CN207009650U - 天线组件及具有此天线组件的无线通信电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及通信领域，提供一种天线组件，设置于无线通信电子设备内部，所述无线通信电子设备设置有基板，所述天线组件包括：辐射元件，所述辐射元件设置于所述基板的第一表面；馈线，所述馈线与所述辐射元件电性连接；以及参考地，所述参考地设置于所述基板的第二表面。本实用新型实施例的天线组件利用无线通信电子设备的基板作为介质承载辐射元件，减小了天线组件的空间和成本；由于基板较厚，也使得天线组件的带宽增大。本实用新型实施例还提供具有此天线组件的无线通信电子设备。

Description

天线组件及具有此天线组件的无线通信电子设备

【技术领域】

本实用新型涉及通信领域，特别涉及一种天线组件及具有此天线组件的无线通信电子设备。

【背景技术】

天线是通信行业不可或缺的一种元件，为了适应无线通信电子设备小型化的需求，天线不断向着小型化方向发展。微带天线具有小型化、易集成、方向性好等优点，被广泛应用。

微带天线通常设置在一个薄介质基片上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面帖上一定形状的金属贴片，利用微带线或同轴探针对贴片馈电从而构成一个完整的微带天线。目前，微带天线都是作为一个完整的元件安装于无线通信电子设备，其一部分设置于无线通信电子设备内部，另一部分外露。然而，这样的结构并不能完全满足无线通信电子设备小型化的需求。另外，现有的微带天线生产商多选用罗杰斯(Rogers)板材作为微带天线的介质板材，成本较高。例如，包括两个辐射元件、整体尺寸在50×100mm左右的微带天线的售价通常在五十元上下，因而增加了无线通信电子设备的总成本。

【实用新型内容】

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种小型化、低成本的内置天线组件及具有此天线组件的无线通信电子设备。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：

一种天线组件，设置于无线通信电子设备内部，所述无线通信电子设备设置有基板，所述天线组件包括：辐射元件，所述辐射元件设置于所述基板的第一表面；馈线，所述馈线与所述辐射元件电性连接；以及参考地，所述参考地设置于所述基板的第二表面。

在一些实施例中，所述天线组件还包括同轴线；所述同轴线包括裸露的内芯和裸露的外芯，所述裸露的内芯连接所述馈线，所述裸露的外芯连接所述参考地。

在一些实施例中，所述天线组件还包括金属连接件，所述同轴线的所述裸露的外芯与所述参考地通过所述金属连接件电性连接。

在一些实施例中，所述金属连接件为呈弯折状的柔性电路板，所述柔性电路板包括第一连接端和第二连接端；所述第一连接端连接所述同轴线的所述裸露的外芯，所述第一连接端设置于所述第一表面；所述第二连接端连接所述参考地，所述第二连接端设置于所述第二表面。

在一些实施例中，所述辐射元件和所述馈线皆为金属。

在一些实施例中，所述辐射元件的数量为至少两个。

在一些实施例中，所述馈线包括一条微带馈线和至少两条功分微带线，并且所述功分微带线的数量与所述辐射元件的数量相等，每条所述功分微带线的一端连接一个对应的所述辐射元件，每条所述功分微带线的另一端连接所述微带馈线。

在一些实施例中，所述无线通信电子设备的基板为用于固定所述无线通信电子设备的显示装置的PC板。

在一些实施例中，所述天线组件为微带天线。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例还提供以下技术方案：

一种无线通信电子设备，包括：基板，其包括第一表面和第二表面；辐射元件，其设置于所述第一表面；馈线，所述馈线与所述辐射元件电性连接；以及参考地，其设置于所述第二表面。

在一些实施例中，所述无线通信电子设备包括显示装置，所述显示装置包括屏幕和金属件；所述金属件设置于所述第二表面，所述金属件为所述参考地。

在一些实施例中，所述无线通信电子设备还包括同轴线；所述同轴线包括裸露的内芯和裸露的外芯，所述裸露的内芯连接所述馈线，所述裸露的外芯连接所述参考地。

在一些实施例中，所述无线通信电子设备还包括金属连接件，所述同轴线的所述裸露的外芯与所述参考地通过所述金属连接件电性连接。

在一些实施例中，所述金属连接件为呈弯折状的柔性电路板，所述柔性电路板包括第一连接端和第二连接端；所述第一连接端连接所述同轴线的所述裸露的外芯，所述第一连接端设置于所述第一表面；所述第二连接端连接所述参考地，所述第二连接端设置于所述第二表面。

在一些实施例中，所述辐射元件和所述馈线皆为金属。

在一些实施例中，所述辐射元件的数量为至少两个。

在一些实施例中，所述馈线包括一条微带馈线和至少两条功分微带线，并且所述功分微带线的数量与所述辐射元件的数量相等，每条所述功分微带线的一端连接一个对应的所述辐射元件，每条所述功分微带线的另一端连接所述微带馈线。

在一些实施例中，所述无线通信电子设备的基板为用于固定所述无线通信电子设备的显示装置的PC板。

与现有技术相比较，本实用新型实施例的天线组件利用无线通信电子设备的基板作为介质承载辐射元件，使得天线组件所占用的空间减小，也节省了天线组件的成本；由于基板较厚，也使得天线组件的带宽增大。

另外，利用无线通信电子设备的金属件作为天线组件的参考地，大大节省了天线组件的空间，且由于天线组件的参考地很大，使得天线组件的性能稳定，方向性较强，实现了天线组件的高增益。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型其中一实施例提供的天线组件的结构示意图，其中天线组件安装于无线通信电子设备的基板；

图2为图1所示的天线组件的分解示意图；

图3为本实用新型另一实施例提供的天线组件的结构示意图，其中天线组件安装于无线通信电子设备的基板；

图4为图3所示的天线组件的俯视示意图；

图5为图3所示的天线组件的侧视示意图；

图6为图3所示的天线组件的分解示意图；

图7为图3至图6所示的天线组件的S参数图；

图8为图3至图6所示的天线组件在2.45GHz的辐射的E平面方向图；

图9为图3至图6所示的天线组件在2.45GHz的辐射的H平面方向图。

【具体实施方式】

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1和图2，为本实用新型其中一实施例提供的一种天线组件100，其安装于无线通信电子设备内部。该无线通信电子设备包括基板200和具有屏幕300的显示装置，上述屏幕300背面设置有金属件302。该无线通信电子设备可为手机，平板或其他带有显示装置的无线通信电子设备，例如带有显示装置的无人机遥控器。

上述基板200为绝缘介质，可为塑料板，如聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)板，基板200的厚度为3.15mm。上述基板200包括第一表面202，第二表面204和端面206(见图2)。端面206连接于第一表面202和第二表面204之间，第一表面202和第二表面204设置于基板200的相对两侧。在本实施例中，上述基板200设置于上述无线通信电子设备内部，用于固定或加固上述显示装置，特别是当屏幕300越大时，刚度越小，通常会设置基板200对显示装置进行固定。

可以理解的是，在一些其他实施例中，上述基板200可以是无线通信电子设备内部的其他任何绝缘性部件，例如，无线通信电子设备的容纳屏幕300的前壳、后壳等。

上述天线组件100为微带天线，包括辐射元件20，馈线30，同轴线40。辐射元件20和馈线30设置于基板200的第一表面202，馈线30与辐射元件20电性连接，馈线30通过同轴线40连接外围电路。金属件302设置于基板200的第二表面204，作为上述天线组件100的参考地。

在本实施例中，上述辐射元件20的数量为一个，为矩形金属片，可通过光刻腐蚀方法形成于上述基板200的第一表面202；或者上述辐射元件20制成金属片后再固定于上述基板200的第一表面202。辐射元件20的尺寸决定了天线组件100的工作频率，可以理解的是，在一些其他实施例中，辐射元件20可根据不同的需求，相应变化尺寸，同样地，也可采用其他的形状，如圆形，椭圆形、环形、六边形等。

在本实施例中，上述馈线30为矩形金属片，馈线30可通过光刻腐蚀方法形成于上述基板200的第一表面202；或者上述辐射元件20制成金属片后再固定于上述基板200的第一表面202。可以理解的是，在一些其他实施中，上述馈线30不限于为金属片，也不限于设置于第一表面202，可根据不同的馈电方式而相应变化。

上述同轴线40的一端剥去透明薄膜绝缘层406、编织层和外被，获得裸露的内芯402和裸露的外芯404，内芯402和外芯404之间设置透明薄膜绝缘层406。上述裸露的内芯402焊接于馈线30远离辐射元件20的一端，可与馈线30实现50欧姆的阻抗匹配；裸露的外芯404连接于参考地。

上述天线组件100还包括金属连接件，该金属连接件用于将同轴线40的裸露的外芯404与参考地电性连接。

在本实施例中，上述金属连接件为柔性电路板50。柔性电路板50的一端通过同轴线40连接外围电路，另一端连接金属件302。馈线30通过同轴线40的内芯402连接外围电路，裸露的外芯404焊接于柔性电路板50。而柔性电路板50通过同轴线40的外芯404连接外围电路。

上述柔性电路板50呈弯折状，靠近基板200的端面206。柔性电路板50包括第一连接端502和第二连接端504。第一连接端502设置于第一表面202，第一连接端502与上述馈线30相隔预设的距离，上述同轴线40的裸露的外芯404焊接于第一连接端502。第二连接端504设置于第二表面204，并与上述金属件302电性连接。在其他一些实施例中，柔性电路板50可省略，馈线30可通过其他金属连接件，例如金属导线，或者采用其他的连接方式电性连接外围电路，同样地金属件302也可通过其他金属连接件，例如金属导线，或者采用其他的连接方式电性连接外围电路。

在本实施例中，设置于上述屏幕300背面的金属件302为金属板，为用于对屏幕300进行屏蔽的屏蔽板，为防止显示装置的屏幕受到无线通信电子设备中的其他电子元器件的干扰，通常都会设置这样的屏蔽板用于对屏幕进行屏蔽保护。在本实施例中，是利用了无线通信电子设备的显示装置上本来就具有的屏蔽板作为上述天线组件100的参考地，从而节省了天线组件100的空间。可以理解的是，在本实用新型的其他一些实施例中，还可以采用无线通信电子设备内部的其他金属材质的器件作为上述天线组件100的参考地。

请参阅图3至图6，本实用新型另一实施例提供的天线组件400与上述实施例提供的天线组件100基本相同，区别点在于：上述天线组件400包括两个辐射元件20和馈线30a，两个辐射元件20通过馈线30a与同轴线40电性连接。

每个辐射元件20为矩形的金属片，尺寸为48mm×43mm，两个辐射元件20相隔预设的距离，并对称地设置于对称轴10的两侧。每个辐射元件20包括两个相互平行的第一侧边22和两个相互平行的第二侧边24，第一侧边22垂直于第二侧边24。每个辐射元件20的第一侧边22平行于另一辐射元件20的第一侧边22，相似地每个辐射元件20的第二侧边24平行于另一辐射元件的第二侧边24。

上述馈线30a包括微带馈线32a和功分微带线34a。上述功分微带线34a的数量为两个，每个功分微带线34a的一端相应地连接一个辐射元件20，另一端连接微带馈线32a。在本实施例中，上述两个功分微带线34a为等功分微带线，也即两个功分微带线34a的形状相同，尺寸相等。每个功分微带线34a为“L”形，其一端连接一个第二侧边24的中部，另一端连接微带馈线32a的一端。上述两个等功分微带线34a对称地设置于对称轴10的两侧。在其他一些实施例中，每个功分微带线34a可呈直线，其一端连接一个第二侧边24的中部，另一端连接微带馈线32a的一端，两个呈直线的功分微带线34a对称地设置于对称轴10的两侧。

上述微带馈线32a沿对称轴10设置，并且其一端连接上述两个功分微带线34a。上述功分微带线34a和微带馈线32a为金属片，与上述辐射元件20一起设置于上述基板200的第一表面202。上述辐射元件20，功分微带线34a以及微带馈线32a的厚度为0.035mm，可通过光刻腐蚀方法形成于上述基板200的第一表面202；或者上述辐射元件20，功分微带线34a以及微带馈线32a制成金属片后再固定于上述基板200的第一表面202。可以理解的是，在一些其他实施中，上述馈线30a不限于为金属片，也不限于设置于第一表面202，可根据不同的馈电方式而相应变化。

每个辐射元件20的尺寸决定了天线组件400的工作频率；两个辐射元件20的间距决定了天线组件400的增益；功分微带线34a和微带馈线32a的尺寸基本上决定了天线组件400的阻抗匹配。在本实施例中，每个辐射元件20为矩形，尺寸为48mm×43mm。每个辐射元件20远离对称轴10的第一侧边22与另一辐射元件20远离对称轴10的第一侧边22的距离L1为100mm，而每个辐射元件20远离微带馈线32a的第二侧边24与基板200的端面206的距离L2为80mm。功分微带线34a和微带馈线32a实现50欧姆的阻抗匹配。

请参阅图7，本实施例的天线组件400可工作在2.38GHz～2.51GHz，带宽为130MHz，满足常用的2.45GHz频段的覆盖。

请参阅图8和图9，其中图8为图3至图6所示的本实施例的天线组件400在2.45GHz的辐射的E平面方向图，图9为图3至图6所示的本实施例的天线组件400在2.45GHz的辐射的H平面方向图。本实施例的天线组件400为方向性天线，增益可达9dBi。

本领域所属技术人员应明白，为了获得不同性能、用途的天线组件400，可以改变辐射元件20的尺寸、形状、数量以及两个辐射元件20之间的间距等，还可以改变功分微带线34a和微带馈线32a的尺寸及相对位置。辐射元件20和功分微带线34a不限于对称地设置于对称轴10的两侧，微带馈线32a不限于沿对称轴10设置，辐射元件20，功分微带线34a和微带馈线32a可根据实际需求改变相对位置关系。

例如，本实施例中的辐射元件20为矩形，在其他一些实施例中可以采取正方形，圆形，椭圆形，环形、六边形等其他形状；其次，本实施例中的辐射元件20的数量为2个，而在其他实施例中可以采用4个辐射元件20，6个辐射元件20等多个辐射元件来形成天线阵。

本实用新型实施例的天线组件100，400利用无线通信电子设备的基板200作为介质承载辐射元件20，取代了现有技术中用作天线组件的介质的塑料材质(例如背景技术中介绍的罗杰斯板材)使得天线组件100，400所占用的空间减小。与现有技术中同样尺寸的天线组件相比较，省略罗杰斯板材，利用无线通信电子设备中本来就具有的用于固定或加固显示装置的部件作为天线组件100，400的介质，使得本实用新型实施例中的天线组件100，400仅剩下辐射元件和馈线的一张很薄的贴片，售价仅在十元出头，节省了天线组件100，400的成本。基板200较厚，也使得天线组件100，400的带宽增大。

而且，本实用新型实施例的天线组件100，400利用显示装置的屏幕300的背面金属件302作为天线组件100，400的参考地，节省了天线组件100，400的空间，且由于作为参考地的金属件302较大，使得天线组件100，400的性能稳定，方向性较强，实现了天线组件100，400的高增益。

另外，本实施例的天线组件100，400完全内置于上述无线通信电子设备内部，可满足无线通信电子设备的小型化需求。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (19)

1.一种天线组件(100，400)，设置于无线通信电子设备内部，所述无线通信电子设备设置有基板(200)，其特征在于，所述天线组件(100，400)包括：

辐射元件(20)，所述辐射元件(20)设置于所述基板(200)的第一表面(202)；

馈线(30，30a)，所述馈线(30，30a)与所述辐射元件(20)电性连接；以及

参考地，所述参考地设置于所述基板(200)的第二表面(204)。

2.根据权利要求1所述的天线组件(100，400)，其特征在于，所述天线组件(100，400)还包括同轴线(40)；所述同轴线(40)包括裸露的内芯(402)和裸露的外芯(404)，所述裸露的内芯(402)连接所述馈线(30，30a)，所述裸露的外芯(404)连接所述参考地。

3.根据权利要求2所述的天线组件(100，400)，其特征在于，所述天线组件(100，400)还包括金属连接件，所述同轴线(40)的所述裸露的外芯(404)与所述参考地通过所述金属连接件电性连接。

4.根据权利要求3所述的天线组件(100，400)，其特征在于，所述金属连接件为呈弯折状的柔性电路板(50)，所述柔性电路板(50)包括第一连接端(502)和第二连接端(504)；所述第一连接端(502)连接所述同轴线(40)的所述裸露的外芯(404)，所述第一连接端(502)设置于所述第一表面(202)；所述第二连接端(504)连接所述参考地，所述第二连接端(504)设置于所述第二表面(204)。

5.根据权利要求1至4任一项所述的天线组件(100，400)，其特征在于，所述辐射元件(20)和所述馈线(30，30a)皆为金属。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的天线组件(400)，其特征在于，所述辐射元件(20)的数量为至少两个。

7.根据权利要求6所述的天线组件(400)，其特征在于，所述馈线(30a)包括一条微带馈线(32a)和至少两条功分微带线(34a)，并且所述功分微带线(34a)的数量与所述辐射元件(20)的数量相等，每条所述功分微带线(34a)的一端连接一个对应的所述辐射元件(20)，每条所述功分微带线(34a)的另一端连接所述微带馈线(32a)。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的天线组件(100，400)，其特征在于，所述无线通信电子设备的基板(200)为用于固定所述无线通信电子设备的显示装置的PC板。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的天线组件(100，400)，其特征在于，所述天线组件(100，400)为微带天线。

10.一种无线通信电子设备，其特征在于，包括：

基板(200)，其包括第一表面(202)和第二表面(204)；

辐射元件(20)，其设置于所述第一表面(202)；

馈线(30，30a)，所述馈线(30，30a)与所述辐射元件(20)电性连接；以及

参考地，其设置于所述第二表面(204)。

11.根据权利要求10所述的无线通信电子设备，其特征在于，包括显示装置，所述显示装置包括屏幕(300)和金属件(302)；所述金属件(302)设置于所述第二表面(204)，所述金属件(302)为所述参考地。

12.根据权利要求10所述的无线通信电子设备，其特征在于，所述无线通信电子设备还包括同轴线(40)；所述同轴线(40)包括裸露的内芯(402)和裸露的外芯(404)，所述裸露的内芯(402)连接所述馈线(30，30a)，所述裸露的外芯(404)连接所述参考地。

13.根据权利要求12所述的无线通信电子设备，其特征在于，所述无线通信电子设备还包括金属连接件，所述同轴线(40)的所述裸露的外芯(400)与所述参考地通过所述金属连接件电性连接。

14.根据权利要求13所述的无线通信电子设备，其特征在于，所述金属连接件为呈弯折状的柔性电路板(50)，所述柔性电路板(50)包括第一连接端(502)和第二连接端(504)；所述第一连接端(502)连接所述同轴线(40)的所述裸露的外芯(404)，所述第一连接端(502)设置于所述第一表面(202)；所述第二连接端(504)连接所述参考地，所述第二连接端(504)设置于所述第二表面(204)。

15.根据权利要求10至14任一项所述的无线通信电子设备，其特征在于，所述辐射元件(20)和所述馈线(30，30a)皆为金属。

16.根据权利要求10至14任一项所述的无线通信电子设备，其特征在于，所述辐射元件(20)的数量为至少两个。

17.根据权利要求16所述的无线通信电子设备，其特征在于，所述馈线(30a)包括一条微带馈线(32a)和至少两条功分微带线(34a)，并且所述功分微带线(34a)的数量与所述辐射元件(20)的数量相等，每条所述功分微带线(34a)的一端连接一个对应的所述辐射元件(20)，每条所述功分微带线(34a)的另一端连接所述微带馈线(32a)。

18.根据权利要求10至14中任一项所述的无线通信电子设备，其特征在于，所述无线通信电子设备的基板(200)为用于固定所述无线通信电子设备的显示装置的PC板。

19.一种无线通信电子设备，其特征在于，所述无线通信电子设备包括权利要求1-9中任一项所述的天线组件(100，400)。