CN213989196U - 天线组件和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种天线组件和电子设备，涉及天线技术领域，天线组件包括：框体；主板，主板设置于框体上，主板上具有射频电路；天线模块和传输模块，天线模块设置于主板背离框体的一侧，天线模块与射频电路间隔设置，天线模块通过传输模块与主板连接，传输模块分别与射频电路和天线模块电连接。在本申请的天线组件中，将天线模块与射频电路间隔设置，将传输模块与天线模块分开设置便于天线的布置，射频电路和天线模块通过传输模块电连接，射频电路发射的信号通过传输模块传输至天线模块，可以根据实际情况布置天线，避免由于天线的布置导致的天线性能降低的问题。

Description

天线组件和电子设备

技术领域

本申请属于天线技术领域，具体涉及一种天线组件和电子设备。

背景技术

天线在移动终端上的应用较为广泛，但是现有天线与射频电路集成在一起，天线的布局受到限制，难以根据实际的天线环境去调整天线布局和性能，导致天线性能降低。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种天线组件和电子设备，用以解决现有天线与射频电路集成在一起，天线的布局受到限制，导致天线性能降低的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种天线组件，包括：

框体；

主板，所述主板设置于所述框体上，所述主板上具有射频电路；

天线模块和传输模块，所述天线模块设置于所述主板背离所述框体的一侧，所述天线模块与所述射频电路间隔设置，所述天线模块通过所述传输模块与所述主板连接，所述传输模块分别与所述射频电路和所述天线模块电连接。

其中，所述传输模块包括：

第一微带线和第一探针，所述第一微带线的第一端与所述射频电路电连接，所述第一微带线的第二端与所述第一探针的第一端连接；

第二微带线和第二探针，所述第二微带线的第一端与所述天线模块连接，所述第二微带线的第二端与所述第二探针的第一端连接；

所述传输模块上具有腔室，所述腔室的内壁具有金属层，所述腔室的侧壁设有与所述腔室连通的第一通孔和第二通孔，所述第一探针的第二端穿过所述第一通孔且至少部分位于所述腔室中，所述第二探针的第二端穿过所述第二通孔且至少部分位于所述腔室中。

其中，所述传输模块包括盖板，所述盖板设置于所述主板的远离所述框体的一侧，所述腔室包括第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一腔室与所述第二腔室分别与所述第三腔室连通，所述第一腔室设置于所述框体上，所述第二腔室设置于所述盖板上，所述第三腔室设置于所述主板上，所述第一通孔与所述第二通孔位于所述第三腔室的侧壁上。

其中，所述第一探针与所述第一腔室的内底壁平行且间隔，所述第二探针与所述第二腔室的内底壁平行且间隔。

其中，所述第一探针与所述第一腔室的内底壁之间的距离为λg/4，所述第二探针与所述第二腔室的内底壁之间的距离为λg/4，其中，λg为工作频段的信号在所述腔室内的介质中的波长。

其中，还包括：

壳体，所述壳体与所述框体连接，且所述主板位于所述壳体与所述框体之间，所述天线模块与所述壳体间隔设置，所述盖板设置于所述壳体上。

其中，所述第一探针和所述第二探针分别和所述腔室中的射频信号的传输方向垂直；或者

所述第一探针和所述第二探针分别和所述腔室中的射频信号的传输方向平行。

其中，所述天线模块与所述主板间隔设置。

其中，所述天线模块包括：

至少一个天线阵元；

馈电结构，所述馈电结构与所述天线阵元电连接，所述馈电结构与所述传输模块电连接。

其中，所述天线组件还包括：

壳体，所述壳体与所述框体连接，所述主板位于所述壳体与所述框体之间，所述天线阵元位于所述壳体上远离所述主板的一侧；或者

显示屏，所述显示屏与所述框体连接，所述天线阵元位于所述显示屏上。

第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括上述实施例中的天线组件。

根据本申请实施例的天线组件，包括：框体；主板，所述主板设置于所述框体上，所述主板上具有射频电路；天线模块和传输模块，所述天线模块设置于所述主板背离所述框体的一侧，所述天线模块与所述射频电路间隔设置，所述天线模块通过所述传输模块与所述主板连接，所述传输模块分别与所述射频电路和所述天线模块电连接。在本申请的天线组件中，将所述天线模块与所述射频电路间隔设置，将传输模块与天线模块分开设置便于天线的布置，所述射频电路和所述天线模块通过所述传输模块电连接，射频电路发射的信号通过传输模块传输至所述天线模块，可以根据实际情况布置天线，避免由于天线的布置导致的天线性能降低的问题。

附图说明

图1为本申请实施例中天线组件的一个结构示意图；

图2为本申请实施例中天线组件的另一个结构示意图；

图3为本申请实施例中天线阵元与馈电结构的一个连接示意图；

图4为本申请实施例中探针的一个布置示意图；

图5为本申请实施例中探针与腔室之间的一个配合示意图；

图6为本申请实施例中盖板与壳体之间的一个配合示意图；

图7为本申请实施例中微带线馈入端口的一个示意图；

图8为馈入端口回波损耗的一个曲线示意图；

图9为本申请实施例中探针与腔室之间的另一个配合示意图；

图10为本申请实施例中探针与腔室之间的又一个配合示意图；

图11为本申请实施例中探针与腔室之间的又一个配合示意图；

图12为本申请实施例中天线组件的又一个结构示意图；

图13为本申请实施例中天线组件的又一个结构示意图；

图14为本申请实施例中天线阵元与馈电结构的另一个连接示意图；

图15为本申请实施例中天线阵元在壳体上的一个分布示意图；

图16为本申请实施例中天线模块的一个布置结构示意图。

附图标记

框体10；

主板20；射频电路21；

天线模块30；第一探针31；第二探针32；

传输模块40；第一腔室41；第二腔室42；第三腔室43；盖板44；

壳体50；

天线阵元60；馈电结构61；参考地62；

介质63；微带线64；激励单元65。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不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，以便本申请的实施例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，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图1至图16，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的天线组件进行详细地说明。

如图1至图7、图9至图16所示，本申请实施例中的天线组件包括框体10、主板20、天线模块30和传输模块40，其中，主板20设置于框体10上，主板20上具有射频电路21，通过射频电路21可以发射射频信号，射频电路21可以与主板20电连接，通过主板20可以控制射频电路21；天线模块30设置于主板20背离框体10的一侧，天线模块30与射频电路21间隔设置，天线模块30通过传输模块40与主板20连接，传输模块40分别与射频电路21和天线模块30电连接，射频电路21发射的信号可以通过传输模块40传输至天线模块30，进而通过天线模块30进行辐射。在本申请的天线组件中，将天线模块30与射频电路21间隔设置，将传输模块40与天线模块30分开设置便于天线的布置，射频电路21和天线模块30通过传输模块40电连接，射频电路21发射的信号通过传输模块40传输至天线模块30，可以根据实际情况布置天线，避免由于天线的布置导致的天线性能降低的问题。

在应用过程中，本申请中的天线组件极大的提高了天线设计的灵活性，可大幅减少天线罩(即移动终端的壳体)带来的损耗以及避免对天线方向图造成的畸变，进而整体提升天线的增益、效率、波束扫描角宽度以及减少天线对移动终端结构及位置的限制。把射频电路和天线模块30分开，使得天线不再是一个标准件，而是可以根据移动终端的需求进行调整优化，天线布局可以更加灵活，比如设置在人手不容易遮盖的地方或者电池仓上方，可以放置在更大的结构空间上提高天线辐射效率，也可以与终端外框共形设计减少外框带来的损耗及方向图畸变。

在一些实施例中，如图4至图5所示，传输模块40包括第一微带线、第一探针31、第二微带线和第二探针32，其中，第一微带线的第一端与射频电路21电连接，第一微带线的第二端与第一探针31的第一端连接，第二微带线的第一端与天线模块30连接，第二微带线的第二端与第二探针32的第一端连接；传输模块40上具有腔室，腔室可以为柱状，腔室的内壁具有金属层，以便形成波导结构，有利于信号在腔室中传输，腔室的侧壁设有与腔室连通的第一通孔和第二通孔，第一探针31的第二端穿过第一通孔且至少部分位于腔室中，第二探针32的第二端穿过第二通孔且至少部分位于腔室中，第一探针31与第二探针32耦合。射频电路21发射的信号可以经过第一微带线、第一探针31传输至腔室中，经过腔室后从第二探针32、第二微带线传输至天线模块30，信号经过天线模块30辐射。通过微带线、探针以及内壁具有金属层的腔室之间的配合构成微带线转波导及波导转微带传输线的传输模块结构，射频信号经过传输模块40的传输在传输通路上的损耗低，占用的结构空间不大。

在本申请的实施例中，如图4至图6、图9至图11所示，传输模块40包括盖板44，盖板44设置于主板20的远离框体10的一侧，腔室包括第一腔室41、第二腔室42和第三腔室43，第一腔室41、第二腔室42和第三腔室43的内壁可以具有金属层，以便构成波导结构，第一腔室41与第二腔室42分别与第三腔室43连通，比如腔室为柱状，第一腔室41、第二腔室42和第三腔室43的轴线可以共线，腔室的轴线可以垂直于主板20。第一腔室41、第二腔室42和第三腔室43的内壁之间需要保证良好导通，以形成两端闭合的波导，只是设有第一通孔与第二通孔以便伸入探针进行耦合。第一腔室41可以设置于框体10上，框体10可以为金属件，第二腔室42可以设置于盖板44上，第三腔室43可以设置于主板20上，第一通孔与第二通孔位于第三腔室43的侧壁上，便于通过微带线、探针以及内壁具有金属层的腔室之间的配合构成微带线转波导及波导转微带传输线的传输模块结构，降低传输通路上的损耗。

在一些实施例中，如图4所示，第一探针31与第一腔室41的内底壁平行且间隔，第二探针32与第二腔室42的内底壁平行且间隔，有利于第一探针31与第二探针32位于腔室中的部分可以耦合，有利于信号的传输，降低损耗，提高天线的辐射性能。其中，第一探针31与第一腔室41的内底壁之间的距离以及第二探针32与第二腔室42的内底壁之间的距离可以根据实际情况合理选择。可选地，第一探针31与第一腔室41的内底壁之间的距离为λg/4，第二探针32与第二腔室42的内底壁之间的距离为λg/4，其中，λg为工作频段的信号在腔室内的介质中的波长，有利于信号的传输，降低损耗。

以一个工作频段中心频率为27.65GHz传输模块为例，在装配过程中保证第一腔室41、第二腔室42和第三腔室43的迁移波导金属壁接触良好且表面光滑无断差，主板20上射频电路21馈入第一微带线的位置为端口a，第二微带线馈入天线模块的位置为端口b，具体位置可以图7所示。仿真其S参数，具体如图8，点1的坐标值为(27.65，-44.426)，点3的坐标值为(27.65，-49.985)，点2的坐标值为(27.65，-0.45423)，两个端口a和b的回波损耗可达-40dB以下，且插损只有0.5dB左右，对于毫米波段传输线损耗较小。

在一些实施例中，第一探针31与第一腔室41的内底壁垂直，第二探针32与第二腔室42的内底壁垂直，第一探针31与第二探针32间隔设置，有利于第一探针31与第二探针32位于腔室中的部分可以耦合，有利于信号的传输，降低损耗。

在一些实施例中，天线组件还可以包括：壳体50，壳体50与框体10连接，壳体50与框体10可以拆卸地连接，且主板20位于壳体50与框体10之间，天线模块与壳体50间隔设置，降低壳体50对天线性能的影响，盖板44设置于壳体50上，盖板44与壳体50可以一体成型，使得第二腔室42可以设置于壳体50上，简单方便，减少结构空间占用。

在一些实施例中，第一探针31和第二探针32分别和腔室中的射频信号的传输方向垂直；或者，第一探针31和第二探针32分别和腔室中的射频信号的传输方向平行，具体可以根据实际的应用场景合理设置，增加天线布置设计的灵活性。

在一些实施例中，天线模块30与主板20间隔设置，具体的间隔距离可以根据实际选择，避免主板20对天线模块带来影响。

在本申请的实施例中，如图13所示，天线模块30包括至少一个天线阵元60和馈电结构61，其中，馈电结构61与天线阵元60电连接，馈电结构61与传输模块40电连接。在应用过程中，天线组件可以包括多个天线模块30，多个天线模块30可以共用一个射频电路21，天线模块30可以根据需要布置在不同的位置，可实现多场景应用覆盖，不需额外增加一套射频电路，更容易实现极化正交隔离，提高多天线间隔离度。

可选地，如图16所示，天线模块30可以由两个或两个以上微带天线阵元60及馈电结构组成，微带天线阵元60可以是由圆形、矩形等任意形状的金属片及其参考地62组成，如图14所示，馈电结构是由若干用于连接微带天线阵元60的微带传输线组成，微带天线阵元60中的金属片、馈电结构61与参考地62之间可以用介质63填充支撑，天线模块30可以与壳体50装配在一起，保证天线模块30与壳体50(天线罩)之间的距离稳定，可以减少移动终端装配时带来的天线一致性问题，且天线与壳体(天线罩)距离较近，可以提高天线罩透波率。馈电结构61可以包括微带线64和激励单元65，激励单元65通过微带线64连接，激励单元65可以与天线阵元60连接。

在本申请的实施例中，天线组件还包括：壳体50，壳体50与框体10连接，主板20位于壳体50与框体10之间，如图12和图15所示，天线阵元60位于壳体50上远离主板20的一侧，减小壳体50对天线性能的影响。在实际应用中，可以通过形状设计或者喷漆遮盖等方式遮挡壳体50上的天线阵元60。或者，天线组件还包括：显示屏，显示屏与框体10连接，天线阵元60位于显示屏上，减小壳体50对天线性能的影响，提高天线的辐射性能。通过馈电结构61中的激励单元65与天线阵元60耦合馈电进行激励，壳体材质损耗参数不要过大，基本不会对天线性能造成较大影响。

本申请中的上述实施例中主要介绍E面探针方案，即微带平面与波导中波传播方向垂直。另外，微带-波导转换结构的实现方式还可以有多种实现方式，比如波导微带鳍线过渡结构、探针过渡阻抗渐变结构、H面探针(微带平面与波导中波传播方向平行。在实际运用中，为了最大利用空间，波导结构可以与其它结构件共形设计，具体可以根据实际的情况合理选择。

本申请实施例提供一种电子设备，包括上述实施例中的天线组件。具有上述实施例中天线组件的电子设备，便于天线的布置，避免由于天线的布置导致的天线性能降低的问题。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (11)

1.一种天线组件，其特征在于，包括：

框体；

主板，所述主板设置于所述框体上，所述主板上具有射频电路；

天线模块和传输模块，所述天线模块设置于所述主板背离所述框体的一侧，所述天线模块与所述射频电路间隔设置，所述天线模块通过所述传输模块与所述主板连接，所述传输模块分别与所述射频电路和所述天线模块电连接。

2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述传输模块包括：

第一微带线和第一探针，所述第一微带线的第一端与所述射频电路电连接，所述第一微带线的第二端与所述第一探针的第一端连接；

第二微带线和第二探针，所述第二微带线的第一端与所述天线模块连接，所述第二微带线的第二端与所述第二探针的第一端连接；

所述传输模块上具有腔室，所述腔室的内壁具有金属层，所述腔室的侧壁设有与所述腔室连通的第一通孔和第二通孔，所述第一探针的第二端穿过所述第一通孔且至少部分位于所述腔室中，所述第二探针的第二端穿过所述第二通孔且至少部分位于所述腔室中。

3.根据权利要求2所述的天线组件，其特征在于，所述传输模块包括盖板，所述盖板设置于所述主板的远离所述框体的一侧，所述腔室包括第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一腔室与所述第二腔室分别与所述第三腔室连通，所述第一腔室设置于所述框体上，所述第二腔室设置于所述盖板上，所述第三腔室设置于所述主板上，所述第一通孔与所述第二通孔位于所述第三腔室的侧壁上。

4.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，所述第一探针与所述第一腔室的内底壁平行且间隔，所述第二探针与所述第二腔室的内底壁平行且间隔。

5.根据权利要求4所述的天线组件，其特征在于，所述第一探针与所述第一腔室的内底壁之间的距离为λg/4，所述第二探针与所述第二腔室的内底壁之间的距离为λg/4，其中，λg为工作频段的信号在所述腔室内的介质中的波长。

6.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，还包括：

壳体，所述壳体与所述框体连接，且所述主板位于所述壳体与所述框体之间，所述天线模块与所述壳体间隔设置，所述盖板设置于所述壳体上。

7.根据权利要求2所述的天线组件，其特征在于，所述第一探针和所述第二探针分别和所述腔室中的射频信号的传输方向垂直；或者

所述第一探针和所述第二探针分别和所述腔室中的射频信号的传输方向平行。

8.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述天线模块与所述主板间隔设置。

9.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述天线模块包括：

至少一个天线阵元；

馈电结构，所述馈电结构与所述天线阵元电连接，所述馈电结构与所述传输模块电连接。

10.根据权利要求9所述的天线组件，其特征在于，所述天线组件还包括：

壳体，所述壳体与所述框体连接，所述主板位于所述壳体与所述框体之间，所述天线阵元位于所述壳体上远离所述主板的一侧；或者

显示屏，所述显示屏与所述框体连接，所述天线阵元位于所述显示屏上。

11.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-10中任一项所述的天线组件。

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