CN103365337A - 终端设备 - Google Patents

Abstract

终端设备，包括：第一壳体，配置来容纳所述终端设备的显示屏幕，其中所述第一壳体的材料为金属材料；以及所述第一壳体的第一表面上设置有多个天线，其中所述多个天线构成所述终端设备的天线单元。

Description

终端设备

技术领域

本发明涉及一种终端设备，更具体地，本发明涉及一种具有新颖的天线结构的缝隙天线。

背景技术

随着无线网络技术的不断发展，具有诸如wifi或wapi天线的终端设备(如，笔记本、平板电脑、手机等等)正在变得普及。通常，现有技术中的终端设备配备单一的天线。然而，由于受到终端设备的内部环境(如，金属元件的影响)以及天线本身的结构，通常单一的天线会存在辐射死角或增益不高的问题，因此，采用多天线定向技术不仅可以提高天线的增益，还可以有效避免辐射死角的问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，根据本发明的一方面，提供一种终端设备，包括：第一壳体，配置来容纳所述终端设备的显示屏幕，其中所述第一壳体的材料为金属材料；以及所述第一壳体的第一表面上设置有多个天线，其中所述多个天线构成所述终端设备的天线单元。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述多个天线至少包括第一天线、第二天线、第三天线和第四天线；所述第一天线设置在所述第一壳体的第一表面的第一位置；所述第二天线设置在所述第一表面的第二位置；所述第三天线设置在所述第一表面的第三位置；以及所述第四天线设置在所述第一表面的第四位置，其中所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线构成所述终端设备的天线单元。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线为缝隙天线。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述缝隙天线是在所述第一壳体的第一表面上形成缝隙而后在所述缝隙中填充塑料材质而形成的。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线的长度为60mm；以及所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线的宽度为1mm。

此外，根据本发明的一个实施例，所述终端天线进一步包括：信号接收单元，与所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线连接，并且配置来接收来自所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线的信号；以及控制单元，配置来检测所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线的信号强度，并且选择信号强度超过第一阈值的天线来接收无线信号。

此外，根据本发明的一个实施例，进一步包括：反射单元，设置在第二表面上，其中所述第二表面与所述第一表面相对，所述反射单元的位置与所述第一天线对应，并且配置来将来自所述第一天线的信号进行反射；以及引向单元，设置在第二表面上，所述引向单元的位置与所述第二天线对应，并且配置来将来自所述第二天线的信号引向到所述第二表面外侧。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述反射单元为金属片；以及所述反射单元的面积大于所述第一天线的面积。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述引向单元的面积与所述第二天线的面积基本相当。

此外，根据本发明的一个实施例，其中通过所述反射单元，所述第一天线能够检测所述第一壳体后侧的无线信号；通过所述引向单元，所述第二天线能够检测在所述第一壳体前侧的无线信号；所述第三天线设置在所述第一表面的左侧，并且能够通过所述第一表面检测所述第一壳体右侧的无线信号；以及所述第四天线设置在所述第一表面的右侧，并且能够通过所述第一表面检测所述第一壳体左侧的无线信号。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述终端设备为笔记本；以及所述第一表面为所述第一壳体的外表面。

通过上述配置，根据本发明实施例的终端设备的天线单元可以包括多条天线来实现在第一壳体周围不同方向的无线信号的检测，并且可以向第一壳体周围的不同方向发射无线信号。在这种情况下，可以有效地避免的现有技术中单一天线的辐射死角问题。

附图说明

图1是图解根据本发明实施例的终端设备的第一壳体上的天线布局的示意图；

图2是图解根据本发明实施例的第一天线以及反射单元的示意图；

图3是图解根据本发明实施例的第二天线以及引向单元的示意图；

图4是图解根据本发明实施例的第三天线以及第四天线与第一壳体的外表面的引向耦合的示意图；以及

图5是图解根据本发明实施例的终端设备的各个方向上的无线信号发送/接收特性的效果图。

具体实施方式

将参照附图详细描述根据本发明的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。

下面将参照图1描述根据本发明的实施例。图1是图解根据本发明实施例的终端设备的第一壳体上的天线布局的示意图。这里，根据本发明的终端设备可以是诸如笔记本电脑、平板电脑、手机之类的终端设备。

如图1所示，根据本发明实施例的终端设备可以包括第一壳体1。这里，第一壳体1用于容纳终端设备的显示屏幕，并且第一壳体的材料为金属材料。也就是说，第一壳体1可以由金属材料制成，容易理解的是，所述终端设备可以是全金属外壳的终端设备。根据本发明的实施例，在第一壳体1的第一表面上设置有多个天线，并且这些天线构成终端设备的天线单元。这里，第一壳体1的第一表面为第一壳体1的外表面。换句话说，第一壳体1的第一表面为第一壳体1所包含的显示屏幕的背面那一侧的壳体表面，如笔记本电脑的A面或平板电脑的背面。

具体地，在图1所示的第一壳体1的第一表面上至少设置了第一天线11、第二天线12、第三天线13、第四天线14。

如图1所示，第一天线11可以设置在第一壳体1的第一表面的底部左侧的第一位置上。第二天线12可以设置在该第一表面底部右侧的第二位置上。这里第一表面的底部表示在终端设备的使用状态(如，笔记本的打开状态)下，第一壳体1的背面的底部。此外，第三天线13可以设置在第一表面的左侧的第三位置上，并且第四天线14可以设置在第一表面的右侧的第四位置上。这里第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14共同构成根据本发明实施例的终端设备的天线单元。本领域技术人员容易理解的是，可以根据实际需求来减少或者增加天线的数目，也可以调整天线的位置。

根据本发明的实施例，第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14可以均为缝隙天线。这里，可以在第一壳体1的第一表面的预定位置上形成缝隙，也就是在第一壳体1的第一表面的预定位置上开辟窄缝来形成缝隙天线。由于第一壳体1可以由金属材料实现，因此在第一壳体1的第一表面的预定位置上开辟的缝隙可以形成缝隙天线。在这种情况下，通过在所形成的缝隙的两侧提供馈电端以及接地端(使缝隙两端形成电容)，可以通过所形成的缝隙发送/接收诸如wifi信号之类的无线信号，由此实现天线的功能。此外，为了避免在第一壳体1的第一表面的预定位置上开辟缝隙影响第一壳体1的美观，还可以在第一壳体1的第一表面上形成的缝隙间填充塑料材质。在这种情况下，可以通过喷漆工艺使得终端设备的用户无法发现在第一壳体1的第一表面的预定位置上设置的缝隙天线，使第一表明从外表上看仍然具有金属质感和视觉感。此外，由于塑料材质具有更高的介电常数，因此通过在缝隙天线的缝隙间填充塑料材质，可以进一步提高天线的增益。本领域技术人员容易理解的是，可以根据实际需求来使用其他高介电常数的非导电材料来代替塑料。

优选地，由缝隙天线形成的第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14的长度(缝隙长度)可以为大约60mm。此外，第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14的宽度(缝隙宽度)可以为大约1mm。在这种情况下，由缝隙天线形成的第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14能够接收/发送具有2.4GHz频率的无线信号。这里，需要注意的是，只要能够接收/发送具有2.4GHz频率的无线信号，第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14的长度或宽度可以为其它的数值(如，长于60mm或宽于1mm)。本领域技术人员容易理解的是，可以根据实际的无线信号的频率需求，来灵活设置缝隙天线的长度和宽度。

下面将参照图2-4描述第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14的定向无线信号检测的情况。图2是图解根据本发明实施例的第一天线以及反射单元的示意图。图3是图解根据本发明实施例的第二天线以及引向单元的示意图。图4是图解根据本发明实施例的第三天线以及第四天线与第一壳体的外表面的引向耦合的示意图。

如图2所示，根据本发明实施例的终端设备还可以进一步包括反射单元21，反射单元21可以设置在第一壳体1的第二表面上。这里，第二表面与第一表面相对，并且在第一表面为第一壳体1的背面的情况下，该第二表面为第一壳体的正面。这里，可以将反射单元21设置在第二表面内侧(即，面向第一天线11一侧)与第一天线11对应的位置上以与第一天线11对应。这里，反射单元21可以由金属片制成，并且可以将来自第一天线11的无线信号向第一天线11的方向进行反射。此外，反射单元21还可以将来自其它通信源的无线信号进行反射。在这种情况下，反射单元21可以将来自第一壳体1的后侧(第一壳体1的背面)的无线信号反射到第一天线11以增强在第一天线11处的无线信号强度。因此，通过反射单元21，第一天线11能够定向检测第一壳体1后侧的无线信号，并且可以向第一壳体1的后侧发射无线信号。这里，为了实现反射单元21的反射功能，反射单元21的面积需要大于第一天线11的面积。根据本发明的一个实施例，反射单元21的长度和宽度均需要大约第一天线11的长度和宽度。例如，反射单元21的长度和宽度可以分别为(但不限于)80mm和5mm。

此外，如图3所示，根据本发明实施例的终端设备还可以进一步包括引向单元31，引向单元31可以设置在第一壳体1的第二表面上。具体地，可以将引向单元31设置在第二表面内侧(即，面向第二天线12一侧)与第二天线12对应的位置上以与第二天线11对应。这里，引向单元31可以由金属片制成。引向单元31可以使来自第二天线12的无线信号通过该引向单元31来向第一壳体1前侧辐射，也就是引向单元31可以将来自第二天线12的无线信号引向到第二表面(第一壳体1的正面)外侧。此外，引向单元31还可以将来自第一壳体1的前侧(第一壳体1的正面)的无线信号引向(通过)到第二天线12以增强在第二天线12处的无线信号强度。因此，通过引向单元31，第二天线12能够定向检测第一壳体1前侧的无线信号，并且可以向第一壳体1的前侧发射无线信号。这里，为了实现引向单元31的引向功能，引向单元31的面积需要大致等于或稍大于第二天线12的面积。

另外，如图4所示，第三天线13设置在第一表面的左侧。这里，由于第一壳体1由金属材料实现，因此第三天线13可以与第一壳体的第一表面形成引向耦合，由此可以实现第三天线13的定向效果并且增强第三天线13的增益。具体地，由于第三天线13设置在第一表面的左侧并且与第一表面形成引向耦合，因此第三天线13能够通过与第一表面形成的引向耦合检测来自第一壳体右侧的无线信号，并且可以通过与第一表面形成的引向耦合向第一壳体右侧发射无线信号。此外，第四天线14设置在第一表面的右侧。这里，由于第一壳体1由金属材料实现，因此第四天线14可以与第一壳体的第一表面形成引向耦合，由此可以实现第四天线14的定向效果并且增强第四天线14的增益。具体地，由于第四天线14设置在第一表面的右侧并且与第一表面形成引向耦合，因此第四天线14能够通过与第一表面形成的引向耦合检测来自第一壳体左侧的无线信号，并且可以通过与第一表面形成的引向耦合向第一壳体左侧发射无线信号。

通过上述配置，根据本发明实施例的终端设备可以第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14实现第一壳体周围不同方向的无线信号的检测以及向第一壳体周围的不同方向发射无线信号，由此避免的现有技术中单一天线的辐射死角问题。即，通过第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14实现终端设备周围的全向天线信号(至少包括第一壳体1左侧、右侧、前侧、后侧的天线信号)的检测。

图5是图解根据本发明实施例的终端设备的各个方向上的无线信号发送/接收特性的效果图。

如图5所示，根据本发明实施例的终端设备可以基于上述第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14检测不同方向(如，第一壳体1左侧、右侧、前侧、后侧的天线信号)上的无线信号，由此避免的现有技术中单一天线的辐射死角问题。这里，以笔记本为例显示了第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14的发送/接收特性(定向范围)。这里，在终端设备为平板电脑或手机的情况下，其第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14的发送/接收特性与图5所示的情况类似。

在上面描述了根据本发明实施例的终端设备的天线布局，然而本发明不限于此。例如，第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14的位置可以不限于图1所示的情况。

例如，在图1中第一天线11和第二天线12位于第一壳体1的第一表面的底部，然而，第一天线11和第二天线12位于第一壳体1的第一表面的顶部，并且第一天线11和第二天线可以位于第一表面的顶部或底部的任意位置上。此外，第三天线13可以位于第一表面的左侧的任意位置上，而第四天线14可以位于第一表面的右侧的任意位置上。总之，可以通过第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14的位置设置，使得对终端设备整体来说，能够实现周围的全向天线信号(至少包括第一壳体1左侧、右侧、前侧、后侧的天线信号)的检测。

在上面描述了多天线结构的各个实施例。此外，根据本发明的一个实施例，终端设备还可以包括天线信号接收单元(未示出)以及控制单元(未示出)。

这里，天线信号接收单元可以由诸如任意的支持多天线的wifi或wapi模块实现，并且可以通过在第一壳体1内部设置的柔性印刷电路或线路将第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14与天线信号接收单元连接。此外，控制单元可以由wifi或wapi模块基于固件实现，或者也可以由任意的信号选择电路实现。这里，在控制单元可以由wifi或wapi模块实现的情况下，天线信号接收单元和控制单元可以由单个的wifi或wapi模块实现。

这里，天线信号接收单元与第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14，由此可以接收从第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14传送的无线信号，并且可以通过第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14发射无线信号。

此外，控制单元可以检测第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14的信号强度，并且选择信号强度超过预设阈值的天线来接收无线信号。

这里，由于室内或室外的环境(如，障碍物、墙壁等等)的影响，因此终端设备周围的无线信号的强度是不均匀的。在这种情况下，由于根据本发明实施例的终端设备的第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14能够检测不同方向的无线信号，因此从第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14传来的信号的强度不同。在这种情况下，为了避免第一天线11、第二天线12、第三天线13以及第四天线14中的一部分天线的信号过弱影响天线信号接收单元发送/接收数据的效率(信噪比)，因此控制单元可以控制天线信号接收单元选择信号强度超过预设阈值的天线来接收无线信号，以避免天线信号接收单元发送/接收数据的效率。这里，预设的阈值可以基于实验或经验值确定。

在上面详细描述了本发明的各个实施例。然而，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行各种修改，组合或子组合，并且这样的修改应落入本发明的范围内。

Claims (11)

1.一种终端设备，包括：

第一壳体，配置来容纳所述终端设备的显示屏幕，其中所述第一壳体的材料为金属材料；以及

所述第一壳体的第一表面上设置有多个天线，其中所述多个天线构成所述终端设备的天线单元。

2.如权利要求1所述的终端设备，其中

所述多个天线至少包括第一天线、第二天线、第三天线和第四天线；

所述第一天线设置在所述第一壳体的第一表面的第一位置；

所述第二天线设置在所述第一表面的第二位置；

所述第三天线设置在所述第一表面的第三位置；以及

所述第四天线设置在所述第一表面的第四位置，

其中所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线构成所述终端设备的天线单元。

3.如权利要求2所述的终端设备，其中

所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线为缝隙天线。

4.如权利要求3所述的终端设备，其中

所述缝隙天线是在所述第一壳体的第一表面上形成缝隙而后在所述缝隙中填充塑料材质而形成的。

5.如权利要求3所述的终端设备，其中

所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线的长度为60mm；以及

所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线的宽度为1mm。

6.如权利要求2所述的终端设备，进一步包括：

天线信号接收单元，与所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线连接，并且配置来接收来自所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线的信号；以及

控制单元，配置来检测所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线的信号强度，并且选择信号强度超过第一阈值的天线来接收无线信号。

7.如权利要求2所述的终端设备，进一步包括：

反射单元，设置在第二表面上，其中所述第二表面与所述第一表面相对，所述反射单元的位置与所述第一天线对应，并且配置来将来自所述第一天线的信号进行反射；以及

引向单元，设置在第二表面上，所述引向单元的位置与所述第二天线对应，并且配置来将来自所述第二天线的信号引向到所述第二表面外侧。

8.如权利要求7所述的终端设备，其中

所述反射单元为金属片；以及

所述反射单元的面积大于所述第一天线的面积。

9.如权利要求7所述的终端设备，其中

所述引向单元的面积与所述第二天线的面积基本相当。

10.如权利要求7所述的终端设备，其中

通过所述反射单元，所述第一天线能够检测所述第一壳体后侧的无线信号；

通过所述引向单元，所述第二天线能够检测在所述第一壳体前侧的无线信号；

所述第三天线设置在所述第一表面的左侧，并且能够通过所述第一表面检测所述第一壳体右侧的无线信号；以及

所述第四天线设置在所述第一表面的右侧，并且能够通过所述第一表面检测所述第一壳体左侧的无线信号。

11.如权利要求1所述的终端设备，其中

所述终端设备为笔记本；以及

所述第一表面为所述第一壳体的外表面。

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