CN112702075B - 天线组件及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种天线组件及电子设备，天线组件包括第一射频端口、第一匹配端口、第一开关和第二开关，第一射频端口包括输入端和输出端，输出端连接辐射体以收发射频信号，第一开关和第二开关的一端分别连接第一射频端口的输入端，第一开关的另一端接地，第一匹配端口连接第二开关的另一端，且第一匹配端口接入调谐器件。本申请实施例提供的天线组件可以通过调谐器件消除由于开关的寄生电容而产生的谐振峰，从而降低终端天线杂散辐射指标。

Description

天线组件及电子设备
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域，特别涉及一种天线组件及电子设备。
背景技术
随着通信技术的迅速发展，通信设备已经成为人们生活中必不可少的一种工具，并且为用户生活的各个方面带来了极大的便捷。通信设备上一般都存在多个天线，特别是未来5G设备天线频段及个数会越来越多。
当移动台与非辐射性纯阻负载相连接或者在接收机状态时，由移动台产生或放大的通过移动台机壳、电源、控制设备、音频各电缆辐射的工作频率外上的发射被称为辐射杂散(简称RSE)。辐射杂散问题的产生的原因不仅包括传导杂散本身超标，而且还包括终端天线本身在杂散频段内的辐射性能恶化。
发明内容
本申请实施例提供一种天线组件及电子设备，可以通过调谐器件消除由于开关的寄生电容而产生的谐振峰，从而降低终端天线杂散辐射指标。
本申请实施例提供一种天线组件，包括：
第一射频端口，包括输入端和输出端，所述输出端连接辐射体以收发射频信号；
第一开关和第二开关，所述第一开关和第二开关的一端分别连接所述第一射频端口的输入端，所述第一开关的另一端接地；
第一匹配端口，所述第一匹配端口连接所述第二开关的另一端，且所述第一匹配端口接入调谐器件。
本申请实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括壳体和设置在所述壳体内部的天线组件，所述天线组件包括：
第一射频端口，包括输入端和输出端，所述输出端连接辐射体以收发射频信号；
第一开关和第二开关，所述第一开关和第二开关的一端分别连接所述第一射频端口的输入端，所述第一开关的另一端接地；
第一匹配端口，所述第一匹配端口连接所述第二开关的另一端，且所述第一匹配端口接入调谐器件。
本申请实施例提供的天线组件及电子设备，天线组件包括第一射频端口、第一匹配端口、第一开关和第二开关，第一射频端口包括输入端和输出端，输出端连接辐射体以收发射频信号，第一开关和第二开关的一端分别连接第一射频端口的输入端，第一开关的另一端接地，第一匹配端口连接第二开关的另一端，且第一匹配端口接入调谐器件。本申请实施例提供的天线组件可以通过调谐器件消除由于开关的寄生电容而产生的谐振峰，从而降低终端天线杂散辐射指标。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的天线组件的结构示意图。
图3为本申请实施例提供的天线组件的另一结构示意图。
图4为本申请实施例提供的天线组件的又一结构示意图。
图5为本申请实施例提供的天线组件的再一结构示意图。
图6为本申请实施例提供的一谐振峰仿真示意图。
图7为本申请实施例提供的另一谐振峰仿真示意图。
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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请实施例提供一种显示屏组件及电子设备。以下将分别进行详细说明。该显示屏组件可以设置在该电子设备中，该电子设备可以是智能手机、平板电脑等设备。
参考图1，图1为本申请实施例提供的电子设备100的第一种结构示意图。
电子设备100包括显示屏11、壳体12、电路板13以及电池14。
其中，显示屏11设置在壳体12上，以形成电子设备100的显示面，用于显示图像、文本等信息。所述显示屏11可以包括液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)或有机发光二极管显示屏(Organic Light-Emitting Diode，OLED)等类型的显示屏。
显示屏11上还可以安装盖板，以覆盖显示屏11。盖板可以为透明玻璃盖板，以便显示屏透光盖板进行显示。在一些实施例中，盖板可以是用诸如蓝宝石等材料制成的玻璃盖板。
该显示屏11可以包括显示区域和非显示区域。该显示区域可以用来显示电子设备100的画面或者供用户进行触摸操控等。该非显示区域的顶部区域开设供声音、及光线传导的开孔，该非显示区域底部上可以设置指纹模组、触控按键等功能组件。
需要说明的是，该显示屏11的结构并不限于此。比如，该显示屏11可以为全面屏或异形屏。还需要说明的是，在一些实施例中，显示屏11也可以不包括非显示区域，而设置成全面屏结构，可以将距离传感器、环境光传感器等功能组件设置于显示屏下方或其他位置处。其中，盖板适合显示屏的大小设置。
壳体12用于形成电子设备100的外部轮廓，以便于容纳电子设备100的电子器件、功能组件等，同时对电子设备内部的电子器件和功能组件形成密封和保护作用。例如，电子设备100的摄像头、电路板、振动马达都功能组件都可以设置在壳体12内部。
该壳体12可以包括中框和后盖，中框和后盖相互组合形成该壳体12，该中框和后盖可以形成收纳空间，以收纳电路板13、显示屏11、电池14等器件。进一步的，盖板可以固定到壳体12上，该盖板和壳体12形成密闭空间，以容纳电路板13、显示屏11、电池14等器件。在一些实施例中，盖板盖设到中框上，后盖盖设到中框上，盖板和后盖位于中框的相对面，盖板和后盖相对设置。
在一些实施例中，壳体12可以为金属壳体，比如镁合金、不锈钢等金属。需要说明的是，本申请实施例壳体12的材料并不限于此，还可以采用其它方式，比如：壳体12可以为塑胶壳体。还比如：壳体12为陶瓷壳体。再比如：壳体12可以包括塑胶部分和金属部分，壳体12可以为金属和塑胶相互配合的壳体结构，具体的，可以先成型金属部分，比如采用注塑的方式形成镁合金基板，在镁合金基板上再注塑塑胶，形成塑胶基板，则构成完整的壳体结构。
电路板13设置在所述壳体12内部。其中，电路板13可以为电子设备100的主板。所述电路板13上还可以集成有处理器、摄像头、耳机接口、加速度传感器、陀螺仪、马达等功能组件中的一个或多个。同时，显示屏11可以电连接至电路板13，以通过电路板13上的处理器对显示屏11的显示进行控制。
在一些实施例中，该电路板13可以固定在壳体12内。具体的，该电路板13可以通过螺钉螺接到中框上，也可以采用卡扣的方式卡配到中框上。需要说明的是，本申请实施例电路板13具体固定到中框上的方式并不限于此，还可以其它方式，比如通过卡扣和螺钉共同固定的方式。
电池14设置在壳体12内部。同时，电池14电连接至所述电路板13，以实现电池14为电子设备100供电。其中，电路板13上可以设置有电源管理电路。所述电源管理电路用于将电池14提供的电压分配到电子设备100中的各个电子器件。
其中，所述电子设备100中还设置有天线组件200。所述天线组件200用于实现电子设备100的无线通信功能，例如所述天线组件200可以用于实现近场通信(Near FieldCommunication，NFC)功能。所述天线组件200设置在电子设备100的壳体20内部。其中，可以理解的，所述天线组件200的部分器件可以集成在所述壳体12内部的电路板13上，例如所述天线组件200中的信号处理芯片以及信号处理电路可以集成在所述电路板13上。此外，所述天线组件200的部分器件还可以直接设置在所述壳体12内部。例如所述天线组件200的天线可以直接设置在所述壳体12内部。
在目前的国际标准中“辐射杂散”基本都将其划分在了射频项目(RF)里面，而国内标准(以YD1032为典型)则将其划分在电磁兼容(EMC)的测试内容里，杂散辐射是终端设备认证强制认证项。
在现有技术当中，现有天线方案采用天线开关实现调谐功能，以适应在LTE及NR频段内的高频宽带需求。申请人发现，当使用天线开关时，由于MOS管的工作原理，在开关打开状态下开关本身会存在一个寄生电容Coff，而由于该寄生电容的存在会导致终端辐射天线在非辐射频段内存在比较强的辐射性能，从而容易导致RSE测试超标。例如当天线开关应用于低频段调谐时需要大电感47nH，此时与射频端口连接的天线开关如果处于断开状态，则断开状态的开关寄生电容和47nH电感刚好形成谐振，并且由于Coff固定，外加的47nH电感亦为固定值，因此容易产生谐振峰，且该谐振峰不可消除或者转移。为此本身请提供一种新的方式来解决该问题。
请参阅图2，图2为本申请实施例提供的天线组件的第一种结构示意图。该天线组件100可以包括第一射频端口RF1、第一匹配端口A1、第一开关S1和第二开关S2，其中，第一射频端口RF1包括输入端和输出端，所述输出端连接辐射体以收发射频信号。第一开关S1和第二开关S2的一端分别连接所述第一射频端口RF1的输入端，所述第一开关S1的另一端接地。第一匹配端口A1连接所述第二开关S2的另一端，且所述第一匹配端口A1接入调谐器件。
在一实施例中，天线组件还包括信号源，所述信号源与所述第一射频端口RF1连接，用于产生射频信号。比如上述信号源可以产生低频射频信号以使第一射频端口RF1通过连接的辐射体向外辐射。其中，上述辐射体可以为FPC天线，其中，上述FPC天线指的是形成于FPC上的金属天线图案，所述FPC天线可通过粘接、嵌设、焊接等方式固定于电路板上。
在其他实施例中，上述辐射体20还可以采用激光直接成型技术(Laser DirectStructuring，简称LDS)材料，通过LDS工艺成型。LDS材料是一种内含有机金属复合物的改良塑料，经过激光照射后，有机金属复合物可释放出金属粒子。使用激光在LDS材料上进行三维打印形成的电路板，可以作为手机等移动终端的天线。
在该天线组件当中，天线上有连接地系统的回地位和馈天线的馈源，该天线可以发射GSM(Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统)、LTE(LongTerm Evolution，长期演进)、NR(5G New Radio，5G新空口)、WIFI(Wireless Fidelity，无线保真)等射频信号。
在一实施例中，上述第一射频端口RF1可以用于通过所述辐射体收发低频射频信号，所述第一射频端口RF1串联电感后与所述辐射体连接。例如当天线开关应用于低频段调谐时需要大电感，此时第一开关S1闭合，可以在第一射频端口RF1上串联一个大电感(例如47nH)。而当通路断开后也即第一开关S1断开时，由于第一开关S1的寄生电容就会与串联的大电容产生谐振峰。此时就可以通过本申请实施例中的第二开关S2以及第二开关S2中串联的调谐器件抵消由于寄生参数引入的谐振峰，从而解决RSE问题。
其中，本申请实施例中的天线组件还可以包括控制单元，该控制单元分别与所述第一射频端口RF1、第一开关S1和第二开关S2连接，所述控制单元用于控制所述第一射频端口的工作状态以及所述第一开关和第二开关的闭合状态。
具体的，当所述控制单元控制所述第一射频端口RF1通过所述辐射体收发低频射频信号时，控制所述第一开关S1闭合，并控制所述第二开关S2断开。当所述控制单元控制所述第一射频端口RF1未通过所述辐射体收发低频射频信号时，控制所述第一开关S1断开，并控制所述第二开关S2闭合。
在一实施例中，如图3所示，所述天线组件还可以包括第二射频端口RF2、第三射频端口RF3以及第四射频端口RF4。上述射频端口均与辐射体连接以收发射频信号。比如，第一射频端口RF1和第二射频端口RF2用于通过所述辐射体收发低频射频信号，第三射频端口RF3和第四射频端口RF4用于通过所述辐射体收发中高频射频信号。其中，上述低、中、高频射频信号所使用的频段均不相同，举例来说，低频段比如为700-960MHz、中频段比如为1710-2170MHz、高频段比如为2300-2690MHz。需要说明的是，上述低、中、高频段并不限于此，还可以传输其他频段的信号。
在该实施例中，上述辐射体可以用于发射和接收4G(the 4th generation mobilecommunication technology，第四代移动通信技术)射频信号或5G(5th generationmobile networks或5th generation wireless systems，第五代移动通信技术)射频信号。其中，上述4G频段可以包括B1/B2/B3/B4/B5/B6/B7/B8/B9/B12/B17/B18/B19/B20/B26/B28等，5G频段则可以包括N1/N3/N5/N8/N28/N77/N78/N79等。需要说明的是上述辐射体的功能可以根据实际需求进行调整。
继续参阅图3，在该实施例中，所述第二射频端口RF2的输入端分别连接第三开关S3和第四开关S4，所述第三开关S3的另一端接地，所述第四开关S4的另一端连接第二匹配端口A2，所述第二匹配端口A2接入调谐器件。所述第三射频端口RF3的输入端分别连接第五开关S5和第六开关S6，所述第五开关S5的另一端接地，所述第六开关S6的另一端连接第三匹配端口A3，所述第三匹配端口A3接入调谐器件。所述第四射频端口RF4的输入端分别连接第七开关S7和第八开关S8，所述第七开关S7的另一端接地，所述第八开关S8的另一端连接第四匹配端口A4，所述第四匹配端口A4接入调谐器件。
在一实施例中，如图4所示，所述第二射频端口RF2的输出端串联电容后与所述辐射体连接，所述第三射频端口RF3的输出端串联电容后与所述辐射体连接，所述第四射频端口RF4的输出端串联电感后与所述辐射体连接。
在一实施例中，如图5所示，上述调谐器件可以为为电阻，所述电阻的另一端接地。以第一射频端口RF1为例进行说明，当低频工作时，47nH大电感需要接入天线调谐，此时第一开关S1处于闭合状态，第二开关S2处于断开状态，由第二开关S2产生的电容Coff和第一匹配端口A1的外接阻抗Z由于被第一开关S1短路掉，整体不存在寄生阻抗值。当第一开关S1断开，第二开关S2闭合时，此时第一开关S1产生寄生电容Coff，此时通过调节上述与第一匹配端口A1的外接的电阻的电阻值来消除所述第一开关S1的寄生电容与串联的电感形成的谐振峰。同理，当第三开关S3断开，第四开关S4闭合时，通过调节上述与第二匹配端口A2电阻的电阻值来消除所述第三开关S3的寄生电容与串联的电感形成的谐振峰。当第五开关S5断开，第六开关S6闭合时，通过调节上述与第三匹配端口A3电阻的电阻值来消除所述第五开关S5的寄生电容与串联的电感形成的谐振峰。当第七开关S7断开，第八开关S8闭合时，通过调节上述与第四匹配端口A4电阻的电阻值来消除所述第七开关S7的寄生电容与串联的电感形成的谐振峰。
在实际使用当中，由于天线开关打开状态下寄生电容Coff存在而产生的谐振峰可参阅图6，因此本方案出发点在于改善天线在杂散频段内的辐射特性，更具体的来讲，主要在天开关在未使用时(内部开关悬空打开)状态下，通过调试匹配端口阻抗来转移或者消除由于开关寄生电容Coff引入的谐振峰，从而有效消除由于开关打开状态下由于寄生电容Coff存在而产生的谐振峰如图7所示，从而降低终端天线杂散辐射指标，降低RSE测试超标风险。
进一步的，上述天线组件还可以包括通信芯片，该通信芯片可以为近场通信芯片或非近场通信芯片。近场通信芯片比如为NFC(Near Field Communication，近距离无线通讯技术)芯片，可以提供差分激励电流，非近场通信芯片比如为蜂窝通信芯片、Wi-Fi芯片或GPS(Global Positioning System，全球定位系统)芯片等，用于提供非近场通信激励电流，非近场通信激励电流可以包括蜂窝网络信号、Wi-Fi信号、GPS信号中的一种。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括壳体和设置在所述壳体内部的天线组件，所述天线组件包括：
第一射频端口，包括输入端和输出端，所述输出端连接辐射体以收发射频信号；
第一开关和第二开关，所述第一开关和第二开关的一端分别连接所述第一射频端口的输入端，所述第一开关的另一端接地；
第一匹配端口，所述第一匹配端口连接所述第二开关的另一端，且所述第一匹配端口接入调谐器件。
在一实施例中，所述壳体包括金属中框和底壳，所述金属中框围绕所述底壳形成一收容空间，所述天线组件设置于所述收容空间内。
在一实施例中，所述电子设备还可以包括承载板、电池和电路板，所述承载板与所述金属中框连接并作为接地平面，所述电池和所述电路板均设置在所述承载板上，在所述电路板上设置信号源。
此外，可以理解的，上述中框的材质可以包括金属，例如包括镁合金、铝合金等金属时，所述金属中框可以用于形成系统地，所述系统地即为所述电子设备100的整机地。
本实施例中，上述电子设备可以是手机、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。
以上为本申请实施例提供的天线组件及电子设备，天线组件包括第一射频端口、第一匹配端口、第一开关和第二开关，第一射频端口包括输入端和输出端，输出端连接辐射体以收发射频信号，第一开关和第二开关的一端分别连接第一射频端口的输入端，第一开关的另一端接地，第一匹配端口连接第二开关的另一端，且第一匹配端口接入调谐器件。本申请实施例提供的天线组件可以通过调谐器件消除由于开关的寄生电容而产生的谐振峰，从而降低终端天线杂散辐射指标。
以上对本申请实施例提供的天线组件及电子设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请。同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种天线组件，其特征在于，包括：
第一射频端口，包括输入端和输出端，所述输出端连接辐射体以收发射频信号；
第一开关和第二开关，所述第一开关和第二开关的一端分别连接所述第一射频端口的输入端，所述第一开关的另一端接地；
第一匹配端口，所述第一匹配端口连接所述第二开关的另一端，且所述第一匹配端口接入调谐器件，所述调谐器件为电阻，所述电阻的另一端接地，当所述第二开关闭合时，通过调节所述电阻的电阻值来消除所述第一开关的寄生电容与串联的电感形成的谐振。
2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述第一射频端口用于通过所述辐射体收发低频射频信号，所述第一射频端口串联电感后与所述辐射体连接。
3.根据权利要求2所述的天线组件，其特征在于，所述天线组件还包括：
控制单元，所述控制单元分别与所述第一射频端口、第一开关和第二开关连接，所述控制单元用于控制所述第一射频端口的工作状态以及所述第一开关和第二开关的闭合状态。
4.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，当所述控制单元控制所述第一射频端口通过所述辐射体收发低频射频信号时，控制所述第一开关闭合，并控制所述第二开关断开。
5.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，当所述控制单元控制所述第一射频端口未通过所述辐射体收发低频射频信号时，控制所述第一开关断开，并控制所述第二开关闭合。
6.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述天线组件还包括：
第二射频端口、第三射频端口以及第四射频端口，所述第二射频端口的输出端串联电容后与所述辐射体连接，所述第三射频端口的输出端串联电容后与所述辐射体连接，所述第四射频端口的输出端串联电感后与所述辐射体连接。
7.根据权利要求6所述的天线组件，其特征在于，
所述第二射频端口的输入端分别连接第三开关和第四开关，所述第三开关的另一端接地，所述第四开关的另一端连接第二匹配端口，所述第二匹配端口接入调谐器件；
所述第三射频端口的输入端分别连接第五开关和第六开关，所述第五开关的另一端接地，所述第六开关的另一端连接第三匹配端口，所述第三匹配端口接入调谐器件；
所述第四射频端口的输入端分别连接第七开关和第八开关，所述第七开关的另一端接地，所述第八开关的另一端连接第四匹配端口，所述第四匹配端口接入调谐器件。
8.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述天线组件还包括：
信号源，所述信号源与所述第一射频端口连接，用于产生射频信号。
9.一种电子设备，其特征在于，包括壳体和设置在所述壳体内部的天线组件，所述天线组件包括：
第一射频端口，包括输入端和输出端，所述输出端连接辐射体以收发射频信号；
第一开关和第二开关，所述第一开关和第二开关的一端分别连接所述第一射频端口的输入端，所述第一开关的另一端接地；
第一匹配端口，所述第一匹配端口连接所述第二开关的另一端，且所述第一匹配端口接入调谐器件，所述调谐器件为电阻，所述电阻的另一端接地，当所述第二开关闭合时，通过调节所述电阻的电阻值来消除所述第一开关的寄生电容与串联的电感形成的谐振。
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