CN208889843U - 一种天线模块及无线通讯设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于无线通讯技术领域，提供了一种天线模块和无线通讯设备，天线模块包括一接地区、与所述接地区平行的辐射元件、耦接于所述辐射元件与所述接地区之间的短路线和馈电线，以及从所述接地区延伸并与所述辐射元件、短路线和馈电线均分开设置的地耦合元件。本实用新型提供的天线模块，通过增加一从接地区延伸而出且与辐射元件、短路线和馈电线均分开设置的地耦合元件，当天线模块谐振时，地耦合元件与辐射元件之间形成耦合场效应，使得辐射元件以垂直方式向外辐射能量，最强辐射面改变，应用于无线通讯设备，能够满足辐射水平面的要求。

Description

一种天线模块及无线通讯设备

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，特别涉及一种天线模块及无线通讯设备。

背景技术

智能产品的通讯功能是在内置射频模组加上天线的硬件基础上实现，天线的性能影响着各个角度的通讯距离，不同平面的辐射能力不同。而通讯产品在应用中的通讯距离要求通常是水平面，如图1中所示的无线插头要求的辐射水平面为XOZ平面。因此设计天线时，最好的设计就是天线的最强辐射平面刚好对应空间中的水平面。

倒F天线是目前无线通讯中采用较多的一种内置式天线，具有体积小、结构简单和易于匹配等优点而广泛应用于各类无线局域网设备中。但，在现有的空间布局，天线的位置已经确定，倒F天线在无线覆盖方面的方向性很强，图2中的倒F天线的辐射面为XOY平面，天线的最强辐射平面无法覆盖产品应用场景要求的水平面，不能适应无线通讯设备的更高要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种天线模块，旨在解决现有技术中的天线最强辐射面无法满足辐射水平面要求的技术问题。

本实用新型是这样实现的，一种天线模块，包括一接地区、与所述接地区平行的辐射元件、耦接于所述辐射元件与所述接地区之间的短路线和馈电线，以及从所述接地区延伸并与所述辐射元件、短路线和馈电线均分开设置的地耦合元件。

所述地耦合元件设置于所述辐射元件远离所述短路线的一侧。

所述辐射元件为矩形微带金属线。

所述地耦合元件的高度大于或等于所述辐射元件相对于所述接地区的高度。

所述地耦合元件包括从所述接地区垂直延伸的垂直部、与所述垂直部倾斜连接的倾斜部以及与所述倾斜部倾斜连接且平行于所述辐射元件的延伸部。

所述辐射元件包括与所述接地区平行的第一部分以及从靠近所述地耦合元件的一端朝向所述接地区延伸的弯折部。

本实用新型的另一目的在于提供一种无线通讯设备，包括壳体以及设置于壳体内的通讯模块；所述通讯模块包括电路板、上述的天线模块，以及与所述天线模块耦接的射频模组；所述天线模块的接地区设于所述电路板上靠近一侧边缘，所述天线模块的辐射元件、短路线、馈电线和地耦合元件均设于所述接地区与所述电路板的一侧边缘之间；所述射频模组与所述天线模块的馈电线耦接，用于激发所述天线模块。

所述无线通讯设备还包括设于所述壳体内且与所述通讯模块电性连接的电源模块。

所述接地区远离所述地耦合元件的一侧向上延伸，用于电性连接一LED灯组件。

所述短路线平行于所述辐射元件并与所述接地区连接。

本实用新型提供的天线模块相对于现有技术的有益效果在于，由于增加了一从接地区延伸而出的地耦合元件，地耦合元件与辐射元件、短路线和馈电线均分开设置，当天线模块谐振时，地耦合元件与辐射元件之间形成耦合场效应，使得辐射元件以垂直方式向外辐射能量，最强辐射面改变，应用于无线通讯设备，能够满足辐射水平面的要求。

附图说明

图1是现有无线通讯模块中的辐射水平面要求示意图；

图2是现有倒F型天线的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的天线模块的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的无线通讯设备的结构分解示意图；

图5是本实用新型实施例提供的无线通讯设备的通讯模块的示意图；

图中标记的含义为：

天线模块10，接地区1，辐射元件2，第一部分21，弯折部22，短路线3，馈电线4，地耦合元件5，垂直部51，倾斜部52，延伸部53；

无线通讯设备100，壳体90，上盖91，下盖92，通讯模块80，射频模组81，电路板82，电源模块70，LED灯组件60。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本实用新型所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请参阅图2，本实用新型提供一种天线模块10，包括一接地区1、与所述接地区1平行的辐射元件2、耦接于所述辐射元件2与所述接地区1之间的短路线3和馈电线4，以及从所述接地区1延伸并与所述辐射元件2、短路线3和馈电线4均分开设置的地耦合元件5。

本实用新型实施例提供的天线模块10，增加了一从接地区1延伸而出且与辐射元件2、短路线3和馈电线4均分开设置的地耦合元件5，当天线模块10谐振时，地耦合元件5与辐射元件2之间形成耦合场效应，使得辐射元件2以垂直方式向外(Z轴方向)辐射能量，最强辐射面变为XOZ平面，应用于无线通讯设备100，能够满足辐射水平面的要求。

具体地，请参阅图2，辐射元件2、短路线3、馈电线4均为矩形金属微带线。短路线3连接辐射元件2的一端与接地区1，地耦合元件5位于与短路线3相对的另一侧，即与辐射元件2上远离短路线3的一侧相耦合。

地耦合元件5的高度接近辐射元件2相对于接地区1的高度，可以稍大于辐射元件2相对于接地区1的高度，也可以等于辐射元件2相对于接地区1的高度。地耦合元件5的有效总长度决定耦合作用的大小，在本实施例中，地耦合元件5走弯折形状以增加其有效总长度。具体地，地耦合元件5包括从接地区1垂直延伸的垂直部51、与垂直部51倾斜连接的倾斜部52以及与倾斜部52倾斜连接且平行于辐射元件2的延伸部53。

进一步地，如图2所示，辐射元件2包括与接地区1平行的第一部分21以及从第一部分21上靠近地耦合元件5的一侧末端朝向接地区1弯折的弯折部22。该方案是为了配合天线模块10所在的电路板82的长度以及天下模块所工作的频段而设置。地耦合元件5的总体弯折形状占用了一部分电路板82的宽度，当电路板82的宽度不足以在天线模块10的另一侧为地耦合元件5预留出足够空间时，可以将辐射元件2朝向接地区1弯折以保证天线模块10的有效长度。图2中，天线模块10的总有效长度为馈电线4的高度、辐射元件2中平行于接地区1的第一部分21的长度以及辐射元件2中朝向接地区1延伸的弯折部22的长度的三者之和。

本实用新型还提供一种无线通讯设备100，包括壳体90，以及设置于壳体90内的通讯模块80和电源模块70。在本实施例中，无线通讯设备100可以是一种无线插头。无线插头的辐射水平面要求为垂直于无线插头的上表面的平面，图4中的XOZ面。

具体地，通讯模块80包括电路板82、上述的天线模块10，以及与天线模块10耦接的射频模组81；天线模块10的接地区1由电路板82上的铺铜区形成，铺铜区也即接地区1设于电路板82上靠近一侧边缘，天线模块10的辐射元件2、短路线3、馈电线4和地耦合元件5均设于接地区1与电路板82的一侧边缘之间，射频模组81与天线模块10的馈电线4耦接，用于激发天线模块10。应用本实用新型的天线模块10，能够使得最强辐射面改变为XOZ平面，满足了无线通讯设备100的辐射水平面要求。

无线通讯设备100上还设有LED灯组件60，LED灯组件60电性连接于铺铜区上远离地耦合元件5的另一侧，铺铜区上远离地耦合元件5的另一侧向上延伸，以使LED灯组件60接地。如图2所示，短路线3与馈电线4不再平行设置，天线模块10的形状也不呈倒F型，短路线3与辐射元件2相平行地连接于接地区1，这与倒F型天线模块10的实质相同。

该无线插头适用于WIFI协议2.4G频段，波长120mm。天线模块10的辐射元件2的第一部分21和弯折部22以及馈电线4的长度之和为四分之一波长，约为30mm，在电路板82上保证了天线模块10的有效总长度和地耦合元件5足够的设置空间。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天线模块，其特征在于，包括一接地区、与所述接地区平行的辐射元件、耦接于所述辐射元件与所述接地区之间的短路线和馈电线，以及从所述接地区延伸并与所述辐射元件、短路线和馈电线均分开设置的地耦合元件。

2.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述地耦合元件设置于所述辐射元件远离所述短路线的一侧。

3.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述辐射元件为矩形微带金属线。

4.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述地耦合元件的高度大于或等于所述辐射元件相对于所述接地区的高度。

5.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述地耦合元件包括从所述接地区垂直延伸的垂直部、与所述垂直部倾斜连接的倾斜部以及与所述倾斜部倾斜连接且平行于所述辐射元件的延伸部。

6.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述辐射元件包括与所述接地区平行的第一部分以及从靠近所述地耦合元件的一端朝向所述接地区延伸的弯折部。

7.一种无线通讯设备，其特征在于，包括壳体以及设置于壳体内的通讯模块；所述通讯模块包括电路板、权利要求1至6中任一项所述的天线模块，以及与所述天线模块耦接的射频模组；所述天线模块的接地区设于所述电路板上靠近一侧边缘，所述天线模块的辐射元件、短路线、馈电线和地耦合元件均设于所述接地区与所述电路板的一侧边缘之间；所述射频模组与所述天线模块的馈电线耦接，用于激发所述天线模块。

8.如权利要求7所述的无线通讯设备，其特征在于，所述无线通讯设备还包括设于所述壳体内且与所述通讯模块电性连接的电源模块。

9.如权利要求7所述的无线通讯设备，其特征在于，所述接地区远离所述地耦合元件的一侧向上延伸，用于电性连接一LED灯组件。

10.如权利要求9所述的无线通讯设备，其特征在于，所述短路线平行于所述辐射元件并与所述接地区连接。