CN217334405U - 天线组件及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种天线组件，包括中框、第一辐射体和第二辐射体，中框包括边框，边框包括第一边框、第二边框、第三边框以及第四边框，第一边框和第二边框相对，第三边框和第四边框相对。第一辐射体设置于第一边框，第一辐射体具有第一馈电点和第一接地点。第二辐射体设置于第三边框，第一辐射体和第二辐射体形成MIMO天线，第二辐射体具有第二馈电点和第二接地点，第一馈电点位于第一接地点的远离第二辐射体的一端，第二馈电点位于第二接地点的远离第一辐射体的一端。上述的天线组件，第一辐射体和第二辐射体在馈电时，第一辐射体的辐射方向和第二辐射体的辐射方向不同，进而降低MIMO天线阵列的ECC值。此外，本申请实施例还提供了一种电子设备。

Description

天线组件及电子设备

技术领域

本申请涉及射频技术领域，具体涉及一种天线组件及电子设备。

背景技术

随着通信技术的发展，人们在日常生活中更广泛的使用手机、平板电脑等移动电子设备。

随着无线通信技术的发展及移动终端的普及，用户不断提出对更快信号传输速率及更大信道容量的需求，为此天线领域通常采用MIMO多天线技术。例如2X2 MIMO，表示终端可同时采用2支天线接收信号，提高传输速率。MIMO 天线之间的相关性，可用包络相关参数(Envelope Correlation Coefficient，ECC) 表征，其数值大小与天线方向图有关。当两个天线的辐射方向图完全一致时， ECC等于1，反之，等于零。ECC越大，越容易对通信的最终传输速率产生影响。

相关技术中，如何设计使得MIMO天线的结构，使得其ECC值更低，成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种天线组件及电子设备，以至少部分地解决上述技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种天线组件，包括中框、第一辐射体和第二辐射体，中框包括边框，边框包括第一边框、第二边框、第三边框以及第四边框，第一边框和第二边框相对设置，第三边框和第四边框相对设置，且第三边框和第四边框连接于第一边框和第二边框之间。第一辐射体设置于第一边框，第一辐射体具有第一馈电点和第一接地点。第二辐射体设置于第三边框，第一辐射体和第二辐射体形成MIMO天线阵列，第二辐射体具有第二馈电点和第二接地点，第一馈电点位于第一接地点的远离第二辐射体的一端，第二馈电点位于第二接地点的远离第一辐射体的一端。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括上述的天线组件。

本申请实施例提供的天线组件及电子设备，通过将MIMO天线的第一辐射体和第二辐射体分布在边框的相邻的两条边上，第一辐射体的第一馈电点设置在第一接地点的远离第二辐射体的一侧，使得第一馈电点与第二辐射体的间距增大。这样第一辐射体和第二辐射体在馈电时，第一辐射体的辐射方向和第二辐射体的辐射方向不同向，进而可以降低MIMO天线阵列的ECC值。

本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请实施例提出的一种电子设备的结构示意图。

图2是图1中示出的电子设备在去除后壳后的部分结构示意图。

图3是图1中示出的电子设备中的壳体组件的拆分状态示意图。

图4是本申请实施例提供的一种边框的结构示意图。

图5是本申请实施例提供的一种馈电电路的电路图。

图6是本申请实施例提供的另一种边框的结构示意图。

图7是本申请实施例提供的天线组件在低频模态的系统辐射效率曲线图。

图8是本申请实施例提供的天线组件在低频模态的ECC值。

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，所描述的实施例仅仅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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

MIMO天线之间的相关性，可用包络相关参数(Envelope CorrelationCoefficient，ECC)表征，其数值大小与天线方向图有关。当两个天线的辐射方向图完全一致时，ECC等于1，反之，等于零。ECC越大，越容易对通信的最终传输速率产生影响。

相关技术中，主要通过两种方式，降低MIMO天线阵列中的两个天线的ECC 值。一是将两个天线设置成极化正交天线，但是目前应用于电子设备的天线形式主要为IFA天线或者单极子天线，在低频段(1GHZ以下)工作时，会在地板上激励起辐射电流，该部分电流与天线枝节上的电流共同参与辐射。而地板上的电流的流向包含各个方向，而天线的极化与辐射电流的方向相关，因此要设计完全极化正交的低频天线非常困难。另一种方式是，使得两个天线朝不同方向辐射，需要在天线附近添加额外的结构，以改变其辐射方向，而对于空间有限的电子设备而言，要添加这类额外的结构非常困难。

基于此，本申请的发明人经过长期的研究，提出了一种天线组件及电子设备，其能够降低MIMO天线阵列的ECC值，且不需要额外增加其他辅助结构。

以下结合附图以及具体的实施例对本申请内容进行详细介绍。

如图1所示，本实施例提供一种电子设备10，本申请中的电子设备10可以为移动电话或智能电话(例如，基于iPhone TM，基于Android TM的电话)，便携式游戏设备(例如Nintendo DS TM，PlayStation Portable TM，Gameboy Advance TM，iPhone TM)、膝上型电脑、PDA、便携式互联网设备、音乐播放器以及数据存储设备，其他手持设备以及诸如手表、耳机、吊坠、耳机等，电子设备10 还可以为其他的可穿戴设备(例如，诸如电子眼镜、电子衣服、电子手镯、电子项链、电子纹身、电子设备或智能手表的头戴式设备(HMD))。

请一并参阅图1和图2，本实施例提供的电子设备10，以手机为例进行说明。电子设备10包括壳体组件20、显示屏30、主板50、电池60等，主板50、电池60均设置于壳体组件20内。电子设备还可以设置前置摄像头，前置摄像头设置于电子设备10的设置显示屏30的一侧。

请参阅图3，壳体组件20包括天线组件24、前壳25以及后壳26，天线组件24包括中框21、第一辐射体110和第二辐射体120，第一辐射体110和第二辐射体120均设置中框21上，且形成MIMO天线阵列结构。

具体地，中框21包括中板22和边框23，边框23围设于中板22的边缘，边框23突出于中板22，并且边框23在中板22的相背的两侧均突出于中板22。前壳25和后壳26分别装配于中板22的相背的两侧，且前壳25和后壳26均与边框23装配固定；后壳26与中框21以及前壳25共同形成腔体，主板50设置于腔体内并固定于中板22上，且腔体还可以供设置后置摄像头、天线、处理器等其他各类元器件。主板50设置于中板，且主板50还可以设置有各类电子元件，电子元件包括但不限于是处理器、存储器、天线模块、扬声器、受话器等，在此不做具体限定。主板50上设置有焊盘(未示出)，电子元件通过焊接于焊盘与主板50上的电路连通。

显示屏30装配于前壳25，显示屏30可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示)屏用于显示信息，LCD屏可以为TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)屏幕或IPS(In-Plane Switching，平面转换)屏幕或SLCD(Splice Liquid Crystal Display，拼接专用液晶显示)屏幕。在另一些实施例中，显示屏30可以采用 OLED(Organic Light-EmittingDiode，有机电激光显示)屏用于显示信息，OLED 屏可以为AMOLED(Active Matrix OrganicLight Emitting Diode，有源矩阵有机发光二极体)屏幕或Super AMOLED(Super ActiveMatrix Organic Light Emitting Diode，超级主动驱动式有机发光二极体)屏幕或SuperAMOLED Plus(Super Active Matrix Organic Light Emitting Diode Plus，魔丽屏)屏幕，此处不再赘述。

其中，中框21可以是一体式中框，其中，边框23与中板22可以一体结合形成，以使得中框21具有足够的结构强度。其中中板22可以部分或全部采用金属材质制成，在此不做限定。中板22可以作为天线组件24的“地”。例如，在一种更为具体的实施方式中，中板22可以采用镁合金材质的金属板做为基板，边框23也可以采用金属边框，并与中板22一体铸造成型。在其他的一些实施方式中，边框23也可以是非金属边框，在此不做限定。

中板22具有相背的第一侧和第二侧，其中，前壳25装配于中板22的第一侧，后壳26装配于中板22的第二侧。边框23连接于中板22的边缘，且同时朝向中板22的第一侧以及第二侧方向延伸，边框23具有相背的外表面和内表面，内表面可以围成环状，中板22连接于边框的内表面，即内表面环绕中板22 设置。

如图4所示，边框23包括沿中框22的宽度方向设置的第一边框231和第二边框232以及沿中框的长度方向设置的第三边框233和第四边框234，第一边框231和第二边框232相对设置，第三边框233和第四边框234相对设置并连接于第一边框231和第二边框232之间。需要说明的是，第一边框231和第三边框233以及第四边框234的连接处可以圆弧过渡，第二边框232和第三边框 233以及第四边框234的连接处可以圆弧过渡。

第一辐射体110设置于第一边框231，第二辐射体120设置于第三边框233，即第一辐射体110和第二辐射体120设置于电子设备10的相邻的两条边框上。本实施例中，边框23为金属材质制成，请一并结合图4和图5，边框23上开设有断缝230，断缝230贯穿内表面和外表面，断缝230将边框23分隔形成第一辐射体110以及第二辐射体120，第一辐射体110和第二辐射体120作为天线组件24的射频结构，用于向外辐射信号，或者接收外部设备发送的信号。根据辐射体的数量，断缝230的数量可以是多个，在此不做限定。具体而言，本实施例中，仅作为一种示例，第一边框231上设置有第一断缝235和第二断缝236，第三边框233上设置有第三断缝237，第一断缝235和第二断缝236分隔第一边框231形成第一辐射体110，第一辐射体110位于第一断缝235和第二断缝236 之间，第三断缝237分隔第三边框233形成第二辐射体120，第二辐射体120位于第三断缝237的靠近第一边框231的一侧。

第一辐射体110具有第一馈电点113和第一接地点114，第二辐射体120具有第二馈电点121和第二接地点122，第一馈电点113位于第一接地点114的远离第二辐射体120的一端，第二馈电点121位于第二接地点122的远离第一辐射体110的一端。第一馈电点113和第二馈电点121用于接受馈电，第一接地点114和第二接地点122用于接地连接，其中“地”可以是中框。

主板50上还可以设置馈电电路300(图5中示出)和接地电路500(图5 中示出)，其中第一辐射体110和第二辐射体120可以分别与一个馈电电路300 连接，以实现与主板50电性连接，进而实现馈电，同样的，第一辐射体110和第二辐射体120可以分别与一个接地电路500连接，以与“地”连接，实现接地。馈电电路300的一端连接主板50，另一端与第一馈电点113或第二馈电点 121电性连接。第一馈电点113和第二馈电点121可以使用金属弹片、顶针等部件，实现馈电电路300和辐射体100的耦接。示例性的，以射频模块和馈电电路300设置在印制线路板(printed circuit board，PCB)上为例。在发射场景下，射频信号可以通过PCB上的馈电电路300，传输给馈电点101位置的电连接部件(如上述金属弹片，顶针等)，通过电连接部件的刚性连接或者通过如FPC上的电子线路等导电材质的焊接，使得射频信号可以被传输到第一辐射体110或第二辐射体120上。由此第一辐射体110或第二辐射体120就可以以天线对应的工作频段，将射频信号(模拟信号)以电磁波的形式传输出去。比如，第一辐射体110 或第二辐射体120可以工作在低频段，那么在接收到来自第一馈电点113或第二馈电点121的射频信号之后，第一辐射体110或第二辐射体120就可以以低频将射频信号以电磁波的形式传输出去。对应的，在接收场景下，第一辐射体 110或第二辐射体120可以接收低频的电磁波信号(即低频电磁波)，并将该低频电磁波转换成模拟信号，通过第一馈电点113或第二馈电点121反馈给射频模块，从而实现低频信号的接收。

为了使得第一辐射体110或第二辐射体120可以辐射更多的频段，使其能够应用于不同的通信环境，馈电电路300可以包括频段切换电路，频段切换电路用于选择性的切换馈电频率，实现第一辐射体110以及第二辐射体120的复用。示例性的，频段切换电路可以切换馈电频率，使得馈电电路300可以向第一馈电点113或第二馈电点121馈入全频段的5G信号、低频4G信号以及高频 4G信号等各类型信号。

仅作为一种示例，参阅图5，本实施例示出了一种馈电电路300的结构，其中包括频段切换电路33和连接点，连接点与主板50电性连接。频段切换电路 33包括第一连接端311、第二连接端312、第一通路313和第二通路314，其中第一通路313和第二通路314可以实现中频4G信号中不同频段频率的切换；以及高频4G信号中不同频段频率的切换。具体的，当频段切换模组33通过第一连接端311与馈电点101连接时，频段切换模组33通过第一通路313和第二通路314进行切换，可以实现不同频段的低频4G信号(例如0.755-0.778GHz)的馈入，当频段切换模组33通过第二连接端312与馈电点101连接时，频段切换模组33通过第一通路313和第二通路314进行切换，可以实现不同频段的中频信号的馈入。

需要说明的是，在其他的一些实施方式中，根据辐射体100的设计需求，其可以被配置为辐射其他形式的信号，如WiFi信号、GPS信号等，在此不做限定。其中，与第一馈电点113连接的馈电电路300和与第二馈电点121连接的馈电电路300可以采用相同结构，也可以采用不同的电路结构，在此不做具体限定。

接地电路500的一端连接第一接地点114或第二接地点122，另一端接地，此处的“地”可以是中框。

在一些实施方式中，接地电路500可以包括电容，电容的两极板一端连接下地点103，另一端接地。当负载于电容两端的电流信号改变时，利用电容的通交阻直特性,电容对交流信号通路,信号频率越高，阻抗越小，电容容量越大，而对直流信号断路，实现调频滤波的目的。通过选择电容的种类，可以使得接地电路500过滤高频，或者过滤低频。例如：当需要过滤高频时，可以选择陶瓷电容，当需要过滤低频时，可以选择电解电容。

当第一辐射体110和第二辐射体120接受馈电并工作时，第一辐射体110 的辐射电流方向和第二辐射体120的辐射电流方向是不同向的，且由于第一馈电点113距离第二辐射体120的间距被拉大，第二馈电点121的馈电方向也不朝向第一辐射体110，因此整个天线组件24的ECC值更低。

在另一种实施方式中，如图6所示，第一辐射体110可以包括间隔的主辐射体111和寄生枝节112，主辐射体111位于寄生枝节112的远离第二辐射体120 的一端，第一馈电点113设置于主辐射体111，第一接地点114设置于寄生枝节 112。第一断缝235和第二断缝236之间形成主辐射体111，第二断缝236位于主辐射体111和寄生枝节112之间，第一馈电点113设置于主辐射体111，第一接地点114设置于寄生枝节112，当第一馈电点113接受馈电时，主辐射体111 形成辐射电流，同时激励寄生枝节112形成辐射电流，可以使得第一辐射体110的辐射效率提高。

其中，为了使得寄生枝节112在形成辐射电流时，电流的方向与主辐射体 111的电流方向相同，使得第一辐射体110的辐射效率进一步提高，第一接地点 114可以设置于寄生枝节112的靠近第三边框233的一端。并且，第一接地点114 设置于第一边框231与第三边框233的连接处，这样可以更有效的利用第一边框231的长度，形成的第一辐射体110的电长度更长，辐射效率更高。

可以理解的是，在其他的一些实施方式中，第二辐射体120也可以采用与第一辐射体110相同的结构，即形成一寄生枝节112，以使第二辐射体120的辐射效率更高。

第一辐射体110还可以连接有至少一个匹配电路400，匹配电路400用于调节第一辐射体110的阻抗，匹配电路400可以设置于第一馈电点113和第一接地点114之间，即匹配电路400位于第一馈电点113的靠近第二辐射体120的一侧，具体到图6对应的实施例中，匹配电路400为3个，其中两个匹配电路 400连接于主辐射体111，另一个匹配电路400连接于寄生枝节112上，当然上述设置方式仅作为一种示例，在其他的一些实施方式中，匹配电路400的数量可以是其他任意数量，在此不做具体限定。当匹配电路400改变第一辐射体110的阻抗时，第一辐射体110的辐射频率得到改变，进而可以实现第一辐射体110 的不同频段的不同频率的辐射。匹配电路400可以与主板50电连接，并由设置于主板50上的处理器控制，以改变第一辐射体110的阻抗。

可以理解的是，第二辐射体120也可以设置一个或多个匹配电路400，设置方式可以与第一辐射体110相似，在此不做赘述。

图7示出了天线组件24工作于低频模态时的系统辐射效率曲线图，其中横坐标为频率，纵坐标为辐射强度。曲线S100表征第一辐射体110在LTE B28频段时的效率曲线，曲线S200表征第二辐射体120在LTE B28频段时的效率曲线。从图7可以看出，第一辐射体110和第二辐射体120的主谐振频率基本保持一致。其中，系统辐射效率是指整个天线组件最终呈现的辐射效率能力。

图8示出了天线组件在低频段(0.755～0.778GHz)的ECC值，其中横坐标为辐射频率，纵坐标为ECC值。从图8可以看出，整个天线组件24的ECC至小于0.1，远低于行业标准值0.5。表明本申请提供的天线组件24可以显著的降低MIMO天线的ECC值。

在其他的一些实施方式中，第一辐射体110和第二辐射体120也可以设置电磁带隙结构(EBG)，以进一步地降低MIMO天线的ECC值，在此不做限定。

本实施例提供的天线组件24，通过将MIMO天线的第一辐射体110和第二辐射体120分布在边框的相邻的两条边上，第一辐射体110的第一馈电点113 设置在第一接地点114的远离第二辐射体120的一侧，使得第一馈电点113与第二辐射体120的间距增大。这样第一辐射体110和第二辐射体120在馈电时，第一辐射体110的辐射方向和第二辐射体120的辐射方向不同向，进而降低了 MIMO天线阵列的ECC值。

在另外的一些实施方式中，边框23还可以是非金属边框，此时第一辐射体 110和第二辐射体120可以是金属结构，并可以通过注塑的方式埋设于边框23 内部。在另一种实施方式中，边框23可以是非金属边框，第一辐射体110和第二辐射体120还可以是FPC天线，其可以直接贴设于边框的内表面。上述的两种实施方式的天线组件24均可以实现前述实施例的技术效果。

需要说明的是，本实施例中，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等表述仅用于区分，而不代表对具体结构的限定。还需要说明的是，当一个元件被称为“电连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“电连接”另一个元件，它可以是接触连接，例如，可以是导线连接的方式，也可以是非接触式连接，例如，可以是非接触式耦合的方式。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天线组件，其特征在于，包括：

中框，所述中框包括边框，所述边框包括第一边框、第二边框、第三边框以及第四边框，所述第一边框和所述第二边框相对设置，所述第三边框和所述第四边框相对设置，且所述第三边框和所述第四边框连接于所述第一边框和所述第二边框之间；

第一辐射体，所述第一辐射体设置于所述第一边框，所述第一辐射体具有第一馈电点和第一接地点；以及

第二辐射体，所述第二辐射体设置于所述第三边框，所述第一辐射体和所述第二辐射体形成MIMO天线阵列，所述第二辐射体具有第二馈电点和第二接地点，所述第一馈电点位于所述第一接地点的远离所述第二辐射体的一端，所述第二馈电点位于所述第二接地点的远离所述第一辐射体的一端。

2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述第一辐射体包括间隔的主辐射体和寄生枝节，所述主辐射体位于所述寄生枝节的远离所述第二辐射体的一端，所述第一馈电点设置于所述主辐射体，所述第一接地点设置于所述寄生枝节。

3.根据权利要求2所述的天线组件，其特征在于，所述第一接地点设置于所述寄生枝节的靠近所述第三边框的一端。

4.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，所述第一接地点设置于所述第一边框与所述第三边框的连接处。

5.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述第一辐射体连接有至少一个匹配电路，所述匹配电路用于调节所述第一辐射体的阻抗。

6.根据权利要求1-5任一项所述的天线组件，其特征在于，所述第一馈电点以及所述第二馈电点分别电连接有馈电电路，所述馈电电路包括频段切换电路，所述频段切换电路用于选择性的切换馈电频率。

7.根据权利要求1-5任一项所述的天线组件，其特征在于，所述边框为金属边框，所述边框设置有断缝，所述断缝分隔所述边框形成所述第一辐射体以及所述第二辐射体。

8.根据权利要求1-5任一项所述的天线组件，其特征在于，所述边框为非金属边框，所述第一辐射体以及所述第二辐射体通过注塑方式埋设于所述边框内。

9.根据权利要求1-5任一项所述的天线组件，其特征在于，所述边框为非金属边框，所述第一辐射体以及所述第二辐射体贴设于所述边框的内表面。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的天线组件。

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