CN218182468U - 天线装置及移动终端 - Google Patents
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Abstract
提供了一种天线装置及移动终端。天线装置包括间隔设置的第一辐射片和馈电模组。第一辐射片上设置有多个缝隙结构。馈电模组为多个,多个馈电模组和多个缝隙结构一一对应设置。馈电模组包括接地组件和馈电组件;接地组件包括第一导体片、第二导体片和导体柱,第一导体片和第二导体片间隔设置,第一导体片位于第二导体片与第一辐射片之间,导体柱的两端分别与第一导体片和第二导体片连接,第一导体片具有第一通孔,第二导体片具有第二通孔;馈电组件包括第二辐射片和第一馈电件,第二辐射片和第二导体片间隔设置,第二辐射片位于第一通孔内,第一馈电件穿过第二通孔且与第二辐射片连接。在采用上述结构时,可以提高天线射频系统集成度。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域,尤其涉及一种天线装置及移动终端。
背景技术
毫米波(millimeter wave,mmw)技术是第五代移动通信技术(5th generationmobile communication technology,5G)的核心技术之一。手机这种移动终端也愈发普遍地集成毫米波天线射频系统。金属边框作为手机中流行的外观设计,对内部的毫米波天线产生了严重的遮挡。在现有技术中,有一些是在金属边框上开缝,使其作为缝隙天线向外辐射。但这种技术手段需要单独设立反射板来实现单向传输,整个系统的集成度较低。
实用新型内容
本实用新型提供了一种天线装置及移动终端,以提高天线射频系统集成度。
第一方面,本实用新型提供了一种天线装置,可以包括第一辐射片和馈电模组,第一辐射片和馈电模组可以在第一方向上间隔设置,第一方向垂直于第一辐射片的延伸方向。第一辐射片上可以设置有沿第二方向排列的多个缝隙结构,第二方向为第一辐射片的延伸方向。馈电模组可以为多个,多个馈电模组和多个缝隙结构可以在第二方向上一一对应设置。馈电模组可以包括接地组件和馈电组件;接地组件可以包括第一导体片、第二导体片和导体柱,第一导体片和第二导体片可以在第一方向上间隔设置,第一导体片可以位于第二导体片与第一辐射片之间,导体柱的两端可以分别与第一导体片和第二导体片连接,第一导体片可以具有第一通孔,第二导体片可以具有第二通孔;馈电组件可以包括第二辐射片和第一馈电件,第二辐射片和第二导体片可以在第一方向上间隔设置,第二辐射片在第一导体片上的投影可以位于第一通孔内,第一馈电件可以穿过第二通孔且与第二辐射片连接。
本实用新型提供的技术方案,第一辐射片上设置有缝隙结构,间隔设置的第一辐射片与馈电模组可以构成缝隙天线,该缝隙天线可以作为毫米波天线,馈电模组可以对缝隙结构进行耦合馈电,接地组件可以作为缝隙天线的地,接地组件可以起到反射作用,由此可以实现射频信号单向传输,接地组件集成在馈电模组中,相较于现有技术,可以不必单独设立额外的反射板,可以提高天线射频系统集成度。
在一个具体的可实施方案中,第一辐射片可以在第二方向上的第一端分别连接有接地件和第二馈电件,接地件与第二馈电件可以间隔设置。这样第一辐射片与接地件及第二馈电件可以构成倒F天线,第一辐射片可以作为低频天线的辐射体,第一辐射片可以具有低频辐射功能,天线装置可以兼具毫米波和低频的辐射功能。
在一个具体的可实施方案中,缝隙结构可以为十字型。这样缝隙结构可以在馈电模组的激励下产生一个谐振。
在一个具体的可实施方案中,第一辐射片上可以设置有凸起结构。这样可以通过设置不同高度的凸起结构,获得具有不同匹配的毫米波天线。
在一个具体的可实施方案中,导体柱为可以多个,多个导体柱可以沿第一导体片的周向排布。这样第一导体片与第二导体片的相对位置比较稳定。
在一个具体的可实施方案中,第二辐射片可以具有第三通孔。这样第二辐射片可以有效地激励起缝隙结构以产生一个谐振。
在一个具体的可实施方案中,第一馈电件可以为多个,多个第一馈电件可以沿第二辐射片的周向排布。这样可以实现馈电模组利用差分的形式馈电,毫米波天线可以提供两个谐振。
在一个具体的可实施方案中,第二通孔可以为多个,多个第二通孔与多个第一馈电件可以一一对应设置。这样便于第一馈电件的设置。
在一个具体的可实施方案中,第二辐射片和第一导体片在第一方向上可以位于同一平面内。这样便于第二辐射片和第一导体片的设置。
在一个具体的可实施方案中,第一辐射片与馈电模组之间可以设置有支撑件,支撑件的两端可以分别与第一辐射片和第一导体片连接。这样可以使第一辐射片与馈电模组的相对位置比较稳定。
在一个具体的可实施方案中,支撑件可以为多个,相邻馈电模组之间可以设置有至少一个支撑件。这样可以提高第一辐射片与馈电模组的相对位置的稳定性。
第二方面,本实用新型提供了一种移动终端,可以包括壳体,以及如前述第一方面中任一可实施方案中的天线装置。壳体可以具有开口,第一辐射片可以设置在开口内,第一辐射片与壳体之间可以具有间隙。馈电模组可以设置在壳体内。天线装置的系统集成度较高,有利于移动终端小型化。
在一个具体的可实施方案中,第一辐射片在第二方向上的第一端可以与壳体连接。这样第一辐射片可以作为低频天线的辐射体,天线装置可以兼具毫米波和低频的辐射功能,可以提高移动终端的信号收发能力。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的天线装置的立体结构示意图;
图2为本实用新型实施例提供的天线装置的第一辐射片和馈电模组的对应关系示意图;
图3为本实用新型实施例提供的天线装置的馈电模组的立体结构示意图;
图4为本实用新型实施例提供的天线装置的馈电模组的俯视结构示意图;
图5为本实用新型实施例提供的天线装置的第一辐射片的局部立体结构立体图;
图6为本实用新型实施例提供的天线装置的第一辐射片的局部俯视结构示意图;
图7为本实用新型实施例提供的天线装置作为毫米波天线的S参数示意图;
图8为本实用新型实施例提供的天线装置作为毫米波天线的半边扫描方向图;
图9为本实用新型实施例提供的天线装置的俯视结构示意图;
图10为本实用新型实施例提供的移动终端的结构示意图。
附图标记:
100-第一辐射片;200-馈电模组;300-支撑件;400-壳体;101-缝隙结构;102-凸起结构;
103-接地件;104-第二馈电件;201-第一导体片;202-第二导体片;203-导体柱;
204-第一通孔;205-第二通孔;206-第二辐射片;207-第一馈电件;208-第三通孔。
具体实施方式
下面将结合附图,对本实用新型实施例进行详细描述。
为了方便理解,首先说明本实用新型涉及的天线装置的应用场景。本实用新型实施例提供的天线装置可以适配于移动终端,如应用于手机,作为移动终端的天线,用于发射及接收射频信号。
在现有技术中,在移动终端上集成毫米波天线射频系统时,通常是在移动终端的金属边框上开缝,使金属边框作为缝隙天线向外辐射,但这种技术手段需要单独设立反射板来实现单向传输,整个系统的集成度较低。
基于此,本实用新型实施例提供了一种天线装置,以提高天线射频系统集成度。
首先参考图1,图1示出了本实用新型实施例提供的天线装置的立体结构示意图。如图1所示,本实用新型实施例提供的天线装置可以包括第一辐射片100和馈电模组200,第一辐射片100和馈电模组200可以在第一方向上间隔设置,由此可以构成缝隙天线,该缝隙天线可以作为高频天线,具体可以作为毫米波天线。第一辐射片100与馈电模组200之间的空间可以称为净空,净空内可以填充有介质材料,也可以不填充而只有空气。第一辐射片100上可以设置有沿第二方向排列的多个缝隙结构101。其中,第一方向垂直于第一辐射片100的延伸方向,第二方向为第一辐射片100的延伸方向,具体地,第一辐射片100的延伸方向可以为第一辐射片100的长度方向,即第一方向垂直于第一辐射片100的长度方向,第二方向为第一辐射片100的长度方向。
图2示出了本实用新型实施例提供的天线装置的第一辐射片和馈电模组的对应关系示意图。如图2所示,馈电模组200可以为多个,多个馈电模组200和多个缝隙结构101可以在第二方向上一一对应设置。与一个馈电模组200对应的一个缝隙结构101及该缝隙结构101周边的第一辐射片可以看作是一个缝隙结构单元,由此,多个馈电模组200和多个缝隙结构单元在第二方向上一一对应设置。
在具体实施中,第一辐射片100与馈电模组200之间可以设置有支撑件300,具体地,支撑件300可以沿第一方向设置。支撑件300可以为多个,相邻馈电模组200之间可以设置有至少一个支撑件300,也就是相邻缝隙结构101之间可以设置有至少一个支撑件300。示例性地,相邻的两个馈电模组200之间可以设置有两个支撑件300。
图3示出了本实用新型实施例提供的天线装置的馈电模组的立体结构示意图,图4示出了本实用新型实施例提供的天线装置的馈电模组的俯视结构示意图。如图3及图4所示,馈电模组200可以包括接地组件和馈电组件。在一种可能的实施例中,接地组件可以包括第一导体片201、第二导体片202和导体柱203,第一导体片201和第二导体片202可以在第一方向上间隔设置,第一导体片201可以位于第二导体片202与第一辐射片100之间,即第一辐射片100、第一导体片201和第二导体片202在第一方向上依次排布。导体柱203的两端可以分别与第一导体片201和第二导体片202连接,导体柱203既可以实现第一导体片201和第二导体片202固定连接,也可以实现第一导体片201和第二导体片202电连接。第一导体片201可以具有第一通孔204,第二导体片202可以具有第二通孔205。
作为一种可能的实施方式,接地组件可以采用印制电路板(printed circuitboard,PCB)的结构形式,第一导体片和第二导体片可以分别固定在PCB的基板的正面和背面。第一导体片和第二导体片均可以为方形,二者的尺寸可以相同。第一通孔可以为方形,由此,第一导体片可以为方形框状结构。导体柱可以设置在PCB的过孔内。导体柱可以为多个,多个导体柱可以沿第一导体片的周向排布。
在具体实施中,支撑件的两端可以分别与第一辐射片和第一导体片201连接。支撑件在第一方向上的第一端可以固定连接在第一导体片201面向第一辐射片的一面,第一辐射片面向第一导体片201的一面可以与支撑件在第一方向上的第二端固定连接,由此实现第一辐射片与第一导体片201相对位置的固定,也就是实现第一辐射片与馈电模组200相对位置的固定。当相邻的两个馈电模组200之间设置有两个支撑件时,两个支撑件可以分别固定设置在两个馈电模组200的第一导体片201上。具体实施时,支撑件可以采用绝缘材质制成。支撑件与第一辐射片及第一导体片201的固定连接可以采用粘接的方式实现。供参考地,支撑件在第一方向上的高度可以为0.1~0.2λ,也就是说,净空在第一方向上的高度可以为0.1~0.2λ;其中,λ为毫米波天线工作频段在自由空间的波长,λ约为11.1mm。
在一种可能的实施例中,馈电组件可以包括第二辐射片206和第一馈电件207,第二辐射片206和第二导体片202可以在第一方向上间隔设置。第二辐射片206可以在第一导体片201上的投影位于第一通孔204内。具体实施时,当接地组件采用PCB的结构形式时,第二辐射片206可以固定在PCB的正面,第一馈电件207的第一端可以穿过第二通孔205及PCB的过孔以与第二辐射片206电连接。第一馈电件207的第二端可以与毫米波天线射频系统的毫米波收发射频芯片电连接。
在具体实施中,第二辐射片206可以具有第三通孔208。具体实施时,第三通孔208可以为方形,由此,第二辐射片206可以为方形框状结构。这样第二辐射片206可以有效地激励起缝隙结构以产生一个谐振。实际设置时,第二辐射片206和第一导体片201在第一方向上可以位于同一平面内,即第二辐射片206和第一导体片201在第一方向上可以处于相同的高度,此时第二辐射片206位于第一通孔204内。
在具体实施中,第一馈电件207可以为多个,多个第一馈电件207可以沿第二辐射片206的周向排布。示例性地,第一馈电件207可以为四个,可以形成两对差分馈电,由此可以实现馈电模组200利用差分的形式馈电,毫米波天线可以提供两个谐振。与第一馈电件207相对应地,第二通孔205也为多个,多个第二通孔205与多个第一馈电件207一一对应设置,即各个第一馈电件207一一对应设置在各个第二通孔205内。
图5示出了本实用新型实施例提供的天线装置的第一辐射片的局部立体结构立体图。如图5所示,在具体实施中,第一辐射片上的缝隙结构101可以为十字型。缝隙结构101的面积可以小于第二导体片的面积,例如,当缝隙结构101为十字型时,该十字型的面积可以小于第二导体片的面积。在具体实施中,第一辐射片上可以设置有凸起结构102,凸起结构102具有调节毫米波天线的匹配的作用,通过设置不同高度的凸起结构102,毫米波天线可以具有不同的匹配。具体地,凸起结构102可以设置在第一辐射片背向馈电模组的一面。
图6示出了本实用新型实施例提供的天线装置的第一辐射片的局部俯视结构示意图。结合图3至图6所示,供参考地,馈电模组200在第一方向上的高度h1=0.1λ;方形的第一导体片201的边长a=0.57λ;方形框状的第二辐射片206的边长b=0.2~0.35λ,第二辐射片206的边长的宽度c=0.02~0.04λ;第一辐射片在第一方向上的高度h2=0.11λ;凸起结构102在第一方向上的高度h3=0~0.06λ;缝隙结构单元在第二方向上的长度d=0.6λ;十字型的缝隙结构101的单个边的边长e=0.45~0.7λ,缝隙结构101的单个边的宽度f=0.1~0.2λ。
本实用新型实施例提供的天线装置,第一辐射片100上设置有缝隙结构101,间隔设置的第一辐射片100与馈电模组200构成缝隙天线,该缝隙天线可以作为毫米波天线,馈电模组200通过净空对缝隙结构101进行耦合馈电,接地组件作为缝隙天线的地,接地组件可以起到反射作用,由此实现射频信号单向传输,接地组件集成在馈电模组200中,相较于现有技术,不必单独设立额外的反射板,可以提高天线射频系统集成度,有利于天线产品小型化。
并且,第一馈电件207可以由第二通孔205直接穿过第二导体片202而与第二辐射片206连接,第一馈电件207的长度可以较短,可以进一步提高系统集成度。具体实施时,第一馈电件207可以采用金属柱状结构。
在实际应用时,本实用新型实施例提供的天线装置可以提供两个谐振。缝隙结构101在馈电模组200的激励下可以提供一个谐振,具体地,馈电模组200的第二辐射片206激励缝隙结构101产生一个谐振。馈电模组200的第二辐射片206直接提供另一个谐振。本实用新型实施例提供的天线装置可以应用于5G毫米波系统,IEEE 802.11.ad(60GHz WiGig)系统,IEEE 802.11.aj(45GHz Q-Link-Pan)系统,以及其他高频无线通信系统。
图7示出了本实用新型实施例提供的天线装置作为毫米波天线的S参数示意图,图7中的左图具体示意了毫米波天线的回波损耗,图7中的右图具体示意了毫米波天线的隔离度,由图7可以看出,毫米波天线的回波损耗及隔离度比较理想。图8示出了本实用新型实施例提供的天线装置作为毫米波天线的半边扫描方向图,图8中的左图和右图分别示意了两个不同的极化,由图8可以看出,毫米波天线的方向图比较理想。
图9示出了本实用新型实施例提供的天线装置的俯视结构示意图。如图9所示,作为一种可能的实施例,第一辐射片100在第二方向上的第一端可以电连接有接地件103。同时,第一辐射片100在第二方向上的第一端还可以电连接有第二馈电件104。接地件103和第二馈电件104均可以靠近第一辐射片100在第二方向上的第一端设置,以避开馈电模组。第一辐射片100在第二方向上的第一端可以为第一辐射片100的基于图9所示的右端,当然,第一辐射片100在第二方向上的第一端也可以为第一辐射片100的基于图9所示的左端。具体地,第二馈电件104的一端可以与第一辐射片100电连接,第二馈电件104的另一端可以与低频天线射频系统的低频收发射频芯片电连接。接地件103与第二馈电件104间隔设置。由此,第一辐射片100与接地件103及第二馈电件104可以构成倒F天线(inverted F-shapedantenna,IFA)。第一辐射片100可以具有低频辐射功能。这样,本实用新型实施例提供的天线装置可以兼具毫米波和低频的辐射功能。可以理解,第一辐射片100除了作为倒F天线的辐射体以外,还可以作为其他形式的低频天线的辐射体,本实用新型对此不作限制。
图10示出了本实用新型实施例提供的移动终端的结构示意图。如图10所示,本实用新型实施例提供的天线装置可以适配于移动终端,作为移动终端的天线,作为一种可能的实施例,移动终端可以包括壳体400及上述实施例的天线装置。在具体实施中,壳体400可以具有开口,具体地,开口可以位于壳体400长度方向上的一端,也可以位于壳体400上的其他位置,第一辐射片100可以设置在开口内。第一辐射片100与壳体400之间可以具有间隙,间隙内可以填充有介电材料以密封壳体,第一辐射片100与壳体400之间相对固定,且可以相互绝缘。馈电模组可以设置在壳体400内。
在另一种可能的实施例中,第一辐射片100在第二方向上的第一端可以与壳体400或壳体400内的参考地电连接,由此实现第一辐射片100接地。具体实施时,第一辐射片100在第二方向上的第一端与壳体400可以通过接地件电连接,第一辐射片100在第二方向上的第一端与接地件的电连接处即为第一辐射片100的接地点。或者,第一辐射片100在第二方向上的第一端与壳体400直接电连接,第一辐射片100与壳体400的电连接处即为第一辐射片100的接地点。第一辐射片100在第二方向上的第一端还可以电连接有第二馈电件,第二馈电件与第一辐射片100的电连接处即为第一辐射片100的馈点,第一辐射片100的馈点与接地点间隔设置。
以上,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种天线装置,其特征在于,包括第一辐射片和馈电模组,所述第一辐射片和所述馈电模组在第一方向上间隔设置,所述第一方向垂直于所述第一辐射片的延伸方向;
所述第一辐射片上设置有沿第二方向排列的多个缝隙结构,所述第二方向为所述第一辐射片的延伸方向;
所述馈电模组为多个,多个所述馈电模组和多个所述缝隙结构在所述第二方向上一一对应设置;
所述馈电模组包括接地组件和馈电组件;所述接地组件包括第一导体片、第二导体片和导体柱,所述第一导体片和所述第二导体片在所述第一方向上间隔设置,所述第一导体片位于所述第二导体片与所述第一辐射片之间,所述导体柱的两端分别与所述第一导体片和所述第二导体片连接,所述第一导体片具有第一通孔,所述第二导体片具有第二通孔;所述馈电组件包括第二辐射片和第一馈电件,所述第二辐射片在所述第一导体片上的投影位于所述第一通孔内,所述第一馈电件穿过所述第二通孔且与所述第二辐射片连接。
2.如权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述第一辐射片在所述第二方向上的第一端分别连接有接地件和第二馈电件,所述接地件与所述第二馈电件间隔设置。
3.如权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述缝隙结构为十字型。
4.如权利要求1~3任一项所述的天线装置,其特征在于,所述第一辐射片上设置有凸起结构。
5.如权利要求1~3任一项所述的天线装置,其特征在于,所述导体柱为多个,多个所述导体柱沿所述第一导体片的周向排布。
6.如权利要求1~3任一项所述的天线装置,其特征在于,所述第二辐射片具有第三通孔。
7.如权利要求1~3任一项所述的天线装置,其特征在于,所述第一馈电件为多个,多个所述第一馈电件沿所述第二辐射片的周向排布;
所述第二通孔为多个,多个所述第二通孔与多个所述第一馈电件一一对应设置。
8.如权利要求1~3任一项所述的天线装置,其特征在于,所述第二辐射片和所述第一导体片在所述第一方向上位于同一平面内。
9.如权利要求1~3任一项所述的天线装置,其特征在于,所述第一辐射片与所述馈电模组之间设置有支撑件,所述支撑件的两端分别与所述第一辐射片和所述第一导体片连接。
10.一种移动终端,其特征在于,包括壳体及如权利要求1~9任一项所述的天线装置;所述壳体具有开口;所述第一辐射片设置在所述开口内,所述第一辐射片与所述壳体之间具有间隙;所述馈电模组设置在所述壳体内。
11.如权利要求10所述的移动终端,其特征在于,所述第一辐射片在所述第二方向上的第一端与所述壳体连接。
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