CN218385736U - 板载天线和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种板载天线和电子设备，板载天线应用于电子设备中，且板载天线设置于所述电子设备内的电路板中；所述电路板包括天线控制单元；该板载天线包括：至少两条天线辐射臂；其中一条所述天线辐射臂连接至所述天线控制单元，另外至少一条所述天线辐射臂的一端连接至所述电路板的地；且任意一条所述天线辐射臂均与其它至少一条所述天线辐射臂缝隙耦合，所述天线辐射臂均于所述电路板的地缝隙耦合；所述天线辐射臂用于受控于所述天线控制单元辐射或接收预设频段的无线信号。本实用新型一些实施例克服了现有天线结构抗干扰性差，辐射效率低的问题，提升了板载天线的抗干扰性，提高了辐射效率。

Description

板载天线和电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备用天线技术领域。更具体的讲，尤其涉及一种板载天线和电子设备。

背景技术

电子设备，例如电视机，在其主板的结构设计中，为了使板卡通用化以及降低成本，通常会将多个控制系统对应的元器件集成设置在同一个印刷电路板(Printed CircuitBoard，PCB)中，其中包括将天线也集成设置于此。

但是，在上述多种不同元器件集成设置在同一个PCB的结构中，由于天线与其他控制系统共地，导致天线的参考地过大，会存在对天线辐射能量的吸收，导致天线的辐射效率较低，抗干扰性较差。

实用新型内容

为了解决上述背景技术中阐述的问题，本实用新型一些实施例提供了一种板载天线和电子设备，克服了现有天线结构抗干扰性差，辐射效率低的问题，提升了板载天线的抗干扰性，提高了辐射效率。

本实用新型提供了一种板载天线，应用于电子设备中，所述板载天线设置于所述电子设备内的电路板中；

所述电路板包括天线控制单元；

所述板载天线包括：

至少两条天线辐射臂；

其中一条所述天线辐射臂连接至所述天线控制单元，另外至少一条所述天线辐射臂的一端连接至所述电路板的地；且任意一条所述天线辐射臂均与其它至少一条所述天线辐射臂缝隙耦合，所述天线辐射臂均于所述电路板的地缝隙耦合；

所述天线辐射臂用于受控于所述天线控制单元辐射或接收预设频段的无线信号。

本使用新型还提供了一种电子设备，包括上述板载天线。

由以上技术方案可知，本实用新型一些实施例利用天线辐射臂与电路板的地耦合，拓宽天线辐射带宽，降低天线电抗性，使得电路板地对天线辐射的吸收此不利因素转化为天线拓频及方向性增强的有利因素；同时，利用天线辐射臂之间的缝隙耦合，放大增强信号辐射强度；利用至少耦合末段的天线辐射臂与电路板的地连接，形成等电位信号屏蔽结构，降低了电路板中其他电子元器件对天线辐射性能的影响，减弱了对辐射信号的吸收，从而提升了天线的辐射效率，提升了抗干扰性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型根据示例性实施例示出的一种电子设备与控制装置之间操作场景的示意图；

图2为本实用新型根据示例性实施例示出的一种控制装置的配置框图；

图3为本实用新型根据示例性实施例示出的一种电子设备的配置框图；

图4为本实用新型根据示例性实施例示出的一种视频点播程序的界面示意图；

图5为相关技术根据示例性实施例示出的一种天线的结构示意图；

图6为相关技术根据示例性实施例示出的另一种天线的结构示意图；

图7为相关技术根据示例性实施例示出的又一种天线的结构示意图；

图8为本实用新型根据示例性实施例示出的电子设备中一种主板的堆叠结构示意图；

图9为本实用新型根据示例性实施例示出的电子设备中另一种主板的堆叠结构示意图；

图10为本实用新型根据示例性实施例示出的一种板载天线辐射信号定向增强的原理图；

图11为本实用新型根据示例性实施例示出的一种板载天线的结构示意图；

图12为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图；

图13为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图；

图14为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图；

图15为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图；

图16为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图；

图17为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图；

图18为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图；

图19为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图；

图20为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图；

图21为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图；

图22为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图；

图23为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图；

图24为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图；

图25为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图；

图26为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的和实施方式更加清楚，下面将结合本实用新型示例性实施例中的附图，对本实用新型示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，描述的示例性实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，本实用新型中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本实用新型的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。

本实用新型中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换。

术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的所有组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。

本实用新型实施方式提供的电子设备可以具有多种实施形式，示例性地，可以是电视、智能电视、显示器(monitor)、电子白板(electronic bulletin board)、电子桌面(electronic table)、蓝牙遥控器、电视机顶盒、电视智能盒子、智慧家居、消费类电子等可应用板载天线的电子设备，在此不限定。

需要说明的是，本实用新型实施方式提供的电子设备可以是具有显示功能的设备，示例性的，该电子设备可包括显示屏幕。

示例性的，以该电子设备为显示设备为例，对其操作场景以及结构配置进行示例性说明。图1和图2为本实用新型的电子设备的一种具体实施方式。

示例性的，图1为本实用新型根据示例性实施例示出的一种电子设备与控制装置之间操作场景的示意图。如图1所示，用户可通过智能设备300或控制装置100操作电子设备(即显示设备200)。

在一些实施例中，控制装置100可以是遥控器，遥控器和显示设备200的通信可以包括红外协议通信或蓝牙协议通信，及其它短距离通信方式，通过无线或有线方式来控制显示设备200。用户可以通过遥控器上按键、语音输入、控制面板输入等输入用户指令，来控制显示设备200。在一些实施例中，显示设备200还与服务器400进行数据通信。可允许显示设备200通过局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)和其它网络进行通信连接。服务器400可以向显示设备200提供各种内容和互动。服务器400可以是一个集群，也可以是多个集群，可以包括一类或多类服务器。

图2为本实用新型根据示例性实施例示出的一种控制装置的配置框图。如图2所示，控制装置100包括控制器110、通信器130、用户输入/输出接口140、存储器、供电电源。控制装置100可接收用户的输入操作指令，通信器130与显示设备通信连接，控制装置100将操作指令转换为显示设备200可识别和响应的指令，起到用户与显示设备200之间交互中介作用。

图3为本实用新型根据示例性实施例示出的一种电子设备的配置框图。如图3所示，显示设备200包括调谐解调器210、通信器220、检测器230、外部装置接口240、控制器250、显示器260、音频输出接口270、存储器、供电电源、用户接口中的至少一种。

在一些实施例中，显示设备启动后可以直接进入预置的视频点播程序的界面，视频点播程序的界面可以如图4中所示，至少包括导航栏310和位于导航栏310下方的内容显示区，内容显示区中显示的内容会随导航栏中被选中控件的变化而变化。应用程序层中的程序可以被集成在视频点播程序中通过导航栏的一个控件进行展示，也可以在导航栏中的应用控件被选中后进行进一步显示。

针对上述具有显示功能的电子设备，在电子设备的电路板，例如主板或者其他类型的电路板中，预留给板载天线的布设空间通常较小。针对此，通过对板载天线进行改进，在实现超小尺寸(后文中进行示例性说明)天线结构的同时，确保天线具有较好的辐射性能。示例性的，设置天线辐射臂之间的缝隙耦合、天线辐射臂与电路板的地之间的缝隙耦合以及天线辐射臂中的末段(即在耦合关系上，离直接连接至天线控制单元的天线辐射臂最远的天线辐射臂)连接至电路板的地，能够利用各不同天线辐射臂之间的缝隙耦合的放大作用，增强辐射信号；利用天线辐射臂与电路板的地耦合，拓宽天线辐射带宽，降低天线电抗性，使得电路板地对天线辐射的吸收此不利因素转化为天线拓频及方向性增强的有利因素；以及利用至少耦合末段的天线辐射臂与电路板的地连接，形成等电位信号屏蔽结构，降低了电路板中其他电子元器件对天线辐射性能的影响，减弱了对辐射信号的吸收，从而提升了天线的辐射效率，提升了抗干扰性能。

本实用新型实施方式提供的板载天线为用于进行无线传输的天线，示例性地，该板载天线可为WIFI天线、移动数据用天线或者用于各种不同距离范围下进行信号传输的天线，在此不限定。

本实用新型实施方式提供的板载天线为设置于电子设备中的电路板，例如主板，具体例如印刷电路板上的平面结构天线，与其他的立体结构天线相区分。立体结构天线中，不同的天线辐射臂可设置于不同的平面内，而本实用新型实施方式提供的该板载天线中，所有天线辐射臂均设置于平行于电路板所在平面的同一平面内。示例性地，电路板可包括多层相间层叠设置的导体层和绝缘层，绝缘层中设置通孔，以实现不同导体层之间的互联；其中，同一板载天线内的所有天线辐射臂均可设置于同一导体层内，以减少天线结构所占用的立体空间；同时，通过设置板载天线包括至少两条天线辐射臂，各不同的天线辐射臂均可往复弯折，并相互之间形成缝隙耦合，在减少板载天线在其所在导体层内占用面积的同时，通过天线辐射臂之间的缝隙耦合放大增强辐射信号强度，从而确保在布设空间有限的结构中，仍能通过对天线结构的设置，实现较好的辐射性能。

下面结合附图，对本实用新型实施方式提供的板载天线以及包括该板载天线的电子设备进行示例性说明，以及对比于现有技术说明本实用新型实施方式提供的板载天线所具有的有益效果。

示例性的，在常见的智能电子设备，也称为智能外设中，用于实现无线信号传输的天线结构会针对电子设备的需求、结构、电子设备功能定义等的不同而采用不同的天线结构，当电子设备中天线结构能够实现的信号传输性能较差时，其他功能的实现性能通常也均不能大幅提升，从而会影响到电子设备的工业(Industry Design，ID)设计，限制了电子设备性能的发挥。而本实用新型实施方式提供的板载天线可实现为基于全金属电视的方案设计，具有高带宽高效率及高可靠性，适用性更高。

下面从相关技术中的天线结构开始，引出并示例性的说明本实用新型实施方式提供的板载天线的结构。

示例性的，以电视(Television)相关电子设备为例，天线的结构通常包括外拉天线和板载天线。示例性的，外拉天线包括天线本体和连接线；天线本体可采用金属铁件或柔性电路板((FlexiblePrintedCircuit，FPC)FPC，连接线可包括有线电视线缆(即cable线)，天线本体通过cable线及微型射频同轴电缆接插器(即ipex插座)与主板连接；并且，外拉天线粘贴于电视后壳或模组金属背板或背板支架上。示例性的，板载天线为采用PCB板载印刷天线方式，印刷在PCB上的天线。相对于采用外拉天线而言，采用板载天线有利于简化电子设备的整体结构复杂度。

示例性的，图5为相关技术根据示例性实施例示出的一种天线的结构示意图，示出了一种L型设计的天线；图6为相关技术根据示例性实施例示出的另一种天线的结构示意图，示出了一种蛇形设计的天线；图7为相关技术根据示例性实施例示出的又一种天线的结构示意图，示出了一种倒F型设计到的天线。

如图5-图7所示，天线控制单元013设置在主板010上，天线015连接至天线控制单元013，受控于天线控制单元013接收或发送无线信号。其中，L型设计的天线015，天线015的线长通常为26mm～31mm左右；蛇形设计的天线可视为L型设计的天线的一种形变；主板013可为PCB。由此，针对图5-图7示出的L型天线或F型天线，其虽然天线设计简单，加工制作方便，但会存在如下问题：

第一，尺寸要求较大：L型天线及F型天线的布设面积要求通常为30mm×8mm～25mm×6mm；蛇形天线的布设面积要求通常为：20mm×6mm～15mm×6mm；

第二，由于TV主板GND面积相比于AIOT设备(包括天线)面积而言非常大，天线性能极易受TV主板PCB的地(GND)的影响，导致天线的辐射效率较低，谐振不敏感。示例性的，因WIFI天线与主MCU单元、电源单元等共地，会造成WIFI天线的参考地(GND)过大，过大的GND会吸收天线辐射能量，造成天线灵敏度下降及天线辐射效率的下降。

另外的，对于板载天线来讲，如果与天线共板共面的GND过大，天线在PCB上进行空间3D辐射时，过大的GND会形成屏蔽板效应，遮挡天线的3D辐射，造成在某些角度性能较差，也会在天线3D空间整体降低其辐射效率。

第三，天线抗干扰能力较弱，易受到外围金属器件和线材等的影响，导致辐射场型变形，进而影响到整机OTA性能。示例性的，天线布设位置靠近FFC线材，由于FFC线材因传输屏幕数据，辐射极大，其带来的辐射干扰会影响到WIFI性能，天线辐射场型。

第四，主板或整机降成本会导致PCB尺寸缩小，从而导致天线布设区域的减小，为天线设计带来较大难度。示例性的，天线布设区域仅18mm×5mm；同时，由于板载天线的某一侧可能仍有较大金属体(例如开关按键、红外指示灯对应的金属体等)遮挡，会对辐射信号产生影响，从而影响天线辐射性能，进而影响到整机OTA性能。

针对上述问题中的至少一个，本实用新型实施方式对板载天线的结构进行改进，对标相关技术中的板载天线，以电路板为主板为例，本实用新型实施方式提供的板载结构具有如下优势：

第一、设置天线辐射臂与主板的地(即主板地，或主板GND)缝隙耦合，拓宽板载天线的辐射带宽，降低板载天线的电抗性，使得对板载天线形成半包围的U型或阶梯型GND对天线辐射的吸收此不利因素转化为天线拓频及方向性增强的有利因素；

第二、设置天线辐射臂之间交叉并缝隙耦合，能够利用缝隙耦合的放大作用，增强板载天线的辐射信号强度，从而有利于提高辐射性能；

第三、通过设置板载天线包括至少两条天线辐射臂，各不同的天线辐射臂均可往复弯折，并相互之间形成缝隙耦合，在减少板载天线在主板内占用面积的同时，利用天线辐射臂之间的缝隙耦合放大增强辐射信号强度，从而确保在布设空间有限的结构中，仍能通过对天线结构的设置，实现较好的辐射性能，从而能够在较小的布设面积内形成辐射性能较好的板载天线；示例性的，板载天线对应的净空区域面积为15mm×8mm～10mm×6mm。

第四、耦合末段(即第二天线辐射臂)接地，形成末端(即第二天线辐射臂的不与第一天线辐射臂连接的一端)回路接地结构，降低末端GND及其附属电子元器件对天线辐射的影响，以及降低该天线在移植时由于不同PCB尺寸不同而导致的GND大小不一引起的天线性能变化，如频偏、辐射效率等存在的较大差异。

第五、进一步地，第二天线辐射臂与第一天线辐射臂交叉而不形成闭环，可微调板载天线的中心震荡频率，以灵活适用于不同尺寸大小的主板。示例性的，第一天线辐射臂中到的交叉部分的长度越长，中心震荡频率越低。

下面结合图8-图26，以将板载天线设置在主板中为例，对本实用新型实施方式提供的板载天线及其与主板之间的结构配置关系进行示例性说明。

在一些实施例中，图8为本实用新型根据示例性实施例示出的电子设备中一种主板的堆叠结构示意图；图9为本实用新型根据示例性实施例示出的电子设备中另一种主板的堆叠结构示意图。如图8或图9所示，其中410代表WIFI/电源/主控多合一板卡，是一种电路板的具体实现形式，可称为主板，具体可为PCB；其中，PCB设置为L形状，左边部分通过FFC线连接主屏幕TCON板，右边部分放置TV主控单元并预留接口给用户。具体的，在主板410中，设置电源单元及外围组件411、主控MCU单元412、WIFI无线单元(即天线控制单元413)、板载天线50，以及设置连接有线信号插座441、网口插座442、无线信号443、AV接口插座444、开关按键445、红外指示灯446相关元器件或部件；以及通过屏幕FFC插座及线材430连接屏幕TCON板450。由此，通过将多个系统集成，例如电源单元及外围组件，主控MCU单元及各种对外用户使用的接口、WIFI无线单元等等，集成在同一个PCB中，能够降低成本以及实现板卡通用化。

示例性的，板载天线(也可简称为“天线”)50在主板410中的边侧插空布设，例如，可设置在开关按键445和红外指示灯446附近，如图8所示；或者设置在有线信号插座441附近，如图9所示；或者设置在其他边侧位置处，在此不限定。

示例性的，图10为本实用新型根据示例性实施例示出的一种板载天线辐射信号定向增强的原理图。如图10所示，600代表天线辐射的正向方向，对应于天线的主瓣，也对应于图8或图9中的竖直向下的方向，601代表天线的旁瓣和副瓣。在图8或图9的基础上，参照图10，利用主板对板载天线进行半包围；通过主板GND对天线辐射的抑制，使得天线辐射的方向性得以增强。

下面结合图11-图26，对板载天线的具体结构设置进行示例性说明。

示例性的，图11为本实用新型根据示例性实施例示出的一种板载天线的结构示意图，图12为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图，图13为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图，图14为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图，图15为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图，图16为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图，图17为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图，图18为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图，图19为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图，图20为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图，图21为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图，图22为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图，图23为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图，图24为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图，图25为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图，图26为本实用新型根据示例性实施例示出的又一种板载天线的结构示意图，分别示出了各种不同的板载天线结构。

如图11-图26任一图，该板载天线50包括：至少两条天线辐射臂(示例性的，以51和52示出了两条天线辐射臂)；其中一条天线辐射臂连接至主板410中的天线控制单元413，另外至少一条天线辐射臂的一端连接至主板410的地(GND)；且任意一条天线辐射臂均与其它至少一条天线辐射臂缝隙耦合，天线辐射臂均于主板410的地(GND)缝隙耦合；天线辐射臂用于受控于天线控制单元413辐射或接收预设频段的无线信号，以实现无线通信。其中，与主板410的地(GND)设置为缝隙耦合的天线辐射臂可为至少部分天线辐射臂，例如可为所有天线辐射臂，可基于板载天线的需求设置，在此不限定。

本实用新型实施例中，天线辐射臂连接至天线控制单元413，天线辐射臂具体可为受控于天线控制单元413向外辐射电磁波的导线段；示例性的，天线控制单元413可为WIFI芯片或者WIFI集成电路(Integrated Circuit，IC)，板载天线50可由主板中的导线段，例如金属层中的金属段连接或耦合而构成；板载天线50与天线控制单元413通过端口等连接，且之间的连线尽可能短，以减少信号衰减，确保辐射信号的准确性。

本实用新型实施例中，天线辐射臂之间的缝隙耦合是指基于近邻两导线段之间的间隙形成的电容耦合作用，利用不同天线辐射臂之间的缝隙耦合，基于电容对信号的放大，能够实现辐射信号的增强；天线辐射臂与主板GND之间的缝隙耦合是指利用天线辐射臂与主板GND之间的缝隙进行信号耦合，能够降低主板GND过大对板载天线的阻抗的影响，降低板载天线的电抗性，实现辐射信号的定向增强。

本实用新型实施例提供的板载天线中，通过设置天线辐射臂之间的缝隙耦合、天线辐射臂与主板的地之间的缝隙耦合以及天线辐射臂中的末段(即在耦合关系上，离直接连接至天线控制单元的天线辐射臂最远的天线辐射臂)连接至主板的地，能够利用各不同天线辐射臂之间的缝隙耦合的放大作用，增强辐射信号；利用天线辐射臂与主板的地耦合，拓宽天线辐射带宽，降低天线电抗性，使得主板地对天线辐射的吸收此不利因素转化为天线拓频及方向性增强的有利因素；以及利用至少耦合末段的天线辐射臂与主板的地连接，形成等电位信号屏蔽结构，降低了主板中其他电子元器件对天线辐射性能的影响，减弱了对辐射信号的吸收，从而提升了天线的辐射效率，提升了抗干扰性能。

在一些实施例中，继续参照图8、图9或者图11-图26任一图，在上述板载天线50中，至少两条天线辐射臂设置于主板410中的天线净空区域内；天线净空区域设置在主板410的任一边侧，设置为由主板410的单个边侧向主板410的内部凹陷而构成的区域，且被主板410的地(GND)包围。

本实用新型实施例中，板载天线50可设置在主板410的长边或者宽边的中间位置，非主板410的顶角。

本实用新型实施例中，板载天线50中的所有辐射臂均位于同一天线净空区域内，该净空区域并非设置在主板410的顶角位置处，而是设置于主板410的任意一个边侧，以利用主板410向内凹陷，形成对板载天线50的三面包围结构，从而便于实现利用主板GND与板载天线50的天线辐射臂进行缝隙耦合，或者实现主板GND与板载天线50的天线辐射臂之间的连接。

需要说明的是，主板40的向内凹陷是指预留出设置板载天线50的区域，在该区域中不再设置其他的电路元器件以及不形成其他的电路结构。

能够理解的是，图11-图26中，仅以图8示出的板载天线在主板410的底部侧边为例，示出了板载天线50的结构；在其他实施方式中，板载天线50位于主板410的其他边侧时，可同理设置其结构，在此不赘述也不限定。

在一些实施例中，在上述板载天线50中，天线净空区域的形状包括U型、阶梯状或者至少由三个边依次相连而半包围构成的其他形状；其中，每个边对应于主板410内部均设置为主板410的地(GND)。

示例性的，如图12、图14、图15、图16、图21、图22、图25或者图26所示，天线净空区域的形状为U型，对位于其中的天线辐射臂形成半包围结构，结合主板410内部近邻天线你辐射臂的GND，实现天线辐射臂与主板GND之间的缝隙耦合。

示例性的，如图11、图13、图17-图20中任一图或者图23、图24所示，天线净空区域的形状为阶梯状，对位于其中的天线辐射臂形成半包围结构，结合主板410内部近邻天线你辐射臂的GND，实现天线辐射臂与主板GND之间的缝隙耦合。

本实用新型实施例中，利用主板GND对板载天线形成半包围结构，仅留一面位于主板410对应边侧的开口，利于实现对天线辐射的定向增强。

在一些实施例中，如图11-图26任一图所示，在上述板载天线50中，天线净空区域由相互交叉的两方向上的长度限定；两方向包括第一方向X和第二方向Y；天线净空区域在第一方向X上的长度等于或小于第一长度阈值，天线净空区域在第二方向Y上的长度等于或小于第二长度阈值，以实现小尺寸板载天线的布设。

示例性地，天线净空区域在第一方向X上的长度等于或小于15mm，且等于或大于10mm；天线净空区域在第二方向Y上的长度等于或小于8mm，且等于或大于6mm。

如此设置，实现了在板载天线50的超小尺寸布设，且确保了板载天线50具有较好的性能，从而在实现板载天线50的小型化和集成化设置的同时，避免了由于板载天线50的性能较差而导致的电子设备整体性能受影响的问题，从而确保了电子设备具有较好的整体性能。

示例性的，天线净空区域的尺寸可为15mm×8mm，或者10mm×6mm，或者其他尺寸范围，可基于主板和电子设备的需求设置，在此不限定。

本实用新型实施例中，天线净空区域的尺寸虽然基于第一方向X和第二方向Y上的长度进行限定，但并不限定天空净空区域的形状为规则的长方形；天线净空区域的形状还可为U型、阶梯型或其他形状，在此不限定。

在一些实施例中，如图11-图26任一图所示，在上述板载天线50中，天线辐射臂与主板410的地(GND)设置为缝隙耦合的结构中，耦合缝隙等于或小于天线辐射臂的线宽，且等于或大于0.5倍的天线辐射臂的线宽。通过设置合适的耦合缝隙的范围，使天线辐射臂与主板GND之间的缝隙耦合效果较佳，从而较好地实现对天线辐射信号的定向增强。

本实用新型实施例中，天线辐射臂与主板GND之间的间隙为耦合缝隙，天线辐射臂的线宽为其对应的导线段的线宽。示例性的，天线辐射臂的线宽0.2mm，天线辐射臂与主板GND之间的间隙在0.5倍～1倍线宽范围内，其可为0.1mm～0.2mm。

在一些实施例中，如图11-图26任一图所示，在上述板载天线50中，至少两条天线辐射臂包括第一天线辐射臂51和第二天线辐射臂52；第一天线辐射臂51连接至天线控制单元413；第二天线辐射臂52的一端连接至第一天线辐射臂51，且连接点不在第一天线辐射臂51的端点；第二天线辐射臂52的另一端连接至主板410的地(GND)。

本实用新型实施例中，板载天线50包括第一天线辐射臂51和第二天线辐射臂52，其中第二天线辐射臂52与第一天线辐射臂51交叉连接(也称为“T型连接”)，即第二天线辐射臂52不直接连接到第一天线辐射臂51的另一端，而是在连接点与第一天线辐射臂51的端点之间还预留一定长度，利用该预留长度可微调天线中心震荡频率，以使得该板载天线50能够灵活适用于不同尺寸的主板410.

同时，第二天线辐射臂52与第一天线辐射臂51之间形成缝隙耦合，利用耦合缝隙的电容放大作用，实现对天线辐射信号的定向增强。

在一些实施例中，如图11-图26任一图所示，在上述板载天线50中，第一天线辐射臂51包括依次连接的分支511、主体512和尾部513；分支511和主体512均连接至天线控制单元413，且分支511的长度在预设长度范围内，示例性地，预设长度范围可为2mm～4mm；主体512和分支511均与主板410地缝隙耦合；尾部513与第二天线辐射臂52分叉连接；以及，尾部513的端点与主板410的地(GND)缝隙耦合，或尾部513的端点连接至主板410的地(GND)。

其中，分支511也称为天线初段分支。本实用新型实施例中，天线初段分支与主板GND缝隙耦合，地辐射拓频，并消除其紧邻侧边(即图中方位的右边)GND过大及附属GND上电子元器件如按键、电容等对天线辐射信号衰减的影响，变不利因素为有利因素。示例性的，分支在天线净空区域内长度为3mm、2mm、4mm或者其他长度值，在此不限定。

其中，主体512也称为天线初段主体。本实用新型实施例中，天线初段主体近邻主板GND，包括图中示出的上侧GND和左侧GND；同样地，在天线辐射臂的线宽为0.2mm时，天线初段主体与主板GND之间的间隙为0.1mm～0.2mm，以进行电磁信号缝隙耦合拓频及降低天线的电抗特性。

其中，尾部513还可以连接至主板GND，以形成等电位信号屏蔽结构，降低了主板中其他电子元器件对天线辐射性能的影响，减弱了对辐射信号的吸收，从而提升了天线的辐射效率，提升了抗干扰性能。

或者，尾部513的末端端点可与主板GND之间存在间隙，此时，第二天线辐射臂52与尾部513分叉连接，通过形成该尾部513的较小分叉，能够起到调节天线中心谐振频率的作用。由此，可以通过调节第二天线辐射臂52与尾部513的交叉位置，对应调整板载天线50的中心震荡(即谐振)频率。

需要说明的是，由于主板410的大小不同，其射频(Radio Frequency，RF)参考地面积也会不同，采用本实用新型实施方式提供的板载天线结构也会存在不同的谐振频率偏差。针对此，通过适当调整交叉位置，也是实现调整天线长度的一种方式，从而起到调节中心谐振频率的作用。

本实用新型实施例中，板载天线50设置为两段式结构；在其他实施方式中，板载天线50还可设置为三段式结构，如下文。

在一些实施例中，如图15-图22中任一图所示，在上述板载天线50中，尾部513包括第一支段5131和第二支段5132；第一支段5131和第二支段5132沿同一直线方向延伸，且设置为缝隙耦合；耦合缝隙等于或小于尾部513的线宽，且等于或大于0.5倍的尾部513的线宽。

本实用新型实施例中，第一天线辐射臂51的分支511、主体512和第一支段5131依次连接，对应于天线初段；第二支段5132对应于天线中段，第二天线辐射臂52对应于天线末段。其中，依据天线辐射特性，末端信号最强，即第一分段5131对应的信号辐射最强，通过利用天线中段与天线初段的第一分段5131之间的缝隙耦合，进一步增强信号辐射强度。

示例性的，在尾部513的线宽为0.2mm时，第一支段5131和第二支段5132之间的耦合缝隙为0.1mm～0.2mm，以放大增强辐射信号的强度。

在一些实施例中，如图11-图14中任一图或者图23-图26中任一图所示，在上述板载天线50中，第二天线辐射臂52包括连接支段521和耦合支段522；连接支段521将耦合支段522连接至第一天线辐射臂51的尾部513，耦合支段522还连接至主板410的地(GND)；耦合支段522与尾部513之间设置耦合缝隙。

本实用新型实施例中，第二天线辐射臂52对应于天线末段，从而天线末段与天线中段设置为非闭环结构，或者第一天线辐射臂51设置为单段时，天线末段与第一天线辐射臂51设置为非闭环结构；由此实现分叉连接，利于起到调节天线中心谐振频率的作用。具体的，可以通过调节第二天线辐射臂52中的连接支段521与第一天线辐射臂51的尾部513的交叉位置，对应调整板载天线50的中心震荡(即谐振)频率。

同时，天线末段的耦合支段512与第一天线辐射臂51的尾部513之间缝隙耦合，进一步利用电容放大作用增强信号辐射强度。

同时，天线末段中耦合支段512的末端接主板GND，形成闭合回路，从而降低左侧(即图中方位的左侧)GND过大对天线辐射的影响，改善GND面积大小不一而导致的天线辐射不稳定的问题，从而有利于提升板载天线50的辐射性能和稳定性。

本实用新型实施例提供的板载天线50可设置为三段式结构，具体包括天线初段、天线中段和天线末段；其中：主板中的天线净空区域(包括天线布设区域及周边的净空区)设置为U型或阶梯型；板载天线位于该天线净空区域，且任意一段均与其他两段缝隙耦合；具体的，初段与初始GND(馈电点端GND)缝隙耦合、与末段、终段均缝隙耦合；中段与初段天线水平靠近而不相交，与初段缝隙耦合，且与末端T型交叉并部分缝隙耦合，起到辐射增强作用，增强天线的方向性，及整体天线效率；末段与中段、初段缝隙耦合，且末段走线接主板GND。

进一步地，还可将初段与末段设置为直接连接为一体，从而形成两段式结构，可基于板载天线的辐射效率需求灵活设置，在此不限定。

进一步地，天线中段一端与初段缝隙耦合不相交，另一端还可接地，如图16、图18、图20或图22所示，由此形成2个闭环回路，实现双频天线布设，例如可支持2G/5G多频天线布设。

在上述实施方式的基础上，本实用新型实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述实施方式中的任一种板载天线，具有相同或相应的有益效果，在此不赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

为了方便解释，已经结合具体的实施方式进行了上述说明。但是，上述示例性的讨论不是意图穷尽或者将实施方式限定到上述公开的具体形式。根据上述的教导，可以得到多种修改和变形。上述实施方式的选择和描述是为了更好的解释原理以及实际的应用，从而使得本领域技术人员更好的使用实施方式以及适于具体使用考虑的各种不同的变形的实施方式。

Claims (10)

1.一种板载天线，其特征在于，应用于电子设备中，所述板载天线设置于所述电子设备内的电路板中；

所述电路板包括天线控制单元；

所述板载天线包括：

至少两条天线辐射臂；

其中一条所述天线辐射臂连接至所述天线控制单元，另外至少一条所述天线辐射臂的一端连接至所述电路板的地；且任意一条所述天线辐射臂均与其它至少一条所述天线辐射臂缝隙耦合，所述天线辐射臂均于所述电路板的地缝隙耦合；

所述天线辐射臂用于受控于所述天线控制单元辐射或接收预设频段的无线信号。

2.根据权利要求1所述的板载天线，其特征在于，所述至少两条天线辐射臂设置于所述电路板中的天线净空区域内；

所述天线净空区域设置在所述电路板的任一边侧，设置为由所述电路板的单个边侧向所述电路板的内部凹陷而构成的区域，且被所述电路板的地包围。

3.根据权利要求1或2所述的板载天线，其特征在于，所述天线辐射臂与所述电路板的地设置为缝隙耦合的结构中，所述耦合缝隙等于或小于所述天线辐射臂的线宽，且等于或大于0.5倍的所述天线辐射臂的线宽。

4.根据权利要求1或2所述的板载天线，其特征在于，所述至少两条天线辐射臂包括第一天线辐射臂和第二天线辐射臂；

所述第一天线辐射臂连接至所述天线控制单元；

所述第二天线辐射臂的一端连接至所述第一天线辐射臂，且连接点不在所述第一天线辐射臂的端点；所述第二天线辐射臂的另一端连接至所述电路板的地。

5.根据权利要求4所述的板载天线，其特征在于，所述第一天线辐射臂包括依次连接的分支、主体和尾部；

所述分支和所述主体均连接至所述天线控制单元，且所述分支的长度在预设长度范围内；

所述主体和所述分支均与所述电路板地缝隙耦合；

所述尾部与所述第二天线辐射臂分叉连接；以及，所述尾部的端点与所述电路板的地缝隙耦合，或所述尾部的端点连接至所述电路板的地。

6.根据权利要求5所述的板载天线，其特征在于，所述尾部包括第一支段和第二支段；

所述第一支段和所述第二支段沿同一直线方向延伸，且设置为缝隙耦合；耦合缝隙等于或小于所述尾部的线宽，且等于或大于0.5倍的所述尾部的线宽。

7.根据权利要求5所述的板载天线，其特征在于，所述第二天线辐射臂包括连接支段和耦合支段；

所述连接支段将所述耦合支段连接至所述第一天线辐射臂的所述尾部，所述耦合支段还连接至所述电路板的地；

所述耦合支段与所述尾部之间设置耦合缝隙。

8.根据权利要求2所述的板载天线，其特征在于，所述天线净空区域的形状包括至少由三个边依次相连而半包围构成的形状，所述至少由三个边依次相连而半包围构成的形状包括U型或者阶梯状；

其中，每个边对应于所述电路板内部均设置为所述电路板的地。

9.根据权利要求2所述的板载天线，其特征在于，所述天线净空区域由相互交叉的两方向上的长度限定；所述两方向包括第一方向和第二方向；

所述天线净空区域在所述第一方向上的长度等于或小于第一长度阈值；

所述天线净空区域在所述第二方向上的长度等于或小于第二长度阈值。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：权利要求1-9任一项所述的板载天线；

所述电子设备还包括所述电路板；

所述板载天线设置于所述电路板中。

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