CN217956130U - 一种小型化的uwb天线模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种小型化的UWB天线模组,包括天线地板以及UWB天线。UWB天线包括本体部以及导电壁,其中,本体部与所述天线地板平行且间隔设置,导电壁设置于所述本体部与所述天线地板之间,且所述导电壁的第一端与所述UWB天线的本体部的边沿以及天线地板中的至少一者连接,所述导电壁的与所述第一端相对的第二端悬空。本申请实施例还提供一种电子设备。本申请可在保证天线性能的同时,有效减小UWB天线模组的尺寸。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种小型化的UWB天线模组及具有所述UWB天线模组的电子设备。
背景技术
UWB(Ultra Wide Band,超宽带)技术是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据,从而具有GHz量级的带宽。近年来,随着UWB技术的逐渐成熟,手机等电子设备厂商都纷纷把眼光投向这一战场。通过UWB技术,电子设备可以实现精确的室内定位,犹如人眼一般感知空间位置,角度测量精度可达±3°,如同高精版“室内GPS”。
然而,由于手机等电子设备的功能越来越强大,包括的电子器件和天线越来越多,电子设备的空间变得很有限,如何在有限的电子设备空间内保证天线性能和满足电子设备的功能需求,成为了需要解决的问题。
实用新型内容
本申请提供一种小型化的UWB天线模组及电子设备,通过提供更小型化的UWB天线模组而能够在确保天线性能的同时而减少占用的空间。
第一方面,提供一种小型化的UWB天线模组,包括天线地板以及UWB天线。UWB天线包括本体部以及导电壁,其中,本体部与所述天线地板平行且间隔设置,导电壁设置于所述本体部与所述天线地板之间,且所述导电壁的第一端与所述UWB天线的本体部的边沿以及天线地板中的至少一者连接,所述导电壁的与所述第一端相对的第二端悬空。其中,由于导电壁的第二端与本体部及天线地板中的另一者或者另一部分导电壁之间将构成耦合电容,所述耦合电容将等效为对应的天线电长度,从而使得本体部所需的电长度可以相对较小,而由于导电壁设置于UWB天线与天线地板原本就具有的间隔空间之间,在沿着UWB天线与天线地板的方向上不会增加UWB天线模组的尺寸,从而,本申请利用UWB天线与天线地板之间原本具有的间隔空间来设置导电壁后,可以在满足整个UWB天线的相同的电长度需求,甚至提供更长的电长度时,本体部所需的电长度可以相对较小,从而可使得所述本体部的尺寸有效减小,即减小UWB天线的尺寸,进而可以减小整个UWB天线模组的尺寸。
一种可能的实施方式中,所述导电壁包括一个导电壁,所述导电壁的第一端与所述UWB 天线的本体部的第一边沿以及天线地板中的至少一者连接,所述导电壁的第二端悬空,所述 UWB天线还包括连接壁,所述连接壁设置于所述本体部与所述天线地板之间,且所述连接壁与所述本体部的第二边沿及所述天线地板均连接,所述第二边沿与所述第一边沿为所述本体部的相对两端的边沿。其中,在设置所述导电壁之外,还设置与本体部的第二边沿及所述天线地板均连接的连接壁,能够有利于减小本体部的尺寸。
一种可能的实施方式中,所述连接壁在所述本体部上的投影的目标尺寸小于所述连接壁所连接的第二边沿的尺寸,其中,所述目标尺寸为所述连接壁在所述本体部上的投影沿着第二边沿的延伸方向的尺寸。其中,当连接壁在所述本体部上的投影的目标尺寸小于所述连接壁所连接的第二边沿的尺寸时,部分电流将绕行到该连接壁回地,使得电流路径增长,从而增加整体电长度,能够有利于减小天线尺寸。
一种可能的实施方式中,所述连接壁包括第一子连接壁以及第二子连接壁,所述第一子连接壁与所述第二子连接壁间隔设置,所述第一子连接壁与所述第二子连接壁的一端分别与所述本体部的第二边沿的不同部位连接,所述第一子连接壁与所述第二子连接壁的另一端与所述天线地板的不同部位连接。从而,部分电流从第一边沿处流至第二边沿的位于第一子连接壁与第二子连接壁之间的部位时,还需要沿第二边沿的方向流动一定距离才能流至位于两侧的第一子连接壁与第二子连接壁,因此,能够一定程度上增加电长度,从而可有利于减小本体部及UWB天线的尺寸。
一种可能的实施方式中,所述连接壁在所述本体部上的投影位于所述连接壁所连接的第二边沿的中间位置。从而,部分电流从第一边沿处流至第二边沿的位于未连接该连接壁的部位时,还需要沿第二边沿的方向流动一定距离才能流至连接壁,因此,能够一定程度上有利于增加电长度,从而可有利于减小本体部的尺寸。
一种可能的实施方式中,所述导电壁的数量为至少两个,其中的两个导电壁设置于所述本体部的相对两端的边沿的对应位置。从而,通过设置多个导电壁,而可形成多个耦合电容,而能够有利于增加电长度,有利于减小本体部的尺寸,即减小UWB天线的整体尺寸。
一种可能的实施方式中,所述本体部在所述天线地板上的投影为方形,所述导电壁的数量为两个,两个导电壁的第一端分别与所述本体部的相对两端的边沿连接,两个导电壁的第二端均朝所述天线地板延伸,且均与所述天线地板之间具有间隔。从而,可在对称两个端设置导电壁来形成耦合电容,而减小本体部的沿着该相对两端方向上的尺寸。
一种可能的实施方式中,所述本体部在所述天线地板上的投影为方形,所述导电壁的数量为四个,四个导电壁分别设置于所述本体部的四个边的边沿的对应位置。从而,可在四个边设置导电壁来形成耦合电容,而减小本体部在各个方向上的尺寸,
一种可能的实施方式中,所述导电壁的数量为至少两个,部分导电壁的第一端与所述 UWB天线的本体部的边沿连接,第二端朝着所述天线地板的方向延伸,且与所述天线地板之间具有间隔;另一部分所述导电壁的第一端与所述天线地板连接,第二端朝着所述本体部的对应边沿延伸,且与所述本体部之间具有间隔。从而,导电壁的数量为多个时,导电壁的结构可以多样化,而与电子设备的结构更加适配。
一种可能的实施方式中,所述导电壁的数量为至少两个,每一导电壁的第一端与所述天线地板连接,第二端朝着所述本体部的对应边沿延伸,且与所述本体部之间具有间隔。从而,通过将导电壁全部设置于天线地板上,也能够实现天线的小型化。
一种可能的实施方式中,所述本体部上开设有贯穿所述本体部的通槽。从而,通过设置通槽,能够使得馈电电流的路径增长,从而增加电长度,而可有利于减小本体部的尺寸。
一种可能的实施方式中,所述通槽设置于所本体部的中部区域,所述通槽包括第一通槽以及第二通槽,所述第一通槽与所述第二通槽的中间部位相交且连通。从而,通过设置两个相交且连通的通槽,能够有效增加电长度。
一种可能的实施方式中,所述UWB天线包括第一UWB子天线以及第二UWB子天线,所述第一UWB子天线包括第一本体部,所述第二UWB子天线包括第二本体部,所述导电壁包括设置于所述第一本体部与所述天线地板之间的第一导电壁以及设置于所述第二本体部与所述天线地板之间的第二导电壁;所述第一UWB子天线还包括设置于所述第一本体部与所述天线地板之间的第一连接壁,所述第二UWB子天线还包括设置于所述第二本体部与所述天线地板之间的第二连接壁,其中,所述第一导电壁的第一端与所述第一本体部的边沿以及天线地板中的至少一者连接,所述第一导电壁的与所述第一端相对的第二端悬空,所述第二导电壁的第一端与所述第二本体部的边沿以及天线地板中的至少一者连接,所述第二导电壁的与所述第一端相对的第二端悬空,所述第一连接壁设置于所述第一本体部与所述天线地板之间,且所述第一连接壁与所述第一本体部及所述天线地板均连接,所述第二连接壁设置于所述第二本体部与所述天线地板之间,且所述第二连接壁与所述第二本体部及所述天线地板均连接。其中,UWB天线可包括第一UWB子天线以及第二UWB子天线,且每个UWB子天线可同时包括连接壁以及导电壁,其中,第一UWB子天线以及第二UWB子天线分别可谐振在两个不同的频率,从而使得UWB天线仍然可以实现双频谐振。
一种可能的实施方式中,所述第一导电壁、第一连接壁沿第一方向设置于所述第一本体部的相对两端的对应位置,所述第二导电壁、第二连接壁沿第二方向设置于所述第二本体部的相对两端的对应位置,所述第一方向与所述第二方向垂直。即,通过该方式,可形成正交垂直的双极化天线,而可以令UWB天线的应用场景更加丰富,无论待测物的极化如何变化,都可以进行测量。
一种可能的实施方式中,所述第一本体部和/或所述第二本体部上开设有贯穿所述第一本体部和/或所述第二本体部的通槽。从而,通过设置通槽,能够使得馈电电流的路径增长,从而增加电长度,而可有利于减小第一本体部和/或所述第二本体部的尺寸。
一种可能的实施方式中,所述通槽设置于所述第一本体部和/或所述第二本体部的中部区域,所述通槽包括第一通槽以及第二通槽,所述第一通槽与所述第二通槽的中间部位相交且连通。从而,通过设置两个相交且连通的通槽,能够有效增加电长度。
第二方面,还提供一种电子设备,电子设备包括UWB天线模组。UWB天线模组包括天线地板以及UWB天线,UWB天线包括本体部以及导电壁,其中,本体部与所述天线地板平行且间隔设置,导电壁设置于所述本体部与所述天线地板之间,且所述导电壁的第一端与所述UWB天线的本体部的边沿以及天线地板中的至少一者连接,所述导电壁的与所述第一端相对的第二端悬空。其中,由于导电壁的第二端与本体部及天线地板中的另一者或者另一部分导电壁之间将构成耦合电容,所述耦合电容将等效为对应的天线电长度,从而使得本体部所需的电长度可以相对较小,而由于导电壁设置于UWB天线与天线地板原本就具有的间隔空间之间,在沿着UWB天线与天线地板的方向上不会增加UWB天线模组的尺寸,从而,本申请利用UWB天线与天线地板之间原本具有的间隔空间来设置导电壁后,可以在满足整个UWB天线的相同的电长度需求,甚至提供更长的电长度时,本体部所需的电长度可以相对较小,从而可使得所述本体部的尺寸有效减小,即减小UWB天线的尺寸,进而可以减小整个UWB天线模组的尺寸。
本申请的电子设备,导电壁的第二端与本体部及天线地板中的另一者或者另一部分导电壁之间将构成耦合电容,所述耦合电容将等效为对应的天线电长度,从而使得本体部所需的电长度可以相对较小。由于导电壁设置于UWB天线与天线地板原本就具有的间隔空间之间,在沿着UWB天线与天线地板的方向上不会增加UWB天线模组的尺寸,从而,本申请利用 UWB天线与天线地板之间原本具有的间隔空间来设置导电壁后,可以在满足整个UWB天线的相同的电长度需求,甚至提供更长的电长度时,本体部所需的电长度可以相对较小,从而可使得所述本体部的尺寸有效减小,即减小UWB天线的平行与天线地板方向上的尺寸。从而,本申请相比现有技术可有效减小UWB天线的整体尺寸,进而可以减小整个UWB天线模组的尺寸,而通过提供更小型化的UWB天线模组,能够在确保天线性能的同时而减少占用的空间。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案,下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1为本申请实施例提供的一种提升天线辐射性能的电子设备的结构示意图;
图2为图1所示电子设备的UWB天线模组在一实施例中的部分结构的侧视图;
图3为一实施例中的UWB天线模组的部分结构的一变形方式的侧视图;
图4为一实施例中的UWB天线模组的部分结构的另一变形方式的侧视图;
图5为本申请一些实施例中的UWB天线模组的部分结构的侧视图;
图6为本申请一些实施例中的通过设置连接壁而减小天线尺寸的原理示意图;
图7为本申请一实施例中的设置有连接壁的UWB天线的电流路径示意图;
图8为本申请另一些实施例中的UWB天线模组的示意出部分结构的侧视图;
图9为本申请一些实施例中UWB天线模组的示意出部分结构的俯视示意图;
图10为以图5所示的结构下以不同的导电壁长度进行仿真得出的S参数和效率曲线对比图;
图11为图5所示的结构下的电场示意图;
图12为以图8所示的结构下以不同的导电壁长度进行仿真得出的S参数和效率曲线对比图;
图13为以图5所示的结构下以不同的导电壁长度以及不同的本体部长度进行仿真得出的 S参数和效率曲线对比图;
图14为本申请一些实施例中UWB天线模组的部分结构的俯视示意图;
图15为在图14所示的结构下以第一子连接壁以及第二子连接壁之间的不同间隔进行仿真得出的S参数和总效率曲线对比图;
图16为本申请再一些实施例中在UWB天线模组的部分结构的俯视示意图;
图17为本申请其他实施例中的UWB天线模组的部分结构的侧视图;
图18为本申请其他实施例中的UWB天线模组的部分结构的一变形方式下的俯视图;
图19为本申请某些实施例中的UWB天线模组的部分结构的俯视图;
图20为一些实施例中的UWB天线的俯视示意图;
图21为对图20所示的UWB天线仿真得到的第一UWB子天线以及第二UWB子天线的 S参数曲线以及隔离度示意图;
图22为对图20所示的UWB天线仿真得到的第一UWB子天线以及第二UWB子天线的效率曲线以及总效率曲线示意图;
图23为通过仿真得到的图20所示的UWB天线工作在6.5GHZ谐振频率时的天线辐射方向示意图;
图24为通过仿真得到的图20所示的UWB天线工作在8GHZ谐振频率时的天线辐射方向示意图;
图25为本申请一些实施例中的UWB天线模组的平面示意图;
图26为本申请一些实施例中的电子设备的示意出UWB天线模组结构的立体示意图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
请参阅图1,图1是本申请实施例提供的一种提升天线辐射性能的电子设备1000(本申请中,简称为电子设备)的结构示意图。
电子设备1000可以是手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算机设备、无线局域网(wireless local area network,WLAN)设备或路由器等具有无线通信功能的电子产品。在一些应用场景下,电子设备1000也可以叫做不同的名称,例如:用户设备、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、无线电子设备、用户代理或用户装置、蜂窝电话、无线电话、会话启动协议(session initiation protocol,SIP)电话、无线本地环路(wireless local loop,WLL)站、个人数字处理(personal digitalassistant,PDA)、5G网络或未来演进网络中的终端设备等。
一些实施例中,电子设备1000也可以是一种部署在无线接入网用以提供无线通信功能的设备,包括但不限于:基站、中继站、接入点、车载设备、无线保真(wireless-fidelity,Wi-Fi) 的站点、无线回传节点、小站、微站等等。其中,基站可以是基站收发台(base transceiver station, BTS)、节点B(NodeB,NB)、演进型基站B(evolutional NodeB,eNB或eNodeB)、NR(new radio) 系统中的传输节点或收发点(transmission receptionpoint,TRP或者TP)或者下一代节点 B(generation nodeB,gNB)、未来通信网络中的基站或网络设备。本申请实施例以电子设备1000 是手机为例进行说明。
电子设备1000包括壳体100、显示模组200、电路板300、受话器(图未示)和扬声器(图未示),显示模组200安装于壳体100并与壳体100配合形成收容腔,电路板300、受话器和扬声器均安装于收容腔内。
壳体100可以包括边框110和后盖120,后盖120固定于边框110的一侧。边框110与后盖120可以为一体成型的结构,以保证壳体100的结构稳定性。或者,边框110与后盖120也可以通过组装方式彼此固定。壳体100设有扬声孔1001,扬声孔1001的数量可以为一个或多个。示例性的,扬声孔1001的数量为多个,多个扬声孔1001设于边框110。扬声孔1001 连通壳体100的内侧与壳体100的外侧。需要说明的是,本申请实施例所描述的“孔”是指具有完整孔壁的孔。
显示模组200固定于边框110的另一侧。显示模组200和后盖120分别固定于边框110 的两侧。用户使用电子设备1000时,显示模组200朝向用户放置,后盖120背离用户放置。显示模组200设有受话孔2001,受话孔2001为贯穿显示模组200的通孔。其中,显示模组200所在的面为电子设备1000的正面,电子设备1000的背离显示模组200的一面为电子设备1000的背面,后盖120用于封盖电子设备1000的背面。其中,显示模组200包括显示屏及其驱动电路。显示模组200可为触摸显示模组。
电路板300位于后盖120和显示模组200之间。其中,电路板300可以为电子设备1000 的主板(mainboard)。受话器位于电子设备1000的顶部,受话器发出的声音经受话孔2001 传输至电子设备1000的外部,以实现电子设备1000的声音播放功能。扬声器位于电子设备 1000的底部,扬声器发出的声音能够经扬声孔1001传输至电子设备1000的外部,以实现电子设备1000的声音播放功能。
应当理解的是,本申请实施例描述电子设备1000时所采用“顶”和“底”等方位用词主要依据用户手持使用电子设备1000时的方位进行阐述,以朝向电子设备1000顶侧的位置为“顶”,以朝向电子设备1000底侧的位置为“底”,并不是指示或暗指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,因此不能理解为对电子设备1000于实际应用场景中的方位的限定。在一些实施例中,电子设备1000的底部为设置有耳机孔、USB孔的端部,电子设备1000的顶部为与设置有耳机孔、USB孔的端部相对的另一端部。在一些实施例中,电子设备1000的短边为电子设备1000的顶部和底部所在的边,电子设备1000的长边为电子设备1000的连接于短边之间的边,也可为设置有音量调节按键等按键的侧边。
其中,本申请实施例中,后盖120的厚度指的是与后盖120的内外表面之间的距离,后盖120的内外表面指的是后盖120的与显示模组200的屏面大致平行的表面,厚度方向指的是垂直于后盖120的内外表面的方向,也即垂直于显示模组200的屏面的方向。
其中,本申请中的“连接”以及“电连接”,通常指的均是电性连接。其中,本申请中的A 和B之间“具有间隔”均指的是A和B是间隔设置而不接触且不电连接的。其中,本申请中“第一”、“第二”均不是特指,只是为了区分而进行的命名。
请一并参阅图2,为图1所示电子设备1000的UWB天线模组400在一实施例中的部分结构的侧视图。电子设备1000还包括如图2所示的UWB(Ultra Wide Band,超宽带)天线模组400,UWB天线模组400包括天线地板401、UWB天线402。其中,UWB天线402包括本体部403以及导电壁404,本体部403与天线地板401平行且间隔设置。其中,导电壁404 设置于本体部403与天线地板401之间,且导电壁404的第一端D1与UWB天线402的本体部403的边沿以及天线地板401中的至少一者连接,导电壁404的与所述第一端D1相对的第二端D2悬空。其中,导电壁404的第二端D2悬空指的第二端D2与UWB天线402的本体部403的边沿以及天线地板401均具有间隔,即导电壁404的第二端D2悬空设置在本体部403的边沿和天线地板401之间。其中,平行不限于一定是完全的平行,例如,由于制作公差、精度等因素或其它因素导致的有一点倾斜角度也可以视为平行。
其中,现有中的UWB天线通常为平面状的贴片天线,UWB天线整体与天线地板平行且间隔设置,通过在UWB天线进行馈电后,能够使得UWB天线激励的信号在该UWB天线与天线地板之间多次反射,并通过UWB天线的边缘发射出去。本申请中,通过在本体部403与天线地板401之间设置导电壁404,且导电壁404的第一端D1与UWB天线402的本体部403的边沿以及天线地板401中的至少一者连接,导电壁404的第二端D2悬空,由此,导电壁404的第二端与本体部403及天线地板401中的另一者或者另一部分导电壁404 之间将构成耦合电容,所述耦合电容将等效为对应的天线电长度,从而使得本体部403所需的电长度可以相对较小。由于导电壁404设置于UWB天线402与天线地板401原本就具有的间隔空间之间,在沿着UWB天线402与天线地板401的方向上不会增加UWB天线模组 400的尺寸,从而,本申请利用UWB天线402与天线地板401之间原本具有的间隔空间来设置导电壁404后,可以在满足整个UWB天线的相同的电长度需求,甚至提供更长的电长度时,本体部403所需的电长度可以相对较小,从而可使得所述本体部403的尺寸有效减小,即减小UWB天线402的平行与天线地板401方向上的尺寸。从而,本申请能够在确保天线性能的同时,有效减小UWB天线402的整体尺寸,进而可以减小整个UWB天线模组400 的尺寸,通过提供更小型化的UWB天线模组400,能够在确保天线性能的同时而减少占用的空间。
其中,图2示意出的为导电壁404的第一端D1与所述UWB天线402的本体部403的边沿连接,第二端D2朝着所述天线地板401的方向延伸,且与所述天线地板401之间具有间隔,因此,导电壁404的第二端D2与天线地板401之间将构成耦合电容。
请参阅图3,为一实施例中的UWB天线模组400的部分结构的一变形方式的侧视图。如图3所示,在另一实施例中,导电壁404的第一端D1与所述天线地板401连接,导电壁404的第二端D2朝着本体部403的对应边沿延伸,且与本体部403之间具有间隔,因此,导电壁404的第二端D2与本体部403之间将构成耦合电容。
请参阅图4,为一实施例中的UWB天线模组400的部分结构的另一变形方式的侧视图。如图16所示,在再一实施例中,导电壁404包括第一子导电壁4041以及第二子导电壁4042,第一子导电壁4041包括第一端D1以及第二端D2,第二子导电壁4042包括第一端D1以及第二端D2,其中,第一子导电壁4041的第一端D1以及第二子导电壁4042的第一端D1均可视为所述导电壁404的第一端D1,第一子导电壁4041的第二端D2以及第二子导电壁4042 的第二端D2均可视为所述导电壁404的第二端D2。
如图4所示,在再一实施例中,第一子导电壁4041的第一端D1与UWB天线402的本体部403的边沿连接,第二子导电壁4042的第一端D1则与天线地板401连接,第一子导电壁4041的第二端D2与第二子导电壁4042的第二端D2相向延伸而彼此间隔,从而均处于悬空状态。即,第一子导电壁4041的第二端D2朝天线地板401延伸,第二子导电壁4042的第二端D2朝本体部403延伸,并延伸至具有间隔的位置。从而,在图4所示的结构中,可看做是导电壁404的第一端D1与UWB天线402的本体部403的边沿以及天线地板401中均连接,导电壁404的第二端D2悬空。
此时,第一子导电壁4041的第二端D2与第二子导电壁4042的第二端D2之间将构成耦合电容,即,此时可视为导电壁404的第二端与另一部分导电壁404之间将构成耦合电容。
本申请中,无论导电壁404的第一端D1与UWB天线402的本体部403的边沿连接,还是与天线地板401连接,导电壁404的第二端D2都将与UWB天线402的本体部403以及天线地板401中的另一个构成耦合电容。而在导电壁404包括第一子导电壁4041以及第二子导电壁4042时,第一子导电壁4041的第二端D2与第二子导电壁4042的第二端D2之间也将构成耦合电容。因此,在图2-图4的多种导电壁404的结构中,都将形成等效的电长度,从而可以在满足UWB天线402整体的电长度需求,甚至提供更长的电长度时,本体部403所需的电长度可以相对较小,从而可使得所述本体部403的尺寸有效减小,即减小UWB天线 402的平行与天线地板401方向上的尺寸,而减小UWB天线402的整体尺寸。
请参阅图5,为本申请一些实施例中的UWB天线模组400的部分结构的侧视图。
其中,在一些实施例中,所述导电壁404包括一个导电壁404。如图5所示,所述UWB天线402还包括连接壁405,连接壁405设置于本体部403与天线地板401之间,且连接壁 405与本体部403的第二边沿Y2及所述天线地板401均连接,其中,第二边沿Y2与第一边沿Y1为本体部403的相对两端的边沿。
从而,在一些实施例中,在设置所述导电壁404之外,还设置连接壁405,连接壁405设置于本体部403与天线地板401之间,且连接壁405与本体部403的第二边沿Y2及所述天线地板401均连接,能够有利于减小本体部403的尺寸。
请一并参阅图6,为本申请一些实施例中的通过设置连接壁405而减小天线尺寸的原理示意图。其中,图6的原理图主要为了说明增加所述连接壁405后减小尺寸的原理,故图6 中未考虑导电壁404的影响。
其中,如图6中(a)示意了现有的UWB天线U1,即未增加与所述天线地板401以及本体部403均连接的连接壁405以及导电壁404的现有UWB天线U1,一般而言,现有的UWB 天线U1的一端到相对的另一端的电长度需要等于UWB天线U1正常工作时发射的信号对应的波长的1/2,才能实现谐振,设UWB天线U1正常工作时的发射的信号的波长为λ0,则当未增加连接壁405以及导电壁404时,从UWB天线U1的一端到相对的另一端的电长度为λ0/2。如图6中的(a)所示,当未增加连接壁405以及导电壁404时,UWB天线U1的电长度对应UWB天线发射的信号的半个周期,且该周期的波峰大致位于UWB天线的中间位置。
如图6中(b)所示,当增加连接壁405后,其中,该连接壁405可连接于现有的UWB天线U1的中间位置,且可将现有中的UWB天线U1的一半区域去除,此时,由于连接壁405 还与天线地板401连接而接地,相当于直接将半个周期内的另一半信号去除,而连接壁405 与UWB天线的保留部分(即本申请改进后的UWB天线402的本体部403)的开口端O1(与连接壁405相对的一端)之间的电长度为λ0/4,可继续实现原来的1/4个周期的信号的发射,且幅值相同。因此,当增加所述连接壁405后,即使UWB天线平行天线地板401的尺寸大致减半后,同样能够产生相同频率和幅度的信号。
因此,本申请中,在进一步增加所述与所述天线地板401以及本体部403的边沿均连接的连接壁405后,相比现有中UWB天线平行天线地板401的尺寸,本申请的UWB天线402平行于天线地板401的尺寸,也即本体部403的尺寸将大致减半,可极大促进UWB天线402 的小型化。
请一并参阅图7,为本申请一实施例中的设置有连接壁405的UWB天线402的电流路径示意图。
如图7所示,当设置该与所述天线地板401以及本体部403均连接的连接壁405后,馈电电流I0将从本体部403的开口端O1(与连接壁405相对的一端)流至所述连接壁405,并通连接壁405流至天线地板401,并从天线地板401中继续流过一定距离后完全回地,从而,实际上,连接壁405以及天线地板401到完全回地的部分,可以视为现有的UWB 天线U1的实现另一个1/4个周期的信号的发射的部分。例如,连接壁405以及天线地板 401到完全回地的部分的电长度可为λ0/4,而UWB天线402的其他部分的电长度为λ0/4,从而总体的电长度仍然为λ0/2,而可产生所需要发射的信号。
其中,图6和图7均主要为了说明增加所述连接壁405后减小尺寸的原理,故并未对该导电壁404进行分析。
如前所述的,当在本体部403与天线地板401之间设置导电壁404,且导电壁404的第一端D1与UWB天线402的本体部403的边沿以及天线地板401中的一者连接,导电壁404 的第二端D2悬空时,所述导电壁404的第二端D2与所述天线地板401及UWB天线402的本体部403的另一者之间将构成耦合电容,而等效一部分电长度,此时,允许本体部403的尺寸更小。因此,在一些实施例中,当同时设置有导电壁404和连接壁405时,由于连接壁 405以及天线地板401到完全回地的部分的电长度大致为λ0/4,因此,只需要所述导电壁 404的第二端D2与所述天线地板401及UWB天线402的本体部403的另一者之间构成的耦合电容等效的一部分电长度以及本体部403的电长度之和大致等于λ0/4即可。从而本体部403 的电长度可小于λ0/4。因此,总体来说,同时设置有导电壁404和连接壁405时,能够有效减小本体部403的尺寸。
其中,上述电长度通常也可指的是实际长度或者与实际长度呈正比例关系,因此,电长度和长度可以视为大致相同的概念。例如,本体部403的电长度即为两个相对端之间的距离,因此,本体部403的电长度减小,即能够使得本体部403的相对两端之间的距离减小,也即使得UWB天线402的平行于天线地板401的方向上的尺寸减小,从而有效减小UWB天线402的平面尺寸。
其中,图5中示意出的导电壁404的第一端D1与所述UWB天线402的本体部403的边沿连接,第二端D2朝着所述天线地板401的方向延伸,且与所述天线地板401之间具有间隔。
请参阅图8,为本申请另一些实施例中的UWB天线模组400的部分结构的侧视图。其中,在另一些实施例中,UWB天线模组400也同时包括导电壁404以及连接壁405,与图5的区别在于,一个导电壁404的第一端D1与天线地板401连接,导电壁404的第二端D2朝所述UWB天线402的本体部403的第一边沿Y1延伸,且与本体部403具有间隔。如图8所示,连接壁405也设置于本体部403与天线地板401之间,且连接壁405与本体部403的第二边沿Y2及所述天线地板401均连接,其中,第二边沿Y2与第一边沿Y1为本体部403的相对两端的边沿。
其中,如图2-图3、图5、图8等所示,所述UWB天线模组400还包括天线支架406,所述天线支架406为绝缘材料制成,UWB天线402的本体部403通过所述天线支架406设置于所述天线地板401上。即,所述UWB天线402的本体部403形成于所述天线支架406的背离所述天线地板401的一面上,所述形成有本体部403的天线支架406的另一相对的面进一步贴合设置于所述天线地板401上。
在一些实施例中,天线支架406可为LCP(Liquid Crystal Polymer,液晶高分子聚合物) 制成。在其他实施例中,天线支架406可为其他绝缘材料制成。
在一些实施例中,UWB天线402的本体部403为贴片天线结构,本体部403可为固定设置于所述天线支架406上的FPC(flexible printed circuit,柔性电路板)天线结构或通过激光镭射技术在天线支架406上形成的LDS(Laser-Direct-structuring,激光直接成型)天线结构。其中,FPC天线结构指的是形成于FPC上的金属天线结构图案,所述FPC天线结构可通过粘接、嵌设、焊接等方式固定于天线支架406上。LDS天线结构指的是通过激光镭射技术,直接在所述绝缘材料制成的天线支架406上镀上的金属天线结构图案。
其中,由于UWB天线402形成于所述天线支架406的背离天线地板401的一面上,形成有UWB天线402的天线支架406的另一相对的面进一步贴合设置于天线地板401上,因此,天线支架406的厚度即为UWB天线402和天线地板401之间的距离。在一些实施例中,天线支架406的厚度,也即所述UWB天线402和天线地板401之间的距离可为0.3mm(毫米)。
其中,通过在位于UWB天线402的本体部403的进行馈电,能够使得UWB天线402 激励的信号在该UWB天线402与天线地板401之间多次反射,并通过每一UWB天线 402的边缘发射出去。其中,天线支架406的介电常数满足在相应厚度时,使得信号全透射,而在UWB天线402与天线地板401之间实现几乎无损耗地反射,在一些实施例中,当天线支架406的厚度为0.3mm时,天线支架406为介电常数为3,损耗因子为0.004。其中, UWB天线402的馈电点可位于本体部403的顶点处,即,当本体部403为方形板时,馈电点可位于本体部403的两边相交的顶点处。
其中,如图5及图8所示,连接壁405可贯穿天线支架406而延伸至使得连接壁405的两端分别与天线地板401以及本体部403连接,导电壁404可部分贯穿天线支架406。例如,如图5所示,当导电壁404的第一端D1与所述UWB天线402的本体部403的边沿连接,第二端D2朝着所述天线地板401的方向延伸时,部分贯穿天线支架406,且第二端D2与天线地板401之间的间隔内填充有天线支架406的材料。如图8所示,当导电壁404的第二端 D2朝所述UWB天线402的本体部403的边沿延伸时,部分贯穿天线支架406,且第二端D2 与本体部403之间的间隔内填充有天线支架406的材料。
显然,在UWB天线模组400同时包括导电壁404以及连接壁405时,导电壁404也可为图4所示的结构。即,导电壁404也可为包括第一子导电壁4041以及第二子导电壁4042,第一子导电壁4041的第一端D1与UWB天线402的本体部403的边沿连接,第二子导电壁 4042的第一端D1则与天线地板401连接,第一子导电壁4041的第二端D2与第二子导电壁 4042的第二端D2相向延伸而彼此间隔,从而均处于悬空状态。
请一并参阅图9,为UWB天线模组400在一些实施例中的部分结构的俯视示意图。其中,图9为从UWB天线402一侧观看的俯视示意图。如图9所示,所述本体部403大致为方形,本体部403包括相对的第一端P1以及第二端P2,导电壁404与连接壁405分别设置于本体部403的第一端P1以及第二端P2的对应位置。其中,图9可为UWB天线402为图5或图8所示的结构下的一实施例中的俯视示意图,也可为UWB天线402同时包括导电壁 404以及连接壁405,且导电壁404为图4所示的结构时的俯视示意图。图5以及图8中所示的第一边沿Y1为第一端P1的边沿,第二边沿Y2为第二端P2的边沿。
其中,导电壁404的第一端D1与UWB天线402的本体部403的第一端P1的第一边沿Y1以及天线地板401中的一者连接,导电壁404的第二端D2悬空,连接壁405则连接于第二端P2的第二边沿Y2以及该天线地板401之间。
在一些实施例中,第一端P1与第二端P2之间的距离d可为5.6mm,也即,本体部403在沿着从第一端P1到第二端P2方向上的长度大致为5.6mm。其中,现有的UWB天线,即,未设置导电壁404以及连接壁405的UWB天线在图8视角中沿着从第一端P1到第二端P2 方向上的长度大致为10.6mm。而由于本申请中的UWB天线402在平行与天线地板401方向上的尺寸即为该本体部403的尺寸,本申请中,可有效减小UWB天线402的尺寸。
请一并参阅图10,为以图5所示的结构下以不同的导电壁长度进行仿真得出的S参数和效率曲线对比图。
其中,图10中,具体为以本体部403在沿着从本体部403的第一端P1到第二端P2方向上的长度d为5.6mm、天线支架406为LCP材料制成,且介电常数=3,损耗因子=0.004、天线支架406的厚度,即本体部403和天线地板401之间的距离为0.3mm的参数条件下,通过改变导电壁404的长度,而在多种导电壁长度下得出的多种S参数和效率曲线对比图。其中,图10中的横坐标为频率,单位为GHZ,纵坐标为幅度,单位为db。
其中,导电壁404的长度具体为从导电壁404的第一端D1到第二端D2之间的距离。
其中,设导电壁404的长度为L,图10中,选取了导电壁404的长度L=0、L=0.05、L=0.1、 L=0.15以及、L=0.2这五种长度情况为例进行仿真。其中,L=0的情况也即未设置导电壁404 的情况。其中,本申请中,L的单位为mm。
因此,图10中示意出了L=0时的S参数曲线S11以及总效率曲线St1,L=0.05时的S参数曲线S22以及总效率曲线St2,L=0.1时的S参数曲线S33以及总效率曲线St3,L=0.15时的S参数曲线S44以及总效率曲线St4,以及L=0.2时的S参数曲线S55以及总效率曲线St5。
S参数曲线S11、S22、S33、S44、S55具体示意出了输入回波损耗,输入回波损耗为UWB 天线402发射的信号的反射系数,输入回波损耗越低,则信号的损耗越小,输入回波损耗的最低点对应的频率即为UWB天线402的谐振频率。其中,总效率曲线用于反映UWB天线402在导电壁404的长度处于不同值时各个频率处的总效率,其中,由于UWB天线402在导电壁404的长度处于不同值时,在对应谐振频率处的输入回波损耗为最低点,即损耗最小,从而UWB天线402在导电壁404的长度处于不同值时,在对应谐振频率处的总效率最大。
如图10所示,L=0时的S参数曲线S11的输入回波损耗的最低点对应的频率为8GHZ,即,L=0时,UWB天线402的谐振频率为8GHZ;而L=0.05时的S参数曲线S22的输入回波损耗的最低点对应的频率大致为7.8GHZ,即,L=0.05时,UWB天线402的谐振频率为7.8GHZ;L=0.1时的S参数曲线S33的输入回波损耗的最低点对应的频率大致为7.6GHZ,即, L=0.1时,UWB天线402的谐振频率为7.6GHZ;L=0.15时的S参数曲线S44的输入回波损耗的最低点对应的频率大致为7.2GHZ,即,L=0.15时,UWB天线402的谐振频率为7.2GHZ; L=0.2时的S参数曲线S55的输入回波损耗的最低点对应的频率大致为6.7GHZ,即,L=0.2 时,UWB天线402的谐振频率为6.7GHZ。
其中,如图10所示,从L=0时的总效率曲线St1来看,UWB天线在为8GHZ的谐振频率处的总效率大致为-1.7db,从L=0.05时的总效率曲线St2来看,UWB天线402在为7.8GHZ 的谐振频率处的总效率大致为-1.75db,从L=0.1时的总效率曲线St3来看,UWB天线402在为7.6GHZ的谐振频率处的总效率大致为-1.8db,从L=0.15时的总效率曲线St4来看,UWB 天线402在为7.2GHZ的谐振频率处的总效率大致为-2db,从L=0.2时的总效率曲线St5来看,UWB天线402在为6.7GHZ的谐振频率处的总效率大致为-2.2db。因此,UWB天线402在 L=0.2时的总效率,相对于L=0时的总效率仅下降了0.5db,下降几乎可以忽略不计,对天线的效率几乎没有影响,但是相比L=0时的谐振频率则从8GHZ降低到了6.7GHZ,而实现了更低频的谐振。
由此可见,当导电壁404的长度越长时,UWB天线402的谐振频率将越向低频偏移,一般情况下,UWB天线的长度需要满足为所发射的信号的波长的1/2,因此,频率越低,天线的长度需要越长,因此,本申请中,通过同时增加连接壁405以及导电壁404,UWB天线402 可以通过较小的尺寸实现大尺寸天线才能实现的低频,极大地节省了手机内部空间。
从而,本体部403在沿着从本体部403的第一端P1到第二端P2方向上的长度保持不变时,当导电壁404的长度越长时,UWB天线402的谐振频率将越向低频偏移,这也反过来说明了,相对应的,当UWB天线402要工作在较高频,例如8GHZ时,通过使用较长的导电壁404,而可以进一步缩减本体部403在沿着从第一端P1到第二端P2方向上的长度,从而,相对于L=0的这种未设置导电壁404而工作在8GHZ的情况,本申请通过设置该导电壁404 来实现工作在8GHZ时,可以采用更小尺寸的本体部403。
其中,从原理上来说,如前所述的,导电壁404的第一端D1与UWB天线402的本体部403的边沿以及天线地板401中的一者连接时,导电壁404的悬空的第二端D2将与天线地板401以及本体部403中的另一者构成等效耦合电容。其中,导电壁404的长度越长,导电壁404的第二端与天线地板401以及本体部403中的另一者之间的距离越小,由于电容值与两个导电体之间的距离成反比,从而,则等效耦合电容的等效电容将越大,而等效的电长度将越长,从而,在本体部403在沿着从第一端P1到第二端P2方向上的长度保持不变时,当导电壁404的长度越长时,UWB天线402整体的等效电长度越长,而会等于更低频率对应的波长的1/2,而使得谐振频率将越向低频偏移。具体也可见图11的相关描述。
请一并参阅图11,为图5所示的结构下的电场示意图。即,如图11所示,当增加了导电壁404后,在导电壁404附近的电场相比本体部403与天线地板401的其他部位的电场明显增强,电流密度明显增大,即通过该电场将形成较密集的电流,而等效一定的电长度。显然,图11为从电场的角度进行解释,实际上,在两个导电体之间形成耦合电容也即形成该电场。
请一并参阅图12,为以图8所示的结构下以不同的导电壁长度进行仿真得出的S参数和效率曲线对比图。其中,如前所述的,图8中与图5的区别在于,图5中的导电壁404的第一端D1与UWB天线402的本体部403的边沿连接,导电壁404的第二端D2朝所述天线地板401延伸,且与天线地板401具有间隔;而图8中的导电壁404的第一端D1则与天线地板401连接,导电壁404的第二端D2朝所述UWB天线402的本体部403的边沿延伸,且与本体部403具有间隔。
其中,图12中,具体也为以本体部403在沿着从本体部403的第一端D1到第二端D2方向上的长度d为5.6mm、天线支架406为LCP材料制成,且介电常数=3,损耗因子=0.004、天线支架406的厚度,即本体部403和天线地板401之间的距离为0.3mm的参数条件下,通过改变导电壁404的长度,而在多种导电壁长度下得出的多种S参数和效率曲线对比图。其中,图12中的横坐标为频率,单位为GHZ,纵坐标为幅度,单位为db。
同样的,导电壁404的长度具体为从导电壁404的第一端D1到第二端D2之间的距离。
其中,设导电壁404的长度为L,图10中,选取了导电壁404的长度L=0、L=0.05、L=0.1、 L=0.15以及、L=0.2这五种长度情况为例进行仿真。其中,L=0的情况也即未设置导电壁404 的情况。其中,导电壁404的长度L的单位为mm。
因此,图12中同样示意出了L=0时的S参数曲线S11以及总效率曲线St1,L=0.05时的 S参数曲线S22以及总效率曲线St2,L=0.1时的S参数曲线S33以及总效率曲线St3,L=0.15 时的S参数曲线S44以及总效率曲线St4,以及L=0.2时的S参数曲线S55以及总效率曲线 St5。
如图12所示,L=0时的S参数曲线S11的输入回波损耗的最低点对应的频率为8GHZ,即,L=0时,UWB天线402的谐振频率为8GHZ;而L=0.05时的S参数曲线S22的输入回波损耗的最低点对应的频率大致为7.9GHZ,即,L=0.5时,UWB天线402的谐振频率为 7.9GHZ;L=0.1时的S参数曲线S33的输入回波损耗的最低点对应的频率大致为7.7GHZ,即, L=0.1时,UWB天线402的谐振频率为7.7GHZ;L=0.15时的S参数曲线S44的输入回波损耗的最低点对应的频率大致为7.4GHZ,即,L=0.15时,UWB天线402的谐振频率为7.4GHZ; L=0.2时的S参数曲线S55的输入回波损耗的最低点对应的频率大致为6.9GHZ,即,L=0.2 时,UWB天线402的谐振频率为6.9GHZ。
其中,如图12所示,从L=0时的总效率曲线St1来看,UWB天线在为8GHZ的谐振频率处的总效率大致为-1.7db,从L=0.05时的总效率曲线St2来看,UWB天线402在为7.9GHZ 的谐振频率处的总效率大致为-1.75db,从L=0.1时的总效率曲线St3来看,UWB天线402在为7.7GHZ的谐振频率处的总效率大致为-1.8db,从L=0.15时的总效率曲线St4来看,UWB 天线402在为7.4GHZ的谐振频率处的总效率大致为-1.9db,从L=0.2时的总效率曲线St5来看,UWB天线402在为6.9GHZ的谐振频率处的总效率大致为-2.0db。因此,UWB天线402 在L=0.2时的总效率,相对于L=0时的总效率仅下降了0.3db左右,下降几乎可以忽略不计,对天线的效率几乎没有影响,但是相比L=0时的谐振频率则从8GHZ降低到了6.9GHZ,而实现了更低频的谐振。
本申请中,通过同时增加连接壁405以及导电壁404,且将导电壁404设置于天线地板 401(即导电壁404的第一端D1与天线地板401连接,导电壁404的第二端D2朝所述UWB 天线402的本体部403的边沿延伸,且与本体部403具有间隔)上时,与将导电壁404设置于本体部403上(即,导电壁404的第一端D1与UWB天线402的本体部403的边沿连接,导电壁404的第二端D2朝所述天线地板401延伸,且与天线地板401具有间隔)一样,同样能够实现低频谐振。
请一并参阅图13,为以图5所示的结构下以不同的导电壁长度以及不同的本体部长度进行仿真得出的S参数和效率曲线对比图。
其中,图13中,具体以天线支架406为LCP材料制成,且介电常数=3,损耗因子=0.004、天线支架406的厚度为0.3mm的参数条件下,通过改变导电壁404的长度以及本体部403的长度,而在多种导电壁长度及本体部长度的组合下得出的多种S参数和效率曲线对比图。其中,图13中的横坐标为频率,单位为GHZ,纵坐标为幅度,单位为db。
同样的,导电壁404的长度具体为从导电壁404的第一端D1到第二端D2之间的距离。本体部403的长度为沿着从本体部403的第一端P1到第二端P2方向上的长度。其中,设导电壁404的长度为L,本体部403的长度为d,图13中示意出的组合包括L=0、d=5.6mm的组合一以及L=0.15、d=5mm的组合二。
其中,图13中示意出了L=0、d=5.6mm的组合一下的S参数曲线S11’以及效率曲线Se1, L=0.15、d=5mm的组合二下的S参数曲线S22’以及效率曲线Se2。其中,效率曲线对应覆盖的频率范围,也对应表征了带宽。
如图13所示,L=0、d=5.6mm的组合一下以及L=0.15、d=5mm的组合二下,UWB天线 402的谐振频率均为8GHZ,从而,在减小本体部403的尺寸的前提下,实现了相同的谐振频率。此外,如图11所示,L=0、d=5.6mm的组合一下,对应该为8GHZ的谐振频率的输入回波损耗为-9db,而在L=0.15、d=5mm的组合二下,对应该为8GHZ的谐振频率的输入回波损耗为-11db,可见,通过增加导电壁404,可在减小本体部403的尺寸的前提下进一步降低输入回波损耗。
而从图13所示,L=0.15、d=5mm的组合二下的效率曲线Se2覆盖的频率范围略小于L=0、 d=5.6mm的组合一下的效率曲线Se1覆盖的频率范围,说明了L=0.15、d=5mm的组合二下的带宽受到了细微影响,但该影响较小,基本上可以忽略。
从而,整体来说,通过增加导电壁404,可在减小本体部403的尺寸的前提下进一步降低输入回波损耗,且能保持带宽大致不变。
请参阅图14,为UWB天线模组400在另一些实施例中的部分结构的俯视示意图。其中,图14也为从UWB天线402一侧观看的俯视示意图。如图13所示,所述本体部403大致为方形,本体部403包括相对的第一端P1以及第二端P2,导电壁404与连接壁405分别设置于本体部403的第一端P1的以及第二端P2的对应位置。其中,第一端P1具有第一边沿Y1,第二端P2具有第二边沿Y2。
其中,图14可为UWB天线402为图5或图8所示的结构下的另一实施例中的俯视示意图,也可为同时包括导电壁404以及连接壁405,且导电壁404为图4所示的结构的 UWB天线402的俯视示意图。如前所述的,连接壁405与所述本体部403的第二边沿Y2 及所述天线地板401均连接。
在另一些实施例中,连接壁405在本体部403上的投影的目标尺寸小于连接壁405所连接的第二边沿Y2的尺寸,其中,所述目标尺寸为连接壁405在本体部403上的投影沿着第二边沿Y2的延伸方向的尺寸。其中,第二边沿Y2的尺寸具体也指的是第二边沿在其延伸方向上的尺寸,即第二边沿Y2的边长。
其中,通过使连接壁405在本体部403上的投影的目标尺寸小于连接壁405所连接的第二边沿Y2的尺寸,由于部分位置的电流需要沿第二边沿Y2的方向流动一定距离才能到达该连接壁405,从而能够增加电流路径的长度,即,增加电长度,能够允许本体部 403的尺寸设计地更小,从而进一步减小天线尺寸。
具体的,如图14所示,连接壁405包括第一子连接壁4051以及第二子连接壁4052,第一子连接壁4051与第二子连接壁4052间隔设置,第一子连接壁4051与第二子连接壁4052的一端分别与所述本体部403的第二边沿Y1的不同部位连接,第一子连接壁4051与第二子连接壁4052的另一端与天线地板401的不同部位连接。
图14中还示意出了部分电流路径I1,其中,如前所述的,连接壁405与所述本体部403的第二边沿Y2及所述天线地板401均连接,而导电壁404的第一端与本体部403的第一边沿Y1以及天线地板401中的一者连接,导电壁的第二端悬空,而与本体部403的第一边沿Y1以及天线地板401中的另一者间隔形成耦合电容,也即形成开口端。因此,当对UWB 天线402的本体部403馈电时,电流将从对应开口端的第一边沿Y1处流至第二边沿Y2,并通过连接壁405到天线地板401回地。在图11所示的结构下,部分电流从第一边沿Y1处流至第二边沿Y2的位于第一子连接壁4051与第二子连接壁4052之间的部位时,还需要沿第二边沿Y2的方向流动一定距离才能流至位于两侧的第一子连接壁4051与第二子连接壁 4052,因此,能够一定程度上增加电长度,从而可进一步减小本体部403的尺寸,或者在保持本体部403的尺寸不变的情况下实现更低频的谐振。
其中,具体的,如图14所示,第一子连接壁4051以及第二子连接壁4052分别设置于第二边沿Y1的相对两端,第一子连接壁4051以及第二子连接壁4052之间的间隔距离d2 可以根据需要调整。
请参阅图15,为在图14所示的结构下以第一子连接壁以及第二子连接壁4052之间的不同间隔进行仿真得出的S参数和总效率曲线对比图。
其中,设第一子连接壁4051以及第二子连接壁4052之间的间隔距离为d2,图15示意出了d2=1的S参数曲线S11以及总效率曲线St1,d2=3时的S参数曲线S22以及总效率曲线St2,d2=5时的S参数曲线S33以及总效率曲线St3。其中,第一子连接壁4051以及第二子连接壁4052之间的间隔距离d2的单位也为mm。
如图15所示,d2=1时的S参数曲线S11的输入回波损耗的最低点对应的频率为7.2GHZ,即,d2=1时,UWB天线402的谐振频率为7.2GHZ;而d2=3时的S参数曲线S22的输入回波损耗的最低点对应的频率大致为7GHZ,即,d2=3时,UWB天线402的谐振频率为7GHZ;d2=5时的S参数曲线S33的输入回波损耗的最低点对应的频率大致为6.5GHZ,即,d2=5时,UWB天线402的谐振频率为6.5GHZ。
此外,如图15所示,从d2=1时的总效率曲线St1来看,UWB天线在为7.2GHZ的谐振频率处的总效率大致为-1.9db,从d2=3时的总效率曲线St2来看,UWB天线402在为7GHZ 的谐振频率处的总效率大致为-2.1db,从d2=5时的总效率曲线St3来看,UWB天线402在为6.5GHZ的谐振频率处的总效率大致为-5db。
由此可见,当第一子连接壁4051以及第二子连接壁4052之间的间隔距离d2越长时,实现的谐振频率越低,即,UWB天线402的谐振频率将越向低频偏移,但是,随着第一子连接壁4051以及第二子连接壁4052之间的间隔距离d2的增大,总效率将下降较为明显,将影响天线的辐射效率,例如,d2=5时,总效率已经下降到了-5db。因此,可根据需要综合考虑辐射效率以及谐振频率,而选择合适的间隔距离d2,例如,如图15可见,当d2=3时,总效率较高,且谐振频率能够在7GHZ,能够在满足辐射效率的需求时实现较低的谐振频率。
请参阅图16,为UWB天线模组400在再一些实施例中的部分结构的俯视示意图。其中,图16也为从UWB天线402一侧观看的俯视示意图。如图16所示,所述本体部403大致为方形,本体部403包括相对的第一端P1以及第二端P2,导电壁404与连接壁405分别设置于本体部403的第一端P1的以及第二端P2的对应位置。其中,第一端P1具有第一边沿Y1,第二端P2具有第二边沿Y2。
其中,图16可为UWB天线402为图5或图8所示的结构下的再一实施例中的俯视示意图,可为同时包括导电壁404以及连接壁405,且导电壁404为图4所示的结构的UWB 天线402的俯视示意图。同样的,如前所述的,连接壁405与所述本体部403的第二边沿 Y2及所述天线地板401均连接。
如图16所示,连接壁405在本体部403上的投影位于所述连接壁405所连接的第二边沿Y2的大致位于中间的位置,即大致位于中间位置。
如图16所示,同样的,部分电流I2从第一边沿Y1处流至第二边沿Y2的位于未连接该连接壁405的部位时,还需要沿第二边沿Y2的方向流动一定距离才能流至连接壁405,因此,能够一定程度上进一步增加电长度,从而可进一步减小本体部403的尺寸,或者在保持本体部403的尺寸不变的情况下实现更低频的谐振。
显然,图14和图16仅仅是部分示例,只要满足连接壁405在本体部403上的投影的目标尺寸小于连接壁405所连接的第二边沿Y2的尺寸即可,具体的连接壁405包括的子连接壁的数量和连接壁405及子连接壁的位置并不限于图14和图16所示的示例。例如,在一些实施例中,连接壁405可包括三个间隔设置的子连接壁,又例如,连接壁405的数量为一个,连接壁405在本体部403上的投影的目标尺寸小于连接壁405所连接的第二边沿Y2的尺寸,且设置在第二边沿Y2的端部位置。
请参阅图17,为UWB天线模组400在其他实施例中的部分结构的侧视图。
如图17所示,UWB天线402可不包括连接壁405,且UWB天线402包括所述导电壁 404的数量为至少两个,其中的两个导电壁404设置于本体部403的相对两端的对应位置。
即,在其他实施例中,UWB天线402可仅包括至少两个导电壁404,且其中的两个导电壁404设置于本体部403的相对两端的对应位置。如前所论述的,导电壁404对应的部位将形成耦合电容,而等效部分电长度,而在相对本体部403的相对两端的位置均形成耦合电容,则均能等效部分电长度,从而同样可有效减小本体部403的尺寸。特别的,可以减小本体部403沿着该相对两端方向上的尺寸。
其中,每一导电壁404可为前述的图2-图4中的任一导电壁404结构,且所有导电壁404的结构相同或者至少部分导电壁404的结构不同。其中,本申请中,导电壁404 设置于本体部403某端的对应位置,可包括:导电壁404与本体部403的该端的边沿连接、导电壁404设置于天线地板401上并朝着本体部403的该端的边沿延伸,等等情况。
如前所述的,所述本体部403大致为方形,即,在天线地板401上的投影大致为方形,其中,如图17所示,在一些实施例中,导电壁404的数量为两个,两个导电壁404 的第一端D1分别与本体部403的相对两端的边沿连接,两个导电壁404的第二端D2均朝所述天线地板401延伸,且均与天线地板401之间具有间隔。
即,如图17所示,在一些实施例中,可共设置两个导电壁404,且所述两个导电壁404 设置于本体部403的相对两端的对应位置,每个导电壁404可为图2中所示的导电壁404的结构。
请参阅图18,为UWB天线模组400在其他实施例中的部分结构的一变形方式下的俯视图。
如图18所示,所述本体部403大致为方形,即,在天线地板401上的投影大致为方形,导电壁404的数量为四个,四个导电壁404分别设置于本体部403的四个边的边沿的对应位置。
其中,当四个导电壁404分别设置于本体部403的四个边的边沿的对应位置时,每一导电壁404也可为前述的图2-图4中的任一导电壁404结构,且所有导电壁404的结构相同或者至少部分导电壁404的结构不同。
例如,部分导电壁404的第一端D1与本体部403的对应边/端的边沿连接,第二端D3朝所述天线地板401延伸,且与天线地板401之间具有间隔,还有部分导电壁404的第一端D1与天线地板401连接,第二端D2朝本体部403的对应边/端的边沿延伸,且与本体部 403之间具有间隔,等等。
从而,通过在多个边均设置导电壁404,可以在多个边的位置处都形成耦合电容,而等效一定的电长度,从而,可以使得本体部403的尺寸得到进一步减小。具体的,由于四个边设置导电壁均可形成耦合电容,从而可减小本体部403在各个方向上的尺寸。
其中,如前所述的,当所述导电壁404的数量为至少两个时,导电壁404的结构可相同或不同,例如,部分导电壁404的第一端D1与所述UWB天线402的本体部403的边沿连接,第二端D2朝着所述天线地板401的方向延伸,且与所述天线地板之间具有间隔;另一部分所述导电壁404的第一端D1与所述天线地板401连接,第二端D2朝着所述本体部403的对应边沿延伸,且与所述本体部403之间具有间隔。又例如,当所述导电壁404的数量为至少两个时,每一导电壁404的第一端D1均与所述天线地板401连接,第二端D2朝着所述本体部403的对应边沿延伸,且与所述本体部403之间具有间隔。从而,当导电壁404的数量为多个时,导电壁404的结构可以多样化,而与电子设备1000的结构更加适配。
请参阅图19,为UWB天线模组400在某些实施例中的部分结构的俯视图。如图19所示,所述本体部403上开设有贯穿所述本体部403的通槽T1。其中,图19为在图18的设置四个导电壁404的结构的基础上,进一步设置所述通槽T1,显然,在前述任一实施例或变形方式中的UWB天线402的本体部403上均可以设置所述通槽T1。
具体的,如图19所示,所述通槽T1设置于所本体部403的中部区域,所述通槽T1包括第一通槽T11以及第二通槽T12,所述第一通槽T11与所述第二通槽T12的中间部位相交且连通。即,如图19所示的,所述通槽T1构成“十”字形。
其中,如图19所示,通过设置所述通槽T1,部分在所述本体部403的相对两端之间流过的馈电电流I3将绕所述通槽T1才能到达相对的另一端,从而,能够有效增加电长度,进一步利于本体部403的小型化。即,通过设置两个相交且连通的通槽,能够有效增加电长度,进一步利于本体部403的小型化。
显然,在其他实施例中,所述通槽T1可为圆形、椭圆形、方形、条形、T形等等形状。其中,通槽T1的形状指的是通槽T1在天线地板401上的投影的形状。
其中,一般的UWB天线能够实现双频谐振,例如,现有中,在UWB天线的一个边实现6.5GHz谐振,在UWB天线的另一个相邻的边实现8GHz谐振。然而,本申请中,在UWB 天线402的本体部403与天线地板401之间增加连接壁405后,使得原本的UWB天线402 的一边的边长大致减半,而无法实现对应频率的谐振。
请一并参阅图20,为一些实施例中的UWB天线402的俯视示意图。为了继续使得UWB天线402可实现双频,如图20所示,在其他实施例中,所述UWB天线402可包括第一UWB 子天线4021以及第二UWB子天线4022,第一UWB子天线4021包括第一本体部403a,第二UWB子天线4022包括第二本体部403b,导电壁404包括设置于所述第一本体部403a与天线地板401之间的第一导电壁404a以及设置于所述第二本体部403b与所述天线地板401 之间的第二导电壁404b;所述第一UWB子天线4021还包括设置于所述第一本体部403a与所述天线地板401之间的第一连接壁405a,所述第二UWB子天线4022还包括设置于所述第二本体部403与所述天线地板401之间的第二连接壁405b,其中,所述第一导电壁404a的第一端与所述第一本体部403a的边沿以及天线地板中的至少一者连接,所述第一导电壁404a 的与所述第一端相对的第二端悬空,所述第二导电壁404b的第一端与所述第二本体部403b 的边沿以及天线地板401中的至少一者连接,所述第二导电壁404b的与所述第一端相对的第二端悬空,所述第一连接壁405a设置于所述第一本体部403a与所述天线地板401之间,且所述第一连接壁405a与所述第一本体部403a及所述天线地板401均连接,所述第二连接壁 405b设置于所述第二本体部403b与所述天线地板401之间,且所述第二连接壁405b与所述第二本体部403b及所述天线地板401均连接。
从而,在再一些实施例中,UWB天线402可包括第一UWB子天线4021以及第二UWB 子天线4022,且每个UWB子天线可同时包括连接壁以及导电壁,其中,第一UWB子天线 4021以及第二UWB子天线4022分别可谐振在两个不同的频率,从而使得UWB天线402仍然可以实现双频谐振。
具体的,如图20所示,第一UWB子天线4021以及第二UWB子天线4022靠近设置,第一导电壁404a、第一连接壁405a沿第一方向设置于所述第一本体部403a的相对两端的对应位置,所述第二导电壁404b、第二连接壁405b沿第二方向设置于所述第二本体部403b的相对两端的对应位置,所述第一方向与所述第二方向垂直。
即,如图20所示,第一UWB子天线4021以及第二UWB子天线4022可通过正交垂直的方式组成双极化的UWB天线402。其中,第一方向可为第一UWB子天线4021以及第二 UWB子天线4022的排列方向。
其中,如图20所示,具体的,第一UWB子天线4021以及第二UWB子天线4022靠近设置,且第二UWB子天线4022为靠近所述第一UWB子天线4021的设置有第一连接臂405a 一端。
在一些实施例中,第一UWB子天线4021激励的为8GHz谐振,即,第一UWB子天线4021的谐振频率为8GHZ,第二UWB子天线4022激励的是6.5GHz谐振,即第二UWB子天线4022的谐振频率为6.5GHz。
在一些实施例中,如图20所示,第一UWB子天线4021沿第二方向上的长度为5.1mm,第二UWB子天线4022沿第二方向上的长度为5.6mm,UWB天线402沿第一方向上的整体尺寸为10.7mm,UWB天线402沿第二方向上的整体尺寸为5.6mm,即为第一UWB子天线 4021以及第二UWB子天线4022沿第二方向上的长度的最大值。其中,图20所示的UWB 天线402中的第一导电壁404a的长度为0.1mm,第二导电壁404b的长度为0.2mm。
其中,图20所示的UWB天线402中的第一导电壁404a以及第二导电壁404b可为图2-图4中所示的任一个导电壁的结构,第一导电壁404a的长度以及第二导电壁404b的长度指的是导电壁在天线地板401与本体部403之间延伸的距离。
请参阅图21,为对图20所示的UWB天线402仿真得到的第一UWB子天线4021以及第二UWB子天线4022的S参数曲线以及隔离度示意图。其中,图21的仿真具体也是基于第一UWB子天线4021沿第二方向上的长度为5.1mm,第二UWB子天线4022沿第二方向上的长度为5.6mm,第二UWB子天线4022沿第一方向上的整体尺寸为10.7mm,第二UWB 子天线4022沿第二方向上的整体尺寸为5.6mm,第一导电壁404a的长度为0.1mm,第二导电壁404b的长度为0.2mm的这些参数条件下进行的。
其中,图21示意出了第一UWB子天线4021的S参数曲线S11以及隔离度曲线Sg1,以及第二UWB子天线4022的S参数曲线S22以及隔离度曲线Sg2。其中,如前所述的,S 参数曲线具体示意出了输入回波损耗,输入回波损耗为UWB天线402发射的信号的反射系数,输入回波损耗越低,则信号的损耗越小,输入回波损耗的最低点对应的频率即为UWB 天线402的谐振频率。其中,隔离度曲线Sg1、Sg2反映的为受到另一子天线干扰的程度,例如,第一UWB子天线4021的隔离度曲线Sg1反映的是第一UWB子天线4021工作在对应频率时受到第二UWB天线402b干扰的干扰值,而第二UWB子天线4022的隔离度曲线Sg2 反映的是第二UWB子天线4022工作在对应频率时受到第一UWB天线402a干扰的干扰值。
如图21所示,第一UWB子天线4021的S参数曲线S11的输入回波损耗的最低点对应的频率为8GHZ,即,第一UWB子天线4021的谐振频率为8.1GHZ,约等于8GHZ;第二 UWB子天线4022的S参数曲线S22的输入回波损耗的最低点对应的频率为6.6GHZ,即,第二UWB子天线4022的谐振频率为6.6GHZ,约等于6.5GHZ。
由此可见,第一UWB子天线4021和第二UWB子天线4022的谐振频率分别为8GHZ 以及6.5GHZ。
此外,而从图21可以看出,第一UWB子天线4021的隔离度曲线Sg1在第一UWB子天线4021的谐振频率8.1GHZ处受到的干扰值为-39db,第二UWB子天线4022的隔离度曲线Sg2在第二UWB子天线4022的谐振频率6.6GHZ处受到的干扰值为-44db,由此,可见,第一UWB子天线4021和第二UWB子天线4022彼此之间的干扰值非常小,隔离度很高,满足要求。而且,采用图20所示的正交垂直的双极化天线结构,可以令UWB天线402的应用场景更加丰富,无论待测物的极化如何变化,都可以进行测量,消费者体验较好。
请参阅图22,为对图20所示的UWB天线402仿真得到的第一UWB子天线4021以及第二UWB子天线4022的效率曲线以及总效率曲线示意图。
其中,图22示意出了第一UWB子天线4021的效率曲线Se1以及总效率曲线St1,以及第二UWB子天线4022的效率曲线Se2以及总效率曲线St2。其中,效率曲线Se1还表征了第一UWB子天线4021以及第二UWB子天线4022在各个频率处的效率,其中,总效率曲线St2为效率曲线减去S参数曲线得到,总效率曲线St2用于反映第一UWB子天线4021以及第二UWB子天线4022在各个频率处的总效率。
如图22所示,从第一UWB子天线4021的效率曲线Se1以及第二UWB子天线4022的效率曲线Se2来看,效率差距并不大。而从第一UWB子天线4021的总效率曲线St1来看,第一UWB子天线4021在为8.1GHZ的谐振频率处的总效率大致为-3.9db,从第二UWB子天线4022的总效率曲线St2来看,第二UWB子天线4022在为6.6GHZ的谐振频率处的总效率大致为-5.3db。由此可见,第一UWB子天线4021以及第二UWB子天线4022的总效率也都还是可以的,能够保证UWB天线402在各个谐振频率的天线效率。
请参阅图23,为通过仿真得到的图20所示的UWB天线402工作在6.5GHZ谐振频率时的天线辐射方向示意图。
如图23所示,图23的代表最大辐射方向的最深色部分位于Z轴指向的位置,且能量衰减较为规则和平滑。一般来说,当UWB天线模组400未受到干扰时,在图23的视角中,最大辐射方向R1需要位于Z轴指向的位置,且辐射能量的衰减需要是规则和平滑的。由此可见,UWB天线402工作在6.5GHZ频率时,UWB天线402几乎未受到干扰,能够良好地工作在6.5GHZ频率。
请参阅图24,为通过仿真得到的图20所示的UWB天线402工作在8GHZ谐振频率时的天线辐射方向示意图。
如图24所示,图24的代表最大辐射方向的最深色部分位于Z轴指向的位置,且能量衰减较为规则和平滑。如前所述,一般来说,当UWB天线模组400未受到干扰时,在图24的视角中,最大辐射方向R1需要位于Z轴指向的位置,且辐射能量的衰减需要是规则和平滑的。由此可见,UWB天线402工作在8GHZ频率时,UWB天线402也几乎未受到干扰,能够良好地工作在8GHZ频率。
其中,所述UWB天线402包括第一UWB子天线4021以及第二UWB子天线4022时,第一UWB子天线4021以及第二UWB子天线4022不限于图20所示的结构。例如,在其他实施例中,第一导电壁404a、第一连接壁405a可沿第一方向设置于所述第一本体部403a的相对两端的对应位置,所述第二导电壁404b、第二连接壁405b也可沿第一方向设置于所述第二本体部403b的相对两端的对应位置。其中,如前所述的,第一方向可为第一UWB子天线4021以及第二UWB子天线4022的排列方向。
其中,在一些实施例中,在UWB天线402包括第一UWB子天线4021以及第二UWB 子天线4022时,第一连接壁405a在所述第一本体部403a上的投影的目标尺寸小于所述第一连接壁405a所连接的第一本体部403a的边沿的尺寸,和/或所述第二连接壁405b在所述第二本体部403b上的投影的目标尺寸小于所述第二连接壁405b所连接的第二本体部403b的边沿的尺寸。其中,所述第一连接壁405a在所述第一本体部403a上的投影的目标尺寸为所述第一连接壁405a在所述第一本体部403a上的投影沿着所述第一连接壁 405a所连接的边沿的延伸方向的尺寸,所述第二连接壁405b在所述第二本体部403b上的投影的目标尺寸为所述第二连接壁405b在所述第二本体部403b上的投影沿着所述第二连接壁405b所连接的边沿的延伸方向的尺寸。其中,所述边沿的尺寸均指的是所述边沿的延伸方向上的尺寸。
具体的,第一UWB子天线4021的第一连接壁405a以及第二UWB子天线4022的第二连接壁405b中的任一个均可采用图14或图16中的结构,或者可采用其他结构。
其中,本申请的任一实施例或变形方式中,UWB天线402以及第一UWB子天线4021、第二UWB子天线4022的馈电点均位于对应的本体部上。
本申请中,当UWB天线402不包括连接壁405,而仅包括导电壁404时,该UWB天线402本身可以实现双频,即可以谐振在8GHZ以及6.5GHZ这两个频率。
在一些实施例中,第一本体部403a和/或所述第二本体部403b上也可开设有贯穿所述第一本体部403a和/或所述第二本体部403b的通槽。
即,与图19类似的,第一本体部403a和所述第二本体部403b中的至少一个上可开设通槽,从而,增长馈电电流的路径,从而增加电长度,而可减小第一本体部403a和所述第二本体部 403b中的至少一个的尺寸,从而,可减小UWB天线402的整体尺寸。
其中,所述通槽也设置于所述第一本体部和/或所述第二本体部的中部区域,所述通槽包括第一通槽以及第二通槽,所述第一通槽与所述第二通槽的中间部位相交且连通,即,所述通槽可为“十”字形通槽。显然,通槽也可为圆形、椭圆形、方形、条形、T形等形状的通槽。
请参阅图25,为本申请一些实施例中的UWB天线模组400的平面示意图。其中,图25为从UWB天线402一侧观看的俯视示意图。如图25所示,UWB天线402包括多个,具体的,UWB天线402包括第一UWB天线402a、第二UWB天线402b以及第三UWB天线402c,所述第一UWB 天线402a、第二UWB天线402b沿第三方向间隔排列,所述第二UWB天线402b与所述第三UWB 天线402c沿第四方向间隔排列,所述第二方向与所述第一方向垂直。
其中,第一UWB天线402a、第二UWB天线402b以及第三UWB天线402c可为前述任一实施例中的UWB天线,且第一UWB天线402a、第二UWB天线402b以及第三UWB天线402c的结构可相同或不同。
其中,如前所述的,UWB天线模组400的天线地板401可为方形板,所述第三方向以及第四方向分别与天线地板401的两条相邻边的延伸方向平行。
请一并参阅图26,为电子设备1000的示意出UWB天线模组400结构的立体示意图。其中,如图25所示,当所述UWB天线模组400安装于所述电子设备1000中时,第一UWB天线402a、第二UWB天线402b排列的第三方向大致为电子设备1000的短边的延伸方向,第二UWB天线 402b与第三UWB天线402c排列的第四方向大致为所述电子设备1000的长边的延伸方向。
其中,当所述UWB天线模组400安装于所述电子设备1000中时,所述UWB天线模组400 位于远离显示模组200的一侧,也即,位于靠近后盖120的一侧。图26中所示的为观看到电子设备1000的显示模组200的立体示意图。其中,第一UWB天线402a、第二UWB天线402b与第三UWB天线402c位于天线地板401的远离显示模组200的一侧。前述的图25为从至少一个UWB 天线402一侧观看的俯视示意图,也即为从后盖120一侧观看的示意图。
在使用电子设备1000进行UWB定位时,通常电子设备1000将会以图26所示的姿态被用户握持,即,电子设备1000的顶部朝上,底部朝下,也即电子设备1000的短边将大致与水平方向平行。因此,沿与短边的延伸方向平行的第一方向排布的第一UWB天线402a、第二UWB 天线402b可用于定位水平角度,而沿与电子设备1000的长边的延伸方向平行的第二方向排布的第二UWB天线402b与第三UWB天线402c则可用于定位竖直角度。
具体的,可利用所述第一UWB天线402a、第二UWB天线402b接收到到待定位设备(例如室内的某一具有UWB天线的智能设备,图中未示)的来波信号的信号到达相位差(PDOA),即,待定位设备发出的信号分别到达第一UWB天线402a、第二UWB天线402b的相位差,而得到电子设备1000相对于待定位设备在水平方向的角度,以及利用第二UWB天线402b与第三UWB天线402c接收到待定位设备的来波信号的UWB信号到待定位设备的信号到达相位差(PDOA),即,待定位设备发出的信号分别到达第二UWB天线402b与第三UWB天线402c的相位差,而得到电子设备1000相对于待定位设备在竖直方向的角度,从而,实现电子设备1000对该待定位设备的定位。
从而,本申请中,所述第一UWB天线402a、第二UWB天线402b沿第一方向间隔排列,所述第二UWB天线402b与所述第三UWB天线402c沿第二方向间隔排列,所述第二方向与所述第一方向垂直,可以实现水平角度的定位和竖直角度的定位,进而可以实现电子设备1000的对其他设备的定位功能。
其中,所述第一UWB天线402a、第二UWB天线402b以及所述第三UWB天线402c的排列方式并不限于图25-图26所示的排列方式,还可以通过其他方式排列,只需要满足两个UWB天线402沿着电子设备1000的短边排列,两个UWB天线402沿着电子设备1000的长边排列即可。例如,图25中,在从至少一个UWB天线402一侧观看的视角中,所述第一UWB天线402a、第二UWB天线402b以及所述第三UWB天线402c呈“┐”形排列,在其他实施例中,在从至少一个UWB天线402一侧观看的视角中,所述第一UWB天线402a、第二UWB天线402b以及所述第三UWB天线402c也可呈“┖”形排列。
其中,需要指出的是,本申请中的导电壁404的第二端朝向天线地板401延伸可为沿着垂直天线地板401所在平面的方向朝向天线地板401延伸,也可为与沿着不与天线地板401所在平面的垂直的方向朝向天线地板401延伸。同样的,导电壁404的第二端朝向本体部403延伸可为沿着垂直天线地板401/本体部403所在平面的方向朝向本体部403延伸,也可为与沿着不与天线地板401/本体部403所在平面垂直的方向朝向天线地板401延伸。
其中,天线地板401、导电壁404以及连接壁405等均为金属导电材料制成。
从而,本申请中,通过至少在本体部403与天线地板401之间设置导电壁404,且导电壁404 的第一端D1与UWB天线402的本体部403的边沿以及天线地板401中的至少一者连接,导电壁 404的第二端D2悬空,由此,导电壁404的第二端与本体部403及天线地板401中的另一者或者另一部分导电壁404之间将构成耦合电容,所述耦合电容将等效为对应的天线电长度,从而使得本体部403所需的电长度可以相对较小。由于导电壁404设置于UWB天线402与天线地板401 原本就具有的间隔空间之间,在沿着UWB天线402与天线地板401的方向上不会增加UWB天线模组400的尺寸,从而,本申请利用UWB天线402与天线地板401之间原本具有的间隔空间来设置导电壁404后,可以在满足整个UWB天线的相同的电长度需求,甚至提供更长的电长度时,本体部403所需的电长度可以相对较小,从而可使得所述本体部403的尺寸有效减小,即减小UWB天线402的平行与天线地板401方向上的尺寸。从而,本申请相比现有技术可有效减小UWB天线402的整体尺寸,进而可以减小整个UWB天线模组400的尺寸,而通过提供更小型化的UWB天线模组400,能够在确保天线性能的同时而减少占用的空间。
以上描述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内;在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (17)
1.一种小型化的UWB天线模组,其特征在于,包括:
天线地板;
UWB天线,包括本体部以及导电壁,其中,所述本体部与所述天线地板平行且间隔设置,所述导电壁设置于所述本体部与所述天线地板之间,且所述导电壁的第一端与所述UWB天线的本体部的边沿以及天线地板中的至少一者连接,所述导电壁的与所述第一端相对的第二端悬空。
2.根据权利要求1所述的UWB天线模组,其特征在于,所述导电壁包括一个导电壁,所述导电壁的第一端与所述UWB天线的本体部的第一边沿以及天线地板中的至少一者连接,所述导电壁的第二端悬空,所述UWB天线还包括连接壁,所述连接壁设置于所述本体部与所述天线地板之间,且所述连接壁与所述本体部的第二边沿及所述天线地板均连接,所述第二边沿与所述第一边沿为所述本体部的相对两端的边沿。
3.根据权利要求2所述的UWB天线模组,其特征在于,所述连接壁在所述本体部上的投影的目标尺寸小于所述连接壁所连接的第二边沿的尺寸,其中,所述目标尺寸为所述连接壁在所述本体部上的投影沿着第二边沿的延伸方向的尺寸。
4.根据权利要求3所述的UWB天线模组,其特征在于,所述连接壁包括第一子连接壁以及第二子连接壁,所述第一子连接壁与所述第二子连接壁间隔设置,所述第一子连接壁与所述第二子连接壁的一端分别与所述本体部的第二边沿的不同部位连接,所述第一子连接壁与所述第二子连接壁的另一端与所述天线地板的不同部位连接。
5.根据权利要求3所述的UWB天线模组,其特征在于,所述连接壁在所述本体部上的投影位于所述连接壁所连接的第二边沿的中间位置。
6.根据权利要求1所述的UWB天线模组,其特征在于,所述导电壁的数量为至少两个,其中的两个导电壁设置于所述本体部的相对两端的边沿的对应位置。
7.根据权利要求6所述的UWB天线模组,其特征在于,所述本体部在所述天线地板上的投影为方形,所述导电壁的数量为两个,两个导电壁的第一端分别与所述本体部的相对两端的边沿连接,两个导电壁的第二端均朝所述天线地板延伸,且均与所述天线地板之间具有间隔。
8.根据权利要求6所述的UWB天线模组,其特征在于,所述本体部在所述天线地板上的投影为方形,所述导电壁的数量为四个,四个导电壁分别设置于所述本体部的四个边的边沿的对应位置。
9.根据权利要求1所述的UWB天线模组,其特征在于,所述导电壁的数量为至少两个,部分导电壁的第一端与所述UWB天线的本体部的边沿连接,第二端朝着所述天线地板的方向延伸,且与所述天线地板之间具有间隔;另一部分所述导电壁的第一端与所述天线地板连接,第二端朝着所述本体部的对应边沿延伸,且与所述本体部之间具有间隔。
10.根据权利要求1所述的UWB天线模组,其特征在于,所述导电壁的数量为至少两个,每一导电壁的第一端与所述天线地板连接,第二端朝着所述本体部的对应边沿延伸,且与所述本体部之间具有间隔。
11.根据权利要求1-10任一项所述的UWB天线模组,其特征在于,所述本体部上开设有贯穿所述本体部的通槽。
12.根据权利要求11所述的UWB天线模组,其特征在于,所述通槽设置于所本体部的中部区域,所述通槽包括第一通槽以及第二通槽,所述第一通槽与所述第二通槽的中间部位相交且连通。
13.根据权利要求1所述的UWB天线模组,其特征在于,所述UWB天线包括第一UWB子天线以及第二UWB子天线,所述第一UWB子天线包括第一本体部,所述第二UWB子天线包括第二本体部,所述导电壁包括设置于所述第一本体部与所述天线地板之间的第一导电壁以及设置于所述第二本体部与所述天线地板之间的第二导电壁;所述第一UWB子天线还包括设置于所述第一本体部与所述天线地板之间的第一连接壁,所述第二UWB子天线还包括设置于所述第二本体部与所述天线地板之间的第二连接壁,其中,所述第一导电壁的第一端与所述第一本体部的边沿以及天线地板中的至少一者连接,所述第一导电壁的与所述第一端相对的第二端悬空,所述第二导电壁的第一端与所述第二本体部的边沿以及天线地板中的至少一者连接,所述第二导电壁的与所述第一端相对的第二端悬空,所述第一连接壁设置于所述第一本体部与所述天线地板之间,且所述第一连接壁与所述第一本体部及所述天线地板均连接,所述第二连接壁设置于所述第二本体部与所述天线地板之间,且所述第二连接壁与所述第二本体部及所述天线地板均连接。
14.根据权利要求13所述的UWB天线模组,其特征在于,所述第一导电壁、第一连接壁沿第一方向设置于所述第一本体部的相对两端的对应位置,所述第二导电壁、第二连接壁沿第二方向设置于所述第二本体部的相对两端的对应位置,所述第一方向与所述第二方向垂直。
15.根据权利要求13-14任一项所述的UWB天线模组,其特征在于,所述第一本体部和/或所述第二本体部上开设有贯穿所述第一本体部和/或所述第二本体部的通槽。
16.根据权利要求15所述的UWB天线模组,其特征在于,所述通槽设置于所述第一本体部和/或所述第二本体部的中部区域,所述通槽包括第一通槽以及第二通槽,所述第一通槽与所述第二通槽的中间部位相交且连通。
17.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括如权利要求1-16任一项所述的UWB天线模组。
Priority Applications (1)
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CN202220233629.0U CN217956130U (zh) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 一种小型化的uwb天线模组及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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CN202220233629.0U Active CN217956130U (zh) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 一种小型化的uwb天线模组及电子设备 |
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2022
- 2022-01-27 CN CN202220233629.0U patent/CN217956130U/zh active Active
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