UWB天线模块的制作方法

uwb天线模块
技术领域
1.本公开涉及一种uwb天线模块，并且更具体地说，涉及一种安装在便携式终端中的uwb天线模块。


背景技术：

2.最近，正在研究一种利用便携式终端代替车辆智能钥匙的技术。为了使便携式终端代替智能钥匙，需要用于室内定位的uwb天线模块。
3.由于已经在便携式终端中安装了多个天线，因此没有足够的空间来安装uwb天线模块。便携式终端的厚度大约为7mm到9mm，并且很难在这种便携式终端中安装厚度超过1mm的天线。
4.此外，如果uwb天线模块沿后盖的方向设置在便携式终端中，则存在诸如后盖的金属基板使通信性能降低的问题。
5.此外，由于常规的uwb天线模块具有沿后盖的方向安装在便携式终端中的uwb天线，以及安装在便携式终端的电路板上的用于处理uwb信号的通信芯片组，在uwb天线和通信芯片组之间传递信号的过程中存在信号损失的问题。


技术实现要素：

6.技术问题
7.本公开是为了解决上述问题而提出的，本公开的一个目的是提供一种设置在便携式终端的侧向方向上的uwb天线模块，以在使安装空间最小化的同时防止通信性能降低。
8.此外，本公开的另一个目的是提供一种uwb天线模块，在该uwb天线模块中，uwb辐射图案和芯片组形成在一个基底基板上，从而在传递信号过程中将信号损失减到最少。
9.问题的解决方案
10.为了实现所述目的，根据本公开的一个示例性实施例的uwb天线模块包括：平面基底基板；多个辐射图案，所述多个辐射图案设置在基底基板的上表面上，并且所述多个辐射图案被设置为彼此间隔开；切换元件，所述切换元件设置在基底基板的下表面上，并且所述切换元件连接到多个辐射图案上；以及通信芯片组，所述通信芯片组被设置为与在基底基板的下表面上的切换元件间隔开，并且所述通信芯片组被配置为通过切换元件的切换操作连接到多个辐射图案中的一个上。
11.根据本公开的示例性实施例的uwb天线模块还可以包括：连接器，所述连接器设置在基底基板的上表面和下表面中的一个上，并且连接到通信芯片组。
12.多个辐射图案的每个长轴线可以彼此设置在不同的方向上，并且，辐射图案的长轴线与基底基板的第一侧边之间的角度可以和另一辐射图案的长轴线与基底基板的第一侧边之间的角度不同。此时，多个辐射图案可以形成为具有长轴线和短轴线的椭圆形形状。
13.切换元件可以连接到多个辐射图案，并且可以将多个辐射图案中的一个切换到通信芯片组。
14.根据本公开的示例性实施例的uwb天线模块可以进一步包括：柔性电缆，所述柔性电缆设置在基底基板的下部部分上，以具有延伸到基底基板的外部的一侧，并且所述柔性电缆连接到通信芯片组；以及连接器，所述连接器设置在柔性电缆的整个区域的延伸到基底基板的外部的区域中。
15.通信芯片组可以嵌入到基底基板中，并且可以具有暴露于基底基板的下表面的一个表面。
16.发明的有益效果
17.根据本公开，可以将uwb天线模块设置在便携式终端的侧向方向上，从而在使安装空间最小化的同时，防止由于便携式终端的金属基板使通信性能降低。
18.此外，uwb天线模块可以将uwb辐射图案和芯片组形成在一个基底基板上，从而使用于传递信号的路径最小化，以将在传递信号过程中发生的信号损失减少到最小。
附图说明
19.图1是用于说明安装有根据本公开的一个示例性实施例的uwb天线模块的便携式终端的示意图。
20.图2是用于说明根据本公开的示例性实施例的uwb天线模块的透视图。
21.图3是用于说明根据本公开的示例性实施例的uwb天线模块的侧视图。
22.图4至图8是用于说明根据本公开的辐射图案的各种形状的示意图。
23.图9至图14是用于说明根据本公开的多个辐射图案的各种布局结构的示意图。
24.图15是用于说明根据本公开的示例性实施例的uwb天线模块的一个修改示例的示意图。
25.图16是用于说明根据本公开的另一个示例性实施例的uwb天线模块的透视图。
26.图17是用于说明根据本公开的另一个示例性实施例的uwb天线模块的底侧的示意图。
27.图18是用于说明根据本公开的另一个示例性实施例的uwb天线模块的侧视图。
具体实施方式
28.以下将参照附图对本公开的最优选的示例性实施例进行描述，以便具体描述本公开，以使得本公开所属领域的技术人员可以容易地执行本公开的技术精神。首先，在为每个附图中的部件添加附图标记时，应当注意的是，如有可能，相同的部件具有相同的附图标记，即使这些相同的部件在不同的附图中示出。此外，在描述本公开时，当确定对相关的公知结构或功能的详细描述可能使本公开的主题模糊时，将省略对相关的公知结构或功能的详细描述。
29.参照图1，根据本公开的一个示例性实施例的超宽带(ultra wide band，uwb)天线模块100、200设置在便携式终端10中，并且设置在便携式终端10的侧向方向上。换句话说，uwb天线模块100、200设置在便携式终端10中，并且例如根据附图，该uwb天线模块邻近便携式终端10的右表面设置。此时，虽然1示出了uwb天线模块100、200邻近便携式终端10的右表面设置，但是所述uwb天线模块并不限于此，并且根据附图，所述uwb天线模块也可以邻近便携式终端10的左表面设置。
30.一般而言，根据附图，用户在手持便携式终端10的后表面和该便携式终端的侧表面的下部部分的状态下使用该便携式终端10。当uwb天线模块100、200被设置为向下倾斜到便携式终端10的侧表面时，由于用户的身体而发生信号损失，从而降低了uwb天线模块100、200的通信性能。
31.因此，将uwb天线模块100、200设置在便携式终端10的侧表面上，并且该uwb天线模块被设置为从便携式终端10向上倾斜。在此，例如，向下是设置有用于语音通话的麦克风的方向，向上是设置有用于语音通话的扬声器的方向。
32.参照图2和图3，根据本公开的第一示例性实施例的uwb天线模块100被配置为包括：基底基板110、辐射图案120、切换元件130、通信芯片组140和柔性电缆150。
33.基底基板110由具有预定面积的平面基板形成。由于uwb天线模块100设置在便携式终端10的侧表面上，因此基底基板110由具有矩形形状的平面基板形成。此时，基底基板110例如由平面基板形成，诸如陶瓷基板或fr4基板。
34.辐射图案120形成在基底基板110的上表面上。辐射图案120由金属材料(诸如铜)制成。此时，由于uwb天线模块100利用到达角(angle of arrival，aoa)定位方法来提高定位精度，因此配置有多个辐射图案120。
35.辐射图案120形成为具有长轴线和短轴线的形状。根据所应用的便携式终端10、安装区域等，辐射图案120可以形成为各种形状。
36.参照图4，辐射图案120形成为具有长度不同的长轴线和短轴线的椭圆形形状。辐射图案120形成为框架形状，在该框架形状中形成有孔。
37.参照图5，辐射图案120可以形成为变形的椭圆形形状，在该变形的椭圆形形状中，平行于长轴线的一侧具有线性的形状。换句话说，辐射图案120可以形成为使得椭圆形的上部部分根据附图线性地形成并且平行于长轴线。辐射图案120可以形成为根据附图具有线性的下部部分的椭圆形形状，并且该下部部分还可以形成为平行于长轴线。
38.参照图6，辐射图案120也可以形成结合有圆形框架形状图案和线性形状图案的形状，在该圆形框架形状图案中，长轴线和短轴线的长度相同。换句话说，辐射图案120被配置为包括圆形框架图案和线性图案，其中，圆形框架图案可以被设置为根据附图相比基底基板110的下部部分更靠近基底基板的上部部分，并且线性图案的一端可以连接到圆形框架图案上，并且线性图案的另一端可以形成为与基底基板的下侧位于同一条线上。
39.参照图7，辐射图案120也可以形成为修改的圆形形状，在该修改的圆形形状中，圆形框架形状图案的一部分是线性形状。换句话说，辐射图案120可以形成为使得圆形上部部分根据附图以线性形状形成并且平行于基底基板110的上侧。此时，线性图案可以设置为与基底基板110的上侧(或下侧)垂直。
40.参照图8，辐射图案120也可以形成为结合有多边形图案和线性图案的形状，其中，该多边形图案具有多个边和多个顶点。换句话说，根据附图，辐射图案被配置为包括五边形图案和线性图案，其中，五边形图案可以被设置为相比基底基板110的下部部分更靠近基底基板的上部部分，并且线性图案的一端可以连接到五边形图案上，而线性图案的另一端可以形成为与基底基板的下侧位于同一条线上。
41.多个辐射图案120形成为相同的形状，并且多个辐射图案被设置为使轴线面向不同的方向。换句话说，一个辐射图案120的长轴线被设置为与另一辐射图案120的长轴线面
向不同的方向。一个辐射图案120的长轴线与基底基板的一个侧边之间的角度和另一辐射图案120的长轴线与该基底基板的一个侧边之间的角度不同。
42.参照图9，uwb天线模块100可以被配置为包括：第一辐射图案122和第二辐射图案124，以接收xy方向上的信号。此时，第一辐射图案122和第二辐射图案124形成为具有不同的角度(不同的方向)。
43.第一辐射图案122和第二辐射图案124形成为椭圆形形状，其中，第一辐射图案122被设置为使得长轴线ls1平行于基底基板110的第一侧边s1，并且第二辐射图案124被设置为使得长轴线ls2垂直于基底基板110的第一侧边s1。在此示例中，例如，第一侧边s1是基底基板110的四个侧边中具有较长长度的两个长侧边中的一个。
44.对于另一个示例，参照图10，第一辐射图案122和第二辐射图案124形成为椭圆形形状，其中，第一辐射图案122被设置为使得长轴线ls1平行于基底基板110的第一侧边s1，并且第二辐射图案124被设置为使得长轴线ls2与基底基板110的第一侧边s1呈大约45
°
的角度。
45.对于又另一个示例，参照图11，第一辐射图案122和第二辐射图案124形成为椭圆形形状，其中，第一辐射图案122被设置为使得长轴线ls1平行于基底基板110的第一侧边s1，并且第二辐射图案124被设置为使得长轴线ls2与基底基板110的第一侧边s1呈大约135
°
的角度。
46.uwb天线模块100可以被配置为包括：第一辐射图案122，第二辐射图案124，以及第三辐射图案126，以接收3d(xyz)方向上的信号。此时，第一辐射图案122，第二辐射图案124以及第三辐射图案126形成为具有不同的角度(不同的方向)。
47.例如，参照图12，第一辐射图案122，第二辐射图案124以及第三辐射图案126形成为椭圆形形状，其中，第一辐射图案122被设置为使得长轴线ls1平行于基底基板110的第一侧边s1，第二辐射图案124被设置为使得长轴线ls2垂直于基底基板110的第一侧边s1，并且，第三辐射图案126被设置为使得长轴线ls3与基底基板110的第一侧边s1形成大约45
°
的角度。
48.对于另一个示例，参照图13，第一辐射图案122和第二辐射图案124形成为椭圆形形状，其中，第一辐射图案122被设置为使得长轴线ls1平行于基底基板110的第一侧边s1，第二辐射图案124被设置为使得长轴线ls2垂直于基底基板110的第一侧边s1，并且第三辐射图案126被设置为使得长轴线ls3与基底基板110的第一侧边s1形成大约135
°
的角度。
49.同时，参照图14，uwb天线模块100还可以被配置为包括：第一辐射图案122，第二辐射图案124，第三辐射图案126以及第四辐射图案128。此时，第一辐射图案122，第二辐射图案124，第三辐射图案126以及第四辐射图案128形成为具有不同的角度(不同的方向)。换句话说，第一辐射图案122、第二辐射图案124、第三辐射图案126和第四辐射图案128形成为椭圆形形状。
50.第一辐射图案122被设置为使得长轴线ls1平行于基底基板110的第一侧边s1。
51.第二辐射图案124被设置为使得长轴线ls2垂直于基底基板110的第一侧边s1。第三辐射图案126被设置为使得长轴线ls3与基板110的第一侧边s1形成大约45
°
的角度。第四辐射图案128被设置为使得长轴线ls4与基底基板110的第一侧边s1形成大约135
°
的角度。
52.同时，虽然图9至图14示出了基于椭圆形形状的长轴线与基底基板110的一个侧边
之间的角度的辐射图案的安装方向，但是安装方向并不限于此，并且安装方向还可以根据辐射图案的特定部分(例如，线性图案)所设置的位置进行分类。
53.同时，如果通信芯片组140在飞行时间(time of flight，rof)方法中处理uwb信号，则uwb天线模块100可以被配置为仅包括一个辐射图案120。
54.切换元件130设置在基底基板110的下表面上。切换元件130连接到形成在基底基板110的上表面上的多个辐射图案120。此时，切换元件130通过穿透基底基板110的通孔(未示出)连接到多个辐射图案120上。如果基底基板110由多个层构成，则通孔也可以由形成在构成基底基板110的多个层上的多个连接图案(未示出)构成。在此，如果配置有一个辐射图案120，则也可以在配置中省略切换元件130。
55.切换元件130将多个辐射图案120中的一个切换到通信芯片组140。换句话说，多个辐射图案120通过穿透基底基板110的一个或多个通孔(未示出)或连接图案(未示出)连接到切换元件130上，并且切换元件130将多个辐射图案120中的一个切换到通信芯片组140。此时，切换元件130可以按顺序将多个辐射图案120切换到通信芯片组140。
56.通信芯片组140设置在基底基板110的下表面上。通信芯片组140被设置为与切换元件130以预定距离间隔开。通信芯片组140通过形成在基底基板110上的信号线连接到切换元件。此时，通信芯片组140由被配置为处理uwb信号的uwb通信元件组成。
57.参照图15，切换元件130和通信芯片组140可以设置在基底基板110中。切换元件130和通信芯片组140被设置为使得一个表面从基底基板110的内部暴露至基底基板110的下表面。此时，切换元件130和通信芯片组140也可以被配置为容纳在基底基板110中，并且电连接到形成在基底基板110的下表面上的端子上。
58.柔性电缆150设置在基底基板110的下表面上，以连接通信芯片组140和便携式终端10的电路板。换句话说，柔性电缆150由平面柔性基板形成。柔性电缆150设置在基底基板110的下表面上并且电连接到通信芯片组140。柔性电缆150具有延伸到基底基板110的外部的一侧。
59.连接器152设置在柔性电缆150的一侧上。此时，连接器152设置在柔性电缆150的延伸到基底基板110的外部的区域中，并且设置在基底基板110的外部。在此，例如，柔性电缆150由柔性印刷电路板形成，在该柔性印刷电路板上形成有用于电连接通信芯片组140以及移动终端10的电路板的线路。
60.同时，参照图16至图18，根据本公开的第二个示例性实施例的uwb天线模块200还可以被配置为印刷电路板(printed circuit boar，pcb)或柔性印刷电路板(flexible printed circuit boar，fpcb)的形式。
61.为此，uwb天线模块200被配置为包括：基底基板210、多个辐射图案220、切换元件230和通信芯片组240。
62.基底基板210由诸如聚酰亚胺(polyimide，pi)、聚酯纤维(polyester，pet)或玻璃环氧树脂(glass epoxy，ge)的柔性基板形成。此时，连接到便携式终端10的电路板上的连接器212形成在基底基板210的一个侧端部上。
63.多个辐射图案220设置在基底基板210的上表面上。此时，由于辐射图案220的形状、数量、布局结构等与前述第一个示例性实施例的辐射图案220相同，因此将省略其详细描述。
64.切换元件230设置在基底基板210的下表面上。切换元件230连接到形成在基底基板210的上表面上的多个辐射图案220。此时，切换元件230通过穿透基底基板210的通孔连接到多个辐射图案220上。在此，如果配置有一个辐射图案220，则也可以在配置中省略切换元件230。
65.切换元件230将多个辐射图案220中的一个切换到通信芯片组240。换句话说，多个辐射图案220中的每一个通过穿透基底基板210的一个或多个通孔连接到切换元件230。切换元件230将多个辐射图案220中的一个切换到通信芯片组240。此时，切换元件230按顺序将多个辐射图案220切换到通信芯片组240。
66.通信芯片组240设置在基底基板210的下表面上。通信芯片组240被设置为与切换元件230以预定距离间隔开。通信芯片组240通过形成在基底基板210上的信号线连接到切换元件。此时，通信芯片组240由被配置为处理uwb信号的uwb通信芯片组240组成。
67.尽管以上已经描述了本公开的优选的示例性实施例，但应当理解的是，本公开可以以各种形式进行修改，并且本领域技术人员可以执行不脱离本公开的权利要求的范围的各种修改的示例和改变的示例。