CN105633550A - 一种电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子设备，所述电子设备包括设备金属外壳；馈电模组，设置于所述设备金属外壳内的第一位置；其中，所述馈电模组在所述第一位置形成第一覆盖范围的第一频段的第一谐振电磁场的同时，射频激励所述设备金属外壳，以使所述设备金属外壳作为天线辐射体在与所述第一位置不同的第二位置处形成第二覆盖范围的与所述第一频段不同的第二频段的第二谐振电磁场，本申请提供的上述方法用于解决现有技术中的电子设备会因在天线净空区域做塑胶处理而存在整体厚度较厚的技术问题，实现了满足电子设备轻薄化设计的技术效果。

Description

一种电子设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种电子设备。

背景技术

随着无线通信技术的迅速发展及人们生活水平的日益提高，智能手机，平板电脑等无线通信设备越来越多，功能也越来越齐全。而无线通信设备常常需要利用电磁波来传递信号，也就是说，需要在电子设备中安装天线。其中，天线是发射和接收电磁波的一个重要无线电设备，没有天线也就没法实现无线电通信。

特别地，随着笔记本、平板电脑及手机轻薄化趋势的发展，全金属外壳的需求逐渐增加。金属良导体材料的引入，不可避免地会覆盖整个天线辐射净空环境，因此对天线设计产生很大影响。

现有技术中常采用两种天线设计方案。第一种，采用开窗设计，此时，将金属背盖中天线净空区域做塑胶处理。第二种，采用insertmolding技术，将金属背盖中天线净空区域做塑胶处理。

本申请发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现现有技术至少存在如下技术问题：

由于在现有技术中，天线设计无论是采用两种设计方案中的哪一种，都会因为需要将金属背盖中天线净空区域做塑胶处理，进一步地导致天线设计安装空间过大，会导致电子设备整体厚度较厚，所以，现有技术中的电子设备会因在天线净空区域做塑胶处理而存在整体厚度较厚的技术问题。

由于在现有技术中，天线设计两种方案中都存在需要将金属背盖中天线净空区域做塑胶处理，从而破坏了金属外壳的完整，所以，现有技术中的天线设计存在破坏金属外壳的完整性，影响电子设备的整体外观效果的技术问题。

由于在现有技术中，采用insertmolding技术对天线进行设计时，将大大增加设计成本，所以，现有技术中的天线设计在采用insertmolding技术时存在设计成本高的技术问题。

在现有技术中，当电子设备使用金属外壳时，容易对天线净空区域造成遮挡，进而导致天线在金属背盖方向辐射较弱，所以，在现有技术中的天线设计中还存在金属背盖方向辐射较弱的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种电子设备，用于解决现有技术中的电子设备会因在天线净空区域做塑胶处理而存在整体厚度较厚的技术问题，实现了满足电子设备轻薄化设计的技术效果。

本申请实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：设备金属外壳；馈电模组，设置于所述设备金属外壳内的第一位置；其中，所述馈电模组在所述第一位置形成第一覆盖范围的第一频段的第一谐振电磁场的同时，射频激励所述设备金属外壳，以使所述设备金属外壳作为天线辐射体在与所述第一位置不同的第二位置处形成第二覆盖范围的与所述第一频段不同的第二频段的第二谐振电磁场。

可选地，所述电子设备还包括：调谐模组，设置于所述设备金属外壳内的与所述第一位置和所述第二位置皆不同的第三位置，其中，所述调谐模组包括调谐单元，以及和所述调谐单元连接的短路单元。

可选地，所述调谐单元具体包括第一段，及由所述第一段的末端垂直向下延伸而形成的第二段，及由所述第二段的末端垂直向左延伸而形成的第三段，及由所述第三段的末端垂直向上延伸而形成的第四段，及由所述第四段的末端垂直向右延伸而形成的第五段，其中所述第一段和所述第五段之间具有一间隙。

可选地，所述第一段，及所述第二段，及所述第五段宽度皆为第一宽度，所述第三段及所述第四段的宽度皆为第二宽度，其中，所述第一宽度大于所述第二宽度，所述第二段及所述第四段的长度相同。

可选地，所述馈电模组具体为第一导电体，设置在所述第四段上。

可选地，所述短路单元具体为第二导电体，设置在所述第二段上。

可选地，所述电子设备还包括：同轴电缆，设置在所述设备金属外壳内，连接在所述馈电模组与所述电子设备内的与所述馈电模组对应的信号模块之间，以将所述信号模块输出的电信号传输至所述设备金属外壳。

可选地，所述电子设备还包括一连接器，所述连接器一端与所述设备金属外壳连接，另一端所述馈电模组连接。

可选地，所述连接器具体为弹片或顶针。

可选地，当所述设备金属外壳具有第一形状时，所述电子设备处于与所述第一形状对应的第一模态，当所述设备金属外壳由所述第一形状改变到与所述第一形状不同的第二形状时，所述电子设备处于与所述第一模态不同的第二模态，此时，所述调谐模组用于调节所述馈电模组的电流分布，以使所述馈电模组和所述第二模态的第二阻抗匹配，同时抑制流经所述馈电模组的电流外泄到所述同轴电缆的外导体上。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例的技术方案中，由于采用的是射频激励整个设备金属外壳作为天线辐射体，相较于现有技术中需要将金属背盖中天线净空区域做塑胶处理来讲，不需要预留用于容置天线的净空区域，所以，解决了现有技术中的电子设备会因在天线净空区域做塑胶处理而存在整体厚度较厚的技术问题，实现了满足电子设备轻薄化设计的技术效果。

本申请实施例的技术方案中，由于采用的是射频激励整个设备金属外壳作为天线辐射体，这样，就使电子设备在天线设计时不需要将金属背盖中预留用于容置天线的净空区域，也不用做塑胶处理，也就是讲，不需要破坏金属外壳的完整性，所以，解决了现有技术中的天线设计存在破坏金属外壳的完整性，影响电子设备的整体外观效果的技术问题，实现了电子设备金属外壳的完整性，进而有效地保证了电子设备的整体外观的技术效果。

本申请实施例的技术方案中，由于采用的是射频激励整个设备金属外壳作为天线辐射体，相较于现有技术中需要在金属背盖中预留用于容置天线的净空区域，且需要采用insertmolding技术将净空区域做塑胶处理来讲，设计成本低，所以，解决了现有技术中的天线设计在采用insertmolding技术时存在设计成本高的技术问题，进而实现了有效降低了天线设计成本的技术效果。

本申请实施例的技术方案中，由于采用的是射频激励整个设备金属外壳作为天线辐射体，相较于现有技术中电子设备在使用金属外壳时，容易造成对天线净空区域形成遮挡，进而导致天线在金属背盖方向辐射较弱，所以，解决了在现有技术中的天线设计中还存在金属背盖方向辐射较弱的技术问题，实现了天线设计的具有良好的辐射特性的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为本申请实施例中电子设备的第一种结构的示意图；

图2为本申请实施例中电子设备中第一种结构的部分结构示意图；

图3为本申请实施例中电子设备中设置弹片连接器60的结构示意图；

图4为本申请实施例中电子设备中设置顶针连接器70的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种电子设备，用于解决解决现有技术中的电子设备会因在天线净空区域做塑胶处理而存在整体厚度较厚的技术问题，实现了满足电子设备轻薄化设计的技术效果。

本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：

一种电子设备包括：设备金属外壳；馈电模组，设置于所述设备金属外壳内的第一位置；其中，所述馈电模组在所述第一位置形成第一覆盖范围的第一频段的第一谐振电磁场的同时，射频激励所述设备金属外壳，以使所述设备金属外壳作为天线辐射体在与所述第一位置不同的第二位置处形成第二覆盖范围的与所述第一频段不同的第二频段的第二谐振电磁场。

本申请实施例的技术方案中，由于采用的是射频激励整个设备金属外壳作为天线辐射体，相较于现有技术中需要将金属背盖中天线净空区域做塑胶处理来讲，不需要预留用于容置天线的净空区域，所以，解决了现有技术中的电子设备会因在天线净空区域做塑胶处理而存在整体厚度较厚的技术问题，实现了满足电子设备轻薄化设计的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

请参考图1所示，本申请实施例中的电子设备的第一种结构的示意图。在实际应用中，电子设备可以为平板电脑，手机等等，在此，就不一一举例了。在下面的具体描述过程中，以电子设备是手机为例，来进行说明。

一种电子设备包括：设备金属外壳10；馈电模组20，设置于设备金属外壳10内的第一位置；其中，馈电模组20在所述第一位置形成第一覆盖范围的第一频段的第一谐振电磁场的同时，射频激励设备金属外壳10，以使设备金属外壳10作为天线辐射体在与所述第一位置不同的第二位置处形成第二覆盖范围的与所述第一频段不同的第二频段的第二谐振电磁场。

在本申请实施例中，当电子设备是手机时，设备金属外壳10即为手机金属外壳，馈电模组20所设置的第一位置具体可以是在整个手机金属外壳上边缘5mm、侧边缘30mm处所在的位置，或在整个手机金属外壳上边缘5.5mm、侧边缘30.5mm处所在的位置；当馈电模组20在整个手机金属外壳上边缘5mm、侧边缘30mm处所在的位置形成第一覆盖范围的第一频段的第一谐振电磁场的同时，射频激励手机金属外壳，以使手机金属外壳作为天线辐射体在与在整个手机金属外壳上边缘5mm、侧边缘30mm处所在位置不同的位于手机金属外壳所在位置处形成第二覆盖范围的与所述第一频段不同的第二频段的第二谐振电磁场。在本申请实施例中，第一频段可以是5.15GHz～5.35GHz，或者5.725GHz～5.825GHz，第二频段可以是2.4GHz～2.483GHz。

在本申请实施例中，为了保证不同的设备金属外壳10都能形成WLAN所需的双频段，比如:第一频段可以是5.15GHz～5.35GHz，或者5.725GHz～5.825GHz，第二频段可以是2.4GHz～2.483GHz，等等。在具体实现过程中，还设置调谐模组30于设备金属外壳10内的与所述第一位置和所述第二位置皆不同的第三位置，如：当第一位置是在整个手机金属外壳上边缘5mm、侧边缘30mm处所在的位置，第二位置是手机金属外壳所在位置时，第三位置即为手机金属外壳上边缘5mm、侧边缘30mm处所在的位置右侧的位置，也就是馈电模组右侧所处的位置，并且与手机金属外壳表面相互平行的相应位置处。

在本申请实施例中，所述调谐模组30包括调谐单元40，以及和调谐单元40连接的短路单元50。其中，调谐单元40具体包括第一段401，及由第一段401的末端垂直向下延伸而形成的第二段402，及由第二段402的末端垂直向左延伸而形成的第三段403，及由第三段403的末端垂直向上延伸而形成的第四段404，及由第四段404的末端垂直向右延伸而形成的第五段405，其中第一段401和第五段405之间具有一间隙。第一段401，及第二段402，及第五段405宽度皆为第一宽度，第三段403及第四段404的宽度皆为第二宽度，其中，所述第一宽度大于所述第二宽度，第二段402及第四段404的长度相同。在具体设计中，所述调谐模组30所构成的结构可以具体为带有一缺口的矩形结构，其中，该矩形结构两边的宽度相等，另外两边的宽度也相等，但是四个边长的宽度却不相等，比如：矩形结构的第一边长宽度可以为1.5mm，长度为2.5mm，与第一边长其中一端相邻的第四边长宽度也为1.5mm，长度可以为3mm。此外，在第四边长设置一缺口，该缺口的宽度可以为1.5mm，长度可以为0.5mm。而与第一边长另外一端相邻的第二边长宽度可以为0.8mm，长度可以为2.5mm，与第二边长的另外一端相邻的第三边长的宽度也为0.8mm，长度可以为3mm。本领域技术人员，还可以根据实际需要，来确定第一边长，第二边长，第三边长，第四边长以及缺口的长度和宽度的具体数值，在此，本申请就不一一举例了。而短路单元50具体为第二导电体，且设置在第四段404上。在具体实现过程中，短路单元50可具体为短路节点，在具体设计的过程中将该短路节点与地相接，从而形成一环形结构。

在本申请实施例中，当电子设备具体为手机时，馈电模组20，如：金属馈盘，或者为金属馈片，将馈电模组20设计为第一导电体，设置在第四段404上，如：在整个手机金属外壳上边缘5mm、侧边缘30mm处所在的位置，并且位于第四段404最左侧位置处，并将馈电模组20作为一个馈点，进而激励整个手机金属外壳成为一天线辐射体。比如，可以将馈电模组20和调谐模组30设置在同一个PCB板上，PCB板面可以与手机金属外壳保持平行，同时，将PCB板上通高频电流的金属丝与馈电模组20连接在一起。当馈电模组20处于通电状态时，会产生频率较高的振荡，进而在第一位置处形成第一覆盖范围的第一频段的第一谐振电磁场，在本申请实施例中，第一频段5.15GHz～5.35GHz，或者5.725GHz～5.825GHz。

在本申请实施例中，当电子设备具体为手机时，为了使手机金属外壳成为一天线辐射体，还需要为手机天线设置相应的天线连接器，所述天线连接器一端与手机金属外壳连接，另一端与馈电模组20连接。在具体设计中，所述连接器可以具体为弹片或顶针，比如：弹片连接器60，顶针连接器70，等等。当然，本领域的技术人员，可以根据实际需要，来选择相应的连接器，在此，本申请就不一一举例了。

请参考图2所示，本申请实施例的电子设备的第一种结构的部分结构示意图。在本申请实施例中，当电子设备具体是手机时，基于图1所示的第一种结构示意图后的完整电子设备结构部分结构示意图。

在具体设计中，可以选用两种天线连接器，如：弹片连接器60和顶针连接器70。

方式一，请参考图3所示，本申请实施例中电子设备中设置弹片连接器60的结构示意图。

方式二，请参考图4所示，本申请实施例中电子设备中设置顶针连接器70的结构示意图。

在本申请实施例中，为了将与所述馈电模组20相对应的信号模块所发出的信号传输到天线端，在具体设计中，还需要在设备金属外壳10内设置同轴电缆80，并将同轴电缆80连接在馈电模组20与所述电子设备内的与馈电模组20对应的信号模块之间，以将所述信号模块输出的电信号传输至设备金属外壳10。在电子设备具体为手机时，信号模块可以位于调谐模组30所在的PCB板上，而同轴电缆80位于PCB板和馈电模组20之间。

在本申请实施例中，当设备金属外壳10处于不同模态时，设备金属外壳10在作为天线辐射体时始终可以保证两频段的工作状态，比如，802.11AC/B/G/N双频段的工作状态，比如：第一频段可以是5.15GHz～5.35GHz，或者5.725GHz～5.825GHz，第二频段可以是2.4GHz～2.483GHz。

在本申请实施例中，为了实现设备金属外壳10在不同形状时能够具备作为天线辐射体时的良好辐射特性。当设备金属外壳10具有第一形状时，所述电子设备处于与所述第一形状对应的第一模态，当设备金属外壳10由所述第一形状改变到与所述第一形状不同的第二形状时，所述电子设备处于与所述第一模态不同的第二模态，此时，调谐模组30用于调节馈电模组20的电流分布，以使馈电模组20和所述第二模态的第二阻抗匹配，同时抑制流经馈电模组20的电流外泄到同轴电缆80的外导体上。

在具体实现中，当电子设备具体为手机时，进一步地，当手机金属外壳在最初设计时为圆角矩形外壳，此时圆角矩形外壳对应于第一模态，基于大量电磁仿真及实物测量得到在手机金属外壳上边缘5mm，侧边缘30mm处，或者以该点为中心做一定范围内的适当调整，并将该点作为射频馈电端口，通过调谐模组30的调节，得到天线参数曲线S11的最低点，也就是说使回波损耗落在要求的频段内，此时，射频馈电端口处的电流分布情况使得端口和手机金属外壳阻抗匹配。当采用其他形状的金属外壳来做手机等电子设备时，比如，手机金属外壳为方形外壳时，此时方形外壳对应于第二模态。通过调谐模组30的调节，进而约束射频馈电端口的电流分布的路径，通过观察天线参数曲线S11，保证回波损耗在所需要的频段内，最终实现端口阻抗匹配。在保证端口阻抗匹配的同时，还可以抑制电流外泄到电缆的外导体，进而保证了手机金属外壳良好的辐射特性。

通过本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少能实现如下技术效果：

本申请实施例的技术方案中，由于采用的是射频激励整个设备金属外壳作为天线辐射体，相较于现有技术中需要将金属背盖中天线净空区域做塑胶处理来讲，不需要预留用于容置天线的净空区域，所以，解决了现有技术中的电子设备会因在天线净空区域做塑胶处理而存在整体厚度较厚的技术问题，实现了满足电子设备轻薄化设计的技术效果。

本申请实施例的技术方案中，由于采用的是射频激励整个设备金属外壳作为天线辐射体，这样，就使电子设备在天线设计时不需要将金属背盖中预留用于容置天线的净空区域，也不用做塑胶处理，也就是讲，不需要破坏金属外壳的完整性，所以，解决了现有技术中的天线设计存在破坏金属外壳的完整性，影响电子设备的整体外观效果的技术问题，实现了电子设备金属外壳的完整性，进而有效地保证了电子设备的整体外观的技术效果。

本申请实施例的技术方案中，由于采用的是射频激励整个设备金属外壳作为天线辐射体，相较于现有技术中需要在金属背盖中预留用于容置天线的净空区域，且需要采用insertmolding技术将净空区域做塑胶处理来讲，设计成本低，所以，解决了现有技术中的天线设计在采用insertmolding技术时存在设计成本高的技术问题，进而实现了有效降低了天线设计成本的技术效果。

本申请实施例的技术方案中，由于采用的是射频激励整个设备金属外壳作为天线辐射体，相较于现有技术中电子设备在使用金属外壳时，容易造成对天线净空区域形成遮挡，进而导致天线在金属背盖方向辐射较弱，所以，解决了在现有技术中的天线设计中还存在金属背盖方向辐射较弱的技术问题，实现了天线设计的具有良好的辐射特性的技术效果。

在具体实现过程中，尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种电子设备，所述电子设备包括：

设备金属外壳；

馈电模组，设置于所述设备金属外壳内的第一位置；

其中，所述馈电模组在所述第一位置形成第一覆盖范围的第一频段的第一谐振电磁场的同时，射频激励所述设备金属外壳，以使所述设备金属外壳作为天线辐射体在与所述第一位置不同的第二位置处形成第二覆盖范围的与所述第一频段不同的第二频段的第二谐振电磁场。

2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：

调谐模组，设置于所述设备金属外壳内的与所述第一位置和所述第二位置皆不同的第三位置，其中，所述调谐模组包括调谐单元，以及和所述调谐单元连接的短路单元。

3.如权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述调谐单元具体包括第一段，及由所述第一段的末端垂直向下延伸而形成的第二段，及由所述第二段的末端垂直向左延伸而形成的第三段，及由所述第三段的末端垂直向上延伸而形成的第四段，及由所述第四段的末端垂直向右延伸而形成的第五段，其中所述第一段和所述第五段之间具有一间隙。

4.如权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述第一段，及所述第二段，及所述第五段宽度皆为第一宽度，所述第三段及所述第四段的宽度皆为第二宽度，其中，所述第一宽度大于所述第二宽度，所述第二段及所述第四段的长度相同。

5.如权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述馈电模组具体为第一导电体，设置在所述第四段上。

6.如权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述短路单元具体为第二导电体，设置在所述第二段上。

7.如权利要求1-6中任一权项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：

同轴电缆，设置在所述设备金属外壳内，连接在所述馈电模组与所述电子设备内的与所述馈电模组对应的信号模块之间，以将所述信号模块输出的电信号传输至所述设备金属外壳。

8.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括一连接器，所述连接器一端与所述设备金属外壳连接，另一端所述馈电模组连接。

9.如权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述连接器具体为弹片或顶针。

10.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，当所述设备金属外壳具有第一形状时，所述电子设备处于与所述第一形状对应的第一模态，当所述设备金属外壳由所述第一形状改变到与所述第一形状不同的第二形状时，所述电子设备处于与所述第一模态不同的第二模态，此时，所述调谐模组用于调节所述馈电模组的电流分布，以使所述馈电模组和所述第二模态的第二阻抗匹配，同时抑制流经所述馈电模组的电流外泄到所述同轴电缆的外导体上。