CN212968062U - 一种天线组件、手表及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种天线组件、手表及电子设备，该天线组件包括基板；所述基板的第一侧设有与所述基板连接的第一天线单元；所述基板的第二侧设有净空区和与所述基板连接的第二天线单元，所述净空区内设有与所述基板连接的第三天线单元，所述第一侧与所述第二侧为相对的两侧。本公开对第一天线单元、第二天线单元及第三天线单元的位置进行了合理布局，减小各天线单元的互耦，降低了各天线单元之间的相互干扰，保证了通信质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信技术领域，特别涉及一种天线组件、手表及电子设备。
背景技术
为满足用户日益增加的需求，电子设备要集成越来越多的通信单元。任何一个通信单元都需要与其相匹配的对应工作频率的天线，例如，导航通信单元通过连接GPS(Global Positioning System，全球定位系统)天线以接收卫星信号；蓝牙通信单元实现数据传输也需要相应工作频段的天线。但是，由于电子设备的尺寸限制，各通信单元的天线过于接近会引起信号件的相互干扰，从而影响了通信质量。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种天线组件、手表及电子设备，以解决由于电子设备的尺寸限制，各通信单元的天线过于接近会引起信号件的相互干扰，从而影响了通信质量的问题。
第一方面，根据本实用新型的实施例，提供了一种天线组件，包括基板；
所述基板的第一侧设有与所述基板连接的第一天线单元；
所述基板的第二侧设有净空区和与所述基板连接的第二天线单元，
所述净空区内设有与所述基板连接的第三天线单元，所述第一侧与所述第二侧为相对的两侧。
具体地，所述第一天线单元包括天线辐射体以及平行设在天线辐射体与所述基板之间的第一馈电部和接地部；
所述天线辐射体包括本体，所述本体沿长度方向依次连接有第一分支、第二分支及第三分支；
所述第一分支和第三分支均包括沿第一方向延伸的第一辐射部，所述第一辐射部的末端向靠近所述第二分支的方向弯折，形成连接部；所述连接部的末端向靠近所述本体的方向弯折，形成第二辐射部，且所述第二辐射部平行于所述第一辐射部；
所述第二分支为沿所述第一方向延伸的第三辐射部，所述第一方向为与所述本体长度方向相垂直的方向。
具体地，所述天线组件还包括射频连接组件，所述第二天线单元为GPS天线，所述GPS天线包括陶瓷介质基体和导电体，所述陶瓷介质基体的第一表面覆盖有第一金属层，所述陶瓷介质基体的第二表面覆盖有第二金属层，所述第一表面和第二表面为相对的两个表面；
所述导电体从所述第一表面伸入至所述陶瓷介质基体内，并从所述第二表面穿出所述陶瓷介质基体；
所述第二金属层和所述导电体通过所述射频连接组件与所述基板连接。
具体地，所述射频连接组件包括一端连接有IPEX接头的同轴线及设置在所述基板上的IPEX座；
所述同轴线的另一端的外层金属层与所述第二金属层连接，所述同轴线的另一端的金属内芯与所述导电体连接；
所述IPEX接头与所述IPEX座相扣连接。
具体地，所述第三天线单元为蓝牙天线，所述蓝牙天线为多层陶瓷天线，所述多层陶瓷天线与设置在所述基板上的第二馈电部连接。
具体地，所述多层陶瓷天线包括陶瓷体，所述陶瓷体的两端分别设有第一焊盘和第二焊盘；从第一焊盘向所述第二焊盘的方向与所述第一方向相垂直。
具体地，所述净空区位于所述第二侧的上部，所述第二侧还开设有位于所述净空区下方的缺口，所述第二天线单元位于所述缺口内。
具体地，所述第二天线单元超出所述基板的安装面的高度小于所述第一天线单元超出所述基板的安装面的高度，所述基板的安装面为所述基板上用于连接所述第一天线单元的贴装表面。
第二方面，根据本实用新型的实施例，提供了一种手表，包括上述的天线组件、壳体和电源，所述天线组件和电源安装在所述壳体内。
具体地，所述天线组件位于所述电源的上面。
第三方面，根据本实用新型的实施例，提供了一种电子设备，包括上述的天线组件。
本实用新型实施例提供了一种天线组件、手表及电子设备，对第一天线单元、第二天线单元及第三天线单元的位置进行了合理布局，减小各天线单元的互耦，降低了各天线单元之间的相互干扰，保证了通信质量。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
图1为本实用新型实施例提供的一种天线组件的结构图；
图2为第一天线单元的立体图；
图3为第二天线单元的立体图；
图4为射频连接组件的结构图；
图5为第三天线单元的结构图；
图6为第一天线单元的S11曲线图；
图7为第二天线单元的S22曲线图；
图8为第一天线单元和第二天线单元的S21曲线图；
图9为第一天线单元在900MHz的3D方向图；
图10为第二天线单元在1800MHz的3D方向图；
图11为本实用新型实施例提供的一种手表的结构图。
其中，1-基板，101-第一侧，102-第二侧，2-第一天线单元，201-第一馈电部，202-接地部，203-第一分支，2031-第一辐射部，2032-连接部，2033-第二辐射部，204-第二分支，205-第三分支，206-本体，3-第二天线单元，301-陶瓷介质基体，3011-第一表面，3012-第二表面，302-第一金属层，303-第二金属层，304-导电体，4-第三天线单元，401-陶瓷体，402-第一焊盘，403-第二焊盘，5-净空区，6-第二馈电部，7-缺口，8-射频连接组件，801-IPEX座，802-同轴线，803-IPEX接头，9-电源。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
第一方面，如图1所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种天线组件，包括基板1；基板1的第一侧101设有与基板1连接的第一天线单元2；基板1的第二侧102设有净空区5和与基板1连接的第二天线单元3，净空区5内设有与基板1连接的第三天线单元4，第一侧101与第二侧102为相对的两侧。
其中，基板1的材质可为双马来酰亚胺三嗪树脂或玻璃纤维强化氧树脂制成的印刷电路板，也可以为聚酰亚胺制成的可挠性薄片基板1，甚至可整合于电路的一部分，以减少所占据的空间。
第一天线单元2、第二天线单元3和第三天线单元4分别对应不同的工作频率，以实现不同的功能。例如，第一天线单元2为GSM(Global System for Mobile Communication，全球移动通信系统)天线，工作频率为890-960MHz/1710-1880MHz；第二天线单元3为GPS天线，工作频率为1575.42MHz；第三天线单元4为蓝牙天线，工作频率为2.4-2.5GHz。当然，第一天线单元2、第二天线单元3和第三天线单元4还可以采对应其他不同的工作频率来实现相应的功能，本实施例不做严格限定。
第一天线单元2、第二天线单元3和第三天线单元4可以分布在基板1的不同的表面上，例如，第一天线单元2分布和第三天线单元4配置在基板1的同一表面，第二天线单元3配置在与第一天线单元2分布和第三天线单元4所在表面相背的一表面，当然，也可将第一天线单元2、第二天线单元3和第三天线单元4设置在基板1的同一表面，这样可降低天线组件的整体高度，减小在高度方向的占用空间。
第一侧101和第二侧102为相对的两侧，相对的两侧可以为基板1的左侧和右侧，也可为基板1的上侧和下侧。将各不同的天线单元分别设置在相对的两侧，这样可在有限的空间内增加各天线单元的距离，从而减小各天线单元的互耦，降低了各天线单元之间的相互干扰，保证了通信质量。
本实施例提供了一种天线组件，对第一天线单元2、第二天线单元3及第三天线单元4的位置进行了合理布局，降低了各天线单元之间的相互干扰，保证了通信质量。
在上述实施例中，如图2所示，第一天线单元2包括天线辐射体以及平行设在天线辐射体与基板1之间的第一馈电部201和接地部202；天线辐射体包括本体206，本体206沿长度方向依次连接有第一分支203、第二分支204及第三分支205；第一分支203和第三分支205均包括沿第一方向延伸的第一辐射部2031，第一辐射部2031的末端向靠近第二分支204的方向弯折，形成连接部2032；连接部2032的末端向靠近本体206的方向弯折，形成第二辐射部2033，且第二辐射部2033平行于第一辐射部2031；第二分支204为沿第一方向延伸的第三辐射部，第一方向为与本体206长度方向相垂直的方向。
其中，第一天线单元2可采用银、铝、铁、锌或金属合金等导电材料制成，优选使用损耗低的导电材料，如铜或银。
第一馈电部201和接地部202的宽度和距离共同决定天线阻抗值，即通过调节第一馈电部201和接地部202的宽度和距离，得到匹配阻抗值；连接部2032的电长度决定天线低频段，即连接部2032的长度越长，天线的工作频点越低；调节第一分支203的连接部2032与第二分支204的连接部2032的长度差，可以调节带宽；第二分支204的电长度决定天线高频段，即第二分支204的电长度越短，天线工作频点越高。
在一种应用场景中，该第一天线单元2作为GSM天线，通过上述调节方式，GSM天线的低频段为890MHz-960MHz频段，高频段为1710MHz-1880MHz频段，并且利用仿真软件进行仿真，得到如图6所示的S11曲线图及如图9所示的在900MHz的3D方向图。
在上述实施例中，如图3所示，天线组件还包括射频连接组件，第二天线单元3为GPS天线，GPS天线包括陶瓷介质基体301和导电体304，陶瓷介质基体301的第一表面3011覆盖有第一金属层302，陶瓷介质基体301的第二表面3012覆盖有第二金属层302，第一表面3011和第二表面3012为相对的两个表面；导电体304从第一表面3011伸入至陶瓷介质基体301内，并从第二表面3012穿出陶瓷介质基体301；第二金属层302和导电体304通过射频连接组件与基板1连接。
其中，如图1、图3和图4所示，射频连接组件8包括一端连接有IPEX接头803的同轴线802及设置在基板1上的IPEX座801；同轴线802的另一端的外层金属层与第二金属层302连接，同轴线802的另一端的金属内芯与导电体304连接；IPEX接头803与IPEX座801相扣连接。导电体304可为金属柱。
陶瓷介质基体301的介电常数高于基板1的介电常数，从而可有效减小GPS天线的尺寸。并且陶瓷介质基体301的介电常数及第一金属层302的面积决定天线工作频点，即介电常数越大，天线工作频点越低，第一金属层302面积越大，天线工作频点越低；通过调整第一金属层302的长宽比来调整天线阻抗值，以得到匹配阻抗。在本实施例中，通过上述调整方式，可使GPS天线的工作频率为1575.42MHz，并且利用仿真软件进行仿真，得到如图7所示的S11曲线图及如图10所示的在900MHz的3D方向图。进一步地，针对第一天线单元2和第二天线单元3同时利用仿真软件进行仿真，得到如图8所示的S21曲线图。
在上述实施例中，如图1所示，第三天线单元4为蓝牙天线，蓝牙天线为多层陶瓷天线，多层陶瓷天线与设置在基板1上的第二馈电部6连接。
多层陶瓷天线相对于整块陶瓷体一次烧结完成后再将天线的金属部分分印在该陶瓷块相比，具有更小的尺寸，从而可以有效减小蓝牙天线的尺寸，这样不仅降低对净空区5的面积的要求，而且可进一步提高第三天线单元4与第一天线单元2及第二天线单元3之间的距离，从而进一步减小互耦，降低相互干扰，提高了通信质量。
在上述实施例中，如图5所示，多层陶瓷天线包括陶瓷体401，陶瓷体401的两端分别设有第一焊盘402和第二焊盘403；从第一焊盘402向第二焊盘403的方向与第一方向相垂直。
其中，陶瓷体401采用低温共烧，将多层陶瓷带迭压对位后再以高温烧结，天线的金属导体可以根据设计需要印在每一层陶瓷带上。
第一焊盘402与第二馈电部6焊接在一起，从第一焊盘402向第二焊盘403的方向即为该多层陶瓷天线的主电流方向，第一方向为第一天线单元2的主电流方向，这样将两个天线的主流电流方向垂直设置，增加了两个天线的极化隔离度，进一步降低了两个天线的相互干扰。
在上述实施例中，如图1所示，净空区5位于第二侧102的上部，第二侧102还开设有位于净空区5下方的缺口7，第二天线单元3位于缺口7内。
缺口7可用于容置第二天线单元3，这样可以使基板1套在第二天线单元3的外部，从而可降低天线组件的整体高度，降低天线组件的占用空间，更利用电子设备制作的小型化和集成化。净空区5可设置在第二侧102的最上部，即位于第二侧102的上部的转角处。
在上述实施例中，第二天线单元3超出基板1的安装面的高度小于第一天线单元2超出基板1的安装面的高度，基板1的安装面为基板1上用于连接第一天线单元2的贴装表面。
在天线组件该应用于具体的电子设备时，第一天线单元2一般处于电子设备壳体的最上方，第二天线单元3超出基板1的安装面的高度小于第一天线单元2超出基板1的安装面的高度，这样可避免第二单元对电子设备封盖的封装的干扰。
第二方面，根据本实用新型的实施例，如图11所示，提供了一种手表，包括上述的天线组件、壳体和电源9，天线组件和电源9安装在壳体内。其中，电源9可采用充电电池，用于给手表内的各电子器件供电。进一步地，天线组件位于电源9的上面，以降低电源9对基板1上各天线单元的干扰。
需要说明的是，本实施例中所涉及的天线组件可采用上述实施例的天线组件，天线组件的实现和工作原理可参见上述实施例中相应的内容，此处不再赘述。
第三方面，根据本实用新型的实施例，提供了一种电子设备，包括上述的天线组件。
需要说明的是，本实施例中所涉及的天线组件可采用上述实施例的天线组件，具体天线组件的实现和工作原理可参见上述实施例中相应的内容，此处不再赘述。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (11)
1.一种天线组件，其特征在于，包括基板(1)；
所述基板(1)的第一侧(101)设有与所述基板(1)连接的第一天线单元(2)；
所述基板(1)的第二侧(102)设有净空区(5)和与所述基板(1)连接的第二天线单元(3)；
所述净空区(5)内设有与所述基板(1)连接的第三天线单元(4)，所述第一侧(101)与所述第二侧(102)为相对的两侧。
2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述第一天线单元(2)包括天线辐射体以及平行设在天线辐射体与所述基板(1)之间的第一馈电部(201)和接地部(202)；
所述天线辐射体包括本体(206)，所述本体(206)沿长度方向依次连接有第一分支(203)、第二分支(204)及第三分支(205)；
所述第一分支(203)和第三分支(205)均包括沿第一方向延伸的第一辐射部(2031)，所述第一辐射部(2031)的末端向靠近所述第二分支(204)的方向弯折，形成连接部(2032)；所述连接部(2032)的末端向靠近所述本体(206)的方向弯折，形成第二辐射部(2033)，且所述第二辐射部(2033)平行于所述第一辐射部(2031)；
所述第二分支(204)为沿所述第一方向延伸的第三辐射部，所述第一方向为与所述本体(206)长度方向相垂直的方向。
3.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述天线组件还包括射频连接组件(8)，所述第二天线单元(3)为GPS天线，所述GPS天线包括陶瓷介质基体(301)和导电体(304)，所述陶瓷介质基体(301)的第一表面(3011)覆盖有第一金属层(302)，所述陶瓷介质基体(301)的第二表面(3012)覆盖有第二金属层(303)，所述第一表面(3011)和第二表面(3012)为相对的两个表面；
所述导电体(304)从所述第一表面(3011)伸入至所述陶瓷介质基体(301)内，并从所述第二表面(3012)穿出所述陶瓷介质基体(301)；
所述第二金属层(303)和所述导电体(304)通过所述射频连接组件(8)与所述基板(1)连接。
4.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，所述射频连接组件(8)包括一端连接有IPEX接头(803)的同轴线(802)及设置在所述基板(1)上的IPEX座(801)；
所述同轴线(802)的另一端的外层金属层与所述第二金属层(303)连接，所述同轴线(802)的另一端的金属内芯与所述导电体(304)连接；
所述IPEX接头(803)与所述IPEX座(801)相扣连接。
5.根据权利要求2所述的天线组件，其特征在于，所述第三天线单元(4)为蓝牙天线，所述蓝牙天线为多层陶瓷天线，所述多层陶瓷天线与设置在所述基板(1)上的第二馈电部(6)连接。
6.根据权利要求5所述的天线组件，其特征在于，所述多层陶瓷天线包括陶瓷体(401)，所述陶瓷体(401)的两端分别设有第一焊盘(402)和第二焊盘(403)；从第一焊盘(402)向所述第二焊盘(403)的方向与所述第一方向相垂直。
7.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述净空区(5)位于所述第二侧(102)的上部，所述第二侧(102)还开设有位于所述净空区(5)下方的缺口(7)，所述第二天线单元(3)位于所述缺口(7)内。
8.根据权利要求7所述的天线组件，其特征在于，所述第二天线单元(3)超出所述基板(1)的安装面的高度小于所述第一天线单元(2)超出所述基板(1)的安装面的高度，所述基板(1)的安装面为所述基板(1)上用于连接所述第一天线单元(2)的贴装表面。
9.一种手表，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的天线组件、壳体和电源(9)，所述天线组件和电源(9)安装在所述壳体内。
10.根据权利要求9所述的手表，其特征在于，所述天线组件位于所述电源(9)的上面。
11.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的天线组件。
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2020
- 2020-07-16 CN CN202021408060.4U patent/CN212968062U/zh active Active
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: An antenna assembly, watch and electronic equipment Effective date of registration: 20230201 Granted publication date: 20210413 Pledgee: China Construction Bank Corporation Beijing Anhua Sub-branch Pledgor: Tsingoal(Beijing) Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023990000098 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20210413 Pledgee: China Construction Bank Corporation Beijing Anhua Sub-branch Pledgor: Tsingoal(Beijing) Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023990000098 |