CN113497346B

CN113497346B - 天线、无线通信模块及终端

Info

Publication number: CN113497346B
Application number: CN202010251769.6A
Authority: CN
Inventors: 丛培亮; 郑江伟; 张林光; 李洪臣
Original assignee: Hisense Mobile Communications Technology Co Ltd; Hisense Co Ltd
Current assignee: Hisense Mobile Communications Technology Co Ltd; Hisense Co Ltd
Priority date: 2020-04-01
Filing date: 2020-04-01
Publication date: 2022-08-12
Anticipated expiration: 2040-04-01
Also published as: CN113497346A

Abstract

本申请公开了一种天线、无线通信模块及终端，属于通信技术领域。该天线包括：位于电路板上的辐射单元以及导电滑动部，辐射单元包括环状的第一辐射部，以及位于第一辐射部内且与第一辐射部连接的第二辐射部；导电滑动部分别与第一辐射部和第二辐射部电连接，导电滑动部被配置为在辐射单元上进行滑动。该导电滑动部能够在第一辐射部与第二辐射部之间滑动，从而可以改变天线的谐振频率，进而可以提高设置有该天线的无线通信模块的通用性。

Description

天线、无线通信模块及终端

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种天线及电路板。

背景技术

随着通信技术的迅猛发展，无线通信技术被广泛应用于医疗、驾驶、消费和智能家居等众多领域，而实现无线通信的基础——天线技术的发展也变得至关重要。

近年来，天线种类逐渐多样化，为了实现人们对于终端轻薄便捷的需求，可以将天线集成在诸如WIFI(无线保真)模块或蓝牙模块等无线通信模块内的印制电路板中。

但是，天线的谐振频率(也称工作频率)与无线通信模块的所处环境有关，该天线的谐振频率极易跟随无线通信模块的所处环境的变化而发生改变。例如，假设终端A的无线通信模块内的天线满足辐射要求，若将终端A中的无线通信模块安装终端B内，则终端B内的无线通信模块的天线的谐振频率会发生改变，导致该终端B的无线通信模块内的天线可能无法满足辐射要求。因此，目前的无线通信模块的通用性较低。

发明内容

本申请实施例提供了一种天线、无线通信模块及终端。可以解决现有技术的无线通信模块的通用性较低的问题，所述技术方案如下：

一方面，提供了一种天线，包括：

位于电路板上的辐射单元，所述辐射单元包括环状的第一辐射部，以及位于所述第一辐射部内且与所述第一辐射部连接的第二辐射部；

以及导电滑动部，所述导电滑动部分别与所述第一辐射部和所述第二辐射部电连接，所述导电滑动部被配置为在所述辐射单元上进行滑动。

另一方面，提供了一种无线通信模块，包括：电路板，以及位于所述电路板上的天线，所述天线包括上述天线。

又一方面，提供了一种终端，包括：上述无线通信模块。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

该天线包括：辐射单元和导电滑动部，该导电滑动部分别与辐射单元中的第一辐射部和第二辐射部电连接，该导电滑动部能够在第一辐射部与第二辐射部之间滑动，从而可以改变天线的谐振频率。在将设置有该天线的无线通信模块安装在不同的终端内后，仅需要调整各自终端内的天线中的导电滑动部的位置，使得各个终端内的天线的谐振频率都能够满足辐射要求，有效的提高了无线通信模块的通用性。

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是本申请实施例提供的一种天线的结构示意图；

图2是图1示出的天线中导电滑动部位于不同的位置时，天线的谐振频率的仿真模拟图；

图3是本申请实施例提供的另一种天线的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的又一种天线的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种天线辐射谐振频率为2.4G的WIFI信号时，天线内的天线电流分布的仿真模拟图；

图6是本申请实施例提供的一种天线辐射频率为5G的WIFI信号时，天线内部的天线电流分布的仿真模拟图；

图7是本申请实施例提供的另一种天线辐射频率为5G的WIFI信号时，天线内部的天线电流分布的仿真模拟图；

图8是本申请实施例提供的一种无线通信模块的结构示意图。

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。

目前，在智能家居领域中，为了降低终端的研发周期以及研发成本，可以在各个不同的终端中集成相同的无线通信模块，例如，可以在冰箱、空调、洗衣机和电烤箱内集成相同的无线通信模块。但是，无线通信模块内的天线极易受到其所处环境内的金属和电介质的影响，导致天线的谐振频率有所不同。例如，当终端A内的无线通信模块安装至终端B内时，终端B的无线通信模块中的天线的谐振频率如下：

其中，f为终端B的无线通信模块中的天线的谐振频率；f_a为终端A的无线通信模块中的天线的谐振频率；ε_a为终端A引入的等效介电常数；ε为终端B相对于终端A引入的相对等效介电常数。

由上可知，在终端A中的无线通信模块安装到终端B后，终端B的无线通信模块中的天线的谐振频率会发生变化。因此，终端A与终端B的无线通信模块中的天线的谐振频率不同。若终端A的无线通信模块内的天线满足辐射要求，则终端B的无线通信模块内的天线可以无法再满足辐射要求。因此，目前的无线通信模块的通用性较低。

请参考图1，图1是本申请实施例提供的一种天线的结构示意图。该天线00可以包括：位于电路板(图1中未画出)上的辐射单元100和导电滑动部200。该电路板可以为无线通信模块内的印刷电路板。

该辐射单元100可以包括环状的第一辐射部101，以及位于该环状的第一辐射部101内且与该第一辐射部101连接的第二辐射部102。在本申请实施例中，该第一辐射部101和第二辐射部102用于辐射两种频率不同的电磁波信号，例如，其可以辐射谐振频率为2.4G(吉赫)的WIFI信号和谐振频率为5G的WIFI信号。

导电滑动部200分别与第一辐射部101和第二辐射部102电连接。该导电滑动部102被配置为在辐射单元100上进行滑动，示例的，该导电滑动部102能够在第一辐射部101与第二辐射部102之间滑动。

在本申请实施例中，当导电滑动部102在第一辐射部101与第二辐射部102之间滑动之间滑动时，天线00内的天线电流在辐射单元100内流动的路径会发生改变，而天线00内的天线电流的流动路径的长度与天线00的谐振频率呈负相关。例如，当导电滑动部200位于图1中的位置C时，天线00内的天线电流的流动路径的长度最短，该天线00的谐振频率最高；当导电滑动部200位于图1中的位置D时，该天线00内的天线电流的流动路径的长度最长，该天线00的谐振频率最低。

示例的，请参考图2，图2是图1示出的天线中导电滑动部位于不同的位置时，天线的谐振频率的仿真模拟图。横坐标代表谐振频率，单位为G；纵坐标代表能量反射系数。图2中的三条曲线均为天线的S11曲线。其中，实线代表导电滑动部200位于图1中的位置D时天线的S11曲线；点状虚线代表导电滑动部200位于图1中的位置C时天线的S11曲线；线状虚线代表导电滑动部200位于图1中的位置E时天线的S11曲线。根据这三条曲线可知，当导电滑动部200在第一辐射部101与第二辐射部102之间滑动之间滑动时，天线的谐振频率具有较大的波动范围。因此，通过滑动导电滑动部200，能够实现对天线00谐振频率的调节。

在实际使用过程中，在将设置有该天线00的无线通信模块安装在不同的终端内后，可以分别调整各自终端内的天线00中的导电滑动部200的位置，使得各个终端内的天线00的谐振频率都能够满足辐射要求，有效的提高了无线通信模块的通用性。

综上所述，本申请实施例提供的天线，包括：辐射单元和导电滑动部，该导电滑动部分别与辐射单元中的第一辐射部和第二辐射部电连接，该导电滑动部能够在第一辐射部与第二辐射部之间滑动，从而可以改变天线的谐振频率。在将设置有该天线的无线通信模块安装在不同的终端内后，仅需要调整各自终端内的天线中的导电滑动部的位置，使得各个终端内的天线的谐振频率都能够满足辐射要求，有效的提高了无线通信模块的通用性。

在本申请实施例中，导电滑动部的结构有多种，本申实施例以以下两种可选的实现方式为例进行示意性的说明：

在第一种可选的实现方式中，如图3所示，图3是本申请实施例提供的另一种天线的结构示意图。该天线00中的导电滑动部200可以包括：与第一辐射部101连接的第一导电滑轨201，与第二辐射部102连接的第二导电滑轨202，以及位于第一导电滑轨201与第二导电滑轨202之间的导电滑块203。该导电滑块203分别与第一导电滑轨201和第二导电滑轨202滑动连接。可选的，该第一导电滑轨201的延伸方向与第二导电滑轨202的延伸方向相同，该导电滑块203能够在第一导电滑轨201与第二导电滑轨202之间沿滑轨(也即第一导电滑轨201或第二导电滑块202)的延伸方向滑动。

在本申请实施例中，第一导电滑轨201、第二导电滑轨202和导电滑块203可以均是由金属材料制成。该第一导电滑块201和第二导电滑轨202可以通过焊接的方式焊接在电路板中的辐射单元100上。

可选的，第一导电滑轨201具有多个第一卡接槽(图3中未标注)，第二导电滑轨202具有与多个第一卡接槽一一对应的多个第二卡接槽(图3中未标注)。示例的，第一导电滑轨201与第二导电滑轨202可以均为矩形环状滑轨，多个第一卡接槽可以位于第一导电滑轨201的内壁上，多个第二卡接槽可以位于第二导电滑轨202的内壁上。导电滑块203被配置为一端与第一导电滑轨201中任意一个第一卡接槽卡接，另一端与第二导电滑轨202中对应的第二卡接槽卡接。如此，通过第一卡接槽与第二卡接槽能够对导电滑块203的位置进行限定，保证天线00位于终端内时导电滑块203的位置不易发生变化，有效的避免了终端的使用过程中，由于导电滑块203的位置变化导致天线00谐振频率发生变化的现象。

需要说明的是，第一导电滑轨201内的多个第一卡接槽可以均匀的分布在第一导电滑轨201上，第二导电滑轨202内的多个第二卡接槽也可以均匀的分布在第二导电滑轨202上。

在第二种可选的实现方式中，如图4所示，图4是本申请实施例提供的又一种天线的结构示意图。该天线00中的滑动部200可以包括：调节阀204、与该调节阀204活动连接的调节杆205，以及与该调节杆205远离调节阀204一端连接的导电滑块203。该导弹滑块203的一端与第一辐射部101接触，另一端与第二辐射部102接触。在本申请实施例中，调节阀205能够带动调节杆204沿其延伸方向进行伸缩，以带动调节杆204远离调节阀205的一端连接的导电滑块203沿调节杆204延伸方向滑动。

需要说明的是，在上述第二种可选的实现方式中，为了避免调节杆205对辐射单元100辐射信号的影响，该调节杆205可以采用绝缘材料制备。导电滑块203的材料可以为金属，该导电滑块203余调节杆204之间可以通过胶水粘接、通过螺纹连接或通过卡扣结构卡接等方式连接，本申请实施例对此不作具体限定。

可选的，如图3和图4所示，辐射单元100中的环状的第一辐射部101具有开口101a。示例的，第一辐射部101包括顺次连接的第一辐射段1011、第二辐射段1012、第三辐射段1013和第四辐射段1014，该开口101a位于第一辐射段1011与第四辐射段1014之间。在本申请中，该第一辐射段1011、第二辐射段1012、第三辐射段1013和第四辐射段1014能够围成矩形环状结构，如此，该第一辐射段1011的延伸方向可以与第三辐射段1013的延伸方向相同，该第二辐射段1012的延伸方向可以与第四辐射段1014的延伸方向相同。该第三辐射段1013可以与导电滑动部200连接，例如，该第三辐射段1013可以与导电滑动部200中的第一导电滑轨201连接，如此，该第三辐射段1013还可以与第一导电滑轨201的延伸方向相同。

在本申请实施例中，辐射单元100用于辐射电磁波信号，通过第一辐射部101的开口101a可以提高辐射单元100的辐射效率，进而有效的提高了天线00的工作性能。

示例的，辐射单元100具有馈电点100a和接地点100b，该馈电点100a和接地点100b分别位于该开口101a的两侧。在本申请中，辐射单元100中的馈电点100a可以与电路板中的信号输出端口连接，辐射单元100中的接地点100b可以与电路板中的接电端口连接。电路板通过信号输出端口将信号传递至辐射单元100中的馈电点100a，使得辐射单元100可以将该信号转换为电磁波信号，并将其辐射出去。

在本申请实施例中，如图3和图4所示，辐射单元100中的第二辐射部102可以包括多个第五辐射段1021。在本申请实施例中，每个第五辐射段1021的延伸方向可以与第一辐射段1011的延伸方向相同。该多个第五辐射段1021中与第一辐射段1011相邻的第五辐射段1021可以与导电滑动部100连接，例如，该第五辐射段1021可以与导电滑动部200中的第二导电滑轨202连接，如此，该第五辐射段1021还可以与第二导电滑轨202的延伸方向相同。

可选的，在第二辐射部102中的多个第五辐射段1021，任意两个相邻的第五辐射段1021中的一个可以与第二辐射段1012连接，另一个可以与第四辐射段1014连接。需要说明的是，与第二辐射段1012连接的第五辐射段1021中远离第二辐射段1012的一端与第四辐射段1014之间存在缝隙，与第四辐射段1014连接的第五辐射段1021中远离第四辐射段1014的一端与第二辐射段1012之间存在缝隙。在本申请实施例中中，第二辐射部102中的第五辐射段1021的个数为偶数个，如此，多个第五辐射段1021和第一辐射段1011以及第三辐射段1013构成多对用于辐射电磁波信号的辐射电极。需要说明的是，图3和图4均是以第二辐射部102中第五辐射段1021的个数为两个为例进行示意性说明的。

在本申请实施例中，天线00中两个第五辐射段1021用于辐射低频的电磁波信号；天线00中第一辐射段1011以及与第一辐射段1011相邻的第五辐射段1021，和第三辐射段1013以及与第三辐射段1013相邻的第五辐射段1021用于辐射高频的电磁波信号。

例如，当天线00为WIFI模块中的天线时，天线00中的两个第五辐射段1021能够构成一对第一辐射电极，该第一辐射电极用于辐射谐振频率为2.4G的WIFI信号；天线00中的第一辐射段1011以及与第一辐射段1011相邻的第五辐射段1021，以及第三辐射段1013以及与第三辐射段1013相邻的第五辐射段1021能够构成两对第二辐射电极，该第二辐射电极用于辐射谐振频率为5G的WIFI信号。

示例的，请参考图5，图5是本申请实施例提供的一种天线辐射谐振频率为2.4G的WIFI信号时，天线内的天线电流分布的仿真模拟图。天线00中的两个第五辐射段1021能够构成一对第一辐射电极。如图5所示，箭头代表天线电流的流动方向，黑色的箭头所在位置代表电流强度较大的位置，白色箭头所在位置代表电流强度较小的位置，点状填充的箭头所在位置代表电流强度较中的位置。由图5可知，与第三辐射段1013相邻的第五辐射段1021为电压为正的第一辐射电极，与第一辐射段1011相邻的第五辐射段1021为电压为负的第一辐射电极。且电压为正的第一辐射电极中位置A1与电压为负的第一辐射电极中位置B1分别为电流的强度最弱的两个位置，相应的，位置A1与位置B1为电压最强的两个位置，如此，该位置A1与位置B1为辐射最强的两个位置。又由于该位置A1与位置B1被第一辐射段1011、第二辐射段1012、第三辐射段1013和第四辐射段1014所包围，因此，有效的降低了外界金属对位置A1与位置B1辐射的信号进行干扰的概率，进而有效的提高了天线00抗干扰能力。

需要说明的是，当位置A1至位置B1的天线电流依次经过：与第三辐射段1013相邻的第五辐射段1021、第二辐射段1022、第三辐射段1013、第四辐射段1014以及与第一辐射段1011相邻的第五辐射段1021时，该天线电流所经过的路径的长度为：谐振频率为2.4G的WIFI信号的波长的一半。

请参考图6，图6是本申请实施例提供的一种天线辐射频率为5G的WIFI信号时，天线内部的天线电流分布的仿真模拟图。天线00中的第一辐射段1011以及与第一辐射段1011相邻的第五辐射段1021能够构成一对第二辐射电极，第三辐射段1013以及与第三辐射段1013相邻的第五辐射段1021能够构成另一对第二辐射电极。如图6所示，箭头代表天线电流的流动方向，黑色的箭头所在位置代表电流强度较大的位置，白色箭头所在位置代表电流强度较小的位置，点状填充的箭头所在位置代表电流强度较中的位置。由图6可知，第三辐射段1013为一对第二辐射电极中电压为正的第二辐射电极，与第三辐射段1013相邻的第五辐射段1021为一对第二辐射电极中电压为负的第二辐射电极；第一辐射段1011为另一对第二辐射电极中电压为正的第二辐射电极，与第一辐射段1011相邻的第五辐射段1021为另一对第二辐射电极中电压为负的第二辐射电极。且该一对第二辐射电极中位置A2与位置B2为电流的强度最弱的两个位置，相应的，位置A2与位置B2为电压最强的两个位置，如此，该位置A2与位置B2为辐射最强的两个位置，同理，该另一对第二辐射电极中位置A3与位置B3也为辐射最强的两个位置。又由于该位置B2与位置B3被第一辐射段1011、第二辐射段1012、第三辐射段1013和第四辐射段1014所包围，因此，有效的降低了外界金属对位置B2与位置A2辐射的电磁波信号，以及位置B3与位置A3辐射的电磁波信号进行干扰的概率，进而有效的提高了天线00抗干扰能力。

需要说明的是，当位置A2至位置B2的天线电流依次经过：第三辐射段1013、第二辐射段1012以及与第三辐射段1013相邻的第五辐射段1021时，该天线电流所经过的路径的长度为：谐振频率为5G的WIFI信号的波长的一半。同时，当位置A3至位置B3的天线电流依次经过：第一辐射段1011、第四辐射段1014以及与第一辐射段1011相邻的第五辐射段1021时，该天线电流所经过的路径的长度也为：谐振频率为5G的WIFI信号的波长的一半。

请参考图7，图7是本申请实施例提供的另一种天线辐射频率为5G的WIFI信号时，天线内部的天线电流分布的仿真模拟图。天线00中的第一辐射段1011以及与第一辐射段1011相邻的第五辐射段1021能够构成一对第二辐射电极，第三辐射段1013以及与第三辐射段1013相邻的第五辐射段1021能够构成另一对第二辐射电极。基于与图6相同的原理，通过第一辐射段1011、第二辐射段1012、第三辐射段1013和第四辐射段1014可以有效的降低外界金属对这两对第二辐射电极所辐射的信号进行的干扰的概率，进而有效的提高了天线00抗干扰能力。

需要说明书的是，如图7所示的天线00中的天线电流分布呈现LOOP电流模式。如此，需要保证第一辐射段1011、第二辐射段1012、第三辐射段1013和第四辐射段1014的长度和为：谐振频率为5G的WIFI信号的波长。

还需要说明的是，图6和图7分别为当天线的谐振频率为5G的WIFI信号时，天线电流所呈现出的的两种不同的电流模式，这两种电流模式通常是同时存在的。

可选的，如图3或图4所示，天线00的长度(也即第一辐射段1011或第三辐射段1013的长度)可以为20毫米，天线00的宽度(也即第二辐射段1013或第四辐射段1014的长度)可以为15毫米，天线00的厚度可以为5毫米。天线00中第一辐射段1011与其相邻的第五辐射段1021之间的距离，第三辐射段1012与其相邻的第五辐射段1021之间距离，两个相邻的第五辐射段1021之间的距离，以及第五辐射段1021与第二辐射段1012(或第四辐射段1014)之间的距离距离均为2毫米。

本申请实施例还提供了一种无线通信模块。该无线通信模块可以为WIFI模块。请参考图8，图8是本申请实施例提供的一种无线通信模块的结构示意图。该无线通信模块可以包括：电路板01以及位于该电路板01上的天线00。该天线00可以为图1、图3或图4示出的天线。该电路板01可以为印制电路板。该天线00可以位于电路板01中四个定角所在位置处。示例的，电路板01上需要设置用于承载天线的净空区域011，该净空区域011中两个相邻的边缘与电路板中两个相邻的边缘重合。

例如，当天线00的长度为20毫米，宽度为15毫米时，该净空区域011的形状为矩形，且该净空区域011的最小的长度为23毫米，最小的宽度为18毫米。

本申请实施例还提供了一种终端，该终端可以包括图8示出的无线通信模块。示例的，该终端可以为冰箱、洗衣机、空调、微波炉或电磁炉等任何具有无线通信功能的设备。

在本申请中，术语“第一”和“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。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本申请的可选的实施例，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

1.一种天线，其特征在于，包括：

以及导电滑动部，所述导电滑动部分别与所述第一辐射部和所述第二辐射部电连接，所述导电滑动部被配置为在所述辐射单元上进行滑动；

所述第一辐射部包括顺次连接的第一辐射段、第二辐射段、第三辐射段和第四辐射段，所述第一辐射段与所述第四辐射段之间具有开口，且所述第三辐射段与所述导电滑动部连接；

所述第二辐射部包括多个第五辐射段，所述多个第五辐射段中与所述第三辐射段相邻的第五辐射段和所述导电滑动部连接；

任意两个相邻的所述第五辐射段中的一个与所述第二辐射段连接，另一个与所述第四辐射段连接。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，

所述导电滑动部包括：与所述第一辐射部连接的第一导电滑轨，与所述第二辐射部连接的第二导电滑轨，以及位于所述第一导电滑轨与所述第二导电滑轨之间的导电滑块，所述导电滑块分别与所述第一导电滑轨和第二导电滑轨滑动连接。

3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，

所述第一导电滑轨具有多个第一卡接槽，所述第二导电滑轨具有与所述多个第一卡接槽一一对应的第二卡接槽，所述导电滑块被配置为一端与任意一个所述第一卡接槽卡接，另一端与对应的第二卡接槽卡接。

4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，

所述第一辐射部具有馈电点和接地点，所述馈电点和所述接地点分别位于所述开口的两侧。

5.根据权利要求1或4任一所述的天线，其特征在于，

所述第一辐射段的延伸方向、所述第三辐射段和所述多个第五辐射段的延伸方向均相同，所述第二辐射段和所述第四辐射段的延伸方向相同。

6.一种无线通信模块，其特征在于，包括：电路板，以及位于所述电路板上的天线，所述天线包括权利要求1至5任一所述的天线。

7.一种终端，其特征在于，包括：权利要求6所述的无线通信模块。