CN114824735A - 天线组件和电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种天线组件和电子装置，天线技术领域，可以通过较为简单的方式来扩展天线的极化方向，且天线组件的空间占用较小。天线组件，包括：第一天线臂、第二天线臂、接地部、馈电部、以及开关；馈电部包括间隔设置的接地部分和信号线部分，接地部分与开关串联，第一天线臂通过串联的开关和接地部分电连接于接地部，开关用于选择性的连通或断开第一天线臂与接地部；信号线部分与第二天线臂电连接，并为天线组件馈电。

Description

天线组件和电子装置

技术领域

本申请涉及天线技术领域，特别涉及一种天线组件和电子装置。

背景技术

偶极子天线作为一种天线形成具有广泛的应用，然而，在固定结构下，偶极子天线的极化方向是固定的，于是为了实现更大的辐射范围，出现了基于偶极子天线的可重构天线，通过开关的切换来实现天线结构的切换，以改变极化方向。一种方案是将多个偶极子天线组合在一起，通过开关选择其中哪个天线工作，哪个天线不工作，以此获得不同的极化方向；另一种方案是在偶极子天线中额外增加寄生单元，通过开关连通或断开该寄生单元，通过寄生电源来改变天线的电流分布，从而改变极化方向。上述两种方案都比较复杂，需要占用较多的空间。

发明内容

本申请技术方案提供了一种天线组件和电子装置，可以通过较为简单的方式来扩展天线的极化方向，且天线组件的空间占用较小。

第一方面，本申请技术方案提供了一种天线组件，包括：第一天线臂、第二天线臂、接地部、馈电部、以及开关；馈电部包括间隔设置的接地部分和信号线部分，接地部分与开关串联，第一天线臂通过串联的开关和接地部分电连接于接地部，开关用于选择性的连通或断开第一天线臂与接地部；信号线部分与第二天线臂电连接，并为天线组件馈电。

在一种可能的实施方式中，在第一状态，开关导通，第一天线臂、第二天线臂、接地部和馈电部形成偶极子天线；在第二状态，开关截止，第一天线臂、第二天线臂、接地部和馈电部形成单极子天线。

在一种可能的实施方式中，接地部为板状结构；第一天线臂和第二天线臂位于接地部的同一侧。

在一种可能的实施方式中，馈电部为微带线。

在一种可能的实施方式中，馈电部为同轴线；接地部具有朝向馈电部的第一表面；第一天线臂和第二天线臂均与第一表面间隔设置。

在一种可能的实施方式中，第一天线臂包括从馈电部处延伸的第一直线延伸部；第二天线臂包括从馈电部处延伸的第二直线延伸部。

在一种可能的实施方式中，第一直线延伸部和第二直线延伸部沿同一条直线延伸。

在一种可能的实施方式中，第一天线臂还包括从第一直线延伸部远离馈电部的一端延伸的第一弧线延伸部；第二天线臂还包括从第二直线延伸部远离馈电部的一端延伸的第二弧线延伸部。

在一种可能的实施方式中，第一直线延伸部在第一表面上的正投影从第一表面的非边缘处延伸至第一表面的边缘，第二直线延伸部在第一表面上的正投影从第一表面的非边缘处延伸至第一表面的边缘；第一弧线延伸部和第二弧线延伸部在第一表面上的正投影沿第一表面的边缘延伸。

在一种可能的实施方式中，馈电部为平行双线，接地部分与信号线部分平行设置并间接耦合。

在一种可能的实施方式中，第一天线臂和第二天线臂，通过接地部分与信号线部分串联电容，电容的一个电极板连接于接地部分，电容的另一个电极板连接于信号线部分。

在一种可能的实施方式中，接地部具有朝向馈电部的第一表面，馈电部位于第一表面的边缘；第一天线臂和第二天线臂均与第一表面间隔设置，并位于第一表面的同一侧。

在一种可能的实施方式中，第一天线臂和第二天线臂在第一表面上的正投影沿第一表面的边缘延伸。

第二方面，本申请技术方案提供了一种电子装置，包括上述的天线组件。

在一种可能的实施方式中，电子装置为无线耳机，无线耳机包括耳塞部分和耳柄部分，天线组件设置于耳柄部分。

在一种可能的实施方式中，第一天线臂的至少一部分，和第二天线臂的至少一部分设置在耳柄部分的壳体外表面、壳体内表面或壳体中。

本申请实施例中的天线组件和电子装置，第一天线臂通过串联的开关和接地部分电连接于接地部，从而可以在开关的控制下使天线组件具有不同的极化方向，即通过较为简单的方式扩展了天线的极化方向，且天线组件的空间占用较小，仅仅增加了开关器件，与现有技术相比，无需设置多个偶极子天线，也无需设置额外的寄生单元。

附图说明

图1a为本申请实施例中一种天线组件的结构示意图；

图1b为图1a中AA’向的一种剖面结构示意图；

图2a为本申请实施例中另一种天线组件的结构示意图；

图2b为图2a中BB’向的一种剖面结构示意图；

图3为图1a中天线组件在第一状态下的一种等效示意图；

图4为图1a中天线组件在第一状态下的电流仿真示意图；

图5为图1a中天线组件在第二状态下的一种等效示意图；

图6为图1a中天线组件在第二状态下的电流仿真示意图；

图7为图1a中天线组件的S11曲线示意图；

图8为图1a中天线组件的效率曲线示意图；

图9为图1a中天线组件在2.44GHz频率下Phi＝0°时的方向图；

图10为图1a中天线组件在2.44GHz频率下Phi＝90°时的方向图；

图11为图1a中天线组件在2.44GHz频率下Theta＝90°时的方向图；

图12a为本申请实施例中另一种天线组件的结构示意图；

图12b为图12a中局部结构的一种放大示意图；

图13为图12中天线组件的另一种结构示意图；

图14为图12中天线组件省略部分结构时的结构示意图；

图15为图14中天线组件省略部分结构时的结构示意图；

图16为图15中天线组件省略部分结构时的结构示意图；

图17为图12a中天线组件部分结构的结构示意图；

图18为图12a中天线组件的S11曲线示意图；

图19为图12a中天线组件的效率曲线示意图；

图20为图12a中天线组件在第二状态下的方向图；

图21为图12a中天线组件在第一状态下的方向图；

图22为图12a中天线组件在2.44GHz频率下Phi＝90°时的方向图；

图23为本申请实施例中再一种天线组件的结构示意图；

图24为图23中天线组件省略部分结构时的结构示意图；

图25为图23中天线组件部分结构的结构示意图；

图26为图23中天线组件的S11曲线示意图；

图27为图23中天线组件的效率曲线示意图；

图28为图23中天线组件在第二状态下的方向图；

图29为图23中天线组件在第一状态下的方向图；

图30为图23中天线子组件在2.44GHz频率下Phi＝90°时的方向图。

具体实施方式

本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。

电连接：可理解为元器件物理接触并电导通，也可理解为线路构造中不同元器件之间通过PCB铜箔或导线等可传输电信号的实体线路进行连接的形式。

如图1a和图1b所示，本申请实施例提供了一种天线组件100，包括：第一天线臂1、第二天线臂2、接地部3、馈电部4以及开关6，这里以接地部3为板状结构为例进行说明，在其他可实现的实施方式中，接地部3还可以为其他结构；馈电部4包括间隔设置的接地部分41和信号线部分42，接地部分41与开关6串联，第一天线臂1通过串联的开关6和接地部分41电连接于接地部3，开关6用于选择性的连通或断开第一天线臂1与接地部3；信号线部分42与第二天线臂2电连接，并为天线组件100馈电，信号线部分42用于连通信号源，以为天线组件100馈电。可以理解地，天线组件100所包括的开关6，可以为独立属于天线组件100的开关结构，也可以复用天线组件100之外的其他开关结构。第一天线臂通过串联的开关和接地部分电连接于接地部，从而可以在开关的控制下使天线组件具有不同的极化方向，即通过较为简单的方式扩展了天线的极化方向，且天线组件的空间占用较小，仅仅增加了开关器件，与现有技术相比，无需设置多个偶极子天线，也无需设置额外的寄生单元。

在一种可能的实施方式中，如图1a、图1b、图3和图4所示，在第一状态下，开关6导通，第一天线臂1、第二天线臂2、接地部3和馈电部4形成偶极子天线。需要说明的是，图3所示意的并非天线组件的实际结构，而是表示了各部件之间电性连接关系，当开关6导通时，第一天线臂1通过接地部分41和开关6连通至板状接地部3以接地，第一天线臂1的一部分和第二天线臂2的一部分上的射频电流保持同向(例如图4所示的从左到右的方向)，并且电流在第一天线臂1和第二天线臂2的靠近端，例如图4的B位置处达到峰值，第一天线臂1和第二天线臂2上的电流大致水平流动，在接地部3的一部分(例如板状接地部3上靠近天线臂1和2的边缘)上产生反向(例如图4所示的从右到左的方向)的感应电流。天线辐射最强的方向垂直于电流方向。例如，在第一状态下天线组件的辐射方向可以是图1中的竖直方向，例如为水平极化。

如图1a、图1b、图5和图6所示，在第二状态下，第一天线臂1和接地部3之间断开，例如开关6截止(或断开)，则第一天线臂1成为了悬浮的金属，当第一天线臂1和第二天线臂2之间的耦合足够强时，第一天线臂1也可以进行辐射，例如，第一天线臂1、第二天线臂2、接地部3和馈电部4形成单极子天线，电流从天线臂流向接地部3，在接地部3上的电流流向第一天线臂1和接地部3之间断开的位置(例如图6中靠近上边缘的位置)，因此，板状的接地部3上大部分电流的流向为纵向(从下至上或从上至下)。例如，在第二状态下天线组件的辐射方向可以是图1中的水平方向，例如为垂直极化。

能够理解地，对于天线组件100，设计为水平极化和垂直极化，在实际产品中受到各种干扰，极化方向会在正交(90°)正负30°偏转，都属于本申请可接受的范围。

具体地，如图1b所示，例如，接地部分41包括连接于第一天线臂1的接地部分41，接地部分41通过开关6连接于接地部3，在第一状态下，开关6导通，天线组件形成一个半波长偶极子天线，第一天线臂1可以理解为天线的负极，第二天线臂2可以理解为天线的正极；在第二状态下，接地部分本体和接地部3之间断开，例如开关6截止，第一天线臂1和接地部分41成为了悬浮金属，当接地部分41和信号线部分42之间的耦合足够强时，第一天线臂1也可以进行辐射，例如形成了如图5所示的T型单极子天线。

假设开关6导通时的阻抗为0欧，开关6截止时的寄生电容值为0.5pF，以此对图1和图2所示的天线组件进行仿真，得到图7和图8所示的曲线，在图7中，S11a表示第一状态下的S11曲线，S11b表示第二状态下的S11曲线，在图8中，ERa表示第一状态下的辐射效率曲线，ERb表示第二状态下的辐射效率曲线，ETa表示第一状态下的系统效率曲线，ETb表示第二状态下的系统效率曲线，图7和图8中横坐标为频率，单位为GHz，纵坐标为增益，单位为dB，根据图7和图8可知两种状态下的天线组件辐射可以满足需求。

另外通过对图1a和图1b所示的天线组件进行仿真，还可以得到如图9～图11所示的天线方向图，其中，图9示意了天线组件在2.44GHz频率下Phi＝0°时的方向图，图10示意了天线组件在2.44GHz频率下Phi＝90°时的方向图，图11示意了天线组件在2.44GHz频率下Theta＝90°时的方向图，在图9～图11中，a表示天线组件在第一状态下的方向图，b表示天线组件在第二状态下的方向图，a-d表示天线组件在第一状态下的极化方向，b-d表示天线组件在第二状态下的极化方向，其中叉状表示垂直于方向图所在平面的方向。可见，通过控制开关6的状态，使得天线组件在第一状态和第二状态之间切换，天线组件的极化方向发生接近90°的翻转。需要说明的是，在图1中未示出开关6。另外需要说明的是，在本申请实施例中，“连接”可以为两个结构之间的直接连接，也可以为两个结构之间通过其他部件的间接连接。

本申请实施例中的天线组件，第一天线臂通过串联的开关和接地部分电连接于接地部，从而可以在开关的控制下使天线组件在第一状态和第二状态之间切换，在第一状态下，开关导通，天线组件形成偶极子天线，在第二状态下，开关截止，天线组件形成单极子天线，天线组件在第一状态和第二状态下具有不同的极化方向，即通过较为简单的方式扩展了天线的极化方向，且天线组件的空间占用较小，仅仅增加了开关器件，其他元件均可以为偶极子天线本身的结构，与现有技术相比，无需设置多个偶极子天线，也无需设置额外的寄生单元。

在扩展了天线极化方向之后，可以使天线组件所属的电子设备具有更加灵活的通信方式，例如，以天线组件设置于无线耳机中为例，在无线耳机和手机通信的场景下，由于无线耳机和手机的相对位置会基于用户的使用而经常改变，而两者的相对位置会影响两者天线的极化方向，而两者的天线极化方向的匹配程度会影响通信信号强度，无线耳机可以根据通信信号强度来对天线组件的极化方向进行调节，例如，当判断天线组件在当前极化方向下的通信信号强度较弱时，可以将天线组件切换至另外一种极化方向，以使无线耳机的天线极化方向与手机的天线极化方向较为匹配，提高通信强度，由于用户的使用，随时会改变无线耳机与手机之间的相对位置，当相对位置的变化导致无线耳机的天线极化方向再次与手机的天线极化方向不匹配时，无线耳机和手机之间的信号强度会变弱，此时，无线耳机可以再次切换天线组件的极化方向，以实现极化方向的动态调节，改善通信信号传输效果。

在一种可能的实施方式中，如图1a和图1b所示，接地部3为板状结构，板状结构的接地部3例如可以通过印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)来实现；第一天线臂1和第二天线臂2位于接地部3的同一侧，同一侧包括同一侧面，即包括第一天线臂1和第二天线臂2位于接地部3的同一侧面的情况，例如第一天线臂1所在的平面和板状的接地部3所在的平面为同一平面，或者第一天线臂1所在的平面和板状的接地部3所在的平面平行，例如第二天线臂2所在的平面和板状的接地部3所在的平面为同一平面，或者第二天线臂2所在的平面与接地部3所在的平面平行，只要保证当开关6导通时，第一天线臂1、第二天线臂2、接地部3和馈电部4形成偶极子天线，当开关6截止时，第一天线臂1、第二天线臂2、接地部3和馈电部4形成单极子天线即可。第一天线臂1和第二天线臂2位于接地部3的侧面，是指在垂直于接地部3所在平面的方向上，第一天线臂1的正投影和接地部3的正投影无交叠，第二天线臂2的正投影和接地部3的正投影无交叠。需要说明的是，在实际产品中，两个平面的平行是允许偏差的，两个平面之间的夹角在30°范围内均属于本申请可接受的平行范围，例如第二天线臂2所在的平面与接地部3所在的平面之间的夹角在30°范围内，第一天线臂1所在的平面与接地部3所在的平面之间的夹角在30°范围内，均可以认为是平行。

例如，接地部3为边长40mm的正方形板状结构，第一天线臂1为长28mm、宽1mm的矩形板状结构，第二天线臂2为长28mm、宽4.5mm的矩形，接地部分41为长4.5mm、宽4mm的矩形板状结构，接地部分41和接地部3之间的距离为0.5mm，信号线部分42为宽0.5mm的矩形板状结构，接地部分41或者说接地部分41与信号线部分42之间的距离为0.1mm。

需要说明的是，在图1a和图1b所示的结构示例中，接地部分41电连接第一天线臂1，接地部分41通过开关6电连接于接地部3，该接地部分41结构仅为示例，本申请实施例对于接地部分41的具体结构不作限定，只要可以实现第一天线臂1通过接地部分41和开关6电连接于接地部3，以及通过开关6控制第一天线臂1与接地部3之间的连通或断开即可。

在其他可实现的实施方式中，也可以设置为第一天线臂1通过开关电连接于接地部分41，接地部分41电连接于接地部3，这样，同样可以实现开关串联于第一天线臂1和接地部3之间，例如，第一天线臂1通过接地部分41和开关6电连接接地部3，并通过其中开关6控制第一天线臂1与接地部3之间的连通或断开；另外，还可以设置接地部分41包括接地部分第一本体和接地部分第二本体，接地部分第一本体电连接于第一天线臂1，接地部分第一本体通过开关电连接于接地部分第二本体，接地部分第二本体电连接于接地部3，这样，同样可以实现开关串联于第一天线臂1和接地部3之间，例如第一天线臂1通过接地部分41和开关6电连接于接地部3，并通过开关6控制第一天线臂1与接地部3之间的连通或断开。

在一种可能的实施方式中，如图1a和图1b所示，馈电部4为微带线，可以理解地，在其他可实现的实施方式中，馈电部4也可以为其他类型的传输线。

需要说明的是，在上述图1a和图1b所示的结构中，省略了信号线部分42的部分结构，以下通过更具体的例子对信号线部分42和接地部3之间的关系进行说明。在一种可能的实施方式中，如图2a和图2b所示，例如，天线组件通过PCB来实现，PCB可以由接地的金属结构、各种信号线、元器件组成，在例如双层PCB结构中，板状的接地部3可以为双层结构，以使接地部3通过双层结构形成沟槽，第一层PCB上部分接地的金属板作为接地部3的第一层结构，第二层PCB上部分接地的金属板作为接地部3的第二层结构，即使双层PCB上形成接地部3和接地部3上的沟槽，信号线部分42可以在接地部3的沟槽中延伸，信号线部分42和接地部3之间可以通过绝缘层使两者之间绝缘，需要说明的是，在可能的实施方式中，为了匹配阻抗，信号线部分42也可以通过匹配器件(例如电容或者等效为电感的信号线)电连接于接地部3。由于接地部3的双层结构均为接地电位，因此，信号线部分42在接地部3的沟槽中延伸的部分仅用于传输信号，不会产生辐射，信号线部分42从露出接地结构的位置开始产生辐射，该位置为馈电点，例如当开关(在图2a和图2b中未示意出开关，在图2a和图2b所示的结构中，仍以接地部分41通过开关电连接接地部3为例进行说明)截止时，接地部分41与接地部3在A位置处断开，信号线部分42在A位置处从接地的结构中露出，在A位置处开始产生辐射，此时A位置即为馈电点；当开关导通时，接地部分41与接地部3在A位置处连通，接地部分41上同样设置有类似的沟槽，信号线部分42同样在接地部分41的沟槽中延伸，直到在B位置处，信号线部分42从接地部分41的沟槽中露出，在B位置处开始产生辐射，此时B位置即为馈电点。

在一种可能的实施方式中，如图12a～17所示，馈电部4为同轴线，图12b给出了一个具体的同轴线结构示意。

如图12a所示，接地部3具有朝向馈电部4的第一表面31，馈电部4例如可以垂直于第一表面31；第一天线臂1和第二天线臂2均与第一表面31相对，例如，接地部3的第一表面31朝向第一天线臂1和第二天线臂2，且第一表面31和第一天线臂1之间间隔设置，第一表面31和第二天线臂2之间间隔设置，例如第一天线臂1和第二天线臂2的延伸方向可以平行于第一表面31，第一表面31上可以设置有凹槽或者孔洞，以便于信号线部分42通过第一表面31上的凹槽或者孔洞延伸以连接信号源。其中，接地部3例如可以为由耳机中的PCB、电池等金属部件构成的接地部，在图中以一个直径9mm、高度10mm的圆柱状结构示意。第一天线臂1和第二天线臂2由支撑部7所支撑，支撑部7例如可以由塑料材料制成，同轴线是传输线的一种，包括内导体和外导体，内导体和外导体的其中一者为接地部分，另外一者为信号线部分，以下均以内导体为信号线部分，外导体为接地部分为例进行说明。如图12b和图17所示，同轴线中的内导体作为信号线部分42从第一表面31延伸至天线臂所在的位置，同轴线中的外导体作为接地部分41通过开关6电连接于接地部3的第一表面31。需要说明的是，在实际产品中，条状结构与平面之间的垂直是允许偏差的，条状结构与平面的法线夹角在30°范围内均属于本申请可接受的垂直范围，例如馈电部4与第一表面31法线之间的夹角在30°范围内均可以认为馈电部4垂直于第一表面31。另外需要说明的是，在实际产品中，天线臂的延伸方向与第一表面的平行是允许偏差的，天线臂的延伸方向与第一表面所在平面之间的夹角在30°范围内均属于本申请可接受的平行范围，例如第一天线臂1的延伸方向与第一表面31所在的平面之间的夹角在30°范围内，第二天线臂2的延伸方向与第一表面31所在的平面之间的夹角在30°范围内，均可以认为是平行。

例如，本申请实施例可以应用于电子设备，该电子设备具体可以为无线耳机，无线耳机包括耳塞部分和耳柄部分，耳机的耳柄部分例如具有近似条状或者近似筒状的结构，图12a～17所示的结构恰好可以设置于耳柄部分，适应耳机的外观结构，其中，接地部3的第一表面31朝向背离耳塞部分的一侧，以使天线组件的辐射方向背离用户，以尽量避免用户对天线组件辐射或接受信号时的干扰。在无线耳机的使用场景中，耳机的位置和朝向与用户的使用状态相关，由于用户的佩戴状态和位置经常会发生变化，因此耳机具有天线极化方向的切换需求，例如在由于用户的佩戴状态或者位置发生变化而导致当前天线极化方向具有较弱的信号强度时，将天线组件切换至另外一种正交的极化方向，以提高信号强度，并且为了适应耳机的便携性和佩戴舒适性，需要其中的天线组件在较小空间占用的基础上实现不同极化方向的切换。

第一天线臂1包括从馈电部4处延伸的第一延伸部11，第二天线臂2包括从馈电部4处延伸的第二延伸部21。在一种可能的实施方式中，第一延伸部11和第二延伸部21分别为第一直线延伸部11和第二直线延伸部21，应可理解，第一延伸部11和第二延伸部21也可以是非直线延伸的。第一直线延伸部11和第二直线延伸部21可以沿同一条直线延伸或向不同方向延伸。

在一种可能的实施方式中，如图12a～17所示，第一天线臂1还包括从第一延伸部11远离馈电部4的一端延伸的第一弧线延伸部12，第二天线臂2还包括从第二延伸部21远离馈电部4的一端延伸的第二弧线延伸部22。

在一种可能的实施方式中，第一天线臂1的一部分，和第二天线臂2的一部分可以与耳柄部分的外观共形，例如，第一弧线延伸部12和第二弧线延伸部22可以与耳柄部分的外观共形，例如弧线延伸部12和22作为耳柄部分的壳体设计，举例说明，弧线延伸部12和22可以设置在耳柄部分的壳体外表面、壳体内表面或设置在壳体中。

应可理解，第一延伸部11的长度、第二延伸部21的长度与天线组件的工作频率相关；或者，第一延伸部11与第一弧线延伸部12的总长度、第二延伸部21与第二弧线延伸部22的总长度，与天线组件的工作频率相关，可以根据实际需求进行设计，本申请不对各延伸部的长度进行限制。这里的长度可以认为是电长度。电长度可以是指，物理长度(即机械长度或几何长度)乘以电或电磁信号在媒介中的传输时间与这一信号在自由空间中通过跟媒介物理长度一样的距离时所需的时间的比来表示，电长度可以满足以下公式：

其中，L为物理长度，a为电或电磁信号在媒介中的传输时间，b为在自由空间中的中传输时间。

或者，电长度也可以是指物理长度(即机械长度或几何长度)与所传输电磁波的波长之比，电长度可以满足以下公式：

其中，L为物理长度，λ为电磁波的波长。

在一种可能的实施方式中，如图12a～17所示，第一延伸部11在第一表面31上的正投影从第一表面31的非边缘处延伸至第一表面31的边缘，第二延伸部21在第一表面31上的正投影从第一表面31的非边缘处延伸至第一表面31的边缘；第一弧线延伸部12和第二弧线延伸部22在第一表面31上的正投影沿第一表面31的边缘或在第一表面31的边缘内侧/外侧延伸。例如，第一延伸部11和第二延伸部21在第一表面31上的正投影均从靠近第一表面31中心的位置开始向相反的方向延伸，只要能够使第一天线臂1和第二天线臂2在第一状态下形成偶极子天线的天线臂，使第一天线臂1和第二天线臂2在第二状态下形成单极子天线的天线臂即可。

对图12a～17所示的天线组件进行仿真，可以得到如图18和图19所示的曲线以及如图20～图22所示的天线方向图，其中，在图18中，S11a表示第一状态下的S11曲线，S11b表示第二状态下的S11曲线，在图19中，ERa表示第一状态下的辐射效率曲线，ERb表示第二状态下的辐射效率曲线，ETa表示第一状态下的系统效率曲线，ETb表示第二状态下的系统效率曲线，图18和图19中横坐标为频率，单位为GHz，总坐标为增益，单位为dB。图20示意了天线组件在第二状态下的辐射方向，其中斜线填充的双向箭头用于指示辐射方向，即辐射方向与z轴方向相同或接近，图21示意了天线在第一状态下的辐射方向，其中斜线填充的双向箭头用于指示辐射方向，即辐射方向与x轴方向接近，图22示意了天线组件在2.44GHz频率下Phi＝90°时的方向图，其中a表示天线组件在第一状态下的辐射方向，b表示天线组件在第二状态下的辐射方向，a-d表示天线组件在第一状态下的极化方向，b-d表示天线组件在第二状态下的极化方向。可见，在天线效率满足要求的前提下，通过开关6的控制使天线组件在第一状态和第二状态之间切换后，极化方向发生接近90°的翻转。需要说明的是，在图12～16中未示出开关6，图14中未示出支撑部7，图15未示出支撑部7和接地部分41，图16只示意了第一天线臂1、第二天线臂2和馈电部4之间的关系，图17只示意了部分馈电部4和部分接地部3之间的关系。

在一种可能的实施方式中，如图23～图24所示，馈电部4为平行双线，接地部分41与信号线部分42平行设置并间接耦合，间接耦合是指间隔设置并具有一定间隙，以产生耦合作用，即接地部分41和信号线部分42之间通过间隙耦合。

在一种可能的实施方式中，如图25所示，第一天线臂1和第二天线臂2通过接地部分41和信号线部分42串联电容C，即接地部分41和信号线部分42之间串联有电容C以增强耦合，或者，第一天线臂1和第二天线臂2之间串联有电容C，以提高第一天线臂1和第二天线臂2之间的耦合作用，从而在第二状态下使第一天线臂1也作为天线的一部分进行辐射。

在一种可能的实施方式中，第一天线臂1包括从馈电部4处延伸的第一弧线延伸部，第二天线臂2包括从馈电部4处延伸的第二弧线延伸部，这里的第一弧线延伸部和第二弧线延伸部例如可以为图12a～图16中示意的第一弧线延伸部12和第二弧线延伸部22，也可以例如为图23～图24中示意的第一弧线延伸部12和第二弧线延伸部22，在图12a～图16中，第一弧线延伸部12是从馈电部4处延伸的第一延伸部11处继续延伸的结构，第二弧线延伸部22是从馈电部4处延伸的第二延伸部21处继续延伸的结构，即弧线延伸部12和22可以为从馈电部4处间接延伸的结构，在图23～图24中，弧线延伸部12和22是从馈电部4处直接延伸的结构。

在一种可能的实施方式中，第一天线臂1和第二天线臂2的主体部分基本与耳柄部分的外观共形，例如，第一弧线延伸部12和第二弧线延伸22与耳柄部分的外观共形，例如弧线延伸部作为耳柄部分的壳体设计，举例说明，弧线延伸部12和22可以设置在耳柄部分的壳体外表面、壳体内表面或设置在壳体中。在一种可能的实施方式中，图中并未示出，第一天线臂1还可以包括从第一弧线延伸部远离馈电部4的一端延伸的第一直线延伸部，第二天线臂2还可以包括从第二弧线延伸部远离馈电部4的一端延伸的第二直线延伸部。从馈电部4处延伸的第一天线臂1和第二天线臂2的长度与天线组件的工作频率相关，此处不再赘述。

在一种可能的实施方式中，如图25所示，电容C的一个电极板连接于接地部分41，电容C的另一个电极板连接于信号线部分42，由于接地部分41连接于第一天线臂1，信号线部分42连接于第二天线臂2，即实现了在第一天线臂1和第二天线臂2之间串联电容C。

在一种可能的实施方式中，如图23～图25所示，接地部3具有朝向馈电部4的第一表面31，馈电部4位于第一表面31的边缘；第一天线臂1和第二天线臂2均与第一表面31间隔设置，并位于第一表面31的同一侧，例如，接地部3的第一表面31朝向第一天线臂1和第二天线臂2，且第一表面31和第一天线臂1之间间隔设置，第一表面31和第二天线臂2之间间隔设置，例如第一天线臂1和第二天线臂2的延伸方向可以平行于第一表面31。

在一种可能的实施方式中，如图23～图25所示，第一天线臂1和第二天线臂2在第一表面31上的正投影沿第一表面31的边缘或在第一表面31的边缘内侧/外侧延伸。

具体地，假设开关6导通时的阻抗为0欧，开关6截止时的寄生电容值为0.5pF，电容C的电容值为3pF，以此对图23～图25所示的天线组件进行仿真，可以得到如图26和图27所示的曲线以及如图28～图30所示的天线方向图，图28示意了天线组件在第二状态下的辐射方向，其中斜线填充的双向箭头用于指示辐射方向，即辐射方向与z轴方向接近，图29示意了天线在第一状态下的辐射方向，其中斜线填充的双向箭头用于指示辐射方向，即辐射方向与x轴方向接近，图30示意了天线组件在2.44GHz频率下Phi＝90°时的方向图，其中a表示天线组件在第一状态下的辐射方向，b表示天线组件在第二状态下的辐射方向，a-d表示天线组件在第一状态下的极化方向，b-d表示天线组件在第二状态下的极化方向，其中叉状表示垂直于方向图所在平面的方向。可见，在天线效率满足要求的前提下，通过开关6的控制使天线组件在第一状态和第二状态之间切换后，极化方向发生接近90°的翻转。第一天线臂1和第二天线臂2由支撑部7所支撑，支撑部7例如可以由塑料材料制成，需要说明的是，在图23和24中未示出开关6，图24中未示出支撑部7，图25只示意了部分馈电部4和部分接地部3之间的关系。

本申请实施例还提供一种电子装置，包括上述实施例中的天线组件，天线组件的具体结构和工作原理与上述实施例相同，在此不再赘述。该电子装置具体可以为耳机、手表、平板电脑或手机等。

在一种可能的实施方式中，电子装置为无线耳机，无线耳机包括耳塞部分和耳柄部分，天线组件设置于耳柄部分。耳机的耳柄部分例如具有近似条状或者近似筒状的结构，图12a～17所示的结构以及图23～图25所示的结构恰好可以设置于耳柄部分，适应耳机的外观结构，其中，接地部3的第一表面31朝向背离耳塞部分的一侧，以使天线组件的辐射方向背离用户，以尽量避免用户对天线组件辐射或接受信号时的干扰。在无线耳机的使用场景中，耳机的位置和朝向与用户的使用状态相关，由于用户的佩戴状态和位置经常会发生变化，因此耳机具有天线极化方向的切换需求，例如在由于用户的佩戴状态或者位置发生变化而导致当前天线极化方向具有较弱的信号强度时，将天线组件切换至另外一种正交的极化方向，以提高信号强度，并且为了适应耳机的便携性和佩戴舒适性，需要其中的天线组件在较小空间占用的基础上实现不同极化方向的切换。

在一种可能的实施方式中，第一天线臂1包括从馈电部4处延伸的第一弧线延伸部，第二天线臂2包括从馈电部4处延伸的第二弧线延伸部，弧线延伸部12和22可以设置在耳柄部分的壳体外表面、壳体内表面或设置在壳体中。

本申请实施例中，电连接的方式也可以替换为耦合连接，例如，“第一天线臂1通过串联的开关6和接地部分41电连接于接地部3”也可以替换为“第一天线臂1通过串联的开关6和接地部分41耦合连接于接地部3”，即串联的开关6和接地部分41与接地部3之间可以具有间隙而耦合接地，其他类似之处，此处不再赘述。

本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。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 (16)

1.一种天线组件，其特征在于，包括：

第一天线臂、第二天线臂、接地部、馈电部、以及开关；

所述馈电部包括间隔设置的接地部分和信号线部分，

所述接地部分与所述开关串联，所述第一天线臂通过串联的所述开关和所述接地部分电连接于所述接地部，所述开关用于选择性的连通或断开所述第一天线臂与所述接地部；

所述信号线部分与所述第二天线臂电连接，并为所述天线组件馈电。

2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，

在第一状态，所述开关导通，所述第一天线臂、所述第二天线臂、所述接地部和所述馈电部形成偶极子天线；

在第二状态，所述开关截止，所述第一天线臂、所述第二天线臂、所述接地部和所述馈电部形成单极子天线。

3.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，

所述接地部为板状结构；

所述第一天线臂和所述第二天线臂位于所述接地部的同一侧。

4.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，

所述馈电部为微带线。

5.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，

所述馈电部为同轴线；

所述接地部具有朝向所述馈电部的第一表面；

所述第一天线臂和所述第二天线臂均与所述第一表面间隔设置。

6.根据权利要求5所述的天线组件，其特征在于，

所述第一天线臂包括从所述馈电部处延伸的第一直线延伸部；

所述第二天线臂包括从所述馈电部处延伸的第二直线延伸部。

7.根据权利要求6所述的天线组件，其特征在于，

所述第一直线延伸部和所述第二直线延伸部沿同一条直线延伸。

8.根据权利要求6所述的天线组件，其特征在于，

所述第一天线臂还包括从所述第一直线延伸部远离所述馈电部的一端延伸的第一弧线延伸部；

所述第二天线臂还包括从所述第二直线延伸部远离所述馈电部的一端延伸的第二弧线延伸部。

9.根据权利要求8所述的天线组件，其特征在于，

所述第一直线延伸部在所述第一表面上的正投影从所述第一表面的非边缘处延伸至所述第一表面的边缘，所述第二直线延伸部在所述第一表面上的正投影从所述第一表面的非边缘处延伸至所述第一表面的边缘；

所述第一弧线延伸部和所述第二弧线延伸部在所述第一表面上的正投影沿所述第一表面的边缘延伸。

10.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，

所述馈电部为平行双线，所述接地部分与所述信号线部分平行设置并间接耦合。

11.根据权利要求10所述的天线组件，其特征在于，

所述第一天线臂和所述第二天线臂，通过所述接地部分与所述信号线部分串联电容，所述电容的一个电极板连接于所述接地部分，所述电容的另一个电极板连接于所述信号线部分。

12.根据权利要求10所述的天线组件，其特征在于，

所述接地部具有朝向所述馈电部的第一表面，所述馈电部位于所述第一表面的边缘；

所述第一天线臂和所述第二天线臂均与所述第一表面间隔设置，并位于所述第一表面的同一侧。

13.根据权利要求12所述的天线组件，其特征在于，

所述第一天线臂和所述第二天线臂在所述第一表面上的正投影沿所述第一表面的边缘延伸。

14.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1至13中任意一项所述的天线组件。

15.根据权利要求14所述的电子装置，其特征在于，

所述电子装置为无线耳机，所述无线耳机包括耳塞部分和耳柄部分，所述天线组件设置于所述耳柄部分。

16.根据权利要求15所述的电子装置，其特征在于，

所述第一天线臂的至少一部分，和所述第二天线臂的至少一部分，设置在所述耳柄部分的壳体外表面、壳体内表面或壳体中。

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