CN108281759A - 一种电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子设备，所述电子设备包括第一电路板、信号线、第一导电元件和辐射臂，第一导电元件设置在辐射臂上，所述第一导电元件由高介电常数材料构成，内部具有导电结构，并向外部引出接地触点与馈电触点，第一电路板的馈电端通过所述信号线与所述第一导电元件的馈电触点电连接，所述辐射臂的一端与所述第一导电元件的接地触点电连接，所述辐射臂的另一端接地。本发明的一个技术效果在于本发明内的天线辐射主体能够降低与相邻元器件之间的耦合作用。

Description

一种电子设备

技术领域

本发明属于通信设备技术领域，更具体地，涉及一种电子设备。

背景技术

天线是在无线通讯系统中用来传送与接收电磁波能量的重要组件。由于目前技术尚无法将天线整合至半导体制程的芯片中，故在天线模块里除了核心的系统芯片外，天线辐射主体是另一具有影响天线模块传输特性的关键性组件。

再现有技术中，天线的结构直接影响着天线的体积。在一些小体积的电子设备中，由于设备体积小，内部结构紧凑，就会导致天线的净空区域有限，而天线的净空高度对天线的性能影响十分显著。现有的天线通常为单极天线，环天线，或有接地点的单极天线。这些类别的天线对天线净空，距离系统芯片主板的高度有比较高的要求。并且与邻近元器件如PCB，FPC之间的耦合特别明显,也就导致天线的性能会受到影响，或者需要增大电子设备的体积。在现在的消费市场中，轻薄化，小巧化的电子设备是行业发展的趋势，因此，如何降低天线辐射主体与临近元器件之间的耦合作用、如何提高天线的性能以及如何减小电子设备的体积这些都是本领域技术人员所面临的问题。

因此，有必要提供一种电子设备的新技术方案。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种电子设备的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种电子设备，包括第一电路板、信号线、第一导电元件和辐射臂，第一导电元件设置在辐射臂上，所述第一导电元件由高介电常数材料构成，内部具有导电结构，并向外部引出接地触点与馈电触点，第一电路板的馈电端通过所述信号线与所述第一导电元件的馈电触点电连接，所述辐射臂的一端与所述第一导电元件的接地触点电连接，所述辐射臂的另一端接地。

可选地，所述辐射臂由印制电路板、柔性电路板、由激光直接成型技术形成的导体面和金属片中的一种或多种电连接而成。

可选地，所述辐射臂包括第二电路板和延长地，延长地为柔性电路板或金属片，所述第一导电元件设置在所述第二电路板上，延长地的一端通过所述第二电路板与所述第一导电元件的接地触点电连接，延长地的另一端接地。

可选地，所述第一导电元件的馈电触电与所述第一电路板的馈电端正对。

可选地，所述辐射臂的有效辐射长度为蓝牙频段的四分之一波长。

可选地，所述第一电路板由若干段通过柔性电路板电连接的印刷电路板构成。

可选地，所述第一导电元件包含有若干个接地触点。

可选地，所述电子设备为无线耳机，无线耳机还包括机壳和电池，机壳为中空结构，具有入耳部和耳柄部，所述第一电路板设置于入耳部内，电池设置于耳柄部内，入耳部内设置有扬声器，所述辐射臂位于第一电路板和电池远离所述扬声器的一侧，并与所述第一电路板和电池之间间隔有间隙，所述辐射臂位于机壳内，并在耳柄部内延伸接地。

可选地，所述辐射臂与电池负极电连接，进行接地。

可选地，所述电子设备为无线耳机，无线耳机还包括机壳和电池，机壳为中空结构，具有入耳部和耳柄部，所述电池设置于入耳部内，第一电路板部分或全部设置于耳柄部内，入耳部内设置有扬声器，所述辐射臂位于第一电路板和电池的远离所述扬声器的一侧，并与所述第一电路板和电池之间间隔有间隙，所述辐射臂位于机壳内，并在耳柄部内延伸接地。

根据本公开的一个实施例，本发明内的天线辐射主体能够降低与相邻元器件之间的耦合作用。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明一种具体实施方式的侧视结构示意图；

图2是本发明一种具体实施方式的俯视结构示意图。

图中：1第一导电元件，11接地触点，12馈电触点，2第二电路板，3延长地，31感应电流，4电池，5第一电路板，51连接线，6信号线，7扬声器，8麦克风，9机壳，91入耳部，92第一开孔，93耳柄部，94第二开孔。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供的一种电子设备，该电子设备内的天线辐射主体能够降低与相邻元器件之间的耦合作用。此外，该电子设备中的天线辐射主体对天线净空高度要求大大降低。能够在有限的空间内得到更好的性能参数。

如图1和图2所示的一种电子设备，该电子设备内具有天线。所述电子设备包括第一电路板5、信号线6、第一导电元件1和辐射臂。辐射臂在图1中是由所示的第二电路板2和延长地3共同构成。在一些其他的具体实施方式中，辐射臂也可以完全由第二电路板2或延长地3构成。第一导电元件1与辐射臂构成了天线辐射主体。第一导电元件1设置在辐射臂上，既可以减少第一导电元件1与辐射臂的连接距离，辐射臂也能用于承载第一导电元件1，使得该天线的结构更加紧凑。另一方面，辐射臂上方通常无其他电子元器件，将第一导电元件1设置在辐射臂上，也能减少其他电子元器件对第一导电元件1的干扰。

第一导电元件1由高介电常数材料构成。在本发明中，将介电常数大于10的材料称之为高介电常数材料，例如陶瓷等材料。第一导电元件1内部具有导电结构，并向外部引出接地触点11与馈电触点12。导电结构可以是金属化结构层，也可以是金属结构。在设计过程中，可以通过设置不同的导电结构来调节第一导电元件1的阻抗。馈电触点12用于接收信号电流。第一电路板5可以是印刷电路板等构成的主板。第一电路板5通过信号线6与第一导电元件1的馈电触点12电连接，用于向馈电触点12发送信号电流。通过高介电常数材料，信号电流在第一导电元件1中，会产生感应电荷而削弱电场。被削弱的电场也就较少的在相邻的电子元器件上耦合出相反的电流，如PCB、FPCB和电池等电子元器件上，能够减少天线辐射能量的损耗。尤其是在与发出信号电流的电子元器件相邻时，在发出信号电流的电子元器件上，耦合出的相反的电流会与部分信号电流相互抵消，造成不必要的损耗。在一些小型的电子设备中，由于空间所限，天线辐射主体与相邻的电子元器件间隔空间有限，与相邻电子元件之间的距离就会显著的影响天线性能。例如，图1中所示的电子设备为无线耳机，通常内置有电池，辐射臂与第一电路板5和电池相邻，辐射臂设置在第一电路板5和电池的上方，辐射臂与第一电路板5和电池之间的距离会显著地影响天线的性能，距离越远，天线的性能越好；同样的，距离越远，所占用的空间，需要的高度也就越大，不利于产品的设计。

相对于传统天线，本发明降低了与相邻元器件之间的耦合作用。辐射臂的一端与第一导电元件1的接地触点11电连接，辐射臂的另一端接地，使得第一导电元件1与辐射臂能够构成电流通路。在第一导电元件1接收到信号电流时，感应出相应的感应电流31，所述电流通路也就是感应电流的通路。感应电流31会在辐射臂上产生有效的电磁辐射。在某一时刻，感应电流31的电流方向可以为如图2中所示的方向，在另外的时刻，感应电流31的电流方向也可以与图2中所示的方向相反。可以通过调节第一导电元件1与辐射臂之间的匹配电路，以及调节辐射臂一端至另一端的有效辐射长度，来控制调节天线的谐振频率，达到所需的谐振频率，满足天线的使用要求。有效辐射长度是指辐射臂能够发射所需的有效电磁辐射的长度。

本发明通过感应产生的感应电流31来产生有效的电磁辐射，而不是传统的使用信号电流产生电磁辐射，因此，辐射臂与周围元器件之间的耦合作用大大降低。相对于传统天线，本发明中天线的辐射臂与周围元器件之间的距离也就可以大大的缩小。如图1中所示,第二电路板2与第一电路板5之间的距离D1；延长地3与电池4之间的距离D2；距离越大，天线的性能越好。距离越近，由于耦合作用，天线的性能将大幅度降低。而在本发明中，由于耦合作用的降低，使得本发明中的D1和D2相对于传统天线，在同样性能的情况下，可以大幅度的降低。能够进一步的缩小天线所需要的安装体积。或者说，在D1和D2相同的情况下，本发明的天线性能要远远优于传统天线。使得本发明可以在有限的空间内得到很好的性能参数。

可选地，辐射臂由印制电路板、柔性电路板、由激光直接成型技术形成的导体面和金属片中的一种或多种构成。如图1中所示的，辐射臂由第二电路板2和延长地3构成，第二电路板2可以为硬质印制电路板，第一导电元件1设置在第二电路板2上。第二电路板2可以为硬制印刷板，用于承载第一导电元件1。延长地3可以为柔性电路板或金属片。延长地3的一端通过第二电路板2与第一导电元件1的接地触点11电连接，延长地3的另一端接地，使得第一导电元件1、第二电路板2和延长地3能够构成电流通路。还能通过调整延长地3的长度来控制调节天线的谐振频率。或者在一些其他的具体实施方式中，第二电路板2和延长地3是一体的，均为柔性电路板。或者是上述或者其他的能够产生电磁辐射的材料制成或者能够产生电磁辐射的材料相互电连接而成，本申请对此并不限制，只要其能够产生有效的电磁辐射，发送信号即可。

可选地，第一导电元件与第一电路板位置相对应。如图1中所示，第一导电元件1设置在第一电路板5的上方。第一电路板5通过信号线6与第一导电元件1的馈电触点12电连接，向第一导电元件1输送信号电流，第一导电元件1的馈电触点12与信号线6直接连接，信号电流的传输距离较短。通过缩短信号电流的通路，可以将信号电流局限在一个比较小的范围内，减少耦合作用；例如，第一导电元件1的馈电触点12设置在第一电路板5馈电端的正上方，馈电端与馈电触点12直接电连接，距离最短。本领域技术人员可以理解，在一些其他的具体实施方式中，也可以是通过第一导电元件1的馈电触点12与信号线6分别于第二电路板2电连接来形成连接关系，也是可以的，区别仅在于信号电流的通路较长，但也是能够实现本发明的，因此，本申请对此并不限制。

可选地，辐射臂的有效辐射长度为蓝牙频段的四分之一波长。由于结构限制，辐射臂存在弯折或者重叠的可能，而弯折重叠部分由于上面的重叠面的阻碍，并不能很好的产生电磁辐射，因此，将辐射臂的有效辐射长度设置为蓝牙频段的四分之一波长，可以使得其能够产生有效的电磁辐射。在一些具体实施方式中，也可以将辐射臂的净空长度设置为蓝牙频段的四分之一波长。再一些其他的具体实施方式中，本发明中的天线可以是上述的蓝牙天线，还可以是wifi天线或者其他通讯类型的天线，只要其能够采用本发明的原理，降低与相邻电子元器件之间的耦合作用即可，本申请对此并不限制。

可选地，由于空间或者结构的限制，第一电路板5可以由若干段电连接的印刷电路板构成，如图1中所示，他们通过连接线51进行电连接，连接线51可以是柔性电路板，使其能同时满足使用要求与空间结构要求。在其他一些具体实施方式中，第一电路板5也可以是一块整板，只要能够实现通过信号线6向第一导电元件1发送信号电流的功能即可。本发明对此并不限制，本领域技术人员可以理解，图1中所示仅是本发明的一种具体实施方式，并非对本发明的限制。所述第一电路板5可以是印制电路板或柔性电路板等各种形式的电路板或者导电板中的一种，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

可选地，第一导电元件1包含有若干个接地触点11。如图2中所示的，接地触点11为两个。在一些其他的具体实施方式中，接地触点11也可以为一个，本发明对接地触点11的数量并不限制。

可选地，如图1和图2所示，所述电子设备可以是无线耳机，或者更具体的，可以是一种蓝牙耳机，在其他的具体实施方式中，需要根据天线的通讯类型来确定该耳机的种类。包括机壳9和电池4，机壳9为中空结构，具有入耳部91和耳柄部93。第一电路板5设置于入耳部91内。电池4设置于耳柄部93内。入耳部91内设置有扬声器7，用于发声。辐射臂位于第一电路板5和电池4的远离扬声器7的一侧，辐射臂与第一电路板5和电池4之间间隔有间隙。如图1中所示，扬声器7位于第一电路板5和电池4的下方，辐射臂位于第一电路板5和电池4的上方，辐射臂与第一电路板5和电池4相邻，并且与第一电路板5和电池4之间间隔有一定的间隙。辐射臂位于机壳9内，并在耳柄部93内延伸接地，可以预设辐射臂的长度或者调节辐射臂的长度。辐射臂接地，可以是如图1中所示的与电池4的负极电连接进行接地，在一些其他的具体实施方式中，也可以与第一电路板5或者是其他电子元件的接地端电连接，实现接地，本申请对此并不限制，只要能使辐射臂的有效辐射长度达到所需的长度，能够产生有效的电磁辐射即可。

在其他的具体实施方式中，部分或者全部的第一电路板5设置于耳柄部93内。电池4设置于入耳部91内。也是可以实现本发明的，本申请对此并不限制。在部分第一电路板5设置于耳柄部93内的情况下，可以优选为将辐射臂与第一电路板5的接地端电连接。

如图1中所示,第二电路板2与第一电路板5之间的距离D1，可选地，D1为1.5mm。本发明在距离1.5mm的时候，就可以达到采用同样结构但不采用第一导电元件1的天线中3-5mm的天线效果以及能耗，大大降低了天线对高度的需要，减低了电子设备的设计难度。

可选地，如图1和图2所示，所述电子设备可以是无线耳机，包括机壳9、扬声器7和麦克风8。机壳9为中空结构，具有入耳部91和耳柄部93。入耳部91上具有第一开孔92，扬声器7位于第一开孔92处。在工作时，可以通过第一开孔92向外部传递声音。耳柄部93上具有第二开孔94，麦克风8位于第二开孔94处。使得麦克风8可以通过第二开孔94接收来自外部的声音。其中，扬声器7与麦克风8分别于第一电路板5进行电连接。连接方式可以是通过柔性电路板进行连接。第一电路板5与电池4的正负极分别电连接，由电池4向第一电路板5供电。

可选地，所述电连接可以是焊接、卡接、通过电路或通过柔性电路板进行连接等电连接具体形式中的至少一种。如图1中所示，由若干段电连接的电路板构成的第一电路板5，之间的连接形式就可以通过柔性电路板进行连接。第一电路板5与电池4之间的电连接也可以通过柔性电路板进行连接。图2中所示的第一导电元件1上的接地触点11与第二电路板2之间的电连接就可以通过焊接或者卡接进行连接等。本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，本申请对此并不限制。

本发明电子设备中的天线结构对所需天线净空区域面积，天线离地的高度要求大大降低，特别适合体积小而且高度集成的电子产品。应用于电子设备中，可以进一步的缩小天线在电子设备中所需的体积，也就可以减小电子设备的体积，使电子设备更加轻薄，美观。或者可以在电子设备体积和结构不变的情况下，得到更好的天线性能。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种电子设备，其特征在于，包括第一电路板、信号线、第一导电元件和辐射臂，第一导电元件设置在辐射臂上，所述第一导电元件由高介电常数材料构成，内部具有导电结构，并向外部引出接地触点与馈电触点，第一电路板的馈电端通过所述信号线与所述第一导电元件的馈电触点电连接，所述辐射臂的一端与所述第一导电元件的接地触点电连接，所述辐射臂的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述辐射臂由印制电路板、柔性电路板、由激光直接成型技术形成的导体面和金属片中的一种或多种电连接而成。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述辐射臂包括第二电路板和延长地，延长地为柔性电路板或金属片，所述第一导电元件设置在所述第二电路板上，延长地的一端通过所述第二电路板与所述第一导电元件的接地触点电连接，延长地的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一导电元件的馈电触电与所述第一电路板的馈电端正对。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述辐射臂的有效辐射长度为蓝牙频段的四分之一波长。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一电路板由若干段通过柔性电路板电连接的印刷电路板构成。

7.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一导电元件包含有若干个接地触点。

8.根据权利要求1-7任意之一所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为无线耳机，无线耳机还包括机壳和电池，机壳为中空结构，具有入耳部和耳柄部，所述第一电路板设置于入耳部内，电池设置于耳柄部内，入耳部内设置有扬声器，所述辐射臂位于第一电路板和电池远离所述扬声器的一侧，并与所述第一电路板和电池之间间隔有间隙，所述辐射臂位于机壳内，并在耳柄部内延伸接地。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述辐射臂与电池负极电连接，进行接地。

10.根据权利要求1-7任意之一所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为无线耳机，无线耳机还包括机壳和电池，机壳为中空结构，具有入耳部和耳柄部，所述电池设置于入耳部内，第一电路板部分或全部设置于耳柄部内，入耳部内设置有扬声器，所述辐射臂位于第一电路板和电池的远离所述扬声器的一侧，并与所述第一电路板和电池之间间隔有间隙，所述辐射臂位于机壳内，并在耳柄部内延伸接地。