CN112993550A - 天线模组及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种天线模组和电子设备。该天线模组包括基板、第一辐射枝节、耦合馈电枝节和第二辐射枝节，所述第一辐射枝节、所述耦合馈电枝节和所述第二辐射枝节依次位于所述基板的不同层，所述第一辐射枝节的第一长度与所述第二辐射枝节的第二长度不同，所述第一辐射枝节在长度方向上的第一端与所述第二辐射枝节在长度方向上的第二端至少部分重叠，所述耦合馈电枝节与所述第一辐射枝节的第一端至少部分重叠，且与所述第二辐射枝节的第二端至少部分重叠，所述第一辐射枝节和所述第二辐射枝节呈楔形设置。本申请实施例提高了天线的辐射效率。

Description

天线模组及电子设备
技术领域
本申请涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种天线模组及电子设备。
背景技术
目前的电子设备中，用于设置天线的净空区域越来越小。同一块柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)上，为了兼顾不同频段的性能，往往要添加一些开关和多馈电多下地弹片来进行调谐优化，实现频段切换，从而满足宽带性能需求。在实现本申请过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：开关会引入损耗，降低天线的辐射效率，因此现有技术中存在天线的辐射效率较低的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种天线模组及电子设备，以解决天线的辐射效率较低的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种天线模组，包括基板、第一辐射枝节、耦合馈电枝节和第二辐射枝节，所述第一辐射枝节、所述耦合馈电枝节和所述第二辐射枝节依次位于所述基板的不同层，所述第一辐射枝节的第一长度与所述第二辐射枝节的第二长度不同，所述第一辐射枝节在长度方向上的第一端与所述第二辐射枝节在长度方向上的第二端至少部分重叠，所述耦合馈电枝节与所述第一辐射枝节的第一端至少部分重叠，且与所述第二辐射枝节的第二端至少部分重叠，所述第一辐射枝节和所述第二辐射枝节呈楔形设置。
第二方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：壳体和上述天线模组，所述壳体为塑胶壳体，且所述壳体设有装配槽，所述天线模组固定安装于所述装配槽内。
本申请实施例通过设置天线模组包括基板、第一辐射枝节、耦合馈电枝节和第二辐射枝节，所述第一辐射枝节、所述耦合馈电枝节和所述第二辐射枝节依次位于所述基板的不同层，所述第一辐射枝节的第一长度与所述第二辐射枝节的第二长度不同，所述第一辐射枝节在长度方向上的第一端与所述第二辐射枝节在长度方向上的第二端至少部分重叠，所述耦合馈电枝节与所述第一辐射枝节的第一端至少部分重叠，且与所述第二辐射枝节的第二端至少部分重叠，所述第一辐射枝节和所述第二辐射枝节呈楔形设置。由于利用中间的耦合枝节对两条长度不一致的辐射枝节进行耦合馈电，从而可以覆盖更多频段，可实现宽频带。这样，无需设置多个开关和多馈电多下地弹片来进行调谐优化，实现频段切换，因此本申请实施例提高了天线的辐射效率。
本申请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，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/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是本申请实施例提供的天线模组一视角的结构图；
图2是本申请实施例提供的天线模组另一视角的结构图；
图3是本申请实施例提供的天线模组又一视角的结构图；
图4是本申请实施例提供的天线模组的回波损耗示意图之一；
图5是本申请实施例提供的天线模组的Smith圆图示意图之一；
图6是本申请实施例提供的天线模组的回波损耗示意图之二；
图7是本申请实施例提供的天线模组的Smith圆图示意图之二；
图8是本申请实施例提供的天线模组电路结构图；
图9是本申请实施例提供的电子设备的结构图。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“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该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图1至图3以及图9，本申请实施例提供了的一种天线模组，该天线模组包括基板10、第一辐射枝节20、耦合馈电枝节30和第二辐射枝节40，所述第一辐射枝节20、所述耦合馈电枝节30和所述第二辐射枝节40依次位于所述基板10的不同层，所述第一辐射枝节20的第一长度与所述第二辐射枝节40的第二长度不同，所述第一辐射枝节20在长度方向上的第一端与所述第二辐射枝节40在长度方向上的第二端至少部分重叠，所述耦合馈电枝节30与所述第一辐射枝节20的第一端至少部分重叠，且与所述第二辐射枝节40的第二端至少部分重叠，所述第一辐射枝节20和所述第二辐射枝节40呈楔形设置。
本申请实施例中，上述基板10可以为多层基板结构，不同层之间可以绝缘设置，例如，上述第一辐射枝节20设置在顶层，耦合馈电枝节30设置在中间层，第二辐射枝节40设置在底层，其中，第一辐射枝节20、耦合馈电枝节30和第二辐射枝节40之间通过介质分隔，且可以通过耦合馈电枝节30为第一辐射枝节20和第二辐射枝节40进行耦合供电，从而实现第一辐射枝节20和第二辐射枝节40的射频信号收发功能。如图1所示，辐射枝节的长度方向为X轴方向，辐射枝节的宽度方向为Y轴方向，多层基板的厚度方向为Z轴方向，上述第一辐射枝节20、耦合馈电枝节30和第二辐射枝节40在Z轴方向上层叠间隔设置。需要说明的，上述基板10可以设置在电子设备的壳体70中，该壳体70可以理解为中框，例如可以为塑胶中框，第一辐射枝节20和第二辐射枝节40的楔形结构可以保证天线所在的整块多层板基板10与塑料中框之间装配的稳定性，提高了产线装配的一致。
上述第一辐射枝节20和所述第二辐射枝节40呈楔形设置，可以理解为：第一辐射枝节20和第二辐射枝节40在长度方向上呈梯形设置。如图2所示，在一些实施例中，第一辐射枝节20和第二辐射枝节40为等腰梯形，针对第一辐射枝节20，等腰梯形的上底一侧(即图1所示第一辐射枝节20的右侧)为第一辐射枝节20的第一端，针对第二辐射枝节40，等腰梯形下底的一侧(即图1所示第二辐射枝节40的左侧)为第二辐射枝节40的第二端。
应理解，第一辐射枝节20和第二辐射枝节40在耦合馈电枝节30对应的位置重叠，在其他位置不重叠，从而在重叠的位置与耦合馈电枝节30耦合馈电，在不重叠的位置进行射频信号的收发，这样可以避免第一辐射枝节20和第二辐射枝节40之间的干扰。换句话说，在本申请实施例中，所述第一辐射枝节20远离所述第一辐射枝节20的第一端的部分与所述第二辐射枝节40远离所述第二辐射枝节40的第二端的部分不重叠。
本申请实施例通过设置天线模组包括基板10、第一辐射枝节20、耦合馈电枝节30和第二辐射枝节40，所述第一辐射枝节20、所述耦合馈电枝节30和所述第二辐射枝节40依次位于所述基板10的不同层，所述第一辐射枝节20的第一长度与所述第二辐射枝节40的第二长度不同，所述第一辐射枝节20在长度方向上的第一端与所述第二辐射枝节40在长度方向上的第二端至少部分重叠，所述耦合馈电枝节30与所述第一辐射枝节20的第一端至少部分重叠，且与所述第二辐射枝节40的第二端至少部分重叠，所述第一辐射枝节20和所述第二辐射枝节40呈楔形设置。由于利用中间的耦合枝节对两条长度不一致的辐射枝节进行耦合馈电，从而可以覆盖更多频段，可实现宽频带。这样，无需设置多个开关和多馈电多下地弹片来进行调谐优化，实现频段切换，因此本申请实施例提高了天线的辐射效率。
需要说明的是，上述第一辐射枝节20、耦合馈电枝节30和第二辐射枝节40之间的间距可以根据实际情况进行设置，例如，在一些实施例中，所述第一辐射枝节20与所述耦合馈电枝节30之间的第一间距等于所述第二辐射枝节40与所述耦合馈电枝节30之间的第二间距。
上述第一间距、第二间距以及上述第一辐射枝节20与第二辐射枝节40之间的间距是指在Z轴方向上的间隙。其中，上述第一辐射枝节20与第二辐射枝节40之间的间距的大小可以根据实际需要进行设置，例如，在一些实施例中，所述第一辐射枝节20与所述第二辐射枝节40的间距范围为0.1mm～0.6mm。
应理解，上述第一辐射枝节20的第一长度可以理解为第一辐射枝节20在X轴向上的长度值，上述第二辐射枝节40的第二长度可以理解为第二辐射枝节40在X轴向上的长度值，该第一长度和第二长度的大小关系可以根据实际需要进行设置，例如，在一些实施例中，该第一长度小于所述第二长度。
需要说明的是，本申请实施例中，上述第一辐射枝节20的长度比第二辐射枝节40的长度短，因此第一辐射枝节20用于辐射高频信号，第二辐射枝节40用于辐射中低频信号，由于设置第一间距与第二间距相同，从而可以避免某一辐射枝节的能量传递损耗较大。
当然，在其他实施例中，还可以设置第一间距小于第二间距，这样，可以保证高频耦合距离较近，减少能量传递的损耗。
可选地，在一些实施例中，上述第一长度为16mm，上述第二长度为21mm。
进一步的，上述第一辐射枝节20和第二辐射枝节40的尺寸到小可以根据实际需要进行设置，例如，在一些实施例中，所述第一辐射枝节20在长度方向上包括相对设置的第一端和第二端，所述第一辐射枝节20的第一端的宽度为2mm，所述第一辐射枝节20的第二端的宽度为4mm；所述第二辐射枝节在长度方向上包括相对设置的第一端和第二端，所述第二辐射枝节的第一端的宽度为4mm，所述第二辐射枝节的第二端的宽度为2mm。
本申请实施例中，如图2所示，第一辐射枝节20的第一端为第一辐射枝节20的右端，第一辐射枝节20的第二端为第一辐射枝节20的左端；同样的，第二辐射枝节40的第一端为第二辐射枝节40的右端，第二辐射枝节40的第二端为第二辐射枝节40的左端。
需要说明的是，上述耦合馈电枝节的尺寸大小可以根据实际需要进行设置，例如，在一些实施例中，所述耦合馈电枝节30的宽度为3mm，所述耦合馈电枝节30的长度为4mm。
本申请实施例中，上述耦合馈电枝节30可以呈矩形设置，且第一辐射枝节20的第二端与耦合馈电枝节30一侧的边界对齐，第二辐射枝节40的第一端与耦合馈电枝节30另一侧的边界对齐，这样可以保证耦合馈电枝节30为第一辐射枝节20和第二辐射枝节40耦合供电的可靠性，与此同时，可以尽可能减小天线尺寸，此时天线的二维尺寸为4mm*33mm。
在一实施例中，通过2个天线进行测试，假设天线11的结构如下：第一辐射枝节20与第二辐射枝节40的间距为0.2mm，第一长度为16mm，第二长度为21mm，第一辐射枝节20的第一端的宽度为2mm，第一辐射枝节20的第二端的宽度为4mm，第二辐射枝节40的第一端的宽度为4mm，第二辐射枝节40的第二端的宽度为2mm，耦合馈电枝节30的宽度为3mm，耦合馈电枝节30的长度为4mm。假设天线12的结构如下：第一辐射枝节20与第二辐射枝节40的间距为0.5mm，第一长度为16mm，第二长度为21mm，第一辐射枝节20的第一端的宽度为2mm，第一辐射枝节20的第二端的宽度为4mm，第二辐射枝节40的第一端的宽度为4mm，第二辐射枝节40的第二端的宽度为2mm，耦合馈电枝节30的宽度为3mm，耦合馈电枝节30的长度为4mm。此时，经过测试得到的回波损耗示意图如图4所示，史密斯(Smith)圆图如图5所示，从图5可以分析得到，N78/N79频段只需要串联一个电容就可以匹配到中心点，从而实现宽频带性能。
进一步的，还可以在馈电处串联一个电容，以减小回波损耗。通过设置电容后，第一辐射枝节20能在N78/N79整个宽频段内的回波损耗小于-10dB，辐射性能良好，而天线12则由于耦合量的减弱使得辐射枝节偏短，且相比于天线11，其smith圆图上打结的圈稍微大一点。其经过测试得到的回波损耗示意图如图6所示，史密斯(Smith)圆图如图7所示。
可选地，请一并参照图8，在一些实施例中，所述天线模组还包括匹配电路50，所述匹配电路50包括电容501和电感502，所述电容501的一端与所述耦合馈电枝节30电连接，另一端用于与外部的射频芯片60电连接，所述电感502的一端与所述耦合馈电枝节30电连接，另一端与接地端电连接。
本申请实施例中，上述射频芯片60可以设置在电子设备的主板上，用于通过耦合馈电枝节30控制第一辐射枝节20和第二辐射枝节40进行收发射频信号。该电感可以为一个电感量较大的LQW绕线电感，由于首先并联一个电感502，然后再串联一个电容501进行匹配，这样可以防止静电，同时不影响宽带性能。
可选地，在一些实施例中，所述耦合馈电枝节30上设有馈电弹片301，所述耦合馈电枝节30通过所述馈电弹片301与所述电容501和电感502电连接。
本申请实施例中，上述馈电弹片301可以与耦合馈电枝节30焊接固定，另一端可以与设置匹配电路的电路板抵接，以实现耦合馈电枝节30与电容501和电感502的导电连接，由于通过设置耦合馈电枝节30同时与第一辐射枝节20和第二辐射枝节40，从而可以仅通过一个馈电弹片301和简单的匹配电路即可实现宽频带性能，减少了开关所带来的损耗和成本。
进一步地，参照图9，本申请实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括：壳体70和天线模组，所述壳体为塑胶壳体，且所述壳体设有装配槽701，所述天线模组固定安装于所述装配槽内，该天线模组为上述实施例中的天线模组，该天线模组的结构可以参照上述实施例，在此不再赘述。由于在本申请实施例中采用了上述实施例中的天线模组，因此，本申请实施例提供的电子设备具有上述实施例中天线模组的全部有益效果。
可选地，上述壳体70可以理解为终端的中框，上述天线模组可以通过基板10安装固定在装配槽701内，具体固定的方式可以根据实际需要进行设置，例如，在一些实施例中，可以利用楔子保证基板10与壳体70装配的稳定性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种天线模组，其特征在于，包括基板、第一辐射枝节、耦合馈电枝节和第二辐射枝节，所述第一辐射枝节、所述耦合馈电枝节和所述第二辐射枝节依次位于所述基板的不同层，所述第一辐射枝节的第一长度与所述第二辐射枝节的第二长度不同，所述第一辐射枝节在长度方向上的第一端与所述第二辐射枝节在长度方向上的第二端至少部分重叠，所述耦合馈电枝节与所述第一辐射枝节的第一端至少部分重叠，且与所述第二辐射枝节的第二端至少部分重叠，所述第一辐射枝节和所述第二辐射枝节呈楔形设置。
2.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述天线模组还包括匹配电路，所述匹配电路包括电容和电感，所述电容的一端与所述耦合馈电枝节电连接，另一端用于与外部的射频芯片电连接，所述电感的一端与所述耦合馈电枝节电连接，另一端与接地端电连接。
3.根据权利要求2所述的天线模组，其特征在于，所述耦合馈电枝节上设有馈电弹片，所述耦合馈电枝节通过所述馈电弹片与所述电容和电感电连接。
4.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述第一辐射枝节与所述耦合馈电枝节之间的第一间距等于所述第二辐射枝节与所述耦合馈电枝节之间的第二间距。
5.根据权利要求4所述的天线模组，其特征在于，所述第一辐射枝节与所述第二辐射枝节的间距范围为0.1mm～0.6mm。
6.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述第一长度小于所述第二长度。
7.根据权利要求6所述的天线模组，其特征在于，所述第一长度为16mm，所述第二长度为21mm。
8.根据权利要求6或7所述的天线模组，其特征在于，所述第一辐射枝节在长度方向上包括相对设置的第一端和第二端，所述第一辐射枝节的第一端的宽度为2mm，所述第一辐射枝节的第二端的宽度为4mm；所述第二辐射枝节在长度方向上包括相对设置的第一端和第二端，所述第二辐射枝节的第一端的宽度为4mm，所述第二辐射枝节的第二端的宽度为2mm。
9.根据权利要求8所述的天线模组，其特征在于，所述耦合馈电枝节的宽度为3mm，所述耦合馈电枝节的长度为4mm。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：壳体和如权利要求1至9中任一项所述的天线模组，所述壳体为塑胶壳体，且所述壳体设有装配槽，所述天线模组固定安装于所述装配槽内。
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