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CN117060074A - 微型化天线馈入模块及电子装置 - Google Patents

微型化天线馈入模块及电子装置 Download PDF

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CN117060074A
CN117060074A CN202210490827.XA CN202210490827A CN117060074A CN 117060074 A CN117060074 A CN 117060074A CN 202210490827 A CN202210490827 A CN 202210490827A CN 117060074 A CN117060074 A CN 117060074A
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CN
China
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coupling
coupling feed
feed
module
feed unit
Prior art date
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Pending
Application number
CN202210490827.XA
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Inventor
许倬纲
贺敏慧
苏威诚
林彦辉
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Fuzhikang International Co ltd
Original Assignee
Fuzhikang International Co ltd
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Publication date
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Abstract

一种微型化天线馈入模块包括基体、复数个耦合馈入单元及主动电路，复数个耦合馈入单元及主动电路分别设置于基体相对应的两个表面；基体具有复数个通孔，复数个通过贯穿基体；复数个耦合馈入单元由导电材料制成，复数个耦合馈入单元具有不同的耦合面积，主动电路透过复数个通孔分别电连接至复数个耦合馈入单元，以为复数个耦合馈入单元馈入电流，并耦合至金属边框，使金属边框辐射无线信号；主动电路用以切换金属边框的辐射模态。本申请还提供一种具有该微型化天线馈入模块的电子装置。

Description

微型化天线馈入模块及电子装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种微型化天线馈入模块及电子装置。
背景技术
随着无线通信技术的进步，移动电话、个人数字助理等电子装置不断朝向功能多样化、轻薄化、以及数据传输更快、更有效率等趋势发展。然而其相对可容纳天线的空间亦就越来越小，且随着无线通信技术的不断发展，天线的带宽需求不断增加。因此，如何于有限的空间内设计出具有较宽带宽及较佳效率的天线，系天线设计面临的一项重要课题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种微型化天线馈入模块及电子装置，所述微型化天线馈入模块可设置于电子装置内，且与金属辐射体配合，进而涵盖多个频段，以提升带宽并兼具最佳天线效率。
一种微型化天线馈入模块包括基体、复数个耦合馈入单元及主动电路，复数个耦合馈入单元及主动电路分别设置于基体相对应的两个表面；基体具有复数个通孔，复数个通过贯穿基体；复数个耦合馈入单元由导电材料制成，复数个耦合馈入单元具有不同的耦合面积，主动电路透过复数个通孔分别电连接至复数个耦合馈入单元，以为复数个耦合馈入单元馈入电流，并耦合至金属边框，使金属边框辐射无线信号；主动电路用以切换金属边框的辐射模态。
一种电子装置，包括上述所述的微型化天线馈入模块。
上述微型化天线馈入模块及电子装置可激发出多个辐射模态，进而涵盖多个频段，以提升带宽并兼具最佳天线效率。
附图说明
图1为本申请较佳实施例提供的微型化天线馈入模块的示意图；
图2为图1所示微型化天线馈入模块于另一角度下的示意图；
图3A及图3B为本申请较佳实施例提供的微型化天线馈入模块另一角度的示意图；
图4A至图4C为本申请较佳实施例提供的另一种微型化天线馈入模块的示意图；
图5A至图5C为本申请较佳实施例提供的另一种微型化天线馈入模块的示意图；
图6A至图6C为本申请较佳实施例提供的另一种微型化天线馈入模块的示意图；
图7为本申请较佳实施例的微型化天线馈入模块与金属边框于另一角度下的示意图；
图8为本申请较佳实施例提供的微型化天线馈入模块应用至电子装置的示意图；
图9为图8所示微型化天线馈入模块中主动电路的电路连接示意图；
图10为图3A至图3B所示微型化天线馈入模块的S参数(散射参数)曲线图；
图11为图3A至图3B所示微型化天线馈入模块的效率曲线图；
图12A及图12B为图4A、图5A及图6A所示微型化天线馈入模块的S参数(散射参数)曲线图；
图13A及图13B为图4A、图5A及图6A所示微型化天线馈入模块的效率曲线图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的组件或具有相同或类似功能的组件。下面透过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，需要说明的是，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，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”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯，可以是直接相连，也可以透过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通或两个组件的相互作用关系。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申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是透过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
请一并参阅图1及图2，可以理解，本申请较佳实施例提供一种微型化天线馈入模块400。所述微型化天线馈入模块400包括基体411、复数个耦合馈入单元Patch、主动电路413及连接器414。
所述基体411可为介质基板，例如，印刷电路板(printed circuit board，PCB)、陶瓷(ceramics)基体或其他介质基板，于此不做具体限定。所述基体411包括第一表面4111及第二表面4112，所述第二表面4112与所述第一表面4111相对设置。
请一并参阅图3A及图3B，于本申请实施例中，微型化天线馈入模块400包括第一耦合馈入单元Patch 41、第二耦合馈入单元Patch 42及第三耦合馈入单元Patch 43。第一耦合馈入单元Patch 41、第二耦合馈入单元Patch 42及第三耦合馈入单元Patch 43整体呈金属薄片状。第一耦合馈入单元Patch41、第二耦合馈入单元Patch 42及第三耦合馈入单元Patch 43设置于所述基体411的第一表面4111。第一耦合馈入单元Patch 41、第二耦合馈入单元Patch42及第三耦合馈入单元Patch 43可藉由穿孔(过孔)连接至所述基体411的第二表面4112。
本发明一实施例中，第一耦合馈入单元Patch 41、第二耦合馈入单元Patch 42及第三耦合馈入单元Patch 43共面设置于所述基体411的第一表面4111，所述第一耦合馈入单元Patch 41、第二耦合馈入单元Patch 42及第三耦合馈入单元Patch 43相互间隔且互不重迭设置。所述第一耦合馈入单元Patch 41大致呈L形金属薄片状，第二耦合馈入单元Patch 42大致呈正方形金属薄片状，第三耦合馈入单元Patch 43大致呈矩形金属薄片状。三个所述耦合馈入单元Patch 41、Patch 42、Patch 43分别设置有相应的信号馈电点41211、41212、41213，进而分别为相应的耦合馈入单元馈入电信号。
可以理解，于本申请实施例中，并不对耦合馈入单元Patch 41、Patch 42、Patch43的具体形状及结构进行限定。
所述第一耦合馈入单元Patch 41、第二耦合馈入单元Patch 42及第三耦合馈入单元Patch 43间隔设置。第一耦合馈入单元Patch 41、第二耦合馈入单元Patch 42及第三耦合馈入单元Patch 43的面积分配可依据带宽需求做比例调整，如此藉由大面积提供较宽带耦合效果。例如，当第一耦合馈入单元Patch 41、第二耦合馈入单元Patch 42及第三耦合馈入单元Patch 43靠近辐射体(辐射体可为，但不局限于，电子装置的金属边框、铁件、PCB软板上的铜箔、或LDS制程中的导体等等)时，两者非接触，如此可透过耦合将信号传递至辐射体，并由辐射体来发射/接收无线信号。显然，当耦合馈入单元的面积分配越大，则透过耦合将信号由辐射体发射/接收时，所得带宽越宽，进而实现大面积提供较宽带耦合效果。于本申请实施例中，第一耦合馈入单元Patch 41的面积大于第二耦合馈入单元Patch 42的面积，第二耦合馈入单元Patch 42的面积大于第三耦合馈入单元Patch 43的面积。于本申请实施例中，第一耦合馈入单元Patch 41在所述基体411的投影面积占所述基体411的面积大于40％，第二耦合馈入单元Patch 42在所述基体411的投影面积占所述基体411的面积小于10％，第三耦合馈入单元Patch 43在所述基体411的投影面积占所述基体411的面积小于10％。
请再次参阅图1、图2、图3A及图3B，于本申请实施例中，所述主动电路413设置于所述基体411的第二表面4112上。所述基体411的第二表面4112上布设有连接线路(图未示)。所述连接线路连接至所述主动电路413。所述主动电路413可包括切换开关，与/或其他可变换阻抗的可调组件(图未示，参后详述)。所述主动电路413可藉由所述连接线路电连接至所述第一耦合馈入单元Patch 41、第二耦合馈入单元Patch 42、第三耦合馈入单元Patch43及所述连接器414。例如，于其中一个实施例中，所述基体411上还设置有过孔(图未示)，所述第一耦合馈入单元Patch 41、第二耦合馈入单元Patch42及第三耦合馈入单元Patch 43可透过所述过孔连接至所述基体411的第二表面4112，并藉由所述第二表面4112上的连接线路连接至所述主动电路413。
所述连接器414设置于所述基体411的第二表面4112上，即设置于所述主动电路413所在表面。于其中一些实施例中，所述连接器414可与所述主动电路413间隔设置，且彼此电连接。当然，于本申请实施例中，并不对所述连接器414与所述主动电路413的具体位置关系及连接关系等进行限制。例如，于其中一个实施例中，所述主动电路413可设置于所述连接器414内，即所述连接器414可用以收容所述主动电路413。所述连接器414电连接至所述主动电路413，且连接至相应的传输线，进而藉由所述传输线实现所述微型化天线馈入模块400的信号传输，例如实现信号的送出或送入。
可以理解，所述传输线可为，但不局限于，同轴电缆(coaxial cable)，柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit Board，FPCB)或其他传输线等。
第一排布实施例
请一并参阅图4A至图4C，于本申请另一实施例中，所述微型化天线馈入模块400包括第一耦合馈入单元Patch 41及第二耦合馈入单元Patch 42。可以理解，第一耦合馈入单元Patch 41及第二耦合馈入单元Patch 42可由一整片金属薄片透过开设切槽4122，以形成多个独立的耦合馈入单元。例如，于图4A所示实施例中，所述切槽4122大致呈L形。于本申请实施例中，其中一个耦合馈入单元(例如第一耦合馈入单元Patch 41)呈L形，另外一个耦合馈入单元(例如第二耦合馈入单元Patch 42)呈矩形。第一耦合馈入单元Patch 41及第二耦合馈入单元Patch 42分别设置有相应的信号馈电点41211、41212，进而分别为相应的耦合馈入单元馈入电信号。于图4A至4C所示的实施例中，第一耦合馈入单元Patch 41及第二耦合馈入单元Patch 42设置于所述基体411的第一表面4111，即第一耦合馈入单元Patch 41与第二耦合馈入单元Patch 42共面且互不重迭，可分别藉由穿孔(过孔)连接至所述基体411的第二表面4112。
在一些实施例中，请参图4A至4C，第一耦合馈入单元Patch 41与第二耦合馈入单元Patch 42在第一方向上的投影互不重迭，且共面于第二方向与第三方向所形成的平面。所述第一方向为第一耦合馈入单元Patch 41与第二耦合馈入单元Patch 42朝向基体411的第二表面4112的方向，或者沿基体411的厚度方向，请参图4C所示的X轴方向。所述第二方向为沿或者平行于基体411的第一表面4111的延伸方向，或者基体411的第一表面4111的长度方向，请参图4A至4C所示的Y轴方向。所述第一方向与第二方向大致垂直。所述第三方向为所述第二方向为沿或者平行于基体411的第一表面4111的延伸方向，或者基体411的第一表面4111的宽度方向，请参图4A及图4B所示的Z轴方向。所述第三方向大致垂直第一方向及第二方向。
可以理解，于本申请实施例中，并不对耦合馈入单元Patch 41、Patch 42的具体形状及结构进行限定。
所述第一耦合馈入单元Patch 41与第二耦合馈入单元Patch 42共面且间隔设置。第一耦合馈入单元Patch 41及第二耦合馈入单元Patch 42的面积分配可依据带宽需求做比例调整，如此藉由大面积提供较宽带耦合效果。例如，当使得第一耦合馈入单元Patch 41及第二耦合馈入单元Patch 42靠近辐射体(例如电子装置的金属边框)时，两者非接触，如此可透过耦合将信号传递至辐射体，并由辐射体来发射/接收无线信号。显然，当耦合馈入单元的面积分配越大，则透过耦合将信号由辐射体发射/接收时，所得带宽越宽，进而实现大面积提供较宽带耦合效果。于本申请实施例中，第一耦合馈入单元Patch41的面积大于第二耦合馈入单元Patch 42的面积。于本申请实施例中，第一耦合馈入单元Patch 41在所述基体411的投影面积占所述基体411的面积大于40％，第二耦合馈入单元Patch 42在所述基体411的投影面积占所述基体411的面积小于10％。
可以理解，于本申请实施例中，所述主动电路413设置于所述基体411的第二表面4112上。所述基体411的第二表面4112上布设有连接线路(图未示)。所述连接线路连接至所述主动电路413。所述主动电路413可包括切换开关，与/或其他可变换阻抗的可调组件(图未示，参后详述)。所述主动电路413可藉由所述连接线路电连接至所述第一耦合馈入单元Patch 41、第二耦合馈入单元Patch 42及所述连接器414。例如，于其中一个实施例中，所述基体411上还设置有过孔(如图4C所示连接主动电路413与第一耦合馈入单元Patch 41的间的线段)，所述第一耦合馈入单元Patch 41、第二耦合馈入单元Patch 42可透过所述过孔连接至所述基体411的第二表面4112，并藉由所述第二表面4112上的连接线路连接至所述主动电路413。
请一并参阅图2，所述连接器414设置于所述基体411的第二表面4112上，即设置于所述主动电路413所在表面。于其中一些实施例中，所述连接器414可与所述主动电路413间隔设置，且彼此电连接。当然，于本申请实施例中，并不对所述连接器414与所述主动电路413的具体位置关系及连接关系等进行限制。例如，于其中一个实施例中，所述主动电路413可设置于所述连接器414内，即所述连接器414可用以收容所述主动电路413。所述连接器414电连接至所述主动电路413，且连接至相应的传输线，进而藉由所述传输线实现所述微型化天线馈入模块400的信号传输，例如实现信号的送出或送入。
可以理解，所述传输线可为，但不局限于，同轴电缆(coaxial cable)，柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit Board，FPCB)或其他传输线等。
第二排布实施例
请一并参阅图5A至图5C，于本申请另一实施例中，所述微型化天线馈入模块400包括第一耦合馈入单元Patch 41及第二耦合馈入单元Patch 42。第一耦合馈入单元Patch 41及第二耦合馈入单元Patch 42在第二方向(参图5C所示的Y轴方向)上不共面且在第一方向(参图5C所示的X轴方向)上部分投影重迭设置。其中，对于第一方向及第二方向可参前述图4C的相关描述。具体地，第二耦合馈入单元Patch 42设置于所述基体411的第一表面4111，第一耦合馈入单元Patch 41设置于所述基体411的第一表面4111以内，并靠近第一表面4111设置，以使第一耦合馈入单元Patch 41与第二耦合馈入单元Patch 42在第二表面4112上的投影部分重迭。在一些实施例中，所述基体411可由多层基板堆栈形成，第一耦合馈入单元Patch 41设置于基体411的表层(例如第一表面4111)的基板，第二耦合馈入单元Patch42设置于基体411的内层的基板。第一耦合馈入单元Patch 41及第二耦合馈入单元Patch42可分别藉由穿孔(过孔)连接至所述基体411的第二表面4112。于本申请实施例中，其中一个耦合馈入单元(例如第一耦合馈入单元Patch 41)呈L形，另外一个耦合馈入单元(例如第二耦合馈入单元Patch 42)呈矩形。第一耦合馈入单元Patch 41及第二耦合馈入单元Patch42分别设置有相应的信号馈电点41211、41212，进而分别为相应的耦合馈入单元馈入电信号。
可以理解，于本申请实施例中，并不对耦合馈入单元Patch 41、Patch 42的具体形状及结构进行限定。
所述第一耦合馈入单元Patch 41与第二耦合馈入单元Patch 42不共面且部分投影重迭设置。第一耦合馈入单元Patch 41与第二耦合馈入单元Patch 42的面积分配可依据带宽需求做比例调整，如此藉由大面积提供较宽带耦合效果。例如，当使得第一耦合馈入单元Patch 41与第二耦合馈入单元Patch 42靠近辐射体(辐射体可以为，但不限于，铁件、PCB软板上的铜箔、LDS制程中的导体、电子装置的金属边框等等)时，两者非接触，如此可透过耦合将信号传递至辐射体，并由辐射体来发射/接收无线信号。显然，当耦合馈入单元的面积分配越大，则透过耦合将信号由辐射体发射/接收时，所得带宽越宽，进而实现大面积提供较宽带耦合效果。于本申请实施例中，第一耦合馈入单元Patch 41的面积大于第二耦合馈入单元Patch 42的面积。于本申请实施例中，第一耦合馈入单元Patch 41在所述基体411的投影面积占所述基体411的面积大于40％，第二耦合馈入单元Patch 42在所述基体411的投影面积占所述基体411的面积小于10％。
可以理解，主动电路413的结构及功能、与连接器414的连接、连接器414的设置方式等，可参前述相关组件的详细描述，在此不再累述。
第三排布实施例
请一并参阅图6A至图6C，于本申请另一实施例中，所述微型化天线馈入模块400包括第一耦合馈入单元Patch 41及第二耦合馈入单元Patch 42。第一耦合馈入单元Patch 41及第二耦合馈入单元Patch 42在第二方向(参图6C所示的Y轴方向)上不共面且在第一方向(参图6C所示的X轴方向)上部分投影重迭设置。其中，对于第一方向及第二方向可参前述图4C的相关描述。具体地，第一耦合馈入单元Patch 41设置于所述基体411的第一表面4111，第二耦合馈入单元Patch 42设置于所述基体411的第一表面4111以内，并靠近第一表面4111设置，以使第一耦合馈入单元Patch 41与第二耦合馈入单元Patch 42在第二表面4112上的投影部分重迭。第一耦合馈入单元Patch41及第二耦合馈入单元Patch 42可分别藉由穿孔(过孔)连接至所述基体411的第二表面4112。于本申请实施例中，其中一个耦合馈入单元(例如第一耦合馈入单元Patch 41)呈L形，另外一个耦合馈入单元(例如第二耦合馈入单元Patch 42)呈矩形。第一耦合馈入单元Patch 41及第二耦合馈入单元Patch 42分别设置有相应的信号馈电点41211、41212，进而分别为相应的耦合馈入单元馈入电信号。
可以理解，于本申请实施例中，并不对耦合馈入单元Patch 41、Patch 42的具体形状及结构进行限定。
所述第一耦合馈入单元Patch 41与第二耦合馈入单元Patch 42不共面且部分投影重迭设置。第一耦合馈入单元Patch 41与第二耦合馈入单元Patch 42的面积分配可依据带宽需求做比例调整，如此藉由大面积提供较宽带耦合效果。例如，当使得第一耦合馈入单元Patch 41与第二耦合馈入单元Patch 42靠近辐射体(例如电子装置的金属边框)时，两者非接触，如此可透过耦合将信号传递至辐射体，并由辐射体来发射/接收无线信号。显然，当耦合馈入单元的面积分配越大，则透过耦合将信号由辐射体发射/接收时，所得带宽越宽，进而实现大面积提供较宽带耦合效果。于本申请实施例中，第一耦合馈入单元Patch 41的面积大于第二耦合馈入单元Patch 42的面积。于本申请实施例中，第一耦合馈入单元Patch41在所述基体411的投影面积占所述基体411的面积大于40％，第二耦合馈入单元Patch 42在所述基体411的投影面积占所述基体411的面积小于10％。
可以理解，主动电路413的结构及功能、与连接器414的连接、连接器414的设置方式等，可参前述相关组件的详细描述，在此不再累述。
可以理解，请一并参阅图7及图8，当使用所述微型化天线馈入模块400时，可将所述微型化天线馈入模块400设置于一金属边框5304的一侧。其中，所述微型化天线馈入模块400设置有第一耦合馈入单元Patch 41、第二耦合馈入单元Patch 42及第三耦合馈入单元Patch 43的一侧朝向所述金属边框5304设置。如此，可透过所述第一耦合馈入单元Patch41、第二耦合馈入单元Patch 42及第三耦合馈入单元Patch 43与所述金属边框5304的耦合将信号由所述金属边框5304进行发射与/或接收。另外，所述微型化天线馈入模块400还可利用所述主动电路413的切换开关，以切换多模态，进而实现多个宽带操作。
例如，于其中一个实施例中，当所述微型化天线馈入模块400中包括三个耦合馈入单元Patch 41、Patch 42、Patch 43，且设置有所述主动电路413时，三个耦合馈入单元Patch 41、Patch 42、Patch 43间隔设置，且藉由与所述金属边框5304间隔设置，进而可用以接收4G/5G中频信号(频率范围为1.7GHz-2.2GHz)、高频信号(频率范围为2.3GHz-2.7GHz)、超高频(ultra high band，UHB)信号(频率范围为3.3GHz-5GHz)、GPS信号(频率范围为1.5GHz-1.6GHz)、Wi-Fi信号(频率范围为2.4GHz，5GHz)、5G-Sub 6信号(频率范围为0.45GHz-6GHz)、5G-Sub 7信号(频率范围为5.925GHz-7.125GHz)、Wi-Fi 6E(频率范围为5.925GHz-7.125GHz)等。
当然，于本申请实施例中，并不对所述微型化天线馈入模块400的频率进行限制。例如，可藉由调整所述微型化天线馈入模块400的形状、长度、宽度、面积等参数，以调整所需的频率。另外，所述耦合馈入单元Patch的形状、长度、宽度、面积等参数，亦可根据所需的频率进行调整。
可以理解，于本申请实施例中，所述金属边框5304还可以为任何导体，例如铁件，PCB软板上的铜箔，激光直接成型(Laser Direct Structuring，LDS)制程中的导体等，于此不做具体限定。例如，于其中一个实施例中，所述金属边框5304为一电子设备的金属边框，所述金属边框5304设置于一背板5305上，且与一电子组件，例如中框5307间隔设置，所述微型化天线馈入模块400设置于所述金属边框5304与所述中框5307的间。所述中框5307设置于所述背板5305上(参后详述)。
可以理解，于本申请实施例中，所述耦合馈入单元Patch与所述金属边框4304间隔设置。例如，所述耦合馈入单元Patch与所述金属边框5304平行设置。又如，所述耦合馈入单元Patch与所述金属边框5304间隔设置，但彼此不平行设置。当然，于其他实施例中，所述耦合馈入单元Patch亦可不连接所述金属边框5304。例如，于其中一个实施例中，所述耦合馈入单元Patch与所述金属边框5304间隔设置，且两者的间无电性连接。
可以理解，于本申请实施例中，并不对所述金属边框5304的具体结构，与/或其与其他组件的连接关系等进行限制。例如，所述金属边框5304的侧端可连接至地(即所述金属边框5304接地处理)，或者不连接至地。又如，所述金属边框5304上可设置或未设置任何断点、断槽、缝隙等。
可以理解，请一并参阅图7及图8，于本申请实施例中，当所述微型化天线馈入模块400可应用于一电子装置500时，可用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。所述电子装置500可为掌上型通信装置(例如移动电话)、折迭机、智能穿戴装置(例如手表，耳机等)、平板计算机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等，于此不做具体限制。
可以理解，所述电子装置500可采用以下一种或多种通信技术：蓝牙(bluetooth，BT)通信技术、全球定位系统(global positioning system，GPS)通信技术、无线保真(wireless fidelity，Wi-Fi)通信技术、全球移动通信系统(global system for mobilecommunications，GSM)通信技术、宽带码分多址(wideband code division multipleaccess，WCDMA)通信技术、长期演进(long term evolution，LTE)通信技术、5G通信技术、SUB-6G通信技术以及未来其他通信技术等。
于本申请实施例中，以所述电子装置500为手机为例加以说明。
请再次参阅图7及图8，于其中一实施例中，所述电子装置500至少包括金属边框5304、背板5305、接地面5306及中框5307。
所述金属边框5304由金属或其他导电材料制成。所述背板5305可由金属或其他导电材料制成。所述金属边框5304设置于所述背板5305的边缘，并与所述背板5305共同形成一容置空间(图未示)。所述金属边框5304相对所述背板5305的一侧设置有一开口(图未标)，用于容置一显示单元(图未示)。所述显示单元具有一显示平面，该显示平面裸露于该开口。可以理解，所述显示单元可结合触摸传感器组合成触控屏。触摸传感器又可称为触控面板或触敏面板。
可以理解，于本申请实施例中，所述显示单元具有高屏占比。即所述显示单元的显示平面的面积大于70％的电子装置的正面面积，甚至可做到正面全屏幕。具体于本申请实施例中，所述全屏幕是指除了所述电子装置500上开设的必要的槽孔以外，所述显示单元的左侧、右侧、下侧均可无缝隙地连接至所述金属边框5304。
所述接地面5306可由金属或其他导电材料制成。所述接地面5306可设置于所述金属边框5304与所述背板5305共同围成的所述容置空间内，且连接至所述背板5305。
所述中框5307由金属或其他导电材料制成。所述中框5307的形状及尺寸可小于或大于所述接地面5306。所述中框5307迭设于所述接地面5306上。于本实施例中，所述中框5307为设置于所述显示单元与所述接地面5306的间的金属片。所述中框5307用于支撑所述显示单元、提供电磁屏蔽、及提高所述电子装置500的机构强度。
可以理解，于本实施例中，所述金属边框5304、所述背板5305、所述接地面5306及所述中框5307可构成一体成型的金属框体。所述背板5305、所述接地面5306及所述中框5307为大面积金属，因此可共同构成所述电子装置500的系统接地面(图未标)。
所述中框5307与所述金属边框5304间隔设置，进而于两者的间形成狭缝5309。
可以理解，当所述微型化天线馈入模块400应用至所述电子装置500时，所述微型化天线馈入模块400可设置于所述狭缝5309内，且大致垂直所述接地面5306所在平面设置。所述金属边框5304的一部分可构成辐射体。具体地，所述金属边框5304上设置有至少一缝隙5310。所述缝隙5310隔断所述金属边框5304，以将所述金属边框5304至少划分为间隔设置的第一部分5313及第二部分5314。其中所述第一部分5313及第二部分5314均能够用以辐射无线信号。所述第二部分5314可电连接至所述系统接地面，例如所述接地面5306，即接地。
可以理解，于其中一个实施例中，所述缝隙5310可与所述狭缝5309连通，并填充有绝缘材料，例如塑料、橡胶、玻璃、木材、陶瓷等，但不以此为限。
可以理解，当所述微型化天线馈入模块400设置于所述狭缝5309内时，所述微型化天线馈入模块400上的耦合馈入单元Patch 41、Patch 42、Patch 43朝向所述第一部分5313，且与所述第一部分5313间隔设置。所述连接器414设置于所述基体411的另一表面，即背向所述第一部分5313设置。所述连接器414的一端电连接至所述中框5307，另一端与所述基体411电连接。
在另一些实施例中，所述微型化天线馈入模块400对应第一部分5313、缝隙5310及第二部分5314设置，微型化天线馈入模块400的第一耦合馈入单元Patch 41朝向第一部分5313，第二耦合馈入单元Patch 42及/或第三耦合馈入单元Patch 43朝向第二部分5314。从而使得天线馈入耦合模块100可同时向第一部分5313和第二部分5314馈入电信号。
请一并参阅图9，于接下来的实施例中，以所述微型化天线馈入模块400的第一耦合馈入单元Patch 41、第二耦合馈入单元Patch 42及第三耦合馈入单元Patch 43均包括相应的信号馈电点(例如第一信号馈电点port1、第二信号馈电点port2及第三信号馈电点port3，即前面所述的信号馈电点41211、41212、41213)。每一信号馈电点分别藉由相应的匹配单元电连接至相应的馈入源。例如，所述第一耦合馈入单元Patch1的第一信号馈电点port1藉由第一匹配单4151电连接至馈入源4161。所述第二耦合馈入单元Patch2的第二信号馈电点port2藉由第二匹配单元4152电连接至馈入源4162。所述第三耦合馈入单元Patch3的第三信号馈电点port3藉由第三匹配单元4153电连接至馈入源4163。
另外，所述微型化天线馈入模块400中的主动电路413间隔设置于所述连接器414。如图9所示，所述主动电路413包括切换开关4131及第一可调组件4132、第二可调组件4133及第三可调组件4134。其中，所述切换开关4131的一端电连接至所述连接器414，另一端藉由相应的可调组件4132、4133、4134电连接至对应的馈入源。例如，所述切换开关4131藉由第一可调组件4132电连接至所述第一馈入源4161，藉由第二可调组件4133电连接至所述第二馈入源4162，藉由第三可调组件4134电连接至所述第三馈入源4163。即，所述匹配电路至少包括第一匹配单元4151、第二匹配单元4152及第三匹配单元4153。
如此，藉由设置所述第一耦合馈入单元Patch 41、第二耦合馈入单元Patch 42、第三耦合馈入单元Patch 43均与所述第一部分5313耦合共振出具有可调性的模态。另外，还可控制相邻两个耦合馈入单元的间的耦合状态，透过耦合分别产生可调性且天线效率佳的独立模态。再者，藉由所述主动电路413中的切换开关4131的切换，可切换多模态，并使用多个可调组件(例如可调组件4132、可调组件4133、可调组件4134)实现多个频段包覆。
显然，所述切换开关4131为中高频/UHB及NR/Wi-Fi 2.4G、Wi-Fi 5G与LAA切换开关，用以切换中高频/UHB及NR/Wi-Fi 2.4G与Wi-Fi 5G频段。
也就是说，本申请中的微型化天线馈入模块400可应用至电子装置500中，以提升天线效率带宽并具有最佳天线效率，且利用所述切换开关4131的切换，可有效提升天线频率覆盖范围。具体地，于其中一个实施例中，所述微型化天线馈入模块400适用的工作频率范围涵盖中频1.71GHz至2.17GHz、高频2.3GHz-2.69GHz、超高频3.4GHz至3.8GHz、Wi-Fi2.4G、Wi-Fi5G，并可支持5G Sub 6N77/N78/N79、5G Sub 7、Wi-Fi 6E频段。
即，所述微型化天线馈入模块400藉由将所述耦合馈入单元Patch1、Patch42、Patch 43设置为独立的片体，并于所述耦合馈入单元Patch1、Patch 42、Patch 43的适当位置设置相应的信号馈电点，并藉由所述辐射体(亦可为电子设备500的金属边框，例如第一部分5313)作为金属辐射体，于狭缝5309中由所述辐射体与所述微型化天线馈入模块400耦合能量共振出模态，涵盖中、高频、超高频、5G Sub 6N77、5G Sub 6N78、5G Sub 6N79、Wi-Fi2.4G、Wi-Fi 5G、5G Sub 7、Wi-Fi 6E频段，藉以大幅提升其带宽与天线效率，亦可涵盖全球常用5G的通信频段的应用，以及支持LTE-A(LTE-Advanced的简称，是LTE技术的后续演进)的载波聚合应用(Carrier Aggregation，CA)要求。
请一并参阅图10，为所述微型化天线馈入模块400的多个所述耦合馈入单元Patch41、Patch 42、Patch 43分别辐射无线信号时的S参数(散射参数)曲线图。其中，图10为微型化天线馈入模块400中如图3A及图3B所示的第一耦合馈入单元Patch 41、第二耦合馈入单元Patch 42及第三耦合馈入单元Patch 43辐射无线信号时的S参数。
可以理解，藉由所述切换开关4131切换至不同的信号馈电点，可控制其频率模态，以涵盖中频1.71GHz-2.17GHz、高频2.3GHz-2.69GHz、超高频3.4GHz-3.8GHz、GPS、Wi-Fi2.4G、Wi-Fi 5G频段，并可支持5G Sub 6N77/N78/N79、5G Sub 7、Wi-Fi 6E频段。
请一并参阅图11，为所述微型化天线馈入模块400的多个所述耦合馈入单元Patch41、Patch 42、Patch 43分别辐射无线信号时的效率曲线图。其中，图11为微型化天线馈入模块400中如图3A及图3B所示的第一耦合馈入单元Patch 41、第二耦合馈入单元Patch 42及第三耦合馈入单元Patch 43辐射无线信号时的效率曲线图。
请一并参阅图12A，为所述微型化天线馈入模块400的所述第一耦合馈入单元Patch 41分别设置为如图4A架构的第一排布实施例、图5A架构的第二排布实施例、图6A架构的第一排布实施例并辐射无线信号时的S参数(散射参数)曲线图。其中，图12A为所述微型化天线馈入模块400的所述第一耦合馈入单元Patch 41在如图4A所示第一耦合馈入单元Patch 41及第二耦合馈入单元Patch 42设置于第一表面4111、如图5A所示第一耦合馈入单元Patch 41设置在第一表面4111以内及第二耦合馈入单元Patch 42设置于第一表面4111、如图6A第一耦合馈入单元Patch 41设置在第一表面4111及第二耦合馈入单元Patch 42设置在第一表面4111以内时的S参数。
请一并参阅图12B，为所述微型化天线馈入模块400的所述第二耦合馈入单元Patch 42分别设置为如图4A架构的第一排布实施例、图5A架构的第二排布实施例、图6A架构的第三排布实施例并辐射无线信号时的S参数(散射参数)曲线图。其中，图12B为所述微型化天线馈入模块400的所述第二耦合馈入单元Patch 42在如图4A所示第一耦合馈入单元Patch 41及第二耦合馈入单元Patch 42设置于第一表面4111、如图5A所示第一耦合馈入单元Patch 41设置在第一表面4111以内及第二耦合馈入单元Patch 42设置于第一表面4111、如图6A第一耦合馈入单元Patch1设置在第一表面4111及第二耦合馈入单元Patch 42设置在第一表面4111以内时的S参数。
可以理解，藉由所述切换开关4131切换至不同的信号馈电点，可控制其频率模态，以涵盖中频1.71GHz-2.17GHz、高频2.3GHz-2.69GHz、超高频3.4GHz-3.8GHz，GPS、Wi-Fi2.4G、Wi-Fi 5G频段，并可支持5G Sub 6N77/N78/N79、5G Sub 7、Wi-Fi 6E频段。
请一并参阅图13A，为所述微型化天线馈入模块400的所述第一耦合馈入单元Patch 41分别设置为如图4A架构的第一排布实施例、图5A架构的第二排布实施例、图6A架构的第一排布实施例并辐射无线信号时的效率曲线图。其中，图13A为所述微型化天线馈入模块400的所述第一耦合馈入单元Patch1在如图4A所示第一耦合馈入单元Patch 41及第二耦合馈入单元Patch42设置于第一表面4111、如图5A所示第一耦合馈入单元Patch 41设置在第一表面4111以内及第二耦合馈入单元Patch 42设置于第一表面4111、如图6A第一耦合馈入单元Patch 41设置在第一表面4111及第二耦合馈入单元Patch 42设置在第一表面4111以内时的辐射效率(图中所示为Rad.)值及总效率(图中所示为Tot.)值。
请一并参阅图13B，为所述微型化天线馈入模块400的所述第二耦合馈入单元Patch 42分别设置为图4A架构的第一排布实施例、图5A架构的第二排布实施例、图6A架构的第二排布实施例并辐射无线信号时的效率曲线图。其中，图13B为所述微型化天线馈入模块400的所述第二耦合馈入单元Patch42在如图4A所示第一耦合馈入单元Patch 41及第二耦合馈入单元Patch 42设置于第一表面4111、如图5A所示第一耦合馈入单元Patch 41设置在第一表面4111以内及第二耦合馈入单元Patch 42设置于第一表面4111、如图6A第一耦合馈入单元Patch 41设置在第一表面4111及第二耦合馈入单元Patch42设置在第一表面4111以内时的辐射效率(图中所示为Rad.)值及总效率(图中所示为Tot.)值。
显然，藉由设置所述切换开关4131，并使得所述切换开关131切换至不同的信号馈电点，以控制频率模态，进而涵盖至中频(1.71GHz-2.17GHz)、高频(2.3GHz-2.69GHz)、超高频(3.4GHz-3.8GHz)、Wi-Fi 2.4G、Wi-Fi 5G及LAA，并可支持5G Sub 6N77/N78/N79、5G Sub7、Wi-Fi 6E频段。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本申请精神内做其它变化等用在本申请的设计，只要其不偏离本申请的技术效果均可。这些依据本申请精神所做的变化，都应包含在本申请所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种微型化天线馈入模块，应用于具有金属边框的电子装置中，其特征在于，所述微型化天线馈入模块包括基体、复数个耦合馈入单元及主动电路；
所述复数个耦合馈入单元及主动电路分别设置于所述基体相对应的两个表面；
所述基体具有复数个通孔，所述复数个通过贯穿所述基体；
所述复数个耦合馈入单元由导电材料制成，所述复数个耦合馈入单元具有不同的耦合面积，所述主动电路透过所述复数个通孔分别电连接至所述复数个耦合馈入单元，以为所述复数个耦合馈入单元馈入电流，并耦合至所述金属边框，使所述金属边框辐射无线信号；
所述主动电路用以切换所述金属边框的辐射模态。
2.如权利要求1所述的微型化天线馈入模块，其特征在于：所述复数个耦合馈入单元共面且互不重叠。
3.如权利要求1所述的微型化天线馈入模块，其中所述复数个耦合馈入单元不共面且部分重叠。
4.如权利要求1所述的微型化天线馈入模块，其中所述复数个耦合馈入单元包括第一耦合馈入单元、第二耦合馈入单元及第三耦合馈入单元，其中所述第一耦合馈入单元在所述主动电路的投影面积占所述主动电路的面积大于40％，及所述第三耦合馈入单元在所述主动电路的投影面积占所述主动电路的面积小于10％。
5.如权利要求4所述的微型化天线馈入模块，其中所述第二耦合馈入单元及所述第三耦合馈入单元在所述主动电路的投影面不重叠。
6.如权利要求1所述的微型化天线馈入模块，其中所述基体包括第一表面及第二表面，所述第一表面朝向所述金属边框设置，所述第二表面与所述第一表面相对设置，所述复数个耦合馈入单元设置于所述第一表面上，所述微型化天线馈入模块还包括连接器，所述主动电路与所述连接器设置于所述第二表面上。
7.如权利要求1所述的微型化天线馈入模块，其中所述主动电路包括切换开关及多个可调组件，藉由将切换开关切换至相应的可调组件及馈入源，进而控制所述微型化天线馈入模块的频率模态，以涵盖中频频段、高频频段、超高频(UHB)频段、GPS频段、Wi-Fi 2.4G频段、Wi-Fi 5G频段、授权频谱辅助接入(LAA)频段、及5G Sub6 NR频段。
8.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括如权利要求1至7中任一项所述的微型化天线馈入模块。
9.如权利要求8所述的电子装置，其中所述金属边框上开设有至少一缝隙，所述缝隙隔断所述金属边框，进而将所述边框划分为间隔设置的第一部分及第二部分，所述微型化天线馈入模块对应所述缝隙设置。
10.如权利要求9所述的电子装置，其中所述电子装置包括金属边框及至少一电子组件，所述金属边框与所述至少一电子组件间隔设置形成一狭缝，所述微型化天线馈入模块设置于所述狭缝中，所述微型化天线馈入模块与所述金属边框间隔设置。
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