天线模块及电子设备的制作方法

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线模块及电子设备。

背景技术：

当下的电子设备出于美观等因素考虑，大多采用金属边框或金属壳体结构，即除了正面的屏幕，整机的边框和/或后盖均为金属，使得整机金属质感十足，增强外观表现力，也可以在很大程度上增强结构强度。但是，上述金属边框或壳体结构会极大地缩小天线的净空，从而给天线设计带来很大困难。

目前常用的方法是在有天线的地方将金属边框切断，使天线信号不会被金属边框完全阻隔，获得与外界相通的辐射空间。同时在切断处用非金属材料填充，从而给天线留有一定净空，使得天线可以将信号辐射出去。但是如果对金属边框进行单边切断，若手握到切断处，会导致天线性能急剧下降，并且上述结构设计会影响设备的美观度。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开提供一种天线模块及电子设备，以解决相关技术中的不足。

根据本公开实施例的第一方面，提供了一种天线模块，设置于电子设备中，所述天线模块包括：开设有断缝的金属边框、馈电耦合枝节；

所述馈电耦合枝节为条状金属结构，所述馈电耦合枝节的长边与所述金属边框的内侧边间隔有预设距离；

所述馈电耦合枝节和所述电子设备的中框并行设置于所述电子设备的显示模组和主板之间；其中，所述中框的上方承载所述显示模组，下方连接所述主板，所述中框的侧边通过中框连接部件与所述金属边框的侧边连接；

所述馈电耦合枝节邻近所述断缝的第一端与所述主板的接地部电连接，形成所述天线模块的第一接地点；

所述馈电耦合枝节上设置有接触点，通过所述接触点与所述主板的射频模块电连接，形成所述天线模块的馈电点；

与所述馈电耦合枝节的第二端邻近的中框连接部件，形成所述天线模块的第二接地点；

所述金属边框的侧边与所述馈电耦合枝节上方对应显示模组部位的侧边之间开设有缝隙。

可选的，所述接触点将所述馈电耦合枝节分为第一耦合枝节和第二耦合枝节，其中，所述接触点与所述第一端之间的枝节构成第一耦合枝节；所述接触点与所述第二端之间的枝节构成第二耦合枝节。

可选的，所述第二耦合枝节的长度大于所述第一耦合枝节的长度。

可选的，馈入信号通过所述第一耦合枝节和所述第二接地点与所述断缝之间的金属边框耦合，激励GPS频段的谐振。

可选的，馈入信号通过所述第二耦合枝节和所述第二接地点与所述断缝之间的金属边框耦合，激励WIFI频段的谐振。

可选的，所述缝隙开设于所述电子设备的正面，与所述电子设备的显示模组注塑连接。

可选的，所述馈电耦合枝节的第一端与所述第一接地点之间连接有匹配电路。

可选的，所述匹配电路包括：电容和/或电感。

可选的，所述缝隙的宽度范围为：0.5mm～3mm。

根据本公开实施例的第二方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：显示模组、中框、主板、天线模块，其中，所述天线模块包括：

开设有断缝的金属边框、馈电耦合枝节；

所述馈电耦合枝节为条状金属结构，所述馈电耦合枝节的长边与所述金属边框的内侧边间隔有预设距离；

所述馈电耦合枝节和所述电子设备的中框，并行设置于所述电子设备的显示模组和主板之间；其中，所述中框的上方承载所述显示模组，下方连接所述主板，所述中框的侧边通过中框连接部件与所述金属边框的侧边连接；

所述馈电耦合枝节邻近所述断缝的第一端与所述主板的接地部电连接，形成所述天线模块的第一接地点；

所述馈电耦合枝节上设置有接触点，通过所述接触点与所述主板的射频模块电连接，形成所述天线模块的馈电点；

与所述馈电耦合枝节的第二端邻近的中框连接部件，形成所述天线模块的第二接地点；

所述金属边框的侧边和所述馈电耦合枝节上方对应显示模组部位的侧边之间开设有缝隙。

本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开提供的天线模组，在开设有断缝的金属边框的侧边和显示模组的侧边开设有缝隙，构成所述缝隙的显示模组边缘的下方设置有长条状金属片，与上述缝隙平行设置。上述长条状金属片作为馈电耦合枝节，与形成缝隙的金属侧边框耦合，可以同时激励出GPS和WIFI工作频段的电磁波，并通过上述缝隙从电子设备的正面辐射出去。由于无需通过切断电子设备的金属边框来为天线留净空，可以有效避免用户手握金属边框对天线性能的影响，提高天线性能。由于辐射天线信号的缝隙开设于电子设备的正面，在对缝隙采用绝缘材料进行密封的工艺中，更方便采用复杂工艺来覆盖缝隙，使得缝隙几乎不会影响电子设备的外观，增强电子设备的美观度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开根据一示例性实施例示出的一种天线模块的结构示意图；

图2是图1所示结构沿AA’方向的截面示意图；

图3是图1所示结构沿BB’方向的截面示意图；

图4-1是本公开根据一示例性实施例示出的一种中框与金属边框的连接示意图；

图4-2是本公开根据一示例性实施例示出的另一种中框与金属边框的连接示意图；

图5是本公开根据一示例性实施例示出的一种金属边框的结构示意图；

图6是本公开根据一示例性实施例示出的一种天线模块的示意图；

图7是本公开根据一示例性实施例示出的天线模块的谐振测试结果示意图；

图8-1是本公开根据一示例性实施例示出的一种天线模块匹配电路的结构示意图；

图8-2是本公开根据一示例性实施例示出的另一种天线模块匹配电路的结构示意图；

图8-3是本公开根据一示例性实施例示出的另一种天线模块匹配电路的结构示意图；

图9是本公开根据一示例性实施例示出的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

天线模块是电子设备实现无线通信功能的必备部件，本公开提供了一种天线模块，可以应用于具有无线通信功能的电子设备中，例如，智能手机、平板设备、个人数字助理、可穿戴设备比如智能手表等设备中。

图1是根据一示例性实施例示出的一种天线模组的主视图，图2是图1所示结构沿AA’方向的截面示意图；图3是图1所示结构沿BB’方向的截面示意图。图4-1是根据一示例性实施例示出的一种中框与金属边框的连接示意图；图4-2是根据一示例性实施例示出的另一种中框与金属边框的连接示意图。图5是根据一示例性实施例示出的图1中的金属边框的结构示意图。图6是根据一示例性实施例示出的天线结构示意图。以下实施例主要以该天线模组适用于手机的情况下进行示例性说明。

如图1～6所示，本公开提供的天线模块包括：开设有断缝的金属边框1、馈电耦合枝节5，与手机的中框3、显示模组2、主板4共同形成开设于手机正面的缝隙6。

金属边框上至少开设有一个断缝，参见图5根据一示例性实施例示出的一种金属边框的结构示意图，在手机金属边框1的上边框位置B处开设有一个断缝。

参照图4-1或4-2所示的示意图，馈电耦合枝节5为条状金属结构，比如是条状金属片。馈电耦合枝节5的长边51与金属边框1的内侧边11间隔有预设距离d。本公开实施例中，馈电耦合枝节与金属边框内侧边之间的间距在不同部位可以相同也可以不同，上述各图均示出的是各部位间距相同的情况，即馈电耦合枝节的一个长侧边与金属边框平行设置。

如图2所示，馈电耦合枝节5和手机中框3并行设置于手机的显示模组2和手机主板4之间。

其中，手机的中框位于显示模组和电子设备后盖的中间，用于承载内部各种组件的金属骨架，上述组件如电池、主板、排线、摄像头、各种感应器话筒等零部件。

如图2所示，中框3上方承载显示模组2，下方连接主板4，中框的长度小于显示模组2和主板4的长度。馈电耦合枝节5设置于上述结构形成的空间内，与中框3并行排列在显示模组2的下方。

如图4-1和图4-2示出的中框3与金属边框1的连接示意图。中框3的侧边通过中框连接部件31与金属边框1的内侧边11连接。

参照图2、图3和图6，馈电耦合枝节5上设置有接触点C。馈电耦合枝节5在接触点C位置处，与主板4上的射频模块电连接，形成天线模块的馈电点7。

本公开实施例中，馈电点7可以是设置于主板4上的射频模块的一个I/O接口，也就是说馈电点是天线模块与射频模块的连接点。

具体的，如图2所示，馈电耦合枝节5在接触点C位置处，可以通过第一金属弹片70与主板4上的射频模块电连接。上述射频模块可以包括：接收机和发射机。天线模块接收到的信号通过所述馈电点传送到所述接收机的输入端；同时，发射机发出的信号通过所述馈电点传送到发射天线的输入端。

馈电耦合枝节5邻近金属边框的断缝位置B的一端，即第一端D，与主板4上的接地部位电连接，形成天线模块的第一接地点8。具体的，如图2所示，馈电耦合枝节5的第一端D可以通过第二金属弹片80与主板4上的接地部分电连接。

参见图4-1、图4-2、图5和图6，与馈电耦合枝节5的第二端E邻近的中框连接部件31，可以视作天线模块的第二接地点9。该中框连接部件31可以固定连接或活动连接至金属边框1内侧的位置A处。该中框连接部件31可以是金属材质。

本公开实施例中，金属边框1与馈电耦合枝节对应的上方显示模组之间开设有缝隙，与馈电耦合枝节和金属边框将的缝隙共同形成图1所示的缝隙6。其中，馈电耦合枝节与金属边框的距离可以大于等于显示模组与金属便框的间距。图3示出了上述两个距离相等的情况，即馈电耦合枝节的外侧长边与上方对应部位的显示模组部分的外边沿对齐。在本公开另一实施例中，馈电耦合枝节下方对应部位的主板也可以与金属边框间隔一定距离。

如图3所示，上述电子设备还包括背盖10。在本公开实施例中，上述电子设备的背盖可以是金属材质或非金属材质。若将图2所示的结构作为一个组合体，则缝隙6开设于金属边框1和上述组合体之间，并采用绝缘介质与金属边框1密封连接。上述绝缘介质可以是：有机树脂、钢化塑料、陶瓷、钢化玻璃等材料。缝隙6开设于电子设备如手机的正面，即手机的前面板，或者说液晶显示屏侧，激励出的无线电磁波可以通过手机前面板上的缝隙向空中辐射。该缝隙的宽度d的范围可以是0.5mm～3mm。

本公开中，缝隙开设于电子设备的前面板的边缘处，在生产电子设备时，可以使用复杂工艺来密封、覆盖缝隙，使缝隙注塑密封后几乎不影响手机的外观，增强了电子设备的美观度。

以上结构是以缝隙开设于手机前面板的左上边缘位置为例进行说明，在本公开另一实施例中，上述缝隙也可以开设于手机侧边的左下、右上、右下边缘位置，与金属边框的侧边平行。耦合枝节以及断缝位置的设置，以形成类似天线模块的结构为准。此外，金属边框上的断缝数量可以为两个或多个，只要有一个断缝满足上述结构即可，其它断缝的开设对天线模块性能的影响可以忽略。

根据上述天线模块的结构，本公开提供的天线模块的示意图如图6所示，其中，B为断缝位置，金属边框1的AB段部分形成开路枝节。ECD表示馈电耦合枝节5，馈电点7电连接至接触点C处；D点表示馈电耦合枝节5的第一端，与第一接地点8电连接，D点位置邻近断缝位置B；E点表示馈电耦合枝节5的第二端，邻近第二接地点9。金属边框的AB段与馈电耦合枝节ECD之间形成缝隙6。

接触点C可以将馈电耦合枝节5分为：第一耦合枝节CD段和第二耦合枝节CE段。

馈电耦合枝节ECD与馈电点7、第一接地点8的电连接结构，形成IFA天线(英文全称：Inverted-F Antenna，中文全称：倒F天线)。

以图6所示的天线模块向外辐射电磁波为例，该天线的工作过程如下：第一频段信号的激励电流经馈电点7、接触点C、第一端D，流向第一接地点8的过程中，与金属边框的FM段耦合，将电流激励到金属侧边框上，第一耦合枝节CD段和金属侧边框的AB段，共同形成GPS频段即频点在1.5GHz的谐振，激励出的GPS频段的电磁波从断缝B处辐射出去。

第二频段信号对应的激励电流经馈电点7，从接触点C处馈入，电荷主要分布在第二耦合枝节EC段；同时也就部分电荷形成电流，流向第一接地点8，与金属边框上的开路枝节AB段耦合，共同形成频点在2.4GHz即WIFI频段的谐振。上述WIFI频段的射频信号经IFA天线的第二端即E点位置辐射出去。

参照图7示出的天线模块的谐振测试结果示意图，可见，本公开实施例提供的天线模块可以同时激励出两个天线谐振点，第一谐振点o1和第二谐振点o2。其中，第一谐振点o1的谐振频率：1.5532GHz，S11参数值为：-9.7432dB；第二谐振点o2的谐振频率为：2.3051GHz，S11参数值为：-15.417dB。

图中的S11参数是天线S参数中的一个，表示回波损耗特性。此参数表示天线的发射效率好不好，值越大，表示天线的回波损耗越大，天线效率越差。

由此可见，本公开提供的天线模块可以在电子设备没有净空的情况下实现GPS/WIFI二合一天线。

在本公开另一实施例中上述馈电耦合枝节的第一端和第一接地点之间还可以连接有匹配电路，以实现对天线谐振点频率的微调，提高天线效率。在本公开另一实施例中，上述匹配电路中电气元件的参数值是可以调节的，比如，上述电气元件可以是可调电容C2，如图8-1所示；也可以是可调电感L，如图8-2所示；或者是可调电容C2和可调电感L组成的可调组件，如图8-3所示。

天线模块的谐振频率可以通过调节第二接地点的位置、匹配电路中电气元件的参数值等方式进行调节。

以目标谐振频率为1550MHz为例，若当前天线模块的第一谐振点的频率为1580MHz，则可以通过以下至少一种方式进行调节，使之趋近目标谐振频率1550MHz：

第一种方式，若第一接地点没有连接匹配电路，则，可以下调图4-1或图4-2中第二接地点9与金属边框1的连接位置，即下调A点处的中框连接部件31的位置增加缝隙长度，使天线的等效长度增大，从而降低天线模块第一谐振点的谐振频率。

上述过程为：通过调节天线等效长度实现谐振频率的调节，依据的天线等效长度与谐振频率的关系如下：

天线的等效长度为无线电信号波长的1/4时，天线的发射和接收效率即天线效率最高。可知，天线的等效长度将决定天线发射和接收信号的频率即波长。只要知道天线工作频段即发射和接收信号的中心频率，也就是上述目标谐振点频率，就可以根据上述关系计算出对应的最佳天线等效长度。

第二种方式，若上述天线模块的第一接地点连接有匹配电路，且上述匹配电路如图8-1所示，则可以减小图8-1中可调电容C2的电容值，由于电容具有通高频阻低频的滤波效果，因此，可以通过减小C2的电容值来降低天线模块第一谐振点的谐振频率。

第三种方式，若上述天线模块的匹配电路如图8-2所示，则可以增大图8-2中可调电感L的电感值，由于电感具有通低频阻高频的滤波效果，因此，可以通过增加L的电感值来降低天线模块第一谐振点的谐振频率。

当然，若上述匹配电路如图8-3所示，其调节原理类似，可以通过对电感、电容参数的配合调节，以实现对天线模块谐振频率进行更精细的调节，降低天线调试难度，提高天线调试效率和精确度。

反之，若当前测试的谐振点频率低于目标谐振频率，可以根据上述调节原理进行反向调节，使之趋近目标谐振频率，以提高天线效率，具体调节过程此处不再赘述。

此外，本公开还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括：

显示模组、中框、主板、天线模块，其中，

所述天线模块包括：

开设有断缝的金属边框、馈电耦合枝节；

所述馈电耦合枝节为条状金属结构，所述馈电耦合枝节的长边与所述金属边框的内侧边间隔有预设距离；

所述馈电耦合枝节和所述电子设备的中框，并行设置于所述电子设备的显示模组和主板之间；其中，所述中框的上方承载所述显示模组，下方连接所述主板，所述中框的侧边通过中框连接部件与所述金属边框的侧边连接；

所述馈电耦合枝节邻近所述断缝的第一端与所述主板的接地部电连接，形成所述天线模块的第一接地点；

所述馈电耦合枝节上设置有接触点，通过所述接触点与所述主板的射频模块电连接，形成所述天线模块的馈电点；

与所述馈电耦合枝节的第二端邻近的中框连接部件，形成所述天线模块的第二接地点；

所述金属边框的侧边和所述馈电耦合枝节上方对应显示模组部位的侧边之间开设有缝隙。

参照图9根据一示例性实施例示出的一种电子设备的结构示意图，该电子设备中设置有上述任一实施例示出的天线模块。电子设备900可以包括以下一个或多个组件：处理组件902，存储器904，电源组件906，多媒体组件908，音频组件910，输入/输出(I/O)的接口912，传感器组件914，以及通信组件916。

处理组件902通常控制装置900的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件902可以包括一个或多个处理器920来执行指令。此外，处理组件902可以包括一个或多个模块，便于处理组件902和其他组件之间的交互。例如，处理组件902可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件908和处理组件902之间的交互。

存储器904被配置为存储各种类型的数据以支持在装置900的操作。这些数据的示例包括用于在装置900上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器904可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件906为装置900的各种组件提供电力。电源组件906可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置900生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件908包括在所述装置900和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件908包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置900处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件910被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件910包括一个麦克风(MIC)，当装置900处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器904或经由通信组件916发送。在一些实施例中，音频组件910还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口912为处理组件902和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件914包括一个或多个传感器，用于为装置900提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件914可以检测到装置900的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置900的显示器和小键盘，传感器组件914还可以检测装置900或装置900一个组件的位置改变，用户与装置900接触的存在或不存在，装置900方位或加速/减速和装置900的温度变化。传感器组件914可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件914还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件914还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件916被配置为便于装置900和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置900可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G、3G、4G或5G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件916经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件916还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，装置900可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器904，上述指令可由装置900的处理器920执行。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。