CN106876974B

CN106876974B - 一种电子设备

Info

Publication number: CN106876974B
Application number: CN201510925203.6A
Authority: CN
Inventors: 沈建靓; 崔斌; 毛春静
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2020-09-25
Anticipated expiration: 2035-12-14
Also published as: CN106876974A

Abstract

本发明实施例公开了一种电子设备，所述电子设备包括：金属壳体；设置在所述金属壳体内的天线装置，所述天线装置包括天线走线；所述金属壳体设置有天线接口；其中，所述天线走线通过所述天线接口与所述金属壳体连接，以消除所述金属壳体对所述天线装置的电磁屏蔽。该电子设备避免了金属壳体对天线装置的电磁屏蔽，提高了天线性能。

Description

一种电子设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体的说，涉及一种电子设备。

背景技术

随着科学技术的不断发展，具有通信功能的电子设备越来越多的被应用到人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。

智能手表是现如今一种新型的智能可穿戴电子设备，不仅可以用于计时，还可以用于通讯以及与其他电子设备进行数据传递。研究开发智能手表成为智能可穿戴设备领域一个重要发展方向。

智能手表需要通过内置天线实现通讯以及与其他电子设备进行数据传递等功能。现有的智能手表中，金属表壳会对天线装置造成电磁屏蔽，影响天线性能。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种电子设备，该电子设备避免了金属壳体对天线装置的电磁屏蔽，提高了天线性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电子设备，该电子设备包括：

金属壳体；

设置在所述金属壳体内的天线装置，所述天线装置包括天线走线；

所述金属壳体设置有天线接口；

其中，所述天线走线通过所述天线接口与所述金属壳体连接，以消除所述金属壳体对所述天线装置的电磁屏蔽。

优选的，在上述电子设备中，所述天线装置还包括射频芯片；

所述天线走线为盘旋状的金属线，所述金属线包括：第一端以及第二端；所述第二端与所述金属壳体的天线接口连接；

所述射频芯片包括：第一接口以及第二接口，所述第一接口与所述第一端连接，所述第二接口与所述金属壳体连接，所述第二接口与所述金属壳体连接的位置与所述天线接口的位置不同；

其中，所述第一接口以及所述第二接口用于通过所述天线走线接收辐射信号或是向所述天线走线提供辐射信号。

优选的，在上述电子设备中，所述金属壳体包括：

腔体，所述天线走线设置在所述腔体内；

包围所述腔体的金属侧壁，所述金属侧壁具有相对设置的第一开口以及第二开口；所述腔体连通所述第一开口以及所述第二开口；

设置在所述金属侧壁上的开缝，所述开缝由所述第一开口延伸至所述第二开口。

优选的，在上述电子设备中，所述天线走线固定在所述金属侧壁的内表面；所述天线走线的第二端通过所述天线接口与所述金属侧壁电连接，其他部分与所述金属侧壁绝缘。

优选的，在上述电子设备中，所述金属侧壁的内表面设置有铁氧材料层。

优选的，在上述电子设备中，所述天线接口设置在所述开缝的一侧，所述第二接口与所述金属壳体连接的位置设置在所述开缝的另一侧。

优选的，在上述电子设备中，所述天线接口靠近所述第一开口设置，所述第二接口与所述金属壳体连接的位置靠近所述第二开口设置；

或，所述天线接口靠近所述第二开口设置，所述第二接口与所述金属壳体连接的位置靠近所述第一开口设置。

优选的，在上述电子设备中，还包括：电路主板；

其中，所述金属侧壁的内表面设置有用于安装所述电路主板的凹槽。

优选的，在上述电子设备中，所述电路主板表面设置有铁氧材料层。

优选的，在上述电子设备中，所述第一接口以及所述第一端设置在所述开缝处。

优选的，在上述电子设备中，所述天线走线呈盘旋状固定在所述金属侧壁内表面，所述天线走线不交叉。

优选的，在上述电子设备中，所述金属侧壁为圆形筒状结构、或矩形筒状结构、或是正多边形筒状结构。

优选的，在上述电子设备中，还包括：与所述金属壳体连接的维持装置，所述维持装置用于把所述电子设备固定在使用者身体的设定部位。

通过上述描述可知，本发明提供的电子设备包括：金属壳体；设置在所述金属壳体内的天线装置，所述天线装置包括天线走线；所述金属壳体设置有天线接口；其中，所述天线走线通过所述天线接口与所述金属壳体连接，以消除所述金属壳体对所述天线装置的电磁屏蔽。该电子设备避免了金属壳体对天线装置的电磁屏蔽，提高了天线性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图2为图1中区域A的局部放大图；

图3为本申请实施例提供的一种金属壳体的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1-图3，图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，图2为图1中区域A的局部放大图，图3为本申请实施例提供的一种金属壳体的结构示意图。该电子设备包括：金属壳体11；设置在所述金属壳体11内的天线装置，所述天线装置包括天线走线12；所述金属壳体11设置有天线接口13，所述天线接口13与所述天线走线12连接。

一方面，所述天线走线12直接与所述金属壳体11连接，可以使得所述金属壳体11作为所述天线走线12的一部分，消除所述金属壳体对所述天线装置的电磁屏蔽。另一方面，所述金属壳体11还可以用于增加所述天线走线 12的长度。

本申请实施例中所述电子设备可以为智能穿戴设备，如智能手表、智能手环以及智能眼镜等，也可以是如智能手机、平板电脑等智能终端。本申请实施例中，所述天线装置是频率为3MHz-30MHz高频天线，如可以为NFC 天线。

智能穿戴设备往往需要用到近场通信(Near Field Communication，简称 NFC)天线。传统的NFC天线在塑料机身的环境能有较好的表现。而金属机身的情况下，NFC天线的性能会受到较大的影响。现在智能穿戴设备的竞争中金属壳体是受使用者欢迎的材质。智能穿戴设备一般尺寸较小，NFC天线性能有限，再加上金属壳体的影响常常会导致NFC天线性能不足以满足一些通信标准。

NFC技术由非接触式射频识别(RFID)演变而来，由飞利浦半导体(现恩智浦半导体公司)、诺基亚和索尼共同研制开发，其基础是RFID及互连技术。NFC是一种短距高频的无线电技术，在13.56MHz频率运行于20厘米距离内。其传输速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三种。目前近场通信已通过成为ISO/IEC IS 18092国际标准、ECMA-340标准与ETSI TS 102 190标准。NFC采用主动和被动两种读取模式。

NFC技术是由非接触式射频识别(RFID)及互联互通技术整合演变而来，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。

本申请实施例考虑了金属表壳这一恶劣环境的影响，将NFC天线和金属壳体做成一体，消除所述金属壳体对所述天线装置的电磁屏蔽，同时使得金属壳体成为天线走线长度的一部分，缩短了天线走线的长度，而不影响天线频率，使得金属壳体对NFC天线性能不再是制约，而是增强的作用。

所述天线装置还包括射频芯片14。所述天线走线12为盘旋状的金属线。设置天线走线为盘旋状的金属走线，能够减小走线占据的空间体积，便于电子设备集成以及小型化。所述金属线包括：第一端以及第二端；所述第二端与所述金属壳体11的天线接口13连接。

所述射频芯片14包括：第一接口141以及第二接口142。为了使得射频芯片14的第一接口141以及第二接口142形成一个回路，设置所述第一接口 141与所述第一端连接，设置所述第二接口142与所述金属壳体11连接。所述第二接口142与所述金属壳体11连接的位置A与所述天线接口13的位置不同，以使得所述金属壳体11增加天线走线12的长度。其中，所述第一接口141以及所述第二接口142用于通过所述天线走线接12收辐射信号或是向所述天线走线12提供辐射信号。

可选的，所述金属壳体11包括：腔体111，所述天线走线12设置在所述腔体111内；包围所述腔体111的金属侧壁112，所述金属侧壁112具有相对设置的第一开口K1以及第二开口K2；所述腔体111连通所述第一开口K1 以及所述第二开口K2；设置在所述金属侧壁112上的开缝F，所述开缝F由所述第一开口K1延伸至所述第二开口K2。

为了保证金属壳体11的强度，设置开缝F的宽度小于0.5mm。所述开缝 F用于打断金属壳体11的环路。金属壳体11环路面积就决定可NFC天线的性能，因此，本申请实施例所述电子设备具有金属壳体11，天线的性能强于一般塑料NFC天线，因为一般的塑料NFC天线也必须布局在塑料机身内部，无法像本发明那样充分利用了最大面积。

为了减小天线走线12占据腔体111的体积，便于设置其他电子部件，所述天线走线12固定在所述金属侧壁112的内表面112a；所述天线走线12的第二端通过所述天线接口13与所述金属侧壁112电连接，其他部分与所述金属侧壁112绝缘，以避免短路缩点天线走线12的有效长度。

所述金属侧壁112的内表面112a设置有铁氧材料层。通过在所述金属侧壁112的内表面112a设置有铁氧材料层，一方面，可以使得所述天线走线12 的其他部分与所述金属侧壁112绝缘；另一方面，铁氧材料层可以减小金属壳体11对天线装置性能的影响。

所述天线接口13设置在所述开缝F的一侧，所述第二接口142与所述金属壳体11连接的位置A设置在所述开缝F的另一侧。这样，可以使得所述金属壳体11较大幅度的增加天线走线12的长度。

图1与图2中，所述天线接口13靠近所述第一开口K1设置，所述第二接口142与所述金属壳体11连接的位置A靠近所述第二开口K2设置。这样，对设定形状尺寸的金属壳体11，可以最大限度的增加天线走线12的有效长度。

对设定形状尺寸的金属壳体11，为了最大限度的增加天线走线12的有效长度，另一种实施方式是：所述天线接口13靠近所述第二开口K2设置，所述第二接口142与所述金属壳体11连接的位置A靠近所述第一开口K1设置。

本申请实施例所述电子设备还包括：电路主板。可选的，所述电路主板为PCB板。此时，为了便于安装电路主板，使得电子设备机械性能更加稳固，金属壳体11的内表面设置有用于安装所述电路主板的凹槽113。

所述电路主板表面设置有铁氧材料层。通过在所述电路主板表面设置有铁氧材料层，一方面，可以使得所述电路主板与设定电子部件绝缘；另一方面，铁氧材料层可以减小电路主板对天线装置性能的影响。

如图2所示，所述第一接口141以及所述第一端设置在所述开缝F处。这样，可以使得天线装置更好的辐射无线信号。

所述天线走线12呈盘旋状固定在所述金属侧壁112的内表面112a，所述天线走线12不交叉。将天线走线12设置在内表面112a上，且盘旋装上升，使得天线走线12构成以线圈，线圈尽可能布局最大的面积，对于体积设定的金属壳体11，可以设置更长的天线走线，以便于实现高频。为了保证天线走线12与金属壳体11的绝缘，还可以在所述天线走线12表面设置绝缘包层。

线圈自身形成的电感量L可通过线圈轧数调节。该线圈与金属壳体11间形成的电容C与线圈本身的L当满足LC谐振公式时形成谐振，其中电容量可在匹配电路中并联额外的电容，也可由天线本身自带电容形成。

LC谐振公式如下式(1)所示，其中f₀通常NFC通信中为13.56MHz，L 可通过金属壳体11外径或者内部的绕线线圈调节，C可通过金属壳体11和线圈的位置关系调节，也可额外并联电容进行匹配，但会带来额外的损耗，可根据芯片等实际应用需要的参数性能进行选择处理。

本申请实施例中，如图1-图3所示，所述金属壳体11的侧壁为圆形筒状结构。需要说明的是，所述侧壁的形状包括但不局限于圆形筒状结构，在其他实施方式中，还可以为矩形筒状结构、或是正多边形筒状结构。

所述电子设备还包括与所述金属壳体11连接的维持装置，所述维持装置用于把所述电子设备固定在使用者身体的设定部位。

通过上述描述可知，本申请实施例所述电子设备避免了金属壳体对天线装置的电磁屏蔽，提高了天线性能。而且还通过金属壳体增加天线装置的长度，进而缩小了壳体内天线装置占用的空间体积，因此电子设备的体积较小。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种电子设备，其特征在于，包括：

金属壳体；

设置在所述金属壳体内的天线装置，所述天线装置包括天线走线，所述天线走线为金属线；所述金属线包括第一端以及第二端；

所述金属壳体设置有天线接口；

射频芯片，所述射频芯片包括：第一接口以及第二接口，所述第一接口与所述第一端连接，所述第二接口与所述金属壳体连接，

其中，所述天线走线通过所述天线接口与所述金属壳体连接，以消除所述金属壳体对所述天线装置的电磁屏蔽；所述第二端与所述天线接口连接，所述天线走线固定在所述金属壳体的金属侧壁的内表面；所述天线走线的第二端通过所述天线接口与所述金属壳体的金属侧壁电连接，其他部分与所述金属侧壁绝缘；所述天线走线呈盘旋状固定在所述金属侧壁内表面。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第二接口与所述金属壳体连接的位置与所述天线接口的位置不同；

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述金属壳体包括：

腔体，所述天线走线设置在所述腔体内；

4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述金属侧壁的内表面设置有铁氧材料层。

5.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述天线接口设置在所述开缝的一侧，所述第二接口与所述金属壳体连接的位置设置在所述开缝的另一侧。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述天线接口靠近所述第一开口设置，所述第二接口与所述金属壳体连接的位置靠近所述第二开口设置；

7.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，还包括：电路主板；

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述电路主板表面设置有铁氧材料层。

9.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述第一接口以及所述第一端设置在所述开缝处。

10.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述天线走线不交叉。

11.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述金属侧壁为圆形筒状结构、或长方形筒状结构、或是正多边形筒状结构。

12.根据权利要求1-11任一项所述的电子设备，其特征在于，还包括：与所述金属壳体连接的维持装置，所述维持装置用于把所述电子设备固定在使用者身体的设定部位。