CN117613551A - 天线组件和电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开公开了一种天线组件和电子设备，天线组件包括：介质板；印制在所述介质板上的第一天线和第二天线；隔离度提升模块，用于连接所述第一天线与所述第二天线；所述隔离度提升模块包括：第一连接线、第二连接线，以及隔离度提升单元；其中，所述第一连接线与所述第二连接线，用于连接所述第一天线和所述第二天线；所述隔离度提升单元，用于配合所述第一连接线和所述第二连接线从多个方面实现天线隔离度的提升。本公开各实施例提供的技术方案，可起到提高天线之间的隔离度，进而提高通信性能的作用。

Description

天线组件和电子设备

技术领域

本公开属于天线技术领域，尤其涉及一种天线组件和电子设备。

背景技术

天线已经成为各种无线设备中的必备装置，用于发射和接收电磁波信号。多天线技术可大幅提高无线传输速率，已经广泛用于多种场景。然而，随着无线设备的功能越来越多，留给天线的空间越来越小，使得多个天线之间易互相干扰，天线的隔离度较低，进而导致通信性能较低。

发明内容

本公开实施例提供一种与相关技术不同的实现方案，以解决相关技术中多个天线之间易互相干扰，天线的隔离度较低，进而导致通信性能较低的技术问题。

第一方面，本公开提供一种天线组件，包括：

介质板；

印制在所述介质板上的第一天线和第二天线；

隔离度提升模块，用于连接所述第一天线与所述第二天线；

所述隔离度提升模块包括：第一连接线、第二连接线，以及隔离度提升单元；其中，所述第一连接线与所述第二连接线，用于连接所述第一天线和所述第二天线；所述隔离度提升单元，用于配合所述第一连接线和所述第二连接线从多个方面实现天线隔离度的提升。

第二方面，本公开提供一种电子设备，包括第一方面各可能的实施方式中的任一天线组件。

本公开提供的天线组件，包括介质板，印制在所述介质板上的第一天线和第二天线，以及用于连接所述第一天线与所述第二天线；其中，隔离度提升模块包括：第一连接线、第二连接线，以及隔离度提升单元；第一连接线与第二连接线，用于连接第一天线和所述第二天线；隔离度提升单元，用于配合所述第一连接线和所述第二连接线从多个方面实现天线隔离度的提升的方案，利用隔离度提升单元结合第一连接线和所述第二连接线，从多个方面提高了天线间的隔离度，以及增加了隔离度带宽，有效提升了天线的通信性能。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，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。在附图中：

图1为本公开一实施例提供的一种天线组件的结构示意图；

图2为本公开一示例性实施例提供的不包括隔离度提升模块的天线组件的结构示意图；

图3为本公开一示例性实施例提供的不包括隔离度提升模块的天线组件与包括隔离度提升模块的天线组件的回波损耗结果的对比图；

图4为本公开一示例性实施例提供的不包括隔离度提升模块的天线组件与包括隔离度提升模块的天线组件的隔离度对比图；

图5为本公开一示例性实施例提供的包括隔离度提升模块的天线组件在频率f＝6500MHz(兆赫)时第一天线和第二天线在水平面的方向图；

图6为本公开一示例性实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。

本公开实施例的说明书、权利要求书及附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先，下面对本公开实施例中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。

MIMO是为极大地提高信道容量，在发送端和接收端都使用多根天线，在收发之间构成多个信道的天线系统。

电容，即电容器，容纳电荷的器件，两个相互靠近的导体，中间夹一层不导电的绝缘介质，这就构成了电容器。

交指电容是一种特殊的电容器，结构类似于螺旋状，具有交错排列的指状电极片。

电感，即电感器，是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。

螺旋电感是一种电感元件，采用螺旋形的线圈结构实现电感效果。

FR-4是一种耐燃材料等级的代号，所代表的意思是树脂材料经过燃烧状态必须能够自行熄灭的一种材料规格。本公开中的FR-4是一种玻璃纤维增加环氧树脂基板材料，被广泛用于电子产品中的电路板制造，是一种常见的基材。

天线已经成为各种无线设备中的必备装置，用于发射和接收电磁波信号。多天线技术可大幅提高无线传输速率，已经广泛用于多种场景。然而，随着无线设备的功能越来越多，留给天线的空间越来越小，使得多个天线之间易互相干扰，天线的隔离度较低，进而导致通信性能较低。因此，本公开提供了一种天线组件和电子设备，用于解决多个天线之间易互相干扰，天线的隔离度较低，进而导致通信性能较低的技术问题。

下面以具体的实施例对本公开的技术方案以及本公开的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本公开的实施例进行描述。

图1为本公开一示例性实施例提供的一种天线组件的结构示意图，该结构包括：介质板S、第一天线A、第二天线B和隔离度提升模块E。

其中，介质板S是天线组件的支撑和衬底材料，通常是一种绝缘材料，如FR-4玻璃纤维板、陶瓷基板等，具体可以根据天线组件所需的工作频率选择合适材质和厚度的介质板。例如，上述介质板S可以为FR-4介质板，所述FR-4介质板的厚度具体可以为0.8毫米。

在一些实施例中，所述第一天线A和第二天线B印制在所述介质板S上，所述第一天线A和所述第二天线B均为多输入多输出MIMO天线，所述多输入多输出MIMO天线包括Franklin富兰克林天线和/或偶极子天线。

其中，富兰克林天线(Franklin antenna)是一种用于无线通信的天线设计，具体用于增强电磁波(尤其是无线电波)的接收和发送能力，通常由一段接地及一个或多个垂直的导体组成，以有效地接收和发射电磁波；偶极子天线是在无线电通信中，使用最早、结构最简单、应用最广泛的一类天线，它由一对对称放置的导体构成，导体相互靠近的两端分别与馈电线相连，用作发射天线时，电信号从天线中心馈入导体；用作接收天线时，也在天线中心从导体中获取接收信号。

在一些实施例中，所述第一天线A和所述第二天线B平行，所述第一天线A和所述第二天线B之间的距离可以为25毫米。所述第一天线A和所述第二天线B均覆盖6G频段，即可以在5.925GHz(吉赫)～7.125GHz(吉赫)频段范围内传输数据。

在一些实施例中，上述隔离度提升模块E，用于连接所述第一天线A与所述第二天线B。

在一些实施例中，所述隔离度提升模块E具体包括：第一连接线M、第二连接线N，以及隔离度提升单元F；其中，所述第一连接线M与所述第二连接线N，用于连接所述第一天线A和所述第二天线B。

具体地，如图1，所述第一连接线M可以包括第一连接点m1和第二连接点m2，所述第一连接点m1可以用于连接第一天线A，所述第二连接点m2可以用于连接第二天线B，以实现第一连接线M连接所述第一天线A和所述第二天线B；同样地，所述第二连接线N可以包括第三连接点n1和第四连接点n2，所述第三连接点n1可以用于连接第一天线A，所述第四连接点n2可以用于连接第二天线B，以实现第二连接线N连接所述第一天线A和所述第二天线B。

在一些实施例中，所述隔离度提升模块E具体还包括隔离度提升单元F，隔离度提升单元F用于配合所述第一连接线M和所述第二连接线N从多个方面实现天线隔离度的提升。

在一些实施例中，所述多个方面中的一个方面可以为：隔离度提升单元F用于使所述第一天线A和所述第二天线B共模以及差模的模式消除。共模模式是指两个天线之间的相同电流分布，而差模模式是指两个天线之间的相反电流分布。

隔离度提升单元F具体用于滤除所述第一天线A和所述第二天线B之间的差模信号和/或共模信号。其中，共模信号可以指相同的信号以相同的相位进入两根天线(第一天线A和第二天线B)，差模信号可以指相反的信号以相反的相位进入两根天线(第一天线A和第二天线B)。利用隔离度提升单元F滤除第一天线A和第二天线B之间的差模信号和/或共模信号，实现共模和差模模式的消除，以提高天线之间的隔离度。

在一些实施例中，所述多个方面中的一个方面可以为：隔离度提升单元F用于滤除所述第一天线A和所述第二天线B工作时产生的干扰信号。

其中，所述干扰信号可以包括第一天线A产生的第一干扰信号和第二天线B产生的第二干扰信号。在天线组件中，第一干扰信号可以影响第二天线B的正常通信，第二干扰信号可以影响第一天线A的正常通信，通过设置隔离度提升单元F，滤除特定频率范围内的干扰信号，可以降低第一干扰信号对第二天线B的影响，以及第二干扰信号对第一天线A的影响，提高了第一天线A和第二天线B之间的隔离度，进而提升了通信性能。

在一些实施例中，所述多个方面中的一个方面为：将自所述第一天线A流向所述第二天线B的第一电流和自所述第二天线B流向所述第一天线A的第二电流相互抵消，也即中和所述第一天线A和所述第二天线B间的电流。

在一些实施例中，所述隔离度提升单元F包括：至少一个电容C和至少一个电感L，所述至少一个电容C为交指电容，所述至少一个电感L为螺旋电感。电感是一种储存磁场能量的元件，能够对高频信号具有较高的阻抗，从而降低在特定频段的信号通过；电容是一种储存电场能量的元件，对低频信号具有较高的阻抗。交指电容和螺旋电感的相关参数可以根据实际情况进行配置，本公开对此不做具体限定，例如，可以根据天线组件的形式，以及第一天线A和第二天线B之间的距离来配置对应的电容和电感。

在一些实施例中，所述第一连接线M与第二连接线N均与所述隔离度提升单元F连接。仍参见图1，第一连接线M中还包括第五连接端m3，第二连接线N中还包括第六连接端n3，上述隔离度提升单元F可以连接在所述第五连接端m3和第六连接端n3之间，以实现第一连接线M与第二连接线N均与所述隔离度提升单元F连接。

可选地，第五连接端m3可以具体包括第一子连接端m31和第二子连接端m32，第六连接端n3可以具体包括第三子连接端n31和第四子连接端n32，至少一个电容C可以连接在第一子连接端m31和第三子连接端n31之间，以及至少一个电感L可以连接在第二子连接端m32和第四子连接端n32之间。

本公开提供的天线组件，包括介质板，印制在所述介质板上的第一天线和第二天线，以及用于连接所述第一天线与所述第二天线；其中，隔离度提升模块包括：第一连接线、第二连接线，以及隔离度提升单元；第一连接线与第二连接线，用于连接第一天线和所述第二天线；隔离度提升单元，用于配合所述第一连接线和所述第二连接线从多个方面实现天线隔离度的提升的方案，利用隔离度提升单元结合第一连接线和所述第二连接线，从多个方面提高了天线间的隔离度，以及增加了隔离度带宽，有效提升了天线的通信性能。

上述方案中，至少一个电容C和至少一个电感L可以形成LC滤波器结构，LC滤波器是一种常用的电子滤波器，通过输入电路中的电感(L)和电容(C)元件，来实现对特定频率范围的信号进行滤波，更好地过滤掉要隔离的信号，提高滤波器的隔离效果，进而提升天线之间的隔离度。

上述方案中，将第一电流和第二电流在通过隔离度提升模块E后互相抵消，可以消除第一天线A和第二天线B之间的互相干扰，有效提高了天线之间的隔离度，增加了隔离度带宽，进而提高了天线的通信性能。

此外，隔离度提升模块E还能够实现天线的共模和差模模式消除，共模模式是指两个天线之间的相同电流分布，而差模模式是指两个天线之间的相反电流分布。隔离度提升模块E可以有效地降低共模模式的传输，从而进一步提高天线之间的隔离度，减少相互干扰和交叉耦合，从而增强天线组件的通信性能和可靠性。

本公开提供的包括隔离度提升模块E的天线组件的回波损耗满足常规天线的设计要求(S11<-10dB)。图2为本公开一示例性实施例提供的不包括隔离度提升模块E的天线组件的结构示意图，如图2，不包括隔离度提升模块E的天线组件仅包括介质板D、第三天线P和第四天线Q，其中，第三天线P和第四天线Q印制在介质板D上。图3为本公开一示例性实施例提供的不包括隔离度提升模块E的天线组件与包括隔离度提升模块E的天线组件的回波损耗结果的对比图，图3中的a表示不包括隔离度提升模块E的天线组件(包括第三天线P和第四天线Q)的回波损耗结果，图3中的b表示包括隔离度提升模块E的天线组件(包括第一天线A和第二天线B)的回波损耗结果，图3中的坐标图中，横坐标Freq表示频率，单位为GHz，纵坐标为S11表示天线组件的回波损耗，单位为分贝dB。回波损耗是用于衡量天线的反射性能指标，它表示输入到天线端口的信号被反射回来的程度，回波损耗的值可以通过天线组件的S参数测量得到。S参数描述了射频网络中各个端口之间的功率传输特性。在天线领域，S11为常用的S参数，它表示从发射端口到接收端口的反射系数。S11的值越小，表示天线的反射损耗越低。通过相关技术中的矢量网络分析仪等对天线组件进行测试和测量，可以得到天线组件在不同频率下的S11参数值，进而得到图3中的坐标图。由图3中的b可知，本公开提供的包括隔离度提升模块E的天线组件的回波损耗也满足常规天线的设计要求(S11<-10dB)。

图4为本公开一示例性实施例提供的不包括隔离度提升模块E的天线组件与包括隔离度提升模块E的天线组件的隔离度对比图，如图4，在整个WIFI 6G频段包括隔离度提升模块E的天线组件均较包括不隔离度提升模块E的天线组件隔离度在每个频点均至少有10dB的提升；且天线组件在5GHZ～8GHz(带宽45％)均满足S12大于20dB，可以看出包含本公开提供的包括隔离度提升模块E的天线组件的结构可以实现较宽的隔离度带宽覆盖。其中，在天线领域中，S12是一种用于描述天线传输特性的参数，它表示从输入端到输出端的功率传输系数，用于衡量从输入端口到输出端口的信号传输时的功率损耗和幅度效果，通常以分贝(dB)为单位表示。

本公开提供的包括隔离度提升模块E的天线组件有较好的全向辐射特性。图5为本公开一示例性实施例提供的包括隔离度提升模块的天线组件天线在频率f＝6500MHz(兆赫)时第一天线和第二天线在水平面的方向图，图5中的Gain为增益，通常以分贝(dB)为单位，指天线辐射或接收信号相对于一个预设参考天线来说的效率或增加的功率，是一种衡量天线将能量聚焦在特定方向或领域的能力。图5中的单位dBi是一种特定的表示方式，其中"i"表示相对性(isotropic)。所以dBi表示天线相对于一个理想全向辐射天线(具有均匀辐射功率)的增益。由图5可知，增加了隔离度提升模块后两根天线依旧具有较好的全向性。

图6为本公开一示例性实施例提供的电子设备的结构示意图，所述电子设备可以为手机、个人计算机、平板电脑、路由器等具有通信功能的设备，该电子设备中包括本公开提供的天线组件。天线组件可以通过通信端口与电子设备连接。本方案提供的天线组件，包括隔离度提升模块E，能够有效提高在天线距离较近时天线间的隔离度，且能保证一定的隔离度带宽，便于电子设备等产品的小型化设计。

以上仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以该权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种天线组件，其特征在于，包括：

介质板；

印制在所述介质板上的第一天线和第二天线；

隔离度提升模块，用于连接所述第一天线与所述第二天线；

所述隔离度提升模块包括：第一连接线、第二连接线，以及隔离度提升单元；其中，所述第一连接线与所述第二连接线，用于连接所述第一天线和所述第二天线；所述隔离度提升单元，用于配合所述第一连接线和所述第二连接线从多个方面实现天线隔离度的提升。

2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述多个方面中的一个方面为：所述隔离度提升单元用于使所述第一天线和所述第二天线共模以及差模的模式消除。

3.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述多个方面中的一个方面为：所述隔离度提升单元用于滤除所述第一天线和所述第二天线工作时产生的干扰信号。

4.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述多个方面中的一个方面为：将自所述第一天线流向所述第二天线的第一电流和自所述第二天线流向所述第一天线的第二电流相互抵消。

5.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述隔离度提升单元包括：

至少一个电容和至少一个电感，所述至少一个电容为交指电容，所述至少一个电感为螺旋电感。

6.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述第一连接线与第二连接线均与所述隔离度提升单元连接。

7.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述第一天线和所述第二天线进行数据传输的频段范围均包括5.925GHz～7.125GHz频段。

8.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述第一天线和所述第二天线均为多输入多输出MIMO天线。

9.根据权利要求8所述的天线组件，其特征在于，所述多输入多输出MIMO天线包括Franklin富兰克林天线和/或偶极子天线。

10.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述介质板为FR-4介质板，所述FR-4介质板的厚度为0.8毫米。

11.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述第一天线和所述第二天线平行，所述第一天线和所述第二天线之间的距离为25毫米。

12.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的天线组件。