天线组件和电子设备

技术领域

本申请属于天线技术领域，具体涉及天线组件和电子设备。

背景技术

随着第五代移动通信的发展，5G移动终端需求的天线数量和天线频段越来越多，而终端上天线的设计空间却基本不变，每个天线所能占有的设计空间相对来说越来越小，且需要承载的频段变多。单天线的覆盖频段少，为了满足单天线支持多频段的需求，常规的做法是通过可调器件，比如通过开关或可变电容调谐天线匹配，以实现天线多频段覆盖，天线引入可调器件往往会造成性能的损耗，占用空间大，不利于天线的小型化，同时整机的成本也会增加。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种天线组件和电子设备，用以解决天线的覆盖频段少，天线引入可调器件会造成性能的损耗，不利于天线小型化的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请实施例提供了一种天线组件，包括：

主板；

基座，所述基座为绝缘件，所述基座设在所述主板的一侧，所述基座与所述主板间隔设置；

第一辐射体，所述第一辐射体设置于所述基座上；

第二辐射体，所述第二辐射体设置于所述基座上，所述第一辐射体与所述第二辐射体间隔设置且耦合，所述第二辐射体与所述主板上的接地端连接；

馈电结构，所述馈电结构与所述第一辐射体电连接，所述馈电结构设置于所述主板上。

其中，所述第一辐射体与所述第二辐射体在第一平面上的正投影部分位于所述主板的外部，所述第一平面为所述主板所在的平面。

其中，所述基座为板状，所述基座与所述主板间隔设置。

其中，所述第一辐射体部分位于所述基座的靠近所述主板的一侧，且所述第一辐射体延伸至所述基座的远离所述主板的一侧。

其中，所述第一辐射体包括第一辐射臂和第二辐射臂，所述第一辐射臂和所述第二辐射臂连接，所述第一辐射臂位于所述基座的靠近所述主板的一侧，所述第二辐射臂位于所述基座的远离所述主板的一侧，所述馈电结构与所述第一辐射臂电连接。

其中，所述第一辐射臂和/或所述第二辐射臂上设有槽缝。

其中，所述第一辐射臂为圆形、半圆形、椭圆形、半椭圆形、扇形或多边形。

其中，所述第二辐射体包括第三辐射臂和第四辐射臂，所述第三辐射臂和所述第四辐射臂连接，所述第三辐射臂位于所述基座的远离所述主板的一侧，所述第四辐射臂位于所述基座的侧立面，所述接地端与所述第三辐射臂连接，所述侧立面为从所述基座的远离所述主板的一侧表面的边沿延伸至所述基座的靠近所述主板的一侧表面的边沿形成的侧面。

其中，所述第二辐射臂与所述第四辐射臂耦合。

其中，所述第三辐射臂在所述主板上的正投影围绕所述第一辐射臂在所述主板上的正投影的周向延伸。

其中，还包括：框体，所述框体为金属件，所述主板设置于所述框体上，所述第一辐射体与所述框体耦合。

本申请实施例提供一种电子设备，包括上述实施例中所述的天线组件。

根据本申请实施例的天线组件包括：主板；基座，所述基座为绝缘件，所述基座设在所述主板的一侧，所述基座与所述主板间隔设置；第一辐射体，所述第一辐射体设置于所述基座上；第二辐射体，所述第二辐射体设置于所述基座上，所述第一辐射体与所述第二辐射体间隔设置且耦合，所述第二辐射体与所述主板上的接地端连接；馈电结构，所述馈电结构与所述第一辐射体电连接，所述馈电结构设置于所述主板上。在本申请的天线组件中，所述第一辐射体与所述第二辐射体设置于主板上，所述馈电结构与所述第一辐射体电连接，所述馈电结构设置于所述主板上，所述第二辐射体与所述主板上的接地端连接，所述第一辐射体与所述第二辐射体间隔设置且耦合，天线组件中不需要可调器件，有利于天线的小型化，能有效优化所述第一辐射体与所述第二辐射体过渡谐振频率处的阻抗特性，拓展带宽，增加天线的频段覆盖，提高天线的性能。

附图说明

图1是本申请一个实施例中天线组件的自由视角结构示意图；

图2是本申请一个实施例中天线组件的侧视结构图(基座未显示)；

图3是本申请一个实施例中天线组件的俯视结构图(基座未显示)；

图4a是本申请一个实施例中天线组件的回波损耗曲线；

图4b是本申请一个实施例中天线组件的效率曲线；

图5是本申请另一个实施例中天线组件的自由视角结构示意图；

图6是本申请另一个实施例中天线组件的侧视结构图(基座未显示)；

图7a是本申请另一个实施例中天线组件的回波损耗曲线；

图7b是本申请另一个实施例中天线组件的效率曲线；

图8是本申请又一个实施例中天线组件的自由视角结构示意图；

图9是本申请又一个实施例中天线组件的侧视结构图(基座未显示)；

图10a是本申请又一个实施例中天线组件的回波损耗曲线；

图10b是本申请又一个实施例中天线组件的效率曲线。

附图标记

主板10；

基座20；净空区域21；

第一辐射体30；第一辐射臂31；第二辐射臂32；槽缝33；

第二辐射体40；第三辐射臂41；第四辐射臂42；

馈电结构50；

接地端51。

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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不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，以便本申请的实施例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，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图1至图10b，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的天线组件进行详细地说明。

如图1和图2所示，本申请实施例的天线组件，包括主板10、基座20、第一辐射体30、第二辐射体40和馈电结构50，其中，主板10可以为印制电路板，基座20为绝缘件，比如，基座20可以为LDS材质(LDS材质是一种内含有机金属复合物的改性塑料)、柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)材质、塑胶(LIQUID CRYSTAL POLYMER，LCP，又称液晶聚合物)材质或低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC)材质的一种或多种组合，其中，FPC材质以聚酰亚胺或聚酯薄膜为主要基材。基座20设在主板10的一侧，基座20与主板10间隔设置，基座20可以连接在主板10的一侧，第一辐射体30设置于基座20上，第二辐射体40设置于基座20上，第一辐射体30与第二辐射体40可以为金属件，基座20与主板10间隔设置可以使得基座20上的第一辐射体30与第二辐射体40和主板10间隔，减小主板10对第一辐射体30与第二辐射体40辐射性能的影响，第一辐射体30与第二辐射体40间隔设置且耦合，第二辐射体40与主板10上的接地端连接，基座20上可以设置通孔，第二辐射体40与主板10上的接地端可以通过穿在通孔中的连接件连接；馈电结构50与第一辐射体30电连接，馈电结构50设置于主板10上，馈电结构50可以通过穿过基座20上的通孔的电连接结构来连接第一辐射体30，通过馈电结构50可以对第一辐射体30馈电，使得第一辐射体30辐射信号，第一辐射体30与第二辐射体40耦合可以增加辐射的频段。

第二辐射体40可以为寄生枝节，可以对应最低频率的谐振，第一辐射体30可以作为宽带单极天线，第一辐射体30可以为渐变结构，构建出多电流模式，以覆盖高频部分。第二辐射体40同时还对第一辐射体30的偏低频的阻抗起到调谐作用。在本申请的天线组件中，不需要可调器件，以尽量小的天线体积实现天线宽频的覆盖，有利于天线的小型化，能有效优化第一辐射体30与第二辐射体40过渡谐振频率处的阻抗特性，拓展带宽，增加天线的频段覆盖，提高天线的性能。

在本申请的一些实施例中，如图3所示，第一辐射体30与第二辐射体40在第一平面上的正投影部分位于主板10的外部，第一平面为主板10所在的平面，也即是，第一辐射体30与第二辐射体40部分伸出主板10的外部，以第一辐射体30与第二辐射体40部分至于净空区域21，具体的伸出长度可以根据实际所需的净空区域的宽度选择，比如净空区域21的在x方向上的宽度可以为1.6-2mm，比如1.6mm，增加净空区域，有利于天线的辐射。基座20的部分在主板10所在平面的正投影位于主板10的外侧，可以构成天线的净空区域21，第一辐射体30与第二辐射体40可以部分在净空区域21走线。在图3中，x1的尺寸为5.8mm，净空区域21的尺寸x2可以为1.6mm，y1的尺寸为6.75mm，基座20在z方向上的厚度可以大于0.5mm，比如1mm或3mm，整体的尺寸较小。

其中，如图1所示，第一辐射体30走线可以起始于基座20的内侧面，走线至净空区域21，并沿着基座20的侧立面走线至基座20的外侧面；第一辐射体30走线可以起始于基座20的外侧面，走线至净空区域21，并沿着基座20的侧立面走线至基座20的内侧面；第二辐射体40走线可以起始于基座20的外侧面，走线至净空区域21，并沿着基座20的侧立面走线，其走线末端可以位于净空区域21，有利于辐射。将辐射体的走线沿着基座的侧面延伸，有利于减小空间的占用，有利于天线的体积减小，走线部分位于净空区域21有利于提高辐射性能。其中，净空区域21可以为基座20的侧立面(或第一辐射体30在基座20的侧立面的走线)在主板10所在平面的正投影与主板10的边缘所构成的区域。

在本申请的实施例中，基座20为板状，基座20与主板10间隔设置，基座20与主板10可以平行。基座20的厚度为0.5mm-1mm，基座20的内侧面(靠近主板10的侧面)距离主板10的垂直距离可以大于1.5mm，可选地，基座20的内侧面距离主板10的垂直距离可以不小于2mm，比如2mm，减少主板10对第一辐射体30与第二辐射体40辐射性能的影响。

在一些实施例中，第一辐射体30可以为一渐变结构，比如圆形、椭圆、扇形、多边形(如梯形、等边多边形)，或为以上图形结构的重叠组合或微调修改的图形，以便构建出多电流模式，以覆盖高频部分，增强辐射性能。

在本申请的实施例中，第一辐射体30部分位于基座20的靠近主板10的一侧，且第一辐射体30延伸至基座20的远离主板10的一侧(也即基座20的外侧面)，第一辐射体30在基座20的上侧(基座20的外侧面)和下侧(基座20的内侧面)延伸，有利于减小第一辐射体30的体积，减小占用的空间。

在本申请的实施例中，第一辐射体30包括第一辐射臂31和第二辐射臂32，第一辐射臂31和第二辐射臂32连接，第一辐射臂31和第二辐射臂32可以为弯折的片体，第一辐射臂31位于基座20的靠近主板10的一侧，第二辐射臂32位于基座20的远离主板10的一侧，馈电结构50与第一辐射臂31电连接，通过馈电结构50为第一辐射臂31与第二辐射臂32馈入信号，通过第一辐射臂31和第二辐射臂32便于在基座20上设置，有利于减小体积，提高辐射性能。其中，第二辐射臂32的至少部分可以位于净空区域21，以提高辐射性能。

在一些实施例中，第一辐射臂31和/或第二辐射臂32上设有槽缝33，比如，在第一辐射臂31上设置槽缝33，槽缝33的形状和大小可以根据实际选择，比如槽缝33为矩形或梯形，在第一辐射臂31上可以设置一个或多个槽缝33，多个槽缝33可以沿着第一辐射臂31的边沿间隔设置，可以均匀对称设置，第一辐射臂31可以为梯形，第一辐射臂31上的两侧斜边上可以分别设置一个槽缝33。在第二辐射臂32上可以设有槽缝33，比如，第二辐射臂32上可以设有T型槽缝33，通过槽缝33可以起到调谐阻抗的作用，减小天线体积。

第一辐射体30可以使用渐变图形，并通过槽缝33修饰阻抗特性，使得天线模式成分相对较多，且各模式的带宽很宽，最终使得整个天线带宽得到大范围拓展，且效率比较均衡，连续宽带的特性可以使得天线有很高的性能一致性，能有效抵抗各种公差带来的频偏效应。

可选地，第一辐射臂31为圆形、半圆形、椭圆形、半椭圆形、扇形或多边形，以便构建出多电流模式，以覆盖高频部分，增强辐射性能。

在本申请的实施例中，第二辐射体40包括第三辐射臂41和第四辐射臂42，第三辐射臂41和第四辐射臂42连接，第三辐射臂41和第四辐射臂42可以为L型，第三辐射臂41位于基座20的远离主板10的一侧，第四辐射臂42位于基座20的侧立面(比如，基座20的侧立面为位于基座20的内侧面与外侧面之间的立面，侧立面可以垂直于内侧面)，侧立面可以为从基座20的远离主板10的一侧表面的边沿延伸至基座20的靠近主板10的一侧表面的边沿形成的侧面。第四辐射臂42可以位于净空区域21，便于辐射，接地端51与第三辐射臂41连接，第四辐射臂42的远离第三辐射臂41的一端的端部可以朝向第一辐射体30，比如，第四辐射臂42的远离第三辐射臂41的一端的端部可以朝向第二辐射臂32，有利于第一辐射体30与第二辐射体40的耦合。

在一些实施例中，第二辐射臂32与第四辐射臂42耦合，通过第二辐射臂32与第四辐射臂42的耦合可以增加辐射的频段范围，提高辐射性能。

在一些实施例中，第三辐射臂41在主板10上的正投影围绕第一辐射臂31在主板10上的正投影的周向延伸，有利于第一辐射体30与第二辐射体40的耦合，增加天线的辐射频段。第一辐射体30在3D立体空间折叠构型，第二辐射体40围绕第一辐射体30延伸走线，天线尺寸被有效压缩，长宽高尺寸可以都不到最低工作频率的0.1个波长长度，而天线小尺寸特性能更有效的利用设备(比如手机)侧边良好的净空环境，使得相同长度的侧边能挤下更多的天线。

在本申请的实施例中，天线组件还包括框体，框体可以为电子设备(比如手机)的框体，框体为金属件，比如在金属环手机中，侧边上的金属边框(相当于框体)，主板10设置于框体上，第一辐射体30与框体耦合，通过第一辐射体30与框体的耦合，可以增强辐射，得到具有二次辐射的宽带天线，提高覆盖的频段。

在实际应用过程中，第一辐射体30与第二辐射体40的具体形状和尺寸可以根据需要选择，一些别的小型化宽频天线设计也可以使用本申请的设计，如可以通过等比例缩放天线尺寸以达到别的频段覆盖；或者通过修改局部天线尺寸和形状，比如在第一辐射体30上开多个槽缝，不同位置开槽缝，比如改变第二辐射体40的长度，或者增加额外的寄生辐射枝节，以达到别的频段覆盖的目的。

对本申请实施例中的天线组件进行性能测试，本申请中的天线组件的回波损耗S11<-5dB带宽能覆盖3.4GHz-19.6GHz。对图1至图3中所示天线组件的性能进行测试，天线的尺寸x*y*z＝5.8mm*6.75mm*3mm(相当于0.0657λ*0.0765λ*0.034λ，λ为3.4GHz对应自由空间波长)，具体测试结果如图4a和图4b，参见图4a，天线的-5dB回波损耗带宽覆盖3.4-19.6GHz的宽频，覆盖频段较多；参见图4b，其中，实线a是辐射效率，虚线b是总效率，除了3.4GHz-3.5GHz总效率小于-2dB，其余频率的效率均大于-2dB，整体效率较高。参见图5以及图6中天线组件，与图1至图3中区别是：第一辐射体30大致呈椭圆形，在椭圆形的基础上做了微调修改，椭圆的长轴一端被部分切除，第二辐射臂32在基座20的外侧面的部分相对图1中更多。图5及图6中天线组件的测试结果参见图7a与图7b，参见图7a，天线的-5dB回波损耗带宽覆盖3.4-14.36GHz的宽频，覆盖频段多；参见图7b，实线c是辐射效率，虚线d是总效率，3.4GHz-14.36GHz总效率均大于-3dB，整体效率高。参见图8以及图9中天线组件，第一辐射体30走线起始于基座20的外侧面，走线至基座20边缘并沿着基座20的侧立面走线延伸至基座20的内侧面的区域，位于基座20的外侧面的部分较多，位于基座20的外侧面的部分与接地端51电连接。图8以及图9中天线组件的测试结果参见图10a与图10b，参见图10a，天线的-5dB回波损耗带宽覆盖3.4GHz-14.24GHz的宽频，覆盖频段多；参见图10b，实线e是辐射效率，虚线f是总效率，3.4GHz-14.24GHz总效率均大于-3dB，总体效率高。

本申请实施例提供一种电子设备，包括上述实施例中的天线组件。具有上述实施例中天线组件的电子设备有利于小型化设计，天线性能覆盖频段宽，天线性能好。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。