CN104852123B - 设置在电子装置外周的天线及电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种设置在电子装置外周的天线及电子装置。所述天线包括：金属边框，沿金属边框的周向开设有切口，所述切口的高度小于边框的高度；辐射体，沿金属边框的周向布置在切口中；介电材料层，布置在辐射体与金属边框之间；第一导体，穿过介电材料层将所述辐射体连接到所述金属边框。根据本发明的实施例，通过将边框作为天线，有效地节约了便携式电子终端的设计空间，并且利用这种类型的天线也不会破坏边框的连续形，从而提高了边框的强度，当用于电子装置时，能够有效地保护显示面板及电子装置的内部元件。

Description

设置在电子装置外周的天线及电子装置

技术领域

本发明涉及一种设置在电子装置外周的天线及电子装置。

背景技术

随着无线通讯技术的发展，各种电子装置(例如，手机、平板PC、个人数字助理(PDA)、MP5、笔记本电脑等)对于信号的接收质量要求越来越重视。此外，用户对于这些电子装置的需求也不再仅限于功能的改进，还要求其外观的美观，而将金属作为电子装置的边框能够使其看起来更具质感，因此，具有金属边框的电子装置越来越受到用户的青睐。

然而，由于金属边框设置在电子装置的外部会产生屏蔽，因此将影响电子装置内部的天线的信号的发送和接收，导致天线的效率不佳。因此，为了解决金属边框与天线的特性不兼容的问题，需要使用复杂、高成本的组装方法，以避免两者在特性上的干涉问题，故导致产品的成本上升。另一方面，随着电子产品的微小化，也通常将电子装置的金属边框的至少一部分作为天线，而为了确保实现天线功能并具备特定的性能，通常要在金属边框上沿着垂直于电子装置的显示屏的方向开缝，使得金属边框沿着电子终端的周向不能形成连续封闭的结构，边框的这种结构一方面影响电子装置的外观，另一方面由于存在缝隙使得金属边框的强度降低，导致手机跌落时金属边框易断裂，不能很好的保护显示面板及电子装置内部的电子元件。

发明内容

本发明提供一种，以解决现有技术存在的由于边框存在破坏其周向连续性的缝隙导致其强度低易损坏及影响电子装置的外观等问题。

根据本发明的一方面，提供一种设置在电子装置外周的天线，所述天线包括：金属边框，沿金属边框的周向开设有切口，所述切口的高度小于边框的高度；辐射体，沿金属边框的周向布置在切口中；介电材料层，布置在辐射体与金属边框之间；第一导体，穿过介电材料层将所述辐射体连接到所述金属边框。

根据本发明的实施例，所述天线还可包括第二导体，所述第二导体的一端连接到所述辐射体，另一端用作馈电端。

根据本发明的实施例，所述金属边框可沿周向是连续且封闭的。

根据本发明的实施例，所述切口可形成在金属边框的正面表面和背面表面之一上。

根据本发明的实施例，所述金属边框可呈矩形，所述切口可形成在金属边框的与宽度对应的一个侧面及与其相邻的两个侧面的一部分上。

根据本发明的实施例，所述切口可形成在金属边框的正面表面和背面表面之间

根据本发明的实施例，在所述金属边框还可开设有另一切口，在所述另一切口中沿金属边框的周向布置有另一辐射体，所述另一辐射体与所述金属边框之间布置有另一介电材料层，并且第三导体穿过另一介电材料层将所述另一辐射体连接到所述金属边框。

根据本发明的实施例，所述天线还可包括第四导体，所述第四导体的一端连接到所述另一辐射体，另一端用作馈电端。

根据本发明的实施例，所述介电材料层和/或所述另一介电材料层可由塑胶材料形成。

根据本发明的实施例，所述另一切口可形成在金属边框的正面表面和背面表面之一上。

根据本发明的实施例，所述切口和所述另一切口可形成在金属边框的正面表面和背面表面之中一个相同表面上。

根据本发明的实施例，所述另一切口可形成在金属边框的正面表面和背面表面之间。

根据本发明的另一方面，提供一种电子装置，所述电子装置包括根据如上所述的天线。

根据本发明的实施例，所述天线可形成为电子装置的边框。

根据本发明的另一方面，提供一种电子装置，所述电子装置包括：如上所述的天线；显示面板，布置在与金属边框的正面表面和背面表面之中的形成有切口的表面所在的一侧相对的一侧。

根据本发明的实施例，所述天线可形成为电子装置的边框。

根据本发明的实施例，通过将边框作为天线，有效地节约了便携式电子终端的设计空间，并且利用这种类型的天线也不会破坏边框的连续形，从而提高了边框的强度，当用于电子装置时，能够有效地保护显示面板及电子装置的内部元件。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中：

图1是示意性地示出本发明的实施例的天线的立体图；

图2是示出示出根据本发明的实施例的边框的一部分的后视立体图；

图3是示出包含示出了第二导体的天线的电子装置的一部分的后视立体图；

图4a和图4b示出了根据图2和图3的实施例的天线的一部分的后视图和侧视图；

图5a和图5b是示出根据本发明的另一实施例的天线的一部分的后视图和侧视图；

图6是示意性地示出使用本发明的实施例的天线的电子装置的立体图；

图7是示意性地示出了根据本发明的又一实施例的示意图。

具体实施方式

现在对本发明实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。

本发明提供一种用于电子装置的天线，该天线可形成在电子装置的外周，同时作为电子装置的边框进行使用。电子装置可以是具有天线的各种便携式通信装置，例如，手机、平板电脑、导航仪、笔记本电脑等。

图1是示意性地示出本发明的实施例的天线的立体图；图2是示出根据本发明的实施例的边框的一部分的立体图；图3是示出包含示出了第二导体的天线的电子装置的一部分的后视立体图。

参照图1至图3，根据本发明的实施例的天线100包括：金属边框120、辐射体130、第一导体140和介电材料层150。

金属边框120沿金属边框120的周向开设有切口(未标号)。由于是沿周向开设切口，因此金属边框120在开设有切口的部分在周向上是连续的，没有中断。换言之，金属边框120在开设有切口的部分仍存在一定的高度。这里，周向指的是环绕金属边框120的侧表面的方向，高度指的是金属边框120在与金属边框120的周向垂直的方向上的尺寸。在本发明中，金属边框12用作天线的地。

辐射体130沿金属边框120的周向布置在切口中。可利用用于形成天线的辐射体的任何材料来形成辐射体130。优选地，辐射体130的厚度可以与金属边框120的厚度相同。

介电材料层150布置在辐射体130与金属边框120之间，从而将辐射体130与金属边框120电隔离。介电材料层150可由塑胶材料形成。优选地，介电材料层150可由双色注塑的塑胶材料形成。但本发明不限于此，而是可使用任何适合的绝缘材料作为介电材料层。优选地，介电材料层150的厚度可以与金属边框120的厚度相同。

第一导体140穿过介电材料层150将辐射体130连接到金属边框120。这样，辐射体130、金属边框120、第一导体140可形成为倒F型天线。应该理解，在实际使用时，可根据所需的频段，在辐射体130的合适位置形成天线的馈电端或将所述合适位置连接到专门的馈电端。

在另一实施例中，天线还包括第二导体170，第二导体170的一端连接到辐射体130，另一端(即，端部160)用作馈电端。

根据本发明，辐射体130的设置不会导致金属边框120在周向上出现中断(即，出现贯穿金属边框120的高度方向的裂缝)，因此保证了金属边框120的强度。

优选地，为了进一步提高边框的强度，金属边框120沿其周向是连续且封闭的。换言之，在金属边框120的其他位置在沿周向上也不存在中断。

上述切口可形成在金属边框120的正面表面和背面表面中的一个表面上或者形成在金属边框的正面表面和背面表面之间，稍后将进行详细描述。

此外，电子装置在使用天线100时，金属边框120可与电子装置内的任意接地端连接，以使其用作天线的地。此外，由于介电材料层150填充在辐射体130和金属框架120之间，并由第一导体14将辐射体130连接到作为地的金属框架120，因此辐射体130、金属边框120、第一导体140和第二导体170形成倒F型天线。第一导体140可呈柱状，并可具有与金属框架和辐射体相同的厚度，以使天线的内侧表面和外侧表面平滑。但第一导体140的形状不限于此，可根据天线性能设置其他形状的第一导体140。此外，作为辐射体130的长度的一部分的第二导体170可以是金属片、导电线或同轴线缆等，只要在使用本发明的天线时能够将辐射体130电连接到印刷电路板上的馈点即可。

此外，由于辐射体130的长度为从馈电端160到辐射体130的端部的长度，因此，当第二导体170的一端连接在辐射体130的一个端部时，天线为单频天线，当第二导体170的一端连接在辐射体130的两个端部之间时，天线为双频天线。

通常情况下，金属边框120大体上呈矩形，所述矩形具有预定的长度和宽度，其中，切口形成在金属边框的与宽度对应的一个侧边及与其相邻的两个侧边的一部分上。具体地讲，切口的表面的形状沿金属边框120的周向呈U字形。在这种情况下，辐射体130也呈U字形，以与该切口相匹配。但本发明的实施例不限于此，切口也可仅形成在金属边框120的一个侧边上，或形成在两个相邻的侧边上，也就是说，辐射体可呈一字形、L形、不对称的U字形等，这可根据实际需要来设置。此外，切口的表面可共面或不共面。例如，在切口的长度一定时，在切口的表面为波浪面的情况下，可布置更长的辐射体。

图4a和图4b是示出根据本发明的上述实施例的天线的一部分的后视图和侧视图。如图4a和图4b所示，切口形成在金属边框120的背面表面上。应当说明的是，当天线作为一个单独的部件使用时，不区分正面和背面，因此，在此所说切口形成在背面表面上仅为方便描述而定义的。

图5a和图5b是示出根据本发明的另一实施例的天线结构的示意图。如上所述，切口还可形成在金属边框的正面表面和背面表面之间。如图5a和图5b所示，该切口为在金属边框的一个侧边和相邻的两个侧边上形成的一个闭合的开口，同样，该切口沿金属边框120的周向呈U字形。辐射体130’安装在该切口中，四周被金属边框120’包围，同样，在辐射体130’和金属边框120’填充有介电材料，以形成介电材料层150’。天线包括第一导体140’第一导体140’穿过介电材料层150’将辐射体130’连接到金属边框120’。此外，天线还包括第二导体(未示出)，第二导体的一端连接到辐射体130’，另一端用作馈电端。由于该实施例的其他设置与上述实施例相同，因此在此将不再重复其描述。

如上所述，可根据实际情况选择不同的长度的辐射体，具体地讲，在本发明的实施例中，辐射体的长度理论上为辐射波长的λ/4，从而可基于需要接收的频率大体上确定辐射体的长度。然而，天线的谐振频率还跟其他因素有关，例如，介电材料层的厚度可等效为天线辐射体之间的电介质，介电材料层的厚度减小，电容就增大，而电容越大，天线谐振频率相应也变大，反之电容越小，天线谐振频率相应减小，因此介电材料层的厚度的改变能够改变天线的谐振频率。此外，从第二导体170的用作馈电端的端部160(见图3)沿第二导体170到辐射体130并沿辐射体130再到第一导体140的接地端形成的倒U字形的长度跟电感有关，该倒U字型的长度越长，电感越大。因此，介电材料层的厚度以及第一导体和第二导体的位置及长度均影响天线的谐振频率。

因此，介电材料层的厚度以及第一导体和第二导体的位置和长度影响辐射体的长度。这样可通过改变辐射体的长度、介电材料层的厚度以及第一导体的位置和/或第二导体的位置来改变天线的谐振频率。

当据此需要长度较的短辐射体时，辐射体可仅形成在边框的一个侧边上，即，辐射体可呈一字形，当需要长度较长的辐射体时，辐射体可呈上述的U字形。然而，本发明的实施例不限于此，可根据天线的性能设置任意适合的形状和位置。

图6是示意性地示出使用本发明的实施例的天线的电子装置的立体图。参照图6，根据本发明的实施例的电子装置(例如，手机)200包括形成电子装置的外观的前壳体110、后壳(未示出)和天线100，其中，前壳体110位于电子装置200的上表面(正面)，以保护其下方的显示面板及电子装置200的内部元件。后壳体位于智能手机100的下表面(背面)。天线100包围前壳体110和后壳体，形成电子装置200的侧表面。

其中，显现面板布置在与金属边框120的正面表面和背面表面之中的形成有切口的表面所在的一侧相对的一侧，也就是说，当将天线100作为边框用于电子终端200时，天线120与前壳体110接触的部分沿周向是连续不间断的，从而使金属边框120能够更好地保护电子装置100的显示面板等。切口布置在电子装置的背面表面，因此，当从正面使用电子装置100时，切口的存在不影响其美观性。

此外，电子装置通常不会仅设置有一个天线，因此，本发明还描述了在上述实施例的情况下在所述金属边框上开设另一开口，从而形成具有两个天线的情况。如图7所示，金属边框120上开设有另一切口，同样地，在该另一切口中沿金属边框120的周向布置有另一辐射体230，该另一辐射体230与所述金属边框120之间布置有另一介电材料层(未示出)，并且第三导体(未示出)穿过该另一介电材料层将另一辐射体230连接到金属边框120，第四导体(未示出)的一端连接到该另一辐射体230，另一端用作馈电端。金属边框120可用作辐射体130和辐射体230的共同的地，此外，两个切口形成在相同的表面上，也就是说，如上所述，切口形成在背面表面上，因此，该另一切口也形成在背面表面上。由于天线的其他部分可与上述实施例中的天线类似地形成，因此这里省略对其的重复描述。

根据本发明的实施例，通过将边框作为天线，有效地节约了便携式电子终端的设计空间，并且利用这种类型的天线也不会破坏边框的连续形，从而提高了边框的强度，当用于电子装置时，能够有效地保护显示面板及电子装置的内部元件。

虽然已表示和描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims (16)

1.一种设置在电子装置外周的天线，所述天线包括：

金属边框，沿金属边框的周向开设有切口；

辐射体，沿金属边框的周向布置在切口中；

介电材料层，布置在辐射体与金属边框之间；

第一导体，穿过介电材料层将所述辐射体连接到所述金属边框，

其中，所述周向指的是环绕金属边框的侧表面的方向。

2.如权利要求1所述的天线，其中，所述天线还包括第二导体，所述第二导体的一端连接到所述辐射体，另一端用作馈电端。

3.如权利要求1所述的天线，其中，所述金属边框沿周向是连续且封闭的。

4.如权利要求3所述的天线，其中，所述切口形成在金属边框的正面表面和背面表面之一上。

5.如权利要求4所述的天线，其中，所述金属边框呈矩形，所述切口形成在金属边框的与宽度对应的一个侧边及与其相邻的两个侧边的一部分上。

6.如权利要求1所述的天线，其中，所述切口形成在金属边框的正面表面和背面表面之间。

7.如权利要求1所述的天线，其中，在所述金属边框还开设有另一切口，在所述另一切口中沿金属边框的周向布置有另一辐射体，所述另一辐射体与所述金属边框之间布置有另一介电材料层，并且第三导体穿过另一介电材料层将所述另一辐射体连接到所述金属边框。

8.如权利要求7所述的天线，其中，所述天线还包括第四导体，所述第四导体的一端连接到所述另一辐射体，另一端用作馈电端。

9.如权利要求7所述的天线，其中，所述介电材料层和/或所述另一介电材料层可由塑胶材料形成。

10.如权利要求7所述的天线，其中，所述另一切口形成在金属边框的正面表面和背面表面之一上。

11.如权利要求10所述的天线，其中，所述切口和所述另一切口形成在金属边框的正面表面和背面表面之中一个相同表面上。

12.如权利要求7所述的天线，所述另一切口形成在金属边框的正面表面和背面表面之间。

13.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括如权利要求1至12中任一项所述的天线。

14.如权利要求13所述的电子装置，其中，所述天线形成为电子装置的边框。

15.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括：

如权利要求4、5或11所述的天线；

显示面板，布置在与金属边框的正面表面和背面表面之中的形成有切口的表面所在的一侧相对的一侧。

16.如权利要求15所述的电子装置，其中，所述天线形成为电子装置的边框。