本發(fā)明涉及電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及一種天線裝置以及通信電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的通信電子設(shè)備廣泛的應(yīng)用于人們的日常生活以及工作當(dāng)中，為人們的日常生活以及工作帶來(lái)了巨大的便利，成為當(dāng)今人們不可或缺的重要工具。

近年來(lái)，隨著無(wú)線通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，通信電子設(shè)備的功能越來(lái)越強(qiáng)大。例如，智能手機(jī)是最為普及的通信電子設(shè)備，現(xiàn)在的智能手機(jī)不僅具有傳統(tǒng)的無(wú)線通信，還具有上網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸、身份識(shí)別以及無(wú)線支付等功能。

通信電子設(shè)備的功能越多，為了滿足功能多樣化的要求，現(xiàn)有的通信電子設(shè)備需要設(shè)置多個(gè)不同種類的天線裝置?，F(xiàn)有的天線裝置的工作帶寬較窄。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種天線裝置以及通信電子設(shè)備，提高了天線裝置的工作帶寬。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種天線裝置，用于通信電子設(shè)備，所述電子設(shè)備具有電路主板，所述天線裝置包括：

相對(duì)設(shè)置的第一導(dǎo)體層以及第二導(dǎo)體層；

位于所述第一導(dǎo)體層與所述第二導(dǎo)體層之間的絕緣介質(zhì)層；

其中，所述第一導(dǎo)體層用于與所述電路主板相對(duì)設(shè)置，并固定在所述主板電路上；所述第二導(dǎo)體層至少具有相互垂直的第一開縫以及第二開縫。

優(yōu)選的，在上述天線裝置中，在第一方向上，所述第二導(dǎo)體層為長(zhǎng)方形，所述第一方向垂直于所述第一導(dǎo)體層以及所述第二導(dǎo)體層；

所述第一開縫平行于所述長(zhǎng)方形的長(zhǎng)邊，且所述第一開縫的兩端均位于所述長(zhǎng)方形內(nèi)；

所述第二開縫平行于所述長(zhǎng)方形的短邊，且所述第一開縫的一端位于所述長(zhǎng)方形的一個(gè)長(zhǎng)邊，另一端位于所述長(zhǎng)方形內(nèi)。

優(yōu)選的，在上述天線裝置中，所述絕緣介質(zhì)層的介電常數(shù)大于10。

優(yōu)選的，在上述天線裝置中，所述第一導(dǎo)體層以及所述第二導(dǎo)體層均為銅層。

優(yōu)選的，在上述天線裝置中，所述電路主板的兩端分別設(shè)置有分集天線以及主天線；

所述天線裝置設(shè)置在所述分集天線與所述主天線的中間位置。

優(yōu)選的，在上述天線裝置中，所述通信電子設(shè)備包括固定在所述電路主板上的電池模塊；

所述天線裝置固定在所述電池模塊背離所述電路主板的一側(cè)。

優(yōu)選的，在上述天線裝置中，所述天線裝置輻射方向由所述第一導(dǎo)體層指向所述第二導(dǎo)體層。

本發(fā)明還提供了一種通信電子設(shè)備，所述通信電子設(shè)備包括：

電路主板；

與所述電路主板相對(duì)設(shè)置的天線裝置；

其中，所述天線裝置包括：相對(duì)設(shè)置的第一導(dǎo)體層以及第二導(dǎo)體層；位于所述第一導(dǎo)體層與所述第二導(dǎo)體層之間的絕緣介質(zhì)層；所述第一導(dǎo)體層用于與所述電路主板相對(duì)設(shè)置，并固定在所述主板電路上；所述第二導(dǎo)體層具有相互垂直的第一開縫以及第二開縫。

優(yōu)選的，在上述通信電子設(shè)備中，所述通電路主板的兩端分別設(shè)置有分集天線以及主天線；

所述天線裝置設(shè)置在所述分集天線與所述主天線的中間位置。

優(yōu)選的，在上述通信電子設(shè)備中，所述天線裝置與所述電路主板之間具有電池模塊。

通過(guò)上述描述可知，本發(fā)明技術(shù)方案提供的天線裝置以及通信電子設(shè)備中，在射頻電線的第二導(dǎo)體層上設(shè)置有相互垂直的第一開縫以及第二開縫，通過(guò)調(diào)整第一開縫以及第二開縫的位置和尺寸，能夠使得第一開縫形成的諧振頻率與第二開縫形成的諧振頻率相互重合在需要的工作頻率內(nèi)，進(jìn)而增加天線裝置的帶寬。

同時(shí)，兩個(gè)開縫的諧振頻率的重疊區(qū)域是雙極化的，構(gòu)成了雙極化的天線裝置，使得天線裝置的頻帶一部分是垂直極化，另一部分是水平極化。這樣，當(dāng)該天線裝置作為射頻識(shí)別天線與標(biāo)簽進(jìn)行通信時(shí)，無(wú)論標(biāo)簽處在什么位置，都能夠有一種極化與之對(duì)應(yīng)，便于標(biāo)簽的識(shí)別。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種天線裝置的正面俯視圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種天線裝置的背面俯視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種天線裝置的切面圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種天線裝置的布局位置示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種諧振頻率和帶寬曲線；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種諧振頻率和帶寬曲線；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種諧振頻率和帶寬曲線；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種通信電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

參考圖1-圖3，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種天線裝置的正面俯視圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種天線裝置的背面俯視圖，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種天線裝置的切面圖。其中，圖3為圖1在AA’方向的切面圖。本發(fā)明實(shí)施例中，天線裝置用于通信電子設(shè)備，通信電子設(shè)備具有電路主板。

所述天線裝置包括：相對(duì)設(shè)置的第一導(dǎo)體層11以及第二導(dǎo)體層12；位于所述第一導(dǎo)體層11與所述第二導(dǎo)體層12之間的絕緣介質(zhì)層13；其中，所述第一導(dǎo)體層11用于與所述電路主板相對(duì)設(shè)置，并固定在所述主板電路上；所述第二導(dǎo)體層12至少具有相互垂直的第一開縫K1以及第二開縫K2。第一導(dǎo)體層11與第二導(dǎo)體層12通過(guò)饋電端14電連接。

可選的，第一導(dǎo)體層11與第二導(dǎo)體層12可以銅層。為了使得天線裝置的工作波段滿足需求，需要絕緣介質(zhì)層13的介電常數(shù)較大，一般的，絕緣介質(zhì)層13可以選用介電常數(shù)大于10的絕緣材料。

第一導(dǎo)體層11用于固定在通信電子設(shè)備的電路主板上。如圖1-圖3所示，設(shè)定第一方向Z、第二方向X以及第三方向Y兩兩相互垂直，構(gòu)成三維直角坐標(biāo)系。第一開縫K1沿第二方向X延伸，第二開縫K2沿第三方向Y延伸。第二方向X與第三方向Y均平行于第一導(dǎo)體層11，且均平行于第二導(dǎo)體層12?？梢栽O(shè)置第一方向Z由第一導(dǎo)體層11指向第二導(dǎo)體層12。

設(shè)置相互垂直的第一開縫K1以及第二開縫K2可以實(shí)現(xiàn)天線裝置的雙極化。

在本發(fā)明實(shí)施例提供的天線裝置中，所述天線裝置輻射方向由所述第一導(dǎo)體層指向所述第二導(dǎo)體層?？梢源蠓冉档吞炀€裝置的電磁波對(duì)主板電路上其他天線裝置的干擾。

在本發(fā)明實(shí)施例提供的天線裝置中，通過(guò)調(diào)節(jié)第一開縫K1以及第二開縫K2在第二導(dǎo)體層12中的位置，以及調(diào)節(jié)第一開縫K1以及第二開縫K2的尺寸，本發(fā)明實(shí)施例提供的天線裝置作為射頻識(shí)別天線時(shí)，可以使得工作波段為902MHz-928MHz，具有較大的工作帶寬。

本發(fā)明實(shí)施例中天線裝置作為射頻識(shí)別天線時(shí)，天線裝置的工作波段需要超過(guò)900MHz，需要天線裝置具有較大面積。對(duì)于現(xiàn)有的通信電子設(shè)備，一般體積較小，為了使得天線裝置的工作波段滿足需求，天線裝置需要在較小體積的通信電子設(shè)備中具有足夠大面積，設(shè)置天線裝置的圖形與通信電子設(shè)備的電路主板的圖形相似，以保證天線裝置需要具有足夠大面積。一般的，通信電子設(shè)備的電路主板為長(zhǎng)方形，設(shè)置天線裝置為長(zhǎng)方形，充分利用通信電子設(shè)備的空間布置足夠大面積的天線裝置。

本發(fā)明實(shí)施例中，在第一方向Z上，所述第二導(dǎo)體層12為長(zhǎng)方形，所述第一方向Z垂直于所述第一導(dǎo)體層11以及所述第二導(dǎo)體層12。第一導(dǎo)體層11為與第二導(dǎo)體層12相同的長(zhǎng)方形。所述第一開縫K1平行于所述長(zhǎng)方形的長(zhǎng)邊，且所述第一開縫K1的兩端均位于所述長(zhǎng)方形內(nèi)。所述第二開縫K2平行于所述長(zhǎng)方形的短邊，且所述第一開縫K1的一端位于所述長(zhǎng)方形的一個(gè)長(zhǎng)邊，另一端位于所述長(zhǎng)方形內(nèi)。

在其他實(shí)施方式中，第一開縫K1以及第二開縫K2可以垂直交叉布置。第一開縫K1以及第二開縫K2在第二導(dǎo)體層12中的位置可以根據(jù)需求設(shè)置。

參考圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種天線裝置的布局位置示意圖，本發(fā)明實(shí)施例中天線裝置21作為射頻識(shí)別天線時(shí)，如圖4所示，天線裝置21固定在通信電子設(shè)備的電路主板24上。所述天線裝置21的第二導(dǎo)體層朝向電路主板24設(shè)置。

所述電路主板24的兩端分別設(shè)置有分集天線23以及主天線22。分集天線23以及主天線22為GSM天線。本發(fā)明實(shí)施例中天線裝置作為射頻識(shí)別天線時(shí)，與全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)天線的通信頻率相近，與GSM天線具有嚴(yán)重干擾問題。為了降低天線裝置21與GSM天線的干擾程度，所述天線裝置21設(shè)置在所述分集天線23與所述主天線22的中間位置。

所述通信電子設(shè)備包括固定在所述電路主板24上的電池模塊。所述天線裝置21固定在所述電池模塊背離所述電路主板24的一側(cè)。圖4中未示出電池模塊。

可選的，可以設(shè)置天線裝置采用低剖面設(shè)計(jì)，使得其在第一方向Z上的厚度為1mm-2mm，便于貼合在通信電子設(shè)備的對(duì)應(yīng)位置，如電池模塊的背面或是后殼內(nèi)表面。

本發(fā)明實(shí)施例所述天線裝置中，在射頻電線的第二導(dǎo)體層上設(shè)置有相互垂直的第一開縫K1以及第二開縫K2，通過(guò)調(diào)整第一開縫K1以及第二開縫K2的位置和尺寸，能夠使得第一開縫K1形成的諧振頻率與第二開縫K2形成的諧振頻率相互重合在需要的工作頻率內(nèi)，進(jìn)而增加天線裝置的帶寬。

同時(shí)，兩個(gè)開縫的諧振頻率的重疊區(qū)域是雙極化的，構(gòu)成了雙極化的天線裝置，使得天線裝置的頻帶一部分是垂直極化，另一部分是水平極化。這樣，當(dāng)天線裝置與標(biāo)簽進(jìn)行通信時(shí)，無(wú)論標(biāo)簽處在什么位置，都能夠有一種極化與之對(duì)應(yīng)，便于標(biāo)簽的識(shí)別。

而且本發(fā)明實(shí)施例所述結(jié)構(gòu)的天線裝置中，可以使得信號(hào)的輻射方向是由第一導(dǎo)體層11指向第二導(dǎo)體層12的方向，進(jìn)而可以降低天線裝置的信號(hào)對(duì)通信電子設(shè)備的電路主板兩端的其他天線裝置的干擾。

采用高介電常數(shù)的絕緣介質(zhì)層以及雙開縫設(shè)計(jì)，可以使得天線裝置的尺寸只有0.25λ₀，λ₀為常數(shù)。而傳統(tǒng)的天線裝置的尺寸一般為0.5λ₀，大大降低了天線裝置尺寸。雖然縮小了天線裝置尺寸，但是由于通過(guò)兩個(gè)開縫的諧振頻率的合并拓展了帶寬，不會(huì)影響天線裝置的帶寬，且可以保證天線裝置的效率。

所述天線裝置通過(guò)兩個(gè)開縫設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了窄帶寬的高諧振工作形式，在工作頻段以外的其他頻段具有空間濾波特性，降低了對(duì)GSM天線裝置的干擾。所述天線裝置為具有方向性輻射的天線裝置，輻射方向?yàn)榈谝粚?dǎo)體層指向第二導(dǎo)體層的方向，可以設(shè)置在顯示屏或是電池模塊的背面，降低對(duì)GSM天線的干擾。本發(fā)明實(shí)施例中，第一開縫K1以及第二開縫K2的位置不局限于上述實(shí)施方式，可以根據(jù)第二導(dǎo)體層12的具體形狀以及面積，布局第一開縫K1以及第二開縫K2的位置以及二者尺寸，以便于滿足工作頻段要求。第一導(dǎo)體層11以及第二導(dǎo)體層12的形狀不局限于長(zhǎng)方形，還可以為正方形、圓形以及橢圓形等幾何形狀。

下面以第一導(dǎo)體層與第二導(dǎo)體層是長(zhǎng)方形為例說(shuō)明該天線裝置的設(shè)計(jì)原理。

對(duì)于已知設(shè)計(jì)參數(shù)的第一導(dǎo)體層以及第二導(dǎo)體層。首先，二者之間采用高介電常數(shù)(介電常數(shù)大于10)的絕緣介質(zhì)層，在第二導(dǎo)體層平行于長(zhǎng)邊的方向(第二方向X)形成第一開縫，進(jìn)而對(duì)天線裝置進(jìn)行小型化設(shè)計(jì)。此時(shí)，天線裝置時(shí)窄帶寬的單極化的形式，極化方向垂直于第二導(dǎo)體層的長(zhǎng)邊，即極化方向平行于第三方向Y，諧振頻率和帶寬曲線如圖5所示。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種諧振頻率和帶寬曲線，圖5中，橫軸為頻率，單位為GHz，縱軸為增益，單位為dB。此時(shí)由于小型化設(shè)計(jì)，第一開縫的單極化天線裝置，在-6db附近，帶寬不足20MHz，此時(shí)還無(wú)法覆蓋需要的902MHz-928MHz波段。

當(dāng)再開一個(gè)與第一開縫垂直的第二開縫，此時(shí)形成另一個(gè)頻段的諧振，該頻段諧振同樣是窄帶寬單極化，極化方向平行于第二方向X諧振頻率和帶寬曲線如圖6所示。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種諧振頻率和帶寬曲線，圖6中，同樣橫軸為頻率，單位為GHz，縱軸為增益，單位為dB。此時(shí)由于兩個(gè)垂直開縫，使得天線裝置具有兩個(gè)諧振頻段，對(duì)一個(gè)圖6中曲線具有兩個(gè)波谷。

可以通過(guò)調(diào)整開縫的尺寸(如長(zhǎng)度)以及在第二導(dǎo)體層中的位置，調(diào)節(jié)天線裝置的工作頻段以及帶寬，使得兩個(gè)開縫的諧振頻率相互重合在需要的工作頻帶內(nèi)，增加帶寬，使得工作頻段覆蓋902MHz-928MHz波段，可以最終形成具有圖7所示諧振頻率和帶寬曲線的天線裝置。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種諧振頻率和帶寬曲線，圖7中，同樣橫軸為頻率，單位為GHz，縱軸為增益，單位為dB。此時(shí)，天線裝置為具有兩個(gè)垂直開縫的雙極化天線裝置，在-6db附近，工作頻段覆蓋902MHz-928MHz波段，滿足射頻識(shí)別天線的帶寬需求。這樣，天線裝置在一部分頻段內(nèi)是垂直極化，另一部分頻段時(shí)水平極化。

采用本發(fā)明實(shí)施例所述天線裝置作為射頻識(shí)別天線與標(biāo)簽進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，相比于傳統(tǒng)單極化天線裝置性能有顯著提升，實(shí)驗(yàn)結(jié)果下表1所示。

表1

由表1可知，本發(fā)明實(shí)施例所述天線裝置的雙極化性能可以更好的符合作為閱讀器的需求。需要說(shuō)明的是，天線裝置的工作帶寬包括但不局限于RFID天線裝置的工作帶寬(902MHz-928MHz)。可以通過(guò)調(diào)節(jié)天線裝置的開縫設(shè)計(jì)改變諧振和極化，實(shí)現(xiàn)不同工作帶寬天線裝置的小型化以及雙極化特性。

基于上述實(shí)施例，本發(fā)明另一實(shí)施例還提供了一種通信電子設(shè)備，該通信電子設(shè)備如圖8所示，圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種通信電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8為圖4在第三方向Y上的側(cè)視圖。

該通信電子設(shè)備包括：電路主板24；與所述電路主板24相對(duì)設(shè)置的射頻識(shí)別天線裝置21。其中，所述射頻識(shí)別天線裝置為上述實(shí)施例中所述的天線裝置，該天線裝置包括：相對(duì)設(shè)置的第一導(dǎo)體層以及第二導(dǎo)體層；位于所述第一導(dǎo)體層與所述第二導(dǎo)體層之間的絕緣介質(zhì)層；所述第一導(dǎo)體層用于與所述電路主板相對(duì)設(shè)置，并固定在所述主板電路上；所述第二導(dǎo)體層具有相互垂直的第一開縫以及第二開縫。第一導(dǎo)電層朝向電路主板24，第二導(dǎo)電層背離電路主板24。

所述通電路主板的兩端分別設(shè)置有分集天線23以及主天線22；所述天線裝置21設(shè)置在所述分集天線23與所述主天線22的中間位置。所述天線裝置21與所述電路主板24之間具有電池模塊31。

該通信電子設(shè)備具有顯示屏32，顯示屏32固定在電路主板24背離所述天線裝置21的一側(cè)。電路主板24可以為PCB板。

本發(fā)明實(shí)施例所述通信電子設(shè)備可以為手機(jī)、平板電腦以及智能穿戴設(shè)備等具有通信功能的電子設(shè)備。將天線裝置21設(shè)置在電路主板的中間位置，天線裝置21一般位于電池模塊31的背面，降低了其對(duì)位于電路主板21兩端的GSM天線的干擾程度。

且在所述通信電子設(shè)備中，采用上述實(shí)施例中所述的天線裝置，該天線裝置的第二導(dǎo)體層上具有兩個(gè)相互垂直的開縫(第一開縫以及第二開縫)，使得天線裝置具有兩個(gè)極化。兩個(gè)開縫分別在不同的頻段諧振，兩個(gè)頻段的諧振合并后拓展了天線裝置的帶寬，本發(fā)明實(shí)施例所述天線裝置作為射頻識(shí)別天線時(shí)可以完全覆蓋射頻識(shí)別天線裝置需要的工作頻段，可以使得射頻識(shí)別天線的工作帶寬在902MHz-928MHz，具有較大的工作帶寬。

所述通信電子設(shè)備可以為手機(jī)、平板電腦以及智能穿戴設(shè)備。采用上述天線裝置作為RFID天線，具有較大帶寬，且降低了與GSM天線的干擾。

本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。