天线组件和电子设备的制作方法

1.本公开涉及通信技术领域，具体地，涉及一种天线组件和电子设备。


背景技术：

2.在手机、平板等电子设备中，金属边框天线成为越来越多的天线设计方案，而对于金属边框天线，为了在满足多频段需求的条件下增加电子设备内部的容纳空间，可以通过在天线辐射体上设置一个馈电点，并在该馈电点连接的馈线电路中设置开关来导通不同的匹配电路实现。然而，在馈电点连接的馈线电路中加载的开关容易存在超压的问题，影响天线组件的正常使用。


技术实现要素：

3.本公开的目的是提供一种天线组件和电子设备，该天线组件能够降低开关组件两端的电压，保证天线组件的正常使用。
4.为了实现上述目的，本公开提供一种天线组件，包括天线辐射体、设置在所述天线辐射体上的馈电点和接地点，还包括：开关组件，通过第一阻抗与所述馈电点连接；至少两条匹配电路，所述至少两条匹配电路的第一端均通过所述开关组件与所述第一阻抗连接，所述至少两条匹配电路的第二端接地。
5.可选地，所述第一阻抗为电容。
6.可选地，所述电容的电容值小于或者等于3pf。
7.可选地，所述开关组件包括并联的至少两个开关，每个开关的第一端均与所述第一阻抗连接，每个开关的第二端串联一条所述匹配电路。
8.可选地，所述匹配电路包括电容，所述电容与所述开关组件串联。
9.可选地，不同匹配电路中的电容对应的电容值不同。
10.可选地，所述天线组件还包括旁路电感，所述旁路电感的第一端连接在所述第一阻抗与所述馈电点之间，所述旁路电感的第二端接地。
11.可选地，所述天线辐射体设置在电子设备的边框上。
12.可选地，所述电子设备还包括电池容纳腔，所述馈电点位于所述天线辐射体上远离所述电池容纳腔的一端。
13.可选地，所述导电边框为金属边框、合金边框或者导电塑料边框中任一种。
14.本公开的另一方面还提供一种电子设备，包括至少一个以上任一项所述的天线组件，至少一个所述天线组件构成主板容纳腔和电池容纳腔，所述主板容纳腔内容纳有主板，所述电池容纳腔内容纳有电池。
15.通过上述技术方案，即本公开提供的天线组件，由于在开关组件以及馈电点之间串联了第一阻抗，在天线工作过程中，基于串联阻抗分压原理，第一阻抗可以对开关组件两端进行分压，从而降低开关组件两端的电压，降低开关超压可能性，从而保证天线组件的正常使用。
16.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
17.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
18.图1是本公开示例性实施方式中提供的一种天线组件的示意图；
19.图2是本公开示例性实施方式中提供的一种等效电路图；
20.图3是本公开示例性实施方式中提供的另一种等效电路图；
21.图4是本公开示例性实施方式中提供的另一种天线组件的示意图；
22.图5是本公开示例性实施方式中提供的另一种等效电路图；
23.图6是本公开示例性实施方式中提供的一种增加电容c0前电压示意图；
24.图7是本公开示例性实施方式中提供的一种增加电容c0后电压示意图；
25.图8是本公开示例性实施方式中提供的一种电子设备结构示意图。
26.附图标记说明
27.100-天线组件；110-天线辐射体；111-馈电点；112-接地点；120-开关组件；130-第一阻抗；140-匹配电路；l
1-旁路电感；210-金属边框；220-主板；230-电池；240-断缝。
具体实施方式
28.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
29.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书以及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必理解为特定的顺序或先后次序。另外，在参考附图的描述中，不同附图中的同一标记表示相同的要素。
30.相关技术中，可以在同一根天线辐射体上设置多个不同位置的馈电点，并将不同馈电点通过馈线连接射频收发模组，以使天线能够满足不同频段的需求。然而，将不同馈电点通过馈线连接射频模块的方式占据了电子设备内部的容纳空间，从而使得电池等组件不能继续向馈电点一侧，以及靠近天线辐射体一侧延伸，限制了电池面积，降低了电子设备续航。
31.针对上述问题，也有采用在天线辐射体上设置一个馈电点，并在该馈电点连接的馈线电路中设置开关来导通不同的匹配电路的方式，从而减少馈电点的数量，增大了电子设备内部的容纳空间。
32.然而，申请人在长期研究中发现，在馈电点连接的馈线电路中加载的开关容易存在超压的问题，从而带来rse(辐射杂散，radiated spurious emission)问题以及烧毁风险，从而会影响天线组件在电子设备中的正常使用。
33.为了解决上述问题，本公开提供一种天线组件和电子设备。
34.图1是根据本公开的一种实施方式提供的天线组件100的示意图。如图1所示，该天线组件100包括天线辐射体110、设置在所述天线辐射体110上的馈电点111和接地点112，还包括开关组件120，通过第一阻抗130与所述馈电点111连接；至少两条匹配电路140，所述至少两条匹配电路140的第一端均通过所述开关组件120与所述第一阻抗130连接，所述至少
两条匹配电路140的第二端接地。
35.馈电点111可以理解为天线辐射体110与电子设备上的射频收发模组之间传输电信号的点。在发射无线信号时，馈电点111将从射频收发模组端的电信号输出至天线辐射体110，使得天线辐射体110在电信号的激励下辐射无线信号；在接收无线信号时，馈电点111将天线辐射体110转换得到的电信号，传输至射频收发模组，实现了无线信号的接收。
36.本公开实施例中，天线组件100工作时，通过控制开关组件120，使得开关组件120根据设定选择导通不同的匹配电路140，进而可以使得天线辐射体110覆盖不同的频段。例如，覆盖n28、n5、n8、b28、b5、b8、gsm850、gsm900等频段。
37.此外，由于在开关组件120以及馈电点111之间串联了第一阻抗130，在天线工作过程中，基于串联阻抗分压原理，第一阻抗130可以对开关组件120两端进行分压，从而降低开关组件120两端的电压，降低开关超压可能性，从而保证天线组件100的正常使用。
38.其中，为了实现导通不同的匹配电路140的功能，开关组件120可以有多种形式。
39.在一些实施方式中，开关组件120为并联开关。
40.在另一些实施方式中，开关组件120包括并联的至少两个开关，每个开关的第一端均与第一阻抗130连接，每个开关的第二端串联一条匹配电路140。
41.本公开实施例中，由于至少两条匹配电路140的第一端均通过开关组件120与第一阻抗130连接，至少两条匹配电路140的第二端接地，因此，至少两条匹配电路140之间可以看作是并联的，那么分别在每个匹配电路140中串联一个开关之后，便可以通过串联的开关控制对应匹配电路140的导通与否。
42.需要说明的是，不管是哪种形式构成的开关组件120，开关组件120对应的状态可以是同时导通全部的匹配电路140，同时断开全部的匹配电路140，或者断开部分匹配电路140，而剩余的匹配电路140导通。例如，在存在4条匹配电路140时，开关组件120对应的状态可以是同时导通4条匹配电路140，同时断开4条匹配电路140，或者导通其中1条匹配电路140，而断开剩余3条匹配电路140，又或者导通其中2条匹配电路140，而断开剩余2条匹配电路140，又或者导通其中3条匹配电路140，而断开剩余1条匹配电路140。通过导通不同的匹配电路140，可以搭配满足更多频段。
43.其中，匹配电路140可以由不同的电子元器件构成，可选地，可以是电感，也可以是电容。
44.此外，为了进一步避免开关超压问题，在一些实施方式中，匹配电路140包括电容，电容与开关组件120串联。也就是说，通过设置电容来构成匹配电路140可以进一步避免超压问题。
45.下面，通过等效电路来分析进一步避免开关超压可行性。
46.在忽略第一阻抗130的情况下，当天线组件100处于任一个频段时，馈电点111到地的阻抗是固定的，因此天线调谐点处电压u0也是固定的，可以得到如图2或者图3所示的等效电路。如图2所示，在等效电路中，当匹配电路140包括电容c1时，分析如下：
[0047][0048]
如图3所示，当匹配电路140包括电感l1时，分析如下：
[0049][0050]
通过上述分析可知，即开关处于断开时存在coff，此时通路中的电感l1与coff使得开关两端的电压将大于rfc到地之间的电压，更容易引发超压问题，而当通路中使用电容c1时，则可以得到开关两端的电压小于rfc到地之间的电压，进一步降低开关两端的电压，从而进一步避免超压问题。
[0051]
在一些实施方式中，为了使得满足的频段能够覆盖更多的频段，不同匹配电路140中的电容c1对应的电容值不同。
[0052]
在一些实施方式中，匹配电路中的电容取值范围为小于或者等于3pf。
[0053]
示例性地，继续以4条匹配电路为例，4条匹配电路中的电容分别为3pf、3pf、1pf、0.5pf，其中，同时导通两个3pf的电容可以得到n28的频段，单独导通1pf的电容可以得到b5的频段，单独导通0.5pf的电容可以得到b8的频段。
[0054]
结合前述内容可知，当匹配电路140中包括电容时，可以进一步避免开关超压问题，从而，为了使得匹配电路140中包括电容，可以有两种方式。
[0055]
在一些实施方式中，当天线辐射体110长度固定的情况下，可以在匹配电路140中使用电容。
[0056]
可以理解的是，不同类型的电子设备尺寸不一致，为了满足不同电子设备的实际尺寸需求，也即为了能够适应不同长度的天线辐射体110，如图4所示，在另一些实施方式中，天线组件100还包括旁路电感l0，旁路电感l0的第一端连接在所述第一阻抗130与所述馈电点111之间，所述旁路电感l0的第二端接地。
[0057]
通过在天线组件100中增加一个旁路电感l0，利用旁路电感l0来匹配天线辐射体110长度的变化，同样可以在匹配电路140中使用电容，也使得电子设备的尺寸设计更加灵活。
[0058]
需要说明的是，当天线辐射体110长度较短时，旁路电感l0可以相对设置较大的电感值，当天线辐射体110长度较长时，旁路电感l0可以相对设置较小的电感值。
[0059]
在一些实施方式中，考虑到电子设备的尺寸设计范围，旁路电感l0取值可以为5-20nh。
[0060]
在一些实施方式中，第一阻抗130可以是电容。
[0061]
此外，考虑到天线组件中整体电压不大，因此，在一些实施方式中，开关组件与馈点电之间用于提供第一阻抗的电容的电容值小于或者等于3pf，具体可以根据天线组件工作过程中的电压进行确定，例如，3pf、2pf、0.5pf等。
[0062]
下面，分析第一阻抗130为电容时避免开关超压可行性。
[0063]
针对图1或者图4所示的天线组件100的示意图，当第一阻抗130为电容时，可以得到如图5所示的等效电路。如图5所示，在等效电路中，当第一阻抗130为电容c0时，分析如下：
[0064][0065]
通过上述计算式可以看出，通过在开关组件以及馈电点增加电容c0，且匹配电路
140中包括电容，如上计算式，开关端电压u
sw
小于馈电件端电压u0，从而有效降低了开关组件120上的电压，从而避免天线组件100工作在gsm850/900等大功率状态下，开关处电压出现超压状态。进而，在设计第一阻抗130为电容c0的情况下，再通过匹配电路140包括电容的设置，可以进一步避免开关超压的风险。
[0066]
下面，再通过实验数据来对本公开实施例的效果进行说明。
[0067]
如图6以及图7所示，分别为实验功率为33dbm，使用cst仿真时，在增加电容c0前后，整个开关组件120上电压示意图。如图6以及图7所示，在增加电容c0前后，整个开关组件120上的电压由70v降到了58v。同时，各个匹配电路140上的电压也从70v降到了53v(图中未示出)。
[0068]
此外，实验功率为33dbm时，实测整机rse效果如下表所示：
[0069]
频段增加第一阻抗前增加第一阻抗后优化gsm850-28.4dbm-37.3dbm8.98dbmgsm900-33.8dbm-41dbm7.2dbm
[0070]
其中，本公开实施例的天线辐射体110可以有多种形式。
[0071]
在一些实施方式中，天线辐射体110可以直接由电子设备的边框构成，也即，通过将电子设备的边框设计成满足天线辐射体110需求的形状，从而实现天线辐射体110的功能。
[0072]
在另一些实施方式中，所述天线辐射体110设置在电子设备的边框上，例如中框上。该天线主体可以与中框形成固定连接结构。
[0073]
此外，为了使得天线组件100具有良好的辐射能力，电子设备的边框可以为金属边框、合金边框或者导电塑料边框中任一种，也就是说，电子设备的边框可以为由金属、合金材料或者导电塑料形成的具有导电功能的边框。
[0074]
此外，在一些实施方式中，电子设备中可以包括电池容纳腔，馈电点111位于天线辐射体110上远离电池容纳腔的一端。
[0075]
可以理解的是，馈电点111离电池容纳腔越远，能够留给电池更多的容纳面积，从而可以提高电池的面积，提高电子设备的续航。
[0076]
此外，为了尽可能节约空间，馈电点111的弹片紧贴主板边缘设置。
[0077]
此外，本公开实施例的天线组件100可以应用于2g、3g、4g、5g天线等。
[0078]
根据本公开的第二方面提供一种电子设备，包括至少一个如上任一实施方式中示出的天线组件100，该至少一个天线组件100构成主板容纳腔和电池容纳腔，主板容纳腔内容纳有主板，电池容纳腔内容纳有电池。
[0079]
参考图8，电子设备包括一个天线组件100，该天线组件100包括的天线辐射体110与其他金属边框一起构成了主板容纳腔以及电池容纳腔，主板容纳腔内容纳有主板，电池容纳腔内容纳有电池，导电边框与其他金属边框之间留有断缝，为了保证边框完整性以及保证天线收发信号质量，断缝内可以填充不导电材料。
[0080]
需要说明的是，本公开实施例中，该天线组件100可以直接由金属边框构成，也可以是固定于金属边框上的组件。
[0081]
在一些实施方式中，该电子设备可以是例如手机、平板电脑、笔记本电脑、个人数字助理、车载终端、智能家居设备、智能穿戴设备等。
[0082]
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
[0083]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0084]
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。