CN115714253A - 一种天线模组和终端设备 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种天线模组和终端设备。所述天线模组包括：第一辐射体；第二辐射体，与所述第一辐射体之间具有间隙；电流调节电路，连接在所述第一辐射体靠近所述间隙的端部和地线之间，包括：至少一个第一阻抗元件；其中，所述第一阻抗元件的阻抗值用于调节所述第一辐射体的电流以调节辐射效率。通过该天线模组，能调节第一辐射体的辐射效率。

Description

一种天线模组和终端设备

技术领域

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线模组和终端设备。

背景技术

随着终端屏幕进入全面屏时代，留给天线的排布空间越来越小，第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology，5G)的到来，对通讯技术提出了更高的要求。

5G的发展，手机需要集成更多的天线数量，由于空间的限制，天线不得不近距离靠近设计，但随之而来的是天线辐射性能无法保证。

发明内容

本公开提供一种天线模组和终端设备。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种天线模组，包括：

所述天线模组包括：

第一辐射体；

第二辐射体，与所述第一辐射体之间具有间隙；

电流调节电路，连接在所述第一辐射体靠近所述间隙的端部和地线之间，包括：至少一个第一阻抗元件；其中，所述第一阻抗元件的阻抗值用于调节所述第一辐射体的电流以调节辐射效率。

在一种实施例中，所述电流调节电路包括：

至少一个第一受控开关，一个所述第一受控开关连接一个所述第一阻抗元件；

其中，在所述第一受控开关具有不同的开关状态时，所述第一电流调节电路具有不同的阻抗。

在一种实施例中，所述天线模组还包括：

第一信号源；

第一阻抗匹配电路，一端与位于所述第一辐射体的中间位置的第一馈电点连接，另一端与所述第一信号源的一端连接，所述第一信号源的另一端接地；

第二信号源；

第二阻抗匹配电路，一端与位于所述第二辐射体的中间位置的第二馈电点连接，另一端与所述第二信号源的一端连接，所述第二信号源的另一端接地。

在一种实施例中，所述第一阻抗元件包括：

电感和/或电容。

在一种实施例中，所述电流调节电路还包括：

至少一个第二阻抗元件，与所述至少一个第一阻抗元件并联；其中，所述第二阻抗元件的阻抗值用于调节所述第一辐射体的辐射效率；

至少一个第二受控开关，一个所述第二受控开关与一个所述第二阻抗元件串联；其中，在所述第一辐射体停止收发无线信号时，所述第一受控开关断开，所述第二受控开关导通。

在一种实施例中，所述第二阻抗元件包括：

电阻或电容；其中，所述电阻的阻值小于预设阻值，所述电容的容值大于预设容值。

在一种实施例中，所述第一辐射体用于收发蜂窝移动通信的无线信号；所述第二辐射体用于收发无线保真的无线信号。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种终端设备，所述终端设备包括上述第一方面中所述的天线模组。

在一种实施例中，所述终端设备包括：

具有间隙的第一金属边框和第二金属边框；所述第一金属边框复用为所述天线模组的第一辐射体；所述第二金属边框复用为所述天线模组的第二辐射体。

在一种实施例中，所述第一金属边框和所述第二金属边框均位于所述终端设备的同一侧边框上；

或者，

所述第一金属边框和所述第二金属边框分别位于所述终端设备的相邻边框上。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在本公开的实施例中，在天线模组中引入电流调节电路，即在第一辐射体101的接地端引入第一阻抗元件，使得较少的电流通过第一阻抗元件回地，而更多的电流流经第一辐射体，使电磁波能尽可能的往外辐射，因而能提升第一辐射体101的辐射效率，且不用额外占用终端设备太多空间。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开实施例示出的一种天线模组的结构示例图一。

图2为本公开实施例示出的一种电流回地示例图一。

图3为本公开实施例示出的一种电流回地示例图二。

图4为本公式实施例示出的一种辐射效率示例图。

图5为本公开实施例示出的一种天线模组的结构示例图二。

图6为采用本公开实施例中天线模组的结构的实体天线示意图。

图7为图6对应的天线简易结构示意图。

图8为根据一示例性实施例示出的一种终端设备的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是本公开实施例示出的一种天线模组的结构示例图一，如图1所示，天线模组100包括：

第一辐射体101；

第二辐射体102，与所述第一辐射体101之间具有间隙；

电流调节电路103，连接在所述第一辐射体101靠近所述间隙的端部和地线之间，包括：至少一个第一阻抗元件；其中，所述第一阻抗元件的阻抗值用于调节所述第一辐射体101的电流以调节辐射效率。

天线模组100可以是安装于手机、平板电脑或智能穿戴设备等具有天线功能的终端设备中的天线模组。终端设备通过天线模组100收发信号，使得终端设备能与外部其他设备进行通信。

在本公开的实施例中，第一辐射体101和第二辐射体102间隔设置，例如，层叠间隔设置或并排间隔设置。第一辐射体101和第二辐射体102上均具有阻抗匹配电路，用于调节阻抗，使第一辐射体101或第二辐射体102均能在各自的目标频段产生谐振模态，以工作于各自对应的频段。阻抗匹配电路的一端通过馈电点和辐射体(第一辐射体101和第二辐射体102)连接，另一端与信号源的一端连接，信号源的另一端接地。

阻抗匹配电路可以是由电感、电容串联或并联组成的电路，对此，本公开实施例不做限制。

在本公开的实施例中，所述第一辐射体101用于收发蜂窝移动通信的无线信号；所述第二辐射体102用于收发无线保真的无线信号。

在该实施例中，第一辐射体101和第二辐射体102可以是用于收发不同无线信号的辐射体，但本公开实施例并不限定于第一辐射体101收发蜂窝移动通信的无线信号，第二辐射体102收发无线保真的无线信号。例如，第一辐射体101或第二辐射体102也可以是收发蓝牙的无线信号等。

第一辐射体101和第二辐射体102均包括接地端，但在本公开的实施例中，第一辐射体101的接地端为靠近间隙的端部，且在该端部处，还有电流调节电路103。如图1所示，电流调节电路103连接在第一辐射体101靠近间隙的端部和地线之间，电流调节电路103包括至少一个第一阻抗元件，第一阻抗元件的阻抗值用于调节流经第一辐射体101的电流以调节辐射效率。

在一种实施例中，所述第一阻抗元件包括：

电感和/或电容。

在本公开的实施例中，例如在电流调节电路中设置有较大电感值的电感，或较小电容值的电容，使得越少电流流过电感或电容回地，电流能尽可能流经第一辐射体101，即调整场形往第一辐射体101靠，使电磁波能尽可能的往外辐射，因而能提升第一辐射体101的辐射效率。

在相关技术中，有通过在两个辐射体的间隙处引出一只寄生分支，通过寄生分支将两辐射体同时工作时的电流耦合抵消的方式。但是该方法，一方面需要额外引入寄生分支，会占用终端设备原本有限的使用空间，且若寄生分支太过细长，带宽较窄，耦合抵消的效果也可能不好；另一方面，该方案重点在于解决隔离度问题，并非通过改变两个辐射体辐射模式来提升辐射效率，寄生分支调试不好容易在边带S11出现阻抗极大点，效率下降过快。

而本公开，通过在第一辐射体101的接地端引入第一阻抗元件，不用额外占用太多空间，此外还能提升第一辐射体101的辐射效率。

需要说明的是，在本公开的实施例中，由于第一辐射体101和第二辐射体102之间有耦合，当电感越大时，耦合越强，当耦合度超过一定值之后，第一辐射体的辐射效率可能不再提升反而下降。因而，本公开需要确定第一阻抗元件的取值范围。

在本公开的实施例中，第一阻抗元件的选取可根据第一辐射体101和/或第二辐射体102的频段、长度来确定，例如通过实验的方式针对性确定第一阻抗元件的取值范围。以电感为列，在确定的电感值范围内，第一辐射体101的辐射效率与电感值呈正比。以电容为列，在确定的电容值范围内，第一辐射体101的辐射效率与电容值呈反比。

在一种实施例中，以第一辐射体101的频率为1.46吉赫兹(GHz)，第一天线的长度为17毫米(mm)为例，电流调节电路103中电感的调节范围可以是10～20纳亨(nH)。在该调节范围内，第一辐射体101的辐射效率与电感值呈正比。

图2为本公开实施例示出的一种电流回地示例图一，图3为本公开实施例示出的一种电流回地示例图二。图2是第一阻抗元件为15nH的电感时的电流走向，图3是第一阻抗元件为1nH的电感时的电流走向，对比图2和图3，图2中L1标识的回地的电流少于图3中L2标识的回地电流。那么，当电感值为15nH时，流经第一辐射体101的电流相对于电感值为1nH时要多，因而第一辐射体101的辐射效率更好。

图4为本公式实施例示出的一种辐射效率示例图，如图4所示，为15nH和1nH的电感分别对应的第一辐射体101的辐射效率曲线，颜色较深的曲线为1nH电感回地对应的辐射效率，为-9dB；颜色较浅的曲线为15nH电感回地对应的辐射效率，为-6dB，效率有较为明显的提升。

在一种实施例中，所述电流调节电路103包括：

至少一个第一受控开关，一个所述第一受控开关连接一个所述第一阻抗元件；

其中，在所述第一受控开关具有不同的开关状态时，所述第一阻抗元件具有不同的阻抗。

在本公开的实施例中，电流调节电路103可通过多个第一受控开关来控制不同的第一阻抗元件工作。例如当第一辐射体101可工作于不同的频段时，不同的频段下通过不同的第一阻抗元件来调节辐射效率，因而可通过控制与第一辐射体101当前辐射频段对应的第一受控开关打开，以调节辐射效率。

例如，可以通过启用电感值为20nH的电感来优化第一辐射体101高频段(例如2GHz或3GHz)的辐射效率。

在一种实施例中，所述天线模组100还包括：

第一信号源104；

第一阻抗匹配电路105，一端与位于所述第一辐射体101的中间位置的第一馈电点连接，另一端与所述第一信号源104的一端连接，所述第一信号源104的另一端接地；

第二信号源106；

第二阻抗匹配电路107，一端与位于所述第二辐射体102的中间位置的第二馈电点连接，另一端与所述第二信号源106的一端连接，所述第二信号源106的另一端接地。

图5为本公开实施例示出的一种天线模组的结构示例图二，如图5所示，天线模组100还包括第一信号源104和第一阻抗匹配电路105，第一阻抗匹配电路105的一端位于第一辐射体101的中间位置的第一馈电点A处，另一端与第一信号源104的一端连接。如前所述的，阻抗匹配电路用于调节阻抗，使第一辐射体101能在各自的目标频段产生谐振模态，以工作于对应的频段。而在该实施例中，用于连接第一阻抗匹配电路105的第一馈电点位于第一辐射体101的中间位置，一方面，相对于位于第一辐射体101的远离间隙的端部的方式，能减少因形成环天线而造成的辐射效率不高的问题；另一方面，相对于位于靠近间隙的端部的方式，因降低了带宽也会造成辐射效率不高的问题。

由上可知，第一馈电点A位于中间位置的方式，能提升第一辐射体101的辐射效率。同理，对于第二辐射体102，第二馈电点B也位于中间位置的方式，能提升第二辐射体102的辐射效率。

图6为采用本公开实施例中天线模组的结构的实体天线示意图，图7为图6对应的天线简易结构示意图。如图6所示，17mm的天线即为本公开实施例的第一辐射体101。如图7所示，101标识的部分即为本公开的第一辐射体，102标识的部分为本公开的第二辐射体，101和102之间具有间隙，103标识的部分为本公开的电流调节电路，104标识的部分为第一信号源，106标识的部分为第二信号源。其中，103的一端位于101靠近间隙的端部，另一端与地连接。104的一端通过与101的中间位置连接的第一阻抗匹配电路(图中未标识)连接，另一端接地，106的一端通过与102的中间位置连接的第二阻抗匹配电路(图中未标识)连接，另一端接地。

在一种实施例中，所述电流调节电路103还包括：

至少一个第二阻抗元件，与所述至少一个第一阻抗元件并联；其中，所述第二阻抗元件的阻抗值用于调节所述第一辐射体101的辐射效率；

至少一个第二受控开关，一个所述第二受控开关与一个所述第二阻抗元件串联；其中，在所述第一辐射体101停止收发无线信号时，所述第一受控开关断开，所述第二受控开关导通。

在本公开实施例中，电流调节电路103还包括至少一个第二阻抗元件和至少一个第二受控开关，当第一辐射体101处于工作状态，第二辐射体102不工作，第一受控开关和第二受控开关均导通，第一阻抗元件和第二阻抗元件可共同调节第一辐射体101的辐射效率，例如可优化第一辐射体101在高频段的辐射性能。

而在该实施例中，当第一辐射体101停止收发无线信号时，即第一辐射体101不工作时，第一受控开关断开，第一阻抗元件不工作，而第二受控开关导通，第二阻抗元件工作，可调节第二辐射体的辐射效率。

在一种实施例中，所述第二阻抗元件包括：

电阻或电容；其中，所述电阻的阻值小于预设阻值，所述电容的容值大于预设容值。

在该实施例中，第二阻抗元件可以是阻值小于预设阻值的电阻，例如0电阻，或者是容值大于预设容值的电容，例如大电容。通过第二阻抗元件，使得第一辐射体101即使不工作，但是例如因通电产生的电流均能通过第二阻抗元件回地，从而减少流经第一辐射体101的电流，使得第一辐射体101和第二辐射体102之间的耦合变弱，提升第一辐射体101和第二辐射体102之间的隔离度，减少对第二辐射体102辐射效率的影响，从而提升第二辐射体102的辐射效率。

需要说明的是，在本公开的实施例中，若第一辐射体101和第二辐射体102均处于工作状态，通过电流调节电路中第一阻抗元件和第二阻抗元件的调节，若使得第一辐射体101的辐射效率提升，则第二辐射体102的辐射效率降低；若对第一阻抗元件和第二阻抗元件的调节，使得第一辐射体101的辐射效率降低，则第二辐射体102的辐射效率提升。本发明实施例还提供一种终端设备，包括图1、图5至图7中任一实施例中提供的天线模组。本实施例中，所述终端设备能达到和图1、图5至图7所示的实施例相同的有益效果，为避免重复，此处不再赘述。

此外，在本公开的实施例中，所述终端设备包括：

具有间隙的第一金属边框和第二金属边框；所述第一金属边框复用为所述天线模组的第一辐射体101；所述第二金属边框复用为所述天线模组的第二辐射体102。

在本公开的实施例中，终端设备的金属边框可以复用为第一辐射体101和第二辐射体102，以减少额外引入天线本体而占用的空间。

当然，本公开的终端设备也不限制于使用金属边框复用为第一辐射体101和第二辐射体102，第一辐射体101和第二辐射体102也可以是激光直接成型(Laser-Direct-structuring，LDS)走线、柔性电路板(Flexible Printed Circuit Board，FPC)电路、或钢片结构。

在一种实施例中，所述第一金属边框和所述第二金属边框均位于所述终端设备的同一侧边框上；

或者，

所述第一金属边框和所述第二金属边框分别位于所述终端设备的相邻边框上。

在该实施例中，当将终端设备的金属边框复用为天线时，可以是将同一侧或相邻侧的边框复用为第一辐射体101和第二辐射体102，具有设计灵活的特点。

图8为根据一示例性实施例示出的一种终端设备的框图，终端设备可以是手机，平板电脑等。

参照图8，终端设备可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。

处理组件802通常控制终端设备的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。

存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在终端设备的操作。这些数据的示例包括用于在终端设备上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件806为终端设备的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为终端设备生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件808包括在终端设备和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当终端设备处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当终端设备处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为终端设备提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到终端设备的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如组件为终端设备的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测终端设备或终端设备一个组件的位置改变，用户与终端设备接触的存在或不存在，终端设备方位或加速/减速和终端设备的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件816被配置为便于终端设备和其他设备之间有线或无线方式的通信。终端设备可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，终端设备可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本共公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种天线模组，其特征在于，所述天线模组包括：

第一辐射体；

第二辐射体，与所述第一辐射体之间具有间隙；

电流调节电路，连接在所述第一辐射体靠近所述间隙的端部和地线之间，包括：至少一个第一阻抗元件；其中，所述第一阻抗元件的阻抗值用于调节所述第一辐射体的电流以调节辐射效率。

2.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述电流调节电路包括：

至少一个第一受控开关，一个所述第一受控开关连接一个所述第一阻抗元件；

其中，在所述第一受控开关具有不同的开关状态时，所述第一电流调节电路具有不同的阻抗。

3.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：

第一信号源；

第一阻抗匹配电路，一端与位于所述第一辐射体的中间位置的第一馈电点连接，另一端与所述第一信号源的一端连接，所述第一信号源的另一端接地；

第二信号源；

第二阻抗匹配电路，一端与位于所述第二辐射体的中间位置的第二馈电点连接，另一端与所述第二信号源的一端连接，所述第二信号源的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述第一阻抗元件包括：

电感和/或电容。

5.根据权利要求2所述的天线模组，其特征在于，所述电流调节电路还包括：

至少一个第二阻抗元件，与所述至少一个第一阻抗元件并联；其中，所述第二阻抗元件的阻抗值用于调节所述第一辐射体的辐射效率；

至少一个第二受控开关，一个所述第二受控开关与一个所述第二阻抗元件串联；其中，在所述第一辐射体停止收发无线信号时，所述第一受控开关断开，所述第二受控开关导通。

6.根据权利要求5所述的天线模组，其特征在于，所述第二阻抗元件包括：

电阻或电容；其中，所述电阻的阻值小于预设阻值，所述电容的容值大于预设容值。

7.根据权利要求1至6任一项所述的天线模组，其特征在于，所述第一辐射体用于收发蜂窝移动通信的无线信号；所述第二辐射体用于收发无线保真的无线信号。

8.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：如权利要求1至7任一项所述的天线模组。

9.根据权利要求8所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：

具有间隙的第一金属边框和第二金属边框；所述第一金属边框复用为所述天线模组的第一辐射体；所述第二金属边框复用为所述天线模组的第二辐射体。

10.根据权利要求9所述的终端设备，其特征在于，所述第一金属边框和所述第二金属边框均位于所述终端设备的同一侧边框上；

或者，

所述第一金属边框和所述第二金属边框分别位于所述终端设备的相邻边框上。

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