CN219226631U

CN219226631U - 天线组件和电子设备

Info

Publication number: CN219226631U
Application number: CN202320352602.8U
Authority: CN
Inventors: 周伟伟
Original assignee: Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd
Current assignee: Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd
Priority date: 2023-02-20
Filing date: 2023-02-20
Publication date: 2023-06-20
Anticipated expiration: 2033-02-20

Abstract

本公开涉及一种天线组件和电子设备，该天线组件包括天线辐射体、馈源、接地点和设置在天线辐射体上的第一馈电点和第二馈电点，还包括：相位变换电路，该相位变换电路的第一端与馈源连接，该相位变换电路的第二端与所述第一馈电点连接；调频电路，馈源与第二馈电点连接，调频电路的第一端与馈源和第二馈电点连接，该调频电路的第二端与接地点连接。能够通过相位变换电路将该天线组件的馈电方式在共模信号馈电和差模信号馈电之间切换，增加天线覆盖频段，同时，天线覆盖的各个频段均是通过本征模实现，能够使天线覆盖的每个频段均保证优良的辐射效率，且调频电路能够进一步增加天线覆盖的频段，实现频段的全覆盖。

Description

天线组件和电子设备

技术领域

本公开涉及通信技术领域，具体地，涉及一种天线组件和电子设备。

背景技术

相关技术中，天线覆盖的频段较少，覆盖的频段基本为低频频段，无法实现频段的全覆盖，即使天线覆盖的频段中覆盖有中频频段或者高频频段，但其中的中频频段或者高频频段是由低频的高次模实现，其辐射效率较低，且该类天线还需要添加匹配电路，增加了匹配器件的使用。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种天线组件和电子设备，能够在增加天线覆盖频段的同时，保证优良的辐射效率。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种包括天线辐射体、馈源、接地点和设置在所述天线辐射体上的第一馈电点和第二馈电点，还包括：

相位变换电路，所述相位变换电路的第一端与所述馈源连接，所述相位变换电路的第二端与所述第一馈电点连接；

调频电路，所述馈源与所述第二馈电点连接，所述调频电路的第一端与所述馈源和所述第二馈电点连接，所述调频电路的第二端与所述接地点连接。

可选地，所述相位变换电路包括相互并联的第一开关组件和移相器。

可选地，所述移相器的相位变换角度范围为0°～360°。可选地，所述调频电路包括第二开关组件和至少一条调频子电路，所述至少一条调频子电路的第一端通过所述第二开关组件与所述馈源和所述第二馈电点连接，所述至少一条调频子电路的第二端与所述接地点连接。

可选地，所述第二开关组件包括并联的至少两个开关，每个开关的第一端均与所述馈源和所述第二馈电点连接，每个开关的第二端串联一条所述调频子电路。

可选地，每一条调频子电路包括电容、电感和电阻中的一者。

可选地，所述调频电路包括第二开关组件、第一调频子电路、第二调频子电路、第三调频子电路和第四调频子电路；

所述第一调频子电路包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第二开关组件连接，所述第一电阻的第二端与所述接地点连接；

所述第二调频子电路包括第一电感，所述第一电感的第一端与所述第二开关组件连接，所述第一电感的第二端与所述接地点连接；

所述第三调频子电路包括第二电感，所述第二电感的第一端与所述第二开关组件连接，所述第二电感的第二端与所述接地点连接，所述第一电感的电感值小于所述第二电感的电感值；

所述第四调频子电路包括第一电容，所述第一电容的第一端与所述第二开关组件连接，所述第一电容的第二端与所述接地点连接。

可选地，所述天线辐射体的长度范围为46mm～56mm；和/或，

所述天线辐射体的净空值的范围为1mm～3mm；和/或，

所述第一馈电点和第二馈电点之间的距离的范围为18.6mm～24.6mm；

根据本公开实施例的第二方面，提供一种电子设备，包括本公开实施例的第一方面中任一项所述的天线组件，至少一个所述天线组件构成主板容纳腔和电池容纳腔，所述主板容纳腔内容纳有主板，所述电池容纳腔内容纳有电池。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过上述技术方案，馈源通过相位变换电路向第一馈电点馈电，馈源与第二馈电点连接，且调频电路与馈源和第二馈电点连接，能够通过相位变换电路将该天线组件的馈电方式在共模信号馈电和差模信号馈电之间切换，能够增加天线覆盖频段。同时，由于均是通过馈源向天线辐射体进行馈电，所以天线覆盖的各个频段均是通过本征模实现，能够使天线覆盖的每个频段均保证优良的辐射效率。且调频电路能够实现对天线覆盖频段的进一步调整，从而进一步增加天线覆盖的频段，实现频段的全覆盖。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据本公开的一种实施方式提供的天线组件的结构示意框图。

图2是根据本公开的另一种实施方式提供的天线组件的结构示意框图。

图3是根据本公开的一种实施方式提供的天线组件的示意图。

图4是根据本公开的一种实施方式提供的天线组件的回波损耗的仿真结果示意图。

图5是根据本公开的一种实施方式提供的天线组件的辐射效率的仿真结果示意图。

图6是根据本公开的一种实施方式提供的天线组件的总体效率的仿真结果示意图。

附图标记说明

11、天线辐射体；12、馈源；13、第一馈电点；14、第二馈电点；15、相位变换电路；151、第一开关组件；152、移相器；16、调频电路；161、第二开关组件；162、调频子电路；2、电子设备中框。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书以及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必理解为特定的顺序或先后次序。另外，在参考附图的描述中，不同附图中的同一标记表示相同的要素。

相关技术中，对于基于IFA天线(Inverted-F天线)的低频设计方案，天线覆盖的频段较少，覆盖的频段基本为低频频段，如B5和B8，无法实现频段的全覆盖。即使天线覆盖的频段中覆盖有中频频段或者高频频段，例如B3和B7，但申请人在长期研究中发现，其中的中频频段或者高频频段是由低频的高次模实现，其辐射效率较低，不能作为主天线使用，且该类天线的馈电方案中，还需要添加匹配电路，增加了匹配器件的使用。

为了解决上述问题，本公开提供一种天线组件和电子设备，能够在增加天线覆盖频段的同时，保证优良的辐射效率。

图1是根据本公开的一种实施方式提供的天线组件的结构示意框图，如图1所示，天线组件包括天线辐射体11、馈源12、接地点和设置在所述天线辐射体11上的第一馈电点13和第二馈电点14，还包括：相位变换电路15，该相位变换电路15的第一端与馈源12连接，该相位变换电路15的第二端与所述第一馈电点13连接；调频电路16，馈源12与第二馈电点14连接，该调频电路16的第一端与馈源12和第二馈电点14连接，该调频电路16的第二端与接地点连接。

第一馈电点13和第二馈电点14可以理解为天线辐射体11与馈源12之间传输电信号的点。在发射无线信号时，第一馈电点13和第二馈电点14将从馈源12的电信号输出至天线辐射体11，使得天线辐射体11在电信号的激励下辐射无线信号；在接收无线信号时，第一馈电点13和第二馈电点14将天线辐射体11转换得到的电信号，传输至馈源12，进而传输至射频收发模组，实现了无线信号的接收。

本公开实施例中，馈源12可通过相位变换电路15向第一馈电点13发送第一电信号，并可与调频电路16配合，向第二馈电点14发送第二电信号。其中，该馈源12可为等效馈源，即第一电信号和第二电信号相同，表现为第一电信号和第二电信号的相位和功率相同。相位变换电路15能够对电信号进行相位的变换，从而使该天线组件的馈电方式在共模信号馈电和差模信号馈电之间切换，能够增加天线覆盖频段。其中，当相位变换电路15对电信号进行相位变换的角度为0°时，该天线组件的馈电方式为共模信号馈电，当相位变换电路15对电信号进行相位变换的角度为0°～360°之间时，该天线组件的馈电方式为差模信号馈电。

由于均是通过馈源12向天线辐射体11进行馈电，所以天线覆盖的各个频段均是通过本征模实现，能够使天线覆盖的每个频段均保证优良的辐射效率，且不需要再添加匹配电路，在保证天线性能的前提下，减少损耗，降低成本。

调频电路16能够对馈源12向第二馈电点14发送的电信号进行调整，以便实现对天线覆盖频段的进一步调整，从而进一步增加天线覆盖的频段，实现频段的全覆盖。例如，覆盖的频段可包含低频B28、B5和B8，中高频B3、B1、B40和B41，NR频段N78、N79频段等。从而能够减少天线组件的使用量，节约电子设备的内部空间。

图2是根据本公开的另一种实施方式提供的天线组件的结构示意框图，图3是根据本公开的一种实施方式提供的天线组件的示意图，如图2和图3所示，在一些实施方式中，相位变换电路15可包括相互并联的第一开关组件151和移相器152。在第一开关组件151闭合时，馈源12发送的第一电信号直接通过第一开关组件151传输至第一馈电点13，在这种情况下，移相器152不对第一电信号作用，即，相位变换电路15对第一电信号进行相位变换的角度为0°，第一馈电点13接收到的第一电信号和第二馈电点14接收到的第二电信号的相位相同，该天线组件的馈电方式为共模信号馈电。在第一开关组件151断开时，馈源12发送的第一电信号通过移相器152后传输至第一馈电点13，在这种情况下，移相器152能够对第一电信号进行相位变换，从而使第一电信号和第二电信号的相位不相同，该天线组件的馈电方式为差模信号馈电。

在一些实施方式中，移相器152可为可调移相器152，移相器152的相位变换角度范围可为0°～360°，即移相器152对电信号进行相位变换的角度为0°～360°。移相器152不同的相位变换角度能够使天线辐射体11上的电流发生不同的变化，导致天线辐射的电长度变化，从而使天线覆盖的频段发生改变。

馈源12和第二馈电点14可为信号传输线路，用于将馈源12发出的电信号传输至第二馈电点14，调频电路能够发送调频信号，对馈源12和第二馈电点14上的电信号进行调整，使天线辐射体11上的电流发生不同的变化，导致天线辐射的电长度变化，从而使天线覆盖的频段发生改变。

在一些实施方式中，调频电路包括第二开关组件161和至少一条调频子电路162，至少一条调频子电路162的第一端通过第二开关组件161与馈源12和第二馈电点14连接，调频子电路162的第二端与接地点连接。

在本实施方式中，调频电路可包括第二开关组件161，其中，第二开关组件161可包括多个开关，或者，第二开关组件161可为单刀多掷开关，通过第二开关组件161，即可实现调频子电路162与馈源12和第二馈电点14的连通或断开，从而控制调频子电路162对馈源12和第二馈电点14发出调频信号。其中，调频子电路162的数量可根据需求进行确定。

在一些实施方式中，第二开关组件161包括并联的至少两个开关，每个开关的第一端均与馈源12和第二馈电点14连接，每个开关的第二端串联一条调频子电路162。通过多个并联的开关，且每个开关串联一条调频子电路162，即可通过不同的开关实现不同的调频子电路162与馈源12和第二馈电点14的连通或断开，从而控制不同的调频子电路162对馈源12和第二馈电点14发出不同的调频信号。

在一些实施方式中，每一条调频子电路162包括电容、电感和电阻中的一者。各条调频子电路162包括的阻抗的类型可相同，也可不同，例如，各条调频子电路162包括的阻抗的类型均为电感，或者，各条调频子电路162包括的阻抗的类型均为电容。其中，电感用于调高天线覆盖的频段，电容用于调低天线覆盖的频段。在各条调频子电路162包括的阻抗的类型均为电感时，天线覆盖的频段的基点可为低频的最低频段；在各条调频子电路162包括的阻抗的类型均为电容时，天线覆盖的频段的基点可为最高频段。

在一些实施方式中，调频电路包括第二开关组件161、第一调频子电路、第二调频子电路、第三调频子电路和第四调频子电路；

第一调频子电路包括第一电阻，第一电阻的第一端与第二开关组件161连接，第一电阻的第二端与接地点连接；

第二调频子电路包括第一电感，第一电感的第一端与第二开关组件161连接，第一电感的第二端与接地点连接；

第三调频子电路包括第二电感，第二电感的第一端与第二开关组件161连接，第二电感的第二端与接地点连接，第一电感的电感值小于第二电感的电感值；

第四调频子电路包括第一电容，第一电容的第一端与第二开关组件161连接，第一电容的第二端与接地点连接。

在本实施方式中，移相器152的相位变换角度可为180°，第一电阻的阻值可为0欧姆，第二开关组件161可为一个单刀四掷开关。

当第一开关组件151闭合，且第二开关组件161控制第一调频子电路、第二调频子电路、第三调频子电路以及第四调频子电路与馈源12和第二馈电点14断开连接时，此时天线的馈电方式为共模信号馈电，天线覆盖频段B3和N78。

当第一开关组件151断开，且第二开关组件161控制第一调频子电路、第二调频子电路、第三调频子电路以及第四调频子电路与馈源12和第二馈电点14断开连接时，此时天线的馈电方式为差模信号馈电，天线覆盖频段B5和B41。

当第一开关组件151断开，且第二开关组件161控制第一调频子电路、第二调频子电路以及第三调频子电路与馈源12和第二馈电点14断开连接，且第二开关组件161控制第四调频子电路与馈源12和第二馈电点14连接时，此时天线的馈电方式为差模信号馈电，天线覆盖频段B28、B40和N79。

当第一开关组件151断开，且第二开关组件161控制第一调频子电路、第二调频子电路以及第四调频子电路与馈源12和第二馈电点14断开连接，且第二开关组件161控制第三调频子电路与馈源12和第二馈电点14连接时，此时天线的馈电方式为差模信号馈电，天线覆盖频段B8和B1。

当天线的馈电方式为共模信号馈电时，天线的回波损耗的计算公式为：

当天线的馈电方式为差模信号馈电时，天线的回波损耗的计算公式为：

其中，S_cc11为天线的馈电方式为共模信号馈电时天线的回波损耗，S_dd11为天线的馈电方式为差模信号馈电时天线的回波损耗，S₁₁为第一馈电点13的天线的回波损耗，S₂₂为第二馈电点14的天线的回波损耗，S₁₂为第一馈电点13到第二馈电点14的隔离度，S₂₁为第二馈电点14到第一馈电点13的隔离度。

通过天线的回拨损耗，能够较为直观地确定天线覆盖的频段。

在一些实施方式中，天线辐射体11的长度范围可为46mm～56mm。示例性地，天线辐射体11的长度S2可为51mm，占用天线中框长度较短，节约空间。

在一些实施方式中，天线辐射体11的净空值的范围可为1mm～3mm。示例性地，天线辐射体11的净空值S3可为2mm，其中，天线辐射体11的净空值为天线辐射体11与电子设备中框2的距离。

在一些实施方式中，第一馈电点13和第二馈电点14之间的距离的范围可为18.6mm～24.6mm。示例性地，第一馈电点13和第二馈电点14之间的距离S1可为21.6mm。

图4是根据本公开的一种实施方式提供的天线组件的回波损耗的仿真结果示意图，如图4所示，横坐标为频段，纵坐标为天线的回波损耗，由图4可知，天线覆盖频段包括低频B28、B5和B8，中高频B3、B1、B40和B41，以及NR频段N78和N79，由天线的回波损耗可以看出，此天线在保证辐射效率的情况下，还覆盖6-8GHz频段，可用于UWB(Ultra Wide Band，超宽带)天线或其他高频天线设计。

图5是根据本公开的一种实施方式提供的天线组件的辐射效率的仿真结果示意图，图6是根据本公开的一种实施方式提供的天线组件的总体效率的仿真结果示意图，其中，图5中的横坐标为频段，纵坐标为天线的辐射效率，图6中的横坐标为频段，纵坐标为天线的整体效率，如图5和图6所示，天线的辐射效率均处于很高的水平，且带内无凹陷，由于回波损耗较好，可以看出天线的辐射效率和总体效率基本保持一致，实际整机仿真整体效率可达到-4dB。

根据本公开的第二方面提供一种电子设备，包括至少一个如上任一实施方式中示出的天线组件，该至少一个天线组件构成主板容纳腔和电池容纳腔，主板容纳腔内容纳有主板，电池容纳腔内容纳有电池。

在一些实施方式中，该电子设备可以是例如手机、平板电脑、笔记本电脑、个人数字助理、车载终端、智能家居设备、智能穿戴设备等。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims

1.一种天线组件，其特征在于，包括天线辐射体、馈源、接地点和设置在所述天线辐射体上的第一馈电点和第二馈电点，还包括：

2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述相位变换电路包括相互并联的第一开关组件和移相器。

3.根据权利要求2所述的天线组件，其特征在于，所述移相器的相位变换角度范围为0°～360°。

4.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述调频电路包括第二开关组件和至少一条调频子电路，所述至少一条调频子电路的第一端通过所述第二开关组件与所述馈源和所述第二馈电点连接，所述至少一条调频子电路的第二端与所述接地点连接。

5.根据权利要求4所述的天线组件，其特征在于，所述第二开关组件包括并联的至少两个开关，每个开关的第一端均与所述馈源和所述第二馈电点连接，每个开关的第二端串联一条所述调频子电路。

6.根据权利要求4所述的天线组件，其特征在于，每一条调频子电路包括电容、电感和电阻中的一者。

7.根据权利要求4所述的天线组件，其特征在于，所述调频电路包括第二开关组件、第一调频子电路、第二调频子电路、第三调频子电路和第四调频子电路；

8.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，

所述天线辐射体的长度范围为46mm～56mm；和/或，

所述天线辐射体的净空值的范围为1mm～3mm；和/或，

所述第一馈电点和第二馈电点之间的距离的范围为18.6mm～24.6mm。

9.一种电子设备，其特征在于，包括至少一个权利要求1-8中任一项所述的天线组件，至少一个所述天线组件构成主板容纳腔和电池容纳腔，所述主板容纳腔内容纳有主板，所述电池容纳腔内容纳有电池。