CN219371382U - 一种高隔离度的天线装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高隔离度的天线装置及电子设备，天线装置包括天线组件、信号耦合模块和开关模块；所述天线组件包括依次排布设置的第一辐射体、第二辐射体和第三辐射体；在第一辐射体和第二辐射体的连接端设置信号耦合模块，将第一辐射体和第二辐射体的天线信号耦合后传输至电子设备的处理器，即第一辐射体和第二辐射体合成一个天线整体来使用，在间距较近的情况下实现频段全覆盖，且具有较高的天线隔离度，同时天线效率较高，能够满足人头手测试指标要求。

Description

一种高隔离度的天线装置及电子设备

技术领域

本实用新型涉及天线辐射技术领域，特别是涉及一种高隔离度的天线装置及电子设备。

背景技术

随着通信技术的迅速发展，手机等通讯设备已经成为人们生活中必不可少的一种工具，为用户生活的各个方面带来了极大的便捷。手机是以电磁波的方式进行信号传输，常规的天线设计方案中，由于天线性能的要求不断提高，导致天线数量剧增，手机的体积又希望可以做的更小，因此布设天线的环境非常复杂，存在天线净空不够等问题，进而导致天线之间的隔离度非常差，天线效率也较差。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种高隔离度的天线装置及电子设备，该天线装置使得若干天线辐射体在较窄间距的情况下具有较高的天线隔离度，且天线效率较高，能够满足人头手测试指标要求。

本实用新型实施例提供一种高隔离度的天线装置，包括天线组件、信号耦合模块和开关模块；所述天线组件包括依次排布设置的第一辐射体、第二辐射体和第三辐射体；

所述信号耦合模块具有第一输入端、第二输入端以及第一输出端；

所述开关模块具有第三输入端、第四输入端、第二输出端和开关受控端；

所述第一输入端连接至所述第一辐射体的信号馈入点，所述第二输入端连接至所述第二辐射体的信号馈入点，所述第一输出端连接至所述开关模块的第三输入端，所述信号耦合模块用于将所述第一辐射体以及所述第二辐射体的天线信号进行信号耦合后经所述第一输出端输出至所述开关模块；

所述开关模块的第四输入端连接至所述第三辐射体，所述第二输出端用于连接至处理器的信号输入端，所述开关受控端用于连接至处理器的信号输出端口；所述开关模块接收处理器发出的通道控制信号打开对应通道以传输天线信号。

在一个可选的实施例中，所述信号耦合模块为双路合路器，所述双路合路器将所述第一辐射体和所述第二辐射体输入的多频段天线信号耦合后输出至所述开关模块。

在一个可选的实施例中，所述信号耦合模块为分频器，所述分频器将所述第一辐射体和所述第二辐射体输入的多频段天线信号耦合后输出至所述开关模块。

在一个可选的实施例中，所述第一辐射体用于辐射或接收低频和中频天线信号，所述第二辐射体用于辐射或接收高频天线信号，所述第三辐射体用于辐射或接收超高频天线信号，其中，所述第一辐射体和所述第二辐射体通过所述信号耦合模块形成一个天线整体。

在一个可选的实施例中，还包括天线连接座，所述天线连接座包括第一天线端子和第二天线端子，所述第一天线端子和所述第二天线端子分别连接至所述信号耦合模块的第一输入端和第二输入端，所述第一天线端子用于安装所述第一辐射体，所述第二天线端子用于安装所述第二辐射体。

在一个可选的实施例中，所述开关模块包括第一开关芯片，所述第一开关芯片的内部设置有若干通道，且所述通道上均设置有通道开关，所述通道开关的信号端连接于各条所述通道上，其开关受控端用于与处理器的信号输出端口连接以接收通道控制信号，所述通道控制信号与预设天线频段相匹配。

在一个可选的实施例中，还包括调谐电路，所述调谐电路的输入端与所述信号耦合模块的第一输出端以及所述第三辐射体的信号馈入点连接，所述调谐电路的输出端与所述开关模块的第三输入端以及第四输入端连接。

在一个可选的实施例中，所述天线组件与电子设备的边框组成电子设备的壳体。

本实用新型还提供一种电子设备，包括：壳体、主板和如上任意一项实施例的天线装置，天线装置的开关模块与主板上的处理器相连接，天线装置的馈地点与主板的参考地相连接。

应用本实用新型实施例的上述技术方案，通过在第一辐射体和第二辐射体的连接端设置信号耦合模块，将第一辐射体和第二辐射体的天线信号耦合后传输至电子设备的处理器，即第一辐射体和第二辐射体通过信号耦合模块合成一个天线整体来使用，在间距较近的情况下实现频段全覆盖，且具有较高的天线隔离度，同时天线效率较高，能够满足人头手测试指标要求。

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，并不能限制本实用新型。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型实施例电子设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例天线组件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例天线装置的原理框图；

图4为本实用新型实施例开关芯片的内部连接示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型提供了一种天线装置，能够改变天线辐射体长度，便于匹配出不同辐射频段以满足天线性能测试需求。

以下结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行说明。

请参阅图1和图2，图1为本实用新型实施例电子设备的结构示意图；图2为本实用新型实施例天线组件的结构示意图。

本申请实施例提供一种电子设备，电子设备可以为智能手机、平板电脑、智能手环等通信设备。

电子设备100包括壳体11、显示屏12、处理器13、主板14、电池等组件。显示屏12安装于壳体11上，以形成电子设备100的显示面，用于显示图像、文本等信息。显示屏12可以为液晶显示屏或者LED(light-emitting diode，发光二极管)显示屏。主板14位于壳体11内部，处理器13安装于主板14上。

壳体11用于形成电子设备100的外部轮廓，以便于容纳电子设备100的电子器件、功能组件等，同时对电子设备内部的电子器件和功能组件形成密封和保护作用。例如，电子设备100的摄像头、主板、振动马达、电池等功能组件都可以设置在壳体11内部。

该壳体11可以包括中框和后盖，中框和后盖相互组合形成该壳体11，该中框和后盖可以形成收纳空间，以收纳主板14、显示屏12、电池等器件。进一步的，可以包括盖板，盖板可固定到壳体11上，该盖板和壳体11形成密闭空间，以容纳主板、显示屏12、电池等器件。

在一些实施例中，盖板盖设到中框上，后盖盖设到中框上，盖板和后盖位于中框的相对面，盖板和后盖相对设置。

在一些实施例中，壳体11可以为金属壳体，比如镁合金、不锈钢等金属。需要说明的是，本申请实施例壳体11的材料并不限于此，还可以采用其它方式，比如：壳体11可以为塑胶壳体、或者陶瓷壳体，壳体11可以包括塑胶部分和金属部分，壳体11可以为金属和塑胶相互配合的壳体结构。

主板设置在壳体11内部。其中，主板可以为电子设备100的主板。主板上还可以集成有处理器、摄像头、耳机接口、加速度传感器、陀螺仪、马达等功能组件中的一个或多个。同时，显示屏12可以电连接至主板，以通过主板上的处理器对显示屏12的显示进行控制。

电池设置在壳体11内部，电池电连接至主板，以实现电池为电子设备100供电。其中，主板上可以设置有电源管理电路。电源管理电路用于将电池提供的电压分配到电子设备100中的各个电子器件。

显示屏12可以包括显示区域和非显示区域，其中，该显示区域可以用来显示电子设备100的画面或者供用户进行触摸操控等；非显示区域的顶部区域可以开设供声音或光线传导的开孔，该非显示区域底部上可以设置指纹模组、触控按键等功能组件。

需要说明的是，该显示屏12的结构并不限于此。比如，该显示屏12可以为全面屏或异形屏。还需要说明的是，在一些实施例中，显示屏12也可以不包括非显示区域，而设置成全面屏结构，可以将距离传感器、环境光传感器等功能组件设置于显示屏下方或其他位置处。

本申请实施例中，电子设备100中还设置有天线装置。天线装置用于实现电子设备100的无线通信功能，如可以实现电子设备的4G或5G无线通信功能。天线装置设置在电子设备100的壳体11内部。其中，可以理解的，天线装置的部分器件可以集成在壳体11内部的主板上，例如天线组件中的信号处理芯片以及信号处理电路可以集成在主板上。此外，天线装置的部分器件还可以直接设置在壳体11内部，即天线组件的各个天线可以直接设置在壳体12内部，或者直接利用电子设备的金属外壳作为天线组件。

本实施例中，如图2和图3所示，高隔离度的天线装置，包括天线组件(151、152和153)、信号耦合模块16和开关模块17；所述天线组件包括依次排布设置的第一辐射体151、第二辐射体152和第三辐射体153；所述信号耦合模块16具有第一输入端、第二输入端以及第一输出端；所述开关模块17具有第三输入端、第四输入端、第二输出端和开关受控端。

所述第一输入端连接至所述第一辐射体151的信号馈入点1511，所述第二输入端连接至所述第二辐射体152的信号馈入点1521，所述第一输出端连接至所述开关模块17的第三输入端，所述信号耦合模块16用于将所述第一辐射体151以及所述第二辐射体152的天线信号进行信号耦合后经所述第一输出端输出至所述开关模块17。

所述开关模块17的第四输入端连接至所述第三辐射体的信号馈入点1531，所述第二输出端用于连接至处理器13的信号输入端，所述开关受控端用于连接至处理器13的信号输出端口，所述开关模块17的接地端与主板上的电源参考地连接。所述开关模块17接收处理器13发出的通道控制信号打开对应通道以传输天线信号。

本实施例中，所述第一辐射体151用于辐射或接收低频和中频天线信号，所述第二辐射体152用于辐射或接收高频天线信号，所述第三辐射体153用于辐射或接收超高频天线信号，其中，所述第一辐射体151和所述第二辐射体152通过所述信号耦合模块形成一个天线整体。

应用本实用新型实施例的上述技术方案，通过在第一辐射体151和第二辐射体152的连接端设置信号耦合模块16，将第一辐射体151和第二辐射体152的天线信号耦合后传输至电子设备的处理器13，即第一辐射体151和第二辐射体152通过信号耦合模块合成一个天线整体来使用，在间距较近的情况下实现频段全覆盖，且具有较高的天线隔离度，同时天线效率较高，能够满足人头手测试指标要求。

在一个可选的实施例中，所述信号耦合模块16为双路合路器，所述双路合路器将所述第一辐射体151和所述第二辐射体152输入的多频段天线信号耦合后输出至所述开关模块17。双路合路器的具体型号不做限定。该双路合路器应用在无线电天线系统中，将几种不同频段的天线输入输出信号通过合路器合路后，用一根馈线与开关模块17以及处理器13连接，不仅节约了一根馈线，还避免了切换不同天线的麻烦。

若该双路合路器应用于发射端，其作用是将两路或者多路从不同发射机发出的射频信号合为一路送到天线发射的射频器件，同时避免各个端口信号之间的相互影响。

若该双路合路器应用于接收端，其作用是将接收到的两路或者多路从不同发射机发出的射频信号合为一路送到开关模块以及处理器，同时避免各个端口信号之间的相互影响。

端口隔离度是合路器的一个比较重要的指标，用于描述两路信号互不影响的能力，一般要求在20dB以上，本实施例中具体数值不做限定，可以由发明人根据实际需求确定。

在一个可选的实施例中，所述信号耦合模块16为分频器，所述分频器将所述第一辐射体151和所述第二辐射体152输入的多频段天线信号耦合后输出至所述开关模块。

在一个可选的实施例中，天线装置还包括天线连接座18，所述天线连接座18包括第一天线端子和第二天线端子，所述第一天线端子和所述第二天线端子分别连接至所述信号耦合模块16的第一输入端和第二输入端，所述第一天线端子用于安装所述第一辐射体151，所述第二天线端子用于安装所述第二辐射体152。

在一个可选的实施例中，开关模块17包括第一开关芯片171，所述第一开关芯片171的内部设置有若干通道，且所述通道上均设置有通道开关(S1、S2、S3和S4)，所述通道开关的信号端连接于各条所述通道上，其开关受控端用于与处理器13的信号输出端口连接以接收通道控制信号，所述通道控制信号与预设天线频段相匹配。

其中，第一开关芯片171可以为MIPI开关芯片或者其他开关芯片，其具体类型或型号在本实施中不做限定，并且开关芯片内部集成的通道数量和开关数量亦不做限制。

其中，通道控制信号与预设天线频段相匹配，预设天线频段可以由发明人在业务处理过程中进行设定，本实施例中不做天线频段的限定。通道控制信号可以为二进制编码信号或者其他格式的信号，用于触发对应的通道开关打开或关闭，以便于打开对应的通道从而实现天线辐射体的选择，进而匹配出较多频段。

在一个可选的实施例中，第一开关芯片171的接地端(GND)与电子设备的主板上的参考地(GND)相连接。在开关芯片的内部，各条开关通道上连接有若干匹配电阻和/或匹配电容。

在一个可选的实施例中，还包括调谐电路，所述调谐电路的输入端与所述信号耦合模块的第一输出端以及所述第三辐射体的信号馈入点连接，所述调谐电路的输出端与所述开关模块的第三输入端以及第四输入端连接。调谐电路用于对天线信号进行处理，实现调谐的功能，其具体的电路结构本实施例中不做限定。调谐电路可以由电感或电容元件组成，不同参数值匹配出不同的调谐电路对不同频段的天线信号进行调谐处理。

在以上实施例的基础上，所述天线组件与电子设备的边框组成电子设备的壳体。

在上述实施例的基础上，天线组件15的辐射体长度与预设天线频段相匹配。在天线辐射性能测试完毕后，可以设定固定的天线总长，从而可以匹配出固定频段的天线信号。

在上述实施例的基础上，天线组件15与电子设备的边框组成电子设备的壳体。天线组件15可以由金属导电材料制作而成。

应用本实用新型实施例的上述技术方案，通过在第一辐射体和第二辐射体的连接端设置信号耦合模块，将第一辐射体和第二辐射体的天线信号耦合后传输至电子设备的处理器，即第一辐射体和第二辐射体通过信号耦合模块合成一个天线整体来使用，在间距较近的情况下实现频段全覆盖，且具有较高的天线隔离度，同时天线效率较高，能够满足人头手测试指标要求。

本实用新型还提供了一种电子设备，请参阅图2，图2为本申请一个实施例示出的电子设备的结构示意图。

电子设备包括：壳体11、天线装置15、处理器13和主板14；处理器13安装于主板14上，天线装置和主板14设置于壳体11内，天线装置15的开关模块与主板14上的处理器13相连接，天线装置15的馈地点可以与主板的参考地相连接。

可选的，壳体包括若干段壳体，其中部分壳体为金属壳体，金属壳体可以组成天线组件。

电子设备可以为智能手机、智能平板以及智能手环等通信设备，电子设备可以实现4G无线通信，或者5G无线通信，天线组件能够满足4G或者5G的辐射要求，具有较好的通信质量。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“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实用新型和简化描述，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，因此不能理解对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.一种高隔离度的天线装置，其特征在于，包括天线组件、信号耦合模块和开关模块；所述天线组件包括依次排布设置的第一辐射体、第二辐射体和第三辐射体；

所述信号耦合模块具有第一输入端、第二输入端以及第一输出端；

所述开关模块具有第三输入端、第四输入端、第二输出端和开关受控端；

所述第一输入端连接至所述第一辐射体的信号馈入点，所述第二输入端连接至所述第二辐射体的信号馈入点，所述第一输出端连接至所述开关模块的第三输入端，所述信号耦合模块用于将所述第一辐射体以及所述第二辐射体的天线信号进行信号耦合后经所述第一输出端输出至所述开关模块；

所述开关模块的第四输入端连接至所述第三辐射体，所述第二输出端用于连接至处理器的信号输入端，所述开关受控端用于连接至处理器的信号输出端口；所述开关模块接收处理器发出的通道控制信号打开对应通道以传输天线信号。

2.根据权利要求1所述的高隔离度的天线装置，其特征在于，所述信号耦合模块为双路合路器，所述双路合路器将所述第一辐射体和所述第二辐射体输入的多频段天线信号耦合后输出至所述开关模块。

3.根据权利要求1所述的高隔离度的天线装置，其特征在于，所述信号耦合模块为分频器，所述分频器将所述第一辐射体和所述第二辐射体输入的多频段天线信号耦合后输出至所述开关模块。

4.根据权利要求1所述的高隔离度的天线装置，其特征在于，所述第一辐射体用于辐射或接收低频和中频天线信号，所述第二辐射体用于辐射或接收高频天线信号，所述第三辐射体用于辐射或接收超高频天线信号，其中，所述第一辐射体和所述第二辐射体通过所述信号耦合模块形成一个天线整体。

5.根据权利要求1所述的高隔离度的天线装置，其特征在于，还包括天线连接座，所述天线连接座包括第一天线端子和第二天线端子，所述第一天线端子和所述第二天线端子分别连接至所述信号耦合模块的第一输入端和第二输入端，所述第一天线端子用于安装所述第一辐射体，所述第二天线端子用于安装所述第二辐射体。

6.根据权利要求1所述的高隔离度的天线装置，其特征在于，所述开关模块包括第一开关芯片，所述第一开关芯片的内部设置有若干通道，且所述通道上均设置有通道开关，所述通道开关的信号端连接于各条所述通道上，其开关受控端用于与处理器的信号输出端口连接以接收通道控制信号，所述通道控制信号与预设天线频段相匹配。

7.根据权利要求1所述的高隔离度的天线装置，其特征在于，还包括调谐电路，所述调谐电路的输入端与所述信号耦合模块的第一输出端以及所述第三辐射体的信号馈入点连接，所述调谐电路的输出端与所述开关模块的第三输入端以及第四输入端连接。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的高隔离度的天线装置，其特征在于，所述天线组件与电子设备的边框组成电子设备的壳体。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：壳体、主板和如权利要求1至8任意一项所述的天线装置；天线装置的开关模块与主板上的处理器相连接，天线装置的馈地点与主板的参考地相连接。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为智能手机或智能手环。