CN109659681A - 一种天线组件及智能设备 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于天线技术领域，提供了一种天线组件及智能设备，天线组件包括具有相对设置的第一表面和第二表面的介质基板以及辐射体、接地部、馈电线、第一接地支路和第二接地支路，辐射体和馈电线设于介质基板的第一表面，第一接地支路和第二接地支路均连接于辐射体与接地部之间，且第一接地支路与辐射体的连接点以及第二支路与所述辐射体的连接点分别位于馈电线的两侧。本发明通过将第一接地支路和第二接地支路设置于馈电线的两侧，使得辐射体具有平衡式天线的特性，辐射体向外辐射和接收信号更为平衡，降低了天线组件适用于如智能设备时可能受到的金属结构或走线等的影响，性能更佳，适用于不同的智能设备，适用范围广。

Description

一种天线组件及智能设备
技术领域
本发明属于天线技术领域，特别涉及一种天线组件及智能设备。
背景技术
目前，模块化的射频卡在IOT(Internet of Things,物联网)设备的应用非常广泛，硬件商多半都是将自己的产品进行小幅度地改造加入射频模块来完成无限的智能化设计。不过，射频性能在这简单且粗糙的改造下往往没有被确认与保障，一方面原因是射频模组的布局位置不佳，另一方面原因则是一般模射频块中的天线性能多半为非平衡式的设计，如倒F型天线或单极子天线，天线性能容易受到产品电源驱动线路走线与周边金属结构分布而产生频率偏移或者性能下降，使得同一个射频模块卡在不同应用场景下产生不同的特性，也增加了设计上的难度与反覆验证的时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天线组件，旨在解决天线容易受到产品电源驱动线路走线或周边金属结构影响而性能不佳的技术问题。
本发明是这样实现的，一种天线组件，包括：
介质基板，包括相对设置的第一表面和第二表面；
辐射体，设于所述介质基板的第一表面；
接地部，设于所述第一表面和/或第二表面；
馈电线，设于所述第一表面并连接于所述辐射体；
第一接地支路，连接于所述辐射体与所述接地部之间；以及
第二接地支路，与所述第一接地支路间隔设置并连接于所述辐射体与所述接地部之间；
其中，所述第一接地支路与所述辐射体的连接点以及所述第二支路与所述辐射体的连接点分别位于所述馈电线的两侧。
在一实施例中，所述第一接地支路设于所述第一表面上，所述介质基板上设有通孔，所述第二接地支路设于所述第二表面上并经由所述通孔连接至所述辐射体。
在一实施例中，所述接地部包括：
第一接地区，设于所述第一表面，连接于所述第一接地支路；以及
第二接地区，设于所述第二表面，连接于所述第二接地支路。
在一实施例中，所述第一接地区与第二接地区之间相互独立或相互连接。
在一实施例中，所述第一接地支路和第二接地支路均设于所述第一表面上。
在一实施例中，所述天线组件还包括集总组件，所述集总组件设于所述第一表面并连接于所述辐射体与所述第一接地支路之间。
本发明的另一目的在于提供一种智能设备，包括电源驱动组件、与所述电源驱动组件电连接的射频组件、上述各实施例所说的天线组件，所述射频组件连接于所述天线组件并向所述天线组件馈电。
在一实施例中，所述电源驱动组件和射频组件均设于所述天线组件的介质基板上。
在一实施例中，所述射频组件设于所述天线组件的介质基板上；所述电源驱动组件设于电源驱动基板上。
在一实施例中，所述智能设备为智能灯，所述智能灯包括壳体和光源板，所述壳体具有一容纳空间，所述电源驱动组件、射频组件和光源板依次设于所述壳体内；所述天线组件的辐射体穿过所述光源板上的第一开口部并突出于所述光源板的外侧。
本发明提供的天线组件，包括具有相对设置的第一表面和第二表面的介质基板以及辐射体、接地部、馈电线、第一接地支路和第二接地支路，第一接地支路和第二接地支路均连接于所述辐射体与所述接地部之间，其中，第一接地支路与辐射体的连接点以及第二接地支路与辐射体的连接点分别位于馈电线的两侧，使得辐射体具有平衡式天线的特性，辐射体向外辐射和接收信号更为平衡，降低了天线组件适用于如智能设备时可能受到的金属结构或走线等的影响，性能更佳，适用于不同的智能设备，适用范围广。
附图说明
图1是本发明实施例提供的天线组件的正面结构图；
图2是本发明实施例提供的天线组件的背面结构图；
图3是本发明实施例提供的智能灯的立体分解图；
图4是本发明实施例提供的智能灯的剖面图；
图5是本发明实施例提供的智能灯的光源板的结构图；
图6是本发明实施例提供的智能灯的驱动组件的正视图；
图7是本发明实施例提供的智能灯的驱动组件的侧视图。
图中标记的含义为：
天线组件100，介质基板14，辐射体13，第一接地支路11，第二接地支路12，集总组件15，第一表面141，第二表面142，通孔143，接地部16，第一接地区161，第二接地区162，馈电线17，延伸末端18；
智能灯200，灯头21，壳体22，灯罩23，驱动模块24，电源驱动基板240，电源驱动组件241，输出端子242，散热基板25，第二开口部251，光源板26，发光元件261，输入端子262，第一开口部263。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”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，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专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
为了说明本发明所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。
请参阅图1和图2，本发明首先提供一种天线组件100，包括介质基板14以及设置于介质基板14上的辐射体13、馈电线17、接地部16、第一接地支路11和第二接地支路12。介质基板14具有正面和背面。当然，正面和背面仅是基于区分而言，此处分别定义为第一表面141和第二表面142。
辐射体13设于第一表面141上，馈电线17设于第一表面141上并连接于辐射体13，第一接地支路11设于第一表面141上并连接于辐射体13的一端与接地部16之间，第二接地支路12连接于辐射体13与接地部16之间，且第一接地支路11与辐射体13的连接点以及第二接地支路12与辐射体13的连接点分别位于馈电线17的两侧。接地部16可以设置于第一表面141上或第一表面142上，也可以同时设置于第一表面141和第一表面142上。
本发明提供的天线组件100，包括设于介质基板14上的辐射体13、接地部16、馈电线17、第一接地支路11和第二接地支路12，其中，第一接地支路11与辐射体13的连接点以及第二接地支路12与辐射体13的连接点分别位于馈电线17的两侧，使得辐射体13具有平衡式天线的特性，辐射体13向外辐射和接收信号更为平衡，降低了天线组件100适用于如智能设备时可能受到的金属结构或走线等的影响，性能更佳，提高了对不同的智能设备及结构的适用性，提高其应用范围。
在一实施例中，第二接地支路12也设置于第一表面141上，由此，第一接地支路11和第二接地支路12位于介质基板14的同一侧但间隔设置，第一接地支路11和第二接地支路12从馈电线17的左右两侧对辐射体13进行平衡式接地。
在一实施例中，第一接地支路11和第二接地支路12还可以位于介质基板14的不同侧。具体请参阅图1和图2，介质基板14上设有通孔143，第二接地支路12设于第二表面142上，且经由该通孔143(也即第二接地支路12与辐射体13的连接点位于该通孔143内)连接至第一表面141上的辐射体13。可选地，该通孔143设置于介质基板14上被辐射体13覆盖的位置，从而仅需在该通孔143内填充部分导电物质即可实现第二接地支路12与辐射体13的连接。
在第一接地支路11远离辐射体13的一侧，还延伸有一延伸末端18，用以匹配输入阻抗。
辐射体13用于将电流信号以电磁波的形式向外辐射以及将接收到的电磁波信号转换为电流信号，辐射体13可以呈直条状、弯曲的条状或者是呈弯折的条状等形式设置。本实施例中，为配合介质基板14的形状，辐射体13呈弯折的条状设置。进一步地，辐射体13和延伸末端18共同呈具有开口的矩形设置。馈电线17、第一接地支路11、第二接地支路12等均连接于该辐射体13靠近接地部16的一边上。辐射体13的长度决定了可操作的射频频率。在一具体实施例中，辐射体13的长度为四分之一操作波长。例如，对于2.4GHz的信号频率，操作波长为125mm，辐射体13的长度为31.25mm，对于5GHz的信号频率，操作波长为60mm，辐射体13的长度为15mm。当然，本发明的天线组件100还可以适用于其他信号频率，对此不作限制。
在一实施例中，接地部16仅设置于第一表面141上，对于第一接地支路11和第二接地支路12同时设置于第一表面141的情况下，第一接地支路11和第二接地支路12可以容易地实现与接地部16的连接，因此不再赘述和图示。对于第一接地支路11和第二接地支路12设置于介质基板14的不同侧的情况下，第二接地支路12与接地部16连接的一端可以经由介质基板14的侧端面绕至第一表面141，这对辐射体13的作用相同，也不影响本发明的实施。该方案可以视天线组件100所要设置的具体结构而定，如在第二表面142一侧因其他结构的设置不适于再设置接地区的情况下可以考虑该方案。
较佳地是，对于第一接地支路11和第二接地支路12从介质基板14的不同侧将辐射体13接地的情况，如图1和图2所示，接地部16包括设于所述第一表面141的第一接地区161以及设于第二表面142的第二接地区162，第一接地支路11与第一接地区161连接，第二接地支路12与第二接地区162连接，如此，方便了第一接地支路11和第二接地支路12的设计。
应当指出的是，第一接地区161和第二接地区162之间可以相互独立，辐射体13至第一接地区161形成一接地回路，辐射体13至第二接地区162之间形成另一接地回路；第一接地区161和第二接地区162之间也可以是相互连接，实质仍是一个总的接地区，这并不影响本发明的实施。
可以理解的是，图1和图2中，第一接地区161和第二接地区162未将第一表面141和第二表面142完全覆盖，是为了在视觉上将第一接地区161和第一表面141区分，将第二接地区162和第二表面142区分。第一接地区161和第二接地区162的面积可以视具体情况设置，如第二表面142上无需设置其他结构时，第二接地区162可以完全覆盖第二表面142。
接地部16的面积对辐射体13的辐射性能产生影响，第一接地区161和第二接地区162能够提供更大的接地部16的面积，避免了在天线组件100的具体应用中因其他走线而占用一部分可使用的接地部16的限制。
如图2所示，天线组件100还包括集总组件15，该集总组件15设于第一表面141并连接于辐射体13与接地部16之间，具体可以是串接于辐射体13与第一接地支路11之间。
集总组件15用于匹配该天线组件100输入阻抗，使匹配后的发射信号通过辐射体13向外辐射。具体地，集总组件15可以是电感组件。
电感组件的电感值可调节，以进一步优化对输入阻抗的调节，并且同样尺寸(辐射体13的长度)的天线组件100可以适配于不同的产品，提高天线组件100的适用范围
馈电线17设于第一表面141并连接于辐射体13，用于向辐射体13输入信号。具体地，该馈电线17可以设置于集总组件15远离第一接地支路11的一侧，这均不影响本发明的实施。
本发明还提供一种智能设备，包括上述各实施例所说的天线组件100。该智能设备可以是任何需要射频组件与天线组件100的设备。如智能灯200、智能传感器、智能电源等。以下，以一种智能灯200为例，具体说明本发明的天线组件100在智能设备中的安装和使用。
请参阅图3，本发明实施例提供的智能灯200包括灯头21、壳体22和灯罩23，壳体22具有一容纳空间，灯头21和灯罩23将该容纳空间封闭起来，在容纳空间的内部沿着灯头21至灯罩23的方向依次设有驱动模块24、散热基板25和光源板26。
驱动模块24包括电源驱动组件241、天线组件100和射频组件(未图示)，电源驱动组件241通过灯头21连接于外部电源，并将外部交流电转换为直流电供给光源板26和天线组件100，射频组件与天线组件100之间进行信号传递，天线组件100进一步通过接收信号的方式反过来通过射频组件控制电源驱动组件241对光源板26的供电进而实现控制光源板26的工作状态。
在一实施例中，如图6和7所示，射频组件设于天线组件100的介质基板14上，成为一模块化射频卡而电源驱动组件241设于电源驱动基板240上，进一步通过介质基板14和电源驱动基板240的连接实现电源驱动组件241与天线组件100之间的连接。
具体地，介质基板14与电源驱动基板240为相互垂直设置。
在一实施例中，还可以是电源驱动组件241和射频组件均设置于天线组件100的介质基板14上，介质基板14为智能灯200的印刷电路，由此，本实施例中驱动模块24为集成到智能灯200的印刷电路板上，驱动模块24具有高的集成度。
具体请参阅3至5，光源板26上设有多个输入端子262和第一开口部263，散热基板25上设有第二开口部251，第一开口部263对应于第二开口部251的一部分，电源驱动组件241包括多个输出端子242，输出端子242穿过第二开口部251后与输入端子262电性连接。天线组件100尤其是辐射体13同时穿过第二开口部251和第一开口部263，使得辐射体13突出于光源板26的外侧，避免光源板26和散热基板25对辐射体13的影响。
光源板26上还包括多个发光元件261，呈一个或多个环形设置。第一开口部263可设置于光源板26的中心位置。
本发明实施例提供的智能灯200，其天线组件100包括设于介质基板14上的辐射体13、第一接地支路11和第二接地支路12，其中，第一接地支路11和第二接地支路12以分别位于基板的两侧的形式设置，使得辐射体13具有平衡式天线的特性，辐射体13向外辐射和接收信号更为平衡，尤其对于智能灯200而言，其内部的电源驱动线路尤其复杂，天线组件100的设置降低了其在该智能灯200中可能受到的散热基板25、驱动电源走线等的影响，天线组件100的性能更佳，提高了对智能灯200及其他智能设备的适用性，提高了应用范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天线组件，其特征在于，包括：
介质基板，包括相对设置的第一表面和第二表面；
辐射体，设于所述介质基板的第一表面；
接地部，设于所述第一表面和/或第二表面；
馈电线，设于所述第一表面并连接于所述辐射体；
第一接地支路，连接于所述辐射体与所述接地部之间；以及
第二接地支路，与所述第一接地支路间隔设置并连接于所述辐射体与所述接地部之间；
其中，所述第一接地支路与所述辐射体的连接点以及所述第二支路与所述辐射体的连接点分别位于所述馈电线的两侧。
2.如权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述第一接地支路设于所述第一表面上，所述介质基板上设有通孔，所述第二接地支路设于所述第二表面上并经由所述通孔连接至所述辐射体。
3.如权利要求2所述的天线组件，其特征在于，所述接地部包括：
第一接地区，设于所述第一表面，连接于所述第一接地支路；以及
第二接地区，设于所述第二表面，连接于所述第二接地支路。
4.如权利要求3所述的天线组件，其特征在于，所述第一接地区与第二接地区之间相互独立或相互连接。
5.如权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述第一接地支路和第二接地支路均设于所述第一表面上。
6.如权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述天线组件还包括集总组件，所述集总组件设于所述第一表面并连接于所述辐射体与所述第一接地支路之间。
7.一种智能设备，其特征在于，包括电源驱动组件、与所述电源驱动组件电连接的射频组件以及权利要求1至6中任一项所述的天线组件，所述射频组件连接于所述天线组件并向所述天线组件馈电。
8.如权利要求7所述的智能设备，其特征在于，所述电源驱动组件和射频组件均设于所述天线组件的介质基板上。
9.如权利要求7所述的智能设备，其特征在于，所述射频组件设于所述天线组件的介质基板上；所述电源驱动组件设于电源驱动基板上。
10.如权利要求7所述的智能设备，其特征在于，所述智能设备为智能灯，所述智能灯包括壳体和光源板，所述壳体具有一容纳空间，所述电源驱动组件、射频组件和光源板依次设于所述壳体内；所述天线组件的辐射体穿过所述光源板上的第一开口部并突出于所述光源板的外侧。
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