WO2020259281A1 - 天线模组、电子设备及电子设备的天线频段调节方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种天线模组、电子设备及电子设备的天线频段调节方法。所述天线模组包括基板、射频芯片、第一天线辐射体和介电层，所述射频芯片位于所述基板的一侧；所述第一天线辐射体固定于所述基板，且位于所述基板背离所述射频芯片的一侧；所述介电层至少部分位于所述第一天线辐射体和所述射频芯片之间，所述介电层的两端加载有可变的偏置电压，所述可变的偏置电压用于调节所述介电层的介电常数，以调节所述天线模组收发射频信号的频段。本申请实施例提供的天线模组收发射频信号的频段可以调节，扩大了天线模组的应用范围。

Description

天线模组、电子设备及电子设备的天线频段调节方法 技术领域

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种天线模组、电子设备及电子设备的天线频段调节方法。

背景技术

毫米波具有高载频、大带宽的特性，是实现第五代(5th-Generation，5G)移动通信超高数据传输速率的主要手段。如何对天线模组的频段进行调节是当前面临的挑战。

发明内容

本申请实施例提供一种天线模组，所述天线模组包括：

基板；

射频芯片，所述射频芯片位于所述基板的一侧；

第一天线辐射体，所述第一天线辐射体固定于所述基板，且位于所述基板背离所述射频芯片的一侧；和

介电层，所述介电层至少部分位于所述第一天线辐射体和所述射频芯片之间，所述介电层的两端加载有可变的偏置电压，所述可变的偏置电压用于调节所述介电层的介电常数，以调节所述天线模组收发射频信号的频段。

本申请实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括主板和如上任意实施例提供的天线模组，所述主板上设置有偏置电路及控制器，所述偏置电路用于输出所述可变的偏置电压，所述偏置电路和所述介电层之间通过设置于主板上的信号线电连接，以将所述可变的偏置电压加载至所述介电层，所述控制器电连接所述偏置电路，以对所述可变的偏置电压的大小进行调节。

本申请实施例还提供一种电子设备的天线频段调节方法，所述电子设备包括如上任意实施例提供的天线模组，所述电子设备的天线频段调节方法包括：

获取网络设备的发射频率；

基于所述发射频率，将所述可变的偏置电压调整为目标偏置电压；

根据所述目标偏置电压，调节所述介电层的介电常数，以调节所述天线模组收发射频信号的频段。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请一些实施方式，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是本申请实施例提供的一种天线模组的结构示意图。

图2是图1中提供的天线模组的俯视图的结构示意图。

图3是本申请实施例提供的另一种天线模组的结构示意图。

图4是本申请实施例提供的又一种天线模组的结构示意图。

图5是本申请实施例提供的又一种天线模组的结构示意图。

图6是本申请实施例提供的又一种天线模组的结构示意图。

图7是本申请实施例提供的又一种天线模组的结构示意图。

图8是本申请实施例提供的又一种天线模组的结构示意图。

图9是本申请实施例提供的又一种天线模组的结构示意图。

图10是本申请实施例提供的一种第二天线辐射体的结构示意图。

图11是本申请实施例提供的另一种第二天线辐射体的结构示意图。

图12是本申请实施例提供的又一种第二天线辐射体的结构示意图。

图13是本申请实施例提供的又一种天线模组的结构示意图。

图14是本申请实施例提供的又一种天线模组的结构示意图。

图15是本申请实施例提供的又一种天线模组的结构示意图。

图16是本申请实施例提供的天线模组进行仿真的S11曲线图。

图17是本申请实施例中天线模组在28GHz的方向图。

图18是本申请实施例中天线模组在25GHz的方向图。

图19是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

图20是图19中主板和天线模组的局部结构示意图。

图21是本申请实施例提供的一种电子设备的天线频段调节方法流程图。

图22是本申请实施例提供的电子设备的天线频段调节方法局部流程图。

图23是本申请实施例提供的电子设备的天线频段调节方法局部流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

本实施例提供了一种天线模组，所述天线模组包括：

基板；

射频芯片，所述射频芯片位于所述基板的一侧；

第一天线辐射体，所述第一天线辐射体固定于所述基板，且位于所述基板背离所述射频芯片的一侧；和

介电层，所述介电层至少部分位于所述第一天线辐射体和所述射频芯片之间，所述介电层的两端加载有可变的偏置电压，所述可变的偏置电压用于调节所述介电层的介电常数，以调节所述天线模组收发射频信号的频段。

其中，所述介电层的两端加载的电压差为第一电压差时，所述第一天线辐射体用于收发第一频段的射频信号，所述介电层的两端加载的电压差为第二电压差时，所述第一天线辐射体用于收发第二频段的射频信号；当所述第一电压差不等于所述第二电压差时，所述第一频段不等于所述第二频段。

其中，所述基板包括核心板、第一支撑板和第二支撑板，所述核心板位于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，所述第一支撑板设置有第一电极，所述第二支撑板设置有第二电极，所述介电层内嵌于所述核心板，且所述介电层位于所述第一电极和所述第二电极之间，所述第一电极上加载的电压与所述第二电极上加载的电压不同。

其中，所述第一电极位于所述核心板邻近所述第一天线辐射体的一侧，所述第一电极在所述基板上的正投影与所述第一天线辐射体在所述基板上的正投影不重叠。

其中，所述天线模组还包括第一射频线，所述基板上具有第一通孔，所述第一射频线收容于所述第一通孔内，所述第一射频线的一端电连接于所述第一天线辐射体，另一端电连接于所述射频芯片，所述射频芯片产生的射频信号通过所述第一射频线传输至所述第一天线辐射体，所述第二电极位于所述核心板背离所述第一天线辐射体的一侧，所述第二电极错开所述第一通孔。

其中，所述基板包括核心板、第一支撑板和第二支撑板，所述核心板位于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，所述介电层内嵌于所述第一支撑板。

其中，所述第一支撑板包括间隔且层叠设置的第一叠层板和第二叠层板，所述介电层包括第一子介电层和第二子介电层，所述第一子介电层内嵌于所述第一叠层板，所述第二子介电层内嵌于所述第二叠层板，所述第一子介电层的两端加载有第一电压，所述第二子介电层的两端加载有第二电压，所述第一电压与所述第二电压不同。

其中，所述介电层覆盖于所述第一天线辐射体的表面。

其中，所述天线模组还包括第二天线辐射体和第二射频线，所述第二天线辐射体和所述第一天线辐射体间隔且层叠设置，且所述第二天线辐射体相对于所述第一天线辐射体邻近所述射频芯片设置，所述 第二天线辐射体通过所述第二射频线电连接于所述射频芯片，所述第二天线辐射体用于对所述第一天线辐射体进行耦合馈电。

其中，所述第一天线辐射体收发的射频信号的频段与所述第二天线辐射体收发的射频信号的频段不同。

其中，所述天线模组还包括第二天线辐射体和第三射频线，所述第二天线辐射体和所述第一天线辐射体间隔且层叠设置，且所述第二天线辐射体相对于所述第一天线辐射体邻近所述射频芯片设置，所述第一天线辐射体通过所述第三射频线电连接于所述射频芯片，所述第一天线辐射体用于对所述第二天线辐射体进行耦合馈电。

其中，所述第二天线辐射体具有第二通孔，所述第三射频线穿过所述第二通孔以将所述第一天线辐射体和所述射频芯片电连接。

其中，所述第一天线辐射体收发的射频信号的频段与所述第二天线辐射体收发的射频信号的频段不同。

其中，所述天线模组还包括第二天线辐射体，所述第二天线辐射体和所述第一天线辐射体间隔且层叠设置，且所述第二天线辐射体相对于所述第一天线辐射体邻近所述射频芯片设置，所述射频芯片具有输出端，所述输出端用于输出射频信号，当所述第一天线辐射体耦合到所述射频信号时，所述第一天线辐射体产生第三频段的射频信号，当所述第二天线辐射体耦合到所述射频信号时，所述第二天线辐射体产生第四频段的射频信号，所述第三频段不等于所述第四频段。

其中，所述天线模组还包括馈地层，所述馈地层邻近所述射频芯片设置，所述馈地层具有缝隙，所述输出端连接有馈电走线，所述馈电走线在所述馈地层上的投影位于所述缝隙内。

其中，所述第一天线辐射体上具有第三通孔，所述第二天线辐射体在所述第一天线辐射体上的投影至少部分位于所述第三通孔内。

其中，所述第二天线辐射体的尺寸大小与所述第三通孔的尺寸大小保持一致。

其中，所述第一天线辐射体和所述第二天线辐射体中的至少一个为网格状天线。

其中，所述基板上具有多个金属化的过孔，所述过孔环绕所述第一天线辐射体设置，以对相邻的两个所述第一天线辐射体进行隔离。

本实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括主板和本申请上述实施例提供的天线模组，所述主板上设置有偏置电路及控制器，所述偏置电路用于输出所述可变的偏置电压，所述偏置电路和所述介电层之间通过设置于主板上的信号线电连接，以将所述可变的偏置电压加载至所述介电层，所述控制器电连接所述偏置电路，以对所述可变的偏置电压的大小进行调节。

其中，所述主板还设置有地极，以抑制所述天线模组发射的射频信号朝向所述主板背离所述天线模组的一侧辐射。

本申请实施例还提供了一种电子设备的天线频段调节方法，所述电子设备包括本申请上述实施例提供的的天线模组，所述方法包括：

获取网络设备的发射频率；

基于所述发射频率，将所述可变的偏置电压调整为目标偏置电压；

根据所述目标偏置电压，调节所述介电层的介电常数，以调节所述天线模组收发射频信号的频段。

请一并参阅图1和图2，本申请实施例提供的天线模组10包括基板100、射频芯片200、第一天线辐射体310和介电层400，所述射频芯片200位于所述基板100的一侧；所述第一天线辐射体310固定于所述基板100，且位于所述基板100背离所述射频芯片200的一侧；所述介电层400至少部分位于所述第一天线辐射体310和所述射频芯片200之间，所述介电层400的两端加载有可变的偏置电压U，所述可变的偏置电压U用于调节所述介电层400的介电常数，以调节所述天线模组10收发射频信号的频段。

其中，天线模组10可以为毫米波模组，射频信号可以为毫米波信号。

进一步的，所述天线模组10包括一个或者多个第一天线辐射体310。当所述天线模组10包括多个第一天线辐射体310时，多个第一天线辐射体310呈现阵列排布。所述天线模组10可以为2×2的天线阵列，也可以为1×4或者2×4的天线阵列。

根据3GPP TS 38.101协议的规定，5G主要使用两段频率：FR1频段和FR2频段。FR1频段的频率范围是450MHz～6GHz，又叫sub-6GHz频段；FR2频段的频率范围是24.25GHz～52.6GHz，通常叫它毫米波(mm Wave)。3GPP 15版本规范了目前5G毫米波频段如下：n257(26.5～29.5GHz)，n258(24.25～27.5GHz)，n261(27.5～28.35GHz)和n260(37～40GHz)。

其中，所述基板100为多层PCB板采用高密度互联(High Density Inverter，HDI)工艺制备而成。第一天线辐射体310为贴片天线，第一天线辐射体310贴合于基板100且位于所述基板100背离射频芯片200的一侧。

所述介电层400为压控可调材料，即介电层400在可变的偏置电压U的调节作用下可以改变介电常数，且由于至少部分介电层400位于第一天线辐射体310与射频芯片200之间，因此，通过调节介电层400的介电常数可以实现对天线模组10收发射频信号的频段进行调节。所述介电层400可以为液晶层。

在一种实施方式中，所述介电层400覆盖于所述第一天线辐射体30的表面。

具体的，由于毫米波天线阵列对覆盖在其收发毫米波信号的方向上的材料非常敏感，如果直接将毫米波天线阵列放置在电子设备中，会引起阻抗失配、频率偏移、增益下降等一系列问题。因此，需要对覆盖在毫米波天线阵列收发毫米波信号的方向上的材料性能进行优化，以减小覆盖在毫米波天线阵列收发毫米波信号的方向上的材料对毫米波天线阵列的影响。在本实施方式中，对于电子设备而言，覆盖在毫米波天线阵列收发毫米波信号的方向上的材料为介电层400，因此，需要对介电层400的介电常数进行优化，以实现对毫米波天线阵列的频段进行调节。当部分所述介电层400覆盖于第一天线辐射体30的表面时，介电层400部分位于第一天线辐射体30收发射频信号的辐射方向范围内，此时，通过调节介电层400的介电常数就可以实现对第一天线辐射体30收发射频信号的频段进行调节。

在另一种实施方式中，所述基板100上具有多个金属化的过孔100a，所述过孔100a环绕所述第一天线辐射体310设置，以对相邻的两个所述第一天线辐射体310进行隔离。

其中，基板100上具有若干个均匀排布的金属化的过孔100a，金属化的过孔100a环绕在第一天线辐射体310的周围。其中，金属化的过孔100a的作用是在天线模组10中实现隔离去耦。即由于金属化的过孔100a的存在，可以阻止相邻两个第一天线辐射体310之间产生辐射干扰，确保第一天线辐射体310处于稳定的工作状态。

本申请实施例提供的天线模组10包括基板100、射频芯片200、第一天线辐射体310和介电层400，所述射频芯片200位于所述基板100的一侧；所述第一天线辐射体310固定于所述基板100，且位于所述基板100背离所述射频芯片200的一侧；所述介电层400至少部分位于所述第一天线辐射体310和所述射频芯片200之间，所述介电层400的两端加载有可变的偏置电压U，所述可变的偏置电压U用于调节所述介电层400的介电常数，以调节所述天线模组10收发射频信号的频段。由于介电层400的至少部分结构位于第一天线辐射体310和射频芯片200之间，第一天线辐射体310收发的射频信号可以传输至介电层400，且介电层400的两端加载有可变的偏置电压U，通过调节偏置电压U的大小可以实现对介电层400的介电常数进行调节，由此，就可以对第一天线辐射体310收发射频信号的频段进行调节，因此，本申请实施例提供的天线模组10收发射频信号的频段可以调节，扩大了天线模组10的应用范围。

进一步的，所述介电层400的两端加载的电压差为第一电压差时，所述第一天线辐射体310用于收发第一频段的射频信号，所述介电层400的两端加载的电压差为第二电压差时，所述第一天线辐射体310用于收发第二频段的射频信号；当所述第一电压差不等于所述第二电压差时，所述第一频段不等于所述第二频段。

在一实施方式中，所述介电层400的局部区域的介电常数可调节。即可以针对介电层400的局部区域进行介电常数的调节，此时，介电层400其他区域的介电常数并不会受到影响，从而对介电层400 的不同区域进行区分式的调节，可以较为灵活的调节介电层400的介电常数，使得介电层400可以应用于复杂的应用场景。

在另一实施方式中，所述介电层400的全部区域的介电常数可调节。即可以针对整个介电层400的全部区域进行介电常数的调节，此时，可以降低对介电层400介电常数的调节难度，且由于介电层400的全部区域的介电常数均可调节，针对介电层400的不同区域的结构可以保持一致，降低了介电层400的加工难度。

在一实施方式中，所述第二频段的射频信号与所述第一频段的射频信号不同。第一频段的射频信号可以为低频信号，第二频段的射频信号可以为高频信号，第一频段的射频信号和第二频段的射频信号可以应用于不同的应用场景。多个不同频段可以分别用于实现不同的功能，比如，移动通信，接近检测，手势检测，生物识别，成像检测，定位导航等，拓宽了电子设备1应用范围。举例而言，当第一频段的射频信号的频率为28GHz，第二频段的射频信号的频率为60GHz时，对应于射频通信天线模组10和手势识别天线模组10。当第一频段的射频信号的频率为39GHz，第二频段的射频信号的频率为77GHz时，前者对应于射频通信天线模组10，后者对应于汽车雷达天线模组10和手势识别天线模组10。

请继续参阅图3，所述基板100包括核心板110、第一支撑板120和第二支撑板130，所述核心板110位于所述第一支撑板120和所述第二支撑板130之间，所述第一支撑板120设置有第一电极120a，所述第二支撑板130设置有第二电极130a，所述介电层400内嵌于所述核心板110，且所述介电层400位于所述第一电极120a和所述第二电极130a之间，所述第一电极120a上加载的电压与所述第二电极130a上加载的电压不同。

具体的，介电层400的两端分别设置有第一电极120a和第二电极130a，所述第一电极120a和所述第二电极130a均为透明导电材料。所述第一电极120a具有第一极，所述第二电极130a具有第二极，所述第一极和所述第二极之间形成所述偏置电压U，也就是说，第一极和第二极之间形成电压差。第一电极120a和第二电极130a间隔设置，第一电极120a和第二电极130a之间形成容置空间，所述介电层400位于所述容置空间内，所述介电层400可以在偏置电压U的作用下，调节介电层400的介电常数。

请继续参阅图4，所述第一电极120a位于所述核心板110邻近所述第一天线辐射体310的一侧，所述第一电极120a在所述基板100上的正投影与所述第一天线辐射体310在所述基板100上的正投影不重叠。

也就是说，第一电极120a和第一天线辐射体310在所述基板100的厚度方向上错位排布，以使得第一电极120a避开第一天线辐射体310收发射频信号的辐射范围，从而减小第一电极120a对第一天线辐射体310的辐射性能产生干扰，确保第一天线辐射体310的辐射效果。

请继续参阅图5，所述天线模组10还包括第一射频线510，所述基板100上具有第一通孔101，所述第一射频线510收容于所述第一通孔101内，所述第一射频线510的一端电连接于所述第一天线辐射体310，另一端电连接于所述射频芯片200，所述射频芯片200产生的射频信号通过所述第一射频线510传输至所述第一天线辐射体310，所述第二电极130a位于所述核心板110背离所述第一天线辐射体310的一侧，所述第二电极130a错开所述第一通孔101。

具体的，为了将射频芯片200与第一天线辐射体310进行电连接，需要在基板100上开设第一通孔101，通过在第一通孔101内设置第一射频线510，以将第一天线辐射体310和射频芯片200进行电连接，从而将射频芯片200上的射频信号传输至第一天线辐射体310，然后再由第一天线辐射体310根据射频信号产生射频信号。其中，所述第一通孔101为馈电孔。

进一步的，当第二电极130a位于所述核心板110背离第一天线辐射体310的一侧时，第二电极130a错开第一通孔101。也就是说，第二电极130a在所述核心板110上的投影错开所述第一通孔101，此时，可以减小第二电极130a对所述第一通孔101的馈电性能产生干扰。

请继续参阅图6，所述基板100包括核心板110、第一支撑板120和第二支撑板130，所述核心板110位于所述第一支撑板120和所述第二支撑板130之间，所述介电层400内嵌于所述第一支撑板120。

在一种实施方式中，所述第一支撑板120相对于所述核心板110邻近所述第一天线辐射体310设置， 所述介电层400内嵌于第一支撑板120，可以使得介电层400更加邻近所述第一天线辐射体310，通过调节第一支撑板120内部的介电层400的介电常数可以较为灵敏的对第一天线辐射体310收发射频信号的频段进行调节。

在另一种实施方式中，所述第一支撑板120相对于所述核心板110背离所述第一天线辐射体310设置，所述介电层400内嵌于第一支撑板120，可以使得介电层400更加邻近所述射频芯片200，可以根据射频芯片200的调节特性来调节第一支撑板120内部的介电层400的介电常数，进而实现对第一天线辐射体310收发射频信号的频段进行调节。

进一步的，所述第一支撑板120包括间隔且层叠设置的第一叠层板和第二叠层板，所述介电层400包括第一子介电层和第二子介电层，所述第一子介电层内嵌于所述第一叠层板，所述第二子介电层内嵌于所述第二叠层板，所述第一子介电层的两端加载有第一电压，所述第二子介电层的两端加载有第二电压，所述第一电压与所述第二电压不同。

具体的，所述第一子介电层在所述基板100上的正投影与所述第二子介电层在所述基板100上的正投影不重叠。即所述第一子介电层和所述第二子介电层在所述基板100的厚度方向上错位排布，可以减小第一子介电层和第二子介电层的相互干扰，确保第一天线辐射体310收发射频信号时的稳定性。

在一种实施方式中，第一子介电层加载第一电压的时序与第二子介电层加载第二电压的时序不同，即第一子介电层的两端加载第一电压时，第二子介电层的两端不加载第二电压。或者，第二子介电层的两端加载第二电压时，第一子介电层的两端不加载第一电压。此时，由于第一子介电层和第二子介电层与第一天线辐射体310之间的距离不大，且当第一电压不等于第二电压时，可以使得第一子介电层对于第一天线辐射体310的射频信号的频段也与第二子介电层对于第一天线辐射体310的射频信号的频段不同。如此，便可以使得第一天线辐射体310工作于不同的频段，从而扩大第一天线辐射体310的应用范围。

请继续参阅图7，所述天线模组10还包括第二天线辐射体320和第二射频线520，所述第二天线辐射体320和所述第一天线辐射体310间隔且层叠设置，且所述第二天线辐射体320相对于所述第一天线辐射体310邻近所述射频芯片200设置，所述第二天线辐射体320通过所述第二射频线520电连接于所述射频芯片200，所述第二天线辐射体320用于对所述第一天线辐射体310进行耦合馈电。

其中，第二天线辐射体320也可以为毫米波天线。第二天线辐射体320在所述基板100上的投影与所述第一天线辐射体310在所述基板100上的投影至少部分重叠。所述第二射频线520的一端电连接于所述第二天线辐射体320，另一端电连接于所述射频芯片200。所述第二天线辐射体320可以向所述第一天线辐射体310耦合馈电。此时，第一天线辐射体310无需与射频芯片200电连接也可以产生射频信号。

在一种实施方式中，所述第一天线辐射体310收发的射频信号的频段与所述第二天线辐射体320收发的射频信号的频段不同。

具体的，所述第一天线辐射体310收发的射频信号可以为低频信号，所述第二天线辐射体320收发的射频信号可以为高频信号，第一天线辐射体310收发的射频信号和第二天线辐射体320收发的射频信号可以应用于不同的应用场景。多个不同频段可以分别用于实现不同的功能，比如，移动通信，接近检测，手势检测，生物识别，成像检测，定位导航等，拓宽了电子设备1应用范围。举例而言，当第一天线辐射体310收发的射频信号的频率为28GHz，第二天线辐射体320收发的射频信号的频率为60GHz时，对应于射频通信天线模组10和手势识别天线模组10。当第一天线辐射体310收发的射频信号的频率为39GHz，第二天线辐射体320收发的射频信号的频率为77GHz时，前者对应于射频通信天线模组10，后者对应于汽车雷达天线模组10和手势识别天线模组10。

请继续参阅图8，所述天线模组10还包括第二天线辐射体320和第三射频线530，所述第二天线辐射体320和所述第一天线辐射体310间隔且层叠设置，且所述第二天线辐射体320相对于所述第一天线辐射体310邻近所述射频芯片200设置，所述第一天线辐射体310通过所述第三射频线530电连接于所述射频芯片200，所述第一天线辐射体310用于对所述第二天线辐射体320进行耦合馈电。

其中，第二天线辐射体320也可以为毫米波天线。第二天线辐射体320在所述基板100上的投影与所述第一天线辐射体310在所述基板100上的投影至少部分重叠。所述第三射频线530的一端电连接于所述第一天线辐射体310，另一端电连接于所述射频芯片200。所述第一天线辐射体310可以向所述第二天线辐射体320耦合馈电。此时，第二天线辐射体320无需与射频芯片200电连接也可以产生射频信号。

在一种实施方式中，所述第一天线辐射体310收发的射频信号的频段与所述第二天线辐射体320收发的射频信号的频段不同。

具体的，所述第一天线辐射体310收发的射频信号可以为低频信号，所述第二天线辐射体320收发的射频信号可以为高频信号，第一天线辐射体310收发的射频信号和第二天线辐射体320收发的射频信号可以应用于不同的应用场景。多个不同频段可以分别用于实现不同的功能，比如，移动通信，接近检测，手势检测，生物识别，成像检测，定位导航等，拓宽了电子设备1应用范围。举例而言，当第一天线辐射体310收发的射频信号的频率为28GHz，第二天线辐射体320收发的射频信号的频率为60GHz时，对应于射频通信天线模组10和手势识别天线模组10。当第一天线辐射体310收发的射频信号的频率为39GHz，第二天线辐射体320收发的射频信号的频率为77GHz时，前者对应于射频通信天线模组10，后者对应于汽车雷达天线模组10和手势识别天线模组10。

请继续参阅图9、图10、图11和图12，所述第二天线辐射体320具有第二通孔321，所述第三射频线530穿过所述第二通孔321以将所述第一天线辐射体310和所述射频芯片200电连接。

其中，所述第二通孔321为圆形、椭圆形、正方形、三角形、长方形、六边形、环形、十字形或者耶路撒冷十字形。

请继续参阅图13，所述天线模组10还包括第二天线辐射体320，所述第二天线辐射体320和所述第一天线辐射体310间隔且层叠设置，且所述第二天线辐射体320相对于所述第一天线辐射体310邻近所述射频芯片200设置，所述射频芯片200具有输出端210，所述输出端210用于输出射频信号，当所述第一天线辐射体310耦合到所述射频信号时，所述第一天线辐射体310产生第三频段的射频信号，当所述第二天线辐射体320耦合到所述射频信号时，所述第二天线辐射体320产生第四频段的射频信号，所述第三频段不等于所述第四频段。

其中，所述第一天线辐射体310和所述第二天线辐射体320中的至少一个为网格状天线，可以增加第一天线辐射体310和第二天线辐射体320的透明度，进而提升射频信号的穿透能力，有助于提升第一天线辐射体310和第二天线辐射体320的辐射增益。所述第一天线辐射体310和所述第二天线辐射体320可以均为网格状天线。

在本实施方式中，第一天线辐射体310和第二天线辐射体320均无需直接与射频芯片200电连接。射频芯片200产生的射频信号通过耦合的方式传输至第一天线辐射体310和第二天线辐射体320，当所述第一天线辐射体310耦合到所述射频信号时，所述第一天线辐射体310产生第三频段的射频信号，当所述第二天线辐射体320耦合到所述射频信号时，所述第二天线辐射体320产生第四频段的射频信号，所述第三频段不等于所述第四频段，不同的频段对应不同的应用，可以扩大天线模组10的应用范围。

请继续参阅图14，所述天线模组10还包括馈地层600，所述馈地层600位于邻近所述射频芯片设置200，所述馈地层600具有缝隙610，所述输出端210连接有馈电走线650，所述馈电走线650在所述馈地层600上的投影位于所述缝隙610内。

具体的，所述馈地层600位于所述基板100和所述射频芯片200之间，所述馈地层600构成所述第一天线辐射体310的地极，所述馈地层600具有缝隙610，所述射频芯片200和所述馈地层600之间设置有馈电走线650，所述馈电走线650与所述射频芯片200的输出端210电连接，所述馈电走线650在所述馈地层600上的投影至少部分位于所述缝隙610内，所述馈电走线650通过所述缝隙610对所述第一天线辐射体310进行耦合馈电。

射频芯片200具有输出端210，所述输出端210用于产生射频信号，射频芯片200产生的射频信号传输至馈电走线650，由于馈电走线650对应馈地层600上的缝隙610设置，因此，馈电走线650可将 接收到的射频信号通过缝隙610以耦合的方式传输至第一天线辐射体310上的馈电点，第一天线辐射体310耦合到来自馈电走线650的射频信号可产生预设频段的射频信号。

进一步的，馈地层600构成第一天线辐射体310的地极，第一天线辐射体310与馈地层600不用直接电连接，而是通过耦合的方式将第一天线辐射体310接地。馈电走线650在所述馈地层600上的投影至少部分位于缝隙610内，以便于馈电走线650通过缝隙610对第一天线辐射体310进行耦合馈电。

在其他实施方式中，射频芯片200具有第一输出端和第二输出端，所述第一输出端用于产生第一射频信号，所述第二输出端用于产生第二射频信号，射频芯片200产生的第一射频信号传输至第一子馈电走线，由于第一子馈电走线对应馈地层600上的第一缝隙设置，因此，第一子馈电走线可将接收到的第一射频信号通过第一缝隙以耦合的方式传输至第一天线辐射体310上的第一子馈电点，第一天线辐射体310耦合到来自第一子馈电走线的第一射频信号可产生第一频段的射频信号。且由于第二子馈电走线对应馈地层600上的第二缝隙设置，因此，第二子馈电走线可将接收到的第二射频信号通过第二缝隙以耦合的方式传输至第一天线辐射体310上的第二子馈电点，第一天线辐射体310耦合到来自第二子馈电走线的第二射频信号可产生第二频段的射频信号。当第一射频信号不同于第二射频信号时，第一频段的射频信号也不同于第二频段的射频信号，从而使得天线模组10可以工作于多个频段，拓宽了天线模组10的频段范围，且采用多个频段工作，可以对天线模组10的使用范围进行灵活调整。

进一步的，馈地层600构成第一天线辐射体310的地极，第一天线辐射体310与馈地层600不用直接电连接，而是通过耦合的方式将第一天线辐射体310接地。第一子馈电走线在所述馈地层600上的投影至少部分位于第一缝隙内，第二子馈电走线在所述馈地层600上的投影至少部分位于第二缝隙内，以便于第一子馈电走线通过第一缝隙对第一天线辐射体310且便于第二子馈电走线通过第二缝隙对第一天线辐射体310进行耦合馈电。

更进一步的，在一种实施方式中，所述第一缝隙沿第一方向延伸，所述第二缝隙沿第二方向延伸，所述第一方向和所述第二方向垂直。

其中，第一缝隙和第二缝隙均为条状缝隙。第一缝隙可以为垂直极化缝隙610，也可以为水平极化缝隙，第二缝隙可以为垂直极化缝隙，也可以为水平极化缝隙。当第一缝隙为垂直极化缝隙时，第二缝隙为水平极化缝隙。当第一缝隙为水平极化缝隙时，第二缝隙为垂直极化缝隙。本申请以第一缝隙的延伸方向为Y方向，第二缝隙的延伸方向为X方向为例进行说明。当第一缝隙的延伸方向与第二缝隙的延伸方向垂直时，所述馈地层600为双极化缝隙耦合馈地层600，此时，天线模组10构成双极化天线模组10，可以调节天线模组10的辐射方向，且由于可以调整辐射方向，可以有针对性的辐射，因此，可以提高天线模组10辐射的增益。

进一步的，所述第一缝隙的延伸方向与所述第一子馈电走线的延伸方向垂直，所述第二缝隙的延伸方向与所述第二子馈电走线的延伸方向垂直。

其中，第一缝隙和第二缝隙均为条状缝隙。第一子馈电走线和馈地层600间隔设置，第二子馈电走线和馈地层600间隔设置，第一子馈电走线在馈地层600上的投影至少部分位于第一缝隙内，第二子馈电走线在馈地层600上的投影至少部分位于第二缝隙内。当第一子馈电走线的延伸方向与第一缝隙的延伸方向垂直，且第二子馈电走线的延伸方向与第二缝隙的延伸方向垂直，有助于提升双极化天线模组10的耦合馈电效果，从而提高天线模组10的辐射效率，提升辐射增益。

请继续参阅图15，所述第一天线辐射体310上具有第三通孔311，所述第二天线辐射体320在所述第一天线辐射体310上的投影至少部分位于所述第三通孔311内。

其中，所述第三通孔311为圆形、椭圆形、正方形、三角形、长方形、六边形、环形、十字形或者耶路撒冷十字形。

具体的，第一天线辐射体310的中间部位开设有第三通孔311，第二天线辐射体320对应所述第三通孔311设置，第二天线辐射体320在第一天线辐射体310上的投影至少部分位于第三通孔311内。当第二天线辐射体320耦合到来自射频芯片200产生的射频信号时，第二天线辐射体320产生的射频信号可通过第一天线辐射体310上的第三通孔311传输出去，进而实现射频通信，在第一天线辐射体310 上开设第三通孔311，可以减小第一天线辐射体310对第二天线辐射体320产生的干扰，且可以减少第二天线辐射体320上的射频信号耦合至第一天线辐射体310上，一方面可以减小第一天线辐射体310和第二天线辐射体320之间的相互干扰，另一方面，可以提升第二天线辐射体320的辐射增益。

在一种实施方式中，所述第二天线辐射体320的尺寸大小与所述第三第三通孔311的尺寸大小保持一致。

其中，所述第三通孔311可以为矩形，也可以为圆形，还可以为其他形状。第二天线辐射体320的形状与所述第三通孔311的形状保持一致，且第二天线辐射体320的尺寸大小也与第三通孔311的尺寸大小保持一致，此时，一方面可以较大限度的减小第一天线辐射体310对第二天线辐射体320的遮挡，减小第一天线辐射体310对第二天线辐射体320产生干扰，且可以减少第二天线辐射体320辐射的射频信号耦合至第一天线辐射体310上，另一方面，还可以保证第二天线辐射体320较高的辐射增益，从而提升天线组件的辐射性能。

请继续参阅图16、图17和图18，图16是本申请实施例提供的天线模组进行仿真的S11曲线图。图17是本申请实施例中天线模组在28GHz的方向图。图18是本申请实施例中天线模组在25GHz的方向图。

当核心板110厚度为0.5mm，第一支撑板的厚度为0.15mm，介电层400的介电常数Dk＝3.4，Df＝0.004，第一天线辐射体的尺寸为2.9×2.9mm，介电层400在加载不同偏置电压下，具有第一状态和第二状态，第一状态下Dk＝3.2，第二状态下Dk＝2.2。可以看到在第一状态下第一天线辐射体的谐振频点在28GHz，在第二状态下第一天线辐射体的谐振频点切换到25GHz，可以实现n257频段到n258频段的切换。

进一步的，参见图16，其中，第一状态对应曲线①，第二状态对应曲线②，在第一状态下，阻抗带宽(S11＜-10dB)为2.013GHz，覆盖27.149GHz～29.162GHz。在第二状态下，阻抗带宽(S11＜-10dB)为2.027GHz，覆盖24.217GHz～26.244GHz。第一天线辐射体覆盖n257，n258和n261波段。

具体的，图中的横轴为毫米波信号的频率，单位为GHz；纵轴表示回波损耗S11，单位为dB。在此图中，曲线的最低点为所对应的毫米波信号的频率，表示当第一天线辐射体工作在此频率时，所述毫米波信号的回波损耗最小，即，所述曲线中的最低点对应的频率为所述曲线的中心频率。对于曲线①而言，所述曲线中小于或等于-10dB以下的频率区间为相应厚度的介质层所对应的所述毫米波信号的阻抗带宽。举例而言，当所述毫米波信号的频段为n257和n261时，所述毫米波信号的中心频率为28.135GHz，此时，回波损耗最小为-23.353dB，S11≤-10dB的频段区间为27.149GHz～29.162GHz，阻抗带宽为2.013GHz。对于曲线②而言，所述曲线中小于或等于-10dB以下的频率区间为相应厚度的介质层所对应的所述毫米波信号的阻抗带宽。举例而言，当所述毫米波信号的频段为n258时，所述毫米波信号的中心频率为25.187GHz，此时，回波损耗最小为-35.57dB，S11≤-10dB的频段区间为24.217GHz～26.244GHz，阻抗带宽为2.027GHz。

进一步的，参见图17，第一天线辐射体工作于28GHz，第一天线辐射体的主瓣增益为6.85dB，主瓣方向为0度，波束宽度为89.9度，副瓣增益为-17.6dB。

进一步的，参见图18，第一天线辐射体工作于25GHz，第一天线辐射体的主瓣增益为6.28dB，主瓣方向为0度，波束宽度为96.2度，副瓣增益为-14.4dB。

请继续参阅图19和图20，本申请实施例还提供一种电子设备1，所述电子设备1包括主板20和如上任意实施例提供的天线模组10，所述主板20上设置有偏置电路201及控制器202，所述偏置电路201用于输出所述可变的偏置电压U，所述偏置电路201和所述介电层400之间通过设置于主板20上的信号线20a电连接，以将所述可变的偏置电压U加载至所述介电层400，所述控制器202电连接所述偏置电路201，以对所述可变的偏置电压U的大小进行调节。

其中，所述电子设备1可以是任何具备通信和存储功能的设备。例如：平板电脑、手机、电子阅读器、遥控器、个人计算机(Personal Compter，PC)、笔记本电脑、车载设备、网络电视、可穿戴设备等具有网络功能的智能设备。

其中，所述主板20可以为电子设备1的PCB板。所述天线模组10电连接于所述主板20。所述主板20上设置有偏置电路201和控制器202，所述控制器202可以为微处理器，所述控制器202电连接于所述偏置电路201，所述偏置电路201用于输出偏置电压U，所述控制器202用于对所述偏置电压U的大小进行调节，在所述控制器202的控制下，偏置电路201通过改变偏置电压U的大小以改变介电层400的介电常数，进而对天线模组10的频率进行调节。

在一种实施方式中，所述主板20还设置有地极，以抑制所述天线模组10发射的射频信号朝向所述主板20背离所述天线模组10的一侧辐射。

具体的，在主板20上设置地极，以将天线模组10中的元器件进行接地，有助于消除静电的产生。且由于主板20的面积较大，可以抑制天线模组10发射的射频信号朝向所述主板20背离天线模组10的一侧辐射，而主板20背离天线模组10的一侧通常会设置显示屏，从而避免射频信号对显示屏的显示功能产生干扰。

请继续参阅图21，本申请实施例还提供一种电子设备1的天线频段调节方法，所述电子设备1包括如上任意实施例提供的天线模组10，所述电子设备1的天线频段调节方法包括但不限于S100、S200和S300，关于S100、S200和S300介绍如下。

S100：获取网络设备的发射频率；

其中，网络设备可以为基站，还可以为与其他的通信设备。

S200：基于所述发射频率，将所述可变的偏置电压U调整为目标偏置电压U；

S300：根据所述目标偏置电压U，调节所述介电层400的介电常数，以调节所述天线模组10收发射频信号的频段。

具体的，以所述网络设备为基站为例进行说明，获取基站的发射频率，根据所述发射频率，将偏置电压U的大小调节为目标偏置电压U，然后根据目标偏置电压U的大小，调节介电层400的介电常数，以使得介电层400对所述发射频率具有较高的匹配度，从而提高发射频率的透过率，且可以通过调节介电层400的介电常数实现对天线模组10收发射频信号的频段进行调节。

请继续参阅图22，所述“S200：基于所述发射频率，将所述可变的偏置电压U调整为目标偏置电压U”包括但不限于S210，关于S210介绍如下。

S210：对所述可变的偏置电压U进行连续的调节，以使得所述第一天线辐射体310覆盖连续的射频信号频段。

当第一天线辐射体310的射频信号可以连续调节时，可以使得射频信号覆盖全部频段，扩大了第一天线辐射体310的应用范围。

请继续参阅图23，所述方法还包括但不限于S400和S500，关于S400和S500介绍如下。

S400：间隔预设时长对所述第一天线辐射体310收发射频信号的频率进行检测。

S500：在检测到所述第一天线辐射体310收发射频信号的频率偏离预设值的情况下，控制所述偏置电压U调节所述介电层400的介电常数，以对所述第一天线辐射体310收发射频信号的频率进行校准。

具体的，在本实施方式中，周期性的检测第一天线辐射体310收发射频信号的频率，当检测到第一天线辐射体310收发射频信号的频率偏离预设值时，对所述偏置电压U的大小进行调节以调节介电层400的介电常数，进而对第一天线辐射体310收发射频信号的频率进行校准，使得第一天线辐射体310收发射频信号的频率恢复至理想值。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (22)

1. 一种天线模组，其特征在于，所述天线模组包括：

   基板；

   射频芯片，所述射频芯片位于所述基板的一侧；

   第一天线辐射体，所述第一天线辐射体固定于所述基板，且位于所述基板背离所述射频芯片的一侧；和

   介电层，所述介电层至少部分位于所述第一天线辐射体和所述射频芯片之间，所述介电层的两端加载有可变的偏置电压，所述可变的偏置电压用于调节所述介电层的介电常数，以调节所述天线模组收发射频信号的频段。
2. 如权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述介电层的两端加载的电压差为第一电压差时，所述第一天线辐射体用于收发第一频段的射频信号，所述介电层的两端加载的电压差为第二电压差时，所述第一天线辐射体用于收发第二频段的射频信号；当所述第一电压差不等于所述第二电压差时，所述第一频段不等于所述第二频段。
3. 如权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述基板包括核心板、第一支撑板和第二支撑板，所述核心板位于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，所述第一支撑板设置有第一电极，所述第二支撑板设置有第二电极，所述介电层内嵌于所述核心板，且所述介电层位于所述第一电极和所述第二电极之间，所述第一电极上加载的电压与所述第二电极上加载的电压不同。
4. 如权利要求3所述的天线模组，其特征在于，所述第一电极位于所述核心板邻近所述第一天线辐射体的一侧，所述第一电极在所述基板上的正投影与所述第一天线辐射体在所述基板上的正投影不重叠。
5. 如权利要求3所述的天线模组，其特征在于，所述天线模组还包括第一射频线，所述基板上具有第一通孔，所述第一射频线收容于所述第一通孔内，所述第一射频线的一端电连接于所述第一天线辐射体，另一端电连接于所述射频芯片，所述射频芯片产生的射频信号通过所述第一射频线传输至所述第一天线辐射体，所述第二电极位于所述核心板背离所述第一天线辐射体的一侧，所述第二电极错开所述第一通孔。
6. 如权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述基板包括核心板、第一支撑板和第二支撑板，所述核心板位于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，所述介电层内嵌于所述第一支撑板。
7. 如权利要求6所述的天线模组，其特征在于，所述第一支撑板包括间隔且层叠设置的第一叠层板和第二叠层板，所述介电层包括第一子介电层和第二子介电层，所述第一子介电层内嵌于所述第一叠层板，所述第二子介电层内嵌于所述第二叠层板，所述第一子介电层的两端加载有第一电压，所述第二子介电层的两端加载有第二电压，所述第一电压与所述第二电压不同。
8. 如权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述介电层覆盖于所述第一天线辐射体的表面。
9. 如权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述天线模组还包括第二天线辐射体和第二射频线，所述第二天线辐射体和所述第一天线辐射体间隔且层叠设置，且所述第二天线辐射体相对于所述第一天线辐射体邻近所述射频芯片设置，所述第二天线辐射体通过所述第二射频线电连接于所述射频芯片，所述第二天线辐射体用于对所述第一天线辐射体进行耦合馈电。
10. 如权利要求9所述的天线模组，其特征在于，所述第一天线辐射体收发的射频信号的频段与所述第二天线辐射体收发的射频信号的频段不同。
11. 如权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述天线模组还包括第二天线辐射体和第三射频线，所述第二天线辐射体和所述第一天线辐射体间隔且层叠设置，且所述第二天线辐射体相对于所述第一天线辐射体邻近所述射频芯片设置，所述第一天线辐射体通过所述第三射频线电连接于所述射频芯片，所述第一天线辐射体用于对所述第二天线辐射体进行耦合馈电。
12. 如权利要求11所述的天线模组，其特征在于，所述第二天线辐射体具有第二通孔，所述第三射频线穿过所述第二通孔以将所述第一天线辐射体和所述射频芯片电连接。
13. 如权利要求11所述的天线模组，其特征在于，所述第一天线辐射体收发的射频信号的频段与所述第二天线辐射体收发的射频信号的频段不同。
14. 如权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述天线模组还包括第二天线辐射体，所述第二天线辐射体和所述第一天线辐射体间隔且层叠设置，且所述第二天线辐射体相对于所述第一天线辐射体邻近所述射频芯片设置，所述射频芯片具有输出端，所述输出端用于输出射频信号，当所述第一天线辐射体耦合到所述射频信号时，所述第一天线辐射体产生第三频段的射频信号，当所述第二天线辐射体耦合到所述射频信号时，所述第二天线辐射体产生第四频段的射频信号，所述第三频段不等于所述第四频段。
15. 如权利要求14所述的天线模组，其特征在于，所述天线模组还包括馈地层，所述馈地层邻近所述射频芯片设置，所述馈地层具有缝隙，所述输出端连接有馈电走线，所述馈电走线在所述馈地层上的投影位于所述缝隙内。
16. 如权利要求9-15任一项所述的天线模组，其特征在于，所述第一天线辐射体上具有第三通孔，所述第二天线辐射体在所述第一天线辐射体上的投影至少部分位于所述第三通孔内。
17. 如权利要求16所述的天线模组，其特征在于，所述第二天线辐射体的尺寸大小与所述第三通孔的尺寸大小保持一致。
18. 如权利要求9-15任一项所述的天线模组，其特征在于，所述第一天线辐射体和所述第二天线辐射体中的至少一个为网格状天线。
19. 如权利要求1-15任一项所述的天线模组，其特征在于，所述基板上具有多个金属化的过孔，所述过孔环绕所述第一天线辐射体设置，以对相邻的两个所述第一天线辐射体进行隔离。
20. 一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括主板和如权利要求1-19任一项所述的天线模组，所述主板上设置有偏置电路及控制器，所述偏置电路用于输出所述可变的偏置电压，所述偏置电路和所述介电层之间通过设置于主板上的信号线电连接，以将所述可变的偏置电压加载至所述介电层，所述控制器电连接所述偏置电路，以对所述可变的偏置电压的大小进行调节。
21. 如权利要求20所述的电子设备，其特征在于，所述主板还设置有地极，以抑制所述天线模组发 射的射频信号朝向所述主板背离所述天线模组的一侧辐射。
22. 一种电子设备的天线频段调节方法，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-19任一项所述的天线模组，所述方法包括：

    获取网络设备的发射频率；

    基于所述发射频率，将所述可变的偏置电压调整为目标偏置电压；

    根据所述目标偏置电压，调节所述介电层的介电常数，以调节所述天线模组收发射频信号的频段。

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