CN111987478B - 天线模组和终端 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种天线模组，属于终端技术领域。该天线模组包括：天线组件和极化组件；该极化组件设置于该天线组件的辐射表面，用于对该天线组件发射的电磁波进行极化偏转；该极化组件包括介质基板和至少一个金属条带；该至少一个金属条带设置于该介质基板上；该介质基板用于支撑该至少一个金属条带，该至少一个金属条带用于对电磁波进行极化偏转，从而通过极化组件，对天线组件辐射的电磁波进行极化偏转，阻隔天线辐射的电磁波中容易进入人体的方向的电磁波，从而对电磁波起到良好的阻隔作用，进而减小产生的电流，实现减小电磁波损耗，从而在不降低辐射功率的条件下能够降低SAR值，保证了终端的通信质量。

Description

天线模组和终端

技术领域

本申请实施例涉及终端技术领域，特别涉及一种天线模组和终端。

背景技术

目前，手机等终端作为通信设备，在进行无线通信的过程中会产生电磁波。电磁波通过终端的天线产生辐射，在终端距离人体较近时，电磁波会进入人体，与人体的电磁场感应产生感应电流，最终转化为热能被消耗。这一过程中，能量转化的方式主要是电磁波转化成热能，通常该能量转化的大小用电磁波吸收比率(Specific Absorption Rate，SAR)来衡量。电磁波进入人体不仅会导致电磁波的能量被损耗和吸收，还会对人体造成影响。因此，需要控制终端天线的SAR值。

发明内容

本申请实施例提供了一种天线模组和终端，能够降低终端天线的SAR值。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种天线模组，所述天线模组包括：天线组件和极化组件；

所述极化组件设置于所述天线组件的辐射表面，用于对所述天线组件发射的电磁波进行极化偏转；

所述极化组件包括介质基板和至少一个金属条带；

所述至少一个金属条带设置于所述介质基板上；

所述介质基板用于支撑所述至少一个金属条带，所述至少一个金属条带用于对电磁波进行极化偏转。

在一些实施例中，所述金属条带的数量为6；

所述6个金属条带中任2个金属条带以十字型结构设置在所述介质基板上，所述6个金属条带中另外4个金属条带分别设置在所述十字型结构的金属条带两端之间，且，所述4个金属条带中每个金属条带的两端分别与所述十字型结构的金属条带的两端对应。

在一些实施例中，所述金属条带为辐射贴片。

在一些实施例中，所述介质基板为黏性介质基板；

所述至少一个金属条带粘贴于所述介质基板上。

在一些实施例中，所述介质基板为能够透过电磁波的材料。

在一些实施例中，所述天线模组为环路天线、柔性电路板FPC天线、直接印刷PDS天线或者激光直接成型LDS天线。

在一些实施例中，所述极化组件的数量不小于所述天线组件的数量。

另一方面，提供一种终端，所述终端包括：至少一个天线模组，所述至少一个天线模组为本申请实施例中所述的天线模组。

在一些实施例中，所述终端包括屏幕组件；

所述天线模组的极化组件设置于所述屏幕组件和所述天线模组的天线组件之间。

在一些实施例中，所述终端包括后壳；

所述天线模组的极化组件设置于所述后壳和所述天线模组的天线组件之间。

在本申请实施例中，通过在天线组件的一侧设置极化组件，从而通过极化组件，对天线组件辐射的电磁波进行极化偏转，阻隔天线辐射的电磁波中容易进入人体的方向的电磁波，进而减小人体内产生的电流，减小电磁波损耗，从而在不降低辐射功率的条件下，能够降低SAR值，保证了终端的通信质量。

附图说明

图1示出了本申请一个示例性实施例示出的一种天线模组；

图2示出了本申请一个示例性实施例示出的一种极化组件；

图3示出了本申请一个示例性实施例示出的一种极化组件；

图4示出了本申请一个示例性实施例示出的一种极化组件；

图5示出了本申请一个示例性实施例示出的一种透射系数曲线；

图6示出了本申请一个示例性实施例示出的一种加载极化组件前后天线组件的反射系数的仿真结果；

图7示出了本申请一个示例性实施例示出的一种加载极化组件前后天线组件的辐射效率的仿真结果；

图8示出了本申请一个示例性实施例示出的一种加载极化组件情况下，加载人体组织前后，天线组件的反射系数的仿真结果；

图9示出了本申请一个示例性实施例示出的一种加载极化组件情况下，加载人体组织前后，天线组件的辐射效率的仿真结果；

图10示出了本申请一个示例性实施例示出的一种加载极化组件前后SAR值的分布图；

图11示出了本申请一个示例性实施例示出的一种加载极化组件前后天线组件的反射系数的仿真结果；

图12示出了本申请一个示例性实施例示出的一种终端。

附图标记：

1：天线组件；2：组件；

21：介质基板；22：金属条带。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

在本文中提及的“多个”是指2个或2个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示存在三种关系，例如，A和/或B，表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

为了便于理解，下面首先对本申请实施例涉及的一些名词及应用场景进行简单介绍。

SAR：即电磁波吸收比率(Specific Absorption Rate)，电磁波进入人体时，与人体中的电磁场产生感应电流，而人体是有耗介质，导致电磁波能量被消耗，通过SAR来衡量电磁波的消耗。其中，SAR值越大，人体消耗的电磁波能量越多，对人体的伤害越大。

反射系数：天线馈电点入射波与反射波的比值。

天线效率：指天线辐射的能量与天线馈电点接收的能量的比值。

透射系数：表示透射波的振幅或强度，相对于入射波的振幅或强度。当波从一种介质传播到另外一种不同的介质的时候，当波传播的介质有不连续处的时候，就会有透射与反射的产生。原本传播的波，称为入射波。透过不连续处的波，称为透射波。没有透过不连续处，而反向传播的波，称为反射波。

为了控制电磁辐射在人体中的耗散对人体的影响，国际组织对于手机等终端的SAR值均有安全规范的限制，手机等终端若在某国家上市，需要先通过当地认证机构的SAR测试认证，达到当地的安全规范才可得到上市许可。

相关技术中，为达到SAR值的安全规范标准，终端的生产厂商一般会设计在终端靠近人体时，降低终端辐射电磁波的功率，从而降低SAR值。然而，一味的降低辐射电磁波的功率会导致终端的通信距离缩短，信号质量下降。

在本申请实施例中，通过在天线组件的一侧设置极化组件，从而通过极化组件，对天线组件辐射的电磁波进行极化偏转，阻隔天线辐射的电磁波中容易进入人体的方向的电磁波，进而减小人体内产生的电流，减小电磁波损耗，从而在不降低辐射功率的条件下，能够降低SAR值，保证了终端的通信质量。

请参考图1，其示出了本申请一个示例性实施例示出的一种天线模组，该天线模组包括：天线组件1和极化组件2；该极化组件2设置于该天线组件1的辐射表面，用于对该天线组件1发射的电磁波进行极化偏转；该极化组件2包括介质基板21和至少一个金属条带22；该至少一个金属条带22设置于该介质基板21上；该介质基板21用于支撑该至少一个金属条带22，该至少一个金属条带22用于对电磁波进行极化偏转。

其中，该介质基板21为能够透过电磁波的材料。例如，该介质基板21为能够透过电磁波的合成材料、橡胶、塑料等。通过该介质基板21支撑以及固定该至少一个金属条带22。相应的，该至少一个金属条带22设置在该介质基板21上。

该至少一个金属条带22的数量和位置根据需要进行设置，在本申请实施例中，对该金属条带22的数量和位置不作具体限定。在一些实施例中，参见图2，该金属条带22的数量为6；该6个金属条带22中任2个金属条带22以十字型结构设置在该介质基板21上，该6个金属条带22中另外4个金属条带22分别设置在该十字型结构的金属条带22两端之间，且，该4个金属条带22中每个金属条带22的两端分别与该十字型结构的金属条带22的两端对应。在另一些实施例中，参见图3，金属条带22的数量为6个，呈“米”字型设置于介质基板21上。在另一些实施例中，参见图4，该金属条带22的数量为4，呈“口”字型设置于介质基板21上。

在本实现方式中，将至少一个金属条带22设置于介质基板21上，使得能够通过该至少一个金属条带22对不同方向的电磁波进行极化偏转，从而降低SAR值。

另外，需要说明的一点是，该至少一个金属条带22的尺寸相同或者不同，在本申请实施例中，对该至少一个金属条带22的尺寸不作具体限定。例如，该6个金属条带22中，十字型金属条带22的尺寸相同，且2个金属条带的长度为21.52mm，宽度为2mm；另外4个金属条带22的尺寸相同，且该另外4个金属条带的长度为12mm，宽度为1mm等。

并且，该至少一个金属条带22的材质相同或者不同，该至少一个金属条带22根据需要进行选择，在本申请实施例中，对该至少一个金属条带22的材质不作具体限定。例如，该至少一个金属条带22的材料为任一合成金属材料、辐射贴片等。

另外，该至少一个金属条带22采用任一方式设置在该介质基板21上，在本申请实施例中，对该至少一个金属条带22的设置方式不作具体限定。在一些实施例中，该介质基板21为黏性介质基板21；该至少一个金属条带22通过该粘性介质基板的粘贴功能，粘贴于该介质基板21上。在另一些实施例中，该至少一个金属条带22以激光焊接、卡扣固定或镶嵌等方式固定在介质基板21上。在本申请实施例中，对该至少一个金属条带22的固定方式不作具体限定。

该介质基板21的形状和尺寸根据极化组件2的尺寸和数量进行设置，在本申请实施例中，对该介质基板21的形状和尺寸不作具体限定。例如，该介质基板21为方形介质基板21，该介质基板21的尺寸为23.52mm×23.52mm×0.2mm。

该天线组件1和极化组件2的相对位置根据需要进行设置，在本申请实施例中，对该天线组件1和极化组件2的相对位置不作具体限定。在一些实施例中，该极化组件2设置于天线组件1与所安装的终端的屏幕组件之间。在另一些实施例中，该极化组件2设置于天线组件1与所安装的终端的后壳之间。并且，该天线组件1和该极化组件2之间贴合或者设置缝隙。其中，该缝隙的宽度根据需要进行设置，例如，该缝隙的宽度为4mm、4.5mm或5mm等。

另外，该极化组件2的数量不小于该天线组件1的数量。在一些实施例中，天线组件1和极化组件2的数量相同，例如，每个天线模组包括一个天线组件1和一个极化组件2，相应的，该天线组件1和极化组件2的位置根据上述位置关系进行设置。在另一些实施例中，天线组件1和极化组件2的数量不同，例如，每个天线模组包括一个天线组件1和两个极化组件2，相应的，该天线组件1和极化组件2的位置为天线组件1设置于两个极化组件2之间；或者，两个极化组件2设置在天线组件1的同一侧，两个极化组件2叠加设置等。在另一些实施例中，天线组件1和极化组件2的数量不同，例如，每个天线模组包括一个天线组件1和两个以上的极化组件2。相应的，该多个极化组件2设置于该天线组件1两侧。

在一些实施例中，该天线模组为环路天线、柔性电路板(Flexible PrintedCircuit，FPC)天线、直接印刷(Printing Direct Structuring，PDS)天线或者激光直接成型(Laser Direct Structuring，LDS)天线。

在本申请实施例中，通过在天线组件的一侧设置极化组件，从而通过极化组件，对天线组件辐射的电磁波进行极化偏转，阻隔天线辐射的电磁波中容易进入人体的方向的电磁波，进而减小人体内产生的电流，减小电磁波损耗，从而在不降低辐射功率的条件下，能够降低SAR值，保证了终端的通信质量。

下面采用仿真实施例，对本申请提供的天线模组在保持辐射性能的情况下，降低SAR值的效果进行说明。在本实施例中，以加载人体组织在5.5GHz频段处进行降低SAR值的工作。采用的天线模组中，介质基板21的尺寸为23.52mm×23.52mm×0.2mm，十字型金属条带22中，每个金属条带22的尺寸为21.52mm×2mm，其他4个金属条带22中，每个金属条带22的尺寸为12mm×1mm。极化组件2设置在天线组件1上方4mm处，人体组织防止在已加载极化组件2的天线组件1的上方5mm处。

参见图5，其示出了本申请一个示例性实施例示出的一种透射系数曲线。由图5能够看出，极化组件2在5.5GHz频段水平极化和垂直极化的最小透射系数均为-32dB，从而该极化组件2对该5.5GHz频段的电磁波起到的良好的阻隔作用。

参见图6，其示出了本申请一个示例性实施例示出的一种加载极化组件2前后天线组件1的反射系数的仿真结果。参见图6能够看出，以反射系数S11小于-6dB为标准，实施例中的天线组件1在加载极化组件2前的阻抗带宽为5.36-6.0GHz，在加载极化组件2后的阻抗带宽为5.52-5.75GHz；并且，在5.5GHz频段处的阻抗带宽值分别为-10.89dB和-5.77dB。从而加载极化组件2对阻抗带宽的影响较小，并且，能够提高5.5GHz频段处的阻抗带宽值。

参见图7，其示出了本申请一个示例性实施例示出的一种加载极化组件2前后天线组件1的辐射效率的仿真结果，参见图7能够看出，在5.5GHz频段处加载极化组件2前，天线组件1的辐射效率为92％，加载极化组件2后，天线组件1的辐射效率为73％，从而天线组件1加载极化组件2后，辐射效率降低了19％，说明对5.5GHz频段的电磁波起到的良好的阻隔作用，并且，通过极化组件阻隔电磁波后，仍能够满足天线辐射标准。

参见图8，其示出了本申请一个示例性实施例示出的一种加载极化组件2情况下，加载人体组织前后，天线组件1的反射系数的仿真结果。参见图8能够看出，以反射系数S11小于-6dB为标准，实施例中，加载极化组件2的天线组件1在加载人体组织前阻抗带宽为5.15-5.84GHz，在加载人体组织后阻抗带宽为5.13-5.82GHz；并且，在5.5GHz频段处的阻抗带宽值分别为-17.80dB和-11.55dB，从而在加载人体的情况下，加载极化组件2对阻抗带宽的影响较小，并且，能够提高5.5GHz频段处的阻抗带宽值。

参见图9，其示出了本申请一个示例性实施例示出的一种加载极化组件2情况下，加载人体组织前后，天线组件1的辐射效率的仿真结果。参见图9能够看出，在5.5GHz频段处加载极化组件2的天线组件1，在加载人体组织前天线辐射效率为42％，加载人体组织后天线辐射效率为38％，从而天线组件1加载极化组件2后，加载人体组织后，辐射效率降低了4％，说明加载极化组件2对加载人体组织前后天线组件1的辐射效率影响较小。

极化组件2的加载对天线组件1的匹配深度具有较大的影响，但是未影响到天线组件1的谐振频率。并且，参见图7和图9，该极化组件2对天线组件1的辐射效率营销较小，加载人体组织前，加载了极化组件2的天线组件1的辐射效率下降了约19％；加载人体组织后，加载了极化组件2的天线组件1的辐射效率下降了约4％，基本满足指标要求。

参见图10，其示出了本申请一个示例性实施例示出的一种加载极化组件2前后SAR值的分布图。由图10能够看出，天线组件1在5.5GHz频段处，加载极化组件前后，对SAR值的辐射区域的位置并没有太大影响，而加载极化组件2前SAR值的峰值为11.7W/kg，加载极化组件2后SAR值的峰值为4.8W/kg。由此能够看出，加载极化组件2能够有效降低SAR值。

为了消除阻抗匹配对SAR值的影响，对反射系数S11进行归一化处理，参见表1，表1示出了加载极化组件2前后SAR值的比较。

表1

通过表1能够看出，加载极化组件2后，天线组件1的归一化后的SAR值降低了约56％，而加载人体后天线组件1的效率下降约4％，因此，极化组件2能在对天线组件1的辐射效率影响较小的情况下，大幅降低SAR值。

参见图11，其示出了一种加载天线极化组件2前后天线组件1的电场矢量分布图。参见图11能够看出天线组件1在5.5GHz频段处，加载极化组件2后，极化组件2附近的电场矢量，只有垂直于极化组件2和人体组织的分量(法向分量)；而添加极化组件2之前，电场同时存在切向和法向分量。

通过图11能够看出，平行于极化组件2和人体组织表面的电场分量(切向分量)无法通过极化组件2，而垂直于极化组件2和人体组织表面的电场分量(法向分量)能够通过极化调控表面。结合边界条件得出明确结论：切向分量的电场容易进入人体，而垂直分量的电场则不容易进入人体，所以近场电场在经过极化组件2后，几乎只剩下法向分量，法向分量的电场不容易进入人体，因此加载该极化调控表面的测试天线产生了较低的SAR值。

需要说明的一点是，对上述各个实施例进行仿真的仿真软件为任一仿真软件，在本申请实施例中，对该仿真软件不作具体限定。例如，该仿真软件为商业仿真软件CST2018(一种高频仿真软件)。上述人体组织为与人体相似的合成组织。

在本申请实施例中，通过在天线组件的一侧设置极化组件，从而通过极化组件，对天线组件辐射的电磁波进行极化偏转，阻隔天线辐射的电磁波中容易进入人体的方向的电磁波，进而减小人体内产生的电流，减小电磁波损耗，从而在不降低辐射功率的条件下，能够降低SAR值，保证了终端的通信质量。

请参考图12，其示出了本申请一个示例性实施例示出的一种终端，该终端包括：至少一个天线模组，该至少一个天线模组为本申请实施例中的天线模组。

在一些实施例中，该终端包括屏幕组件；该天线模组的极化组件2设置于该屏幕组件和该天线模组的天线组件1之间。

在一些实施例中，该终端包括后壳；该天线模组的极化组件2设置于该后壳和该天线模组的天线组件1之间。

在本申请实施例中，通过在天线组件的一侧设置极化组件，从而通过极化组件，对天线组件辐射的电磁波进行极化偏转，阻隔天线辐射的电磁波中容易进入人体的方向的电磁波，进而减小人体内产生的电流，减小电磁波损耗，从而在不降低辐射功率的条件下，能够降低SAR值，保证了终端的通信质量。

除此之外，本领域技术人员能够理解，上述附图所示出的终端的结构并不构成对终端的限定，在一些实施例中，终端包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。比如，终端中还包括麦克风、扬声器、射频电路、输入单元、传感器、音频电路、无线保真(Wireless Fidelity，Wi-Fi)模块、电源、蓝牙模块等部件，在此不再赘述。

本领域技术人员应该能够意识到，在上述一个或多个示例中，本申请实施例所描述的功能能够用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，能够将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种天线模组，其特征在于，所述天线模组安装在终端中，所述终端包括屏幕组件，所述天线模组包括：天线组件和极化组件，所述极化组件设置于所述屏幕组件和所述天线组件之间，且所述极化组件设置于所述天线组件的辐射表面，用于对所述天线组件发射的电磁波进行极化偏转；

所述极化组件包括介质基板和至少一个金属条带，所述介质基板为黏性介质基板，且所述至少一个金属条带粘贴于所述介质基板上；

所述介质基板用于支撑所述至少一个金属条带；所述介质基板为能够透过电磁波的介质基板，所述至少一个金属条带用于对透过所述介质基板的电磁波进行极化偏转，使得极化偏转后的电磁波对应电场中与人体平行的分量减少。

2.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述金属条带的数量为6；

所述6个金属条带中任2个金属条带以十字型结构设置在所述介质基板上，所述6个金属条带中另外4个金属条带分别设置在所述十字型结构的金属条带两端之间，且，所述4个金属条带中每个金属条带的两端分别与所述十字型结构的金属条带的两端对应。

3.根据权利要求2所述的天线模组，其特征在于，所述金属条带为辐射贴片。

4.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述介质基板为能够透过电磁波的材料。

5.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述天线模组为环路天线、柔性电路板FPC天线、直接印刷PDS天线或者激光直接成型LDS天线。

6.根据权利要求1-5任一项所述的天线模组，其特征在于，所述极化组件的数量不小于所述天线组件的数量。

7.一种终端，其特征在于，所述终端包括：屏幕组件和至少一个天线模组，所述至少一个天线模组为权利要求1-6任一项所述的天线模组；

所述天线模组的极化组件设置于所述屏幕组件和所述天线模组的天线组件之间。

8.根据权利要求7所述的终端，其特征在于，所述终端包括后壳；

所述天线模组的极化组件设置于所述后壳和所述天线模组的天线组件之间。

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