CN112234340B - 壳体组件、天线组件及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种壳体组件、天线组件及电子设备。所述壳体组件包括介质基板及耦合结构。所述介质基板对预设双频段的射频信号具有第一透过率；所述耦合结构承载于所述介质基板，并至少覆盖所述介质基板的部分区域，所述耦合结构包括一层或多层耦合元件阵列层，所述耦合元件阵列层具有在所述预设双频段下的谐振特性；所述壳体组件在所述耦合结构对应的区域内，对所述预设双频段的射频信号具有第二透过率，所述第二透过率大于所述第一透过率。

Description

壳体组件、天线组件及电子设备
技术领域
本申请涉及电子设备领域，尤其涉及一种壳体组件、天线组件及电子设备。
背景技术
随着移动通信技术的发展，传统的第四代(4th-Generation，4G)移动通信已经不能够满足人们的要求。第五代(5th-Generation，5G)移动通信由于具有较高的通信速度，可而备受用户青睐。比如，利用5G移动通信传输数据时的传输速度比4G移动通信传输数据的速度快数百倍。毫米波信号是实现5G移动通信的主要手段，然而，当毫米波天线应用于电子设备时，毫米波天线通常设置于电子设备内部的收容空间中，毫米波信号天线透过电子设备而辐射出去的透过率较低，达不到天线辐射性能的要求。或者，外部的毫米波信号穿透电子设备的透过率较低。由此可见，现有技术中，5G毫米波信号的通信性能较差。
发明内容
本申请提供一种壳体组件、天线模组和电子设备，以解决传统的毫米波信号的通信性能差的技术问题。
第一方面，本申请提供了一种壳体组件，包括：
介质基板，所述介质基板对预设双频段的射频信号具有第一透过率；
耦合结构，所述耦合结构承载于所述介质基板，并至少覆盖所述介质基板的部分区域，所述耦合结构包括一层或多层耦合元件阵列层，所述耦合元件阵列层具有在所述预设双频段下的谐振特性；
所述壳体组件在所述耦合结构对应的区域内，对所述预设双频段的射频信号具有第二透过率，所述第二透过率大于所述第一透过率。
第二方面，本申请提供了一种天线组件，所述天线组件包括天线模组和所述的壳体组件，所述天线模组和所述壳体组件间隔设置，所述天线模组用于朝预设方向范围辐射预设双频段的射频信号，且所述壳体组件的至少部分位于所述辐射方向范围内。
第三方面，本申请提供了一种电子设备，所述电子设备包括所述的天线组件，所述介质基板包括所述电子设备的电池盖或者屏幕。
本申请提供的壳体组件通过将所述耦合结构承载于所述介质基板上，通过所述耦合结构的作用使得壳体组件对预设双频段的射频信号的透过率提升，当所述壳体组件应用于电子设备中时，可降低所述壳体组件对设置于所述壳体组件内部的天线模组的辐射性能的影响，且可以提升所述所述电子设备进行通信时的带宽，从而提升所述电子设备的通信性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1为本申请第一实施方式提供的壳体组件的结构示意图。
图2为本申请第二实施方式提供的壳体组件的结构示意图。
图3为本申请第三实施方式提供的壳体组件的结构示意图。
图4为本申请第四实施方式提供的壳体组件的结构示意图。
图5为本申请第一实施方式提供的耦合结构的示意图。
图6为本申请第五实施方式提供的壳体组件的结构示意图。
图7为本申请第二实施方式提供的耦合结构的示意图。
图8为本申请第三实施方式提供的耦合结构的示意图。
图9为本申请第四实施方式提供的耦合结构剖面结构示意图。
图10为本申请第四实施方式中提供的耦合结构中第一耦合元件阵列层的结构示意图.
图11为本申请第四实施方式中提供的耦合结构中第二耦合元件阵列层的结构示意图。
图12为本申请第四实施方式提供的耦合结构的等效电路图。
图13为第一耦合件的尺寸与预设双频段的射频信号的波形示意图。
图14为第二耦合件的线宽与预设双频段的射频信号的波形示意图。
图15为耦合结构中耦合元件阵列层的周期与预设双频段的射频信号的波形示意图。
图16为本申请第五实施方式提供的耦合结构的层叠示意图。
图17为本申请第五实施方式中第一耦合阵列层中第一耦合件的结构示意图。
图18为本申请第五实施方式中第二耦合阵列层中第二耦合件的结构示意图。
图19为本申请第五实施方式提供的耦合结构在介质基板的投影示意图。
图20为本申请第六实施方式提供的耦合结构中耦合元件阵列层的结构示意图。
图21为本申请第七实施方式提供的耦合结构的结构示意图。
图22为本申请第八实施方式提供的耦合结构的结构示意图。
图23为自由空间、传统玻璃壳体、及本申请壳体组件对应的射频信号的驻波曲线示意图。
图24为1×4的天线模组在自由空间下的辐射方向示意图。
图25为1×4的天线模组在传统玻璃壳体下的辐射方向示意图。
图26为1×4的天线模组在本申请壳体组件下的辐射方向示意图。
图27为本申请第七实施方式提供的耦合结构中的第一耦合元件阵列层的示意图。
图28为本申请第八实施方式提供的耦合结构中第一耦合元件阵列层的结构示意图。
图29为本申请第九实施方式提供的耦合结构中第一耦合元件阵列层的结构示意图。
图30为本申请第十实施方式提供的耦合结构中第一耦合元件阵列层的结构示意图。
图31为本申请第一实施方式提供的天线组件的结构示意图。
图32为本申请一实施方式中的天线模组的剖面结构示意图。
图33为本申请另一实施方式中的天线模组的剖面结构示意图。
图34为本申请一实施方式中为M×N射频天线阵列示意图。
图35为本申请一实施方式中的天线模组组成射频天线阵列时的封装结构示意图。
图36为本申请又一实施方式所示的天线模组的俯视图。
图37为本申请第一实施方式提供的电子设备的结构示意图。
图38为本申请第二实施方式提供的电子设备的结构示意图。
图39为本申请第三实施方式提供的电子设备的结构示意图。
图40为本申请第四实施方式提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅1，图1为本申请第一实施方式提供的壳体组件的结构示意图。所述壳体组件100包括介质基板110和耦合结构120。所述介质基板110对预设双频段的射频信号具有第一透过率。所述耦合结构120承载于所述介质基板110，并至少覆盖所述介质基板110的部分区域，所述耦合结构120包括一层或多层耦合元件阵列层120a，所述耦合元件阵列层120a具有在所述预设双频段下的谐振特性。所述壳体组件100在所述耦合结构120对应的区域内，对所述预设双频段的射频信号具有第二透过率，所述第二透过率大于所述第一透过率。
在本实施方式的示意图中以所述耦合结构120覆盖于所述介质基板110的全部区域为例进行示意。所述预设双频段的射频信号可以为但不仅限于为毫米波频段的射频信号或者太赫兹频段的射频信号。目前，在第五代移动通信技术(5th generation wirelesssystems，5G)中，根据3GPP TS 38.101协议的规定，5G新空口(new radio，NR)主要使用两段频率：FR1频段和FR2频段。其中，FR1频段的频率范围是450MHz～6GHz，又叫sub-6GHz频段；FR2频段的频率范围是24.25GHz～52.6GHz，属于毫米波(mm Wave)频段。3GPP Release 15版本规范了目前5G毫米波频段包括：n257(26.5～29.5GHz),n258(24.25～27.5GHz),n261(27.5～28.35GHz)和n260(37～40GHz)。
所述耦合结构120可以具有双频双极化、特性。相应地，所述耦合结构120具有双频谐振响应。所述耦合结构120的材质可以为金属材质，也可以为非金属导电材质。
一方面，所述介质基板110上的耦合结构120被所述预设双频段的射频信号的激励，所述耦合结构120根据所述预设双频段的射频信号产生与所述预设双频段同频段的射频信号，且穿透所述介质基板110并辐射至自由空间中。由于所述耦合结构120被激励且产生与所述预设双频段同频段的射频信号，因此，透过所述介质基板110并辐射至自由空间中的预设双频段的射频信号的量增加。
另一方面，所述壳体组件100包括了耦合结构120及介质基板110，因此，所述壳体组件100的介电常数可以等效为预设材料的介电常数，而所述预设材料的介电常数对所述预设频段的射频信号的透过率较高，且所述预设材料的等效波阻抗等于或者近似等于自由空间的等效波阻抗。
进一步地，所述耦合结构还具有所述预设双频段下的双极化特性。具体地，所述耦合结构不但可使得预设双频段的射频信号的透过率增加，也可使得两个不同极化方向的射频信号的透过率增加。
本申请提供的壳体组件100通过将所述耦合结构120承载于所述介质基板110上，通过所述耦合结构120的作用使得壳体组件100对预设双频段的射频信号的透过率提升，当所述壳体组件100应用于电子设备中时，可降低所述壳体组件100对设置于所述壳体组件100内部的天线模组的辐射性能的影响，且可以提升所述所述电子设备进行通信时的带宽，从而提升所述电子设备的通信性能。
请参阅图2，图2为本申请第二实施方式提供的壳体组件的结构示意图。所述壳体组件100包括介质基板110及耦合结构120。所述介质基板110对预设双频段的射频信号具有第一透过率；所述耦合结构120承载于所述介质基板110，并至少覆盖所述介质基板110的部分区域；所述壳体组件100在所述耦合结构120对应的区域内，对所述预设双频段的射频信号具有第二透过率，所述第二透过率大于所述第一透过率。进一步地，所述介质基板110包括相背设置的第一表面110a及第二表面110b。在本实施方式中，所述耦合结构120设置于所述第二表面110b。当所述壳体组件100应用于电子设备中时，所述电子设备还包括天线模组200，所述第一表面110a相较于所述第二表面110b背离所述天线模组200设置。
请参阅3，图3为本申请第三实施方式提供的壳体组件的结构示意图。所述壳体组件100包括介质基板110及耦合结构120。所述介质基板110对预设双频段的射频信号具有第一透过率；所述耦合结构120承载于所述介质基板110，并至少覆盖所述介质基板110的部分区域；所述壳体组件100在所述耦合结构120对应的区域内，对所述预设双频段的射频信号具有第二透过率，所述第二透过率大于所述第一透过率。在本实施方式中，所述耦合结构120内嵌于所述介质基板110内。当所述壳体组件100应用于电子设备1中时，所述电子设备1还包括天线模组200，所述第一表面110a相较于所述第二表面110b背离所述天线模组200设置。
请参阅图4，图4为本申请第四实施方式提供的壳体组件的结构示意图。所述壳体组件100包括介质基板110及耦合结构120。所述介质基板110对预设双频段的射频信号具有第一透过率；所述耦合结构120承载于所述介质基板110，并至少覆盖所述介质基板110的部分区域；所述壳体组件100在所述耦合结构120对应的区域内，对所述预设双频段的射频信号具有第二透过率，所述第二透过率大于所述第一透过率。进一步地，所述耦合结构120贴附于承载膜130上，所述承载膜130贴合在所述介质基板110上。当所述耦合结构120贴附于所述承载膜130上时，所述承载膜130可以为但不仅限于为塑料(Polyethyleneterephthalate，PET)薄膜、柔性电路板、印刷电路板等。所述PET薄膜可以为但不仅限于为彩色膜、防爆膜等。进一步地，所述介质基板110包括相对的第一表面110a及第二表面110b，所述第一表面110a相较于所述第二表面110b背离所述天线模组200设置。在图4中以所述耦合结构120通过所述承载膜130贴合于所述第二表面110b上为例进行示意，可以理解地，在其他实施方式中，所述耦合结构120也可通过所述承载膜130贴合于所述第一表面110a上。
进一步地，请参阅图5，图5为本申请第一实施方式提供的耦合结构的示意图。所述耦合结构120包括一层或者多层耦合元件阵列层120a，当所述耦合结构120包括多层耦合元件阵列层120a时，所述多层耦合元件阵列层120a在预设方向上层叠且间隔设置。当所述耦合结构120包括多层耦合元件阵列层120a时，相邻的两层耦合元件阵列层120a之间设置有介质层110c，所有的介质层110c构成所述介质基板110。在本实施方式的示意图中以所述耦合结构120包括三层耦合元件阵列层120a，两层介质层110c为例进行示意。
请一并参阅图6，图6为本申请第五实施方式提供的壳体组件的结构示意图。所述介质基板110包括相对设置的第一表面110a及第二表面110b，部分所述耦合结构120设置于所述第一表面110a，剩余的所述耦合结构120内嵌于所述介质基板110。当所述壳体组件100应用于电子设备中时，所述电子设备还包括天线模组200，所述第一表面110a相较于所述第二表面110b背离所述天线模组200设置。
结合前述任意实施方式提供的壳体组件100，所述耦合结构120为金属材质，或者非金属导电材质。
结合前述任意实施方式提供的壳体组件100，所述介质基板110的材料为塑料、玻璃、蓝宝石、陶瓷的至少一种或者多种组合。
请参阅图7，图7为本申请第二实施方式提供的耦合结构的示意图。所述耦合结构120可结合到前述任意实施方式提供的壳体组件100中所述耦合结构120包括多个谐振单元120b，所述谐振单元120b周期性排布。
请参阅图8，图8为本申请第三实施方式提供的耦合结构的示意图。所述耦合结构120可结合到前述任意实施方式提供的壳体组件100中，所述耦合结构120包括多个谐振单元120b，所述谐振单元120b非周期性排布。
请一并参阅图9、图10及图11，图9为本申请第四实施方式提供的耦合结构剖面结构示意图；图10为本申请第四实施方式中提供的耦合结构中第一耦合元件阵列层的结构示意图；图11为本申请第四实施方式中提供的耦合结构中第二耦合元件阵列层的结构示意图。所述耦合结构120可以结合到前述任意实施方式提供的壳体组件100中。所述耦合结构120包括间隔设置的第一耦合元件阵列层121、第二耦合元件阵列层122、及第三耦合元件阵列层123，所述介质基板110包括第一介质层111及第二介质层112，所述第一耦合元件阵列层121、所述第一介质层111、所述第二耦合元件阵列层122、所述第二介质层112、及所述第三耦合元件阵列层123依次层叠设置。所述第一耦合元件阵列层121包括阵列排布的多个第一耦合件1211，所述第一耦合件1221为贴片，所述第二耦合元件阵列层122包括阵列排布的第二耦合件1221，所述第二耦合件1221为网格结构，所述第三耦合元件阵列层123包括阵列排布的多个第三耦合件1231，所述第三耦合件1231为贴片。在本实施方式中，一个网格结构对应四个第一耦合件1211，且一个网格结构对应四个第三耦合件1231，并作为耦合结构120的一个周期。
请一并参阅图12，图12为本申请第四实施方式提供的耦合结构的等效电路图。在此等效电路图中忽略了对预设频段影响较小的因素，比如，第一耦合元件阵列层121层的电感量，所述第三耦合元件阵列层123的电感量，以及第二耦合元件阵列层122的电容量。其中，第一耦合元件阵列层121等效为电容C1，第二耦合元件阵列层122等效为电容C2，所述第一耦合元件阵列层121与所述第二耦合元件阵列层122的耦合电容等效为电容C3，第三耦合元件阵列层123等效为电感L。另外Z0表示自由空间的阻抗，Z1表示介质基板110的阻抗，其中，Z1＝Z0/(Dk)1/2，那么，所述预设频段的中心频率f0为：f0＝1/[2π(LC)1/2]，带宽Δf/f0正比于(L/C)1/2。
所述第一耦合件1221或第三耦合件1231的尺寸越大，等效为增大等效电路的电容，从而导致所述预设频段的射频信号的往低频偏移。请一并参阅图图13，图13为第一耦合件的尺寸与预设双频段的射频信号的波形示意图。在本示意图中，横轴为频率，单位为GHz，纵轴为增益，单位为dB。其中，曲线①为第一耦合件1221的边长L1＝0.5mm时的波形曲线，曲线②为第一耦合件1221的尺寸L1＝0.51mm时的波形曲线，曲线③为第一耦合件1221的尺寸L1＝0.52mm时的波形曲线，曲线④为第一耦合件1221的尺寸L1＝0.55mm时的波形曲线。
请一并参阅图14，图14为第二耦合件的线宽与预设双频段的射频信号的波形示意图。所述预设双频段包括第一预设频段及第二预设频段，所述第一预设频段随着所述导电线路宽度的增大而往高频偏移，所述第二预设频段随着所述导电线路宽度的增大而往低频偏移，其中，所述第一预设频段的频率小于第二预设频段的频率。在本示意图中，横轴为频率，单位为GHz，纵轴为增益，单位为dB。其中，曲线①为导电线路的线宽W1＝0.15mm时的波形曲线，曲线②为导电线路的线宽W1＝0.20mm时的波形曲线，曲线③为导电线路的线宽W1＝0.25mm时的波形曲线。所述述预设双频段包括第一预设频段及第二预设频段，由此可见，所述第一预设频段随着所述导电线路宽度的增大而往高频偏移，所述第二预设频段随着所述导电线路宽度的增大而往低频偏移，其中，所述第一预设频段的频率小于第二预设频段的频率。且由本示意图中可见，所述导电线路的线宽对第一预设频段的射频信号的峰值影响比对第二预设频段的射频信号的峰值影响小。
进一步地，请一并参阅图15，图15为耦合结构中耦合元件阵列层的周期与预设双频段的射频信号的波形示意图。在本示意图中，横轴为频率，单位为GHz，纵轴为增益，单位为dB。其中，曲线①为周期P＝2mm时的波形曲线，曲线②为周期P＝2.1mm时的波形曲线。周期P越大，等效电路中的电容越小，则，所述第一预设频段向低频偏移，所述第二预设频段向高频偏移，其中，所述第一频段小于所述第二预设频段。
进一步地，所述预设双频段包括第一预设频段及第二预设频段，所述介质基片的厚度越大，所述预设双频段的中心频率往低频偏移，且带宽越小；所述介质基板的介电常数越大，所述预设双频段的中心频率往低频偏移，且带宽减小；所述耦合元件阵列层的周期越大，所述第一预设频段向低频偏移，所述第二预设频段向高频偏移，其中，所述第一预设频段的频率小于第二预设频段的频率。
请一并参阅图16、图17、图18及图19，图16为本申请第五实施方式提供的耦合结构的层叠示意图；图17为本申请第五实施方式中第一耦合阵列层中第一耦合件的结构示意图；图18为本申请第五实施方式中第二耦合阵列层中第二耦合件的结构示意图；图19为本申请第五实施方式提供的耦合结构在介质基板的投影示意图。在本实施方式中，所述耦合结构120包括依次层叠设置的第一耦合元件阵列层121、第二耦合元件阵列层122、及第三耦合元件阵列层123。所述第一耦合元件阵列层121包括阵列排布的第一耦合件1211，所述第二耦合元件阵列层122包括阵列排布的第二耦合件1221，所述第一耦合件1211在所述介质基板110上的正投影与所述第二耦合件1221在所述介质基板110上的正投影不重叠。第一耦合元件阵列层121与第二耦合元件阵列层122之间设置有第一介质层111，所述第二耦合元件阵列层122与所述第三耦合元件阵列层123之间设置有第二介质层112。
进一步地，所述第二耦合件包括耦合主体1223及自所述耦合主体1223的各个边凸出延伸的多个耦合部1224，所述耦合部1224间隔设置以形成间隙，所述第一耦合件1211对应所述间隙设置。
进一步地，至少一对第一耦合件1221在所述介质基板110上的正投影关于其中一个第二耦合件1222在所述介质基板110上的正投影对称。
请参阅图20，图20为本申请第六实施方式提供的耦合结构中耦合元件阵列层的结构示意图。在本实施方式中，所述耦合元件阵列层120a包括多条沿第一方向间隔排布的导电线路151及多条沿第二方向间隔排布的导电线路161，且所述沿第一方向间隔排布的导电线路151与所述沿第二方向间隔排布的导电线路161相互交叉设置，并共同形成多个阵列排布的网格结构。具体地，沿第一方向间隔排布的两个导电线路151与沿所述第二方向间隔排布的两个导电线路161交叉形成一个所述网格结构。可以理解地，在一实施方式中，所述第一方向垂直于所述第二方向。在其他实施方式中，所述第一方向不垂直于所述第二方向。可以理解地，在第一方向间隔排布的多个导电线路151中，相邻的两个导电线路151之间的间距可以相同，也可以不相同。相应地，在第二方向间隔排布的多个导电线路151中，相邻的两个导电线路151之间的间距可以相同，也可以不相同。相邻的两个导电线路151之间的间距与相邻的两个导电线路151之间的间距可以相同也可以不相同。在图中，以所述第一方向垂直于所述第二方向且相邻的两个导电线路151之间的间距等于相邻的两个导电线路161之间的间距为例进行示意。
进一步地，所述预设双频段包括第一预设频段及第二预设频段，所述第一预设频段随着所述导电线路宽度的增大而往高频偏移，所述第二预设频段随着所述导电线路宽度的增大而往低频偏移，其中，所述第一预设频段的频率小于第二预设频段的频率。
请参阅图21，图21为本申请第七实施方式提供的耦合结构的结构示意图。所述耦合元件阵列层120a包括多个阵列设置的网格结构。每一个所述网格结构由至少一个导电线路151围成，相邻的两个所述网格结构至少复用部分所述导电线路151。
进一步地，所述预设双频段包括第一预设频段及第二预设频段，所述第一预设频段随着所述导电线路宽度的增大而往高频偏移，所述第二预设频段随着所述导电线路宽度的增大而往低频偏移，其中，所述第一预设频段的频率小于第二预设频段的频率。
具体地，所述网格结构的形状可以为但不仅限于为圆形、矩形、三角形、多边形、椭圆形中的任意一种，其中，当所述网格结构的形状为多边形时，所述网格结构的边的个数为大于3的正整数。在本实施方式的示意图中以所述网格结构的形状为三角形为例进行示意。
请参阅图22，图22为本申请第八实施方式提供的耦合结构的结构示意图。在本实施方式的示意图中以所述网格结构的形状为正六边形为例进行示意。
请参阅图23，图23为自由空间、传统玻璃壳体、及本申请壳体组件对应的射频信号的驻波曲线示意图。在本示意图中，对比的是2×2的天线模组产生所述射频信号在自由空间、传统壳体、本申请的壳体组件下的性能。其中，曲线①为自由空间对应的射频信号的驻波曲线示意图，曲线②为传统壳体(材质为玻璃)对应的射频信号的驻波曲线示意图，曲线③为本申请的壳体组件对应的射频信号的驻波曲线示意图。由此可见，本申请的射频信号的驻波曲线和自由空间的驻波曲线基本一致，比传统壳体的驻波曲线有较为明显的改善。
请参阅图24，图24为1×4的天线模组在自由空间下的辐射方向示意图。由本示意图可见，天线模组在28GHz的增益为10.4dB，所述天线模组在39GHz的增益为12.2dB。
请参阅图25，图25为1×4的天线模组在传统玻璃壳体下的辐射方向示意图。由本示意图可见，天线模组在28GHz的增益为6.82dB，所述天线模组在39GHz的增益为7.29dB。由此可见，在传统玻璃壳体下天线模组的增益相较于在自由空间下时的增益下降。
图26为1×4的天线模组在本申请壳体组件下的辐射方向示意图。由本示意图可见，天线模组在28GHz的增益为9.56dB，所述天线模组在39GHz的增益为10.4dB。由此可见，在本申请的壳体组件下天线模组的增益和自由空间下时的增益基本相同。
请参阅图27，图27为本申请第七实施方式提供的耦合结构中的第一耦合元件阵列层的示意图。本实施方式提供的耦合结构120与第四实施方式提供的耦合结构120基本相同，不同之处在于，在第四实施方式中，第一耦合件1211为矩形贴片，在本实施方式中，所述第一耦合元件阵列层121包括阵列排布的多个第一耦合件1211，所述第一耦合件1211为圆形。可选地，圆形的所述第一耦合件1211的直径D的范围为0.5～0.8mm。
在本实施方式中，所述第三耦合元件阵列层123包括阵列排布的多个第三耦合件1231，所述第三耦合件1231为圆形。可选地，所述圆形的所述第三耦合件1231的直径D的范围为0.5～0.8mm。可以理解地，所述第三耦合元件阵列层123的结构可与所述第一耦合元件阵列层121的结构相同。
请参阅图28，图28为本申请第八实施方式提供的耦合结构中第一耦合元件阵列层的结构示意图。本实施方式提供的耦合结构120与第四实施方式提供的耦合结构120基本相同，不同之处在于，在第四实施方式中，所述第一耦合件1211为矩形贴片，在本实施方式中，所述第一耦合元件阵列层121包括阵列排布的多个第一耦合件1211，所述第一耦合件1211为圆环形。当所述第一耦合件1211的材质为金属时，所述第一耦合件1211为圆环形从而可以提升所述耦合结构120的透明度。所述圆环形的第一耦合件1211的尺寸的直径Do通常为0.5～0.8mm，圆环形的所述第一耦合件1211的内径Di，通常而言，Do-Di的值越小，所述耦合结构120的透明度越高，但是插入损耗越大。为了兼顾所述耦合结构120的透明度及插入损耗，所述Do-Di的取值通常为：Do-Di≥0.5mm。可以理解地，所述第三耦合元件阵列层123的结构可与所述第一耦合元件阵列层121的结构相同。
请参阅图29，图29为本申请第九实施方式提供的耦合结构中第一耦合元件阵列层的结构示意图。本实施方式提供的耦合结构120与第四实施方式提供的耦合结构120基本相同，不同之处在于，在第四实施方式中，所述第一耦合件1211为矩形贴片，在本实施方式中，所述第一耦合元件阵列层121包括阵列排布的多个第一耦合件1211，所述第一耦合件1211为正方形环状贴片。所述正方形的第一耦合件1211的边长为Lo通常为0.5～0.8mm，正方形环状贴片的内变成为Li，通常而言，Lo-Li的值越小，透明度越高，但是插入损耗越大。为了兼顾所述耦合结构120的透明度及插入损耗，所述Do-Di的取值通常为：Lo-Li≥0.5mm。可以理解地，所述第三耦合元件阵列层123的结构可与所述第一耦合元件阵列层121的结构相同。
请参阅图30，图30为本申请第十实施方式提供的耦合结构中第一耦合元件阵列层的结构示意图。本实施方式提供的耦合结构120包括阵列排布的多个第一耦合件1211，每个第一耦合件1211均为正方形的金属网格贴片(mesh grid)。具体地，所述第一耦合件1211包括多个第一分支1212以及多个第二分支1213，所述多个第一分支1212间隔排布，所述多个第二分支1213间隔排布，且所述第二分支1213与所述第一分支1212交叉设置且连接。可选地，所述第一分支1212沿着第一方向延伸且所述多个第一分支1212沿所述第二方向间隔排布。可选地，所述第二分支1213与所述第一分支1212垂直交叉。可选地，所述第一耦合件1211的边长为：0.5～0.8mm。
本申请还提供了一种天线组件，请参阅图31，图31为本申请第一实施方式提供的天线组件的结构示意图。所述天线组件10包括天线模组200和壳体组件100，所述天线模组200和所述壳体组件100间隔设置，所述天线模组200用于朝预设方向范围辐射预设双频段的射频信号，且所述壳体组件100的至少部分位于所述辐射方向范围内。所述壳体组件100请参阅前面相应描述，在此不再赘述。
请参阅图32，图32为本申请一实施方式中的天线模组的剖面结构示意图。所述天线模组200包括射频芯片230、绝缘基板240、及一个或多个第一天线辐射体250。所述射频芯片230用于产生激励信号。所述射频芯片230相较于所述一个或多个第一天线辐射体250背离所述耦合结构120设置，所述绝缘基板240用于承载所述一个或多个第一天线辐射体250，所述第一天线辐射体250具有一个或多个馈电点251，所述馈电点251用于接收来自所述射频芯片230的激励信号，以产生预设双频段的射频信号。
进一步地，所述射频芯片230通过内嵌于所述绝缘基板240中的传输线与所述一个或多个第一天线辐射体250电连接。具体地，所述绝缘基板240包括相背的上表面240a和下表面240a，所述绝缘基板240用于承载所述一个或多个第一天线辐射体250包括：所述绝缘基板240设置在所述上表面240a，或者，所述一个或多个第一天线辐射体250内嵌于所述绝缘基板240内。在本实施方式的示意图中以所述一个或多个第一天线辐射体250设置于所述上表面240a，所述射频芯片230设置于所述下表面240a为例进行示意。所述射频芯片230产生的所述激励信号通过内嵌于所述绝缘基板240中的传输线传输与所述一个或多个第一天线辐射体250电连接。所述射频芯片230可焊接在所述绝缘基板240上，以将所述激励信号经由内嵌于绝缘基板240中的传输线传输至第一天线辐射体250。所述第一天线辐射体250接收所述激励信号，并根据所述激励信号产生射频信号。所述第一天线辐射体250可以为但不仅限于为贴片天线。
进一步地，所述射频芯片230相较于所述第一天线辐射体250背离所述耦合结构120，且所述射频芯片230输出所述激励信号的输出端位于所述绝缘基板240背离所述耦合结构120的一侧。即，所述射频芯片230邻近所述绝缘基板240的下表面240a而远离所述绝缘基板240的上表面240a设置。
进一步地，每一个所述第一天线辐射体250包括至少一个馈电点251，每一个所述馈电点251均通过所述传输线与所述射频芯片230电连接，每一个所述馈电点251与所述馈电点251对应的第一天线辐射体250的中心之间的距离大于预设距离。调整所述馈电点251的位置可以改变所述第一天线辐射体250的输入阻抗，本实施方式中通过设置每一个所述馈电点251与对应的第一天线辐射体250的中心之间的距离大于预设距离，从而调整所述第一天线辐射体250的输入阻抗。调整所述第一天线辐射体250的输入阻抗以使得所述第一天线辐射体250的输入阻抗与所述射频芯片230的输出阻抗匹配，当所述第一天线辐射体250与所述射频芯片230的输出阻抗匹配时，所述射频信号产生的激励信号的反射量最小。
请参阅图33，图33为本申请另一实施方式中的天线模组的剖面结构示意图。本实施方式提供的天线模组200与第一实施方式中的天线模组200描述中提供的天线模组200基本相同。不同之处在于，在本实施方式中，所述天线模组200还包括第二天线辐射体260。即，在本实施方式中，所述天线模组200包括射频芯片230、绝缘基板240、一个或多个第一天线辐射体250、及第二天线辐射体260。所述射频芯片230用于产生激励信号。所述绝缘基板240包括相背设置的上表面240a和下表面240a，所述一个或多个第一天线辐射体250设置于所述上表面240a，所述射频芯片230设置于所述下表面240a。所述射频芯片230产生的所述激励信号经由内嵌于所述绝缘基板240中的传输线与所述一个或多个第一天线辐射体250电连接。所述射频芯片230可焊接在所述绝缘基板240上，以将所述激励信号经由内嵌于绝缘基板240中的传输线传输至第一天线辐射体250。所述第一天线辐射体250接收所述激励信号，并根据所述激励信号产生射频信号。
进一步地，所述射频芯片230相较于所述第一天线辐射体250背离所述耦合结构120，且所述射频芯片230输出所述激励信号的的输出端位于所述绝缘基板240背离所述耦合结构120的一侧。
进一步地，每一个所述第一天线辐射体250包括至少一个馈电点251，每一个所述馈电点251均通过所述传输线与所述射频芯片230电连接，每一个所述馈电点251与所述馈电点251对应的第一天线辐射体250的中心之间的距离大于预设距离。在图中以所述第一天线辐射体250包括两个馈电点251为例进行示意。
在本实施方式中，所述第二天线辐射体260内嵌在所述绝缘基板240内，所述第二天线辐射体260与所述第一天线辐射体250间隔设置，且所述第二天线辐射体260及所述第一天线辐射体250通过耦合作用而形成叠层天线。当所述第二天线辐射体260与所述第一天线辐射体250通过耦合作用而形成叠层天线时，所述第一天线辐射体250与所述射频芯片230电连接且所述第二天线辐射体260未与所述射频芯片230电连接，第二天线辐射体260耦合所述第一天线辐射体250辐射的毫米波信号，并且所述第二天线辐射体260根据耦合到的所述第一天线辐射体250辐射的毫米波信号而产生新的毫米波信号。
具体地，下面以所述天线模组200采用高密度互联工艺制备而成为例进行说明。所述绝缘基板240包括核心层241、以及多个层叠设置在所述核心层241相对两侧的布线层242。所述核心层241为绝缘层，各个布线层242之间通常设置绝缘层243。位于所述核心层241邻近所述耦合结构120一侧且距离所述核心层241最远的布线层242的外表面构成所述绝缘基板240的上表面240a。位于在所述核心层241背离所述耦合结构120一侧且距离所述核心层241最远的布线层242的外表面构成所述绝缘基板240的下表面240a。所述第一天线辐射体250设置于所述上表面240a。所述第二天线辐射体260内嵌在所述绝缘基板240内，即，所述第二天线辐射体260可设置在其他的用于布局天线辐射体的布线层242上，且所述第二天线辐射体260未设置在所述绝缘基板240的表面。
在本实施方式中，以所述绝缘基板240为8层结构为例进行示意，可以理解地，在其他实施方式中，所述绝缘基板240也可以为其他层数。所述绝缘基板240包括核心层241以及第一布线层TM1、第二布线层TM2、第三布线层TM3、第四布线层TM4、第五布线层TM5、第六布线层TM6、第七布线层TM7、及第八布线层TM8。所述第一布线层TM1、所述第二布线层TM2、所述第三布线层TM3、及所述第四布线层TM4依次层叠设置在所述核心层241的同一表面，且所述第一布线层TM1相对于所述第四布线层TM4背离所述核心层241设置，所述第一布线层TM1背离所述核心层241的表面为所述绝缘基板240的上表面240a。所述第五布线层TM5、所述第六布线层TM6、所述第七布线层TM7、及所述第八布线层TM8依次层叠在所述核心层241的同一表面，且所述第八布线层TM8相对于所述第五布线层TM5背离所述核心层241设置，所述第八布线层TM8背离所述核心层241的表面为所述绝缘基板240的下表面240a。通常情况下，所述第一布线层TM1、所述第二布线层TM2、所述第三布线层TM3、及第四布线层TM4为可设置天线辐射体的布线层；所述第五布线层TM5为设置地极的地层；所述第六布线层TM6、所述第七布线层TM7、及所述第八布线层TM8为天线模组200中的馈电网络及控制线布线层。在本实施方式中，所述第一天线辐射体250设置在所述第一布线层TM1背离所述核心层241的表面，所述第二天线辐射体260设置在可设置在所述第三布线层TM3。在本实施例的示意图中以第一天线辐射体250设置在所述第一布线层TM1的表面、所述第二天线辐射体260设置在所述第三布线层TM3为例进行示意。可以理解地，在其他实施方式中，所述第一天线辐射体250可设置在所述第一布线层TM1背离所述核心层241的表面，所述第二天线辐射体260可设置在所述第二布线层TM2，或者所述第二天线辐射体260可设置在所述第四布线层TM4。
进一步地，所述绝缘基板240中的第一布线层TM1、第二布线层TM2、第三布线层TM3、第四布线层TM4、所述第六布线层TM6、所述第七布线层TM7、及所述第八布线层TM8均电连接至所述第五布线层TM5中的地层。具体地，所述绝缘基板240中的第一布线层TM1、第二布线层TM2、第三布线层TM3、第四布线层TM4、所述第六布线层TM6、所述第七布线层TM7、及所述第八布线层TM8均开设通孔，通孔里设置金属材料以电连接所述第五布线层TM5中的地层，以将各个布线层242中设置的器件接地。
进一步地，所述第七布线层TM7及所述第八布线层TM8还设置有电源线271、及控制线272，所述电源线271及所述控制线272分别与所述射频芯片230电连接。所述电源线271用于为所述射频芯片230提供所述射频芯片230所需要的电能，所述控制线272用于传输控制信号至所述射频芯片230，以控制所述射频芯片230工作。
进一步地，请参阅图34，图34为本申请一实施方式中为M×N射频天线阵列示意图。所述电子设备1包括M×N个天线组件10构成的射频天线阵列，其中，M为正整数，N为正整数。在图中示意出来的是4×1个天线组件10构成的天线阵列。在在所述天线组件10中的所述天线模组200中，所述绝缘基板240还包括多个金属化过孔栅格244，所述金属化过孔栅格244围绕每一个所述第一天线辐射体250设置，以提升相邻的两个所述第一天线辐射体250之间的隔离度。请继续参阅图35，图35为本申请一实施方式中的天线模组组成射频天线阵列时的封装结构示意图。当所述金属化过孔栅格244用于在多个天线模组200形成射频天线阵列时，所述金属化过孔栅格244用于提升相邻天线模组200之间的隔离度，以减少甚至避免各个天线模组200产生的毫米波信号的干扰。
前面描述的天线模组200中以天线模组200为贴片天线、叠层天线为例进行描述，可以理解地，所述天线模组200还可以包括偶极子天线、磁电偶极子天线、准八木天线等。所述天线组件10可包括贴片天线、叠层天线、偶极子天线、磁电偶极子天线、准八木天线中的至少一种或者多种的组合。进一步地，所述M×N个天线组件10中的介质基板110可相互连接为一体结构。
所述第一天线辐射体具有第一馈电点251a及第二馈电点251b，所述第一馈电点251a用于接收所述射频芯片230产生的第一激励信号，所述第一天线辐射体250根据所述第一激励信号产生第一频段的第一射频信号；所述第二馈电点251b用于接收所述射频芯片230产生的第二激励信号，所述第一天线辐射体250根据所述第二激励信号产生第二频段的第二射频信号，其中，所述第一频段的不同于所述第二频段。
进一步地，所述第一射频信号具有第一极化方向，所述第二射频信号具有第二极化方向，所述第一极化方向与所述第二极化方向不同。
进一步地，请参阅图36，图36为本申请又一实施方式所示的天线模组的俯视图。在本实施方式的天线模组200中，所述第一天线辐射体250仅具有一个馈电点251，当所述馈电点251接收所述射频芯片230产生的第一激励信号时，所述第一天线辐射体250产生第一频段的射频信号；当所述馈电点251接收所述射频芯片250产生的第二激励信号时，所述第一天线辐射体产生第二频段的射频信号，其中，所述第一频段的不同于所述第二频段。此时，由于所述第一激励信号及所述第二激励信号均通过同一馈电点251馈入所述第一天线辐射体250，那么，所述第一频段的射频信号的极化方向与所述第二频段的极化方向相同。
本申请还提供了一种电子设备1，所述电子设备1包括但不仅限于智能手机、互联网设备(Mobile Internet Device，MID)、电子书、便携式播放站(Play Station Portable,PSP)或个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等具有通信功能的电子设备。
进一步地，请参阅图图37，图37为本申请第一实施方式提供的电子设备的结构示意图。所述电子设备1包括天线组件10，所述介质基板110包括所述电子设备1的电池盖30或者屏幕40。所述天线组件10请参阅前面描述，在此不再赘述。进一步地，所述电子设备1还包括主板，所述主板设置于所述天线模组200背离所述耦合结构120的一侧，所述主板设置地极，以抑制预设双频段的射频信号朝向所述主板的一侧辐射，以避免对所述主板背离所述耦合结构120一侧的元器件的影响。
在本实施方式中以所述所述介质基板110包括所述电子设备1的电池盖30为例进行示意。所述电池盖30包括背板310及自所述背板310周缘弯折延伸的边框320，耦合结构120对应所述边框320设置。
请参阅图38，图38为本申请第二实施方式提供的电子设备的结构示意图。在本实施方式提供的电子设备1与第一实施方式提供的电子设备1基本相同，不同之处在于，在本实施方式中，所述耦合结构120对应所述背板310设置。具体地，所述电池盖30包括背板310及自所述背板310周缘弯折延伸的边框320，所述耦合结构120对应所述背板310设置。
请参阅图39，图39为本申请第三实施方式提供的电子设备的结构示意图。在本实施方式中，所述介质基板110包括所述电子设备1的屏幕40，所述屏幕40包括屏幕主体410及自所述屏幕主体410周缘弯曲延伸的延伸部420，所述耦合结构120对应所述屏幕主体410设置。
请参阅图40，图40为本申请第四实施方式提供的电子设备的结构示意图。在本实施方式中，所述介质基板110包括所述电子设备1的屏幕40，所述屏幕40包括屏幕主体410及自所述屏幕主体410周缘弯曲延伸的延伸部420，所述耦合结构120对应所述延伸部420设置。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (19)

1.一种天线组件，其特征在于，天线组件包括天线模组和壳体组件，所述天线模组和所述壳体组件间隔设置，所述天线模组用于朝预设方向范围辐射预设双频段的射频信号，且所述壳体组件的至少部分位于所述辐射方向范围内，所述壳体组件包括：
介质基板，所述介质基板对预设双频段的射频信号具有第一透过率；
耦合结构，所述耦合结构承载于所述介质基板，并至少覆盖所述介质基板的部分区域，所述耦合结构包括一层或多层耦合元件阵列层，所述耦合元件阵列层具有在所述预设双频段下的谐振特性，所述耦合结构被所述预设双频段的射频信号激励，并产生与所述预设双频段同频段的射频信号，并穿透所述介质基板辐射出去；
所述壳体组件在所述耦合结构对应的区域内，对所述预设双频段的射频信号具有第二透过率，所述第二透过率大于所述第一透过率。
2.如权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述耦合结构还具有所述预设双频段下的双极化特性。
3.如权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述耦合结构包括依次层叠设置的第一耦合元件阵列层、第二耦合元件阵列层、及第三耦合元件阵列层，所述第一耦合元件阵列层包括阵列排布的第一耦合件，所述第二耦合元件阵列层包括阵列排布的第二耦合件，所述第一耦合件在所述介质基板上的正投影与所述第二耦合件在所述介质基板上的正投影不重叠。
4.如权利要求3所述的天线组件，其特征在于，所述第二耦合件包括耦合主体及自所述耦合主体的各个边凸出延伸的多个耦合部，所述耦合部间隔设置以形成间隙，所述第一耦合件对应所述间隙设置。
5.如权利要求3所述的天线组件，其特征在于，至少一对第一耦合件在所述基板上的正投影关于其中一个第二耦合件在所述基板上的正投影对称。
6.如权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述耦合元件阵列层包括多条沿第一方向间隔排布的导电线路及多条沿第二方向间隔排布的导电线路，且所述沿第一方向间隔排布的导电线路与所述沿第二方向间隔排布的导电线路相互交叉设置，并共同形成多个阵列排布的网格结构。
7.如权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述耦合元件阵列层包括多个阵列设置的网格结构，每一个所述网格结构由至少一条导电线路围成，相邻的两个所述网格结构至少复用部分所述导电线路。
8.如权利要求6或7所述的天线组件，其特征在于，所述预设双频段包括第一预设频段及第二预设频段，所述第一预设频段随着所述导电线路宽度的增大而往高频偏移，所述第二预设频段随着所述导电线路宽度的增大而往低频偏移，其中，所述第一预设频段的频率小于第二预设频段的频率。
9.如权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述耦合结构包括阵列排布的贴片，所述贴片的边长越大，所述预设双频段向低频偏移。
10.如权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述预设双频段包括第一预设频段及第二预设频段，所述介质基片的厚度越大，所述预设双频段的中心频率往低频偏移，且带宽越小；所述介质基板的介电常数越大，所述预设双频段的中心频率往低频偏移，且带宽减小；所述耦合元件阵列层的周期越大，所述第一预设频段向低频偏移，所述第二预设频段向高频偏移，其中，所述第一预设频段的频率小于第二预设频段的频率。
11.如权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述天线模组包括射频芯片、绝缘基板及一个或多个第一天线辐射体，所述射频芯片相较于所述一个或多个第一天线辐射体背离所述耦合结构设置，所述绝缘基板用于承载所述一个或多个第一天线辐射体，所述第一天线辐射体具有一个或多个馈电点，所述馈电点用于接收来自射频芯片的激励信号，以产生预设双频段的射频信号。
12.如权利要求11所述的天线组件，其特征在于，所述绝缘基板包括相背的第一表面和第二表面，所述一个或多个第一天线辐射体设置于所述第一表面，所述射频芯片设置于所述第二表面，所述天线模组还包括第二天线辐射体，所述第二天线辐射体内嵌在所述电路板内，所述第二天线辐射体与所述第一天线辐射体间隔设置，且所述第二天线辐射体及所述第一天线辐射体通过耦合作用而形成叠层天线。
13.如权利要求11所述的天线组件，其特征在于，所述第一天线辐射体仅具有一个馈电点，当所述馈电点接收所述射频芯片产生的第一激励信号时，所述第一天线辐射体产生第一频段的射频信号；当所述馈电点接收所述射频芯片产生的第二激励信号时，所述第一天线辐射体产生第二频段的射频信号，其中，所述第一频段的不同于所述第二频段。
14.如权利要求11所述的天线组件，其特征在于，所述第一天线辐射体具有第一馈电点及第二馈电点，所述第一馈电点用于接收所述射频芯片产生的第一激励信号，所述第一天线辐射体根据所述第一激励信号产生第一频段的第一射频信号；所述第二馈电点用于接收所述射频芯片产生的第二激励信号，所述第一天线辐射体根据所述第二激励信号产生第二频段的第二射频信号，其中，所述第一频段的不同于所述第二频段。
15.如权利要求14所述的天线组件，其特征在于，所述第一射频信号具有第一极化方向，所述第二射频信号具有第二极化方向，所述第一极化方向与所述第二极化方向不同。
16.如权利要求11所述的天线组件，其特征在于，所述绝缘基板还包括多个金属化过孔栅格，所述金属化过孔栅格围绕每一个所述第一天线辐射体设置，用于提升相邻的两个所述第一天线辐射体之间的隔离度。
17.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至16任意一项所述的天线组件，所述介质基板包括所述电子设备的电池盖或者屏幕。
18.如权利要求17所述的电子设备，其特征在于，当所述介质基板包括所述电子设备的电池盖时，所述电池盖包括背板及自所述背板周缘弯折延伸的边框，耦合结构对应所述边框设置，或者，耦合结构对应所述背板设置。
19.如权利要求17所述的电子设备，其特征在于，当所述介质基板包括所述电子设备的屏幕时，所述屏幕包括屏幕主体及自所述屏幕主体周缘弯曲延伸的延伸部，所述耦合结构对应所述屏幕主体设置，或者，所述耦合结构对应所述延伸部设置。
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