天线装置以及电子设备的制作方法

1.本技术涉及电子设备技术领域，更具体的说，涉及一种天线装置以及电子设备。


背景技术：

2.随着科学技术的不断发展，越来越多的具有通信功能的电子设备被广泛的应用于人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。
3.电子设备实现通信功能的核心部件是天线装置。传统的天线装置安装面积较大，而为了便于携带以及方便使用，电子设备需要进行小型化以及轻薄化设计，需要更小尺寸的天线装置。而且随着电子设备的功能越来越多，其主板集成电子元件也越来越多，进一步压缩了天线装置的安装空间。故如何设计安装面积更小的天线装置，是一个亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术提供了一种天线装置以及电子设备，方案如下：
5.一种天线装置，包括：
6.电路板，所述电路板具有相反的第一表面和第二表面；
7.位于所述第一表面的天线地；
8.位于所述第二表面的金属层，所述金属层包括多个天线辐射体，所述天线辐射体具有天线馈点，至少一个所述天线辐射体具有两个天线馈点。
9.优选的，在上述天线装置中，所述天线辐射体为矩形，所述天线馈点位于所述矩形的侧边；
10.具有两个所述天线馈点的天线辐射体中，两个所述天线馈点分别位于所述天线辐射体相邻的两个侧边上。
11.优选的，在上述天线装置中，所述天线馈点位于所在侧边的中点。
12.优选的，在上述天线装置中，所述矩形的边长为5mm至15mm。
13.优选的，在上述天线装置中，所述天线馈点连接有馈线，所述馈线用于连接天线芯片。
14.优选的，在上述天线装置中，所述电路板包括至少两层子介质层，所述馈线位于相邻两层所述子介质层之间。
15.优选的，在上述天线装置中，两所述天线辐射体的中心距离不超过至
16.其中，λ为所述天线装置通信信号的波长。
17.优选的，在上述天线装置中，所述金属层具有两个所述天线辐射体；
18.一个所述天线辐射体具有一个所述天线馈点，该天线辐射体为发射与接收天线单元；
19.一个所述天线辐射体具有两个所述天线馈点，该天线辐射体包括两个接收天线单元。
20.本技术还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
21.本体；
22.设置在所述本体中的天线装置，所述天线装置包括：电路板，所述电路板具有相反的第一表面和第二表面；位于所述第一表面的天线地；位于所述第二表面的金属层，所述金属层包括多个天线辐射体，所述天线辐射体具有天线馈点，至少一个所述天线辐射体具有两个天线馈点
23.通信芯片，通过多条馈线分别与所述多个天线辐射体的天线馈点连接，所述通信芯片用于通过所述多个天线辐射体辐射发射信号并且通过所述多个天线辐射体接收的反馈信号，以使得所述电子设备确定目标设备相对于所述电子设备的距离或/角度。
24.通过上述描述可知，本技术技术方案提供的天线装置以及电子设备中，所述天线装置包括：电路板，所述电路板具有相反的第一表面和第二表面；位于所述第一表面的天线地；位于所述第二表面的金属层，所述金属层包括多个天线辐射体，所述天线辐射体具有天线馈点，至少一个所述天线辐射体具有两个天线馈点。所述天线装置中，金属层具有多个天线辐射体，对于具有两个天线馈点的天线辐射体，两个天线馈点能够产生不同的极化方向，使得所述天线辐射体等效为两个天线单元，从而能够降低天线装置的尺寸，降低天线装置的安装面积，便于电子设备小型化和轻薄化设计，由于天线装置安装面积小，节省了电子设备内部安装空间，可以便于电子设备集成更多的其他功能电子元件。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例或相关技术中的技术方案，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
26.本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
27.图1为一种常规天线装置的俯视图；
28.图2为本技术实施例提供的一种天线装置的俯视图；
29.图3位图2所示天线装置在a
‑
a’方向的切面图。
具体实施方式
30.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术中的实施例进行清楚、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.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
32.电子设备进行测距和定位时，利用三角定位原理，天线装置需要设置三个天线单元用于测距定位。本技术实施例中，天线装置可以为uwb(超宽带)，uwb天线装置利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。
33.需要说明的是，本技术实施例中天线装置不局限于为uwb天线装置，天线装置作为被动收发的元件，当天线芯片提供正玄波信号且能够处理正玄波信号时，天线装置也可以利用正玄波信号传输数据。
34.如图1所示，图1为一种常规天线装置的俯视图，所述天线装置包括：电路板11，设置在电路板11上的多个独立的天线辐射体12，天线辐射体12均具有一个天线馈点13，天线辐射体12的天线馈点13通过馈线14与焊盘15连接，焊盘15用于绑定天线芯片。
35.为了实现三角定位，使得天线装置具有测距和定位功能，图1所示天线装置中具有三个天线辐射体12，每个天线辐射体12具有一个天线馈点13用于馈入信号，三个天线辐射体12分别作为一个天线单元，三个天线单元通过三角定位和测距。
36.在图1所示方式中，需要设置三个天线辐射体12，利用三个天线辐射体12进行三角定位和测距。三个天线辐射体12两两之间的中心距离至少需要在λ为天线装置通信信号的波长。当今5g通信需求极大的压缩了天线的安装空间，而图1所示天线装置的面积较大，安装面积大，不便于电子设备的小型化和轻薄化设计。
37.为了解决上述问题，本技术实施例提供的了一种天线装置，通过在至少一个天线辐射体上设置两个天线馈点，每个天线馈电对应一种天线极化的辐射场型，从而使得一个天线辐射体能够等效为两个天线单元，减少了天线辐射体的数量，缩小了天线装置的面积，降低了其安装面积，便于电子设备的小型化和轻薄化设计，而且由于节省了安装空间，使得电子设备内部具有更多的安装空间，以集成其他功能电子元件。而且具有两个馈电的天线辐射体，所产生的双极化辐射场型本身拥有良好的天线隔离度。
38.如图2和图3所示，图2为本技术实施例提供的一种天线装置的俯视图，图3位图2所示天线装置在a
‑
a’方向的切面图，所述天线装置包括：
39.电路板21，所述电路板21具有相反的第一表面s1和第二表面s2；
40.位于所述第一表面s1的天线地22；
41.位于所述第二表面的金属层23，所述金属层23包括多个天线辐射体231，所述天线辐射体231具有天线馈点24，至少一个所述天线辐射体231具有两个天线馈点24。
42.在图2和图3所示天线装置中以金属层23具有两个天线辐射体231为例进行说明，可以基于通信需求，设置金属层23中天线辐射体231的数量。
43.为了提升天线辐射体在电路板21表面的附着稳定性，可以设置金属层包括第一金属层和第二金属层，第一金属层位于电路板21和第二金属层之间，第一金属层在电路板21表面具有更好的附着性，通过第一金属层过渡，能够保证第二金属层的附着稳定性。第二金属层可以为金属层。可以通过电镀、化学镀或是沉积等工艺在电路板21的第二表面s2形成金属层23，再通过刻蚀工艺图形化金属层23，形成多个分离的天线辐射体231。
44.为了提升天线辐射体在电路板21表面的附着稳定性，还可以设置电路板21的第二表面具有凹槽，用于设置所述天线辐射体12。
45.所述天线装置中，所述金属层23具有两个天线辐射体231，一个所述天线辐射体231具有一个所述天线馈点24，该天线辐射体231为发射与接收天线单元，能够用于发射信号，还能够用于接收信号；一个所述天线辐射体231具有两个所述天线馈点24，两个天线馈点24可以使得同一天线辐射体231具有两个不同的极化方向，两个极化方向具有90
°
的相位差，相当于两个不同的接收位置，故使得该天线辐射体231包括两个接收天线单元。从而通过两个天线辐射体231，等效为三个天线单元，实现三角定位和测距。
46.本技术实施例所述天线装置包括两个用于三角定位和测距的天线辐射体231，该两个天线辐射体231分别为第一天线辐射体a和第二天线辐射体b。其中，第一天线辐射体a具有一个天线馈点，第二天线辐射体b具有两个天线馈点。由于第二天线辐射体b具有两个天线馈点，可以等效为两个天线单元，具有两个不同的极化方向，对应两个相位参数，第一天线辐射体a具有一个天线馈点，具有一个极化方向，对应一个相位参数，这样，通过两个天线辐射体即可等效为三个天线单元，具有三个相位参数，用于实现三角定位和测距。
47.进行三角定位和测试时，第一天线辐射体a为收发发射与接收天线单元，第二天线辐射体b为两个接收天线单元，发射与接收天线单元发送信号给基站，基站反馈信号，天线123均接收基站反馈的信号，基于三个天线单元相位不同，实现三角定位和测距。
48.所述天线装置用于三角定位和测距时，只需要两个天线辐射体231，相对于图1所示天线装置，减少了一个天线辐射体及其所需的连接线路，从而使得天线装置的安装面积减少1/3。
49.需要说明的是，本技术天线装置至少具有两个用于三角定位和测距的天线辐射体231，金属层23不局限于仅包括第一天线辐射体a和第二天线辐射体b，还可以包括其他通信功能的天线辐射体231。
50.如图2所示，所述天线辐射体231为矩形，所述天线馈点24位于所述矩形的侧边；具有两个所述天线馈点的天线辐射体231中，两个所述天线馈点24分别位于所述天线辐射体231相邻的两个侧边上，该相邻两个侧边垂直，实现正交的双馈入结构，同一天线辐射体321能够产生双天线极化辐射场型，同一天线辐射体321中两个天线馈点24产生的极化方向具有90
°
的相位差，从而可以使得具有两个天线馈点24的天线辐射体231等效为两个天线单元。
51.可以设置所述天线馈点24位于所在矩形侧边的中点，以便于天线馈点24的布局以及电路连接。本技术实施例中，所述天线辐射体231可以为长方形或是正方形。
52.其中，所述矩形的边长为5mm至15mm。在该尺寸范围内，即可实现三角定位和测距的通信需求。
53.所述矩形具有相对平行的第一侧边和第二侧边、以及相对平行的第三侧边和第四侧边。不同天线辐射体的尺寸可以相同或是不同。
54.当金属层23仅包括用于三角定位和测距的第一天线辐射体a和第二天线辐射体b时，为了通过较小尺寸的电路板21承载第一天线辐射体a和第二天线辐射体b，设置两个矩形的第一侧边相对平行设置，且两个第一侧边的中线重合，这样，所述电路板21用于设置第一天线辐射体a和第二天线辐射体b的绑定部分在平行于第一侧边延伸方向上的尺寸最小，
如果两个第一侧边长度相同，在所述延伸方向上的尺寸为第一侧边的长度，如果两个矩形的第一侧边长度不同，则绑定部分在所述延伸方向上的尺寸为两个第一侧边中较大一者的长度。
55.本技术实施例所述天线装置中，所述天线馈点24连接有馈线25，所述馈线25用于连接天线芯片。所述天线芯片通过馈线25与所述天线馈点24连接，以实现信号的收发控制。所述电路板21的第二表面s2具有焊盘26，用于绑定天线芯片。所述馈线25与所述焊盘26连接。所述天线芯片可以为uwb通信芯片，显然所述天线芯片也可以为其他类型天线芯片。
56.在图3所示方式中，所述电路板21包括至少两层子介质层211，所述馈线25位于相邻两层所述子介质层211之间。该方式中，所述馈线25通过过孔与所述天线馈点24电接触。
57.其他实施例中，还可以直接在第二表面s2设置所述馈线25。
58.本技术实施例所述天线装置，设置两所述天线辐射体的中心距离不超过至其中，λ为天线装置通信信号的波长，约为12.5mm，工作频率在6ghz
‑
8ghz，带宽为500m，满足三角定位和测距需求。
59.如图2所示，所述天线装置中，所述电路板21包括绑定部分31和走线部分32。所述天线辐射体321均位于所述绑定部分31，所述走线部分32的一端与所述绑定部分31连接，另一端远离绑定部分31，该端具有焊盘26。天线馈线26基于走线部分32延伸至焊盘16，与焊盘26连接。走线部分32的宽度远小于矩形天线辐射体321的边长。
60.本技术实施例所述天线装置中，所述电路板21可以为pcb(印制电路板)、或fpc(柔性线路板)。设置所述电路板21可以为fpc，这样，较小宽度的走线部分32能够基于布线需求弯曲或是翻折。
61.基于上述实施例，本技术另一实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
62.本体；
63.设置在所述本体中的天线装置，所述天线装置包括：电路板，所述电路板具有相反的第一表面和第二表面；位于所述第一表面的天线地；位于所述第二表面的金属层，所述金属层包括多个天线辐射体，所述天线辐射体具有天线馈点，至少一个所述天线辐射体具有两个天线馈点
64.通信芯片，通过多条馈线分别与所述多个天线辐射体的天线馈点连接，所述通信芯片用于通过所述多个天线辐射体辐射发射信号并且通过所述多个天线辐射体接收的反馈信号，以使得所述电子设备确定目标设备相对于所述电子设备的距离或/角度。
65.本技术实施例所述电子设备中，所述天线装置为上述实施例所述天线装置，其实现方式可以参考上述实施例所述，本实施例不再赘述。
66.所述本体可以为手机本体，此时所述电子设备为手机。所述本体还可以为平板电脑本体，此时所述电子设备为平板电脑。所述本体还可以为智能穿戴设备本体，如智能手表，此时所述电子设备为智能手表。需要说明的是，所述电子设备不局限于为手机、平板电脑或是智能穿戴设备等具有无线通信功能的设备，可以为任意具有无线通信功能的电子设备。
67.本说明书中各个实施例采用递进、或并列、或递进和并列结合的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即
可。对于实施例公开的电子设备而言，由于其与实施例公开的天线装置相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见天线装置对应部分说明即可。
68.需要说明的是，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”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技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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技术的限制。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
69.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
70.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。