CN113708045A

CN113708045A - 无线通信设备

Info

Publication number: CN113708045A
Application number: CN202110864703.9A
Authority: CN
Inventors: 李洋; 李建飞
Original assignee: Dongguan Huabei Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Dongguan Huabei Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2021-11-26

Abstract

本发明实施例涉及无线通信技术领域，公开了一种无线通信设备，该无线通信设备包括第一天线模组、第二天线模组和第三天线模组；第一天线模组包括至少一个用于发射/接收毫米波信号的天线单元，第二天线模组包括至少一个用于发射/接收毫米波信号的天线单元，第三天线模组包括至少一个用于发射/接收毫米波信号的天线单元；第一天线模组、第二天线模组和第三天线模组呈三角形分布。本发明实施例提供的无线通信设备能够保障毫米波的有效辐射，确保毫米波天线的辐射性能。

Description

无线通信设备

技术领域

本发明实施例涉及无线通信技术领域，特别涉及一种无线通信设备。

背景技术

随着5G(5th Generation Mobile Communication Technology，第五代移动通信技术)通讯的不断发展，毫米波在超宽带宽和高速率方面有着极为显著的优势，因此越来越多的毫米波设备出现在人们的日常生活中，而日常生活中最普及的就是智能手持设备，即无线通讯设备。

天线作为无线通讯设备中必不可少的部分，是无线电波和高频信号的转换器，天线既能发送无线电波也能接收无线电波，其能够将我们需要发送的信息通过载波混频后，辐射向远方，也能够将我们需要的信息通过解调载波进行获取，是日常通讯以及军事通讯中缺一不可的重要部分。

随着无线通信设备功能的逐渐提升，例如多摄像头，超高要求的屏占比，音质的提升，电池续航能力的提升，无不挤压着天线的辐射空间。同时作为超短波长，穿透力极差的毫米波天线，对环境的要求也极为苛刻，对于毫米波天线来说，如何保障毫米波的有效辐射，确保毫米波天线的辐射性能，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种无线通信设备，能够保障毫米波的有效辐射，确保毫米波天线的辐射性能。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种无线通信设备，包括：

第一天线模组、第二天线模组和第三天线模组，

所述第一天线模组包括至少一个用于发射/接收毫米波信号的天线单元，所述第二天线模组包括至少一个用于发射/接收毫米波信号的天线单元，所述第三天线模组包括至少一个用于发射/接收毫米波信号的天线单元；

所述第一天线模组、所述第二天线模组和所述第三天线模组呈三角形分布。

本发明实施方式相对于现有技术而言，提供了一种无线通信设备，包括三个独立的毫米波辐射单元，三个毫米波辐射单元在壳体内以三角形的方式进行布置，这样可以使三个天线模组辐射的能量进行有效的叠加，能够减少天线模组的能量损失，从而保障毫米波的有效辐射，确保每个天线模组的辐射性能。

另外，该无线通信设备还包括壳体，所述壳体具有相互连接并围成封闭形状的多个边框，所述第一天线模组、所述第二天线模组和所述第三天线模组分别邻近所述壳体的不同所述边框设置。这样，将三个天线模组分别邻近壳体设置，可以使每个天线模组更好地向外辐射信号。

另外，所述壳体具有第一边框，所述第一天线模组包括第一天线基板，以及多个相互间隔设置在所述第一天线基板上的所述天线单元，所述第一天线基板邻近所述第一边框设置，所述第一天线基板上的所述多个天线单元位于所述第一天线基板靠近所述第一边框的一侧。这样，可以使第一天线基板布置有多个天线单元的一面朝向第一边框，从而使第一天线模组朝向无线通信设备的其中一个边框方向进行电磁波辐射。

另外，所述壳体具有第二边框，以及盖合在所述多个边框上的后盖，所述第二天线模组包括第二天线基板，以及多个相互间隔设置在所述第二天线基板上的所述天线单元，所述第二天线基板邻近所述第二边框设置，所述第二天线基板上的所述多个天线单元位于所述第二天线基板靠近所述后盖的一侧。这样，可以使第二天线基板布置有多个天线单元的一面朝向后盖，从而使第二天线模组朝向无线通信设备的后盖方向进行辐射。

另外，所述壳体具有第三边框，所述第三天线模组包括第三天线基板，以及多个相互间隔设置在所述第二天线基板上的所述天线单元，所述第三天线基板邻近所述第三边框设置，所述第三天线基板上的所述多个天线单元位于所述第三天线基板靠近所述第三边框的一侧。这样，可以使第三天线基板布置有多个天线单元的一面朝向第三边框，从而使第三天线模组朝向无线通信设备的另外一个边框方向进行辐射。

另外，所述第一天线模组的几何中心、所述第二天线模组的几何中心与所述第三天线模组的几何中心之间的距离相同。这样，三个天线模组形成等腰三角形分布，将第三天线模组布置在三角形的中和线上，第一天线模组和第二天线模组之间的耦合能量在中和线上可以相互抵消，从而实现去耦。

另外，该无线通信设备还包括介质基板，所述介质基板具有通讯电路，所述通讯电路分别与所述第一天线模组、所述第二天线模组和所述第三天线模组电性连接。

另外，所述第一边框上设置有第一塑胶件，所述第一塑胶件位于所述第一边框正对所述第一天线模组的位置。第一塑胶件的设置可以防止第一天线模组的辐射被壳体反射而影响第一天线模组的辐射性能。

另外，所述第三边框上设置有第二塑胶件，所述第二塑胶件位于所述第三边框正对所述第三天线模组的位置。第二塑胶件的设置可以防止第二天线模组的辐射被壳体反射而影响第二天线模组的辐射性能。

另外，还包括显示屏，所述显示屏设置在所述多个边框围成的空间之内。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例提供的一种无线通信设备不包括后盖时的后视结构示意图；

图2是本发明实施例提供的第一天线模组、第二天线模组和第三天线模组沿图1中X向视角下的分布结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种无线通信设备的立体结构示意图；

图4是图1所示无线通信设备中第一天线模组的A向放大结构示意图；

图5是图1所示无线通信设备中第二天线模组的放大结构示意图；

图6是图1所示无线通信设备中第三天线模组的B向放大结构示意图；

图7是图1所示无线通信设备中第一天线模组仿真测试后的H面方向图；

图8是图1所示无线通信设备中第一天线模组仿真测试后的V面方向图；

图9是图1所示无线通信设备中第二天线模组仿真测试后的H面方向图；

图10是图1所示无线通信设备中第二天线模组仿真测试后的V面方向图；

图11是图1所示无线通信设备中第三天线模组仿真测试后的H面方向图；

图12是图1所示无线通信设备中第三天线模组仿真测试后的V面方向图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

本发明实施例涉及一种无线通信设备，图1为本发明实施例提供的无线通信设备不包括后盖时的后视结构示意图，如图1所示，该无线通信设备包括第一天线模组10、第二天线模组20和第三天线模组30，图2示出了第一天线模组10、第二天线模组20和第三天线模组30沿图1中X向视角下的分布结构。其中，第一天线模组10包括至少一个用于发射/接收毫米波信号的天线单元40(图4所示)，第二天线模组20包括至少一个用于发射/接收毫米波信号的天线单元40，第三天线模组30包括至少一个用于发射/接收毫米波信号的天线单元40，并且第一天线模组10、第二天线模组20和第三天线模组30呈三角形分布。

相较于现有技术，本发明实施例提供的无线通信设备包括三个独立的天线模组，并且三个天线模组以三角形的形式进行布置，这样可以使三个天线模组辐射的能量进行有效的叠加，减少天线模组的能量损失，从而保障每个天线模组的辐射性能。

需要说明的是，此处的每个天线模组包括至少一个天线单元40，天线单元40中的辐射体可以向外发射毫米波信号或者接收外部发射的毫米波信号，每个天线模组中的每个天线单元40结构相同，每个天线模组中的多个天线单元40呈阵列状分布，可以提高每个天线模组的增益，提升天线模组的通信性能。

其中，如图1和图3所示，无线通信设备还可以包括壳体50，壳体50用于封装该无线通信设备，壳体50具有相互连接并围成封闭形状的多个边框60，第一天线模组10、第二天线模组20和第三天线模组30分别邻近不同的边框60设置(图1所示)。此处将三个天线模组邻近壳体50设置，可以使得每个天线模组能够更好地向壳体50外辐射信号，避免毫米波信号在辐射过程中出现损耗，同时每个天线模组也能够更方便地接收来自外界的辐射信号，保障每个天线模组与外界的通信质量。此处同样可以将其中的任意两个天线模组布置在壳体50的同一边框60附近，而将另一个天线模组布置在壳体50的其他边框60附近，依然可以形成三角形分布，达到保障每个天线模组的辐射性能的目的。

在一些可能的实施方式中，可以使第一天线模组10、第二天线模组20和第三天线模组30分别朝向不同的方向进行电磁波辐射，以使无线通信设备在其中一个方向上的通信信号遇到遮挡或屏蔽时，仍然可以在其他方向上进行电磁波辐射，下面举出其中的一种具体的实施方式。

如图1所示，壳体50具有第一边框61，第一天线模组10包括第一天线基板11(图4所示)，以及多个相互间隔设置在第一天线基板11上的天线单元40，第一天线基板11邻近第一边框61设置，第一天线基板11上的多个天线单元40位于第一天线基板11靠近第一边框61的一侧，即第一天线基板11布置有多个天线单元40的一面朝向第一边框61，以使第一天线基板11上的多个天线单元40朝向第一边框61进行电磁波辐射。其中，第一边框61沿图1中的第一方向X或者第一方向X的反方向延伸，第一天线基板11可以平行于第一边框61设置，以便第一天线模组10能够更好地朝向第一边框61进行电磁波辐射。

壳体50还具有第二边框62，以及盖合在多个边框60上的后盖70，第二天线模组20包括第二天线基板21(图5所示)，以及多个相互间隔设置在第二天线基板21上的天线单元40，第二天线基板21邻近第二边框62设置，第二天线基板21上的多个天线单元40位于第二天线基板21靠近后盖70的一侧，即第二天线基板21布置有多个天线单元40的一面朝向后盖70，以使第二天线基板21上的多个天线单元40朝向后盖70进行电磁波辐射。其中，第二边框62沿图1中的第二方向Y或者第二方向Y的反方向延伸，第二天线基板21可以平行于后盖70设置，以便第二天线模组20能够更好地朝向后盖70进行电磁波辐射。

壳体50还具有第三边框63，第三天线模组30包括第三天线基板31(图6所示)，以及多个相互间隔设置在第三天线基板31上的天线单元40，第三天线基板31邻近第三边框63设置，第三天线基板31上的多个天线单元40位于第三天线基板31靠近第三边框63的一侧，即第三天线基板31布置有多个天线单元40的一面朝向第三边框63，以使第三天线基板31上的多个天线单元40朝向第三边框63进行电磁波辐射。其中，第三边框63沿图1中的第一方向X或者第一方向X的反方向延伸，第三天线基板31可以平行于第三边框63设置，以便第三天线模组30能够更好地朝向第三边框63进行电磁波辐射。

这样，在三个天线模组呈三角形分布时，相互之间的位置出现了错开，可以使三个天线模组相互之间的影响最小，同时三个天线模组分别朝向壳体50的第一边框61、后盖70、第三边框63的方向进行电磁波辐射，当某一天线模组处于较差环境，无法更好地向外辐射信号时(即出现手摸、物体等不可抗因素遮挡时)，其他的天线模组仍然能够以最优的状态进行工作。其中，图1中的第一天线模组10、第二天线模组20和第三天线模组30均包括有四个天线单元40，四个天线单元40在各自的天线基板上沿天线基板的长度方向等距间隔设置，而在天线基板的一侧还设置有阻抗调试组件41，主要为电容、电感，四个天线单元40印刷在各自的天线基板上，天线基板用于承载四个天线单元40，且可以使各自的天线单元40在所在频率上进行信号传输，并在该频率上信号质量损耗较小。

另外，在无线通信设备的内部安装空间足够的情况下，此处的四个天线单元40也可以相互错开设置在各自的天线基板上，例如相邻的三个天线单元40之间可以形成三角形，即可以形成从图4中左侧起第一个和第三个天线单元40位于同一方向上，而第二个和第四个天线单元40位于同一方向上，而这两个方向错开一定距离。这样，四个天线单元40以三角阵列进行排布，以三角阵列排布的四个天线单元40与沿同一方向排布的四个天线单元40类似，两种形式下实现扫描的基本原理一致，当相邻两个天线单元40辐射信号的相位差连续变化时，波束就会产生扫描。但是四个天线单元40在以三角阵列排布时，可以在实现基本相同的扫描角度且不出现栅瓣的情况下，减少天线单元40的数量，因此，天线单元40在以三角阵列排布时，可以在一定程度上缩减天线模组的长度尺寸，在实际使用时，可以依据无线通信设备的内部安装空间，对天线基板上的天线单元40采取相应的排布形式。而天线单元40的形式可以是贴片天线。

需要说明的是，此处的三角形分布不限于特定形状的三角形，例如等腰三角形或者等边三角形，在实际进行三个天线模组的布置时，可以依据无线通信设备内的安装空间而定，一般来说，无线通信设备的中心区域会预留给芯片等主要部件，而在三角形分布中，将三个天线模组分散并且邻近壳体50进行布置，可以节省无线通信设备内的安装空间，同时有利于天线模组的辐射性能。

在一种可能的实施方式中，可以使第一天线模组10的几何中心、第二天线模组20的几何中心与第三天线模组30的几何中心之间的距离相同，这样，三个天线模组可在无线通信设备有限的安装空间中形成等腰三角形分布，例如，图1中所示的第一天线模组10的几何中心与第三天线模组30的几何中心之间的距离为101.5毫米，第二天线模组20的几何中心与第三天线模组30的几何中心之间的距离同样为101.5毫米。而在另一种可能的实施方式中，可以使第一天线模组10的几何中心、第二天线模组20的几何中心、第三天线模组30的几何中心之间的距离彼此相同，即三者呈等边三角形分布。

在多个天线模组工作时，当天线的工作频率越高，天线的方向性越强，能量越集中，此时天线模组之间的辐射在空间中的某些地方相互加强，而在某些地方会因为耦合作用减弱，多个天线模组彼此之间容易受到影响，而为了降低天线间的耦合，可以采取相应的去耦措施对天线进行去耦，此处根据三个天线模组呈等腰三角形或者等边三角形分布的特点，可以采取中和线去耦，在三个天线模组呈等腰三角形分布时，中和线位于等腰三角形的最长的中线和角分线上，三个天线模组工作时，以其中一对天线模组为例，这一对天线模组会在中和线上形成大小相等相位相反的耦合能量，而这样的耦合能量会相互抵消，从而降低这一对天线模组之间的相互耦合影响。而在三个天线模组呈等边三角形分布时，中和线则位于等边三角形的三条中线和角分线上，三个天线模组工作时，任意两个天线模组会在中和线上形成大小相等相位相反的耦合能量，而这样的耦合能量会相互抵消，从而降低这三个天线模组之间的相互耦合影响。

如图1所示，无线通信设备还可以包括介质基板80，介质基板80上具有通讯电路(图中未示出)，通讯电路分别与第一天线模组10、第二天线模组20和第三天线模组30电性连接，此处的通讯电路为现有技术，三个天线模组通过介质基板80上的通讯电路与无线通信设备的主板进行通信，介质基板80的材料可以采用常见介电常数为2.2±5％的FR4(一种耐燃材料等级的代号)。图1中靠近介质基板80处设置有电池100，电池100为介质基板80上的通讯电路提供电能，保障通讯电路的正常工作，同时为无线通信设备提供电能，保证无线通信设备的正常使用。

另外，如今无线通信设备的壳体50较多采用金属边框，为了保障天线模组的辐射性能，可以在边框上设置塑胶件，在第一边框61上设置第一塑胶件(图中未示出)，第一塑胶件位于第一边框61正对第一天线模组10的位置，在第三边框63上设置第二塑胶件(图中未示出)，第二塑胶件位于第三边框63正对第三天线模组30的位置，设置在边框上的塑胶件，可以避免天线模组的辐射被壳体50反射而影响天线模组的辐射性能，防止出现信号屏蔽的情况。而第二天线模组20朝向后盖70进行电磁波辐射，后盖70可以采用塑胶材料或者在正对第二天线模组20的位置设置塑胶件，以避免对天线模组的辐射形成遮挡。

在一种具体的实施方式中，如图3所示，无线通信设备还可以包括显示屏90，显示屏90设置在多个边框60围成的空间之内。此处的无线通信设备可以用作手机或者平板类电子设备。

另外，这里以每个天线模组的仿真结果图来说明采用三角形分布后，对于每个天线模组的性能提升效果，其中，图7和图8分别示出了第一天线模组10仿真测试后的E面方向图和V面方向图，图9和图10分别示出了第二天线模组20仿真测试后的E面方向图和V面方向图，图11和图12分别示出了第三天线模组30仿真测试后的E面方向图和V面方向图，图7至图12中被浅色包围的深色区域体现了天线模组的辐射能量较为集中，其中矩形框为无线通信设备所在位置的示意，而图7至图12中环形形状的分布范围体现了天线模组的覆盖范围较广；可以看出无线通信设备在采用呈三角形分布的三个天线模组后，对每个天线模组的辐射性能均有提升效果。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种无线通信设备，其特征在于，包括：

第一天线模组、第二天线模组和第三天线模组，所述第一天线模组包括至少一个用于发射/接收毫米波信号的天线单元，所述第二天线模组包括至少一个用于发射/接收毫米波信号的天线单元，所述第三天线模组包括至少一个用于发射/接收毫米波信号的天线单元；

2.根据权利要求1所述的无线通信设备，其特征在于：

还包括壳体，所述壳体具有相互连接并围成封闭形状的多个边框，所述第一天线模组、所述第二天线模组和所述第三天线模组分别邻近所述壳体的不同所述边框设置。

3.根据权利要求2所述的无线通信设备，其特征在于：

所述壳体具有第一边框，所述第一天线模组包括第一天线基板，以及多个相互间隔设置在所述第一天线基板上的所述天线单元，所述第一天线基板邻近所述第一边框设置，所述第一天线基板上的所述多个天线单元位于所述第一天线基板靠近所述第一边框的一侧。

4.根据权利要求2或3所述的无线通信设备，其特征在于：

所述壳体具有第二边框，以及盖合在所述多个边框上的后盖，所述第二天线模组包括第二天线基板，以及多个相互间隔设置在所述第二天线基板上的所述天线单元，所述第二天线基板邻近所述第二边框设置，所述第二天线基板上的所述多个天线单元位于所述第二天线基板靠近所述后盖的一侧。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的无线通信设备，其特征在于：

所述壳体具有第三边框，所述第三天线模组包括第三天线基板，以及多个相互间隔设置在所述第二天线基板上的所述天线单元，所述第三天线基板邻近所述第三边框设置，所述第三天线基板上的所述多个天线单元位于所述第三天线基板靠近所述第三边框的一侧。

6.根据权利要求1至5任一项所述的无线通信设备，其特征在于：

所述第一天线模组的几何中心、所述第二天线模组的几何中心与所述第三天线模组的几何中心之间的距离相同。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的无线通信设备，其特征在于：

还包括介质基板，所述介质基板具有通讯电路，所述通讯电路分别与所述第一辐射单元、所述第二辐射单元和所述第三辐射单元电性连接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的无线通信设备，其特征在于：

所述第一边框上设置有第一塑胶件，所述第一塑胶件位于所述第一边框正对所述第一天线模组的位置。

9.根据权利要求1至7任一项所述的无线通信设备，其特征在于：

所述第三边框上设置有第二塑胶件，所述第二塑胶件位于所述第三边框正对所述第三天线模组的位置。

10.根据权利要求1至9任一项所述的无线通信设备，其特征在于：

还包括显示屏，所述显示屏设置在所述多个边框围成的空间之内。