CN117374580A - 电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电子设备,包括射频信号源、参考地板、天线辐射体、寄生枝节及加载枝节。天线辐射体包括第一自由端、电连接参考地板的第一接地端及设于第一自由端与第一接地端之间并电连接射频信号源的馈电端。寄生枝节与天线辐射体耦合。寄生枝节包括第二自由端和电连接参考地板的第二接地端。加载枝节电连接天线辐射体或寄生枝节。在射频信号源的激励下,第一接地端与第一自由端之间的天线辐射体上产生第一谐振电流、第二自由端与第二接地端之间的寄生枝节上产生第二谐振电流,参考地板上产生的第三谐振电流。第一谐振电流的流向与第二谐振电流的流向相反。本申请提供的电子设备能够兼顾通信性能和SAR值要求。
Description
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域,具体涉及一种电子设备。
背景技术
为满足电磁辐射人体吸收率(Specific absorption rate,SAR)的标准,相关技术中,通过功率回退的方式实现SAR值的降低,如此也导致了通信性能的下降。
发明内容
本申请提供了一种能够兼顾通信性能和SAR值要求的电子设备。
本申请提供了一种电子设备,包括:
射频信号源;
天线单元,包括参考地板、天线辐射体及寄生枝节,所述天线辐射体设于所述参考地板的一侧,所述天线辐射体包括第一自由端、第一接地端以及设于所述第一自由端与所述第一接地端之间的馈电端,所述馈电端电连接所述射频信号源,所述第一接地端电连接所述参考地板,所述寄生枝节包括弯折相连的第一寄生段和第二寄生段,所述第一寄生段设于所述天线辐射体背离所述参考地板的一侧并与所述天线辐射体之间形成第一耦合间隙,所述第一寄生段远离所述第二寄生段的一端形成第二自由端,所述第二寄生段设于所述第一自由端背离所述馈电端的一侧并与所述第一自由端之间形成第二耦合间隙,所述第二寄生段包括第二接地端,所述第二接地端电连接所述参考地板;及
至少一个加载枝节,包括第一加载枝节,所述第一加载枝节电连接所述天线辐射体或所述寄生枝节,所述至少一个加载枝节用于对所述天线单元形成加载,以使所述天线单元在所述射频信号源的激励下产生支持第一频段的第一谐振模式,所述第一谐振模式包括在所述第一接地端与所述第一自由端之间的所述天线辐射体上产生的第一谐振电流、在所述第二自由端与所述第二接地端之间的所述寄生枝节上产生的第二谐振电流以及在所述参考地板上产生的第三谐振电流,所述第一谐振电流的流向与所述第二谐振电流的流向相反。
本申请提供的电子设备包括射频信号源、天线单元及至少一个加载枝节,天线单元包括参考地板、天线辐射体及寄生枝节,由于天线辐射体设于参考地板的一侧,寄生枝节包括弯折相连的第一寄生段和第二寄生段,第一寄生段设于天线辐射体背离参考地板的一侧并与天线辐射体之间形成第一耦合间隙,第二寄生段设于第一自由端背离馈电端的一侧并与第一自由端之间形成第二耦合间隙,天线辐射体的第一接地端电连接参考地板,馈电端设于第一接地端与天线辐射体的第一自由端之间并电连接射频信号源,寄生枝节的第二接地端电连接参考地板,如此所形成的天线单元的边界条件,使得天线单元能够在至少一个加载枝节的加载作用下于天线辐射体、寄生枝节以及参考地板上产生谐振电流,且在天线辐射体上产生的谐振电流与在寄生枝节上产生的谐振电流相反,即天线辐射体、寄生枝节以及参考地板一起参与辐射,且参考地板上多为参与辐射的谐振电流,而少有不参与辐射的耦合电流,如此第一谐振模式的谐振电流分布更分散,电流强点的数量较多且分布分散,从而在功率不回退的情况下实现SAR值的降低,兼顾电子设备的通信性能和SAR值要求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本申请实施方式提供的电子设备的一种结构示意图;
图2为本申请实施方式提供的天线组件的一种结构示意图;
图3为图2所示天线组件的第一谐振模式对应地谐振电流的分布示意图;
图4为图2所示天线组件包括电连接天线辐射体的第一加载枝节的结构示意图;
图5为图2所示天线组件包括电连接寄生枝节的第一加载枝节的结构示意图;
图6为图2所示天线组件包括第一加载枝节和第二加载枝节的结构示意图;
图7为图3所示天线组件的第一谐振模式在参考地板上产生流向相反的第一子谐振电流和第二子谐振电流的结构示意图;
图8为图6所示天线组件设置加载枝节前第一谐振模式的电流分布仿真示意图;
图9为图6所示天线组件设置加载枝节后第一谐振模式的电流分布仿真示意图;
图10为图6所示天线组件设置加载枝节前后的SAR值对比示意图;
图11为图6所示天线组件第一加载枝节、第二加载枝节与天线辐射体、寄生枝节异层设置的结构示意图;
图12为图11所示天线组件的天线辐射体还包括第三自由端的结构示意图;
图13为图12所示天线组件的第二谐振模式对应地谐振电流的分布示意图;
图14为图12所示天线组件的第三谐振模式对应地谐振电流的分布示意图;
图15为图14所示天线组件设置加载枝节前后的效率对比示意图;
图16为图12所示天线组件的寄生枝节还包括第三寄生段的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,本申请所描述的实施方式仅仅是一部分实施例,而不是全部的实施方式。基于本申请提供的实施方式,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本申请的保护范围。
在本申请中提及“实施方式”意味着,结合实施方式所描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施方式中。在说明书的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施方式,也不是与其它实施方式互斥的、独立的或备选的实施方式。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施方式可以与其它实施方式相结合。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如:包含了一个或多个零部件的组件或设备没有限定于已列出的一个或多个零部件,而是可选地还包括没有列出的但所示例的产品固有的一个或多个零部件,或者基于所说明的功能其应具有的一个或多个零部件。
本申请的说明书和权利要求书以及上述附图说明中的术语“端”可以指示相对于对应的主体的整体而言的一小段主体,或者指示对应地端口,即“端”不能狭义的理解为末端。
请参照图1和图2,图1为本申请实施方式提供的电子设备1000的一种结构示意图,图2为本申请实施方式提供的天线组件100的一种结构示意图。电子设备1000可以是手机、平板、手表等具有无线通信功能的设备。本申请实施方式中以手机为例。电子设备1000包括边框、电路板200、天线支架及天线组件100。天线组件100包括射频信号源20、天线单元及至少一个加载枝节30。天线单元包括参考地板10、天线辐射体11及寄生枝节12。
其中,边框的材质可以包括金属、合金、塑胶、陶瓷、玻璃等中的一种或多种。边框围设形成收容空间。在一种可能的实施例中,边框包括依次首尾相连的第一子边框1、第二子边框2、第三子边框3和第四子边框4。第一子边框1与第三子边框3相对设置。第二子边框2与第四子边框4相对设置。本申请对于第一子边框1与第二子边框2之间,第二子边框2与第三子边框3之间,第三子边框3与第四子边框4之间,以及第四子边框4与第一子边框1之间的弯折连接方式不作具体地限定。举例而言:第一子边框1与第二子边框2之间,第二子边框2与第三子边框3之间,第三子边框3与第四子边框4之间以及第四子边框4与第一子边框1之间可以呈直角形弯折,或者,第一子边框1与第二子边框2之间,第二子边框2与第三子边框3之间,第三子边框3与第四子边框4之间以及第四子边框4与第一子边框1之间可以呈圆弧形弯折。第一子边框1、第二子边框2、第三子边框3以及第四子边框4之间形成收容空间。收容空间内可收容电路板200、天线支架及天线组件100。
电路板200可以包括电子设备1000的主电路板和/或副电路板。电路板200设于收容空间内。当以结构层数划分时,电路板200可以是单面电路板、双面电路板、多层电路板中的一种。当以弯折特性划分时,电路板200可以是柔性电路板、硬质电路板、软硬结合板中的一种。当以成型工艺划分时,电路板200可以是印刷电路板(Printed Circuit Boards,PCB),柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit,FPC),激光电路板(Laser DirectStructuring,LDS)等中的一种。电路板200包括接地层。
天线支架用于支撑天线辐射体11、寄生枝节12及至少一个加载枝节30中的至少一者。天线支架设于收容空间内。天线支架可以设于电路板200与第一子边框1、第二子边框2、第三子边框3以及第四子边框4中的任一子边框之间;或者,天线支架也可以设于电路板200与电子设备1000的显示屏之间;又或者,天线支架也可以设于电路板200背离电子设备1000的显示屏的一侧。以下实施方式中以天线支架设于电路板200与第一子边框1之间为例。
射频信号源20为天线单元提供激励信号。射频信号源20可以包括收发器,也可以包括收发器和射频前端模块。其中,收发器包括发射器和接收器。收发器能够发射和接收射频信号。射频前端模块电连接于收发器与天线单元之间,能够对收发器与天线单元之间传输的射频信号进行功率放大、滤除杂散信号等。射频信号源20设于电路板200。
参考地板10的参考电位为零。具体的,参考地板10是指电子设备1000中不受任何接地配置影响的、视为导电的大地部分。参考地板10的电位约定为零。举例而言:参考地板10可以包括电子设备1000中主电路板的接地层,副电路板的接地层,中框的金属件以及电连接主电路板的接地层、副电路板的接地层、中框的金属件中的一者或多者的导电件等。以下实施例中参考地板10以电路板200的接地层为例。换言之,参考地板10设于电路板200。
天线辐射体11为具有特定形状、尺寸的导体。天线辐射体11的材质可以为金属、合金、碳纤维等导电材质。天线辐射体11设于天线支架。可以理解的,天线辐射体11承载于天线支架上。天线辐射体11设于参考地板10的一侧。天线辐射体11可以设于参考地板10与第一子边框1、第二子边框2、第三子边框3以及第四子边框4中的任一子边框之间;或者,天线辐射体11可以设于参考地板10与电子设备1000的显示屏之间;又或者,天线辐射体11可以设于参考地板10背离电子设备1000的显示屏的一侧。以下实施方式中以天线辐射体11设于参考地板10与第一子边框1之间为例。
天线辐射体11包括第一自由端A、第一接地端B以及设于第一自由端A与第一接地端B之间的馈电端C。第一自由端A可以理解为天线辐射体11未电连接导电件或者与导电件之间设有断缝的端部。第一接地端B可以理解为天线辐射体11电连接参考地板10的端部,或端口,或位置。馈电端C可以理解为天线辐射体11接收激励信号的端部,或端口,或位置。馈电端C与第一自由端A、第一接地端B之间相间隔。在一种可能的实施方式中,馈电端C相对靠近第一接地端B,而相对远离第一自由端A。换言之,馈电端C与第一接地端B之间的天线辐射体11的长度小于馈电端C与第一自由端A之间的天线辐射体11的长度。举例而言:馈电端C与第一接地端B之间的天线辐射体11的长度小于或等于1/4的第一接地端B与第一自由端A之间的天线辐射体11的长度。
其中,馈电端C电连接射频信号源20。馈电端C与射频信号源20之间可以直接电连接,也可以间接电连接。举例而言:馈电端C与射频信号源20之间可以直接焊接,或者通过同轴线、微带线、导电弹片、导电胶等电连接件电连接。
第一接地端B电连接参考地板10。第一接地端B与参考地板10之间可以直接电连接,也可以间接电连接。举例而言:第一接地端B与参考地板10之间可以直接焊接,或者通过导电线、导电弹片、导电胶等电连接件电连接。
寄生枝节12为与天线辐射体11耦合的导体。寄生枝节12的材质可以为金属、合金、碳纤维等导电材质。寄生枝节12的材质与天线辐射体11的材质可以相同,也可以不同。寄生枝节12设于天线支架。可以理解的,寄生枝节12承载于天线支架上。寄生枝节12与天线辐射体11可以设于同一天线支架上,也可以设于不同的天线支架上。本申请实施方式中以寄生枝节12与天线辐射体11设于同一天线支架上为例。
寄生枝节12包括弯折相连的第一寄生段120和第二寄生段121。本申请对于第一寄生段120和第二寄生段121之间的弯折连接方式不作具体的限定。举例而言:第一寄生段120与第二寄生段121之间可以呈直线型弯折,或者,第一寄生段120与第二寄生段121之间可以呈圆弧形弯折,又或者,第一寄生段120与第二寄生段121之间可以呈不规则线性或弧形弯折。第一寄生段120设于天线辐射体11背离参考地板10的一侧并与天线辐射体11之间形成第一耦合间隙13。可以理解的,参考地板10、天线辐射体11及第一寄生段120依次排列。第一寄生段120与天线辐射体11之间能够通过第一耦合间隙13耦合,即第一寄生段120与天线辐射体11可通过第一耦合间隙13实现辐射能量的传输。其中,第一耦合间隙13的尺寸可以为0.5mm~5mm。第一寄生段120远离第二寄生段121的一端形成第二自由端D。第二自由端D可以理解为第一寄生段120未电连接导电件或者与导电件之间设有断缝的端部。第二寄生段121设于第一自由端A背离馈电端C的一侧并与第一自由端A之间形成第二耦合间隙14。可以理解的,第一接地端B、馈电端C、第一自由端A及第二寄生段121依次排列。第二寄生段121与天线辐射体11之间能够通过第二耦合间隙14耦合,即第二寄生段121与天线辐射体11可通过第二耦合间隙14实现辐射能量的传输。其中,第二耦合间隙14的尺寸可以为0.5mm~5mm。第二寄生段121包括第二接地端E。第二接地端E可以理解为寄生枝节12电连接参考地板10的端部,或端口,或位置。
第二接地端E电连接参考地板10。第二接地端E与参考地板10之间可以直接电连接,也可以间接电连接。举例而言:第二接地端E与参考地板10之间可以直接焊接,或者通过导电线、导电弹片、导电胶等电连接件电连接。
至少一个加载枝节30用于对天线单元形成加载,以使天线单元在射频信号源20的激励下产生支持第一频段的第一谐振模式。换言之,至少一个加载枝节30用于改变天线单元在射频信号源20的激励下产生的支持第一频段的第一谐振模的电流分布。可以理解的,天线组件100在未设置加载枝节时天线单元在射频信号源20的激励下产生的支持第一频段的第一谐振模的电流分布与天线组件100设置了加载枝节后天线单元在射频信号源20的激励下产生的支持第一频段的第一谐振模的电流分布不同。
如图3所示,第一谐振模式包括在第一接地端B与第一自由端A之间的天线辐射体11上产生的第一谐振电流、在第二自由端D与第二接地端E之间的寄生枝节12上产生的第二谐振电流以及在参考地板10上产生的第三谐振电流,第一谐振电流的流向与第二谐振电流的流向相反。其中,第一谐振模式在接地端与第一自由端A之间的天线辐射体11上产生的第一谐振电流可参照附图3所示I1。第一谐振模式在第二自由端D与第二接地端E之间的寄生枝节12上产生的第二谐振电流可参照附图3所示I2。第一谐振模式在参考地板10上产生的第三谐振电流可参照附图3所示I3。需要说明的是由于谐振电流为交流电流,流向周期性变化,因此附图中I1、I2所示方向仅为对应地谐振电流的一个可能的流向。同一周期内,第一谐振电流的流向与第二谐振电流的流向相反。本申请实施方式中,第一谐振电流的流向与第二谐振电流的流向相反可以理解为第一接地端B与第一自由端A之间的天线辐射体11上的谐振电流的流向与第一寄生段120上的谐振电流的流向相反。由于第一谐振模式包括在参考地板10上产生的第三谐振电流,即参考地板10也参与了第一谐振模式的辐射,因此可以分散天线辐射体11和/或寄生枝节12上的谐振电流,实现降SAR的效果。
至少一个加载枝节30设于天线支架。可以理解的,至少一个加载枝节30承载于天线支架上。至少一个加载枝节30与天线辐射体11可以设于同一天线支架上,也可以设于不同的天线支架上。至少一个加载枝节30与寄生枝节12可以设于同一天线支架上,也可以设于不同的天线支架上。本申请实施方式中以至少一个加载枝节30与天线辐射体11设于同一天线支架上为例。本申请对于加载枝节的数量不作具体的限定。以下实施方式中基于加载枝节的数量为一个以及两个时的情况对本申请提供的技术方案进行详细地描述。
在一种可能的实施方式中,请参照图4和图5,至少一个加载枝节30包括第一加载枝节301。本实施方式中,加载枝节的数量为一个。第一加载枝节301电连接天线辐射体11或寄生枝节12。如图4所示,当第一加载枝节301电连接天线辐射体11时,改变了天线辐射体11的电长度,使得天线辐射体11在射频信号源20的激励下产生的支持第一频段的谐振模式的谐振电流分布被改变,从而可实现天线单元在射频信号源20的激励下产生支持第一频段的第一谐振模式,第一谐振模式包括在接地端与第一自由端A之间的天线辐射体11上产生的第一谐振电流、在第二自由端D与第二接地端E之间的寄生枝节12上产生的第二谐振电流以及在参考地板10上产生的第三谐振电流,第一谐振电流的流向与第二谐振电流的流向相反。如图5所示,当第一加载枝节301电连接寄生枝节12时,改变了寄生枝节12的电长度,使得寄生枝节12在射频信号源20的激励下产生的支持第一频段的谐振模式的谐振电流分布被改变,从而可实现天线单元在射频信号源20的激励下产生支持第一频段的第一谐振模式,第一谐振模式包括在接地端与第一自由端A之间的天线辐射体11上产生的第一谐振电流、在第二自由端D与第二接地端E之间的寄生枝节12上产生的第二谐振电流以及在参考地板10上产生的第三谐振电流,第一谐振电流的流向与第二谐振电流的流向相反。
在另一种可能的实施方式中,如图6所示,至少一个加载枝节30包括第一加载枝节301和第二加载枝节302。第一加载枝节301与第二加载枝节302中的一者电连接天线辐射体11,第一加载枝节301与第二加载枝节302中的另一者电连接寄生枝节12。本实施方式中以第一加载枝节301电连接天线辐射体11,第二加载枝节302电连接寄生枝节12为例。由于第一加载枝节301电连接天线辐射体11,改变了天线辐射体11的电长度,第二加载枝节302电连接寄生枝节12,改变了寄生枝节12的电长度,因此天线辐射体11在射频信号源20的激励下产生的支持第一频段的谐振模式的谐振电流分布、寄生枝节12在射频信号源20的激励下产生的支持第一频段的谐振模式的谐振电流分布皆被改变,从而可实现天线单元在射频信号源20的激励下产生支持第一频段的第一谐振模式,第一谐振模式包括在接地端与第一自由端A之间的天线辐射体11上产生的第一谐振电流、在第二自由端D与第二接地端E之间的寄生枝节12上产生的第二谐振电流以及在参考地板10上产生的第三谐振电流,第一谐振电流的流向与第二谐振电流的流向相反。
通过使至少一个加载枝节30包括第一加载枝节301和第二加载枝节302,第一加载枝节301与第二加载枝节302中的一者电连接天线辐射体11,第一加载枝节301与第二加载枝节302中的另一者电连接寄生枝节12,可以同时改变天线辐射体11的电长度、寄生枝节12的电长度,以改变天线辐射体11、寄生枝节12的谐振电流分布,从而有利于参考地板10上产生较多的谐振电流,参与更多的辐射,提升天线组件100的降SAR效果。
本申请提供的天线组件100包括射频信号源20、天线单元及至少一个加载枝节30,天线单元包括参考地板10、天线辐射体11及寄生枝节12,由于天线辐射体11设于参考地板10的一侧,寄生枝节12包括弯折相连的第一寄生段120和第二寄生段121,第一寄生段120设于天线辐射体11背离参考地板10的一侧并与天线辐射体11之间形成第一耦合间隙13,第二寄生段121设于第一自由端A背离馈电端C的一侧并与第一自由端A之间形成第二耦合间隙14,天线辐射体11的第一接地端B电连接参考地板10,馈电端C设于第一接地端B与天线辐射体11的第一自由端A之间并电连接射频信号源20,寄生枝节12的第二接地端E电连接参考地板10,如此所形成的天线单元的边界条件,使得天线单元能够在至少一个加载枝节30的加载作用下于天线辐射体11、寄生枝节12以及参考地板10上产生谐振电流,且在天线辐射体11上产生的谐振电流与在寄生枝节12上产生的谐振电流相反,即天线辐射体11、寄生枝节12以及参考地板10一起参与辐射,且参考地板10上多为参与辐射的谐振电流,而少有不参与辐射的耦合电流,如此第一谐振模式的谐振电流分布更分散,电流强点的数量较多且分布分散,从而在功率不回退的情况下实现SAR值的降低,兼顾天线组件100的通信性能和SAR值要求。
其中,如图7所示,第三谐振电流包括流向相反的第一子谐振电流和第二子谐振电流。第一子谐振电流可参照附图7所示I31。第二子谐振电流可参照附图7所示I32。需要说明的是由于谐振电流为交流电流,流向周期性变化,因此附图中I31、I32所示方向仅为对应地子谐振电流的一个可能的流向。同一周期内,第一子谐振电流的流向与第二子谐振电流的流向相反。
通过使第三谐振电流包括流向相反的第一子谐振电流和第二子谐振电流,可使得天线辐射体11与参考地板10在射频信号源20的激励下产生支持第一频段的第一谐振模式中的第一子谐振模式,使得寄生枝节12与参考地板10在射频信号源20的激励下产生支持第一频段的第一谐振模式中的第二子谐振模式,从而有利于通过参考地板10分散天线辐射体11和寄生枝节12上的谐振电流,提升天线组件100的降SAR效果。
在一种可能的实施方式中,如图4所示,当第一加载枝节301电连接天线辐射体11时,第一加载枝节301设于馈电端C和/或第一接地端B。换言之,第一加载枝节301通过接触或连接馈电端C和/或第一接地端B,以电连接天线辐射体11。
在另一种可能的实施方式中,如图5所示,当第一加载枝节301电连接寄生枝节12时,第一加载枝节301设于第二寄生段121远离第一寄生段120的一端。换言之,第一加载枝节301通过接触或连接第二寄生段121远离第一寄生段120的一端,以电连接寄生枝节12。
在其他可能的实施方式中,如图6所示,当第一加载枝节301电连接天线辐射体11,第二加载枝节302电连接寄生枝节12时,第一加载枝节301设于馈电端C和/或第一接地端B,第二加载枝节302设于第二寄生段121远离第一寄生段120的一端。换言之,第一加载枝节301通过接触或连接馈电端C和/或第一接地端B,以电连接天线辐射体11,第二加载枝节302通过接触或连接第二寄生段121远离第一寄生段120的一端,以电连接寄生枝节12。
上述实施方式中第一加载枝节301和/或第二加载枝节302的设置方式有利于靠近天线辐射体11的电流强点,寄生枝节12的电流强点,可以提高通过第一加载枝节301、第二加载枝节302改变天线辐射体11的谐振电流分布、寄生枝节12的谐振电流分布的有效性,从而能够提升天线组件100的降SAR效果。
请参照图8和图9,图8为图6所示天线组件100设置加载枝节前第一谐振模式的电流分布仿真示意图。图9为图6所示天线组件100设置加载枝节后第一谐振模式的电流分布仿真示意图。对比图8和图9可以看出,天线组件100设置加载枝节后第一谐振模式的电流强点的数量增加,且分布较分散。
如图10所示,图10为图6所示天线组件100设置加载枝节前后的SAR值对比示意图。图10中左图为天线组件100设置加载枝节前的SAR值示意图;图10中右图为天线组件100设置加载枝节后的SAR值示意图。对比图10中左图、右图可以看出天线组件100设置加载枝节后的SAR值相较于天线组件100设置加载枝节前的SAR值更分散,SAR值减小。
如表1所示,天线组件100设置加载枝节前后电子设备1000的板级功率均为26dB,本申请实施方式列举的天线组件100位于电子设备1000左侧,SAR最大值可能出现在电子设备1000的背面或左侧,表1为N78频段的两个频点3.4GHz和3.6GHz在不同面上对应的SAR值。可以看出,天线组件100设置加载枝节前SAR最大值位于左侧,为3.342dB。而天线组件100设置加载枝节后,N78频段的两个频点3.4GHz和3.6GHz在背面以及左侧上对应的SAR值均有一定程度地降低,且最大功率收益提高至3dB。
表1:
可选的,至少一个加载枝节30与天线辐射体11、寄生枝节12同层设置;或者,天线辐射体11与寄生枝节12同层设置,至少一个加载枝节30与天线辐射体11异层设置。
在一种可能的实施方式中,请参照图4至图6,当至少一个加载枝节30包括第一加载枝节301时,第一加载枝节301与天线辐射体11、寄生枝节12同层设置;当至少一个加载枝节30包括第一加载枝节301和第二加载枝节302时,第一加载枝节301和第二加载枝节302与天线辐射体11、寄生枝节12同层设置。其中,同层设置可以理解为两者设于同一平面层,或者可以理解为两者之间的高度差较小。通过使至少一个加载枝节30与天线辐射体11、寄生枝节12同层设置,可以缩减天线组件100的高度,且有利于降低天线组件100的制造难度。
在另一种可能的实施方式中,如图11所示,当至少一个加载枝节30包括第一加载枝节301时,第一加载枝节301与天线辐射体11、寄生枝节12异层设置;当至少一个加载枝节30包括第一加载枝节301和第二加载枝节302时,第一加载枝节301和第二加载枝节302与天线辐射体11、寄生枝节12异层设置。其中,异层设置可以理解为两者设于不同的平面层,或者可以理解为两者之间的高度差较大。通过使至少一个加载枝节30与天线辐射体11、寄生枝节12异层设置,可以缩减天线组件100的面积,有利于降低天线组件100的布局难度。
可选的,至少一个加载枝节30呈片状。至少一个加载枝节30的长度小于第一接地端B与第一自由端A之间的天线辐射体11的长度,且至少一个加载枝节30的长度小于第二自由端D与第二接地端E之间的寄生枝节12的长度。
在一种可能的实施方式中,当至少一个加载枝节30包括第一加载枝节301时,第一加载枝节301呈片状。举例而言:第一加载枝节301可以呈圆片状,或者方片状,或者矩形片状,或者不规则片状。第一加载枝节301的长度小于第一接地端B与第一自由端A之间的天线辐射体11的长度,且第一加载枝节301的长度小于第二自由端D与第二接地端E之间的寄生枝节12的长度。
在另一种可能的实施方式中,当至少一个加载枝节30包括第一加载枝节301和第二加载枝节302时,第一加载枝节301呈片状,第二加载枝节302呈片状。举例而言:第一加载枝节301可以呈圆片状,或者方片状,或者矩形片状,或者不规则片状;第二加载枝节302可以呈圆片状,或者方片状,或者矩形片状,或者不规则片状。第一加载枝节301的长度小于第一接地端B与第一自由端A之间的天线辐射体11的长度,且第一加载枝节301的长度小于第二自由端D与第二接地端E之间的寄生枝节12的长度;第二加载枝节302的长度小于第一接地端B与第一自由端A之间的天线辐射体11的长度,且第二加载枝节302的长度小于第二自由端D与第二接地端E之间的寄生枝节12的长度。
通过使至少一个加载枝节30呈片状,可以提高加载枝节对天线单元的加载效果。此外,通过使至少一个加载枝节30的长度小于第一接地端B与第一自由端A之间的天线辐射体11的长度,且至少一个加载枝节30的长度小于第二自由端D与第二接地端E之间的寄生枝节12的长度,在通过至少一个加载枝节30改变天线辐射体11、寄生枝节12的谐振电流模式的同时可以减少频偏。
进一步地,如图12所示,天线辐射体11还包括第三自由端F。第三自由端F可以理解为天线辐射体11未电连接导电件或者与导电件之间设有断缝的另一端部。第三自由端F、第一接地端B、馈电端C及第一自由端A依次排列。本实施方式中,第一接地端B与第一自由端A之间的天线辐射体11可形成第一辐射臂,第三自由端F与馈电端C之间的天线辐射体11可形成第二辐射臂。第一辐射臂的长度与第二辐射臂的长度可以不同。第一谐振模式还包括在馈电端C与第三自由端F之间的天线辐射体11上产生的第四谐振电流。第一谐振模式在馈电端C与第三自由端F之间的天线辐射体11上产生的第四谐振电流可参照附图12所示I4。第四谐振电流的流向与第一谐振电流的流向相反。可以理解的,同一周期内,第四谐振电流的流向与第一谐振电流的流向相反。
通过使第一谐振模式还包括在馈电端C与第三自由端F之间的天线辐射体11上产生的第四谐振电流,有利于通过对第一辐射臂的长度与第二辐射臂的长度设计,实现第一频段的设计,从而便于对天线组件100的射频功率值较高的频段进行降SAR设计。此外,第四谐振电流的流向与第一谐振电流的流向相反,可增加第一谐振模式的电流强点数量,分散第一谐振模式的电流强点,从而能够提升对第一谐振模式的降SAR效果。
请参照图13和图14,第一自由端A与第一接地端B之间的天线辐射体11还用于在射频信号源20的激励下产生支持第二频段的第二谐振模式。可以理解的,第二谐振模式的谐振电流分布于天线辐射体11的第一自由端A至第一接地端B。本申请实施方式中,第二谐振模式的谐振电流可参照附图13所示I5。第二自由端D与第二接地端E之间的寄生枝节12还用于在射频信号源20的激励下产生支持第三频段的第三谐振模式。可以理解的,第三谐振模式的谐振电流分布于寄生枝节12的第二自由端D至第二接地端E。本申请实施方式中,第二谐振模式的谐振电流可参照附图14所示I6。
在一种可能的实施方式中,第一频段的中心频率高于第二频段的中心频率,且第一频段的中心频率高于第三频段的中心频率。可选的,第一频段的中心频率高于第二频段的中心频率,第二频段的中心频率高于第三频段的中心频率;或者,第一频段的中心频率高于第三频段的中心频率,第三频段的中心频率高于第二频段的中心频率。本申请实施方式中以第一频段的中心频率高于第三频段的中心频率,第三频段的中心频率高于第二频段的中心频率为例。举例而言:第一频段可以为N78频段(3.3GHz~3.8GHz);第二频段可以为B1频段(上行:1.92GHz~1.98GHz;下行:2.11GHz~2.17GHz)。第三频段可以为B41或N41频段(2.49GHz~2.69GHz)。其中,第一频段的中心频率可以为3.3GHz~3.8GHz中的任一频率。第二频段的中心频率可以为1.92GHz~2.17GHz中的任一频率。第三频段的中心频率可以为2.49GHz~2.69GHz中的任一频率。
本实施方式通过使第一自由端A与第一接地端B之间的天线辐射体11用于在射频信号源20的激励下产生支持第二频段的第二谐振模式,第二自由端D与第二接地端E之间的寄生枝节12用于在射频信号源20的激励下产生支持第三频段的第三谐振模式,可以增加天线组件100所支持的频段,扩展天线组件100的应用场景。此外,第一频段的中心频率高于第二频段的中心频率,且第一频段的中心频率高于第三频段的中心频率,有利于在天线组件100支持多频段的情况下,有利于降低天线组件100的射频功率值较高的频段的SAR值。
可以理解的,本实施方式使天线组件100包括至少一个加载枝节30,旨在实现N78频段的SAR值降低,同时保证B1、B41或N41、N78三个频段天线效率不下降。其中,在天线辐射体11和/或寄生枝节12上电连接加载枝节,通过引入单加载枝节或双加载枝节的方式调节天线组件100在高频N78的工作模式,进行电流分散,降低N78频段的SAR值;而对于中频B1和B41来说,单加载枝节或双加载枝节的设置不会改变其谐振模式,可以通过设置匹配电路的方式补偿单加载枝节或双加载枝节所造成的频偏影响。
如图15所示,图15为图14所示天线组件100设置加载枝节前后的效率对比示意图。图15中曲线a为天线组件100设置加载枝节前的辐射效率曲线;图15中曲线b为天线组件100设置加载枝节后的辐射效率曲线;图15中曲线c为天线组件100设置加载枝节前的系统效率曲线;图15中曲线d为天线组件100设置加载枝节后的系统效率曲线。对比图15中曲线a、曲线b,或对比图15中曲线c、曲线d可以看出天线组件100设置加载枝节后的效率相对于天线组件100设置加载枝节前的效率没有降低,反而效率带宽有一定地改善。
进一步地,如图16所示,寄生枝节12还包括第三寄生段122。第三寄生段122的一端连接于第一寄生段120与第二寄生段121的弯折连接处,第三寄生段122的另一端形成第四自由端G。本实施方式中寄生枝节12形成T型枝节,有利于射频信号源20在寄生枝节12上激励出多种谐振模式。天线单元还包括电连接于第二接地端E与参考地板10之间的调谐电路15。调谐电路15可以包括电容和/或电感等。本申请对于调谐电路15所包括的电容的数量、电感的数量不做具体的限定。当调谐电路15包括多个电容时,多个电容之间可以串联或并联。当调谐电路15包括多个电感时,多个电感之间可以串联或并联。当调谐电路15包括一个或多个电容,以及一个或多个电感时,电感与电容之间可以串联或并联。第三寄生段122与第一寄生段120用于在射频信号源20和调谐电路15的作用下产生支持第四频段的第四谐振模式。当然,调谐电路15还可以包括切换开关,通过调谐电路15的调谐,可切换第四频段,从而有利于使天线组件100覆盖中高频全频段。第四谐振模式可参照附图16中的虚线所示。
在一种可能的实施方式中,第四频段与第三频段可以相同。本实施方式通过多个谐振模式支持同一频段,有利于分散该频段的谐振电流,从而可以降低该频段的SAR值。
在另一种可能的实施方式中,第四频段可以不同于第一频段、第二频段和第三频段。本实施方式天线组件100可支持四种频段,能够扩展天线组件100的应用场景。
上述在说明书、权利要求书以及附图中提及的特征,只要在本申请的范围内是有意义的,均可以任意相互组合。针对天线组件100所说明的优端和特征以相应的方式适用于电子设备1000。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型,这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种电子设备,其特征在于,包括:
射频信号源;
天线单元,包括参考地板、天线辐射体及寄生枝节,所述天线辐射体设于所述参考地板的一侧,所述天线辐射体包括第一自由端、第一接地端以及设于所述第一自由端与所述第一接地端之间的馈电端,所述馈电端电连接所述射频信号源,所述第一接地端电连接所述参考地板,所述寄生枝节包括弯折相连的第一寄生段和第二寄生段,所述第一寄生段设于所述天线辐射体背离所述参考地板的一侧并与所述天线辐射体之间形成第一耦合间隙,所述第一寄生段远离所述第二寄生段的一端形成第二自由端,所述第二寄生段设于所述第一自由端背离所述馈电端的一侧并与所述第一自由端之间形成第二耦合间隙,所述第二寄生段包括第二接地端,所述第二接地端电连接所述参考地板;及
至少一个加载枝节,包括第一加载枝节,所述第一加载枝节电连接所述天线辐射体或所述寄生枝节,所述至少一个加载枝节用于对所述天线单元形成加载,以使所述天线单元在所述射频信号源的激励下产生支持第一频段的第一谐振模式,所述第一谐振模式包括在所述第一接地端与所述第一自由端之间的所述天线辐射体上产生的第一谐振电流、在所述第二自由端与所述第二接地端之间的所述寄生枝节上产生的第二谐振电流以及在所述参考地板上产生的第三谐振电流,所述第一谐振电流的流向与所述第二谐振电流的流向相反。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第三谐振电流包括流向相反的第一子谐振电流和第二子谐振电流。
3.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,当所述第一加载枝节电连接所述天线辐射体时,所述第一加载枝节设于所述馈电端和/或所述第一接地端;当所述第一加载枝节电连接所述寄生枝节时,所述第一加载枝节设于所述第二寄生段远离所述第一寄生段的一端。
4.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述至少一个加载枝节还包括第二加载枝节,所述第一加载枝节与所述第二加载枝节中的一者电连接所述天线辐射体,所述第一加载枝节与所述第二加载枝节中的另一者电连接所述寄生枝节。
5.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述至少一个加载枝节与所述天线辐射体、所述寄生枝节同层设置;或者,所述天线辐射体与所述寄生枝节同层设置,所述至少一个加载枝节与所述天线辐射体异层设置。
6.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述至少一个加载枝节呈片状,所述至少一个加载枝节的长度小于所述第一接地端与所述第一自由端之间的所述天线辐射体的长度,且所述至少一个加载枝节的长度小于所述第二自由端与所述第二接地端之间的所述寄生枝节的长度。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的电子设备,其特征在于,所述天线辐射体还包括第三自由端,所述第三自由端、所述第一接地端、所述馈电端及所述第一自由端依次排列,所述第一谐振模式还包括在所述馈电端与所述第三自由端之间的所述天线辐射体上产生的第四谐振电流,所述第四谐振电流的流向与所述第一谐振电流的流向相反。
8.根据权利要求1至6任意一项所述的电子设备,其特征在于,所述第一自由端与所述第一接地端之间的所述天线辐射体还用于在所述射频信号源的激励下产生支持第二频段的第二谐振模式,所述第二自由端与所述第二接地端之间的所述寄生枝节还用于在所述射频信号源的激励下产生支持第三频段的第三谐振模式,所述第一频段的中心频率高于所述第二频段的中心频率,且所述第一频段的中心频率高于所述第三频段的中心频率。
9.根据权利要求1至6任意一项所述的电子设备,其特征在于,所述寄生枝节还包括第三寄生段,所述第三寄生段的一端连接于所述第一寄生段与第二寄生段的弯折连接处,所述第三寄生段的另一端形成第四自由端,所述天线单元还包括电连接于所述第二接地端与所述参考地板之间的调谐电路,所述第三寄生段与所述第一寄生段用于在所述射频信号源和所述调谐电路的作用下产生支持第四频段的第四谐振模式。
10.根据权利要求1至6任意一项所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括边框、电路板、天线支架,所述边框围设形成收容空间,所述电路板、所述天线支架设于所述收容空间内,所述射频信号源、所述参考地板设于所述电路板,所述天线辐射体、所述寄生枝节及所述至少一个加载枝节设于所述天线支架。
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- 2023-11-16 CN CN202311536645.2A patent/CN117374580A/zh active Pending
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