CN117673753A - 天线组件及电子设备 - Google Patents

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CN117673753A CN202211041885.0A CN202211041885A CN117673753A CN 117673753 A CN117673753 A CN 117673753A CN 202211041885 A CN202211041885 A CN 202211041885A CN 117673753 A CN117673753 A CN 117673753A
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吴小浦
张云帆
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Abstract

本申请提供了一种天线组件及电子设备。天线组件包括第一馈源、第一辐射体、第一匹配电路、第二匹配电路及第二辐射体;第一辐射体具有第一接地端、第一耦合端及馈电点,馈电点位于第一接地端与第一耦合端之间,且电连接至第一馈源;第二辐射体具有第二接地端、第二耦合端及第一连接点第二接地端电连接第一匹配电路至地,第二、第一耦合端耦合且存在耦合缝隙,第一连接点位于第二接地端与第二耦合端之间,且电连接第二匹配电路;第一、第二辐射体在第一馈源的激励下支持多个谐振模式,多个谐振模式中的一者用于支持UWB频段,其余谐振模式支持的频段与UWB频段不同。本申请实施方式提供的天线组件能够支持较多的频段具有较好的通信性能。

Description

天线组件及电子设备
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种天线组件及电子设备。
背景技术
随着技术的发展,手机等具有通信功能电子设备的普及度越来越高,且功能越来越强大。电子设备中通常包括天线组件以实现电子设备的通信功能。然而,相关技术中的电子设备中的天线组件的通信性能不够好,还有待提升的空间。
发明内容
第一方面,本申请提供了一种天线组件,所述天线组件包括:
第一馈源;
第一匹配电路;
第二匹配电路;
第一辐射体,所述第一辐射体具有第一接地端、第一耦合端及馈电点,所述第一接地端接地,所述馈电点位于所述第一接地端与所述第一耦合端之间,且电连接第一匹配电路至所述第一馈源;及
第二辐射体,所述第二辐射体具有第二接地端、第二耦合端及第一连接点,所述第二接地端电连接至地,所述第二耦合端与所述第一耦合端耦合且存在耦合缝隙,所述第一连接点位于所述第二接地端与所述第二耦合端之间,且电连接所述第二匹配电路;
所述第一辐射体及所述第二辐射体在所述第一馈源的激励下支持多个谐振模式,其中,所述多个谐振模式中的一者用于支持UWB频段,所述多个谐振模式中的其余谐振模式支持的频段与UWB频段不同。
第二方面,本申请提供一种电子设备,所述电子设备包括壳体及第一天线组件,所述第一天线组件为如第一方面所述的天线组件,所述天线组件的第一辐射体及第二辐射体中的至少一者集成于所述壳体,或设置于所述壳体的表面,或设置于所述壳体所包围的收容空间内。
由于本申请实施方式提供的天线组件中,所述第一辐射体与所述第二辐射体容性耦合,即,所述第一辐射体与所述第二辐射体共口径。所述第一馈源在工作时,不但可利用第一辐射体,还可利用第二辐射体,换而言之,所述第一馈源不但可激励起第一辐射体上的谐振电流,还可激励起第二辐射体上的谐振电流。相较于第一馈源只能单独利用所述第一辐射体而言,本申请实施方式提供的天线组件除了利用第一辐射体之外,还可利用第二辐射体,能够产生更多的谐振模式。因此,所述天线组件能够支持较多的频段,所述天线组件具有较好的通信性能。
从另一角度上说,相较于相关技术中,单独的辐射体支持一个频段而言,本申请实施方式提供的天线组件在支持到所需要频段的同时,充分复用了第一辐射体及第二辐射体,可减小所述第一辐射体和所述第二辐射体的长度。
此外,相较于相关技术的UWB天线单独设置于主板支架上而言,本申请实施方式提供的天线组件中,所述多个谐振模式中的一者可支持UWB频段,所述多个谐振模式中的其余谐振模式支持的频段与UWB频段不同,因此,所述天线组件中UWB频段可和其他频段共用一个天线组件,无需单独设置UWB天线,有利于提升天线组件的集成度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例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申请的一些实施例,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为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图;
图2为图1中的电子设备的一角度下的立体分解示意图;
图3为图1所示的电子设备的另一角度下的立体分解示意图;
图4为本申请一实施方式提供的天线组件的示意图;
图5为图4提供的天线组件对应的S参数示意图;
图6为图4提供的天线组件的效率示意图;
图7为本申请一实施方式提供的天线组件的示意图;
图8为图7所提供的天线组件对应的S参数仿真图;
图9为本申请另一实施方式提供的天线组件的结构示意图;
图10为本申请实施方式提供的天线组件的第一谐振模式对应的主要电流流向示意图;
图11为本申请实施方式提供的天线组件的第二谐振模式对应的主要电流流向示意图;
图12为本申请实施方式提供的天线组件的第三谐振模式对应的主要电流流向示意图;
图13为本申请实施方式提供的天线组件的第四谐振模式对应的主要电流流向示意图;
图14为本申请实施方式提供的天线组件的第五谐振模式对应的主要电流流向示意图;
图15为本申请实施方式提供的天线组件的第六谐振模式对应的主要电流流向示意图;
图16为图8中实施方式提供的天线组件的第七谐振模式对应的主要电流流向示意图;
图17为图8中实施方式提供的天线组件的第八谐振模式对应的主要电流流向示意图;
图18为本申请又一实施方式提供的天线组件的示意图;
图19为图18所提供的天线组件中第二馈源对应的S参数仿真图;
图20为第九谐振模式对应的主要电流流向示意图;
图21为本申请再一实施方式提供的天线组件的示意图;
图22为本申请再一实施方式提供的天线组件的示意图;
图23为图22中的天线组件中第三馈源对应的S参数示意图;
图24为第十谐振模式对应的主要电流流向示意图;
图25为第十一谐振模式对应的主要电流流向示意图;
图26为第十二谐振模式对应的主要电流流向示意图;
图27至图34为分别为本申请各个实施方提供的子选频滤波电路的示意图;
图35为图22提供的天线组件中各个天线单元的隔离度示意图;
图36为图22所示的天线组件中的各个天线单元应用于电子设备中时的辐射效率示意图;
图37为第一馈源对应的第二谐振模式至第八谐振模式的S参数示意图;
图38为图21所示的天线组件中第一馈源及第三馈源对应的S参数示意图;
图39为图18所示的天线组件中第一馈源及第二馈源对应的S参数示意图;
图40为本申请另一实施方式提供的天线组件的示意图;
图41为本申请一实施提供的天线组件的示意图;
图42为图41所示的天线组件在电子设备中的示意图;
图43为本申请一实施方式提供的电子设备与终端设备进行通信时的示意图;
图44为另一实施方式提供的电子设备的立体分解示意图;
图45为图44提供的电子设备组装起来之后另一视角的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。此外,在本文中提及“实施例”或“实施方式”意味着,结合实施例或实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
请参照图1、图2及图3,图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图;图2为图1中的电子设备的一角度下的立体分解示意图;图3为图1所示的电子设备的另一角度下的立体分解示意图。所述电子设备1包括天线组件10。所述天线组件10用于收发电磁波信号,以实现所述电子设备1的通信功能。本申请对于所述天线组件10在所述电子设备1上的位置不做具体的限定,图1只是一种示例,不应当理解为对天线组件10在所述电子设备1中的位置的限定。
所述电子设备1包括设备本体和天线组件10,所述天线组件10承载于所述设备本体。所述设备本体包括但不仅限包括相互盖合连接的显示屏80及壳体30。所述天线组件10可设于所述电子设备1的壳体30内部、或部分与所述壳体30集成为一体、或部分设于所述壳体30外。
所述电子设备1包括不限于为手机、电话、电视、平板电脑、照相机、个人计算机、笔记本电脑、车载设备、耳机、手表、可穿戴设备、基站、车载雷达、客户前置设备(CustomerPremise Equipment,CPE)等能够收发电磁波信号的设备。本申请中以所述电子设备1为手机为例,其他的设备可参考本申请中的具体描述。
请参阅图2,所述电子设备1还包括设于收容空间内的电路板、电池、功能器件70(所示功能器件70可以包括摄像头模组、麦克风、受话器、扬声器、人脸识别模组、指纹识别模组中的一者或多者)等能够实现手机的基本功能的器件,在本实施例中不再赘述。可以理解地,上述对电子设备1的介绍仅是所述天线组件10所应用的一种环境的说明,所述电子设备1的具体结构不应当理解为对本申请提供的天线组件10的限定。
本申请提供的天线组件10可以为可支持但不仅限于支持UWB技术的天线组件10。所述天线组件10所支持的信号包括但不限于为UWB频段的信号等。所述UWB技术不是采用载波,而是采用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此,所占的频谱范围较宽,适用于高速、近距离通信。美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission,FCC)规定,支持UWB技术的天线组件10的工作频段范围从3.1GHz到10.6GHz,最小工作频宽为500MHz。目前主流的UWB技术的天线组件10收发的电磁波信号同通常包括CH9频段(频率范围为7.75GHz~8.25GHz,中心频点为8GHz),及CH5频段(频率范围为6.25GHz~6.75GHz,中心频点为6.5GHz)。
随着电子设备1的轻薄化、小型化发展,电子设备1内留给天线组件10的空间越来越有限,因此,如何实现天线组件10的小型化和紧凑性,以将天线组件10更好的应用于空间有限的电子设备1内,以增加电子设备1内的天线功能和增加天线组件10的应用场景,成为需要解决的技术问题。
以下结合附图对于本申请提供的所述天线组件10的具体结构进行举例说明,当然,本申请提供的所述天线组件10包括但不限于以下的实施方式。
为了便于描述,以电子设备1处于图1中的视角为参照,在笛卡尔坐标系中,电子设备1的宽度方向定义为X轴方向,电子设备1的长度方向定义为Y轴方向,电子设备1的厚度方向定义为Z轴方向。其中,X轴方向、Y轴方向及Z轴方向两两垂直,箭头所指示的方向为正向。
请参阅图4、图5及图6,图4为本申请一实施方式提供的天线组件的示意图;图5为图4提供的天线组件对应的S参数示意图;图6为图4提供的天线组件的效率示意图。图4的天线组件具有第一谐振模式、第二谐振模式、第三谐振模式、第四谐振模式、第五谐振模式、第六谐振模式、第七谐振模式及第八谐振模式。在图5中横轴为频率,单位为GHz;纵轴为S参数(S Parameters),单位为dB。本仿真图的曲线中的波谷处均对应一个谐振模式。在图5中,每个波谷处均对应一个谐振模式的谐振频点。由本仿真图可见,所述曲线中具有多个波谷,因此,所述天线组件10具有多个谐振模式。在图5中,点1为第一谐振模式的谐振频点,点2为第二谐振模式的谐振频点,点3为第三谐振模式的谐振频点,点4为第四谐振模式的谐振频点,点5为第五谐振模式的谐振频点,点6为第六谐振模式的谐振频点,点7为第七谐振模式的谐振频点,点8为第八谐振模式的谐振频点。图6中横坐标为频率,单位为GHz;纵坐标为效率,单位为dB。其中曲线①表示天线组件的辐射效率(System Rad.Efficiency),曲线②表示天线组件的***总效率(SystemTot.Efficiency)。请参阅图7及图8,图7为本申请一实施方式提供的天线组件的示意图。图8为图7所提供的天线组件对应的S参数仿真图。需要说明的是图7中所示的天线组件的结构具有起第一谐振模式、第二谐振模式、第三谐振模式、第四谐振模式、第五谐振模式、第六谐振模式、第七谐振模式及第八谐振模式。在图8中横轴为频率,单位为GHz;纵轴为S参数(S Parameters),单位为dB。本仿真图的曲线中的波谷处均对应一个谐振模式。在图5中,每个波谷处均对应一个谐振模式的谐振频点。由本仿真图可见,所述曲线中具有多个波谷,因此,所述天线组件10具有多个谐振模式。在图8中,点1为第一谐振模式的谐振频点,点2为第二谐振模式的谐振频点,点3为第三谐振模式的谐振频点,点4为第四谐振模式的谐振频点,点5为第五谐振模式的谐振频点,点6为第六谐振模式的谐振频点,点7为第七谐振模式的谐振频点,点8为第八谐振模式的谐振频点。
因此,在示意第一谐振模式、第二谐振模式、第三谐振模式、第四谐振模式、第五谐振模式及第六谐振模式对应的电流时,以图4所示的天线组件上进行示意。可以理解地,第一谐振模式、第二谐振模式、第三谐振模式、第四谐振模式、第五谐振模式及第六谐振模式对应的电流也适用于图7所示的天线组件。在示意第七谐振模式及第八谐振模式对应的电流时,以图7所示的天线组件的上进行示意。所述天线组件10包括第一馈源S1、第一匹配电路M1、第二匹配电路M2、第一辐射体110及第二辐射体120。所述第一辐射体110具有第一接地端111、第一耦合端112及馈电点F。所述第一接地端111接地,所述馈电点F位于所述第一接地端111与所述第一耦合端112之间,且电连接所述第一匹配电路M1至所述第一馈源S1。所述第二辐射体120具有第二接地端121、第二耦合端122及第一连接点E。所述第二接地端121电连接至地。所述第二耦合端122与所述第一耦合端112耦合且存在耦合缝隙110a。所述第一连接点E位于所述第二接地端121与所述第二耦合端122之间,且电连接所述第二匹配电路M2。所述第一辐射体110及所述第二辐射体120在所述第一馈源S1的激励下支持多个谐振模式,其中,所述多个谐振模式中的一者用于支持UWB频段,所述多个谐振模式中的其余谐振模式支持的频段与UWB频段不同。
由图5及图8可见,所述第一谐振模式(点1处的谐振模式)支持UWB频段中。在图5及图8仿真图中,所述UWB频段为UWB CH9频段(频率范围为7.75GHz~8.25GHz,中心频点为8GHz)。
此外,由图6可见,所述天线组件10在UWB频段中的CH5频段(频率范围为6.25GHz~6.75Ghz,中心频点为6.5GHz)具有较高的效率,因此,所述天线组件10还支持UWB频段的CH5频段。
此外,由图6可见,所述天线组件10在所支持的各个频段(3GHz-8.5Ghz)均具有较高的效率。
需要说明的是,上述不同结构形态的天线组件10所支持的第一谐振模式支持的频段相同或相似,由于结构形态不同,因此谐振频点会稍有差异,然,同一谐振模式下的电流分布相同。具体地,图4和图7中所示的两种结构形态的天线组件10的第n谐振模式的电流分布相同,其中,1≤n≤8,且n为正整数。举例而言,图4及其实施方式中所示的天线组件10的第一谐振模式和图7及其实施方式所示的天线组件10的第一谐振模式的电流分布相同。图4及其实施方式中所示的天线组件10的第二谐振模式和图7及其实施方式所示的天线组件10的第二谐振模式的电流分布相同。以此类推。
所述第一辐射体110可以为但不仅限于为激光直接成型(Laser DirectStructuring,LDS)辐射体,或者,柔性电路板(Flexible Printed Circuit,FPC)辐射体230,或者印刷直接成型(PrintDirect Structuring,PDS)辐射体、或者为金属枝节辐射体。
请参阅图4,第一辐射体110的第一接地端111与第一耦合端112为呈直线条形的第一辐射体110的相对两端。在其他实施方式中,第一辐射体110呈弯折状,第一接地端111和第一耦合端112可不沿直线方向相对,但第一接地端111和第一耦合端112为第一辐射体110的两个末端。
所述第一接地端111接地,为了方便描述,所述第一接地端111电连接的接地点命名为第一接地点GND1。即,所述第一接地端111电连接至第一接地点GND1。所述第一接地端111电连接至地的方式包括但不限于直接电连接(比如焊接)、或通过同轴线、微带线、导电弹片、导电胶等方式间接电连接。本申请对于馈电点FA在第一辐射体110上的具***置不做限定,只要所述馈电点F位于所述第一接地端111及所述第一耦合端112之间即可。
所述第二辐射体120可以为但不仅限于为激光直接成型(Laser DirectStructuring,LDS)辐射体,或者,柔性电路板(Flexible Printed Circuit,FPC)辐射体230,或者印刷直接成型(PrintDirect Structuring,PDS)辐射体、或者为金属枝节辐射体。所述第二辐射体120的材质可以与所述第一辐射体110的材质相同,也可以与所述第一辐射体110的材质不相同,在本实施方式中不做限定。
所述第二辐射体120的第二接地端121与所述第二耦合端122为呈直线条形的第二辐射体120的相对两端。在其他实施方式中,第二辐射体120呈弯折状,第二接地端121和第二耦合端122可不沿直线方向相对,但第二接地端121和第二耦合端122为第二辐射体120的两个末端。
所述第二接地端121电连接至地,为了方便描述,所述第二接地端121电连接的接地点命名为第二接地点GND2。即,所述第二接地端121电连接至第二接地点GND2。所述第二接地端121电连接至地的方式包括但不仅限于直接电连接(比如焊接)、或通过同轴线、微带线、导电弹片、导电胶等方式间接电连接。本申请对第一连接点E在所述第二辐射体120上的具***置不做限定,只要所述第一连接点E位于所述第二接地端121及所述第二耦合端122之间即可。
第一接地点GND1和第二接地点GND2包括但不限于以下几种实施方式。可选的,天线组件10自身具有参考地。该参考地的具体形式包括但不限于金属导电板件、成型于柔性电路板内部、硬质电路板中的金属导电层等。其中,第一接地点GND1和第二接地点GND2可为天线组件10中的一体成型的一个参考地中的两个接地点,也可以为天线组件10中的两个相互独立但相互连接的参考地中各自的接地点。当天线组件10设于电子设备1内时,天线组件10的参考地电连接至电子设备1的参考地。再可选的,天线组件10本身不具有参考地,天线组件10的第一接地端111和第二接地端121通过直接电连接或通过导电件间接电连接至电子设备1的参考地或电子设备1内的电子器件的参考地。本申请中,天线组件10设于电子设备1,以电子设备1的主板50上的金属层作为参考地。即第一接地点GND1和第二接地点GND2为主板50上的两个接地点。此外,在一实施方式中,后续各个部件电连接至地,均可以指的是电连接至所述主板50的参考地。
第一辐射体110与第二辐射体120能够通过所述耦合缝隙110a产生容性耦合。可选的,第一辐射体110与第二辐射体120可沿直线排列或大致沿直线排列(即在设计过程中具有较小的公差)。当然,在其他实施方式中,第一辐射体110与第二辐射体120还可在延伸方向上错开设置,以形成避让空间等。
请参阅图4,第一耦合端112与第二耦合端122相对且间隔设置。耦合缝隙110a为第一辐射体110与第二辐射体120之间的断缝,例如,耦合缝隙110a的宽度可以为0.5~2mm,但不限于此尺寸。第一辐射体110和第二辐射体120可看作为辐射体被所述耦合缝隙110a隔断而形成的两个部分。
第一辐射体110与第二辐射体120通过耦合缝隙110a进行容性耦合。其中,“容性耦合”是指,第一辐射体110与第二辐射体120之间产生电场,第一辐射体110的信号能够通过电场传递至第二辐射体120,第二辐射体120的信号能够通过电场传递至第一辐射体110,以使第一辐射体110与第二辐射体120即使在不直接接触或不直接连接的状态下也能够实现电信号导通。
可以理解的,本申请对于第一辐射体110、第二辐射体120的形状、构造及材质不做具体的限定,第一辐射体110、第二辐射体120的形状皆包括但不限于条状、片状、杆状、涂层、薄膜等。当第一辐射体110、第二辐射体120呈条状时,本申请对于第一辐射体110、第二辐射体120的延伸轨迹不做限定,故第一辐射体110、第二辐射体120皆可呈直线、曲线、多段弯折等轨迹延伸。上述的第一辐射体110及第二辐射体120在延伸轨迹上可为宽度均匀的线条,也可以为宽度渐变、设有加宽区域等宽度不等的条形。
所述第一匹配电路M1用于调整所述第一辐射体110的电长度。由于所述第一匹配电路M1用于调整所述第一辐射体110的电长度,因此,所述第一匹配电路M1可调整所述第一辐射体110所支持的谐振模式,进而调整所述第一辐射体110所支持的谐振频段及谐振频段的谐振频点。第一匹配电路M1可包含开关器件、电容器件、电感器件、电阻器件等中的至少一者。稍后对所述第一匹配电路M1的详细结构进行描述。
所述第二匹配电路M2用于调整所述第二辐射体120的电长度。由于所述第二匹配电路M2用于调整所述第二辐射体120的电长度,因此,所述第二匹配电路M2可调整所述第二辐射体120所支持的谐振模式,进而调整所述第二辐射体120所支持的谐振频段及谐振频段的谐振频点。第二匹配电路M2可包含开关器件、电容器件、电感器件、电阻器件等中的至少一者。稍后会对所述第二匹配电路M2的详细结构进行描述。
在本实施方式中,所述第二匹配电路M2电连接至地,但不应当理解为对本申请的限定,在其他实施方式中,所述第二匹配电路M2还可电连接至其他馈源,稍后将详细介绍。
请参阅图8,在本仿真图中横轴为频率,单位为GHz;纵轴为S参数(S Parameters),单位为dB。本仿真图的曲线中每个波谷处均对应一个谐振模式的谐振频点。由本仿真图可见,所述曲线中具有多个波谷,因此,所述天线组件10具有多个谐振模式。可以理解地,本实施方式中所示的谐振模式的个数不应当理解为对本申请实施方式提供的天线组件10的限定。请参见点1,点1处的谐振模式用于支持所述UWB频段。在本仿真图中,所述UWB频段为UWBCH9频段(频率范围为7.75GHz~8.25GHz,中心频点为8GHz)。
此外,由图6可见,所述天线组件10在UWB频段中的CH5频段(频率范围为6.25GHz~6.75Ghz,中心频点为6.5GHz)具有较高的效率,因此,所述天线组件10还支持UWB频段的CH5频段。综上所述,本申请实施方式提供的天线组件10可同时支持CH5频段及CH9频段。用户可根据实际需求选择利用所述天线组件10的CH5频段或CH9频段工作。
由于本申请实施方式提供的天线组件10中,所述第一辐射体110与所述第二辐射体120容性耦合,即,所述第一辐射体110与所述第二辐射体120共口径。所述第一馈源S1在工作时,不但可利用第一辐射体110,还可利用第二辐射体120,换而言之,所述第一馈源S1不但可激励起第一辐射体110上的谐振电流,还可激励起第二辐射体120上的谐振电流。相较于第一馈源S1只能单独利用所述第一辐射体110而言,本申请实施方式提供的天线组件10除了利用第一辐射体110之外,还可利用第二辐射体120,能够产生更多的谐振模式。因此,所述天线组件10能够支持较多的频段,所述天线组件10具有较好的通信性能。从另一角度上说,相较于相关技术中,单独的辐射体支持一个频段而言,本申请实施方式提供的天线组件10在支持到所需要频段的同时,充分复用了第一辐射体110及第二辐射体120,可减小所述第一辐射体110和所述第二辐射体120的长度。此外,相较于相关技术的UWB天线单独设置于主板支架60上而言,本申请实施方式提供的天线组件10中,所述多个谐振模式中的一者可支持UWB频段,所述多个谐振模式中的其余谐振模式支持的频段与UWB频段不同,因此,所述天线组件10中UWB频段可和其他频段共用一个天线组件10,无需单独设置UWB天线,有利于提升天线组件10的集成度。
进一步地,由于相关技术的UWB天线单独设置在主板支架60上,所述UWB天线的方向图主波瓣在图中(参照图45)-Z方向,而Z方向的方向系数很低。即,相关技术的辐射方向为自后置摄像头指向外的方向。换而言之,相关技术中的UWB天线的方向图为定向。在一些极限情况下,比如,相关技术的UWB天线的电子设备1设被放置于裤子口袋中,由于所述UWB天线的方向图定向,因此,当终端设备5向所述电子设备1发射测距信号(为UWB频段)时,所述电子设备1的UWB天线可能完全被遮挡而无法接收到所述测距信号。因此,所述终端设备5无法搜索到所述电子设备1。而本申请实施方式的天线组件10,可和其他频段共用一个天线组件10,所述天线组件10的位置设置可更加灵活,比如,设置集成于电子设备1的壳体30、设置于所述壳体30的表面,或者设置于所述壳体30所包围的收容空间内。当本申请实施方式提供的天线组件10设计位置更加灵活时,相较于相关技术的UWB天线而言,本申请实施方式提供的天线组件10具有更大的应用潜力。所述壳体30包括背板320及中框310。当本申请实施方式提供的天线组件10设置于中框310上时(即,作为中框天线),具有较好的全向性。当终端设备5向所述电子设备1发送测距信号时,所述电子设备1的天线组件10可接收到所述测距信号,因此,所述电子设备1可根据所述测距信号向所述终端设备5发射反馈信号,所述终端设备5根据所述反馈信号可计算出所述电子设备1与所述终端设备5之间的距离。
请继续参阅图7,在本实施方式中,所述第二匹配电路M2电连接至地。所述第一辐射体110还具有第二连接点G,所述第二连接点G位于所述第一接地端111与所述第一耦合端112之间,且所述第二连接点G与所述馈电点F间隔设置。所述天线组件10还包括第三匹配电路M3。所述第三匹配电路M3电连接至所述第二连接点G,且所述第三匹配电路M3电连接至地。在本实施方式中,所述第二匹配电路M2电连接至第三接地点GND3,以接地;所述第三匹配电路M3电连接至第四接地点GND4,以接地。
所述第二匹配电路M2电连接至第三接地点GND3的方式可以为但不仅限于为直接电连接(比如焊接)、或通过同轴线、微带线、导电弹片、导电胶等方式间接电连接。
所述第三匹配电路M3电连接至第四接地点GND4的方式可以为但不仅限于为直接电连接(比如焊接)、或通过同轴线、微带线、导电弹片、导电胶等方式间接电连接。
所述第三匹配电路M3用于调整所述第一辐射体110的电长度。由于所述第三匹配电路M3用于调整所述第一辐射体110的电长度,因此,所述第三匹配电路M3可调整所述第一辐射体110所支持的谐振模式,进而调整所述第一辐射体110所支持的谐振频段及谐振频段的谐振频点。需要说明的是,根据后续的主要电流流向示意图,只要某个谐振模式对应的主要电流流经所述第三匹配电路M3,所述第三匹配电路M3则对相应谐振模式所支持的频段有调节作用。
本实施方式提供的天线组件10中,还包括第三匹配电路M3,所述第三匹配电路M3调整所述第一辐射体110的电长度,进而调整所述第一辐射体110所支持的谐振频段及谐振频段的谐振频点,因此,可使得天线组件10具有较好的通信性能。
此外,在本实施方式中,所述第二连接点G相较于所述馈电点F背离所述耦合缝隙110a。在其他实施方式中,所述第二连接点G相较于所述馈电点F邻近所述耦合缝隙110a。当所述第二连接点G相较于所述馈电点F背离所述耦合缝隙110a时,所述天线组件10中的所述第一馈源S1可激励起较多的谐振模式,进而使得所述天线组件10可支持较多的频段,且可使得所述天线组件10可支持的频段宽度较大。
请参阅图9,图9为本申请另一实施方式提供的天线组件的结构示意图。图9所示的天线组件10与图7所示的天线组件10相比,图9所示的天线组件10少了第三匹配电路M3。图9所示的天线组件10对应的S参数示意图也可参见图5,图9所示的天线组件10的效率示意图也可参见图6。
请一并参阅图8和图10,图10为本申请实施方式提供的天线组件的第一谐振模式对应的主要电流流向示意图。请参见点1,点1处的谐振模式用于支持所述UWB频段。所述多个谐振模式包括第一谐振模式。所述第一谐振模式用于支持所述UWB频段,所述第一谐振模式为所述第二接地端121至所述耦合缝隙110a的5/4波长模式。
在本实施方式中,所述第一谐振模式为所述第一匹配电路M1至所述耦合缝隙110a的5/4波长模式,因此,所述天线组件10可充分利用所述第二辐射体120的高次模,有利于减小所述第二辐射体120的电长度,从而节约了所述天线组件10的空间。当所述天线组件10应用于电子设备中时,便于在电子设备中布局。
需要说明的是,为了方便说明各个模式的主要特征表象,将各个谐振模式对应的电流进行单独示意,然,各个模式工作时,第一辐射体110与所述第二辐射体120并不是完全独立的,所述第一辐射体110与所述第二辐射体120存在耦合,即,所述第一辐射体110与所述第二辐射体120存在耦合作用。因此,第一辐射体110的电流会通过耦合作用流向第二辐射体120,相应地,所述第二辐射体120的电流会通过耦合作用流向第一辐射体110。然,不影响这里对各个谐振模式主要特征表象的阐述。此外,各个电流的流向仅为示意,不代表实际的电流强弱及两个流向相对的电流共同作用的电流零点的位置。
所述第一谐振模式对应的电流命名为第一电流I1,所述第一电流I1包括第一子电流I11、第二子电流I12及第三子电流I13。所述第一子电流I11自参考地流向所述第二接地端121,且由所述第二接地端121流向所述第一连接点E的方向。所述第二子电流I12位于所述第一子电流I11与所述第三子电流I13之间,且所述第二子电流I12为自所述第一连接点E指向所述第二接地端121的方向。所述第三子电流I13为自所述第一连接点E指向所述第二耦合端122的方向。
需要说明的是,所述第一谐振模式对应的第一电流的分布并不是在任意时刻均为:所述第一子电流I11自参考地流向所述第二接地端121,且由所述第二接地端121流向所述第一连接点E的方向。所述第二子电流I12位于所述第一子电流I11与所述第三子电流I13之间,且所述第二子电流I12为自所述第一连接点E指向所述第二接地端121的方向。所述第一电流的流向按照所述第一电流对应的第一谐振模式所支持的频率(第一谐振模式的谐振频点处的频率)周期性变化,在一个周期的第一时间段,所述第一谐振模式对应的第一电流满足:所述第一子电流I11自参考地流向所述第二接地端121,且由所述第二接地端121流向所述第一连接点E的方向。在一个周期的第二时间段,第一电流的第一子电流、第二子电流及第三子店里的方向是和图示的是反向的。具体地,在一个周期的第二时间段:所述第一子电流I11自所述第一连接点E流向所述第二接地端121,且自所述第二接地端121流向所述参考地;所述第二子电流I12为自所述第二接地端121指向所述第一连接点E的方向;所述第三子电流I13为自所述第二耦合端122指向所述第一连接点E的方向。
换而言之,所述第一谐振模式对应的第一电流为周期性变化的。其中,所述周期包括第一时间段和第二时间段。
后续各个谐振模式对应的主要电流也是按照各个谐振模式所支持的频段的谐振频点处的频率周期性变化的,后续对各个模式对应的主要电流分布进行说明时,仅说明且图示一个周期的第一时间段的主要电流的流向,可以理解的,在一个周期的第二时间段内的主要电流流向和第一时间段内的主要电流流向相反。
进一步地,请参阅图8和图11,图11为本申请实施方式提供的天线组件的第二谐振模式对应的主要电流流向示意图。所述多个谐振模式还包括第二谐振模式、第三谐振模式及第四谐振模式。所述第二谐振模式、第三谐振模式及第四谐振模式用于支持WiFi 7频段。下面对第二谐振模式、第三谐振模式及第四谐振模式进行详细介绍。所述多个谐振模式还包括第二谐振模式,在图8中,点2处对应的谐振模式即为第二谐振模式。所述第二谐振模式为所述耦合缝隙110a到所述第二接地端121的3/4波长模式。
在本实施方式中,所述第二谐振模式为所述耦合缝隙110a到所述第二接地端121的3/4波长模式,因此,所述天线组件10可充分利用所述第二辐射体120的高次模,有利于减小所述第二辐射体120的电长度,从而节约了所述天线组件10的空间。当所述天线组件10应用于电子设备中时,便于在电子设备中布局。
所述第二谐振模式对应的电流命名为第二电流I2,所述第二电流I2包括第四子电流I21及第五子电流I22。所述第四子电流I21自所述耦合缝隙110a流向所述第二接地端121,所述第五子电流自I22自所述第二接地点GND2流向所述第二接地端121。
请一并参阅图8及图12,图12为本申请实施方式提供的天线组件的第三谐振模式对应的主要电流流向示意图。在图8中,点3处对应的谐振模式即为第三谐振模式,所述第三谐振模式为所述第一馈源S1到所述第一接地点GND1的环模。
在本实施方式中,所述第三谐振模式为所述第一馈源S1到所述第一接地点GND1的环模,所谓环模,也称为半LOOP模式,或1/2波长模式。本申请实施方式提供的天线组件10所述第三谐振模式利用第一馈源S1到所述第一接地点GND1的环模,有利于减小所述第一辐射体110的电长度,从而节约了所述天线组件10的空间。当所述天线组件10应用于电子设备中时,便于在电子设备中布局。
所述第三谐振模式对应的电流命名为第三电流I3,所述第二电流I3包括第六子电流I31及第七子电流I32。其中,所述第六子电流I31的流向为自所述第一馈源S1到所述馈电点F,且自所述馈电点F朝向所述第一接地端111。所述第七子电流I32的流向为自所述第一接地点GND1至所述第一接地端111,且自所述第一接地端111朝向所述馈电点F。
请一并参阅图8及图13,图13为本申请实施方式提供的天线组件的第四谐振模式对应的主要电流流向示意图。在图8中,点4处对应的谐振模式即为第四谐振模式。所述第四谐振模式为所述第一馈源S1到所述耦合缝隙110a的1/4波长模式。
在本实施方式中,所述第四谐振模式为所述第一馈源S1到所述耦合缝隙110a的1/4波长模式。1/4波长模式为效率相对较高的谐振模式,故能够增强所支持的频段的收发效率。所述第四谐振模式对应的电流命名为第四电流I4。所述第四电流I4自所述第一馈源S1流向所述耦合缝隙110a。
请一并参阅图8及图14,图14为本申请实施方式提供的天线组件的第五谐振模式对应的主要电流流向示意图。所述第一接地端111电连接至第一接地点GND1,所述天线组件10还包括地***,所述地***具有第二接地点GND2,所述第二接地端121电连接至第二接地点GND2。所述多个谐振模式还包括第五谐振模式及第六谐振模式。所述第五谐振模式用于支持LTE频段及NR频段,所述第六谐振模式用于支持LTE频段及NR频段。下面对第五谐振模式及第六谐振模式进行详细介绍。
在图8中,点5处对应的谐振模式即为第五谐振模式。所述第五谐振模式为所述耦合缝隙110a到第二接地端121电连接至所述第二接地点GND2的3/4波长模式。
在本实施方式中,所述第五谐振模式为所述耦合缝隙110a到第二接地端121电连接至所述第二接地点GND2的3/4波长模式,因此,所述天线组件10可充分利用所述第二辐射体120的高次模,有利于减小所述第二辐射体120的电长度,从而节约了所述天线组件10的空间。当所述天线组件10应用于电子设备中时,便于在电子设备中布局。
所述第五谐振模式对应的电流命名为第五电流I5,所述第五电流I5包括第八子电流I51及第九子电流I52。所述第八子电流I51自所述耦合缝隙110a流向所述第二接地端121,并自所述第二接地端121通过第二接地端121流向所述第二接地点GND2,所述第九子电流I52为在所述第八子电流I51在所述地***上激励起的电流,所述第九子电流I52的方向为所述第二接地端121指向所述的第二耦合端122的方向。
请一并参阅图8及图15,图15为本申请实施方式提供的天线组件的第六谐振模式对应的主要电流流向示意图。在图8中,点6处对应的谐振模式即为第六谐振模式。所述第六谐振模式为所述第二匹配电路M2到所述耦合缝隙110a的1/4波长模式。
在本实施方式中,所述第六谐振模式为所述第二匹配电路M2到所述耦合缝隙110a的1/4波长模式,1/4波长模式为效率相对较高的谐振模式,故能够增强所支持的频段的收发效率。所述第六谐振模式对应的电流命名为第六电流I6。所述第六电流I6自所述第二匹配电路M2流向所述耦合缝隙110a。
由上述描述可见,本申请实施方式提供的天线组件10所支持的谐振模式的数量较多,天线组件10所覆盖的频段数量较多,频段的宽度较宽。具体的,在本实施方式中,由图8可见,天线组件10的多种谐振模式所支持的频段皆连续时,所述天线组件10所支持的频带宽度较宽,能够形成超宽带,以实现超宽带覆盖,提升下载带宽,提升吞吐量下载速度,提升用户的上网体验。在其他实施方式中,天线组件10的多种谐振模式所支持的频段不连续,此天线组件10所支持的频段数量也相对较多,实现多频段的覆盖,其中,多种谐振模式所支持的频段连续是指多种谐振模式所支持的相邻的两个频段至少部分重合。多种谐振模式所支持的频段不连续是指多种谐振模式所支持的相邻的两个频段之间无重合。
请参阅图8,在本实施方式中,所述第二连接点G相较于所述馈电点F背离所述耦合缝隙110a。当所述第二连接点G相较于所述馈电点F背离所述耦合缝隙110a,所述天线组件10除了具有所述第一谐振模式、第二谐振模式、第三谐振模式、第四谐振模式、第五谐振模式及第六谐振模式之外,还可激励出第七谐振模式及第八谐振模式。进而使得所述天线组件10能够支持更多的频段。
请参阅图10,所述天线组件10还包括第四匹配电路M4。第二接地端121电连接所述第四匹配电路M4至地。
所述第四匹配电路M4用于调整所述第二辐射体120的电长度。由于所述第四匹配电路M4用于调整所述第二辐射体120的电长度,因此,所述第四匹配电路M4可调整所述第二辐射体120所支持的谐振模式,进而调整所述第二辐射体120所支持的谐振频段及谐振频段的谐振频点。
此外,所述第四匹配电路M4中可包括电容。当所述第四匹配电路M4包括电容时,所述第二辐射体120可作为检测电磁波吸收比(SpecificAbsorption Rate,SAR)值的检测枝节。所述第四匹配电路M4中的电容用于隔离直流,以防止地***或所述第一馈源S1中的电流对所述第二辐射体120检测的干扰,以使得所述第二辐射体120进行检测时的检测精度较高。具体地,所述第二辐射体120与目标物体(比如人体,或动物体)形成等效电容。当所述目标生物体接近所述第二辐射体120时,所述第二辐射体120与所述目标生物体形成的等效电容的电容值变大;当所述目标生物体远离所述第二辐射体120时,所述第二辐射体120与所述目标生物体形成的等效电容的电容值减小。所述第二辐射体120电连接至SAR芯片(也称为SAR IC或SAR传感器),以将所述等效电容的电容值传递至所述SAR芯片,所述SAR芯片将所述电容值的大小传输至处理器,所述处理器根据所述电容值的变化控制所述第一馈源S1的发射功率。具体地,当所述目标生物体接近所述第二辐射体120时,所述等效电容值增大,所述处理器控制所述第一馈源S1降低发射功率,以防止目标生物体接近所述第二辐射体120时,所述第二辐射体120对所述目标生物体的辐射带来的伤害。所述电容的电容值可以为但不仅限于220pF。可以理解地,在其他实施方式中,所述天线组件10还可不包括所述第四匹配电路M4,相应地,所述第二接地端121直接电连接至地。
所述多个谐振模式还包括第七谐振模式及第八谐振模式。请一并参阅图8、图16及图17,图16为图8中实施方式提供的天线组件的第七谐振模式对应的主要电流流向示意图;图17为图8中实施方式提供的天线组件的第八谐振模式对应的主要电流流向示意图。在图8中,点7处对应的谐振模式即为第七谐振模式,点8处对应的谐振模式即为第八谐振模式。
所述第七谐振模式为所述第三匹配电路M3到所述第二匹配电路M2的环模。所述第七谐振模式用于支持支持LTE频段及NR频段。在本实施方式中,所述第七谐振模式为所述第三匹配电路M3到所述第二匹配电路M2的环模,所谓环模,也称为半LOOP模式,或1/2波长模式。本申请实施方式提供的天线组件10所述第七谐振模式为所述第三匹配电路M3到所述第二匹配电路M2的环模,有利于减小所述第一辐射体110及第二辐射体120的电长度,从而节约了所述天线组件10的空间。当所述天线组件10应用于电子设备中时,便于在电子设备中布局。所述第七谐振模式对应的电流命名为第七电流I7。所述第七电流I7自所述第三匹配电路M3流向所述第一耦合端112,并由所述第二耦合端122至所述第二匹配电路M2。
所述第八谐振模式为所述第三匹配电路M3到所述第一匹配电路M1的环模。所述第八谐振模式用于支持LTE频段及NR频段。所述第八谐振模式为所述第三匹配电路M3到所述第一匹配电路M1的环模,有利于减小所述第一辐射体110及第二辐射体120的电长度,从而节约了所述天线组件10的空间。当所述天线组件10应用于电子设备中时,便于在电子设备中布局。所述第八谐振模式对应的电流命名为第八电流I8。所述第八电流I8自所述第三匹配电路M3到所述第四匹配电路M4。
请参阅图18,图18为本申请又一实施方式提供的天线组件的示意图。所述天线组件10包括第一馈源S1、第一匹配电路M1、第二匹配电路M2、第一辐射体110及第二辐射体120。所述第一辐射体110具有第一接地端111、第一耦合端112及馈电点F。所述第一接地端111接地,所述馈电点F位于所述第一接地端111与所述第一耦合端112之间,且电连接所述第一匹配电路M1至所述第一馈源S1。所述第二辐射体120具有第二接地端121、第二耦合端122及第一连接点E。所述第二接地端121电连接至地。所述第二耦合端122与所述第一耦合端112耦合且存在耦合缝隙110a。所述第一连接点E位于所述第二接地端121与所述第二耦合端122之间,且电连接所述第二匹配电路M2。所述第一辐射体110及所述第二辐射体120在所述第一馈源S1的激励下支持多个谐振模式,其中,所述多个谐振模式中的一者用于支持UWB频段,所述多个谐振模式中的其余谐振模式支持的频段与UWB频段不同。
在本实施方式中,所述第二匹配电路M2电连接至地,所述第一辐射体110还具有第二连接点G,所述第二连接点G位于所述第一接地端111与所述第一耦合端112之间,且所述第二连接点G与所述馈电点F间隔设置,所述天线组件10还包括第三匹配电路M3及第二馈源S2。所述第二馈源S2电至所述第三匹配电路M3至所述第二连接点G,所述第一辐射体110在所述第二馈源S2的激励下支持低频(Low Band,LB)频段及GPS L5频段。
所述第三匹配电路M3用于调整所述第一辐射体110的电长度。由于所述第三匹配电路M3用于调整所述第一辐射体110的电长度,因此,所述第三匹配电路M3可调整所述第一辐射体110所支持的谐振模式,进而调整所述第一辐射体110所支持的谐振频段及谐振频段的谐振频点。
所谓LB频段,是指是指频率低于1000MHz的频段,即,低频频段的频率f满足:f<1000MHz(即1GHz)。
在本实施方式的天线组件10包括第二馈源S2,因此,所述天线组件10还可支持LB频段,可使得所述天线利用LB频段进行通信,进而提升了所述天线组件10支持的频段的数目,提升所述天线组件10的通信质量。
请参阅图19,图19为图18所提供的天线组件中第二馈源对应的S参数仿真图。所述第一接地端111电连接至第一接地点GND1,所述第一辐射体110在所述第二馈源S2的激励下产生第九谐振模式,所述第九谐振模式用于支持所述LB频段。
在本仿真图中横轴为频率,单位为GHz;纵轴为S参数(S Parameters),单位为dB。本仿真图的曲线中的波谷处均对应一个谐振模式。由本仿真图可见,所述曲线中具有一个波谷,且频率小于1GHz,因此,所述天线组件10还可工作于LB频段。
请参阅图20,图20为第九谐振模式对应的主要电流流向示意图。所述第九谐振模式为所述第一接地点GND1至所述耦合缝隙110a的1/4波长模式。
在本实施方式中,所述第九谐振模式为所述第一接地点GND1至所述耦合缝隙110a的1/4波长模式,1/4波长模式为效率相对较高的谐振模式,故能够增强所支持的频段的收发效率。所述第九谐振模式对应的电流命名为第九电流I9。所述第九电流I9自所述第一接地点GND1流向所述耦合缝隙110a。
在本实施方式中,所述第一辐射体110的长度为所述LB频段的1/8波长~1/4波长。具体的,通过设计第一辐射体110的长度为所述LB频段对应的波长的1/8倍~1/4倍,以在第一辐射体110上激励起第九谐振模式,在第九谐振模式所支持的频段具有较高的辐射效率。
一般地,通过设计第一辐射体110的长度为第二馈源S2发送至第一辐射体110的激励电流在介质中的波长的1/4倍,在所述第九谐振模式对应的谐振频点(命名为f9)处易激励起较高的辐射效率。进一步地,通过在第九谐振模式对应的谐振电流的路径上设置接地的容性的第三匹配电路M3,以实现容性耦合馈入第一辐射体110上,容性加载皆可使得第九谐振模式对应的谐振频率朝向低频偏移,不再遵循原本的需要在第一辐射体110的长度约为1/4波长处产生较高效率的谐振,而是可以在第一辐射体110的长度对应1/8~1/4波长的范围内,能够产生较高效率的谐振,故在原来的第九谐振模式对应的谐振频点形成谐振的同时还能够使所对应的第一辐射体110的长度缩短,例如,减小至第九谐振模式对应的谐振频点所对应的波长的1/8倍等,进一步地减小第一辐射体110的尺寸,减小天线组件10的堆叠长度。
请参阅图21,图21为本申请再一实施方式提供的天线组件的示意图。在本实施方式中,所述天线组件10包括第一馈源S1、第一匹配电路M1、第二匹配电路M2、第一辐射体110及第二辐射体120。所述第一辐射体110具有第一接地端111、第一耦合端112及馈电点F。所述第一接地端111接地,所述馈电点F位于所述第一接地端111与所述第一耦合端112之间,且电连接所述第一匹配电路M1至所述第一馈源S1。所述第二辐射体120具有第二接地端121、第二耦合端122及第一连接点E。所述第二接地端121电连接至地。所述第二耦合端122与所述第一耦合端112耦合且存在耦合缝隙110a。所述第一连接点E位于所述第二接地端121与所述第二耦合端122之间,且电连接所述第二匹配电路M2。所述第一辐射体110及所述第二辐射体120在所述第一馈源S1的激励下支持多个谐振模式,其中,所述多个谐振模式中的一者用于支持UWB频段,所述多个谐振模式中的其余谐振模式支持的频段与UWB频段不同。
此外,所述天线组件10还包括第三匹配电路M3及第三馈源S3。所述第三匹配电路M3电连接至所述第二连接点G,且所述第三匹配电路M3电连接至地。所述第三馈源S3电连接至所述第二匹配电路M2,所述第一辐射体110及所述第二辐射体120在所述第三馈源S3的激励下支持GPS L1频段及WiFi2.4G频段。
在本实施方式的天线组件10包括第三馈源S3,因此,所述天线组件10还可支持GPSL1频段及WiFi2.4G频段,可使得所述天线利用GPS L1频段及WiFi2.4G频段进行通信,进而提升了所述天线组件10支持的频段的数目,提升所述天线组件10的通信质量。
在本实施方式中,所述第二辐射体120的长度为GPS L1频段的谐振频点对应的1/4波长。
通过设计第二辐射体120的长度为GPS L1频段的谐振频点对应的1/4波长,易激励起较高的辐射效率。
请参阅图22,图22为本申请再一实施方式提供的天线组件的示意图。在本实施方式中,所述天线组件10包括第一馈源S1、第一匹配电路M1、第二匹配电路M2、第一辐射体110及第二辐射体120。所述第一辐射体110具有第一接地端111、第一耦合端112及馈电点F。所述第一接地端111接地,所述馈电点F位于所述第一接地端111与所述第一耦合端112之间,且电连接所述第一匹配电路M1至所述第一馈源S1。所述第二辐射体120具有第二接地端121、第二耦合端122及第一连接点E。所述第二接地端121电连接至地。所述第二耦合端122与所述第一耦合端112耦合且存在耦合缝隙110a。所述第一连接点E位于所述第二接地端121与所述第二耦合端122之间,且电连接所述第二匹配电路M2。所述第一辐射体110及所述第二辐射体120在所述第一馈源S1的激励下支持多个谐振模式,其中,所述多个谐振模式中的一者用于支持UWB频段,所述多个谐振模式中的其余谐振模式支持的频段与UWB频段不同。
此外,在本实施方式中,所述天线组件10还包括第三匹配电路M3、第二馈源S2、第四匹配电路M4及第三馈源S3。所述第二馈源S2电连接至所述第三匹配电路M3至所述第二连接点G,所述第一辐射体110在所述第二馈源S2的激励下支持LB频段。所述第一馈源S1电连接所述第四匹配电路M4至所述馈电点F。所述第三馈源S3电连接至所述第二匹配电路M2,所述第二辐射体120在所述第三馈源S3的激励下支持GPS L1频段及WiFi2.4G频段。
请参阅图23,图23为图22中的天线组件中第三馈源对应的S参数示意图。在本仿真图中横轴为频率,单位为GHz;纵轴为S参数(S Parameters),单位为dB。本仿真图的曲线中的波谷处均对应一个谐振模式。可以理解地,本仿真图是基于图23所示的天线组件进行的仿真,且后续基于图23所示的天线组件的结构对电流进行示意。可以理解地,基于图22所示的天线组件进行仿真也可以得到本S参数示意图,且相同的谐振模式下的电流流向相同。由本示意图可见,所述第三馈源S3有三个主要的模式,分别命名为第十谐振模式(图示中点1处对应的谐振模式),第十一谐振模式(图示中点2处对应的谐振模式)及第十二谐振模式(图示中点3处对应的谐振模式)。换而言之,所述天线组件还具有第十谐振模式、第十一谐振模式及第十二谐振模式。
请参阅图24,图24为第十谐振模式对应的主要电流流向示意图。所述第十谐振模式为第一匹配电路M1与所述第二接地端121电连接的D点到所述耦合缝隙110a的1/4波长模式。相应地,第十谐振模式对应的主要电流命名为第十电流I10,所述第十电流I10自所述第一匹配电路M1与所述第二接地端121电连接的D点流向所述耦合缝隙110a。1/4波长模式为效率相对较高的谐振模式,本申请实施方式中第十谐振模式为D点到所述耦合缝隙110a的1/4波长模式,因此,能够增强所述第十谐振模式支持的频段的收发效率。
请参阅图25,图25为第十一谐振模式对应的主要电流流向示意图。所述第十一谐振模式为所述第一连接点E到所述耦合缝隙110a的1/4波长模式。第十一谐振模式对应的主要电流命名为第十一电流I11,所述第十一电流I11自所述第一连接点E到所述耦合缝隙110a。1/4波长模式为效率相对较高的谐振模式,本申请实施方式中第十一谐振模式为所述第一连接点E到所述耦合缝隙110a的1/4波长模式,因此,能够增强所述第十一谐振模式支持的频段的收发效率。
请参阅图26,图26为第十二谐振模式对应的主要电流流向示意图。所述第十二谐振模式为所述第三馈源S3到所述第一接地端GND1的同向电流模式。
由此可见,本申请实施方式的天线组件10不但可支持UWB频段,还可支持LB频段、GPS频段以及WiFi2.4G频段,可支持较多的频段,进而提升了所述天线组件10支持的频段的数目,提升所述天线组件10的通信质量。
此外,本申请实施方式提供的天线组件10中的第一馈源S1激励起的多个谐振模式可同前面实施方式一样,支持UWB频段、WiFi 7频段、LTE频段及NR频段,请参阅前面描述,在此不再赘述。进而提升了所述天线组件10支持的频段的数目,提升所述天线组件10的通信质量。
综上所述,本申请实施方式中的天线组件10可支持LB频段;GPS频段;以及WIFI7频段、LTE频段、NR频段及UWB频段。因此,本申请实施方式提供的天线组件10可工作于较多的频段,具有较好的通信效果。
此外,由于本实施方式中的天线组件10包括第一馈源S1、第二馈源S2及第三馈源S3,因此,相当于所述天线组件10包括是三个天线,分别命名为第一天线、第二天线及第三天线。所述第一天线包括第一馈源S1、第一匹配电路M1、第一辐射体110及第二辐射体120。所述第二天线包括第二馈源S2、第一辐射体110及第三匹配电路M3。所述第三天线包括第三馈源S3、第二辐射体120、第二匹配电路M2、第四匹配电路M4及第一辐射体110。
本实施方式中各个谐振模式及其对应的电流请参阅前面描述,在此不再赘述。
所述第一匹配电路M1或所述第二匹配电路M2包括一个或多个子选频滤波电路113a,所述子选频滤波电路包括图27至图34中的一者或多者。换而言之,在所述天线组件10中,所述第一匹配电路M1包括一个或多个子选频滤波电路113a。和/或者,所述第二匹配电路M2包括个或多个子选频滤波电路113a。
在天线组件10中包括第三匹配电路M3的实施方式中,所述第三匹配电路M3包括一个或多个子选频滤波电路113a。
在所述天线组件10包括第四匹配电路M4的实施方式中,所述第四匹配电路M4包括一个或多个子选频滤波电路113a。
下面对子选频滤波电路113a进行详细描述。请一并参阅图27至图34,图27至图34为分别为本申请各个实施方提供的子选频滤波电路的示意图。所述子选频滤波电路113a包括以下一种或多种电路。
请参阅图27,在图27中所述子选频滤波电路113a包括电感L0与所述电容C0串联形成的带通电路。
请参阅图28,在图28中所述子选频滤波电路113a包括电感L0与电容C0并联形成的带阻电路。
请参阅图29,在图29中所述子选频滤波电路113a包括电感L0、第一电容C1、及第二电容C2。所述电感L0与所述第一电容C1并联,且所述第二电容C2电连接所述电感L0与所述第一电容C1电连接的节点。
请参阅图30,在图30中所述子选频滤波电路113a包括电容C0、第一电感L1、及第二电感L2。所述电容C0与所述第一电感L1并联,且所述第二电感L2电连接所述电容C0与所述第一电感L1电连接的节点。
请参阅图31,在图31中所述子选频滤波电路113a包括电感L0、第一电容C1、及第二电容C2。所述电感L0与所述第一电容C1串联,且所述第二电容C2的一端电连接所述电感L0未连接所述第一电容C1的第一端,所述第二电容C2的另一端电连接所述第一电容C1未连接所述电感L0的一端。
请参阅图32,在图32中所述子选频滤波电路113a包括电容C0、第一电感L1、及第二电感L2。所述电容C0与所述第一电感L1串联,所述第二电感L2的一端电连接所述电容C0未连接第一电感L1的一端,所述第二电感L2的另一端电连接所述第一电感L1未连接所述电容C0的一端。
请参阅图33,在图33中所述子选频滤波电路113a包括第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1、及第二电感L2。所述第一电容C1与所述第一电感L1并联,所述第二电容C2与所述第二电感L2并联,且所述第二电容C2与所述第二电感L2并联形成的整体的一端电连接所述第一电容C1与所述第一电感L1并联形成的整体的一端。换而言之,所述第一电容C1与所述第一电感L1并联形成第一单元113b,所述第二电容C2与所述第二电感L2并联形成第二单元113c,所述第一单元113b与所述第二单元113c串联。
请参阅图34,在图34中所述子选频滤波电路113a包括第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1、及第二电感L2,所述第一电容C1与所述第一电感L1串联形成第一单元113b,所述第二电容C2与所述第二电感L2串联形成第二单元113c,且所述第一单元113b与所述第二单元113c并联。
请参阅图35,图35为图22提供的天线组件中各个天线单元的隔离度示意图。在本示意图中,横轴为频率,单位为GHz;纵轴为隔离度,单位为dB。其中,曲线①为第三天线与第一天线之间的隔离度;曲线②为第三天线与第二天线之间的隔离度;曲线③为第一天线与第二天线之间的隔离度。由本仿真图可见,第三天线与第一天线之间具有较好的隔离度,第三天线与第二天线之间具有较好的隔离度,第一天线与第二天线之间具有较好的隔离度。
请参阅图36,图36为图22所示的天线组件中的各个天线单元应用于电子设备中时的辐射效率示意图。在本示意图中,横轴为频率,单位为GHz;纵轴为辐射效率,单位为dB。其中,本示意图中的曲线①为第三天线的***辐射效率(System Rad.Efficiency)曲线;曲线②为第一天线的***辐射效率曲线;曲线③为第二天线的***辐射效率曲线;曲线④为第三天线的***总效率(System Tot.Efficiency)曲线;曲线⑤为第一天线的***总效率曲线;曲线⑥为第二天线的***总效率曲线。由曲线②及曲线⑤可见,第一天线具有较好的辐射效率;由曲线③及曲线⑥可见,第二天线具有较好的辐射效率;由图中曲线①及曲线④可见,第三天线具有较好的辐射效率。
需要说明的是,当所述天线组件10中的第一馈源S1工作,而第二馈源S2及第三馈源S3不工作时,所述第二馈源S2及所述第三馈源S3处相当于50欧下地。所述第一馈源S1仍然可激励起第一谐振模式、第二谐振模式、第三谐振模式、第四谐振模式、第五谐振模式、第六谐振模式、第七谐振模式及第八谐振模式。
如果所述天线组件10中不增加UWB测距功能,那么,可以只利用所述天线组件10中第一馈源S1对应的第二谐振模式、第三谐振模式、第四谐振模式、第五谐振模式、第六谐振模式、第七谐振模式及第八谐振模式。而所述第一谐振模式存在,但是没有被利用到。具体请参阅图37,图37为第一馈源对应的第二谐振模式至第八谐振模式的S参数示意图。当所述天线组件10中未利用到UWB频段时,所述天线组件10支持LB频段+GPS频段+WiFi 7频段+LTE频段+NR频段,具有多的频段数量及频段的宽度。
以图22为基础,请一并参阅图21及图38,图38为图21所示的天线组件中第一馈源及第三馈源对应的S参数示意图。如果不想增加LB频段,则,图21所示的天线组件10相较于图22所示的天线组件10,相当于把图22所示的天线组件10中第二馈源S2去掉,第三匹配电路M3电连接至地(即,第三匹配电路M3下地)而得到图21中所示的天线组件10。换而言之,请参阅图21,图21所示的天线组件10相较于图22所示的天线组件10少了第二馈源S2。由图38所示,图21所示的天线组件10中的所述第一馈源S1仍然可激励起第一谐振模式、第二谐振模式、第三谐振模式、第四谐振模式、第五谐振模式、第六谐振模式、第七谐振模式及第八谐振模式,其对应的曲线请参见图38中曲线①。在曲线①中,点1处对应第一谐振模式,点2处对应第二谐振模式,点3处对应第三谐振模式,点4处对应第四谐振模式,点5处对应第五谐振模式,点6处对应第六谐振模式,点7处对应第七谐振模式,点8处对应第八谐振模式。所述第三馈源S3仍然可激励起第十谐振模式,第十一谐振模式及第十二谐振模),其对应的曲线见图38中曲线②。在曲线②中,点9对应第十谐振模式,点10对应第十一谐振模式,点11对应第十二谐振模式。由此可见,所述天线组件10仍然可支持支持GPS频段+WiFi 7频段+LTE频段+NR频段+UWB频段,具有多的频段数量及频段的宽度。
以图22为基础,请一并参阅图18及图39,图39为图18所示的天线组件中第一馈源及第二馈源对应的S参数示意图。如果不想增加GPS/WiFi 2.4G频段,则,图18中所示的天线组件10相当图22所示的天线组件,相当于把图22所示的天线组件10中的第三馈源S3去掉,将第二匹配电路M2电连接至地(即,第二匹配电路M2下地)而得到图18所示的天线组件10。换而言之,图18所示的天线组件10相较于图22所示的天线组件10少了第三馈源S3。如图39所示,图18所示的天线组件10的所述第一馈源S1仍然可激励起第一谐振模式、第二谐振模式、第三谐振模式、第四谐振模式、第五谐振模式、第六谐振模式、第七谐振模式及第八谐振模式,其对应的曲线请参见图38中曲线①。在曲线①中,点1处对应第一谐振模式,点2处对应第二谐振模式,点3处对应第三谐振模式,点4处对应第四谐振模式,点5处对应第五谐振模式,点6处对应第六谐振模式,点7处对应第七谐振模式,点8处对应第八谐振模式。所述第二馈源S2仍然可激励起第九谐振模式,其对应的曲线请参见曲线②。在曲线②中,点9处对应第九谐振模式。本实施方式提供的天线组件10支持LB频段+WIFI 7频段+LTE频段NR频段+UWB频段。
以图22为基础,请一并参阅图10及图8,如果不想增加LB频段、GPS频段、及WiFi2.4G频段,则相当于把图22所示的天线组件10中的第二馈源S2及第三馈源S3去掉,将第二匹配电路M2电连接至地(即,第二匹配电路M2下地),且将第三匹配电路M3电连接至地(即,第三匹配电路M3下地)而得到图10中所示的天线组件10。换而言之,图10所示的天线组件10相较于图22所示的天线组件10少了第三馈源S3。由图8可见,所述天线组件10中的所述第一馈源S1仍然可激励起第一谐振模式、第二谐振模式、第三谐振模式、第四谐振模式、第五谐振模式、第六谐振模式、第七谐振模式及第八谐振模式,其对应的曲线请参见图8中曲线。在曲线中,点1处对应第一谐振模式,点2处对应第二谐振模式,点3处对应第三谐振模式,点4处对应第四谐振模式,点5处对应第五谐振模式,点6处对应第六谐振模式,点7处对应第七谐振模式,点8处对应第八谐振模式。由此可见,所述天线组件10可支持WiFi 7频段+LTE频段+NR频段+UWB频段。
以上所述,当所述第一馈源S1用于激励起UWB频段时,可同时覆盖UWB CH5频段及UWB CH9频段。可以实际信道需求,选择所述天线组件10支持UWB CH5频段,或者UWB CH9频段。当所述天线组件10支持UWB CH5频段时,所述天线组件10通常用于测量所述天线组件10所应用的电子设备1与终端设备5之间的角度,换而言之,所述天线组件10作为测角天线。当所述天线组件10支持UWB CH9频段时,所述天线组件10通常用于测量所述天线组件10所应用的电子设备1与所述终端设备5之间的距离,换而言之,所述天线组件10可以用作测距天线。
请一并参阅图40及图22,图40为本申请另一实施方式提供的天线组件的示意图。图40中的天线组件10相较于图22中的天线组件10,本实施方式中,第二连接点G相较于所述馈电点F邻近所述耦合缝隙110a设置。即,所述第一馈源S1与所述第二馈源S2的位置进行了互换,且第一馈源S1电连接到所述第一辐射体110上的馈电点G和第一馈源S1电连接到第一辐射体110上的第二连接点G的位置发生了变化。在本实施方式中,所述第一馈源S1所支持的频段与图22及其相关实施方式提供的天线组件10中的第一馈源S1激励出来的谐振模式基本相同,本实施方式提供的天线组件10可激励出第一谐振模式、第二谐振模式、第三谐振模式、第四谐振模式、第五谐振模式、及第六谐振模式、第七谐振模式及第八谐振模式。
当所述天线组件10应用于电子设备1中时,所述天线组件1可设置于所述电子设备1的任意位置。在一实施方式中,所述天线组件1中的第一辐射体110与所述第二辐射体120对应所述电子设备1的相连的两个边框相连的拐角处设置。请参阅图41及图42,图41为本申请一实施提供的天线组件的示意图;图42为图41所示的天线组件在电子设备中的示意图。所述天线组件10还具有地***150,所述地***150可以为但不仅限于为主板中的金属层,或者金属板等。所述电子设备1还包括壳体30,所述天线组件30收容于所述壳体30。
请一并参阅图1、图2及图3,上述的天线组件10设置于电子设备1中,以电子设备1为手机为例。请参阅图1至图3,在一实施方式中,所述电子设备1包括壳体30及前面任意实施方式所述的天线组件10。所述天线组件10的第一辐射体110及第二辐射体120中的至少一者集成于所述壳体30,或设置于所述壳体30的表面,或设置于所述壳体30所包围的收容空间内。在一实施方式中,所述壳体30包括中框310及背板320。所述中框310包括承载部311及边框部312。所述边框部312弯折连接于所述承载部311的周缘,且凸出所述承载部311相对的两侧。所述壳体30设置于所述承载部311的一侧,且收容于所述承载部311与所述边框部312形成的空间内。
在一实施方式中,所述第一辐射体110及所述第二辐射体120中的至少一者集成于所述中框310,或设置于所述中框310的表面,或设置于所述中框310和所述背板320形成的收容空间内。当所述第一辐射体110及所述第二辐射体120的至少一者集成于所述中框310时,可通过在所述边框部312上开设断缝等方式形成所述第一辐射体110及所述第二辐射体120。
可选的,在一实施方式中,第一辐射体110、第二辐射体120成型于边框部312的表面(例如边框部312的内表面或外表面)。具体的,第一辐射体110、第二辐射体120的基本形式包括但不限于贴片辐射体、通过激光直接成型(Laser Direct Structuring,LDS)、印刷直接成型(PrintDirect Structuring,PDS)等工艺成型在边框部312的内表面上,此实施方式中,边框部312的材质可为非导电材质(对于电磁波信号为非屏蔽材质、或设置透波结构)。当然,第一辐射体110、第二辐射体120还可以设于背板320的表面。
可选的,第一辐射体110、第二辐射体120设于柔性电路板、硬质电路板或其他的承载板。第一辐射体110、第二辐射体120可集成于柔性电路板上,并将柔性电路板通过粘胶等贴设于中框310的内表面,此实施方式中,边框部312的材质可为非导电材质。当然,第一辐射体110、第二辐射体120还可设于背板320的内表面。
可以理解地,上述第一辐射体110及所述第二辐射体120的位置仅为一些实施方式中的情况,在其他实施方式中,所述第一辐射体110及所述第二辐射体120的位置也可以为其他位置,在此不做限定。
为了方便所述天线组件10和后面的天线组件10区分,前面各个实施方式介绍的天线组件10命名为,第一天线组件。
请参阅图43,图43为本申请一实施方式提供的电子设备与终端设备进行通信时的示意图。所述第一天线组件10用于接收终端设备5发射的测距信号,其中,所述测距信号为UWB频段的信号。所述电子设备1还包括处理器40。所述处理器40与所述第一天线组件10电连接,当所述第一天线组件10接收到所述测距信号时,所述处理器40控制所述第一天线组件10根据所述测距信号发射反馈信号至所述终端设备5,其中,所述反馈信号为UWB频段的信号,且用于表征所述电子设备1与所述终端设备5之间的距离。
由于相关技术的UWB天线单独设置在主板支架上,所述UWB天线的方向图主波瓣在图中-Z方向,而Z方向的方向系数很低。既,相关技术的辐射方向为自后置摄像头指向外的方向。换而言之,相关技术中的UWB天线的方向图为定向。在一些极限情况下,比如,相关技术的UWB天线的电子设备1设被放置于裤子口袋中,由于所述UWB天线的方向图定向,因此,当终端设备5向所述电子设备1发射测距信号(为UWB频段)时,所述电子设备1的UWB天线可能完全被遮挡而无法接收到所述测距信号。因此,所述终端设备5无法搜索到所述电子设备1。
而本申请实施方式的天线组件10,可和其他频段共用一个天线组件10,所述天线组件10的位置设置可更加灵活,比如,设置集成于电子设备1的壳体30、设置于所述壳体30的表面,或者设置于所述壳体30所包围的收容空间内。当本申请实施方式提供的天线组件10设计位置更加灵活时,相较于相关技术的UWB天线而言,本申请实施方式提供的天线组件10具有更大的应用潜力。所述壳体30包括背板320及中框310。当本申请实施方式提供的天线组件10设置于中框310上时(即,作为中框天线),具有较好的全向性。所述天线组件10在UWB频段的方向图相对于相关技术的UWB天线更加全向,即不仅包含-Z方向,同时包含Z方向的辐射场,极限场景下Z方向仍具备能被探测到的能力。当终端设备5向所述电子设备1发送测距信号时,所述电子设备1的天线组件10可接收到所述测距信号,因此,所述电子设备1的处理器40控制所述第一天线组件10根据所述测距信号发射反馈信号至所述终端设备5,所述终端设备5根据所述反馈信号可计算出所述电子设备1与所述终端设备5之间的距离。
请参阅图1、图44、及图45,图44为另一实施方式提供的电子设备的立体分解示意图;图45为图44提供的电子设备组装起来之后另一视角的示意图。所述电子设备1还包括主板50、主板支架60及第二天线组件20。所述主板50具有地极,所述第一天线组件10电连接至所述主板50以接地。所述主板支架60用于支撑所述主板50。所述第二天线组件20承载于所述主板支架60。所述第二天线组件20可直接承载于所述主板支架60,或所述第二天线组件20间接承载于所述主板支架60,比如,所述第二天线组件20设置于所述主板50,所述主板50设置于所述主板支架60。所述第二天线组件20用于进行摄像头探测,和/或身份认证。
相关技术中,UWB天线设置于所述主板支架60上。而本申请实施方式提供的天线组件10的UWB频段可和其他频段共用一个天线组件10,所述天线组件10的位置设置可更加灵活,比如,设置集成于电子设备1的壳体30、设置于所述壳体30的表面,或者设置于所述壳体30所包围的收容空间内。因此,所述主板支架60上的空间被节约出来,提供了更多的设计可能性,比如,可设置第二天线组件20,以使得所述电子设备1具有更多的功能。
在一实施方式中,所述第二天线组件20用于进行摄像头探测,比如,所述第二天线组件20可用于所述电子设备1所处的环境中的摄像头探测。举例而言,当用户入住酒店时,可利用所述第二天线组件20探测酒店中是否隐藏有摄像头。所述第二天线组件20可以为平面倒F形天线(Planar Inverted F-shaped Antenna,PIFA)天线组件10。
在另一实施方式中,所述第二天线组件20用于身份认证,比如,所述第二天线组件20用于朝门禁模块发出认证信号,以请求门禁模块开启目标设备(比如小区大门)等。所述第二天线组件20可以为FPC天线。
进一步地,请参阅图45,所述电子设备1还包括功能器件70。所述功能器件70电连接至所述主板50,所述功能器件70及所述第一天线组件10之间限定收容区域,所述第二天线组件20设置于所述收容区域内。
在本实施方式中,所述功能器件70可以为但不仅限于为后置摄像头、或闪光灯等。所述第二天线组件20设置于所述收容区域,可充分利用所述功能器件70与所述第一天线组件10之间的空间,有利于所述电子设备1的集成化。
请参阅图42,所述壳体30包括弯折相连的第一边框30a和第二边框30b。所述第二边框30b的长度大于所述第一边框30a的长度。所述天线组件10的第一辐射体110对应所述第一边框30a设置,所述天线组件10的第二辐射体120部分对应所述第一边框30a设置,所述第二辐射体120的另外部分对应所述第二边框30b设置,所述耦合缝隙110a位于所述第一边框30a,且所述耦合缝隙110a邻近所述第一边框30a与所述第二边框30b相连的拐角处。
在本实施方式中,所述第一边框30a为所述电子设备1的壳体30的长边框,所述第二边框30b为所述电子设备1的壳体30的短边框。所述耦合缝隙110a位于所述第一边框30a,且所述耦合缝隙110a邻近所述第一边框30a与所述第二边框30b相连的拐角处,因此,当所述电子设备1处于横屏模式时,所述耦合缝隙110a处也不容易被用户握持而遮挡,从而提升了所述电子设备1在横屏模式下的通信性能。
当用户横屏握持电子设备1(例如横屏玩游戏、看视频等)时,用户的双手的握持位置相对邻近第一边框30a的中间位置,如此,使得耦合缝隙110a远离用户的手持位置。当用户的手指越靠近天线组件10的电场强点(耦合缝隙110a处),对于天线组件10的干扰影响越大。因此,通过将天线组件10的第一辐射体110及第二辐射体120的部分设于第一边框30a,并使得耦合缝隙110a邻近所述拐角处设置,进而使得所述耦合缝隙110a远离用户横屏握持电子设备1的手持位置,以使用户在电子设备1处于横屏且握持电子设备1场景时,所述耦合缝隙110a避开用户的手指,使其不被遮挡。可选的,所述耦合缝隙110a的位置与第一边框30a之间的距离为40mm以上,以使天线组件10具有较高的辐射效率,进而提高用户对于电子设备1的使用体验。
此外,所述第二辐射体120部分对应所述第一边框30a设置,所述第二辐射体120的另外部分对应所述第二边框30b设置,即,所述第二辐射体120对应所述第一边框30a与所述第二边框30b相连的拐角处设置。所述拐角处具有相对较好的净空区域,且所述拐角处更容易激励起较高的参考地电流,以提高所述天线组件10所支持的频段的辐射效率。
当然,在其他实施方式中,天线组件10的第一辐射体110、第二辐射体120还可以设置于电子设备1的其他任意位置。
综上所述,本申请一实施方式提供的天线组件10可实现两天线共口径设计,在增加收发频段的带宽和频段数量的同时,还能够减小天线组件10的堆叠空间。此外,通过所述天线组件10中第一馈源S1、第二馈源S2及第三馈源S3的设置,以及第一匹配电路M1、第二匹配电路M2、第三匹配电路M3及第四匹配电路M4的设置,及第一匹配电路M1、第二匹配电路M2、第三匹配电路M3及第四匹配电路M4中选频滤波子电路的选取,可实现LB频段+GPS频段+WiFi 7频段+LTE频段+NR频段+UWB频段的覆盖,具有多的频段数量及频段的宽度。此外,通过对天线组件10在电子设备1上的合理布局,以使电子设备1处于横屏状态下仍然具有较高的信号收发效率。此外,本申请实施方式提供的天线组件10在应用于电子设备1中时,可利用导电的中框310作为所述第一天线辐射体,使得所述天线组件10工作于UWB频段时具有较好的全向性。此外,所述天线组件10的第一辐射体110及第二辐射体120中的至少一者集成于所述壳体30,或设置于所述壳体30的表面,或设置于所述壳体30所包围的收容空间内。因此,可避开相关技术中的UWB天线的布置区域,以节省出收容区域以便布局第二天线组件20。
以上所述是本申请的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (24)

1.一种天线组件,其特征在于,所述天线组件包括:
第一馈源;
第一匹配电路;
第二匹配电路;
第一辐射体,所述第一辐射体具有第一接地端、第一耦合端及馈电点,所述第一接地端接地,所述馈电点位于所述第一接地端与所述第一耦合端之间,且电连接第一匹配电路至所述第一馈源;及
第二辐射体,所述第二辐射体具有第二接地端、第二耦合端及第一连接点,所述第二接地端电连接至地,所述第二耦合端与所述第一耦合端耦合且存在耦合缝隙,所述第一连接点位于所述第二接地端与所述第二耦合端之间,且电连接所述第二匹配电路;
所述第一辐射体及所述第二辐射体在所述第一馈源的激励下支持多个谐振模式,其中,所述多个谐振模式中的一者用于支持UWB频段,所述多个谐振模式中的其余谐振模式支持的频段与UWB频段不同。
2.如权利要求1所述的天线组件,其特征在于,所述多个谐振模式包括:
第一谐振模式,所述第一谐振模式用于支持所述UWB频段,所述第一谐振模式为所述第二接地端至所述耦合缝隙的5/4波长模式。
3.如权利要求2所述的天线组件,其特征在于,所述第一接地端电连接至第一接地点,所述多个谐振模式还包括:
第二谐振模式,所述第二谐振模式为所述耦合缝隙到所述第二接地端的3/4波长模式;
第三谐振模式,所述第三谐振模式为所述第一馈源到所述第一接地点的环模;及
第四谐振模式,所述第四谐振模式为所述第一馈源到所述耦合缝隙的1/4波长模式;
其中,所述第二谐振模式、所述第三谐振模式及所述第四谐振模式用于支持WiFi 7频段。
4.如权利要求3所述的天线组件,其特征在于,所述天线组件还包括地***,所述地***具有第二接地点,所述第二接地端电连接至第二接地点,所述多个谐振模式还包括:
第五谐振模式,所述第五谐振模式为所述耦合缝隙到第二接地端电连接至所述第二接地点的3/4波长模式;及
第六谐振模式,所述第六谐振模式为所述第二匹配电路到所述耦合缝隙的1/4波长模式;
其中,所述第五谐振模式用于支持LTE频段及NR频段,所述第六谐振模式用于支持LTE频段及NR频段。
5.如权利要求1所述的天线组件,其特征在于,所述第二匹配电路电连接至地,所述第一辐射体还具有第二连接点,所述第二连接点位于所述第一接地端与所述第一耦合端之间,且所述第二连接点与所述馈电点间隔设置,所述天线组件还包括:
第三匹配电路,所述第三匹配电路电连接至所述第二连接点,且所述第三匹配电路电连接至地。
6.如权利要求5所述的天线组件,其特征在于,所述第二连接点相较于所述馈电点背离所述耦合缝隙。
7.如权利要求6所述的天线组件,其特征在于,所述多个谐振模式还包括:
第七谐振模式,所述第七谐振模式为所述第三匹配电路到所述第二匹配电路的环模;及
第八谐振模式,所述第八谐振模式为所述第三匹配电路到所述第一匹配电路的环模;
其中,所述第七谐振模式用于支持支持LTE频段及NR频段,所述第八谐振模式用于支持LTE频段及NR频段。
8.如权利要求6所述的天线组件,其特征在于,所述天线组件还包括:
第四匹配电路,所述第二接地端电连接所述第四匹配电路至地。
9.如权利要求1所述的天线组件,其特征在于,所述第二匹配电路电连接至地,所述第一辐射体还具有第二连接点,所述第二连接点位于所述第一接地端与所述第一耦合端之间,且所述第二连接点与所述馈电点间隔设置,所述天线组件还包括:
第三匹配电路;
第二馈源,所述第二馈源电至所述第三匹配电路至所述第二连接点,所述第一辐射体在所述第二馈源的激励下支持LB频段及GPS L5频段。
10.如权利要求9所述的天线组件,其特征在于,所述第一接地端电连接至第一接地点,所述第一辐射体在所述第二馈源的激励下产生第九谐振模式,所述第九谐振模式用于支持所述LB频段。
11.如权利要求10所述的天线组件,其特征在于,所述第九谐振模式为所述第一接地点至所述耦合缝隙的1/4波长模式。
12.如权利要求10所述的天线组件,其特征在于,所述第一辐射体的长度为所述LB频段的1/8波长~1/4波长。
13.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:
第三匹配电路,所述第三匹配电路电连接至第二连接点,且所述第三匹配电路电连接至地;
第三馈源,所述第三馈源电连接至所述第二匹配电路,所述第一辐射体及所述第二辐射体在所述第三馈源的激励下支持GPS L1频段及WiFi2.4G频段。
14.如权利要求13所述的天线组件,其特征在于,所述第二辐射体的长度为GPS L1频段的谐振频点对应的1/4波长。
15.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:
第三匹配电路;
第二馈源,所述第二馈源电连接至所述第三匹配电路至第二连接点,所述第一辐射体在所述第二馈源的激励下支持LB频段;
第四匹配电路,所述第二接地端电连接所述第四匹配电路至地;及
第三馈源,所述第三馈源电连接至所述第二匹配电路,所述第一辐射体及所述第二辐射体在所述第三馈源的激励下支持GPS L1频段及WiFi2.4G频段。
16.如权利要求13或15所述的天线组件,其特征在于,所述第一辐射体及所述第二辐射体在所述第三馈源的激励下支持第十谐振模式、第十一谐振模式及第十二谐振模式,所述第十谐振模式用于支持所述GPS L1频段,所述第十一谐振模式及第十二谐振模式用于支持WiFi 2.4G频段。
17.如权利要求16所述的天线组件,其特征在于,所述第十谐振模式为第四匹配电路与所述第二接地端电连接的点到所述耦合缝隙的1/4波长模式;
所述第十一谐振模式为所述第一连接点到所述耦合缝隙的1/4波长模式;
所述第十二谐振模式为所述第三馈源到所述第一接地端的同向电流模式。
18.如权利要求1所述的天线组件,其特征在于,所述第一匹配电路或所述第二匹配电路包括一个或多个子选频滤波电路,所述子选频滤波电路包括如下一者或多者:
所述子选频滤波电路包括电感与电容串联形成的带通电路;
所述子选频滤波电路包括电感与电容并联形成的带阻电路;
所述子选频滤波电路包括电感、第一电容、及第二电容,所述电感与所述第一电容并联,且所述第二电容电连接所述电感与所述第一电容电连接的节点;
所述子选频滤波电路包括电容、第一电感、及第二电感,所述电容与所述第一电感并联,且所述第二电感电连接所述电容与所述第一电感电连接的节点;
所述子选频滤波电路包括电感、第一电容、及第二电容,所述电感与所述第一电容串联,且所述第二电容的一端电连接所述电感未连接所述第一电容的第一端,所述第二电容的另一端电连接所述第一电容未连接所述电感的一端;
所述子选频滤波电路包括电容、第一电感、及第二电感,所述电容与所述第一电感串联,所述第二电感的一端电连接所述电容未连接第一电感的一端,所述第二电感的另一端电连接所述第一电感未连接所述电容的一端;
所述子选频滤波电路包括第一电容、第二电容、第一电感、及第二电感,所述第一电容与所述第一电感并联形成第一单元,所述第二电容与所述第二电感并联,且所述第二电容与所述第二电感并联形成第二单元所述第一单元与所述第二单元串联;
所述子选频滤波电路包括第一电容、第二电容、第一电感、及第二电感,所述第一电容与所述第一电感串联形成第一单元,所述第二电容与所述第二电感串联形成第二单元,且所述第一单元与所述第二单元并联。
19.如权利要求2所述的天线组件,其特征在于,所述第一谐振模式用于支持所述UWB频段中的CH9频段,所述天线组件还用于支持UWB频段中的CH5频段。
20.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括壳体及第一天线组件,所述第一天线组件为如权利要求1-19任意一项所述的天线组件,所述天线组件的第一辐射体及第二辐射体中的至少一者集成于所述壳体,或设置于所述壳体的表面,或设置于所述壳体所包围的收容空间内。
21.如权利要求20所述的电子设备,其特征在于,所述第一天线组件用于接收终端设备发射的测距信号,其中,所述测距信号为UWB频段的信号,所述电子设备还包括:
处理器,所述处理器与所述第一天线组件电连接,当所述第一天线组件接收到所述测距信号时,所述处理器控制所述第一天线组件根据所述测距信号发射反馈信号至所述终端设备,其中,所述反馈信号为UWB频段的信号,且用于表征所述电子设备与所述终端设备之间的距离。
22.如权利要求20所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括:
主板,所述主板具有地极,所述第一天线组件电连接至所述主板以接地;
主板支架,所述主板支架用于支撑所述主板;
第二天线组件,所述第二天线组件承载于所述主板支架,所述第二天线组件用于进行摄像头探测,和/或身份认证。
23.如权利要求22所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括:
功能器件,所述功能器件电连接至所述主板,所述功能器件及所述第一天线组件之间限定收容区域,所述第二天线组件设置于所述收容区域内。
24.如权利要求21所述的电子设备,其特征在于,所述壳体包括弯折相连的第一边框和第二边框,所述第二边框的长度大于所述第一边框的长度,所述天线组件的第一辐射体对应所述第一边框设置,所述天线组件的第二辐射体部分对应所述第一边框设置,所述第二辐射体的另外部分对应所述第二边框设置,所述耦合缝隙位于所述第一边框,且所述耦合缝隙邻近所述第一边框与所述第二边框相连的拐角处。
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