FPC天线设置在所述天线组件的屏蔽盖远离所述主板的一侧。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述FPC天线在所述主板上的正投影与所述屏蔽盖在所述主板上的正投影部分重合。
8.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述FPC天线在所述主板上的正投影落入所述屏蔽盖在所述主板上的正投影。
9.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述屏蔽盖靠近所述FPC天线的表面呈理想磁导体状态。
10.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述天线组件发出信号的发射率增加5倍以上。
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