CN110380198A - 一种天线模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线模组及电子设备，天线模组包括第一金属体、第二金属体、第三金属体、第一开关单元、第一馈源和第一开关单元，第一金属体和第二金属体间隔设置且形成开口，第二金属体具有第一馈电点和第一馈地点；第三金属体与第一金属体间隔设置，且第三金属体具有第二馈电点；第一开关单元的第一端与第三金属体电连接，以及开关单元的第二端接地，其中：第二金属体形成第一天线辐射体；第一开关单元用于根据第一天线辐射体的工作频段，分别控制第三金属体形成第二天线辐射体和第三天线辐射体，使天线模组产生较多谐振模态时开设的开口数量减少，提升天线模组的通信性能。

Description

一种天线模组及电子设备

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种天线模组及电子设备。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，智能手机以及平板电脑等电子设备已越来越普及，并逐渐成为人们日常生活不可缺少的工具。人们在使用电子设备过程中，对于电子设备的要求也越来高，尤其是电子设备的通信性能，因此多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技术的被广泛应用于电子设备中，通过电子设备设置多个天线产生多个谐振模态，以提升电子设备在不同频段上的信号收发性能。

在MIMO技术中，为满足不断增加的电子设备的数据的需求量，要求电子设备的天线模组产生的谐振模态也越来越多。其中，目前的天线模组通常是在金属体上开设断口，以使断口两侧的金属臂形成天线辐射体，且每一天线辐射体提供覆盖一个频段的谐振模态。这样，当要求天线模组产生较多的谐振模态时，会导致天线模组中开设的断口过多，而断口过多将会引起天线模组的天线模组的通信性能降低。例如，断口过多时可能会导致两个断口之间的距离变小，从而使得形成的天线辐射体之间的隔离度变差，等等。

发明内容

本发明实施例提供一种天线模组及电子设备，以解决目前的天线模组在产生较多谐振模态时，存在因开设的断口过多而引起其通信性能降低的问题。

为解决上述问题，本发明实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种天线模组，所述天线模组包括第一金属体、第二金属体、第三金属体和第一开关单元，所述第一金属体和所述第二金属体间隔设置且形成开口，所述第二金属体具有第一馈电点和第一馈地点；所述第三金属体与所述第一金属体间隔设置，且所述第三金属体具有第二馈电点；所述第一开关单元的第一端与所述第三金属体电连接，以及所述开关单元的第二端接地，其中：

所述第二金属体形成第一天线辐射体；

所述第一开关单元用于根据所述第一天线辐射体的工作频段，分别控制所述第三金属体形成第二天线辐射体和第三天线辐射体。

第二方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括上述天线模组。

本发明实施例中，天线模组包括第一金属体、第二金属体、第三金属体和第一开关单元，第一金属体和第二金属体间隔设置且形成开口，第二金属体具有第一馈电点和第一馈地点；第三金属体与第一金属体间隔设置，且第三金属体具有第二馈电点；第一开关单元的第一端与第三金属体电连接，以及开关单元的第二端接地，其中：第二金属体形成第一天线辐射体；第一开关单元用于根据第一天线辐射体的工作频段，分别控制第三金属体形成第二天线辐射体和第三天线辐射体。这样，天线模组不仅可以提升同一开口布局的天线辐射体的数量，使天线模组产生较多谐振模态时开设的开口数量减少，提升天线模组的通信性能；还可以有效提高馈源之间的隔离度，从而提升天线模组在第一频段的通信性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的天线模组的结构示意图之一；

图2是本发明实施例提供的天线模组的结构示意图之二；

图3是本发明实施例提供的天线模组的结构示意图之三。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，图1是本发明实施例提供的天线模组的结构示意图，天线模组包括第一金属体11、第二金属体12、第三金属体13和第一开关单元21，所述第一金属体11和所述第二金属体12间隔设置且形成开口10，所述第二金属体12具有第一馈电点D和第一馈地点C；所述第三金属体13与所述第一金属体11间隔设置，且所述第三金属体13具有第二馈电点G；所述第一开关单元21的第一端与所述第三金属体13电连接，以及所述开关单元21的第二端接地，其中：

第一金属体11的开口端A和第二金属体12的开口端B间隔设置且形成开口10，第二金属体12的第一馈地端C接地；第三金属体13与第一金属体11间隔设置；第一开关单元21的第一端与第三金属体13电连接，以及开关单元21的第二端接地；第一馈源31与第二金属体12电连接，第二馈源32与第三金属体13电连接，其中：

第二金属体12形成第一天线辐射体；

第一开关单元21用于根据第一天线辐射体的工作频段，分别控制第三金属体13形成第二天线辐射体和第三天线辐射体。

这里，天线模组的第二金属体12可以形成第一天线辐射体，且第一开关单元21可以根据第一天线辐射体的工作频段，分别控制第三金属体13形成第二天线辐射体和第三天线辐射体，从而使同一断口(即开口10)可以布局至少三个天线辐射体，使天线模组产生较多谐振模态时开设的开口数量减少，提升天线模组的通信性能。

需要说明的是，上述第一馈电点D可以是与第一馈源31电连接，第二馈电点G可以是与第二馈源32电连接。

其中，上述第一开关单元21用于根据第一天线辐射体的工作频段，分别控制第三金属体13形成第二天线辐射体和第三天线辐射体，可以是：在第一天线辐射体产生的谐振模态覆盖第一频段的情况下，控制第三金属体13形成第二天线辐射体，且第二天线辐射体产生的谐振模态覆盖第二频段；在第一天线辐射体产生的谐振模态未覆盖第一频段的情况下，控制第三金属体13形成第三天线辐射体，且第三天线辐射体产生的谐振模态覆盖第三频段。

在一些实施方式中，所述第一天线辐射体工作在第一频段，所述第二天线辐射体工作在第二频段，以及所述第三天线辐射体工作在第三频段时，所述第一频段与所述第二频段不重叠，且所述第一频段与所述第三频段部分或者全部重叠，且第二频段与第三频段不同。

这样，在第二馈源32工作于第三频段，且第一馈源31工作于第一频段时，天线模块可以通过其第一开关单元21的切换，使得第二馈源32工作于第二频段，使得第一馈源31和第二馈源32工作在不重叠的频段上，从而有效提高第一馈源31与第二馈源32之间的隔离度，提高第一馈源31在第一频段的辐射效率，从而提升天线模块在第一频段的通信性能。

另外，上述第一馈源31至少可以工作在上述第一频段的信号，以及，上述第二馈源32至少可以工作在第二频段和第三频段。例如，上述第一馈源可以工作在***移动通信***(The Fourth Generation Mobile Communication System，4G)的频段B1、B3、B39、B40和B41等至少一个频段上，上述第二馈源32可以工作在第五代移动通信***(The FifthGeneration Mobile Communication System，5G)的频段N78和N41等至少一个频段上。

示例性地，由于N41的频点与B41的频点相同，且N78的频点与B41的频点不相同，在第一馈源工作在B41上，即第一天线辐射体产生的第一谐振模态覆盖B41的情况下，第一开关单元21导通，使得第三金属体13形成第三天线辐射体，且第二馈源32工作在N78，此时第三天线辐射体产生的第三谐振模态覆盖N78，从而可以提高第一馈源31与第二馈源32之间的隔离度，提升第一馈源31工作在的B41上的辐射效率，提升天线模组在B41的通信性能，而在电子设备处于4G与5G的双连接架构(即EN-DC)状态时，第一馈源31未工作在B41上，第一开关单元21可以断开，使得第三金属体13形成第二天线辐射体，且第二馈源32工作在N41上，此时第二天线辐射体产生的第二谐振模态覆盖N41；

或者，由于N41的频点与B40的频点接近，且N78的频点与B40的频点不接近，那么，在第三天线辐射体工作在B40，即第一谐振模态覆盖B40的情况下，第一开关单元21导通，第三谐振模态覆盖N78，以及，在第三天线辐射体未工作在B40，即第一谐振模态未覆盖B40的情况下，第一开关单元21断开，第三谐振模态覆盖N41。

另外，上述第二金属体12具有第一馈电点D和第一馈地点C，可以是第一馈地点C设置于开口10和第一馈电点D之间；或者，优选的，所述第一馈电点D位于所述开口10与所述第一馈地点C之间，从而提升第一天线辐射体的辐射性能。

本实施例中，上述第一馈源31与上述第二金属体12电连接，可以是第一馈源31与第二金属体12上的第一馈电点D电连接，且该第一馈电点D位于第二金属体的开口端B和第二金属体的第一馈地端C之间，使得第二金属体12的开口端B至第一馈地端C形成上述第一天线辐射体。

其中，上述第二金属体12可以产生第一谐振模态，且第二金属体12的长度可以根据第一谐振模态覆盖的频段设置，即第二金属体12的长度适配第一谐振模态覆盖的频段的电长度。

示例性地，第一谐振模态覆盖的频段可以为B1、B3、B39、B40以及B41等，且上述第二金属体12的长度适配频段B1、B3、B39、B40或者B41的电长度，具体地，图1所示的开口10至第一馈地端C的距离的取值范围为8毫米至20毫米。

本实施例中，上述第三金属体13与第一金属体11间隔设置，且第三金属体13与第二馈源32以及第一开关单元21电连接，从而在第一开关单元21的控制下，第三金属体13可以分别形成第二天线辐射体和第三天线辐射体。

需要说明的是，上述第三金属体13可以根据需要设计成不同的长度。例如，第三金属体13的长度可以适配第三谐振模态所覆盖的频段的电长度；且上述第三金属体13可以是通过柔性电路板(Flexible Printed Circuit Board，FPC)技术或者激光直接成型(Laser-Direct-structuring，LDS)技术等形成的金属，在此并不进行限定。

在一些实施方式中，第三金属体13具有第一端F和第二端E，且第三金属体13的第一端F与开口10的距离大于第三金属体13的第二端E与开口的距离，且第二馈电点G位于第三金属体13的第一端和F第三金属体13的第二端E之间，其中：

在第一开关单元21导通的情况下，第三金属体13的第二端E与第三金属体13的第一连接点H之间形成第二天线辐射体，第一连接点H为第一开关单元21与第三金属体13电连接的位置；

在第一开关单元21断开的情况下，第三金属体21的第二端E与第三金属体13的第二馈电点G之间形成第三天线辐射体，其中，第一连接点H位于所述第二馈电点G与所述第三金属体的第二端E之间。

这里，通过将第一开关单元21与第三金属体13的第一连接点H电连接，以及将第二馈源32与第三金属体13的第二馈电点G连接，从而可以实现第三金属体13形成具有不同长度的第一天线辐射体和第二天线辐射体，使第一天线辐射体产生的第一谐振模态和第二天线辐射体产生的第二谐振模态可以覆盖不同频段，从而可以有效提高各模态之间的隔离度，提升天线模块的通信性能。

在一些实施方式中，如图2所示，天线模组还可以包括第四金属体14，第四金属体14设置于第一金属体11与第三金属体13之间，且第四金属体14与第一金属体11间隔设置；第四金属体14与第三金属体13的第三连接点I连接，且第三连接点I位于第一连接点H与第二馈电点G之间；

在第一开关单元21断开的情况下，第四金属体14和第三连接点I至第三金属体13的第二端E的金属体形成第三天线辐射体。

这里，通过设置第四金属体14，使得在第一开关单元21断开的情况下，第四金属体14和第三连接点I至第三金属体13的第二端E的金属体形成第三天线辐射体，从而可以通过调整第四金属体14的长度，实现调整第三天线辐射体产生的第三谐振模态覆盖的频段的电长度，且不影响第二天线辐射体产生的第二谐振模态覆盖的频段的电长度。

例如，在上述第三谐振模态覆盖的频段为N41，且第二谐振模态覆盖的频段为N78的情况下，可以通过调整第四金属体14的延伸长度，实现第三天线辐射体的长度适配N41的电长度，且不影响N78的电长度。

本实施方式中，上述第四金属体14可以是由第三金属体13的第三连接点I沿任意方向延伸形成的金属体。例如，上述第四金属体14可以是由第三连接点I向远离第一金属体11的方向延伸形成的金属体，等等。

另外，第四金属体14设置于第三金属体13与第一金属体11之间，即第四金属体14由第三连接点I向第三金属体13与第一金属体11之间的间隙内延伸形成，从而在可以增加第四金属体14的长度的情况下，可以降低天线模组占用空间。

需要说明的是，上述第四金属体14在第三金属体13与第一金属体11之间的间隙内延伸，可以是第四金属体14以任意形状或者方向延伸形成。

在一些实施方式中，第四金属体14包括第一延伸部141和第二延伸部142，第一延伸部141与第三金属体13平行设置，且第二延伸部142由第一延伸部141垂直延伸至第三金属体13，从而进一步可以降低天线模组占用的空间。

另外，上述第三金属体13可以是仅与上述第二馈源32以及上述第一开关单元21电连接。

或者，在一些实施方式中，如图3所示，第三金属体13具有第二馈地点，其中，在第三金属体13不接地的情况下，由于第一开关单元21的导通和断开会导致天线阻抗变化明显，从而导致难以确定第三金属体13上第一连接点H(即与第一开关单元21连接的连接点)的位置，而通过将第三金属体13接地，可以降低第一开关单元21导通和断开时导致的天线阻抗变化，从而使更容易确定第一连接点。

另外，在上述天线模组还包括第四金属体14且第三金属体13具有第二馈地点的情况下，在所述第二馈地点位于所述第三金属体13的第一端F或者位于所述第三金属体13的第一端F与所述第三连接点之间，从而可以保证第四金属体14的正常工作。

需要说明的是，图1中仅示出了第二馈地点设置于第三金属体13的第一端F的情况，即第三金属体13的第一端F接地，当然，上述第二馈地点还可以是设置于第一端F至第三连接点I之间的任何位置，在此并不进行限定。

本实施例中，上述第二金属体12可以是仅形成上述第一天线辐射体，或者，上述第二金属体还可以形成除上述第一天线辐射体之外的其他天线辐射体。

在一些实施方式中，天线模组还可以包括第二开关单元41，第二开关单元41的第一端与第二金属体12的第四连接点K电连接，第二开关单元41的第二端接地，其中，所述第四连接点K位于所述开口10与所述第一馈电点D之间。

这样，在上述第二开关单元断开的情况下，上述第二金属体12的开口端B至第一馈地端C的金属体可以形成上述第一天线辐射体；在上述第二开关单元41导通的情况下，上述第二金属体12的开口端B至第四连接点K的金属体可以形成第四天线辐射体，从而使第二金属体12可以至少形成两个天线辐射体，进一步使同一开口可以布局的天线辐射体的数量增加，进而提升天线模组的通信性能。

需要说明的是，上述第一开关单元21和上述第二开关单元41可以是两个独立的开关，仅需第一开关单元21可以实现控制第三金属体13分别形成第二天线辐射体和第三天线辐射体，以及，第二开关单元41可以实现控制第二金属体12分别形成第一天线辐射体和第四天线辐射。

在一些实施方式中，第一开关单元21和第二开关单元41组合形成一个多刀多掷开关或者单刀多掷开关。例如，可以是将上述第一开关单元21和上述第二开关单元41合为一个开关，只需要在第一开关单元21或者第二开关单元41上增加开关T数即可实现，如单刀四掷开关，且第一单刀四掷开关中的动端接地，第一开关单元21和第二开关单元41分别包括四个不动端中的至少一个不动端，进而降低第一开关单元21和第二开关单元41在电路板上占据的安装空间。

本发明实施例中，天线模组包括第一金属体、第二金属体、第三金属体和第一开关单元，第一金属体和第二金属体间隔设置且形成开口，第二金属体具有第一馈电点和第一馈地点；第三金属体与第一金属体间隔设置，且第三金属体具有第二馈电点；第一开关单元的第一端与第三金属体电连接，以及开关单元的第二端接地，其中：第二金属体形成第一天线辐射体；第一开关单元用于根据第一天线辐射体的工作频段，分别控制第三金属体形成第二天线辐射体和第三天线辐射体。这样，天线模组不仅可以提升同一开口布局的天线辐射体的数量，使天线模组产生较多谐振模态时开设的开口数量减少，提升天线模组的通信性能；还可以有效提高馈源之间的隔离度，从而提升天线模组在第一频段的通信性能。

基于上述天线模组，本发明实施例还提供一种电子设备，包括上述天线模组。

需要说明的是，在上述电子设备还包括金属中框的情况下，上述第一金属体11和第二金属体12可以是电子设备的金属中框上的部分金属体，即电子设备的金属中框上开设有上述开口10，且第一金属体11和第二金属体12为分布于开口10两侧的部分金属体，这样，在金属中框上开设一个开口10即可实现多个谐振模态，在天线模组产生较多的谐振模态时，可以减少金属中框上开设的开口10的数量，从而提升电子设备的整机一体性；另外，上述开口10可以是开设于电子设备的长边或者短边。

当然，在上述电子设备的中框为塑胶材料的结构的情况下，上述第一金属体11和第二金属体12可以是贴设于该电子设备的中框上，等等，在此并不进行限定。由于电子设备本体的结构是现有技术，天线模组在上述实施例中已进行详细说明，因此，本实施例中对于具体的电子设备的结构不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种天线模组，其特征在于，所述天线模组包括第一金属体、第二金属体、第三金属体和第一开关单元，所述第一金属体和所述第二金属体间隔设置且形成开口，所述第二金属体具有第一馈电点和第一馈地点；所述第三金属体与所述第一金属体间隔设置，且所述第三金属体具有第二馈电点；所述第一开关单元的第一端与所述第三金属体电连接，以及所述开关单元的第二端接地，其中：

所述第二金属体形成第一天线辐射体；

所述第一开关单元用于根据所述第一天线辐射体的工作频段，分别控制所述第三金属体形成第二天线辐射体和第三天线辐射体。

2.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述第三金属体具有第一端和第二端，且所述第三金属体的第一端与所述开口的距离大于所述第三金属体的第二端与所述开口的距离，且所述第二馈电点位于所述第三金属体的第一端和所述第三金属体的第二端之间；所述开关单元与所述第三金属体的第一连接点，且所述第一连接点位于所述第二馈电点与所述第二端之间，其中：

在所述第一开关单元导通的情况下，所述第三金属体的第二端与第三金属体的第一连接点之间形成所述第二天线辐射体；

在所述第一开关单元断开的情况下，所述第三金属体的第二端与所述第二馈电点之间形成所述第三天线辐射体。

3.根据权利要求2所述的天线模组，其特征在于，所述第三金属体具有第二馈地点。

4.根据权利要求2所述的天线模组，其特征在于，所述天线模组还包括第四金属体，所述第四金属体设置于所述第一金属体与所述第三金属体之间，且所述第四金属体与所述第一金属体间隔设置；所述第四金属体与所述第三金属体的第三连接点连接，且所述第三连接点位于所述第一连接点与所述第二馈电点之间；

在所述第一开关单元断开的情况下，所述第四金属体和所述第三连接点至所述第三金属体的第二端的金属体形成所述第三天线辐射体。

5.根据权利要求4所述的天线模组，其特征在于，所述第四金属体包括第一延伸部和第二延伸部，所述第一延伸部与所述第三金属体平行设置，且所述第二延伸部由所述第一延伸部垂直延伸至所述第三金属体。

6.根据权利要求4所述的天线模组，其特征在于，在所述第三金属体具有第二馈地点的情况下，在所述第二馈地点位于所述第三金属体的第一端或者位于所述第三金属体的第一端与所述第三连接点之间。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的天线模组，其特征在于，所述第一天线辐射体工作在第一频段，所述第二天线辐射体工作在第二频段，以及所述第三天线辐射体工作在第三频段时，所述第一频段与所述第二频段不重叠，且所述第一频段与所述第三频段部分或者全部重叠。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的天线模组，其特征在于，所述天线模组还包括第二开关单元，所述第二开关单元的第一端与所述第二金属体的第四连接点电连接，所述第二开关单元的第二端接地，其中，所述第四连接点位于所述开口与所述第一馈电点之间。

9.根据权利要求8所述的天线模组，其特征在于，所述第一开关单元和所述第二开关单元组合形成一个单刀多掷开关或者多刀多掷开关。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的天线模组。