CN207800894U - 天线组件和通讯设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种天线组件和通讯设备。其中，上述天线用于通讯设备，包括：天线主体、上述通讯设备的金属框和PCB板；天线主体设置在金属框的内侧，与金属框之间间隔有预设宽度的缝隙；天线主体上设置有天线馈电点，天线馈电点与PCB板的馈电端电连接；其中，金属框上设置有至少一个接地点，至少一个接地点与PCB板的至少一个接地端连接。上述通讯设备包括上述天线。金属框用于通讯设备时，金属材质对射频性能有一定的屏蔽作用，易削弱通讯设备的天线的性能。实用新型的一个用途是增强通讯设备的天线的性能，满足用户的通讯需求。

Description

天线组件和通讯设备

技术领域

本实用新型涉及射频领域，更具体地，本实用新型涉及一种天线组件和通讯设备。

背景技术

随着移动通信技术的不断发展，为了方便于用户的使用，可穿戴式的具有通信功能的终端层出不穷，例如具有通信功能的手表越来越受到用户的欢迎。

为了进一步满足用户对可穿戴式的通讯设备具有金属质感的要求，具备金属框的通讯设备应运而生。然而，金属材质对射频性能有一定的屏蔽作用，进而，容易削弱通讯设备的天线的性能，例如，具备金属框的通讯设备可能无法满足用户对WIFI或GPS等需求。

因此，亟需提供一种适应于具有金属框的通讯设备的天线，以提升用户的使用体验。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种天线组件和通讯设备。

根据本实用新型的一个方面，提供一种天线组件，用于通讯设备，包括：天线主体、所述通讯设备的金属框和PCB板；

所述天线主体设置在所述金属框的内侧，与所述金属框之间间隔有预设宽度的缝隙；

所述天线主体上设置有天线馈电点，所述天线馈电点与所述PCB板电的馈电端电连接；

其中，所述金属框上设置有至少一个接地点，所述至少一个接地点与所述PCB板的至少一个接地端连接。

可选的，所述缝隙的宽度的取值范围为大于等于0.1mm且小于等于1mm。

可选的，所述金属框上设置有两个所述接地点，且所述两个接地点对应连接所述PCB板的不同接地端。

可选的，所述金属框为环形，所述天线为沿所述环形的金属框内侧设置的同心圆弧形。

可选的，所述PCB板上设置有匹配电路，所述天线馈电点通过所述匹配电路与所述馈电端连接。

可选的，所述匹配电路包括：第一端、第二端和电容；

所述电容设置在所述匹配电路的第一端和所述匹配电路的第二端之间；

所述匹配电路的第一端与所述天线馈电点连接，所述匹配电路的第二端与所述馈电端连接。

可选的，所述电容的电容值为3.3pF。

可选的，所述金属框的所述至少一个接地点通过接地片与所述PCB板的至少一个接地端连接。

本实用新型还一种通讯设备，包括上述天线组件。

可选的，所述通讯设备还包括：屏幕和下壳；

所述屏幕与所述金属框的第一侧配合；

所述下壳与所述金属框的第二侧配合。

本实用新型的一个技术效果在于，将金属框与天线主体之间设置预设宽度的缝隙，并把金属框作为天线的辐射体，设置在天线主体上的天线馈电点与PCB板的馈电端连接，设置在金属框上的至少一个接地点与PCB板上的至少一个接地端连接，信号能量通过上述预设宽度的缝隙以耦合馈电的方式在天线主体和金属框之间进行传递。具体的：具有金属框的通讯设备向外界发射信号时，信号能量经馈电端和天线馈电点由PCB板传至天线主体，由天线主体经过上述缝隙的耦合到达金属框，并通过金属框辐射出去；具有金属框的通讯设备接收外部信号时，外部设备发射的信号能量由金属框经过上述缝隙的耦合到达天线主体，经由天线馈电点和PCB板的馈电端进一步传达至PCB板，使得通讯设备获取信号。由此可见，本实用新型提供的天线组件利用金属框与天线主体之间进行耦合馈电的方式，巧妙地解决了现有技术中具有金属框的通讯设备中，金属框可能削弱天线性能的技术问题。因此，本实用新型所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本实用新型是一种新的技术方案。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1a为本实用新型实施例提供的天线组件的结构示意图。

图1b为本实用新型实施例提供的天线组件的另一结构示意图。

图2a为本实用新型实施例提供的天线组件的再一结构示意图。

图2b为图2a的侧视图。

图3为本实用新型实施例提供的天线组件的匹配电路图。

图4为本实用新型实施例提供的天线组件的S11参数曲线图。

图5为本实用新型实施例提供的通讯设备的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本实用新型实施例所涉及的通讯设备包括具有金属框的且具有通信功能的智能手表、移动电话和PAD等，下面以具有金属框且具有通讯功能的智能手表为例进行详细说明。

图1a为本实用新型实施例提供的天线组件的结构示意图，图1b为本实用新型实施例提供的天线组件的另一结构示意图。参考图1a和1b，本实用新型提供一种天线组件，用于通讯设备，包括：天线主体3、上述通讯设备的金属框1和PCB板2。

其中，天线主体3设置在金属框1的内侧，与金属框1之间间隔有预设宽度的缝隙，金属框用作天线的辐射体，金属框1的内侧天线主体3之间通过耦合馈电的方式进行能量的传递。例如，金属框为环形，天线主体为沿环形的金属框内侧设置的同心圆弧形，并且环线的金属框与圆弧形的天线主体之间间隔有预设宽度的缝隙。

具体的，PCB板2上设置有馈电端和至少一个接地端。本实施例中天线馈电点31设置在天线主体3上，与PCB板2的馈电端电连接，金属框1上还设置有至少一个接地点，接地点与PCB板2的接地端连接，例如，参考图1b，金属框1上设置有第一接地点11和第二接地点11’，作为一种可实现的实施方式，第一接地点11和第二接地点11’分别通过接地片与PCB板2上对应的两个接地端连接。

进一步的，天线馈电点31与PCB板2的馈电端可以是通过焊接的方式连接，也可以通过弹片的方式连接，还可以通过其他方式连接，本申请对此不做限制。

本实施例的天线组件中，将金属框1作为天线的辐射体，天线组件的工作方式如下：具有金属框的通讯设备向外发射信号时，PCB板2产生的信号能量经馈电端和天线馈电点31由PCB板2传至天线主体3后，经过上述预设宽度的缝隙的耦合后到达金属框1，并通过金属框1辐射出去；具有金属框的通讯设备接收外部信号时，金属框1可以接收到外部设备发射的信号，信号由金属框1经过上述预设宽度的缝隙的耦合至天线主体3，然后通过天线馈电点31传输到PCB板2，使得通讯设备获取信号。由此可见，本实用新型实施例提供的天线组件中，金属框1为天线组件的部分，参加信号辐射，利用金属框1与天线主体3之间进行耦合的方式，巧妙地解决了现有技术中具有金属框的通讯设备中，金属框可能削弱天线性能的技术问题，使得具有金属框的通讯设备覆盖更多的频段。

进一步的，金属框1与天线主体3之间的缝隙的宽度的取值范围为大于等于0.1mm且小于等于1mm。

进一步的，具有金属框且具有通讯功能的智能手表内部设置有支撑板(在附图中未示出)，支撑板相对于金属框1固定且与金属框间隔一定的距离，天线主体3固定设置于支撑板上，例如天线主体3粘贴在支撑板上，从而实现天线主体3相对于金属框1的位置固定，通过调整支撑板与金属框间的距离确保预设宽度的缝隙的形成，进而保证本实用新型实施例提供的天线组件处于正常工作状态。

需要说明的是，天线主体还可以通过其他方式固定设置在支撑板上，本申请对此不做限制。

图2a为本实用新型实施例提供的天线组件的尺寸示意图,图2b为图2a的侧视图，作为一种具体的实现方式，参考图2a和图2b，其金属框1为圆环形，天线主体3为圆弧状，PCB板2为圆盘形。示例性的，金属框1的内径为d1＝37.1mm、外径(不包括表耳部分)D1＝42.6mm以及厚度B1＝5.1mm，PCB板2的直径d2＝36.8mm，整机长度(即包括表耳部分的金属框长度)L＝51.31mm、厚度B＝11.23mm(在附图中未示出)。

需要说明的是，上述缝隙的具体宽度数值、天线主体3的尺寸以及金属框1上接地点的数目、接地点在金属框1上位置均与设计要求以及金属框1的具体尺寸以及对应的匹配电路等因素相关。

图3为本实用新型实施例提供的天线组件的匹配电路图。为了调试天线参数，使得天线性能更加符合需求，PCB板上设置有匹配电路，天线馈电点31通过匹配电路与PCB板2上的馈电端连接。

参考图3，匹配电路包括：第一端41、第二端42和电容43。其中，电容43设置在匹配电路的第一端41和匹配电路的第二端42之间，匹配电路的第一端41与天线馈电点31连接，匹配电路的第二端42与PCB板的馈电端连接。在本实施例中，PCB板2的馈电端还与PCB板2上的信号源端口电连接，从而来自信号源端口的信号能量依次经馈电端和匹配电路后到达天线馈电点31，进而到达金属框1。具体的，在图2a和图2b所示的天线的具体尺寸下，电容43的电容值为3.3pF。需要说明的是，电容43的电容值不限于固定值，其根据设计需求的变化而变化。

图4为本实用新型实施例提供的天线组件的S11参数(回波损耗特性参数)曲线图。具体的，图4所示S11曲线图为图2a和图2b所示的具体尺寸的天线的性能曲线图，回波损耗特性参数(纵轴)随着频率(横轴)的变化而变化。参考图4，其中S11的数值低于A值时，对应的频段为天线所能覆盖的频段，其中A值根据实际需求而设置，例如，A值取值为-5dB，参考图4，本实施例中提供的天线组件覆盖的频段包括约1200MHz至1800MHz以及约2100MHz至2700MHz。其中包括：1575MHz的GPS和2400-2500MHz频段的WIFI。

表1列出本实用新型实施例提供的天线组件处于手模状态下在1570-1580MHz频段(GPS)和2400-2500MHz频段(WIFI)的效率和对应的S11值。参考表1，可知本实用新型实施例提供的天线组件不仅覆盖了GPS和WIFI所在的频段，并且在所要求的频段内取得了很好的效率。

表1

需要说明的是，通过改变金属框1与天线主体3之间的缝隙宽度、天线主体3的尺寸、匹配电路以及接地点的数目与接地点在金属框上的位置等因素，本实用新型实施例提供的天线组件可以覆盖不同的频段，而不限于图4或表1所示的频段。

本实用新型实施例提供的天线组件，将金属框与天线主体之间设置预设宽度的缝隙，并把金属框作为天线的辐射体，设置在天线主体上的天线馈电点与PCB板的馈电端连接，设置在金属框上的至少一个接地点与PCB板上的至少一个接地端连接，信号能量通过上述预设宽度的缝隙以耦合馈电的方式在天线主体和金属框之间进行传递。具体的：具有金属框的通讯设备向外发射信号时，信号能量经馈电端和天线馈电点由PCB板传至天线主体，由天线主体经过上述缝隙的耦合馈电后到达金属框，并通过金属框辐射出去；具有金属框的通讯设备接收外部信号时，外部设备发射的信号能量由金属框经过上述缝隙的耦合馈电后到达天线主体，进一步传达至PCB板，使得通讯设备获取信号。由此可见，本实用新型实施例提供的天线组件利用金属框与天线主体之间进行耦合馈电的方式，巧妙地解决了现有技术中具有金属框的通讯设备中，金属框可能削弱天线性能的技术问题。

本实用新型实施例还提供一种通讯设备。图5为本实用新型实施例提供的通讯设备的结构示意图，图5中的通讯设备以金属框手表示出，包括：以上各实施例的天线，还包括：屏幕20和下壳30。其中，屏幕20与金属框1的第一侧配合；下壳30与金属框1的第二侧配合，从而金属框1、屏幕20和下壳30形成封闭空间，PCB板2以及天线主体3等器件设置于封闭空间内，进而起到保护PCB板2以及天线主体3等器件的作用。其中，金属框1的第一侧为使用通讯设备过程中，朝向用户的一侧，金属框1的第二侧为与上述第一侧相对的一侧。

可选的，当带有金属框的通讯设备为智能手表等时，屏幕20为透明材质，用便于用户使用。

可选的，下壳30为橡胶等非金属材质，下壳30与金属框1可直接配合在一起。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种天线组件，用于通讯设备，其特征在于，包括：天线主体、所述通讯设备的金属框和PCB板；

所述天线主体设置在所述金属框的内侧，与所述金属框之间间隔有预设宽度的缝隙；

所述天线主体上设置有天线馈电点，所述天线馈电点与所述PCB板的馈电端电连接；

其中，所述金属框上设置有至少一个接地点，所述至少一个接地点与所述PCB板的至少一个接地端连接。

2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述缝隙的宽度的取值范围为大于等于0.1mm且小于等于1mm。

3.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述金属框上设置有两个所述接地点，且两个所述接地点对应连接所述PCB板的不同接地端。

4.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述金属框为环形，所述天线为沿所述环形的金属框内侧设置的同心圆弧形。

5.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述PCB板上设置有匹配电路，所述天线馈电点通过所述匹配电路与所述馈电端连接。

6.根据权利要求5所述的天线组件，其特征在于，所述匹配电路包括：第一端、第二端和电容；

所述电容设置在所述匹配电路的第一端和所述匹配电路的第二端之间；

所述匹配电路的第一端与所述天线馈电点连接，所述匹配电路的第二端与所述馈电端连接。

7.根据权利要求6所述的天线组件，其特征在于，所述电容的电容值为3.3pF。

8.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述金属框的所述至少一个接地点通过接地片与所述PCB板的至少一个接地端连接。

9.一种通讯设备，其特征在于，包括：权利要求1至8任一项所述的天线组件。

10.根据权利要求9所述的通讯设备，其特征在于，还包括：屏幕和下壳；

所述屏幕与所述金属框的第一侧配合；

所述下壳与所述金属框的第二侧配合。