本发明涉及无线通讯天线技术领域,尤其涉及一种天线组件及无线电子设备。
背景技术:
天线组件为无线电子设备的必备组件之一,随着无线技术的快速发展,无线电子设备的功能和应用不断提升和增加,电池容量不断加大,使得无线电子设备内的空间被进一步压缩,而无线电子设备要求覆盖的频段却越来越多,因此,天线组件的设计难度不断增加。
天线组件一般包括金属辐射枝节、用于支撑金属辐射枝节的支架、设置在电路板上的调谐电路、馈电点和馈地点,金属辐射枝节与调谐电路电连接,以满足天线的可调谐范围,金属辐射枝节与馈电点和馈地点电连接,馈电点与馈源电连接,这样,馈源通过馈电点可以向天线组件馈入高频电流,其中,金属辐射枝节的厚度尺寸根据无线电子设备的空间决定,金属辐射枝节具有挠性,这样,可以对金属辐射枝节进行弯折,弯折好的金属辐射枝节通过支架的支撑设置在无线电子设备内,以实现天线组件的辐射功能。
然而,用于支撑金属辐射枝节的支架会占用无线电子设备的部分空间,无线电子设备的空间利用率低,且金属辐射枝节在弯折的过程中,金属辐射枝节容易折断,导致天线组件的辐射性能差。
技术实现要素:
本发明实施例提供一种天线组件及无线电子设备,用于提升无线电子设备的空间利用率,以及提升天线的辐射性能。
为了实现上述目的,第一方面,本发明实施例提供一种天线组件,包括软板基材、辐射单元、调谐电路、馈电点和馈地点;所述辐射单元和调谐电路设置在所述软板基材上,且所述辐射单元与所述调谐电路电连接;所述辐射单元与所述馈电点和所述馈地点电连接;所述天线组件可挠性弯曲。
作为一种可选的实施方式,本发明实施例提供的天线组件,所述辐射单元包括第一金属辐射单元和第二金属辐射单元;所述第一金属辐射单元和所述第二金属辐射单元间隔设置,所述第一金属辐射单元与所述馈电点电连接,所述第二金属辐射单元与所述馈地点电连接。
作为一种可选的实施方式,本发明实施例提供的天线组件,所述第一金属辐射单元为金属辐射枝节;所述第二金属辐射单元为金属辐射枝节。
作为一种可选的实施方式,本发明实施例提供的天线组件,所述软板基材包括第一软板层和第二软板层;所述辐射单元和所述调谐电路夹设在所述第一软板层和所述第二软板层之间。
作为一种可选的实施方式,本发明实施例提供的天线组件,所述调谐电路包括电容和/或电感。
作为一种可选的实施方式,本发明实施例提供的天线组件,所述调谐电路包括电容和电感时,所述电容和所述电感并联且连接在所述第一金属辐射单元和所述第二金属辐射单元之间。
作为一种可选的实施方式,本发明实施例提供的天线组件,所述调谐电路包括电容和电感时,所述电容和所述电感串联且连接在所述第一金属辐射单元和所述第二金属辐射单元之间。
作为一种可选的实施方式,本发明实施例提供的天线组件,所述电容为电容值固定的电容或电容值可变的电容;所述电感为电感值固定的电感或电感值可变的电感。
作为一种可选的实施方式,本发明实施例提供的天线组件,所述软板基材为lcp基材。
第二方面,本发明实施例还提供一种无线电子设备,包括电路板和上述的任一项所述的天线组件,所述天线组件包括所述馈电点,所述馈电点设置在所述电路板上,所述电路板上还设有与所述馈电点电连接的馈源,所述馈源通过所述馈电点向所述天线组件馈入高频电流。
本发明实施例提供的天线组件及无线电子设备,由于辐射单元可与软板基材一起挠性弯曲,因此,天线组件可以灵活的布局在无线电子设备中,提升无线电子设备的空间利用率,且不需要用于支撑辐射单元的支架,节省了无线电子设备的空间;此外,通过将辐射单元设置在软板基材上,当辐射单元弯折时,软板基材可以使辐射单元始终在软板基材上,增加了辐射单元的韧性,从而避免辐射单元在弯折时发生折断,提高了辐射单元的工作可靠性,而将调谐电路设置在软板基材上,并使调谐电路与辐射单元电连接,这样,可以实现对辐射单元进行阻抗匹配,从而提升天线组件的辐射性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,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为本发明实施例一提供的天线组件的结构示意图;
图2为图1的爆炸结构示意图;
图3为本发明实施例一提供的天线组件中匹配阻抗调谐的第一种结构示意图;
图4为本发明实施例一提供的天线组件中匹配阻抗调谐的第二种结构示意图;
图5为本发明实施例一提供的天线组件中匹配阻抗调谐的第三种结构示意图;
图6为本发明实施例一提供的天线组件中匹配阻抗调谐的第四种结构示意图;
图7为图5的系统结构示意图;
图8为图6的系统结构示意图;
图9为图6在匹配阻抗调谐时的频率响应示意图;
图10为图6提供的天线组件水平布局时的结构示意图;
图11为图6提供的天线组件垂直布局时的结构示意图。
附图标记说明:
10-软板基材;
101-第一软板层;
102-第二软板层;
20-辐射单元;
201-第一金属辐射单元;
202-第二金属辐射单元;
30-调谐电路;
301-电容;
302-电感;
40-馈电点;
50-馈地点;
60-参考地;
70-焊接引脚。
具体实施方式
天线为无线电子设备的必备组件,随着无线技术的快速发展,无线电子设备的功能和应用不断提升和增加,电池容量不断加大,空间被一步步压缩,而无线电子设备要求覆盖的频段却越来越多,因此,设计难度不断增加。通常,天线组件包括金属辐射枝节、用于支撑金属辐射枝节的支架、设置在电路板上的调谐电路、馈电点和馈地点,金属辐射枝节与调谐电路电连接,以满足天线的可调谐范围,金属辐射枝节与馈电点和馈地点电连接,馈电点与馈源电连接,这样,馈源通过馈电点可以向天线组件馈入高频电流,其中,金属辐射枝节的尺寸根据无线电子设备的空间决定,且金属辐射枝节具有挠性,这样,可以对金属辐射枝节进行弯折,弯折好的金属辐射枝节通过支架的支撑设置在无线电子设备内,以实现天线组件的辐射功能。然而,用于支撑金属辐射枝节的支架会占用无线电子设备的部分空间,无线电子设备的空间利用率低,且金属辐射枝节在弯折的过程中,金属辐射枝节容易折断,导致天线组件的辐射性能差。
为此,本发明实施例提供一种天线组件及无线电子设备,通过将辐射单元和调谐单元设置软板基材上,由于辐射单元可与软板基材一起挠性弯曲,因此,天线组件可以灵活的布局在无线电子设备中,提升了无线电子设备的空间利用率,且不需要支架对辐射单元进行支撑,节省无线电子设备的空间;此外,由于辐射单元设置在软板基材上,当辐射单元弯折时,软板基材可以使辐射单元始终在软板基材上,增加了辐射单元的韧性,从而避免辐射单位在弯折时发生折断,从而提高了辐射单元的工作可靠性,而将调谐电路设置在软板基材上,并使调谐电路与辐射单元电连接,这样,可以实现在辐射单元上进行阻抗匹配,调谐出不同的频率,从而提升天线的辐射性能。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明的优选实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例一
本发明实施例一提供的无线电子设备,包括天线组件。在本实施例中,无线电子设备为手机。当然,在其他实施方式中,无线电子设备也可以是掌上电脑、平板电脑等其他无线电子设备。
图1为本发明实施例一提供的天线组件的结构示意图。如图1所示,天线组件包括软板基材10、辐射单元20、调谐电路30、馈电点40和馈地点50;辐射单元20设置在软板基材10上,并可与软板基材10一起挠性弯曲,辐射单元20分别于馈电点40和馈地点50电连接;调谐电路30设置在软板基材10上,且调谐电路30与辐射单元20电连接。
具体的,为了防止辐射单元20在厚度较薄时,在弯折的过程中会发生折断,影响天线组件的辐射性能,在本实施例中,通过将辐射单元20设置在软板基材10上,在本实施例中,软板基材10具有良好的韧性、挠性和超薄性,例如,软板基材10可以选择采用液晶聚合物(liquidcrystalpolymer,简称为lcp),或者其他的与lcp具有相同或相近特性的材质制成。将辐射单元20设置在软板基材10上,使辐射单元20和软板基材10成为一体,这样,当辐射单元20在弯折时,软板基材10作为辐射单元20的支撑,可以避免因辐射单元20的材质太薄和韧性不足在弯折时,由于辐射单元20始终在软板基材10上,因此,增加了辐射单元20的韧性,可以避免辐射单元20在弯折时发生折断,不会影响天线组件的辐射性能。且不需要用于支撑辐射单元的支架,节省了无线电子设备的空间,由于辐射单元20可以随软板基材10一起挠性弯曲,因此,天线组件可以灵活的布局在无线电子设备内,提升了无线电子设备的空间利用率。
示例性的,由于辐射单元20可与软板基材10一起挠性弯曲,因此,可以实现不同的天线形式的变化设计,如单极天线(monopole)、倒f天线,环形天线等,包括但不限于其他的天线形式的方案设计。
进一步的,天线组件中还包括调谐电路30,调谐电路30设置在软板基材10上,且调谐电路30和辐射单元20电连接,通过调谐电路30可以给天线组件匹配不同的阻抗,这样,便可以调谐出不同的频段,从而提升了天线的辐射性能,满足天线相应频段的覆盖需求。
需要说明的是,调谐电路30通常是设置在电路板上,在本实施例中,通过将调谐电路30设置在软板基材10上,这样,可以释放电路板的面积,增加了电路板的利用率。
在具体实现时,辐射单元20上设有多个间隔设置的且可与调谐单元导通的焊接引脚70,调谐电路30可以与辐射单元20上不同的焊接引脚70连接电导通,这样,辐射单元20的电长度不同,从而实现不同的阻抗匹配,调谐出天线的不同的工作频率。
或者辐射单元20上可以设有多处露铜处理,主要能够与调谐单元进行电导通即可,对此,本实施例不做限制。
在一种可选的实施方式中,当辐射单元20随软板基材10弯折时,由于调谐单元无法弯折,因此调谐单元可以与辐射单元20没有弯折处的焊接引脚70进行连接导通,调谐出满足要求的频率。
进一步的,天线组件还包括馈电点40和馈地点50,其中,辐射单元20与馈电点40电连接,馈电点40与馈源电连接,以使馈源通过馈电点40向辐射单元20馈入高频电流,而辐射单元20与馈地点50电连接,馈地点50与参考地60电连接。
在本实施例中,由于辐射单元20和调谐电路30等均设置在软板基材10上,形成天线,且天线可挠性弯曲,这样,天线便可以弯折成任意理想的形状,以使天线能够灵活的布局在无线电子设备内,提升了无线电子设备内的空间利用率,可以减小无线电子设备的整体尺寸,实现无线电子设备微型化的要求,且由于调谐电路30可以进行匹配阻抗,因此,能够提升天线的辐射性能。
可选的,辐射单元20包括第一金属辐射单元201和第二金属辐射单元202;第一金属辐射单元201和第二金属辐射单元202间隔设置,第一金属辐射单元201与馈电点40电连接,第二金属辐射单元202与馈地点50电连接。
具体的,第一金属辐射单元201和第二金属辐射单元202之间设有间隙,以使第一金属辐射单元201和第二金属辐射单元202之间可以发生耦合,从而激励出天线所需的工作频率。当然,第一金属辐射单元201和第二金属辐射单元202也可以直接电连接,主要根据需要调谐的频率而定。
在一种可选的实施方式中,第一金属辐射单元201为金属辐射枝节、第二金属辐射单元202也为金属辐射枝节,其中,金属辐射枝节可以是由铜、金、铝以及铝合金等具有良好导电性的材质制成。
具体的,金属辐射枝节可以是l型金属辐射枝节,也可以是其他任意形状的金属辐射枝节,只要能满足天线组件的辐射性能即可,对此,本实施例不做限制。
图2为图1的爆炸结构示意图。如图2所示,可选的,软板基材10包括第一软板层101和第二软板层102;其中,辐射单元20和调谐电路30夹设在第一软板层101和第二软板层102之间。
具体的,为了提高天线组件的整体可靠性,避免辐射单元20和调谐电路30从软板基材10上脱落,在本实施例中,第一软板层101和第二软板层102通过注塑的方式成型后,将辐射单元20和调谐电路30夹设在第一软板层101和第二软板层102之间,再将第一软板层101和第二软板层102压合在一起,制作成有规则的成品天线。利用软板基材10的柔性、韧性和超薄性将天线布局在无线电子设备上,以提升无线电子设备的空间利用率,实现无线电子设备的微型化要求,且通过调谐电路30的设置,提升了无线电子设备中天线的辐射性能。
需要说明的是,为了进一步提升天线的柔性和韧性,第一软板层101和第二软板层102压合后,中间的空隙可以填充lcp等材质的介质,使压合后的内部更加密闭,从而使天线达到满足需求的柔性和韧性。
图3为本发明实施例一提供的天线组件中匹配阻抗调谐的第一种结构示意图;图4为本发明实施例一提供的天线组件中匹配阻抗调谐的第二种结构示意图;图5为本发明实施例一提供的天线组件中匹配阻抗调谐的第三种结构示意图;图6为本发明实施例一提供的天线组件中匹配阻抗调谐的第四种结构示意图。如图3至图6所示,在一种可选的实施方式中,调谐电路30包括电容301、电感302中的一项或者多项。也就是说,通过在调谐电路30中设置一个电容301,或者一个电感302,或者同时设置一个电容301和一个电感302,并将电容301、电感302与辐射单元20上不同的焊接引脚70进行电连接,这样,可以改变辐射单元20的电长度和阻抗大小,从而调试出满足无线电子设备需要的工作频率。
在一种可选的实施方式中,如图5所示,调谐电路30包括电容301和电感302,电容301和电感302并联且连接在第一金属辐射单元201和第二金属辐射单元202之间。
具体的,为了得到不同的阻抗,达到不同的工作频率,在调谐电路30中可以同时设置电容301和电感302,且使电容301和电感302并联连接在第一金属辐射单元201和第二金属辐射单元202之间,实现不同的阻抗匹配,从而调谐出所需的工作频率。进一步的,还可以通过调整电容301和电感302在第一金属辐射单元201和第二金属辐射单元202之间的位置来可以改变阻抗大小,以使调谐出不同的频率,从而达到满足需要的工作频率。
在具体实现时,如图7所示,辐射单元20中设有多个焊接引脚70,电容301和电感302并联后与不同的焊接引脚70电导通,这样,可以匹配不同的阻抗,从而调谐出所需的工作频率。
在另一种可选的实施方式中,如图6所示,调谐电路30包括电容301和电感302,电容301和电感302串联且连接在第一金属辐射单元201和第二金属辐射单元202之间。
在本实施例中,电容301和电感302串联,并通过调整电容301和电感302在第一金属辐射单元201和第二金属辐射单元202之间不同的连接位置,从而给天线匹配不同的阻抗,以调谐出满足要求的工作频率。
在具体实现时,如图8所示,辐射单元20中设有多个焊接引脚70,电容301和电感302串联后与不同的焊接引脚70电导通,这样,可以匹配不同的阻抗,从而调谐出所需的工作频率。
图9为图6在匹配阻抗调谐时的频率响应示意图。如图9所示,当电容301和电感302串联设计时,天线中频段较低的频率调整性更明显,而对频率较高的频率影响较小。
进一步的,为了能够调谐出更多的频率,电容301可以是电容值固定的电容301,也可以是电容值可变的电容301,电容值可变可以调谐出更多的频率;同样的,电感302也可以是电感值固定的电感302,或者电感值可变的电感302,以调谐出不同的频率,实现无线电子设备的工作频率的覆盖需求。
图10为图6提供的天线组件水平布局时的结构示意图;图11为图6提供的天线组件垂直布局时的结构示意图。如图10和图11所示,在上述实施例的基础上,由于天线组件可以灵活的布局在无线电子设备中,因此,天线组件可以根据无线电子设备的内、外形结构进行组装,如,天线可以垂直布局在无线电子设备中,也可以水平布局在无线电子设备中,且不局限于其他的布局方式,从而可以降低无线电子设备的厚度等三维外形,具有良好的外形设计优势。
实施例二
本发明实施例二提供的无线电子设备,同实施例一中的无线电子设备,在本实施例中,无线电子设备包括电路板和天线组件,电路板上设有馈电点以及与馈电点电连接的馈源,馈源通过馈电点向天线组件馈入高频电流。
其中,馈源可以为设置在电路板上的射频模块,射频模块与馈电点通过馈线电连接。
其中,天线组件的结构和工作原理在上述实施例中已进行了详细阐述,在此,本实施例不再一一赘述。
本发明实施例提供无线电子设备,由于辐射单元可与软板基材一起挠性弯曲,因此,天线组件可以灵活的布局在无线电子设备中,提升无线电子设备的空间利用率,且不需要用于支撑辐射单元的支架,节省了无线电子设备的空间;此外,通过将辐射单元设置在软板基材上,当辐射单元弯折时,软板基材可以使辐射单元始终在软板基材上,增加了辐射单元的韧性,从而避免辐射单元在弯折时发生折断,提高了辐射单元的工作可靠性,而将调谐电路设置在软板基材上,并使调谐电路与辐射单元电连接,这样,可以实现对辐射单元进行阻抗匹配,从而提升天线组件的辐射性能。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以使固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非是另有精确具体地规定。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。