CN219107432U - 天线模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种天线模组和电子设备，应用于通信技术领域。天线模组包括：天线；射频功率放大器；信号导向件，所述信号导向件电连接于所述天线和所述射频功率放大器之间；信号消耗组件，所述信号消耗组件与所述信号导向件电连接，其中，在所述射频功率放大器向所述信号导向件传输信号的情况下，所述信号导向件将所述射频功率放大器传输的信号传输至所述天线；在所述天线向所述信号传输通道输出信号的情况下，所述信号导向件将所述天线传输的信号传输至所述信号消耗组件。

Description

天线模组和电子设备

技术领域

本申请属于通信技术领域，具体涉及一种天线模组和电子设备。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，手机和平板电脑等电子设备越来越普及，并逐渐成为人们日常生活中不可缺少的工具。其中，天线模组作为电子设备中的重要部件之一，其可以实现电子设备的无线通信功能。

目前，在一些场景下天线模组的天线效率会受到影响，如用户手部靠近天线模组等，此时天线模组的天线反射的能量升高而使驻波比(Standing Wave Ratio，SWR)增加，从而使得天线模组的射频通路形成反射波信号。反射波信号与射频功率放大器(PowerAmplifier，PA)的射频信号叠加，会在射频功率放大器的输出端形成驻波，而驻波可能导致射频功率放大器损坏。

实用新型内容

本申请旨在提供一种天线模组和电子设备，至少解决因天线产生反射波信号而导致射频功率放大器容易损坏的问题。

第一方面，本申请实施例提出了一种天线模组，包括：

天线；

射频功率放大器；

信号导向件，所述信号导向件电连接于所述天线和所述射频功率放大器之间；

信号消耗组件，所述信号消耗组件与所述信号导向件电连接，

其中，在所述射频功率放大器向所述信号导向件传输信号的情况下，所述信号导向件将所述射频功率放大器传输的信号传输至所述天线；在所述天线向所述信号传输通道输出信号的情况下，所述信号导向件将所述天线传输的信号传输至所述信号消耗组件。

第二方面，本申请实施例提出了一种电子设备，包括如第一方面所述的天线模组。

本申请的实施例中，通过在天线和所述射频功率放大器之间电连接信号导向件，且信号导向件与信号消耗组件电连接，使得射频功率放大器传输的信号通过信号导向件传输至天线，而天线传输的信号通过信号传输组件传输至信号消耗组件。如此，在天线模组的天线效率受到影响而产生反射波信号的情况下，反射波信号可以由信号导向件传输至信号消耗组件消耗，避免在射频功率放大器的输出端形成驻波，从而降低射频功率放大器发生损坏的风险。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例提供的天线模组的实施例的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的天线模组的实施例的另一结构示意图；

图3是本申请实施例提供的天线模组的实施例中射频环形器的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的天线模组的实施例的另一结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。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。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示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，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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申请中的具体含义。

如图1所示，是本申请实施例提供的天线模组的结构示意图。如图1所示，该天线模组包括：

天线10；

射频功率放大器20；

信号导向件30，信号导向件30电连接于天线10和射频功率放大器20之间；

信号消耗组件40，信号消耗组件40与信号导向件30电连接，

其中，在射频功率放大器20向信号导向件30传输信号的情况下，信号导向件30将射频功率放大器20传输的信号(图1中实线箭头表示)传输至天线10；在天线10向信号传输通道输出信号(图1中虚线箭头表示)的情况下，信号导向件30将天线10传输的信号传输至信号消耗组件40。

基于此，通过在天线10和射频功率放大器20之间电连接信号导向件30，且信号导向件30与信号消耗组件40电连接，使得射频功率放大器20传输的信号通过信号导向件30传输至天线10，而天线10传输的信号通过信号传输组件传输至信号消耗组件40。如此，在天线模组的天线10效率受到影响而产生反射波信号的情况下，反射波信号可以由信号导向件30传输至信号消耗组件40消耗，降低在射频功率放大器20的输出端形成驻波，从而降低射频功率放大器20发生损坏的风险。

本申请实施例中，上述天线模组包括天线10，且该天线10可以是能够发射或者接收电磁波的部件，以实现天线模组的信号收发功能。

上述天线10的尺寸、形状以及安装位置等可以根据实际需要进行设定。例如，上述天线10可以是镀设于电子设备的外壳的中框或者背壳等位置的矩形金属件，等等。

其中，天线10在工作过程中，在一些场景下的辐射效率会降低，如用户手部靠近天线10等，此时，天线10会将射频信号的部分能量反射，导致驻波比增加，从而使得天线10产生反射波，进而使得天线10形成向信号导向件30传输的反射波信号，即上述天线10向信号导向件30传输的信号包括该反射波信号。

本申请实施例中，上述天线模组还包括射频功率放大器20，该射频功率放大器20与上述天线10连通。

上述该射频功率放大器20用于放大天线模组产生的射频信号的功率，并将功率放大后的射频信号通过信号导向件30输出至天线10，由天线10发射射频信号，即上述射频功率放大器20向信号导向件30传输的信号包括该射频信号。

本申请实施例中，上述天线模组还包括信号导向件30，该信号导向件30电连接于上述天线10、上述射频功率放大器20和上述信号消耗组件40之间。

上述信号导向件30可以是任意能够用于将射频功率放大器20传输的信号传输至天线10，以及将天线10传输的信号传输至信号消耗组件40的组件。

例如，上述信号导向件30可以是包括滤波器和移相器等中的至少一项。

需要说明的是，上述信号导向件30可以是实现将天线10传输的信号的全部传输至信号消耗组件40，或者，也可以是将天线10传输的信号的部分传输至信号消耗组件40。

本申请实施例中，上述天线模组还包括信号消耗组件40，该信号消耗组件40与信号导向件30电连接。

上述信号消耗组件40能够用于将信号导向件30传输的信号消耗。具体地，在上述信号导向件30将天线10产生的反射波信号传输至信号消耗组件40的情况下，上述信号消耗组件40可以将上述反射波信号消耗。

上述信号消耗组件40可以是任意的对信号起到消耗作用的组件。例如，上述信号消耗组件40可以是负载电路，且该负载电路可以包括负载器件，如二极管、三极管、电容以及电感，等等。

需要说明的是，上述天线模组还可以包括其他部件，如收发机等，在此并不进行赘述。

在一些实施方式中，如图2所示，信号导向件30包括射频环形器31，射频环形器31的第一端与射频功率放大器20电连接，射频环形器31的第二端与天线10电连接，射频环形器31的第三端与信号消耗组件40电连接，第一端、第二端和第三端依次沿射频环形器31的信号传递方向分布。

基于此，通过在射频功率放大器20、天线10和信号消耗组件40之间设置射频环形器31，从而不仅可以实现将降低在射频功率放大器20的输出端形成驻波，从而降低射频功率放大器20发生损坏的风险；而且，使得信号导向件30的结构更简单且可靠性更高。

上述射频环形器31仅能沿其单一方向(即信号传递方向)传递信号，使得进入一个端口的信号传递到下一端口。如图3所示，其实现原理如下：在射频环形器31的端口1输入信号的情况下，端口1输入的信号由端口2输出；而在端口2输入信号的情况下，端口2输入的信号由端口3输出；而在端口3输入信号的情况下，端口3输入的信号由端口1输出，端口1、端口2和端口3沿顺时针方向。

上述射频环形器31的第一端与射频功率放大器20电连接，射频环形器31的第二端与天线10电连接，射频环形器31的第三端与信号消耗组件40电连接，由射频环形器31的工作原理可知，如图2，射频功率放大器20输入至上述第一端的射频信号可以传输至上述第二端，由上述第二端输出并传输至天线10发射；而在上述第二端接收到由天线10传输的反射波信号的情况下，上述反射波信号可以由上述第二端传输至上述第三端，由第三端输出并传输至信号消耗组件40，信号消耗组件40将反射波信号消耗。

在一些实施方式中，天线模组包括N个信号消耗组件40，N为大于1的整数；

信号导向件30包括N个射频环形器31，N个射频环形器31依次电连接于天线10和射频功率放大器20之间，射频环形器31和信号消耗组件40一一对应连接。

基于此，通过设置多个射频环形器31和多个信号消耗组件40，从而可以进一步降低在射频功率放大器20的输出端形成驻波，进而进一步降低射频功率放大器20发生损坏的风险。

上述射频环形器和信号消耗组件一一对应连接，可以是沿射频功率放大器20至天线10的方向，第1个射频环形器31的第一端与射频功率放大器20电连接，第N个射频环形器31的第二端与天线10电连接，且第K个射频环形器31的第一端与第N-1个射频环形器31的第二端电连接，以及，N个射频环形器31的第三端与N个信号消耗组件40对应连接，K为大于1且小于等于N的整数。

例如，如图4所示，通过设置射频环形器P1和射频环形器P2，可以具有较好的降低在射频功率放大器20的输出端形成驻波的效果，具体如下：

假设射频环形器31从一个端口到下一个端口的正向传输损耗记为I(通常在1dB以内)，而从一个端口到上一个端口反向传输的隔离度记为A(通常隔离度可以达到17dB以上)。

那么，入射波与反射波的功率与每个波的电压分量的平方成正比。因此，驻波比(Standing Wave Ratio，SWR)可以用入射功率P_t和反射功率P_r表示为：

将公式(1)得到的驻波比定义为图4射频环形器P2端口(即与天线10连接的端口)处的驻波比。射频环形器P1端口(即与射频功率放大器20连接的端口)的入射功率定义为P_t1，反射功率定义为P_r1。由于射频环形器31的插损小于1dB，射频功率放大器20的输出功率几乎全部传输到射频环形器2端口。因此，P_t1可以表示为：

P_t1≈P_t(2)

而射频环形器1端口的反射功率P_r1是由射频环形器2端口的反射功率P_r经过射频环形器31衰减AdB(A为射频环形器2端口到射频环形器1端口的反向隔离度)后得到的，因此P_r1可以表示为：

因此，射频放大器的输出端的驻波比可以表示为：

将公式(2)和(3)代入公式(4)得到：

从公式(5)可以看出，设置两个射频环形器31后射频放大器的输出端的驻波比得到接近指数级别的改善。例如，假设射频环形器2端口处的驻波比为2(即

)，A为20dB，那么代入公式(5)得到射频放大器的输出端的驻波比为1.069，驻波比得到极大改善。

在一些实施方式中，信号消耗组件40包括电阻41和接地件42，电阻41的第一端与信号导向件30电连接，电阻41的第二端通过接地件42接地。

基于此，通过在信号导向件30电连接电阻41，且该电阻41通过接地件42接地，从而可以实现通过电阻41将信号导向件30传输的信号消耗，使得天线模组的结构简单且可靠性更高。

例如，如图2所示，可以是在射频环形器31的端口3电连接50Ω的电阻41，在天线10产生反射波信号的情况下，反射波信号由射频环形器31的端口2传输至端口3，再由端口3传输至电阻41消耗。

在一些实施方式中，天线10包括多个子天线11；

天线模组还包括：

切换开关组件50，切换开关组件50包括输入端和M个输出端，输入端与信号导向件30电连接，M个输出端与M个子天线11电连通，切换开关组件50可分别将输入端与各输出端连通，M为大于1的整数，

其中，M个输出端与M个子天线11形成多条信号传输通道，不同信号传输通道工作于不同频段。

基于此，通过在天线模组中设置切换开关组件50和多个子天线11，可以实现天线模组在多个频段上收发信号，而且可以对工作在不同频段时产生的反射波信号消除。

例如，如图4所示，天线模组设置有低频天线A1和中高频天线A2(即M＝2)，低频天线A1可以在低频频段上发射信号，中高频天线A2可以在中高频段上发射信号；天线模组还设置有切换开关组件50，该切换开关组件50与低频天线A1和中高频天线A2连通，使得低频天线A1与切换开关组件50之间形成传输低频频段的射频信号的信号传输通道，中高频天线A2与切换开关组件50之间形成传输中高频段的射频信号的信号传输通道。

上述切换开关组件50可以是任意的能够实现分别切换其输入端与各输出端连通的组件。例如，上述切换开关组件50可以包括单刀多掷开关或者多到多掷开关，等等。

上述M个输出端与M个子天线11连通，可以是M个输出端与M个子天线11一一对应，且各输出端与其对应的子天线11直接连接。

在一些实施方式中，上述天线模组还包括M个信号隔离组件60，M个信号隔离组件60对应设置于M个信号传输通道。

基于此，通过在各信号传输通道设置信号隔离组件60，可以在天线模组收发信号过程中，降低信号之间发生干扰，提升天线模组的通信质量。

上述信号隔离组件60可以是任意的能够实现信号隔离的组件。具体地，信号隔离组件60包括双工器和滤波器中的至少一项，使得信号隔离组件60的性能更好。

在一些实施方式中，上述天线模块还包括射频收发器70，射频收发器70与射频功率放大器20的输入端电连接，信号导向件30与射频功率放大器20的输出端电连接，从而可以实现天线模组的信号收发。

需要说明的是，上述天线模组还可以包括天线开关模块(Antenna SwitchModule，ASM)以及局域网交换器(LAN Switch)等，在此并不赘述。

基于上述天线模组，本申请实施例还提供一种电子设备，包括上述天线模组。

其中，上述电子设备可以是任意设置有天线模组的设备，包括手机、平板电脑、智能穿戴设备或者车载终端，等等。

由于本申请实施例中对于天线模组的结构已进行详细描述，而电子设备的其他结构对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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申请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。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种天线模组，其特征在于，包括：

天线；

射频功率放大器；

信号导向件，所述信号导向件电连接于所述天线和所述射频功率放大器之间；

信号消耗组件，所述信号消耗组件与所述信号导向件电连接，

其中，在所述射频功率放大器向所述信号导向件传输信号的情况下，所述信号导向件将所述射频功率放大器传输的信号传输至所述天线；在所述天线向所述信号导向件输出信号的情况下，所述信号导向件将所述天线传输的信号传输至所述信号消耗组件。

2.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述信号导向件包括射频环形器，所述射频环形器的第一端与所述射频功率放大器电连接，所述射频环形器的第二端与所述天线电连接，所述射频环形器的第三端与所述信号消耗组件电连接，所述第一端、所述第二端和所述第三端依次沿所述射频环形器的信号传递方向分布。

3.根据权利要求2所述的天线模组，其特征在于，所述天线模组包括N个所述信号消耗组件，所述N为大于1的整数；

所述信号导向件包括N个射频环形器，所述N个射频环形器依次电连接于所述天线和所述射频功率放大器之间，所述射频环形器和所述信号消耗组件一一对应连接。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的天线模组，其特征在于，所述信号消耗组件包括电阻和接地件，所述电阻的第一端与所述信号导向件电连接，所述电阻的第二端通过所述接地件接地。

5.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述天线包括多个子天线；

所述天线模组还包括：

切换开关组件，所述切换开关组件包括输入端和M个输出端，所述输入端与所述信号导向件电连接，M个所述输出端与M个所述子天线电连接，所述切换开关组件可分别将所述输入端与各所述输出端连通，所述M为大于1的整数，

其中，M个所述输出端与M个所述子天线形成多条信号传输通道，不同所述信号传输通道工作于不同频段。

6.根据权利要求5所述的天线模组，其特征在于，还包括：

M个信号隔离组件，M个所述信号隔离组件对应设置于M个所述信号传输通道。

7.根据权利要求6所述的天线模组，其特征在于，所述信号隔离组件包括双工器和滤波器中的至少一项。

8.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，还包括射频收发器，所述射频收发器与所述射频功率放大器的输入端电连接，所述信号导向件与所述射频功率放大器的输出端电连接。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至8中任一项所述的天线模组。

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