CN102447165B - 一种电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子设备，包括一第一壳体，所述第一壳体为导电壳体，所述电子设备还包括：第一无线通信模块，设置有第一输入接口；第一射频线，具有第一端和第二端，其中，所述第一射频线的第一端与所述第一输入接口电连接，所述第一射频线的第二端与所述第一壳体电连接；其中，所述第一壳体用于作为天线臂，通过所述第一射频线与所述第一无线通信模块进行射频信号的交互。本发明实现了将导电壳体来进行无线信号的发送，同时降低了产品成本，提高了材料质感与机构强度。

Description

一种电子设备

技术领域

本发明涉及无线通信技术，特别是一种电子设备。

背景技术

现有的使用金属或其它导电材料作为外壳的电子设备，为了达到无线收发的效果要求，一般都是于金属外壳上割开一块电磁净空区域以放置天线。然而上述设计会极大的影响工业设计和产品型态，并使得产品成本增加，降低结构强度。

为了解决上述问题，现有技术中利用塑胶与金属一体成型方式来制作外壳，但这种方式同样也会增加产品成本，并使得金属外壳的质感受到极大的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子设备，使用导电壳体来进行无线信号的发送，降低产品成本，提高材料质感与机构强度。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种电子设备，包括一第一壳体，所述第一壳体为导电壳体，所述电子设备还包括：

第一无线通信模块，设置有第一输入接口；

第一射频线，具有第一端和第二端，其中，所述第一射频线的第一端与所述第一输入接口电连接，所述第一射频线的第二端与所述第一壳体电连接；

其中，所述第一壳体用于作为天线臂，通过所述第一射频线与所述第一无线通信模块进行射频信号的交互。

上述的电子设备，其中，还包括一第二壳体，所述第二壳体为导电壳体，所述第一壳体和第二壳体之间电绝缘，在所述第一射频线的第一端，所述第一射频线中的屏蔽层与所述第二壳体电连接，所述第一壳体和第二壳体用于作为天线的两个天线臂，通过所述第一射频线与所述第一无线通信模块进行射频信号的交互。

上述的电子设备，其中，所述电子设备还包括：

设置于所述第一射频线的第二端和所述第一壳体之间的匹配电路；

所述匹配电路的一端与所述第一壳体电连接，在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述匹配电路的另一端电连接。

上述的电子设备，其中，所述匹配电路具体包括：

一端接地，另一端与第一连接点电连接的第一电阻，；

一端接地，另一端与第二连接点电连接的可调电容；

一端与第一连接点电连接，另一端与第二连接点电连接的调节电路；

所述第一壳体与所述第一连接点电连接，在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述第二连接点电连接。

上述的电子设备，其中，所述电子设备还包括：

转动连接机构，所述第一壳体和第二壳体通过所述转动连接机构以可转动方式连接，所述转动连接机构上设置有相互绝缘的第一导电区域和第二导电区域，所述第一导电区域与所述第一壳体电连接，所述第二导电区域与所述第二壳体电连接，在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述第一导电区域电连接，所述第一射频线中的屏蔽层与所述第二导电区域电连接。

上述的电子设备，其中，还包括：

设置于所述第一射频线的第二端和所述第一导电区域之间的匹配电路；

所述匹配电路的一端与所述第一导电区域电连接，在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述匹配电路的另一端电连接。

上述的电子设备，其中，所述匹配电路具体包括：

一端接地，另一端与第一连接点电连接的第一电阻，；

一端接地，另一端与第二连接点电连接的可调电容；

一端与第一连接点电连接，另一端与第二连接点电连接的调节电路；

所述第一导电区域与所述第一连接点电连接，在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述第二连接点电连接。

上述的电子设备，其中，所述电子设备还包括：

转动连接机构，所述第一壳体和第二壳体通过所述转动连接机构以可转动方式连接，所述转动连接机构上设置有第一导电区域，所述第一导电区域与所述第一壳体电连接，在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述第一导电区域电连接。

上述的电子设备，其中，所述电子设备还包括：

用于实现静电防护的静电防护电路；

所述静电防护电路的一端与所述第一壳体电连接，另一端接地。

上述的电子设备，其中，所述电子设备还包括：

第二无线通信模块，设置有第二输入接口；

第二射频线，具有第一端和第二端，其中，所述第二射频线的第一端与所述第二输入接口电连接；

第一滤波电路；

第二滤波电路；

匹配电路；

所述第一滤波电路的第一端和第二滤波电路的第一端分别通过所述匹配电路与所述第一壳体电连接；

所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述第一滤波电路的第二端电连接；

在所述第二射频线的第二端，所述第二射频线中的芯线与所述第二滤波电路的第二端电连接；

其中，所述第一壳体用于作为天线臂，通过所述匹配电路、第一滤波电路、第一射频线与所述第一无线通信模块进行射频信号的交互，并通过所述匹配电路、第二滤波电路、第二射频线与所述第二无线通信模块进行射频信号的交互。

本发明实施例具有以下的有益效果：

本发明实施例的电子设备中，利用电子设备中的导电壳体作为无线发射的天线臂，并通过射频线连接无线通信模块和导电壳体，在无线通信模块和导电壳体间进行射频信号的交互，在实现天线功能的同时，降低了产品成本，同时，由于不再需要在金属外壳上割开一块电磁净空区域，也不需要利用塑胶与金属一体成型方式来制作外壳，因此提高了材料质感与机构强度。

同时，射频线与导电壳体之间的电连接通过连接壳体的转动结构来实现，只需要将转动结构的转轴设计成金属转轴，并与转轴容纳装置上的第一导电区域形成电连接即可，而转轴容纳装置上的第二导电区域与第一导电区域绝缘，但与第二壳体电连接，因此实现简单，同时只需要对转动连接结构进行改变，并不需要改变电子设备的整体结构。

本发明实施例中，匹配电路中设置有可调的电容和/或可调的电感，因此在天线的阻抗会发生变化时，能够通过调解所述可调电容和/或所述可调电感中来实现阻抗自适应匹配，改善了阻抗匹配，降低了功率损耗。

附图说明

图1为射频线的结构示意图；

图2为本发明实施例的电子设备中，第一壳体即可作为单极子天线的结构示意图；

图3为本发明实施例中一种匹配电路的结构示意图；

图4为本发明实施例中一种ESD防护电路的结构示意图；

图5为本发明实施例中的滤波电路的一种实现方式的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例的电子设备中，利用电子设备中的导电壳体作为无线发射的天线臂，并通过射频线连接无线通信模块和导电壳体，在无线通信模块和导电壳体间进行射频信号的交互，在实现天线功能的同时，降低产品成本，提高材料质感与机构强度。

本发明实施例的电子设备包括一第一壳体，其中：

所述第一壳体为导电壳体；

所述电子设备还包括：

第一无线通信模块，设置有第一输入接口；

第一射频线，具有第一端和第二端，其中，所述第一射频线的第一端与所述第一输入接口电连接，所述第一射频线的第二端与所述第一壳体电连接；

其中，所述第一壳体用于作为天线臂，通过所述第一射频线与所述第一无线通信模块进行射频信号的交互。

其中，该第一无线通信模块可以是提供WCDMA通信服务的无线通信模块，也可以是提供Wifi通信服务的无线通信模块，还可以是提供TD-SCDMA通信服务的无线通信模块，当然，还可以是提供其它无线通信服务(如地面数字电视服务)的无线通信通信模块，在此不一一列举。

一般而言，电子设备的外壳都包括至少两个壳体，即第一壳体和第二壳体，如笔记本电脑包括用于装配LCD屏的第一壳体和用于装配主板的第二壳体，而如翻盖、滑盖的手机也包括用于装配LCD屏的第一壳体和用于装配主板的第二壳体，而即使是直板手机和PAD等设备，其外壳也是分为了两个部分。

而一般而言，为无线通信提供信号传输的天线可以有两种：单极子天线和偶极子天线，本发明实施例既可以实现单极子天线，也可以实现偶极子天线，分别说明如下。

<单极子天线>

在第一壳体和第二壳体均为导电壳体的情况下，可以使用任意一个壳体作为天线臂来形成单极子天线，以第一壳体作为天线臂说明如下。

如图1所示，为射频线的结构示意图，其中，射频线包括如下几个部分：

中央的芯线11；

包覆所述芯线11的第一绝缘层12；

包覆所述绝缘层12的屏蔽层13，为导电材质形成；

包覆所述屏蔽层13的第二绝缘层14。

此时第一无线通信模块设置有第一输入接口；

而第一射频线具有两端，分别为第一端和第二端，其中，所述第一射频线的第一端插入第一输入接口之后，即实现了射频线与第一无线通信模块的电连接。

而所述第一射频线的第二端需要连接到天线臂，即第一壳体，从图1可以发现，第一射频线中包括两个导体：芯线11和屏蔽层13，在形成单极子天线的情况下，在第一射频线的第二端，该芯线11需要与第一壳体电连接，而屏蔽层13直接悬空(也就是不连接任何其它器件)即可。

在第一射频线一端连接第一无线通信模块，一端与第一壳体电连接之后，无线通信模块即可通过该第一射频线建立与该第一壳体之间的电连接，以进行射频信号的传输，至此，第一壳体即可作为单极子天线进行信号的收发处理。

如图2所示，为本发明实施例的电子设备中，第一壳体即可作为单极子天线的结构示意图。

<偶极子天线>

在第一壳体和第二壳体均为导电壳体的情况下，所述第一壳体和第二壳体之间电绝缘的情况下，可以同时使用第一壳体和第二壳体作为天线臂来形成偶极子天线，说明如下。

如图1所示，为射频线的结构示意图，其中，射频线包括如下几个部分：

中央的芯线11；

包覆所述芯线11的第一绝缘层12；

包覆所述绝缘层12的屏蔽层13，为导电材质形成；

包覆所述屏蔽层13的第二绝缘层14。

此时第一无线通信模块设置有第一输入接口；

而第一射频线具有两端，分别为第一端和第二端，其中，所述第一射频线的第一端插入第一输入接口之后，即实现了射频线与第一无线通信模块的电连接。

而所述第一射频线的第二端需要连接到天线臂，即第一壳体，从图1可以发现，第一射频线中包括两个导体：芯线11和屏蔽层13，在形成偶极子天线的情况下，在第一射频线的第二端，该芯线11需要与第一壳体电连接，而屏蔽层13需要与第二壳体电连接。

在第一射频线一端连接第一无线通信模块，另一端分别与第一壳体和第二壳体电连接之后，无线通信模块即可通过该第一射频线建立与该第一壳体以及第二壳体之间的电连接，以进行射频信号的传输，至此，第一壳体和第二壳体配合形成偶极子天线进行信号的收发处理。

在本发明的具体实施例中，该第一射频线中的芯线/屏蔽层可以直接与第一壳体/第二壳体电连接，在第一无线通信模块确定的情况下，通过不断测试，芯线/屏蔽层与第一壳体/第二壳体在哪一点连接可以达到最好的效果，其可以通过实际测试得到，也可以通过仿真来实现。

很多的电子设备中都设置有转动连接结构，该第一壳体和第二壳体通过所述转动连接机构以可转动方式连接，如笔记本电脑的两个壳体就是通过转轴方式实现转动方式连接。

在这种情况下，本发明实施例中，该第一射频线中的芯线和/或屏蔽层可以通过软连接线的方式实现与壳体的电连接，但为了节省空间，避免对产品现有结构作出更多的改变，在本发明具体实施例中，芯线和/或屏蔽层可以通过该转动连接结构来实现与壳体的电连接，以单极子天线和偶极子天线分别说明如下。

<单极子天线>

在第一壳体形成单极子天线时，在所述转动连接机构上设置第一导电区域，所述第一导电区域与所述第一壳体电连接，且与第二壳体电绝缘，而在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述第一导电区域电连接，而屏蔽层直接悬空即可。

<偶极子天线>

在第一壳体和第二壳体配合形成偶极子天线时，在所述转动连接机构上设置相互绝缘的第一导电区域和第二导电区域，所述第一导电区域与所述第一壳体电连接，所述第二导电区域与所述第二壳体电连接，在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述第一导电区域电连接，所述第一射频线中的屏蔽层与所述第二导电区域电连接。

在第一射频线中的芯线、屏蔽层与第一壳体和第二壳体通过转动连接机构上的导电区域连接时，也可以通过调整导电区域在转动连接结构上的位置来实现性能的最优化。

上述的方式中，只需要将与第一壳体连接的转轴设计成金属转轴，并与转轴容纳装置上的第一导电区域形成电连接即可，而转轴容纳装置上的第二导电区域与第一导电区域绝缘，但与第二壳体电连接，因此实现简单，同时只需要对转动连接结构进行改变，并不需要改变电子设备的整体结构。

在本发明的具体实施例中，利用导电壳体作为天线臂时，为了改善阻抗匹配，降低功率损耗，在本发明的具体实施例中，该电子设备还包括：

设置于所述第一射频线的第二端和所述第一壳体之间的匹配电路；

所述匹配电路的一端与所述第一壳体电连接，在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述匹配电路的另一端电连接。

当然，在单极子天线的情况下，在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的屏蔽层直接悬空，而在偶极子天线的情况下，在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的屏蔽层电连接到第二壳体。

而当通过上述转动连接机构来实现时，所述匹配电路的另一端通过所述第一导电区域与所述第一壳体电连接。

当然，考虑作为天线臂的壳体经常被用户触摸，此时，天线的阻抗会发生变化，在这种情况下，为了实现阻抗的自适应调整，所述匹配电路为一可调电路结构，如图3所示，所述匹配电路具体包括：

一端接地，另一端与第一连接点(图中左边的黑点)电连接的第一电阻R1；当然，该电阻也可以使用电容来替换。

一端接地，另一端与第二连接点(图中右边的黑点)电连接的可调电容C1；

一端与第一连接点电连接，另一端与第二连接点电连接的调节电路；

所述第一壳体与所述第一连接点电连接，在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述第二连接点电连接。

而其中该调节电路中至少包括一可调器件，如可调电感或者可调电容，下面说明一种具体的实现方式如下。

如图3所示，该调节电路具体包括一并联电路和第二电容C2，并联电路和第二电容C2以串联方式连接，其中，该并联电路包括相互并联的可调电感、第二电阻和第三电容。

上述如图3所示的电路中，在天线的阻抗会发生变化时，能够通过调解所述可调电容C1和/或所述可调电感中来实现阻抗自适应匹配，改善了阻抗匹配，降低了功率损耗。

为了进一步实现静电防护功能，本发明实施例的电子设备还包括用于实现静电防护的静电防护电路；所述静电防护电路的一端与所述第一壳体电连接，另一端接地。

如图4所示，为一种静电防护电路的具体结构示意图，其中包括：

一第四电容C4、第五电容C5和ESD保护器件D1，其中，所述C4的一端与所述第一壳体电连接，而另一端通过所述D1接地，所述C5一端接地，另一端连接到连接所述C4和D1的连接线上。ESD保护电路与匹配网络结合，C1为匹配网络电容，C5为ESD保护器件D1的寄生电容。

当然，上述的静电防护电路和匹配电路可以单独使用，但也可以结合起来使用。

在本发明的具体实施例中，以上都是以一个无线通信模块进行的说明，但应当理解的是，本发明实施例也可以利用相同的导电壳体为不同的无线通信模块提供收发服务，说明如下。

本发明实施例的电子设备包括第一壳体，所述第一壳体为导电壳体，其中：

所述电子设备还包括：

第一无线通信模块，设置有第一输入接口；

第二无线通信模块，设置有第二输入接口；

第一射频线，具有第一端和第二端，其中，所述第一射频线的第一端与所述第一输入接口电连接，所述第一射频线的第二端与所述第一壳体电连接；

第二射频线，具有第一端和第二端，其中，所述第二射频线的第一端与所述第二输入接口电连接，所述第二射频线的第二端与所述第一壳体电连接；

其中，所述第一壳体用于作为天线臂，通过所述第一射频线与所述第一无线通信模块进行射频信号的交互。

当然，考虑到不同的无线通信模块的工作频段不同，在本发明的具体实施例中，该电子设备中还包括：

第一滤波电路，经第一滤波电路过滤后的信号处于第一无线通信模块的工作频段；

第二滤波电路，经第二滤波电路过滤后的信号处于第二无线通信模块的工作频段；

匹配电路；

所述第一滤波电路的第一端和第二滤波电路的第一端分别通过所述匹配电路与所述第一壳体电连接；

所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述第一滤波电路的第二端电连接；

在所述第二射频线的第二端，所述第二射频线中的芯线与所述第二滤波电路的第二端电连接；

其中，所述第一壳体用于作为天线臂，通过所述匹配电路、第一滤波电路、第一射频线与所述第一无线通信模块进行射频信号的交互，并通过所述匹配电路、第二滤波电路、第二射频线与所述第二无线通信模块进行射频信号的交互。

以第一无线通信模块为3G全频段无线通信模块，而第二无线通信模块为Wifi无线通信模块为例说明如下。

如图5所示，端口2和3分别连接第一射频线和第二射频线，而端口1连接匹配网络，此时匹配网络输出的信号会分别输出到上方的电路和下方的电路，经过端口2和3分别输出到第一射频线和第二射频线，进而传输到为3G全频段无线通信模块和Wifi无线通信模块，由于端口2和3输出的信号已经进行了频率的过滤，所以相对于不经过滤波电路的方式，其效果更好。

通过对图4中电阻、电容和电感的参数的选择，可以滤除不同频段的信号，满足无线通信模块的需求，当然，应当理解的是，上述的具体电路结构可以千变万化，上述仅仅是列举一种可能实现的具体电路结构，并不能说明本发明实施例仅能使用图4所示的特定电路结构来实现。

当然，在上述的无线通信模块为3个或3个以上时，只不过并联的滤波电路相应增加而言，并没有其他的差别，在比不再详细描述。

上述的各种电路都可以单独设置或者集成到主板上，但其设置方式并不会对本发明实施例造成影响，在此不再详细描述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电子设备，包括一第一壳体，其特征在于，所述第一壳体为金属导电壳体，所述电子设备还包括： 

第一无线通信模块，设置有第一输入接口； 

第一射频线，具有第一端和第二端，其中，所述第一射频线的第一端与所述第一输入接口电连接，所述第一射频线的第二端与所述第一壳体电连接； 

其中，所述第一壳体用于作为天线臂，通过所述第一射频线与所述第一无线通信模块进行射频信号的交互； 

所述电子设备还包括： 

设置于所述第一射频线的第二端和所述第一壳体之间的匹配电路； 

所述匹配电路的一端与所述第一壳体电连接，在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述匹配电路的另一端电连接； 

所述匹配电路具体包括： 

一端接地，另一端与第一连接点电连接的第一电阻/或电容； 

一端接地，另一端与第二连接点电连接的可调电容； 

一端与第一连接点电连接，另一端与第二连接点电连接的调节电路； 

所述第一壳体与所述第一连接点电连接，在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述第二连接点电连接。 

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，还包括一第二壳体，所述第二壳体为导电壳体，所述第一壳体和第二壳体之间电绝缘，在所述第一射频线的第一端，所述第一射频线中的屏蔽层与所述第二壳体电连接，所述第一壳体和第二壳体用于作为天线的两个天线臂，通过所述第一射频线与所述第一无线通信模块进行射频信号的交互。 

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括： 

转动连接机构，所述第一壳体和第二壳体通过所述转动连接机构以可转动方式连接，所述转动连接机构上设置有相互绝缘的第一导电区域和第二导电区域，所述第一导电区域与所述第一壳体电连接，所述第二导电区域与所述第二 壳体电连接，在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述第一导电区域电连接，所述第一射频线中的屏蔽层与所述第二导电区域电连接。 

4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，还包括： 

设置于所述第一射频线的第二端和所述第一导电区域之间的匹配电路； 

所述匹配电路的一端与所述第一导电区域电连接，在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述匹配电路的另一端电连接。 

5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述匹配电路具体包括： 

一端接地，另一端与第一连接点电连接的第一电阻/电容； 

一端接地，另一端与第二连接点电连接的可调电容； 

一端与第一连接点电连接，另一端与第二连接点电连接的调节电路； 

所述第一导电区域与所述第一连接点电连接，在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述第二连接点电连接。 

6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括： 

转动连接机构，所述第一壳体和第二壳体通过所述转动连接机构以可转动方式连接，所述转动连接机构上设置有第一导电区域，所述第一导电区域与所述第一壳体电连接，在所述第一射频线的第二端，所述第一射频线中的芯线与所述第一导电区域电连接。 

7.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括： 

用于实现静电防护的静电防护电路； 

所述静电防护电路的一端与所述第一壳体电连接，另一端接地。