天线模组及电子设备的制作方法

1.本技术涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线模组及电子设备。


背景技术：

2.随着电子技术的不断发展，电视机、交互平板等常见的电子设备所具有的功能也越来越多，例如这些电子设备可以同时具有蓝牙通信、无线保真(wireless-fidelity，简称：wi-fi)通信等无线通信功能，使得用户可以使用手机、平板电脑、笔记本电脑等向该电子设备发送控制命令并传输数据等。
3.现有技术中，为了防止电子设备中的蓝牙天线、wi-fi天线之间的相互干扰，这些天线在印刷电路板(printed circuit board，简称：pcb)上设置时为了提高隔离度，需要相互之间间隔较大的距离，导致了天线模组的整体面积较大，从而增加了对电子设备内有限空间的占用，进而增加了电子设备的生产设计成本。因此，如何对电子设备内的天线模组进行小型化设计，是本领域亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本技术提供一种天线模组及电子设备，能够减小天线模组的尺寸，进而减少天线模组对电子设备内空间的占用，有利于减少电子设备的生产设计成本。
5.本技术第一方面提供一种天线模组，包括：第一pcb层，所述第一pcb层在第一边缘处设置有第一净空区；第一wi-fi天线、第二wi-fi天线和蓝牙天线，所述第一wi-fi天线、所述蓝牙天线和所述第二wi-fi天线依次设置在所述第一净空区内，所述第一wi-fi天线和所述蓝牙天线之间存在第一间隔，所述蓝牙天线和所述第二wi-fi天线之间存在第二间隔；
6.所述蓝牙天线包括：依次间隔排列的矩形馈电部、矩形第一接地部和矩形第二接地部；其中，所述馈电部的第一端、所述第一接地部的第一端和第二接地部的第一端通过连接部连接，所述第一接地部和所述第二接地部的第二端通过所述第一pcb层的非净空区接地；所述馈电部的第二端连接端口，所述端口为所述蓝牙天线的馈电点。
7.在本技术第一方面一实施例中，所述天线模组还包括：第二pcb层，与所述第一pcb层平行设置；所述第二pcb层包括覆铜部，所述蓝牙天线在所述第二pcb层上正投影位于所述覆铜部内。
8.在本技术第一方面一实施例中，所述第一接地部和所述第二接地部的第二端各包括多个通孔，所述第一接地部和所述第二接地部通过所述通孔连接所述覆铜部。
9.在本技术第一方面一实施例中，所述连接部的高度、所述第一接地部的宽度和所述第二接地部的宽度，是根据所述蓝牙天线的辐射方向确定的。
10.在本技术第一方面一实施例中，所述天线模组还包括：第一阻抗匹配模块，设置在所述馈电部的第二端和所述端口之间。
11.在本技术第一方面一实施例中，所述第一pcb层的非净空区还设置有朝向所述蓝牙天线的开槽，所述第一阻抗匹配模块设置在所述开槽内，所述第一阻抗匹配模块与所述
非净空区之间存在间隔。
12.在本技术第一方面一实施例中，所述第一间隔大于或等于4mm；所述第二间隔大于或等于4mm。
13.在本技术第一方面一实施例中，所述天线模组还包括：通信端口，所述通信端口设置在所述第一pcb层的第二净空区内；所述第二净空区位于所述第一pcb层的第二边缘上。
14.在本技术第一方面一实施例中，所述天线模组还包括：第一去耦网络，设置在所述第一wi-fi天线的第二端和所述蓝牙天线的第二端之间；第二去耦网络，设置在所述蓝牙天线的第二端和所述第二wi-fi天线的第二端之间。
15.本技术第二方面提供一种电子设备，包括如本技术第一方面任一项所述的天线模组。
16.综上，本技术提供的天线模组及电子设备，在第一pcb层的第一净空区行依次间隔设置第一wi-fi天线、第二wi-fi天线和蓝牙天线，并且蓝牙天线包括居中的馈电部和分居两侧的接地部，使得蓝牙天线具有蓝牙通信和隔离wi-fi天线的功能，从而在蓝牙天线及其两侧wi-fi天线具有隔离性能的基础上，实现了产品小型化的设计，既能够保证天线模组的通信质量，又能够通过减小天线模组的尺寸的方式，减少了天线模组对电子设备内空间的占用，进而减少电子设备的生产设计成本。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本技术提供的天线模组一实施例的结构示意图；
19.图2为本技术提供的天线模组一实施例的结构示意图；
20.图3为本技术提供的蓝牙天线一实施例的结构示意图；
21.图4为本技术提供的蓝牙天线一实施例的结构示意图；
22.图5为本技术提供的蓝牙天线的一种天线辐射示意图；
23.图6为本技术提供的蓝牙天线另一实施例的结构示意图；
24.图7为本技术提供的蓝牙天线又一实施例的结构示意图；
25.图8为本技术提供的蓝牙天线又一实施例的结构示意图；
26.图9为本技术提供的天线模组又一实施例的结构示意图；
27.图10为本技术提供的第二pcb层的结构示意图；
28.图11为本技术提供的天线模组一实施例的结构示意图；
29.图12为本技术提供的天线模组一实施例的结构示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本技术保护的范围。
31.本技术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，以便这里描述的本技术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。
32.本技术提供一种天线模组和电子设备，其中，天线模组包括电子设备中用于无线通信时使用的多个天线，例如，蓝牙天线、2.4gwi-fi天线、5gwi-fi天线等，天线模组可以具体通过pcb的形式实现，所有天线均印制在pcb上。电子设备可以是电视机、机顶盒、电视智能盒子等电视产品，或者还可以是其他任意需要设置天线模组的智慧家居、消费类电子产品等领域。
33.下面以具体地实施例对本技术提供的天线模组及电子设备进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
34.图1为本技术提供的天线模组一实施例的结构示意图，本技术提供的天线模组设置在如图1所示的第一pcb层10上，该第一pcb层以矩形作为示例，则在图1中第一pcb层下方第一边缘处设置有第一净空区12，在第一净空区12上没有覆铜，在非净空区11上覆铜。
35.在一些实施例中，图2为本技术提供的天线模组一实施例的结构示意图，如图2所示，天线模组具体包括：蓝牙天线101、第一wi-fi天线102a和第二wi-fi天线102b。其中，蓝牙天线101、第一wi-fi天线102a、和第二wi-fi天线102b均设置在如图1所示的第一pcb层上的第一净空区12内，且第一wi-fi天线102a、蓝牙天线101和第二wi-fi天线102b依次间隔排列。
36.在一些实施例中，第一wi-fi天线102a和蓝牙天线101之间存在第一间隔d1，蓝牙天线101和第二wi-fi天线102b之间存在第二间隔d2。具体地，当天线模组中任一个wi-fi天线进行通信时，为了减少蓝牙天线101此时作为一个金属体对wi-fi天线产生的影响，可以将第一间隔d1设置为大于或等于4mm，以及将第二间隔d2设置为大于或等于4mm，第一间隔d1和第二间隔d2可以相同或不同，具体可以根据间隔两侧天线进行设置。即，蓝牙天线101即可以进行蓝牙通信，还可以作为第一wi-fi天线102a和第二wi-fi天线102b之间的隔离天线使用，因此可以将蓝牙天线101称为“去耦型天线”。
37.图3为本技术提供的蓝牙天线一实施例的结构示意图，如图3所示的蓝牙天线可应用于如图2所示的天线模组中。该蓝牙天线101包括：依次间隔排列的馈电部1011、第一接地部1012和第二接地部1013。在图3中以馈电部1011、第一接地部1012和第二接地部1013均为矩形作为示例，则这三个矩形部分以长边方向x平行设置。
38.在一些实施例中，馈电部1011的第一端、第一接地部1012的第一端和第二接地部1013的第一端通过连接部1014连接，使得馈电部1011、第一接地部1012、第二接地部1013和连接部1014构成了字母“m”型结构。
39.馈电部1011的第二端通过第一阻抗匹配模块1015连接端口1014，端口1014可用于
连接第一pcb层上的线路(例如，rf in)，使得端口1014可以作为蓝牙天线的馈电点。此时，第一pcb层上的线路可以将电信号通过馈电发送至馈电部1011，并由蓝牙天线转换为电磁波信号后发出，或者，蓝牙天线可以接收到电磁波信号后转换成电信号，并通过端口1014发送至第一pcb层的线路上。
40.在一些实施例中，如图3所示的第一pcb层的非净空区11上还设置有朝向蓝牙天线101的开槽，第一阻抗匹配模块1015和端口1014均设置在开槽内，且第一阻抗匹配模块1015和端口1014与其两侧的非净空区域之间存在间隔，不直接接触。
41.第一接地部1012的第二端通过第一连接结构10121连接第一pcb层上的非净空区域11、第二接地部1013的第二端也通过第二连接结构10131连接第一pcb层上的非净空区域11，进而使得第一接地部1012和第二接地部1013均可通过非净空区域11接地(gnd)。
42.则基于如图3所示的“m型”蓝牙天线，通过对称弯折的单馈接地偶极子形态的设计，使得偶极子接地馈点形成天线辐射体，接地形成辐射隔离墙。
43.在一些实施例中，图4为本技术提供的蓝牙天线一实施例的结构示意图，如图5所示，当第一接地部的宽度l2和第二接地部的宽度l3相同时，蓝牙天线可以实现如图5所示的天线辐射。
44.图5为本技术提供的蓝牙天线的一种天线辐射示意图，如图5中示出了如图4所示的蓝牙天线的辐射方向，可以看出，蓝牙天线的天线主瓣21在x方向得到了增强，同时天线的旁瓣和副瓣22得到了压缩，且由于第一接地部的宽度l2和第二接地部的宽度l3相同，其辐射方向呈现两侧对称的结构。根据实验数据得到的蓝牙天线与其一侧wi-fi天线在20mm的间距下的隔离全频段可以达到30db。
45.因此，本实施例提供的蓝牙天线的辐射范围较窄，集中在主瓣方向上，在蓝牙天线通信时，受到其两侧wi-fi天线的干扰较小，提高了蓝牙天线具有的隔离度性能，能够进一步减少蓝牙天线与其两侧wi-fi天线的间隔，进而减小了天线模组的尺寸。
46.综上，本实施例提供的天线模组，在保证蓝牙天线及其两侧wi-fi天线具有隔离性能的基础上，实现了产品小型化的设计，既能够保证天线模组的通信质量，又能够通过减小天线模组的尺寸的方式，减少了天线模组对电子设备内空间的占用，进而减少电子设备的生产设计成本。
47.本技术实施例对wi-fi天线的具体实现不作限定，例如可以采用小型化多分枝接地双频天线等。
48.在一些实施例中，如图4和图5所示的蓝牙天线及其天线辐射仅为示意，可以在如图4所示的蓝牙天线101的第一接地部1012和第二接地部1013形状相同、大小相等时实现。而在实际应用过程中，可以根据调整第一接地部1012和第二接地部1013的长度和宽度等参数，改变天线辐射场型。
49.例如，图6为本技术提供的蓝牙天线另一实施例的结构示意图，如图6所示，当增加蓝牙天线101的馈电部1011右侧第二接地部1013的宽度l3时，蓝牙天线101所产生的天线辐射的主瓣21向远离第二接地部1013的方向(即朝向第一接地部1012的方向)偏离。此时，如图6所示的蓝牙天线101可以应用于当蓝牙天线101距离其第二接地部1013方向(即图6中右侧方向)的wi-fi天线的距离较近时，可以通过增加第二接地部1013宽度的方式，使得蓝牙天线101的主瓣21向其第一接地部1012方向(即图6中左侧方向)偏移，在不改变天线模组整
体布局的情况下，减少蓝牙天线101与其右侧wi-fi天线之间的干扰。
50.又例如，图7为本技术提供的蓝牙天线又一实施例的结构示意图，如图7所示，当增加蓝牙天线101的馈电部1011左侧第一接地部1012的宽度l2时，蓝牙天线101所产生的天线辐射的主瓣21向远离第一接地部1012的方向(即朝向第二接地部1013的方向)偏离。此时，如图7所示的蓝牙天线101可以应用于当蓝牙天线101距离其第一接地部1012方向(即图7中左侧方向)的wi-fi天线的距离较近时，可以通过增加第一接地部1012宽度的方式，使得蓝牙天线101的主瓣21向其第二接地部1013方向(即图7中右侧方向)偏移，在不改变天线模组整体布局的情况下，减少蓝牙天线101与其左侧wi-fi天线之间的干扰。
51.在一些实施例中，图8为本技术提供的蓝牙天线又一实施例的结构示意图，如图8所示的蓝牙天线101中连接部1014的高度h可以进行调整，当连接部1014的高度h变化时，可以使蓝牙天线101的工作带宽发生变化，例如可以调整高度h使蓝牙天线101工作在200mhz的带宽等。
52.在一些实施例中，蓝牙天线还可以通过调整长宽比等方式调整蓝牙天线与其两侧wi-fi天线的隔离度。本技术对蓝牙天线的高度、宽度等具体的参数不做限定，可以根据实际工况进行测试与调整，从而实现对蓝牙天线辐射方向进行的差异化、个性化的选择，使得本技术提供的蓝牙天线具有较强的适应性，可以应用于不同的场景中。
53.图9为本技术提供的天线模组又一实施例的结构示意图，如图9所示的天线模组在第一pcb层的基础上，还包括：第二pcb层。其中，第一pcb层和第二pcb层平行设置，第一pcb层可以采用如图3所示的结构。
54.在一些实施例中，图10为本技术提供的第二pcb层的结构示意图，如图10所示的第二pcb层包括覆铜部20，如图3所示的蓝牙天线101的整体在第二pcb层上z方向的正投影位于覆铜部20内。在一些情况下，覆铜部20的面积刚好能够包括蓝牙天线。
55.在一些实施例中，结合图3和图10所示的天线模组，如图3所示的第一pcb层上的第一接地部1012的第二端第二接地部1013的第二端上各自包括多个通孔21，和图10所示的第二pcb层上的覆铜部上，包括位置相同的通孔21。使得第一pcb层的第一接地部1012通过通孔21连接第二pcb层的覆铜部20，第一pcb层的第二接地部1013也通过通孔21连接第二pcb层的覆铜部20。
56.因此，本实施例提供的天线模组，通过两层pcb层的方式，在如图9中第一pcb层的z方向的下方设置第二pcb层，使得第二pcb层通过“patch”形态背面覆铜的方式，起到反射增强作用，进一步增强第一pcb层上的蓝牙天线在z方向上的辐射强度和辐射的方向性，增强单向辐射性能、压缩旁瓣，从而增强天线的主体辐射。
57.示例性地，当如图9所示的天线模组应用在电视机等电子设备上时，电视机可以悬挂在墙面上，第二pcb层为电视机靠近墙面一侧，第一pcb层为电视机远离墙面一侧，使得通过第一pcb层一侧与电子设备通信时，能够提高蓝牙天线在z方向上的辐射强度和方向性。
58.在一些实施例中，图11为本技术提供的天线模组一实施例的结构示意图，如图11所示的天线模组在前述实施例的基础上还包括：通信端口103。通信端口103可以设置在第一pcb层的第二净空区内，第二净空区位于第一pcb层的上方一侧的第二边缘上，第一边缘和第二边缘可以是矩形pcb的两个相对的边缘。
59.在一些实施例中，由于第一wi-fi天线和蓝牙天线，以及蓝牙天线和第二wi-fi天
线之间存在隔离度干扰，因此本技术提供的天线模组还可以设置去耦网络的方式，降低隔离度干扰来辅助提升隔离度。例如，图12为本技术提供的天线模组一实施例的结构示意图，如图12所示的天线模组在第一wi-fi天线102a的第二端和蓝牙天线101的第二端之间设置有第一去耦网络107。第一去耦网络107包括串联的电容c1和电感l1。蓝牙天线101的第二端和第二wi-fi天线102b之间设置有第二去耦网络108，第二去耦网络108包括串联的电容c2和电感l2。
60.在一些实施例中，从网络分析的角度来看，去耦的实质就是使多端口网络的阻抗矩阵的互阻抗趋向于零，或者使散射矩阵的反向传输系数趋向于零。因此，去耦网络的引入可以分为如下三个步骤：第一步，由于初始天线阻抗匹配良好，而天线之间却存在强烈的耦合。因此三个天线均采用接地方式，功能是将两个端口之间的传输导纳从复数变为纯虚数。第二步，引入并联电抗来抵消上述的纯虚数传输导纳，使得传输导纳的取值为零，这样便达到了去耦的目的。第三步，由于去耦网络的引入，从端口看去天线的阻抗失配，因此，再外加匹配网络使得天线达到阻抗匹配。
61.在一些实施例中，电容c1和电感l1、电容c2和电感l2中，c和l的大小可以通过矢量网络分析仪进行调试确认，目标为去耦网络两侧两个天线的端口间传输导纳为零。例如，当c＝2.7pf，l＝5.6nh时，蓝牙天线与wi-fi天线隔离度为20db左右，两个wi-fi天线之间的隔离度为15db左右，均满足业内指标要求；同时pcb尺寸进一步减小，天线放置在同一面也有利于天线辐射，天线的辐射(rf)性能保证良好。
62.在一些实施例中，每个天线的第二端都可以连接阻抗匹配电路，例如，蓝牙天线101的第二端还连接阻抗匹配电路105进而连接端口202，第一wi-fi天线102a的第二端还连接阻抗匹配电路104进而连接端口201，第二wi-fi天线102a的第二端还连接阻抗匹配电路106进而连接端口203。
63.在一些实施例中，如图12所示的天线模组中的第一去耦网络107和第二去耦网络108还可以各自串联开关单元，当天线模组的工作性能达到预设的理想值时，可以关闭开关单元，停止通过第一去耦网络107和第二去耦网络108进行去耦处理；当天线模组的工作性能没有达到预设的理想值时，再通过开启开关单元的方式由第一去耦网络107和/或第二去耦网络108进行去耦处理。
64.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，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技术各实施例技术方案的范围。