CN108987945B - 一种终端设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种终端设备，该终端设备包括金属边框，金属边框的一侧开设有至少两个缝隙，金属边框的内侧壁设置有至少两个天线馈电点，至少两个天线馈电点中不同的天线馈电点位于不同缝隙的侧边；终端设备内还设有信号反射壁，信号反射壁与至少两个缝隙之间存在间隔，信号反射壁由终端设备的电池仓的金属壁形成，信号反射壁为外凸的反射曲面；金属边框、信号反射壁均与终端设备内的地板电连接。金属边框就相当于终端设备的毫米波阵列天线，金属边框同时也是通信天线的辐射体，从而节省了毫米波天线的容置空间，减小终端设备的体积，并可更好地支持金属外观的设计，且可与外观金属做为其他天线的方案进行兼容设计，提高终端设备整体的竞争力。

Description

一种终端设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种终端设备。
背景技术
随着通信技术的迅速发展，多天线通讯已经成为终端设备的主流和未来的发展趋势，并且在此过程中，毫米波天线逐渐被引入到终端设备上。现有技术中，毫米波天线一般为一个独立天线模块的形态，从而需要在终端设备内为该独立天线模块设置一个容置空间。这样，使整个终端设备的体积尺寸比较大，导致终端设备的整体竞争力比较低。
发明内容
本发明实施例提供一种终端设备，以解决终端设备内需要为毫米波天线设置容置空间，使整个终端设备的体积尺寸比较大的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
本发明实施例提供了一种终端设备，包括金属边框，所述金属边框的一侧开设有至少两个缝隙，所述金属边框的内侧壁设置有至少两个天线馈电点，所述至少两个天线馈电点中不同的天线馈电点位于不同缝隙的侧边；所述终端设备内还设有信号反射壁，所述信号反射壁与所述至少两个缝隙之间存在间隔，所述信号反射壁由所述终端设备的电池仓的金属壁形成，所述信号反射壁为外凸的反射曲面，其中，所述电池仓为容纳所述终端设备的电池的结构；所述金属边框、所述信号反射壁均与所述终端设备内的地板电连接。
本发明实施例的一种终端设备，包括金属边框，所述金属边框的一侧开设有至少两个缝隙，所述金属边框的内侧壁设置有至少两个天线馈电点，所述至少两个天线馈电点中不同的天线馈电点位于不同缝隙的侧边；所述终端设备内还设有信号反射壁，所述信号反射壁与所述至少两个缝隙之间存在间隔，所述信号反射壁由所述终端设备的电池仓的金属壁形成，所述信号反射壁为外凸的反射曲面，其中，所述电池仓为容纳所述终端设备的电池的结构；所述金属边框、所述信号反射壁均与所述终端设备内的地板电连接。这样，设置有缝隙的金属边框就相当于终端设备的毫米波阵列天线，金属边框同时也是通信天线的辐射体，从而节省了毫米波天线的容置空间，可以减小终端设备的体积，并可更好地支持金属外观的设计，且可与外观金属做为其他天线的方案进行兼容设计，提高终端设备整体的竞争力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的终端设备的结构示意图之一；
图2是本发明实施例提供的增益方向示意图；
图3是本发明实施例提供的反射曲面的结构示意图之一；
图4是本发明实施例提供的金属边框一侧边的结构示意图之一；
图5是本发明实施例提供的信号反射壁与金属边框一侧边的相对位置示意图；
图6是本发明实施例提供的缝隙的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的反射曲面的结构示意图之二；
图8是本发明实施例提供的终端设备的结构示意图之二；
图9是本发明实施例提供的金属边框一侧边的结构示意图之二；
图10是本发明实施例提供的金属边框一侧边的结构示意图之三；
图11是本发明实施例提供的天线馈电点的设置位置示意图。
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作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。
参见图1，图1是本发明实施例提供的终端设备的结构示意图，如图1所示，包括金属边框1，所述金属边框1的一侧开设有至少两个缝隙15，所述金属边框1的内侧壁设置有至少两个天线馈电点2，所述至少两个天线馈电点2中不同的天线馈电点2位于不同缝隙15的侧边；所述终端设备内还设有信号反射壁3，所述信号反射壁3与所述至少两个缝隙15之间存在间隔，所述信号反射壁3由所述终端设备的电池仓的金属壁形成，所述信号反射壁3为外凸的反射曲面，其中，所述电池仓为容纳所述终端设备的电池的结构；所述金属边框1、所述信号反射壁3均与所述终端设备内的地板4电连接。
本实施例中，上述金属边框1可以是一个首尾相连或者不相连的边框，并且金属边框1可以包括第一侧边11、第二侧边12、第三侧边13和第四侧边14。上述至少两个缝隙15可以开设在金属边框1的一侧，或者在金属边框1相对的两侧上均开设有至少两个缝隙15等等。缝隙15的内部可以是空气，或者也可以是使用非导电材料进行填充等等。
本实施例中，上述金属边框1的内侧壁设置有至少两个天线馈电点2，所述至少两个天线馈电点2中不同的天线馈电点2位于不同缝隙15的侧边，从而可以保证金属边框1的一侧至少有两个缝隙15均存在天线馈电点2，从而至少两个缝隙15可以形成毫米波阵列天线。该毫米波阵列天线的天线馈电点2均位于缝隙15的侧边，从而可以将毫米波信号引至毫米波阵列天线的天线馈电点2处，通过金属边框1进行辐射。除此之外，金属边框1亦可以接收毫米波信号。当然，优选的可以为每一个缝隙15设置一个天线馈电点2。
本实施例中，并且由于信号反射壁3的存在，可以增强毫米波阵列天线的性能，提高毫米波阵列天线的增益。上述信号反射壁3与所述至少两个缝隙15之间存在间隔，该间隔内可以是空气，或者也可以是由一些非导电材料进行填充等等。
本实施例中，电池仓在终端设备长度方向上的边框的尺寸可以比较宽。信号反射壁3为一个外凸的反射曲面，可以是一个大的反射曲面对应多个缝隙15，或者也可以是多个小的反射曲面对应多个缝隙15等等。终端设备上一般都存在电池仓，从而直接使用电池仓的金属壁作为信号反射壁3，从而不需要增加额外的材料，节省终端设备的成本。
本实施例中，上述电池仓可以设置在地板4的上方，电池仓的金属壁作为毫米波阵列天线的信号反射壁3。上述地板4可以是电路板或者金属中壳等等。上述金属边框1、所述信号反射壁3均与所述终端设备内的地板4电连接，从而可以对金属边框1以及信号反射壁3进行接地。
这样，通过在终端设备的边框的一侧开设有至少两个缝隙15，相当于形成毫米波阵列天线，从而节省了毫米波阵列天线的容置空间，不占用其他天线的天线空间，可以减小终端设备的体积，提高终端设备整体的竞争力。充分利用终端设备的结构作为天线，提升了通讯效果，且不影响终端设备的金属质感。并且直接使用电池仓的金属壁作为信号反射壁3，可以增强毫米波阵列天线的性能，提高毫米波阵列天线的增益，优化阵列天线的增益方向图。亦不需要增加额外的材料，节省终端设备的成本。并且，将毫米波阵列天线融入到现有的通信天线中，如2G、3G、4G或者sub 6G，而不影响通信天线的通信质量，不影响终端设备的功能。
并且，目前的主流毫米波天线设计，往往较难在金属外观的设计下展现较优的天线性能，亦即较难地支持金属外观的设计，而造成品竞争力下降。本实施例的这种设计方式，可以更好地支持金属外观的设计，且可与外观金属做为其他天线的方案进行兼容设计，以提升产品的总体竞争力。在解决了终端设备内需要为毫米波天线设置容置空间，使整个终端设备的体积尺寸比较大的问题的同时，还可以解决终端设备比较难地支持金属外观的设计的问题。
本发明实施例中，上述终端设备可以是手机、平板电脑(Tablet PersonalComputer)、膝上型电脑(Laptop Computer)、个人数字助理(personal digitalassistant，简称PDA)、移动上网装置(Mobile Internet Device，MID)或可穿戴式设备(Wearable Device)等等。
请参阅图2，图2为本发明实施例提供的增益方向示意图。如图2所示，a曲线表示无电池仓或电池仓不做特殊设计时的增益方向，b曲线表示电池仓做特殊设计(如抛物面设计)且放置在缝隙族毫米波阵列天线的附近时，毫米波阵列天线的增益方向。对比发现当(Theta＝90°)b曲线的波束覆盖范围较a曲线广，当(Phi＝0°)b曲线的波束覆盖范围较a曲线广。
可选的，所述反射曲面由平行于所述金属边框的长度方向的母线所形成；或者，所述反射曲面由平行于所述金属边框的宽度方向的母线所形成。
本实施方式中，上述反射曲面由平行于所述金属边框的长度方向的母线所形成；或者，所述反射曲面由平行于所述金属边框的宽度方向的母线所形成。这样，为终端设备提供了多种反射曲面的设置方式，终端设备可以根据实际需求选择合适的设置方式。
可选的，所述反射曲面为抛物面。
为了更好的理解上述反射曲面为抛物面，可以参阅图3，图3为本发明实施例提供的反射曲面的结构示意图。图3中可以看到，第四侧边14如图中的虚线所示，第四侧边上开设有至少四个缝隙15。在靠近第四侧边14的位置存在外凸的抛物面，该抛物面为终端设备的电池仓的金属壁形成的信号反射壁3，可以用于反射第四侧边14辐射的毫米波信号。通过将反射曲面设置为抛物面，可以优化毫米波阵列天线的增益方向图。
并且上述设置方式可以这样理解。沿着Y轴方向挖掉电池仓的宽边金属，使得电池仓成一整体的外凸的反射曲面(可以是抛物面)，反射曲面凸起部分指向多个缝隙15组成的缝隙阵列。该整体外凸的反射曲面在XZ平面上沿着Y轴成形，而多个缝隙15仍在金属边框1的第四侧边14上，即多个缝隙15组成的缝隙阵列与外凸的反射曲面不在同一个X位置上。
可选的，所述信号反射壁3的上边缘不低于所述缝隙15的上边缘，所述信号反射壁3的下边缘不高于所述缝隙15的下边缘。
本实施方式中，上述信号反射壁3的上边缘不低于所述缝隙15的上边缘，所述信号反射壁3的下边缘不高于所述缝隙15的下边缘，从而电池仓的金属壁形成的信号反射壁3可以很好的覆盖这些缝隙15，便于更好的对信号进行反射。
为了更好的理解上述设置方式，可以参阅图4和图5。图4和图5均为本发明实施例提供的金属边框一侧边的结构示意图。
图4中可以看到，金属边框1的第四侧边14上存在至少四个缝隙15，单个缝隙15的长度为L1，L1可以近似为毫米波天线工作频段的中心频率的所对应的波长的一半，缝隙15的宽度H1不作限制。缝隙15边缘的间隔为W1，间隔W1可以由相邻的两天线的隔离度与毫米波阵列天线的波束扫描覆盖角度决定。图5中，电池仓的厚度为H2，电池仓和缝隙15在地板4的同一侧，且H2≥H1。这样，可以设置电池仓的金属壁形成的信号反射壁3的上边缘不低于所述缝隙15的上边缘，所述信号反射壁3的下边缘不高于所述缝隙15的下边缘。从而，可以很好的覆盖这些缝隙15，便于更好的对信号进行反射。
可选的，所述信号反射壁3包括至少两个与所述缝隙15的设置位置一一对应的反射曲面。
本实施方式中，可以为每个缝隙15设置一个反射曲面，便于更好的对信号进行反射。为了更好的理解上述设置方式，亦可以参阅图4和图5。图4中，单个缝隙15的长度为L1，并且金属边框1的第四侧边14上存在至少四个缝隙15。图5中，单个反射曲面的长度为L2，并且存在至少四个反射曲面。这样，每个反射曲面就可以对应一个缝隙15的设置位置，即每个反射曲面可以对应一个缝隙15，便于更好的信号进行反射。当然，反射曲面的数量可以大于或者等于缝隙15的数量，从而保证每个缝隙15的设置位置都可以对应一个反射曲面。
为了使每个缝隙15对应的反射曲面可以更好的覆盖各自的缝隙15，优选的可以设置L2≥L1。并且，每个反射曲面外凸的部分可以指向各自对应的缝隙15，并且与缝隙15之间存在一定的间隔。
可选的，所述至少两个缝隙15沿所述金属边框1的长度方向排布，每个缝隙15的长度一致，且任意相邻两个缝隙15之间的间隔相同。
本实施方式中，上述至少两个缝隙15沿所述金属边框1的长度方向排布，每个缝隙15的长度一致，且任意相邻两个缝隙15之间的间隔相同，从而该至少两个缝隙15可以形成一个缝隙族，便于更好的辐射毫米波信号。
可选的，相邻两个缝隙15之间的间隔，由相邻两天线的隔离度与阵列天线的波束扫描覆盖角度确定。
本实施方式中，上述相邻两个缝隙15之间的间隔，由相邻两天线的隔离度与阵列天线的波束扫描覆盖角度确定，从而可以更好的匹配毫米波信号进行工作。
可选的，所述缝隙15包括相交的第一子缝隙151和第二子缝隙152。
为了更好的理解上述设置方式，可以参阅图6。图6为本发明实施例提供的缝隙的结构示意图。图6中可以看到，缝隙15包括相交的第一子缝隙151和第二子缝隙152。这样，可以使缝隙15具有水平极化和垂直极化性能。
可选的，所述信号反射壁3包括与所述第一子缝隙151对应且外凸的第一反射曲面31，以及与所述第二子缝隙152对应且外凸的第二反射曲面32，形成所述第一反射曲面31的母线和形成所述第二反射曲面32的母线垂直。
本实施方式中，为了更好的理解上述设置方式，可以参阅图7，图7是本发明实施例提供的反射曲面的结构示意图。图7中，第四侧边14如图中的虚线所示，第四侧边上开设有三个缝隙15。每个缝隙都包括第一子缝隙151和第二子缝隙152。与第一子缝隙151对应的反射曲面为第一反射曲面31，第一反射曲面31为一个大的外凸的曲面。与第二子缝隙152对应的曲面为第二反射曲面32，第一反射曲面31上设置有三个第二反射曲面32，第二反射曲面32为一个小的外凸的曲面，且每个第二反射曲面32对应一个缝隙15。形成所述第一反射曲面31的母线和形成所述第二反射曲面32的母线垂直。
或者，上述设置方式可以这样理解。如图7所示，沿着Y轴方向挖掉电池仓的宽边金属，使得电池仓成外凸的第一反射曲面31，以及多个外凸的第二反射曲面32。第一反射曲面31的抛物线在XZ平面上沿着Y轴成形，第二反射曲面32的抛物线在XY平面上沿着Z轴成形，第一反射曲面31与多个第二反射曲面32均成90度正交。在金属边框1的第四侧边14上开有多个缝隙15，每个缝隙15具有水平极化和垂直极化性能。第一反射曲面31及多个第二反射曲面32的凸起的部分均指向多个缝隙15组成的缝隙族，且多个第二反射曲面32与多个缝隙15一一对应，且多个缝隙15组成的缝隙阵列与多个第二反射曲面32不在同一X位置上(第一反射曲面31和第二反射曲面32均可以为抛物面)。
本实施方式中，缝隙族毫米波阵列天线同时具有水平极化和垂直极化性能，提升无线连接的能力。同时，抛物面的设计可以进一步提升主波束扫描角度的覆盖范围。
可选的，所述第一子缝隙151的长边和所述第二子缝隙152的长边正相交。
本实施方式中，上述第一子缝隙151的长边和所述第二子缝隙152的长边正相交，可以理解为第一子缝隙151和第二子缝隙152垂直，从而可以进一步提升缝隙15的水平极化和垂直极化性能。
可选的，所述金属边框1相对的两侧均设有至少两个缝隙15。
上述金属边框1相对的两侧均设置有至少两个缝隙15，并且同一侧的至少两个缝隙15可以形成一个缝隙族，那么金属边框1相对的两侧上均存在缝隙族，可以进一步提升毫米波阵列天线的波束覆盖范围。为了更好的理解上述设置方式，可以参阅图8至图10。图8至图10均为本发明实施例提供的终端设备的结构示意图。
图8中可以看到，终端设备相对的两侧均设置有由电池仓的金属壁形成的信号反射壁3，两侧的信号反射壁3分别反射第二侧边12上辐射的信号和第四侧边14上辐射的信号。图9中可以看到，第二侧边12上设置有至少四个缝隙15。图10中可以看到，第四侧边14上设置有至少四个缝隙15。这样，第二侧边12上至少四个缝隙15组成的毫米波阵列天线的主波束指向X轴正方向，第四侧边14上至少四个缝隙15组成的毫米波阵列天线的主波束指向X轴负方向，从而提升毫米波阵列天线的波束覆盖范围。
可选的，所述缝隙15的长度根据天线工作频段中心频率对应的半波长确定。
本实施方式中，上述缝隙15的长度可以近似为天线工作频段中心频率对应的半波长，从而可以更好的匹配毫米波信号进行工作。
可选的，所述天线馈电点2设于所述缝隙15的内侧边的非中心位置。
本实施方式中，上述天线馈电点2位于缝隙15边缘的非中心位置，可以使毫米波阵列天线具有更好的性能。为了更好的理解上述设置方式，可以参阅图11，图11为本发明实施例提供的天线馈电点的设置位置示意图。如图11所示，第四侧边14上存在至少四个缝隙15，从左至右第一个缝隙和第三个缝隙的天线馈电点2靠近缝隙15的右端，从左至右第二个缝隙和第四个缝隙的天线馈电点2靠近缝隙15的左端，从而可以使毫米波阵列天线具有更好的性能。当然，此处仅仅为天线馈电点2的一种设置的示例，除此之外还可以有一些其他的设置方式，对此本实施方式不作限定。
本发明实施例的一种终端设备，包括金属边框1，所述金属边框1的一侧开设有至少两个缝隙15，所述金属边框1的内侧壁设置有至少两个天线馈电点2，所述至少两个天线馈电点2中不同的天线馈电点2位于不同缝隙15的侧边；所述终端设备内还设有信号反射壁3，所述信号反射壁3与所述至少两个缝隙15之间存在间隔，所述信号反射壁3由所述终端设备的电池仓的金属壁形成，所述信号反射壁3为外凸的反射曲面，其中，所述电池仓为容纳所述终端设备的电池的结构；所述金属边框1、所述信号反射壁3均与所述终端设备内的地板4电连接。这样，设置有缝隙15的金属边框1就相当于终端设备的毫米波阵列天线，金属边框1同时也是通信天线的辐射体，从而节省了毫米波天线的容置空间，可以减小终端设备的体积，并可更好地支持金属外观的设计，且可与外观金属做为其他天线的方案进行兼容设计，提高终端设备整体的竞争力。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (14)

1.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括金属边框，所述金属边框的一侧开设有至少两个缝隙，所述金属边框的内侧壁设置有至少两个天线馈电点，所述至少两个天线馈电点中不同的天线馈电点位于不同缝隙的侧边；
所述终端设备内还设有信号反射壁，所述信号反射壁与所述至少两个缝隙之间存在间隔，所述信号反射壁由所述终端设备的电池仓的金属壁形成，所述信号反射壁为外凸的反射曲面，其中，所述电池仓为容纳所述终端设备的电池的结构；
所述金属边框、所述信号反射壁均与所述终端设备内的地板电连接。
2.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述反射曲面由平行于所述金属边框的长度方向的母线所形成；或者，所述反射曲面由平行于所述金属边框的宽度方向的母线所形成。
3.根据权利要求2所述的终端设备，其特征在于，所述反射曲面为抛物面。
4.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述信号反射壁的上边缘不低于所述缝隙的上边缘，所述信号反射壁的下边缘不高于所述缝隙的下边缘。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的终端设备，其特征在于，所述信号反射壁包括至少两个与所述缝隙的设置位置一一对应的反射曲面。
6.根据权利要求5所述的终端设备，其特征在于，所述至少两个缝隙沿所述金属边框的长度方向排布，每个缝隙的长度一致，且任意相邻两个缝隙之间的间隔相同。
7.根据权利要求6所述的终端设备，其特征在于，相邻两个缝隙之间的间隔，由相邻两天线的隔离度与阵列天线的波束扫描覆盖角度确定。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的终端设备，其特征在于，所述缝隙包括相交的第一子缝隙和第二子缝隙。
9.根据权利要求8所述的终端设备，其特征在于，所述信号反射壁包括与所述第一子缝隙对应且外凸的第一反射曲面，以及与所述第二子缝隙对应且外凸的第二反射曲面，形成所述第一反射曲面的母线和形成所述第二反射曲面的母线垂直。
10.根据权利要求9所述的终端设备，其特征在于，所述第一子缝隙的长边和所述第二子缝隙的长边正相交。
11.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述金属边框相对的两侧均设有至少两个缝隙。
12.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述缝隙的长度根据天线工作频段中心频率对应的半波长确定。
13.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述天线馈电点设于所述缝隙的内侧边的非中心位置。
14.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述金属边框为通信天线的辐射体，所述辐射体上设有毫米波阵列天线。
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