CN219477004U - 天线组件及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天线组件及电子设备，属于天线技术领域。天线组件包括：基板、控制模块和至少三个辐射部；控制模块和至少三个辐射部分别位于基板上，且至少三个辐射部在基板的位置不同；控制模块与至少三个辐射部分别电性连接；至少三个辐射部中每个辐射部均为圆极化天线。本实用新型的天线组件，具有至少三个位置不同的辐射部，每个辐射部均为圆极化天线，既能够充分利用电子设备内主板上的碎片化空间对至少三个辐射部进行分别布置，又能够保证天线组件在不同的方向上进行有效辐射，防止出现单一天线被遮挡而无法正常通信的问题。

Description

天线组件及电子设备

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，特别涉及一种天线组件及电子设备。

背景技术

超宽带(Ultra Wide Band，UWB)是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。

UWB技术具有系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，截获能力低，定位精度高等优点，尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入。

然而，由于目前电子设备集成的功能越来越多，电子设备内部的空间极其有限，UWB天线的排布难度较大，如何实现UWB天线的小型化成为UWB天线设计的难题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种天线组件及电子设备，能够解决UWB天线小型化的问题。

所述技术方案如下：

一方面，提供了一种天线组件，所述天线组件包括：基板、控制模块和至少三个辐射部；

所述控制模块和所述至少三个辐射部分别位于所述基板上，且所述至少三个辐射部在所述基板的位置不同；

所述控制模块与所述至少三个辐射部分别电性连接；

所述至少三个辐射部中每个所述辐射部均为圆极化天线。

在一些实施例中，所述至少三个辐射部分别位于所述控制模块的至少三个不同方向上。

在一些实施例中，所述辐射部的数量为四个，四个所述辐射部分别位于所述控制模块的四个不同方向上。

在一些实施例中，所述基板为四边形，所述控制模块位于所述基板的中部，四个所述辐射部分别位于所述基板的四个角落部。

在一些实施例中，所述至少三个辐射部中每个所述辐射部均包括辐射主体，所述辐射主体沿第一方向的尺寸L1的取值范围为10mm-15mm，所述辐射主体沿第二方向的尺寸L2的取值范围为7mm-10mm，其中所述第一方向与所述第二方向相交。

在一些实施例中，所述辐射主体沿第一方向的尺寸L1的取值为12mm；

所述辐射主体沿第二方向的尺寸L2的取值为9mm。

在一些实施例中，所述辐射主体上设有切口部，所述切口部沿所述第一方向的尺寸L3的取值范围为1mm-3mm，所述切口部沿所述第二方向的尺寸L4的取值范围为2mm-4mm。

在一些实施例中，所述切口部沿所述第一方向的尺寸L3的取值为2mm；

所述切口部沿所述第二方向的尺寸L4的取值为3mm。

在一些实施例中，所述至少三个辐射部中每个所述辐射部的所述切口部均朝向同一方向。

另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备采用本实用新型所述的天线组件。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本实用新型的天线组件，具有至少三个位置不同的辐射部，每个辐射部均为圆极化天线，既能够充分利用电子设备内主板上的碎片化空间对至少三个辐射部进行分别布置，又能够保证天线组件在不同的方向上进行有效辐射，防止出现单一天线被遮挡而无法正常通信的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的天线组件的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的辐射部的结构示意图。

图中的附图标记分别表示为：

1、基板；11、角落部；

2、控制模块；

3、辐射部；31、辐射主体；32、切口部；

a、第一方向；b、第二方向。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开的描述中，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1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开请和简化描述，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公开的限制。

除非另有定义，本公开实施例所用的所有技术术语均具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。

本公开提供的技术方案适用于采用以下一种或多种通信技术的电子设备：蓝牙(Blue Tooth，BT)通信技术、全球定位系统(Global Positioning System，GPS)通信技术、无线保真(Wireless Fidelity，WiFi)通信技术、全球移动通讯系统(Global SystemFormobile Communications，GSM)通信技术、宽频码分多址(Wideband Code DivisionMultiple Access，WCDMA)通信技术、长期演进(Long Term Evolution，LTE)通信技术、5G通信技术以及未来其他通信技术等。

本公开实施例中的电子设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手环、智能手表、智能头盔、智能眼镜等。电子设备还可以是蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(Session Initiation Protocol，SIP)电话、无线本地环路(Wireless Local Loop，WLL)站、个人数字助手(Personal Digital Assistant，PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备，5G网络中的电子设备或者未来演进的公用陆地移动通信网络(Public Land Mobile Network，PLMN)中的电子设备等，本公开实施例对此并不限定。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

一方面，结合图1所示，本实施例提供了一种天线组件，天线组件包括：基板1、控制模块2和至少三个辐射部3。

控制模块2和至少三个辐射部3分别位于基板1上，且至少三个辐射部3在基板1的位置不同；控制模块2与至少三个辐射部3分别电性连接；至少三个辐射部3中每个辐射部3均为圆极化天线。

本实施例的天线组件，具有至少三个位置不同的辐射部3，每个辐射部3均为圆极化天线，既能够充分利用电子设备内主板上的碎片化空间对至少三个辐射部3进行分别布置，又能够保证天线组件在不同的方向上进行有效辐射，防止出现单一天线被遮挡而无法正常通信的问题。

可选地，辐射部3的数量，例如为三个、四个、五个等等。

在一些可能的实现方式中，基板1为集成有各种电子元器件的电路板，这包括但不限于印刷线路板(Printed Circuit Board，PCB)、柔性印刷电路板(Flexible PrintedCircuit board，FPC)、软硬结合板等等。

示例性地，基板1为电子设备内部的主板，又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)、或母板(motherboard)，其上面安装有电路系统，例BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。

在一些可能的实现方式中，基板1为多层LCP(液晶聚合物)结构，辐射部3为贴片状，通过印刷、转印、蚀刻、镭雕、电镀等工艺加工在基板1的表面。辐射部3利用同轴馈电孔与基板1内的信号传输线连接，同轴馈电孔沿垂直方向(层板的堆叠方向)布置，信号传输线可以为基板1内部的内层线路中的至少部分，信号传输线与控制模块2电性连接。

当无线电波的极化面与大地法线面之间的夹角从0-360度周期地变化，即电场大小不变，方向随时间变化，电场矢量末端的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个圆时，称为圆极化。在电场的水平分量和垂直分量振幅相等，相位相差90度或270度时，可以得到圆极化。圆极化，若极化面随时间旋转并与电磁波传播方向成右螺旋关系，称右圆极化；反之，若成左螺旋关系，称左圆极化。

对于圆极化，无论收信天线的极化方向如何，感应出的信号都是相同的，不会有什么差别(电磁波在任何方向上的投影都是一样的)。与之相比，线极化方式对天线的方向要求较高。

在一些可能的实现方式中，至少三个辐射部3中每个辐射部3均能够支撑CH5频段信号(6.24GHz～6.74GHz)和CH9频段信号(7.73GHz～8.23GHz)。

在一些实施例中，至少三个辐射部3分别位于控制模块2的至少三个不同方向上。通过布置在多个不同方向的多个辐射部3，使得天线组件在不同方向上的天线方向图相近，具有接近的辐射性能，通信性能更好。当某一方向的辐射部3受到遮挡后，可以随时的利用其它方向的辐射部3进行通信，提高了天线组件的综合辐射性能。

结合图1所示，在一些实施例中，辐射部3的数量为四个，四个辐射部3分别位于控制模块2的四个不同方向上。

利用布置在控制模块2的四个方向上的四个辐射部3，天线组件能够实现对四周空间的辐射覆盖，有利于提高电子设备的通信能力。

在一些实施例中，基板1为四边形，控制模块2位于基板1的中部，四个辐射部3分别位于基板1的四个角落部11。

当采用电子设备的主板作为基板1时，基板1的形状基本为矩形或四边形，这符合大多数电子设备内的内部空间形状。本实施例在基板1的四个角落部11分别布置辐射部3，能够充分利用基本的四个角落部11的碎片化空间，提高基板1的利用率，又能尽可能的远离基板1上的发热元件和辐射元件(例如CPU等)，发热元件和辐射元件通常会布置在基板1的中部。

结合图2所示，在一些实施例中，至少三个辐射部3中每个辐射部3均包括辐射主体31，辐射主体31沿第一方向的尺寸L1的取值范围为10mm-15mm，辐射主体31沿第二方向的尺寸L2的取值范围为7mm-10mm，其中第一方向与第二方向相交。

本实施例的辐射部3用于实现UWB技术的高精度测距和高精度测角应用场景，当辐射部3的尺寸满足上述取值范围时，天线组件能够同时支持CH5和CH9双频段应用，且具有良好的辐射效率。

示例性地，辐射主体31沿第一方向的尺寸L1的取值，例如为10mm、10.5mm、11mm、11.5mm、12mm、12.5mm、13mm、13.5mm、14mm、14.5mm、15mm等等。

另一示例性地，辐射主体31沿第二方向的尺寸L2的取值，例如为7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm、10mm等等。

优选地，辐射主体31沿第一方向的尺寸L1的取值为12mm；辐射主体31沿第二方向的尺寸L2的取值为9mm。

在一些可能的实现方式中，第一方向与基板1的一侧边的延伸方向平行，第二方向与基板1的另一相邻侧边的延伸方向平行。

示例性地，第一方向与第二方向垂直相交。

结合图2所示，在一些实施例中，辐射主体31上设有切口部32，切口部32沿第一方向的尺寸L3的取值范围为1mm-3mm，切口部32沿第二方向的尺寸L4的取值范围为2mm-4mm。

通过在辐射主体31上设计切口部32，能够进一步的优化辐射主体31上的电流分布特性，使得辐射主体31具有更有的辐射性能。同时，通过合理的设计切口部32的尺寸，能够进一步的提高天线组件的工作性能。

示例性地，切口部32沿第一方向的尺寸L3的取值，例如为1mm、1.25mm、1.5mm、1.75mm、2mm、2.25mm、2.5mm、2.75mm、3mm等等。

另一示例性地，切口部32沿第二方向的尺寸L4的取值，例如为2mm、2.25mm、2.5mm、2.75mm、3mm、325mm、3.5mm、3.75mm、4mm等等。

优选地，切口部32沿第一方向的尺寸L3的取值为2mm；切口部32沿第二方向的尺寸L4的取值为3mm。

在一些实施例中，至少三个辐射部3中每个辐射部3的切口部32均朝向同一方向。通过将至少三个辐射部3的切口部32同向布置，能够确保至少三个辐射部3的辐射相位一致，从而天线组件能够利用至少三个辐射部3满足高精度测距和高精度测角应用场景的需要。

本实用新型的天线组件，能够实现手机、穿戴设备、车载终端、物联网设备、电视等电子设备之间的高精度互联互通，应用于多电子设备之间的TOF和AOA相关高精度测距和高精度测角应用场景。

在一些示例中，本实用新型的天线组件应用于电子设备之间的单向、双向、一对多、多对一等应用场景中的实时定位。

其中，可以利用手持式电子设备对另一电子设备进行定位追踪，实现快速的精准查找。例如，利用该天线组件的定位精度高的优势，实现在地铁站、商场等室内空间精确寻址、寻物；在多人位置共享时，还能进行寻人。在智能家居领域，能够通过该天线组件确定穿戴设备与家居设备的位置，便于家居设备执行最优的控制测量，例如灯具、音箱、空调等家居设备可以根据穿戴者的位置进行精准的家居服务。

利用该天线组件还能够实现智能电视投屏、智能门锁靠近即开等应用。

此外，还可以利用天线组件实现电子支付、智能车锁/门锁等的安全验证。例如使用手机进行支付或开锁时，天线组件判断手表与手机的相对位置(通常手机和手表会随身携带)，如果判断手机和手表的距离较远，则需要确认是否是机主本人。

利用该天线组件具有高速传输能力，能够提升隔空投送功能的传输速度，同时利用其精准的定位能力，隔空投送可以优先与指向的电子设备建立连接。

另一方面，本实施例提供了一种电子设备，电子设备采用本实用新型的天线组件。本实施例的电子设备采用了本实用新型的天线组件，具有本实用新型的全部技术效果。

示例性地，本实施例的电子设备为智能手表、手机或其它穿戴设备，利用天线组件实现智能手表与智能手表、智能手表与手机、手机与手机、手机与汽车、智能手表与智能家居等场景下的一对一、一对多、多对一、多对多的精准定位和高速传输。

在一些可能的实现方式中，该电子设备可以包括射频(Radio Frequency，RF)电路、包括有一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器、输入单元、显示单元、传感器、音频电路、Wi-Fi模块、包括有一个或者一个以上处理核心的处理器、以及电源等部件。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施方式或示例中。

以上所述仅为本公开的实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天线组件，其特征在于，所述天线组件包括：基板(1)、控制模块(2)和至少三个辐射部(3)；

所述控制模块(2)和所述至少三个辐射部(3)分别位于所述基板(1)上，且所述至少三个辐射部(3)在所述基板(1)的位置不同；

所述控制模块(2)与所述至少三个辐射部(3)分别电性连接；

所述至少三个辐射部(3)中每个所述辐射部(3)均为圆极化天线。

2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述至少三个辐射部(3)分别位于所述控制模块(2)的至少三个不同方向上。

3.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述辐射部(3)的数量为四个，四个所述辐射部(3)分别位于所述控制模块(2)的四个不同方向上。

4.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，所述基板(1)为四边形，所述控制模块(2)位于所述基板(1)的中部，四个所述辐射部(3)分别位于所述基板(1)的四个角落部(11)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的天线组件，其特征在于，所述至少三个辐射部(3)中每个所述辐射部(3)均包括辐射主体(31)，所述辐射主体(31)沿第一方向的尺寸L1的取值范围为10mm-15mm，所述辐射主体(31)沿第二方向的尺寸L2的取值范围为7mm-10mm，其中所述第一方向与所述第二方向相交。

6.根据权利要求5所述的天线组件，其特征在于，所述辐射主体(31)沿第一方向的尺寸L1的取值为12mm；

所述辐射主体(31)沿第二方向的尺寸L2的取值为9mm。

7.根据权利要求5所述的天线组件，其特征在于，所述辐射主体(31)上设有切口部(32)，所述切口部(32)沿所述第一方向的尺寸L3的取值范围为1mm-3mm，所述切口部(32)沿所述第二方向的尺寸L4的取值范围为2mm-4mm。

8.根据权利要求7所述的天线组件，其特征在于，所述切口部(32)沿所述第一方向的尺寸L3的取值为2mm；

所述切口部(32)沿所述第二方向的尺寸L4的取值为3mm。

9.根据权利要求7所述的天线组件，其特征在于，所述至少三个辐射部(3)中每个所述辐射部(3)的所述切口部(32)均朝向同一方向。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备采用权利要求1-9中任一项所述的天线组件。