CN112038764B - 一种智能无线设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能无线设备，包括：基板，其上设置有第一天线、第二天线和第一净空区，所述第一净空区形成在所述基板的边缘位置，所述第一天线和第二天线结构相同且分别位于所述第一净空区的两侧；主控板，其平行且相对位于所述基板的一侧，所述主控板的边缘位置形成有第二净空区，且所述第二净空区为所述第一净空区域所投影在所述主控板上的区域；接地装置，其分别用于连接所述基板的地和所述主控板的地。本发明用于实现提高天线隔离度，有助于天线布局、性能提升及智能无线设备小型化设计。

Description

一种智能无线设备
技术领域
本发明属于天线通信技术领域，具体涉及一种智能无线设备。
背景技术
随着智能家居的技术发展，智能无线设备（例如智能音箱等）逐步走入人们的生活中。以智能音箱为例，现有的智能音箱可通过例如蓝牙和/或WiFi网络等无线连接方式与路由器、移动终端（例如手机、平板电脑等）等具有无线功能的终端设备进行无线连接。移动终端的应用程序可以通过无线方式和智能音箱进行无线通信和数据传输，进而可以完成推送播放、控制等一系列功能。
现有智能无线产品，例如智能音箱由于体积小巧且方便，深受用户喜爱，市场需求也越来越大，对其性能和功能要求也越来越多，在设计WIFI/BT（Blue tooth）天线时从最初的1只增加到2只甚至3只，多天线在同频段且小体积产品下产生耦合，导致隔离度下降，影响天线性能，严重的话会出现声音卡顿，影响用户体验，因此，在小体积的智能无线设备中，如何设计高性能且隔离度高的天线是一个设计难题。
发明内容
本发明提供一种智能无线设备，实现提高天线隔离度，有助于天线布局、性能提升及智能无线设备小型化设计。
为了解决上述技术问题，本发明所提出如下技术方案予以解决：
本申请涉及一种智能无线设备，其特征在于，包括：基板，其上设置有第一天线、第二天线和第一净空区，所述第一净空区形成在所述基板的边缘位置，所述第一天线和第二天线结构相同且分别位于所述第一净空区的两侧；主控板，其平行且相对位于所述基板的一侧，所述主控板的边缘位置形成有第二净空区，且所述第二净空区为所述第一净空区域所投影在所述主控板上的区域；接地装置，其分别用于连接所述基板的地和所述主控板的地。
在本申请中，所述基板和主控板均为圆形，且所述主控板的面积大于所述基板的面积；所述第一天线和第二天线对称形成在所述基板的边缘位置，且相对所述第一净空区对称。
在本申请中，所述第一天线、第一净空区和第二天线彼此120°设置在所述基板的边缘位置。
在本申请中，所述第一净空区的大小及形状分别与所述第一天线/第二天线所占区域的大小及形状相同。
在本申请中，所述接地装置为Pogo Pin连接器、或金属弹片。
在本申请中，所述接地装置包括：第一接地装置，其靠近所述第一天线设置；第二接地装置，其靠近所述第二天线设置。
在本申请中，所述接地装置还包括第三接地装置和第四接地装置，所述第一接地装置、第二接地装置、第三接地装置和第四接地装置围合成矩形。
在本申请中，所述第一天线投影在所述主控板上的区域、以及所述第二天线投影在所述主控板上的区域分别为净空区。
在本申请中，所述第一天线和第二天线分别为IFA天线。
在本申请中，所述智能无线设备为智能音箱，且所述基板上设置有麦克风阵列。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果是：在基板上设置第一天线、第二天线以及第一净空区，在平行且相对的主控板上设置第二净空区，通过接地装置、第一净空区和第二净空区，能够改变第一天线和第二天线的馈地电流的路径，使得第一天线在同频段下的电流大部分流向净空区且第二天线在同频段下的电流大部分也都流向净空区，降低第一天线和第二天线之间的电流影响，增强天线之间的隔离度，且由于隔离度提高，有助于天线布局、性能提升及智能无线设备小型化设计。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明提出的智能无线设备一个实施例的侧视图；
图2为本发明提出的智能无线设备实施例的俯视图；
图3为本发明提出的智能无线设备实施例中未设置第一净空区和第二净空区时第一天线和第二天线（分别在2.45GHz和5.5GHz下）的表面电流路径图；
图4为本发明提出的智能无线设备实施例中未设置第一净空区和第二净空区时的第一天线的S参数曲线图a、第二天线的S参数曲线图b以及两个天线之间的S21参数曲线图c；
图5为本发明提出的智能无线设备实施例中第一天线和第二天线（分别在2.45GHz和5.5GHz下）的表面电流路径图；
图6为本发明提出的智能无线设备实施例第一天线的S参数曲线图a'、第二天线的S参数曲线图b'以及两个天线之间的S21参数曲线图c'。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
在智能无线设备中设置有两个天线时，为了保证天线较高的通讯性能，需要提高智能无线设备中天线之间的隔离度，本实施例涉及一种智能无线设备，包括基板1、主控板2和接地装置3。
参考图1，基板1和主控板2相互平行且上下对应设置。
本实施例智能无线设备可以为智能音箱，对应地，基板1可以为麦克板，其上布设有麦克风阵列（未示出）。
当然，在智能无线设备为其他智能设备，例如VR（Virtual Reality，虚拟现实）产品时，该基板1也可以为其他独立于主控板2的板体。
参考图2，在基板1上设置有第一天线11、第二天线12和第一净空区13，第一天线11和第二天线12的结构相同且分别位于第一净空区13的两侧，以通过第一净空区13降低第一天线11和第二天线12之间的耦合，第一净空区13通常开设在基板1的边缘位置，避免对基板1的布线造成影响。通常地，天线放置区都需要净空，因此，主控板2上的与第一天线11和第二天线12分别对应的区域都会开设净空区A和B。
本实施例中第一天线11和第二天线12均为IFA（Inverted-F Antenna，倒F天线）天线。
再参考图2，基板1与主控板2呈上下结构且通过FPC（Flexible Printed Circuit，柔性电路板）4进行数据传输，且第一净空区13所投影在主控板2上的区域为第二净空区21，第二净空区21也位于主控板2的边缘位置，避免对主控板2的布线造成影响。且第二净空区21的设置也为了防止第一天线11的电流经第一净空区13处辐射到该区域后经主控板2及接地装置3，再到基板1的第二天线12，破坏当前电流平衡状态。
在本申请中，如图2所示，基板1和主控板2均为圆形板，且第一天线11和第二天线12设置在基板1的边缘位置，对应地，净空区A和B也为主控板1的边缘位置，避免对主控板2的布线造成影响。
在本申请中，第一天线11和第二天线12结构相同且关于第一净空区13对称，这样，第一天线11的强电流位置与第二天线12的强电流位置也关于第一净空区13对称，容易通过第一净空区13、第二净空区21以及所布置的接地装置3（如下将详细介绍）延长馈地电流的路径而降低两个天线之间的电流串扰。
优选地，再参考图2，该第一天线11、第一净空区13和第二天线12之间彼此呈120°布置在基板1的边缘位置处，且其形状及区域大小彼此相同，这样，有利于同时改变第一天线11和第二天线12的电流路径从而优化两者之间的隔离度。
在本申请中，第一天线11、第一净空区13和第二天线12的形状分别为类等腰梯形（如图2中虚线框示出的），其侧边长度分别等于10mm；上顶边弧长近似为直线，其长度约等于17.6mm；下底边弧长近似为直线，其长度约等于23.8mm。
在本申请中，如图1所示，设置有接地装置3，用于连接基板1的地和主控板2的地，其设置的数量及位置改变馈地电流路径，降低天线之间的电耦合，且接地装置3不仅用于保证智能无线设备充分且可靠接地以保证产品生产一致性，而且在基板1和主控板2之间起到支撑作用。
在本实施例中，接地装置3包括第一接地装置31和第二接地装置32，第一接地装置31可以靠近第一天线11设置，且第一接地装置31连接基板1的地和主控板2的地，第一天线11的馈地点连接基板1的地，因此，第一接地装置31将第一天线11的馈地点、基板1的地以及主控板2的地连接起来。第二接地装置32可以靠近第二天线12设置，且第二接地装置32连接基板1的地和主控板2的地，第二天线12的馈地点连接基板1的地，因此，第二接地装置32也将第二天线12的馈地点、基板1的地以及主控板2的地连接起来。
第一接地装置31和第二接地装置32平行位于基板1和主控板2之间，如图1所示出的，其不仅用于保证接地，而且还能够起到支撑基板1的作用。
当然，还可以设置其他额外的接地装置，具体接地装置的数量及位置可以根据经验及仿真后的电流路径的结果确定。
在本申请中，参考图1，还设置有第三接地装置33和第四接地装置34，其与第一接地装置31和第二接地装置32围合成矩形区域，其有助于保持基板1稳定。
在本实施例中，接地装置3可以为PogoPin连接器（即，探针连接器）、金属弹片或其他互导电连接装置等。
图3示出了本申请中的基板1上未设置第一净空区13且在主控板2上未设置第二净空区21时仿真的第一天线11和第二天线12的表面电流路径图。
具体地，图3中（a1）表示未设置第一净空区13和第二净空区21时2.45GHz下第一天线11的表面电流路径图。图3中（a2）表示未设置第一净空区13和第二净空区21时2.45GHz下第二天线12的表面电流路径图。
通过图3中（a1）示出的A部分示出的电流密集程度看出，第一天线11在2.45G频段时大部分电流都流向第二天线12；通过图3中（a2）示出的B部分示出的电流密集程度看出，表现出电流密度较大区域也集中在第一天线11和第二天线12处，第二天线12在2.45G频段时的大部分电流也都流向第一天线11，导致隔离度下降。
对应地，图4示出了本申请中的基板1上未设置第一净空区13且在主控板2上未设置第二净空区21时仿真的第一天线11和第二天线12的S参数曲线图a和b以及两者之间的S21参数曲线图c。
通过图4中S21参数曲线图c看出，在2.4GHz时隔离度S21为-13.27dB，在2.5GHz时隔离度S21为-12.97dB，在5.15GHz时隔离度S21为-26.88dB，在5.85GHz时隔离度S21为-22.07dB。
图5示出了本申请中的基板1上设置第一净空区13且在主控板2上设置第二净空区21时仿真的第一天线11和第二天线12的表面电流路径图。
具体地，图5中（a1'）表示设置第一净空区13和第二净空区21时2.45GHz下第一天线11的表面电流路径图；图5中（a2'）表示设置第一净空区13和第二净空区21时2.45GHz下第二天线12的表面电流路径图。
通过图5中（a1'）示出的A'部分示出的电流密集程度看出，第一天线11在2.45G频段时大部分电流流向第一净空区13和第二净空区21后少部分流向第二天线12；通过图5中（a2'）示出的B'部分示出的电流密集程度看出，第二天线12在2.45G频段时的大部分电流也都流向第一净空区13和第二净空区21后少部分流向第一天线11，降低了第一天线11和第二天线12之间的耦合。
图3中（b1）表示未设置第一净空区13和第二净空区21时5.5GHz下第一天线11的表面电流路径图；图3中（b2）表示未设置第一净空区13和第二净空区21时5.5GHz下第二天线12的表面电流路径图；图5中（b1'）表示设置第一净空区13和第二净空区21时5.5GHz下第一天线11的表面电流路径图；图5中（b2'）表示设置第一净空区13和第二净空区21时5.5GHz下第二天线12的表面电流路径图。
通过比较图3中（b1）和图5中（b1'）、以及图3中（b2）和图5中（b2'）示出的电流密集程度看出，在5.5G频段时，设置净空区和未设置净空两种情况下的电流流向并未像低频2.45G频段时那样明显。
对应地，图6示出了本申请中的基板1上设置第一净空区13且在主控板2上设置第二净空区21时仿真的第一天线11和第二天线12的S参数曲线图a'和b'以及两者之间的S21参数曲线图c'。
通过图6中S21参数曲线图c'看出，在2.4GHz时隔离度S21为-16.83dB，在2.5GHz时隔离度S21为-16.84dB，在5.15GHz时隔离度S21为-26.15dB，在5.85GHz时隔离度S21为-24.73dB。
相较于图3中给出的隔离度S21的值，增设第一净空区13和第二净空区21后，明显改变了第一天线11和第二天线12各自的馈地电流流向，即提高了第一天线11和第二天线12之间的隔离度。比较图3和图6可知，设置第一净空区13和第二净空区21时，第一天线11和第二天线12之间的隔离度在2.4GHz下增加3dB~4dB，提高了天线低频下的隔离度。
在5G频段时，隔离度相对低频会好些，所以未增设净空区（包括第一净空区13和第二净空区21）和增设净空区时的隔离度未有很大差异。
如上所述的基板1和主控板2形成的上下堆叠结构，通过增加相应的净空区，能够延长馈地电流走线长度，改变馈地电流路径，从而大幅度改变隔离度，进而提高天线本身的性能。在隔离度提高时，有助于第一天线11和第二天线12的近距离设置，近距离设置有利于射频电路芯片部分的布局，减少射频传输线的路径损耗，且近距离设置也有利于智能无线产品的的小型化、轻量化设计，提升智能产品卖点。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种智能无线设备，其特征在于，包括：
基板，所述基板为圆形且其上设置有第一天线、第二天线和第一净空区，所述第一天线、第二天线和第一净空区分别形成在所述基板的边缘位置，所述第一天线和第二天线结构相同且相对所述第一净空区对称，所述第一天线的馈地点和第二天线的馈地点分别连接所述基板的地；
主控板，其为圆形且与所述基板相互平行且上下相对设置，所述主控板的边缘位置处形成有第二净空区，且所述第二净空区为所述第一净空区域所投影在所述主控板上的区域；
第一接地装置，其靠近所述第一天线设置；
第二接地装置，其靠近所述第二天线设置，且所述第一接地装置和第二接地装置分别用于连接所述基板的地和所述主控板的地。
2.根据权利要求1所述的智能无线设备，其特征在于，且所述主控板的面积大于所述基板的面积。
3.根据权利要求1所述的智能无线设备，其特征在于，所述第一天线、第一净空区和第二天线彼此120°设置在所述基板的边缘位置。
4.根据权利要求3所述的智能无线设备，其特征在于，所述第一净空区的大小及形状分别与所述第一天线/第二天线所占区域的大小及形状相同。
5. 根据权利要求1所述的智能无线设备，其特征在于，所述接地装置为Pogo Pin连接器、或金属弹片。
6.根据权利要求1所述的智能无线设备，其特征在于，所述智能无线设备还包括第三接地装置和第四接地装置，所述第一接地装置、第二接地装置、第三接地装置和第四接地装置围合成矩形。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的智能无线设备，其特征在于，所述第一天线投影在所述主控板上的区域、以及所述第二天线投影在所述主控板上的区域分别为净空区。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的智能无线设备，其特征在于，所述第一天线和第二天线分别为IFA天线。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的智能无线设备，其特征在于，所述智能无线设备为智能音箱，所述基板上设置有麦克风阵列。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI809600B (zh) * 2021-12-13 2023-07-21 金寶電子工業股份有限公司 天線裝置及其印刷式天線模組

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN206461099U (zh) * 2016-12-30 2017-09-01 歌尔科技有限公司 一种偶极双频天线和电子产品
CN206558672U (zh) * 2017-03-27 2017-10-13 潍坊歌尔电子有限公司 一种副天线装置及通信设备
CN107658561A (zh) * 2017-11-06 2018-02-02 珠海市魅族科技有限公司 一种天线装置及终端设备
CN108023167A (zh) * 2016-11-04 2018-05-11 深圳富泰宏精密工业有限公司 天线结构及应用该天线结构的无线通信装置
CN207781884U (zh) * 2017-12-19 2018-08-28 歌尔科技有限公司 一种蓝牙耳机
CN111029771A (zh) * 2019-12-31 2020-04-17 上海创功通讯技术有限公司 一种手表天线及手表

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6933891B2 (en) * 2002-01-29 2005-08-23 Calamp Corp. High-efficiency transparent microwave antennas

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108023167A (zh) * 2016-11-04 2018-05-11 深圳富泰宏精密工业有限公司 天线结构及应用该天线结构的无线通信装置
CN206461099U (zh) * 2016-12-30 2017-09-01 歌尔科技有限公司 一种偶极双频天线和电子产品
CN206558672U (zh) * 2017-03-27 2017-10-13 潍坊歌尔电子有限公司 一种副天线装置及通信设备
CN107658561A (zh) * 2017-11-06 2018-02-02 珠海市魅族科技有限公司 一种天线装置及终端设备
CN207781884U (zh) * 2017-12-19 2018-08-28 歌尔科技有限公司 一种蓝牙耳机
CN111029771A (zh) * 2019-12-31 2020-04-17 上海创功通讯技术有限公司 一种手表天线及手表

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