CN216720291U - 一种天线组件和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种天线组件和电子设备，天线组件包括：介质基板、射频芯片和天线单元，天线单元包括U形馈电枝节、L形寄生枝节以及L形接地枝节，L形寄生枝节可以调节天线单元的高频辐射频率，使得天线单元能够辐射更高频率的信号，U形馈电枝节和L形寄生枝节位于L形接地枝节和净空区域的边界所形成的半封闭区域内，使得L形接地枝节可用来调节天线单元的低频辐射频率，即天线单元既能够辐射低频率的信号，又可以拓展高频的辐射频率，电子设备实现了WiFi 2.4G、5G以及6G频段的覆盖。

Description

一种天线组件和电子设备

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线组件和电子设备。

背景技术

随着无线通信技术的进步，无线通信技术被应用在电子设备中，电子设备中的无线数据传输功能需要天线的支持。

2019年IEEE发布最新的WiFi协议标准802.11ax，即WiFi6，WiFi6同时支持2.4GHz和5GHz频段，2020年初，WiFi联盟宣布将可在6GHz频段运行的WiFi6设备命名为WiFi 6E，将原有频段扩展至5.925GHz～7.125GHz，增添了7个160MHz信道，让无线传输能力大大增强，因此电子设备上的天线要支持WiFi6E必须满足辐射频段覆盖5.9GHz～7.2GHz，连同原本的5.15GHz～5.85GHz及2.4GHz的频段，天线辐射频段需要覆盖高频5.15～7.2GHz及2.4GHz频段，而现有天线的覆盖频段仅覆盖原本的5.15GHz～5.85GHz及2.4GHz，无法辐射更高频段的信号。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于：提供一种天线组件和电子设备，以解决电子设备中天线无法辐射更高频段信号的问题。

为达此目的，本实用新型实施例采用以下技术方案：

第一方面，提供一种天线组件，包括：

介质基板，所述介质基板的第一面设置有接地面以及位于所述接地面中的净空区域；

天线单元，所述天线单元设置在所述净空区域内，所述天线单元包括U形馈电枝节、L形寄生枝节以及L形接地枝节，所述U形馈电枝节的开口朝向所述净空区域的一条边界，所述U形馈电枝节中平行的第一枝节和第二枝节垂直于所述净空区域的边界，所述第一枝节靠近所述边界的一端与所述射频芯片电连接，所述第二枝节连接至所述边界，所述L形寄生枝节的一边与所述第一枝节垂直连接并且位于所述U形馈电枝节外，所述L形寄生枝节的另一边向远离所述边界的方向延伸；

所述L形接地枝节的第一接地枝节与所述边界垂直连接，所述U形馈电枝节和所述L形寄生枝节位于所述L形接地枝节和所述边界所形成的半封闭区域内。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括本体、主板以及第一方面任一项所述的天线组件，所述主板和所述天线组件位于所述本体内，所述主板和所述天线组件通过连接线电连接。

本实用新型实施例的天线组件包括介质基板、射频芯片和天线单元，其中，天线单元包括U形馈电枝节和L形寄生枝节，L形寄生枝节可以调节天线单元的高频辐射频率，使得天线单元能够辐射更高频率的信号，U形馈电枝节和L形寄生枝节位于L形接地枝节和净空区域的边界所形成的半封闭区域内，使得L形接地枝节可用来调节天线单元的低频辐射频率，即天线单元既能够辐射低频率的信号，又可以拓展高频的辐射频率，实现了WiFi 2.4G、5G以及6G频段的覆盖。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例的天线组件的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中天线单元的示意图；

图3为本实用新型实施例的天线的回波损耗示意图；

图4为本实用新型实施例中第一天线单元和第二天线单元的布局示意图之一；

图5为本实用新型实施例中第一天线单元和第二天线单元的布局示意图之二；

图6为隔离槽的布局示意图；

图7为本实用新型实施例中又一天线组件的整体结构示意图；

图8为本实用新型实施例中隔离枝节的布局示意图；

实用新型图中：

1、介质基板；2、接地面；3、净空区域；30、边界；31、第一净空区域；32、第二净空区域；4、第一天线单元；41、U形馈电枝节；411、第一枝节；412、第二枝节；42、L形寄生枝节；421、第三枝节；422、第四枝节；43、L形接地枝节；431、第一接地枝节；432、第二接地枝节；5、第二天线单元；6、射频芯片；7、隔离槽；8、隔离枝节。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，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。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1和图2所示，本实用新型实施例的一种天线组件包括介质基板1、第一天线单元4以及射频芯片6。

其中，介质基板1可以是单层或者多层PCB板，该介质基板1包括第一面以及与第一面相背的第二面，在第一面上可以设置有接地面2以及位于接地面2中的净空区域3，接地面2的铺设面积和净空区域3的位置、大小可以根据实际情况所设定。

射频芯片6可以是WiFi射频芯片，射频芯片6可以调制WiFi 2.4G、5G、6G频段的辐射信号，该射频芯片6可以设置在介质基板1上。

第一天线单元4可以由印刷在介质基板1上的、具有一定形状结构的金属层所组成。如图2所示，在本实用新型实施例中，第一天线单元4设置在净空区域3内，该第一天线单元4可以包括U形馈电枝节41、L形寄生枝节42以及L形接地枝节43。

如图2所示，U形馈电枝节41的开口朝向净空区域3的一条边界30，U形馈电枝节41中平行的第一枝节411和第二枝节412垂直于净空区域3的边界30，第一枝节411靠近边界30的一端作为馈电点A来与射频芯片6电连接，第二枝节412连接至边界30以接地，L形寄生枝节42的第三枝节421与第一枝节411垂直连接并且位于U形馈电枝节41外，L形寄生枝节42的第四枝节422向远离边界30的方向延伸。

L形接地枝节43的第一接地枝节431与边界30垂直连接，第二接地枝节432自第一接地枝节431的一端延伸，以使得U形馈电枝节41和L形寄生枝节42位于L形接地枝节43和边界30所形成的半封闭区域内。

如图2所示，在本实用新型实施例的天线单元中，信号从馈电点A馈入后，馈入电流信号在U形馈电枝节41内形成环形，可以用于调节低频的匹配和谐振频率，通过L形寄生枝节42可以调节第一天线单元4辐射出高频率的信号，而L形接地枝节43的第二接地枝节432可以调节低频辐射频率，并且对高频辐射的频率进行影响，从而使得第一天线单元4既能够辐射低频率的信号，又可以拓展高频的辐射频率，实现了WiFi 2.4G、5G以及6G频段的覆盖。

如图3所示为本实用新型实施例的天线单元的回波损耗的示意图，图3中横轴为辐射频率，纵轴为辐射强度，在辐射频率4.64GHz～8.0GHz范围内，回波损耗小于-10dB，即天线单元在高频覆盖WiFi 5G以及6G频段。

本实用新型实施例的天线组件包括介质基板、射频芯片和天线单元，其中，天线单元包括U形馈电枝节和L形寄生枝节，L形寄生枝节可以调节天线单元的高频辐射频率，使得天线单元能够辐射更高频率的信号，U形馈电枝节和L形寄生枝节位于L形接地枝节和净空区域的边界所形成的半封闭区域内，使得L形接地枝节可用来调节天线单元的低频辐射频率，即天线单元既能够辐射低频率的信号，又可以拓展高频的辐射频率，实现了WiFi 2.4G、5G以及6G频段的覆盖。

在本实用新型的可选实施例中，射频芯片6设置在介质基板1的第一面上，即射频芯片6与天线单元设置在介质基板1的同一面上，天线单元可以通过共面波导传输线(图未示出)与射频芯片6电连接，将射频芯片6与天线单元设置在介质基板1的同一面，无需在介质基板1上设置金属过孔，降低了介质基板1的制造成本，同时适用于电子设备整机上因空间受限，天线单元和射频芯片设置在介质基板1同一表面上的场景。

在本实用新型的可选实施例中，射频芯片6可以设置在介质基板1的第二面上，第二面为介质基板1上与第一面相背的一面，即天线单元与射频芯片6位于介质基板的不同面，由于射频芯片6与天线单元位于介质基板1的两个不同表面，射频芯片6可以通过金属过孔和传输线连接天线单元，能够充分利用介质基板1两面的空间来布置射频芯片6和天线单元，减小介质基板1的面积，并且可以适用于电子设备整机空间受限，导致天线单元和射频芯片无法设置在介质基板1同一个表面上的场景。

需要说明的是，在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要将天线单元和射频芯片设置在同一表面上或者不同表面上，本实用新型实施例对此不加以限制。

如图1所示，本实用新型实施例的天线单元可以包括第一天线单元4和第二天线单元5，其中，第一天线单元4和第二天线单元5可以是结构相同的天线。具体地，如图1所示，净空区域3包括第一净空区域31和第二净空区域32，第一天线单元4设置在第一净空区域31内，第二天线单元5设置在第二净空区域32内，并且第一天线单元4中U形馈电枝节的开口朝向F1和第二天线单元5中U形馈电枝节的开口朝向F相向，即第一天线单元4和第二天线单元5互为镜像。

本实用新型实施例的天线组件中，天线单元包括第一天线单元和第二天线单元，其中一个天线单元可以作为WiFi天线单元，另一个天线可以作为蓝牙天线单元，使得天线组件可以同时具备WiFi通信功能和蓝牙通信功能，又或者是通过第一天线单元和第二天线单元可以组成2发2收MIMO天线，提高无线通信的信息负载量和传输效率。

如图5所示，在本实用新型的另一个实施例中，第一天线单元4和第二天线单元5结构相同，第一天线单元4设置在第一净空区域31内，第二天线单元5设置在第二净空区域32内，第一天线单元4中U形馈电枝节的开口朝向F1和第二天线单元5中U形馈电枝节的开口朝向F2正交。本实用新型实施例中，第一天线单元和第二天线单元正交设置，两个天线单元的电场正交，提高了第一天线单元和第二天线单元的隔离度。

优选地，如图4和图6所示，第一净空区域31和第二净空区域32之间的接地面2设置有隔离槽7，隔离槽7可以是指接地面2上去除部分接地面之后所形成的槽。通过隔离槽7可以提高第一天线单元4和第二天线单元5之间的隔离度，避免第一天线单元4和第二天线单元5相互干扰。

如图7所示，在本实用新型的另一可选实施例中，第一天线单元4和第二天线单元5可以设置在同一净空区域3内，并且第一天线单元4和第二天线单元5呈镜像设置，如第一天线单元4和第二天线单元5以介质基板1的中心线O-O呈镜像设置。

如图8所示，在本实用新型的另一可选实施例中，第一天线单元4和第二天线单元5的结构相同，并且第一天线单元4和第二天线单元5设置在同一个净空区域3内，第一天线单元4中U形馈电枝节的开口朝向F1和第二天线单元5中U形馈电枝节的开口朝向F2相同，第一天线单元4中L型接地枝节的朝向F3和第二天线单元5中L型接地枝节的朝向F4相同。

优选地，如图8所示，当第一天线单元4和第二天线单元5位于同一个净空区域3内时，第一天线单元4和第二天线单元5之间设置有与接地面2连接的隔离枝节8，通过隔离枝节8可以提高第一天线单元4和第二天线单元5之间的隔离度，避免第一天线单元4和第二天线单元5相互干扰。

虽然上述结合图1-图8说明了第一天线单元4和第二天线单元5在介质基板1上可以呈镜像、正交等布局，在实际应用中，本领域技术人员还可以根据实际需要布局第一天线单元4和第二天线单元5，本实用新型实施例对此不作限制。

本实用新型实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括本体、主板以及本实用新型实施例所提供的天线组件。

其中，电子设备可以是电视、冰箱等具有无线通信功能的智能家居，电子设备的本体可以指电子设备的主体结构，以电视作为示例，本体可以是电视的壳体，以冰箱作为示例，本体可以是冰箱的箱体等，主板可以是电子设备的主控板，为电子设备的主要电路板，该主板上可以包括处理器、存储器、电源模块等电子元器件。

主板和天线组件位于本体内，主板和天线组件通过连接线电连接，示例性地，电子设备的本体内可设置有安装主板的第一安装部，可通过螺丝将主板锁附在安装部上，本体内可设置有安装天线组件的第二安装部，天线组件可拆卸式地安装在第二安装部上，并且主板和天线组件通过连接线电连接，具体地，第二安装部可以是本体内能够提供足够净空区域的位置，以使得天线组件有足够的净空区域，同时可以在主板和天线组件上设置有连接器，连接器的两端通过连接器分别与主板和天线组件连接。

本实用新型实施例的电子设备中，天线组件包括介质基板、射频芯片和天线单元，其中，天线单元包括U形馈电枝节和L形寄生枝节，L形寄生枝节可以调节天线单元的高频辐射频率，使得天线单元能够辐射更高频率的信号，U形馈电枝节和L形寄生枝节位于L形接地枝节和净空区域的边界所形成的半封闭区域内，使得L形接地枝节可用来调节天线单元的低频辐射频率，即天线单元既能够辐射低频率的信号，又可以拓展高频的辐射频率，装配本实用新型实施例所提供的天线组件后，电子设备能够实现WiFi 2.4G、5G以及6G频段的覆盖。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚器件，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种天线组件，其特征在于，包括：

介质基板，所述介质基板的第一面设置有接地面以及位于所述接地面中的净空区域；

射频芯片，所述射频芯片设置在所述介质基板上；

天线单元，所述天线单元设置在所述净空区域内，所述天线单元包括U形馈电枝节、L形寄生枝节以及L形接地枝节，所述U形馈电枝节的开口朝向所述净空区域的一条边界，所述U形馈电枝节中平行的第一枝节和第二枝节垂直于所述净空区域的边界，所述第一枝节靠近所述边界的一端与所述射频芯片电连接，所述第二枝节连接至所述边界，所述L形寄生枝节的一边与所述第一枝节垂直连接并且位于所述U形馈电枝节外，所述L形寄生枝节的另一边向远离所述边界的方向延伸；

所述L形接地枝节的第一接地枝节与所述边界垂直连接，所述U形馈电枝节和所述L形寄生枝节位于所述L形接地枝节和所述边界所形成的半封闭区域内。

2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述射频芯片设置在所述第一面上。

3.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述射频芯片设置在所述介质基板的第二面上，所述第二面为所述介质基板上与所述第一面相背的一面。

4.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述天线单元包括第一天线单元和第二天线单元。

5.根据权利要求4所述的天线组件，其特征在于，所述净空区域包括第一净空区域和第二净空区域，所述第一天线单元设置在第一净空区域内，所述第二天线单元设置在第二净空区域内，所述第一净空区域和所述第二净空区域之间的接地面设置有隔离槽。

6.根据权利要求5所述的天线组件，其特征在于，所述第一天线单元中U形馈电枝节的开口朝向与所述第二天线单元中U形馈电枝节的开口朝向相向。

7.根据权利要求5所述的天线组件，其特征在于，所述第一天线单元中U形馈电枝节的开口朝向与所述第二天线单元中U形馈电枝节的开口朝向正交。

8.根据权利要求4所述的天线组件，其特征在于，所述第一天线单元和第二天线单元设置在同一净空区域内。

9.根据权利要求8所述的天线组件，其特征在于，所述第一天线单元和所述第二天线单元呈镜像设置。

10.根据权利要求8所述的天线组件，其特征在于，所述第一天线单元中U形馈电枝节的开口朝向和所述第二天线单元中U形馈电枝节的开口朝向相同，所述第一天线单元中L型接地枝节的朝向和所述第二天线单元中L型接地枝节的朝向相同。

11.根据权利要求8-10任一项所述的天线组件，其特征在于，所述第一天线单元和所述第二天线单元间隔设置，并且所述第一天线单元和所述第二天线单元之间设置有与所述接地面连接的隔离枝节。

12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括本体、主板以及如权利要求1-11任一项所述的天线组件，所述主板和所述天线组件位于所述本体内，所述主板和所述天线组件通过连接线电连接。

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