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CN110165382A - 一种天线组件及其电子设备 - Google Patents

一种天线组件及其电子设备 Download PDF

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CN110165382A
CN110165382A CN201910530089.5A CN201910530089A CN110165382A CN 110165382 A CN110165382 A CN 110165382A CN 201910530089 A CN201910530089 A CN 201910530089A CN 110165382 A CN110165382 A CN 110165382A
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Abstract

本申请提供了一种天线组件及其电子设备，该天线组件包括：金属框、主板、低频馈入电路、中高频馈入电路、第一缝隙、频率切换电路以及第三调谐电路；低频馈入电路以及中高频馈入电路分别与金属框电连接；第三调谐电路的一端引出第一接地线路，第三调谐电路的另一端与金属框电连接，且第三调谐电路设置在低频馈入电路与所述频率切换电路之间。以金属框作为天线载体，将低频馈入电路以及中高频馈入电路的组合使用，通过频率切换电路以实现低频馈入电路与中高频馈入电路之间的调谐，实现带宽覆盖。新增的第三调谐电路的设置可以有效提高中高频馈入电路的调谐自由度，提高中高频馈入电路的调谐效率，增强该天线组件的使用性能。

Description

一种天线组件及其电子设备
技术领域
本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种天线组件及其电子设备。
背景技术
金属框移动终端因其外观有质感很受用户青睐，广泛普及。而移动终端的天线性能的优劣直接影响移动电子设备的通信信号、网络质量的好坏，对用户体验起着至关重要的作用。
目前各大手机天线设计公司相继推出了带金属手机天线的解决方案，然而由于净空区过小，现有的全面屏手机中的天线存在不能覆盖大范围频段的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种天线组件及其电子设备，用于解决天线不能覆盖大范围频段的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种天线组件，应用于电子设备，包括：
金属框、主板、低频馈入电路、中高频馈入电路、第一缝隙、频率切换电路以及第三调谐电路；
所述金属框上开设有第一边框枝节以及第二边框枝节，所述第一边框枝节与所述第二边框枝节通过所述第一缝隙耦合连接；
所述低频馈入电路与所述第一边框枝节电连接，所述中高频馈入电路与所述第二边框枝节电连接；
所述频率切换电路与所述第一边框枝节电连接，且所述频率切换电路设置在所述低频馈入电路与中高频馈入电路之间；
所述第三调谐电路的一端引出第一接地线路，所述第三调谐电路的另一端与所述所述第一边框枝节电连接，且所述第三调谐电路设置在所述低频馈入电路与所述频率切换电路之间。
第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括上述的天线组件。
由上可见，根据本申请方案所提供的天线组件，以金属框作为天线载体，将低频馈入电路以及中高频馈入电路的组合使用，通过频率切换电路以实现第一边框枝节与第二边框枝节之间的调谐过程，实现大范围频段的带宽覆盖。新增的第三调谐电路的设置可以有效提高中高频馈入电路馈入的第二边框枝节的调谐自由度，提高第二边框枝节的调谐效率，增强该天线组件的使用性能，使天线组件进一步覆盖大范围频段。
附图说明
图1为本申请一实施例中的天线组件的结构示意图；
图2为本申请一实施例中的天线组件的第三调谐电路连接示意图；
图3为本申请一实施例中的天线组件频率切换电路示意图；
图4为本申请一实施例中的天线组件的S11测试结果图；
图5为本申请一实施例中的天线组件的效率测试结果图。
具体实施方式
为使得本申请的申请目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，为本申请一实施例提供的天线组件结构示意图。该天线组件用于电子设备，该电子设备包括手机、平板电脑等移动终端。如图1所示，天线组件包括：金属框10、主板20、低频馈入电路30、中高频馈入电路40、频率切换电路50以及第三调谐电路60。
其中，金属框10上开设有第一边框枝节14以及第二边框枝节15，第一边框枝节14与第二边框枝节15通过所述第一缝隙11耦合连接；
金属框10通过缝隙分为多个边框枝节，在电子设备使用过程中，被缝隙分隔的边框枝节可作为接收和发射电磁波的天线，边框枝节的缝隙为天线开口末端，电场辐射最强。
具体地，金属框10包括顶边框17、底边框18以及两组对称开设的侧边框19，金属框10上开设有第一缝隙11、第二缝隙12以及第三缝隙13，缝隙中填充有非导电物质，如图1阴影位置所示，第二缝隙12以及第三缝隙13对称开设在两组侧边框19上，第一缝隙11开设在底边框18上，金属框10由第一缝隙11、第二缝隙12以及第三缝隙13划分形成第一边框枝节14、第二边框枝节15以及第三边框枝节16。
低频馈入电路30与第一边框枝节14电连接，中高频馈入电路40与第二边框枝节15电连接。第一缝隙11位于中高频馈入电路40与频率切换电路50之间，第一边框枝节14的长度长于第二边框枝节15的长度，第一边框枝节14接收低频馈入电路30的馈入电流信号，第二边框枝节15接收中高频馈入电路40的馈入电流信号。
其中，主板20上设有净空区21，净空区21处于电子设备的后壳底部；净空区21上还设有USB接口，手机天线设计时，不仅应远离金属元件，而且还应隔离电池、振荡器、屏蔽罩、摄像头等不相干的零部件，给天线留出一段干净的空间(简称净空，clearance)，保证天线的全向通信效果。
其中，低频馈入电路30包括第一馈源31以及第一调谐电路32，第一馈源31固定在净空区21内，第一调谐电路32的一端与第一馈源31电连接，第一调谐电路32的另一端与第一边框枝节14电连接。
具体地，低频馈入电路30对应的谐振频率频段为0.7GHz-0.96GHz，该谐振频率频段为长期演进(Long Term Evolution，LTE)4G天线里面的低频频段(low band，LB)。第一馈源31固定在净空区21中，第一调谐电路32的另一端与第一边框枝节14电连接。
其中，中高频馈入电路40包括第二馈源41以及第二调谐电路42，第二馈源41固定在净空区21内，第二调谐电路42的一端与第二馈源41电连接，第二调谐电路42的另一端与第二边框枝节15电连接。
具体地，中高频馈入电路40对应的谐振频率频段为1.71GHz-2.7GHz，该谐振频率频段是指LTE 4G天线里面的MHB中高频频段。第二馈源41固定在净空区21中，第二调谐电路42的另一端与第二边框枝节15电连接。
第一调谐电路32以及第二调谐电路33均由若干个串联相接的电容或电感构成。具体地，第一调谐电路32包括第一电容以及第一电感，第一电容的一端与第一馈源31电连接，第一电容的另一端与第一电感的一端电连接，第一电感的另一端与第一边框枝节14电连接。第二调谐电路42包括第二电容以及第二电感，第二电容的一端与第二馈源41电连接，第二电容的另一端与第二电感的一端电连接，第二电感的另一端与第二边框枝节15电连接。
第一调谐电路32以及第二调谐电路42为可调谐天线中固有的匹配结构，其具体的结构设置并不一定与上述第一调谐电路32以及第二调谐电路42保持一致，也可以是其他电容与电感串并联的组合方式，只要是实现的作用与本方案中的作用相似，均属于本方案的简单变形或变换，应当落入本申请的保护范围。
其中，第三调谐电路60为0-1pF的电容结构。第三调谐电路60设置在低频馈入电路30与频率切换电路50之间，且第三调谐电路60的一端引出第一接地线路61，第三调谐电路60的另一端与第一边框枝节14电连接，第三调谐电路60起到了微调谐振点以及提升天线效率的作用。未加入第三调谐电路60时，原始边框金属框10的尺寸决定了第二边框枝节15的谐振点(往高频偏)；加入第三调谐电路60后，第二边框枝节15的谐振点实现了微调，可调谐到需要的频段内。且加入第三调谐电路60后，第二边框枝节15的电流会沿着第一边框枝节14从第三调谐电路60回地，而无需从第二接地线路70回地，也不会影响第一馈入电路的电流馈入过程，从而使得天线效率提升。
如图4天线组件的S11测试结果图所示，为S-参数频率响应特征曲线，横坐标为频率，纵坐标为分贝值，包括两条仿真线，其中，a为现有技术的仿真线，b为本方案增加第三调谐电路60后的仿真线，相比较而言，本方案的后面两个谐振往低频偏移，通过改变第三调谐电路60的电容值，可以实现中高频馈入电路40在稍大范围的频率调谐，使得谐振落入所需频带内。如图5天线组件的效率测试结果图所示，为系统总效率频率响应特征曲线，横坐标为频率，纵坐标为分贝值，其中，c为现有技术的仿真线，d为第三调谐电路60后的仿真线，由仿真效率得出，在中高频馈入电路40的天线效率在各点处均有所提升。
可选的，请进一步参阅图2，第一边框枝节14上设有与第三调谐电路60相匹配的连接位62以及弹片结构63，连接位62从第一边框枝节14上引出，弹片结构63一端固定在连接位62上，弹片结构63的另一端与第三调谐电路60电连接。弹片结构63为金属弹片，可以实现第二边框枝节15与第三调谐电路60的电连接，具有一定弹性作用，既能够保证第三调谐电路60的稳定固定，同时也可以在一定程度上为第三调谐电路60提供足够的缓冲空间。
可选的，第三调谐电路60通过螺纹连接方式固定在第一边框枝节14上。螺纹连接方式易于实现，连接更加稳固，也可以保证第三调谐电路60的充电自由。
当然，本申请并不局限于某种特定的第三调谐电路60设置方式，只要是能够实现第三调谐电路60固定的结构，均属于本方案的简单变形或变换，应当落入本申请的保护范围。
其中，频率切换电路50设置在低频馈入电路30与中高频馈入电路40之间，且频率切换电路50与第一边框枝节14电连接；
具体地，如图3所示，频率切换电路50为SP4T开关，包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电容C1、第二电容C2以及单刀四掷开关SW1，第一电感L1的一端与第一边框枝节14电连接，单刀四掷开关SW1的动端与金属框10电连接，第一电感L1的另一端接地，第二电感L2的一端、第三电感L3的一端、第一电容C1的一端以及第二电容C2的一端分别与单刀四掷开关SW1的四个不动端连接，第二电感L2的另一端、第三电感L3的另一端、第一电容C1的另一端以及第二电容C2的另一端均接地。
单刀四掷开关SW1可在不同条件需求下，分别与第二电感L2、第三电感L3、第一电容C1或第二电容C2闭合，以实现第一电感L1与不同元器件接入第一边框枝节14，相当于改变了天线的口径尺寸，从而实现低频馈入电路30与中高频馈入电路40的调谐。
低频馈入电路30与中高频馈入电路40形成一整体的组合天线系统，可以最大限度地在电子设备紧张的天线可用区域中，实现一个系统两个天线。通过低频馈入电路30与中高频馈入电路40相耦合，在调整低频馈入电路30的谐振频率时，依靠低频馈入电路30与中高频馈入电路40的谐振频率进行调整，这样就使得低频馈入电路30与中高频馈入电路40相互调整，相互配合，彼此有利，从而达到最佳组合状态，有效提高天线系统的馈电性能。
请参阅图1，天线组件还包括第二接地线路70、第三接地线路80以及第四接地线路90，第二接地线路70与第一边框枝节14电连接，第三接地线路80与第二边框枝节15电连接，第四接地线路90与第三边框枝节16电连接。第四接地线路90包括两组，对称设置在第三边框枝节16上并与第三边框枝节16电连接。
具体地，第二接地线路70实现第一边框枝节14接地，第三接地线路80实现第二边框枝节15接地，第四接地线路90实现第三边框枝节16接地。
本申请实施例还提供了一种电子设备。该电子设备包括如上述图1所示实施例提供的天线。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上为对本申请所提供的天线组件以及电子设备的描述，对于本领域的技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种天线组件，应用于电子设备，其特征在于，包括：
金属框、主板、低频馈入电路、中高频馈入电路、第一缝隙、频率切换电路以及第三调谐电路；
所述金属框上开设有第一边框枝节以及第二边框枝节，所述第一边框枝节与所述第二边框枝节通过所述第一缝隙耦合连接；
所述低频馈入电路与所述第一边框枝节电连接，所述中高频馈入电路与所述第二边框枝节电连接；
所述频率切换电路与所述第一边框枝节电连接，且所述频率切换电路设置在所述低频馈入电路与中高频馈入电路之间；
所述第三调谐电路的一端引出第一接地线路，所述第三调谐电路的另一端与所述第一边框枝节电连接，且所述第三调谐电路设置在所述低频馈入电路与所述频率切换电路之间。
2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述低频馈入电路包括第一馈源以及第一调谐电路，所述第一调谐电路的一端与所述第一馈源电连接，所述第一调谐电路的另一端与所述第一边框枝节电连接；所述中高频馈入电路包括第二馈源以及第二调谐电路，所述第二调谐电路的一端与所述第二馈源电连接，所述第二调谐电路的另一端与所述第二边框枝节电连接。
3.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述第三调谐电路为0-1pF的电容结构。
4.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述第一边框枝节上设有与所述第三调谐电路相匹配的连接位以及弹片结构，所述连接位从所述第一边框枝节上引出，所述弹片结构一端固定在连接位上，所述弹片结构的另一端与所述第三调谐电路电连接。
5.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述第三调谐电路通过螺纹连接方式固定在所述第一边框枝节上。
6.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述天线组件还包括第二缝隙以及第三缝隙，所述金属框上还开设有第三边框枝节，所述第三边框枝节的一端通过所述第二缝隙与所述第一边框枝节耦合连接，所述第三边框枝节通过所述第三缝隙与所述第二边框枝节耦合连接。
7.根据权利要求6所述的天线组件，其特征在于，所述天线组件还包括第二接地线路、第三接地线路以及第四接地线路，所述第二接地线路与所述第一边框枝节电连接，所述第三接地线路与所述第二边框枝节电连接，所述第四接地线路与所述第三边框枝节电连接。
8.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述频率切换电路包括第一电感、第二电感、第三电感、第一电容、第二电容以及单刀四掷开关，所述第一电感的一端与所述金属框电连接，所述单刀四掷开关的一端与所述金属框电连接，所述第一电感的另一端接地，所述第二电感的一端、所述第三电感的一端、所述第一电容的一端以及所述第二电容的一端分别与所述第一电感的另一端并联连接，所述第二电感的另一端、所述第三电感的另一端、所述第一电容的另一端以及所述第二电容的另一端分别与所述单刀四掷开关的另一端相接。
9.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述第一调谐电路以及第二调谐电路均由若干个串联相接的电容或电感构成。
10.一种电子设备，包括：如权利要求1-9中任一项所述的天线组件。
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