CN106887674A

CN106887674A - 多输入输出电线

Info

Publication number: CN106887674A
Application number: CN201710194754.9A
Authority: CN
Inventors: 陶爱华; 王立杰; 段志远; 冯依平
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2017-06-23

Abstract

一种多输入多输出天线，应用于电子设备，所述电子设备包括后壳体，所述天线位于所述后壳体内表面和/或内表面与外表面之间。其中，所述天线的图案构成所述电子设备的所述后壳体的外观面，所述天线的图案为图型、文字或字母。本发明利用了手机后壳上放置天线，既不影响原有主分集天线的分布，又实现了MIMO多天线阵列的空间分布摆放，设计易于实现又美观大方。

Description

多输入输出电线

技术领域

本发明实施例涉及一种多输入输出天线。

背景技术

现有4G手机一般采用2*2多输入多输出(Multi-Input-Multi-Output)MIMO方案，其中包括主天线和分集天线，主天线用来发射和接收信号，分集天线用来接收信号，目前还并没有实现真正意义上两个天线同时发射和接收,因此往往需要多个天线配合使用。

到下一代通信5G时代，对传输速率有更高要求，目前的主分集两个天线显然不能满足大速率传输需求，故需要多天线或者天线阵列来实现。由于手机尺寸较小，例如主流尺寸为5寸～5.7寸，常规天线设计方案，例如金属边框式，背壳金属三段式等均没有足够空间来摆放更多的天线，因此不能满足大速率传输需求。

发明内容

本发明实施例提供了一种多输入输出天线，以解决上述问题。

根据本发明的至少一个实施例，提供了一种多输入多输出天线，应用于电子设备，所述电子设备包括后壳体，所述天线位于所述后壳体内表面和/或内表面与外表面之间。其中，所述天线的图案构成所述电子设备的所述后壳体的外观面，所述天线的图案为图型、文字或字母。

例如，所述天线的图案为品牌标志。

例如，所述天线的谐振长度根据所述天线的谐振频率来确定。

例如，所述天线的谐振长度还根据所述电子设备的后壳体的介电常数来确定。

例如，所述天线图案上具有多个馈电点，所述馈电点的位置根据所述天线的谐振频率来确定。

例如，所述电子设备还包括：电感电容器件，所述电感电容器件对所述谐振频率进行调谐，以提高所述天线在所述谐振频率的辐射性能。

例如，所述天线具有多个馈电点，所述电子设备还包括开关，所述开关与所述多个馈电点连接，并控制所述多个馈电点的至少一个连通。

例如，所述电子设备还包括连接器件，所述连接器件用于将所述天线上的馈电点与所述电子设备的印刷电路板上的馈电点进行连接。

例如，所述电子设备还包括调谐器，所述调谐器分别与所述多个馈电点中的至少两个连接，从而控制所述天线的谐振频率。

例如，所述电子设备还包括：主天线以及不同于所述主天线的第三天线，所述主天线位于所述后壳体的底部；所述第三天线位于所述后壳体的顶部。

本方案利用了手机后壳上放置天线，既不影响原有主分集天线的分布，又实现了MIMO多天线阵列的空间分布摆放，设计易于实现又美观大方。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。下面描述中的附图仅仅是本发明的示例性实施例。

图1示出了根据本发明实施例的电子设备以及天线位置第一示意图；

图2示出了根据本发明实施例的电子设备以及天线位置第二示意图；

图3示出了根据本发明实施例的多输入输出天线馈电点位置第一示意图；

图4示出了根据本发明实施例的多输入输出天线馈电点位置第二示意图；

图5示出了根据本发明实施例的多输入输出天线馈电点位置第三示意图；

图6示出了根据本发明实施例的具有开关的多输入输出天线示意图；

图7示出了根据本发明实施例的具有调谐器的多输入输出天线示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，具有基本上相同步骤和元素用相同的附图标记来表示，且对这些步骤和元素的重复解释将被省略。

在本发明的以下实施例中，电子设备指的是能够与其他设备通信的设备。电子设备的主要形式为移动电话，但不限于移动电话，还可以是具有通信功能的个人计算机、数码相机、个人数字助手、便携式计算机等。

图1示出了根据本发明实施例的电子设备以及天线位置第一示意图。参见图1，左图为具有显示屏的电子设备的正面10，右图为电子设备的后壳体20，多输入输出天线201位于后壳体内表面和/或内表面与外表面之间。后壳体本身有一定厚度，例如0.5-3毫米，当多输入输出天线201设置在后壳体20的内表面时，多输入输出天线与电子设备内部的印刷电路板靠近。当多输入输出天线201位于内表面和外表面之间时，其厚度可以小于等于后壳体的厚度，使得天线完全设置在后壳体内，不会高于到后壳体的内表面或外表面。当然，多输入输出天线的厚度也可以大于后壳体的厚度，例如，多输入输出天线在厚度方向的一侧高于内表面，另一侧在后壳体内部。为了避免多输入输出天线被磨损，在本发明实施例中，多输入输出天线在厚度方向上一般不会高于后壳体的外表面，而只会高于不露在外面的内表面。

根据本发明的一个示例，多输入输出天线可以采用平面印刷工艺，即PDS工艺(Print Direct Structuring)来实现。例如，可以将导电材料涂敷到形成电子设备后壳体的塑料或者玻璃表面，然后通过镀铜或多层印刷银浆，以形成天线pattern。在本发明实施例中，利用PDS工艺将天线喷涂在后壳体的玻璃里面而不是外观面，然后除去天线部分之外，玻璃里面依然使用常规的方式喷涂成白色，黑色或者其他颜色，从而形成电子设备的多输入输出天线。

根据本发明的一个示例，为了美观且实用，多输入输出天线的图案构成电子设备的后壳体的外观面。图2示出了根据本发明实施例的电子设备以及天线位置第二示意图。参见图1或图2，天线的图案可以为图型、文字或字母。例如，图1中的天线由字母“Lenovo”构成，图2的天线由“祥云”图案构成。由于电子设备外观面上一般都会标识有设备的品牌，因此，天线的图案可以为品牌标志，例如图1中的“Lenovo”品牌标志。

此外，参见图1，电子设备还可以包括主天线202，参见图1右图下方框体圈出部分，主天线202可以位于后壳体20的底部。电子设备还可以包括不同于主天线的第三天线203，第三天线203例如可以是分级天线，GPS和WIFI天线中的一种或多种的组合。参见图1右图上方框体圈出部分，第三天线203可以位于后壳体20的顶部。这样，主天线202，第三天线203以及多输入输出天线201之间不会相互冲突。

此外，电子设备还包括电池，多输入输出天线201的位置与电池所在区域不同。以防止电池影响天线的辐射性能。

此外，根据本发明的一个示例，多输入输出天线201的谐振长度可以根据天线的谐振频率来确定。例如，当根据实际需要确定了天线需要辐射的谐振频率之后，根据该谐振频率计算电长度，根据电长度选择多输入输出天线201的大小尺寸。例如，如果项目需求设计成8*8MIMO或者16*16MIMO的，可以据此确定馈电点个数，天线的谐振频率。在确定了天线的谐振频率后，进一步根据谐振频率确定天线整体尺寸以及两个馈电点之间的尺寸，从而设计不同尺寸的字母或图案作为天线使用。

根据本发明的一个示例，天线的谐振长度可以根据电子设备的后壳体的介电常数来确定。由于手机天线位于空气与介质板之间，不能用真空中波长λ₀来计算，也不能按照微带线计算，因此，天线的尺寸L可以由下面的公式得出：

其中，L是天线的谐振长度，λ₀是真空中波长，其中ε_r是后壳体板材介质的相对介电常数。λ₀＝c/f，c是真空中光速，f是谐振频率。

可选地，在确定多输入输出天线的谐振频率以及电长度时，还可以考虑到天线之间的隔离度，天线相关性系数等需求。从而避免多个天线之间会互相影响，导致总体性能变差。对于高频比如3.5G以上频率，隔离度和相关性系数等这些参数就不像低频时(700MHz～1GHz)影响那么大。一般来说，在1.7G以上天线的相关性系数很小，天线之间的相互影响就很小。所以在设计低频天线时，可以考虑到天线之间的隔离度，天线相关性系数等需求。

根据本发明的一个示例，电子设备还可以包括电感电容器件，多输入输出天线中可以根据需要设置一组或多组电容和/或电感器件，从而多组电感电容器件可以对天线的谐振频率进行调谐，以提高天线在谐振频率的辐射性能。

根据本发明的一个示例，天线图案上可以设置多个馈电点(feed)。例如，电子设备后壳体左右两侧均有对称的馈电点feed1,则可组成2*2MIMO。同时使用馈电点feed1和feed2，可以组成4*4MIMO。如同时使用馈电点feed1，feed2,feed3,feed4可组成8*8MIMO。图3示出了根据本发明实施例的多输入输出天线馈电点位置第一示意图。图4示出了根据本发明实施例的多输入输出天线馈电点位置第二示意图。图5示出了根据本发明实施例的多输入输出天线馈电点位置第三示意图。图3-5分别示出了不同个数或位置的馈电点。图3示出了左右两侧分别有对称的四个馈电点的多输入输出天线，馈电点分别设置在字母“Lenovo”图案上，可组成8*8MIMO。图4示出了左右两侧分别有8个馈电点的多输入输出天线，馈电点分别设置在字母“New Look”图案上。可组成16*16MIMO。图5示出了左右两侧分别有四个馈电点的多输入输出天线，馈电点分别设置在“祥云”图案上，可组成8*8MIMO。

馈电点组合看实际设计需要可合理选择组合模式，例如，如果需要较高传送速率，可以选择多个馈电点组合模式。当前，在选择馈电点组合模式时，也可以考虑电子设备自身的软硬件平台，例如中央处理器的性能，存储器的容量等等。对于性能高，容量大的系统可以设置多个馈电点的天线；性能低，容量小的系统则可能不支持太多馈电点的天线。

此外，馈电点在多输入输出天线的位置可以根据天线的谐振频率来确定。例如，在确定了天线的谐振频率后以及馈电点个数之后，进一步根据谐振频率确定天线整体尺寸以及两个馈电点之间的尺寸，从而确定每个馈电点位置。

此外，电子设备还可以包括连接器件，连接器件可以将多输入输出天线上的多个馈电点与电子设备的印刷电路板上的馈电点进行连接。连接器件例如可以是金属器件，弹片等。

根据本发明的一个示例，当天线具有多个馈电点时，可以通过开关来控制多个馈电点中的至少一个导通。图6示出了根据本发明实施例的具有开关的多输入输出天线示意图。参见图6，电子设备后壳体中设置在品牌标识“Lenovo”上的两组对称的馈电点feed1，feed2，feed3，feed4分别与开关204和开关205连接。开关204和开关205可以根据需要的馈电点数，根据天线的谐振频率，控制多个馈电点的一个或多个连通。例如，两个开关只使得feed1导通，就是2*2MIMO；两个开关使得feed1和feed2都连通就是4*4MIMO。两个开关使得feed1，feed2，feed3和feed4都连通就是8*8MIMO。如此使用逻辑控制开关，可以灵活的控制天线的谐振频率。

根据本发明的一个示例，电子设备还包括调谐器来控制天线的谐振频率。图7示出了根据本发明实施例的具有调谐器的多输入输出天线示意图。参见图7，多输入输出天线201上设置有两个调谐器206，调谐器206分别与设置在标识“Lenovo”上的多个馈电点feed1以及feed2连接。调谐器206将射频信号传输给馈电点feed1以及feed2，从而可以高效地调节天线的谐振频率。同时，一个或多个电感器件207或电容器件也可以辅助来对谐振频率进行匹配调谐，以使得天线的信号辐射性能更佳。

本发明实施例，通过将天线设置的电子设备后壳体内，可把字母或者图案中需要作为天线的部分采用PDS来实现，其他部分采用常规方法实现，减少了设计成本又不影响电子设备的外观和实用性。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现。并且软件模块可以置于任意形式的计算机存储介质中。为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本领域技术人员应该理解，可依赖于设计需求和其它因素对本发明进行各种修改、组合、部分组合和替换，只要它们在所附权利要求书及其等价物的范围内。

Claims

1.一种多输入多输出天线，应用于电子设备，

所述电子设备包括后壳体，

所述天线位于所述后壳体内表面和/或内表面与外表面之间。其中，所述天线的图案构成所述电子设备的所述后壳体的外观面，所述天线的图案为图型、文字或字母。

2.根据权利要求1所述的天线，其中，所述天线的图案为品牌标志。

3.根据权利要求1所述的天线，其中，所述天线的谐振长度根据所述天线的谐振频率来确定。

4.根据权利要求4所述的天线，其中，所述天线的谐振长度还根据所述电子设备的后壳体的介电常数来确定。

5.根据权利要求1所述的天线，所述天线图案上具有多个馈电点，所述馈电点的位置根据所述天线的谐振频率来确定。

6.根据权利要求6所述的天线，其中，所述电子设备还包括：电感电容器件，所述电感电容器件对所述谐振频率进行调谐，以提高所述天线在所述谐振频率的辐射性能。

7.根据权利要求1所述的天线，其中，所述天线具有多个馈电点，所述电子设备还包括开关，所述开关与所述多个馈电点连接，并控制所述多个馈电点的至少一个连通。

8.根据权利要求1所述的天线，其中，所述电子设备还包括连接器件，所述连接器件用于将所述天线上的馈电点与所述电子设备的印刷电路板上的馈电点进行连接。

9.根据权利要求1所述的天线，其中，所述电子设备还包括调谐器，所述调谐器分别与所述多个馈电点中的至少两个连接，从而控制所述天线的谐振频率。

10.根据权利要求1所述的天线，其中，所述电子设备还包括：主天线以及不同于所述主天线的第三天线，所述主天线位于所述后壳体的底部；所述第三天线位于所述后壳体的顶部。