CN109346829A - 一种终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供终端设备，该终端设备包括馈源、金属边框和辐射片；所述金属边框的外侧面设置有至少两个凹槽，每个凹槽均设置有两个通孔，且每个凹槽中均设置有辐射片，所述金属边框接地；每个辐射片上设置有两个天线馈电点，所述馈源通过一个通孔连接至一个馈电点，且每个凹槽内所述天线馈电点与通孔一一对应；每个辐射片通过非导电材料与所述凹槽绝缘。至少两个凹槽及其内的辐射片、馈源就相当于终端设备的毫米波阵列天线，金属边框同时也是非毫米波通信天线的辐射体，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。

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，包括馈源、金属边框和辐射片；所述金属边框的外侧面设置有至少两个凹槽，每个凹槽均设置有两个通孔，且每个凹槽中均设置有辐射片，所述金属边框接地；每个辐射片上设置有两个天线馈电点，所述馈源通过一个通孔连接至一个馈电点，且每个凹槽内所述天线馈电点与通孔一一对应；每个辐射片通过非导电材料与所述凹槽绝缘。这样，馈源、至少两个凹槽及其辐射片就相当于终端设备的毫米波阵列天线，金属边框同时也是非毫米波通信天线的辐射体，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，且可与外观金属作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；

图2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3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三；

图5是本发明实施例提供的单个毫米波天线的回波损耗示意图之一；

图6是本发明实施例提供的金属边框一侧边的结构示意图之四；

图7是本发明实施例提供的金属边框一侧边的结构示意图之五；

图8是本发明实施例提供的金属边框一侧边的结构示意图之六；

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七；

图10是本发明实施例提供的单个毫米波天线的回波损耗示意图之二。

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，包括馈源、金属边框1和辐射片；所述金属边框1的外侧面设置有至少两个凹槽，每个凹槽均设置有两个通孔，且每个凹槽中均设置有辐射片，所述金属边框1接地；每个辐射片上设置有两个天线馈电点，所述馈源通过一个通孔连接至一个馈电点，且每个凹槽内天线馈电点与通孔一一对应；每个辐射片通过非导电材料与所述凹槽绝缘。其中馈源为毫米波馈源。

本实施例中，上述金属边框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，该金属边框1可以是一个首尾相连或者不相连的边框。上述金属边框1接地，可以与终端设备内的地板2电连接，该地板2可以是电路板或者金属中壳等等。上述辐射片可以与金属边框1为同样的金属导体，以维持终端设备的金属外观。

本实施例中，为了更好的理解上述设置方式，请参阅图2至图4。图2至图4均为本发明实施例提供的金属边框一侧边的结构示意图。

首先，可以如图2所示，金属边框1的第三侧边13上开有多个正方形的凹槽，每个凹槽内设置一个辐射片3，该辐射片3与凹槽及馈源的毫米波信号构成毫米波天线，多个毫米波天线形成毫米波阵列天线。辐射片3与金属边框1的凹槽之间使用非导电材料填充，优选的非导电材料介电常数为2.2，损耗角正切为0.0009。

请再参阅图3，图3中所示的辐射片3与凹槽的底部和侧壁均存在间隔，每个凹槽内均填充有非导电材料。请再参阅图4，图4中凹槽的底部设置有两个通孔，用于毫米波天线的馈源信号的接入，并且通孔4可以用于第一馈源信号的接入，通孔5可以用于第二馈源信号的接入。将第一馈源信号和第二馈源信号接入到辐射片3的底部，用于激励毫米波天线产生辐射信号，以支持多发多收的功能(即MIMO)。

请再参阅图5，图5为本发明实施例提供的单个毫米波天线的回波损耗示意图。如图5所示，(S1，1)为第一馈源信号的馈电信号形成的回波损耗，(S2，2)为第二馈源信号的馈电信号形成的回波损耗。以(S1，1)的-10dB来计算带宽，能够覆盖26.7-28.5GHz。

本实施例中，金属边框1的外侧面设置有至少两个凹槽，每个凹槽中均设置有辐射片3，每个辐射片分别连接至馈源形成毫米波阵列天线，用于辐射毫米波信号。当第三侧边13上设置有至少两个凹槽时，通信天线可以如图1中的虚线所示区域，通信天线由第三侧边13、部分第二侧边12和部分第四侧边14组成。当然，除了把至少两个凹槽设置在第三侧边13，第一侧边11、第二侧边12或者第四侧边14亦可以设置至少两个凹槽，对此本实施例不作限定。

这样，可在保有既存的天线(如蜂窝天线与非蜂窝天线)，同时兼容5G毫米波的天线的情况下，将原先分立的毫米波天线整合入终端设备内既存的非毫米波天线中以形成天线在天线内(mm-Wave Antenna in non-Wave Antennas，AiA)的解决方案设计，或将原先分立的毫米波天线整合入终端设备既存的金属结构上的解决方案设计，而不需显著增加整体系统的尺寸，并且可维持外观的金属设计(如金属环)，做到ID美观，高度对称等。且在高屏占比下，可避免当终端设备正置(即屏幕朝上时)于金属桌时，终端设备背部受金属桌遮挡，也可以避免手握等情况下使毫米波天线性能大幅下降而明显劣化用户无线体验的概率，且天线本身可形成多发多收(即MIMO)的功能。毫米波阵列天线波束扫描时亦可在正反方向上的性能相近。并且，基于终端设备的金属边框设计，而不影响终端设备的金属质感。使用金属边框本身作为毫米波天线的反射器，以获得较高增益。与金属边框作为天线的非毫米波天线相整合为一体，即让毫米天线兼容在金属边框作为天线的非毫米波天线内。

本实施例中，上述终端设备可以是手机、平板电脑(Tablet Personal Computer)、膝上型电脑(Laptop Computer)、个人数字助理(personal digital assistant，简称PDA)、移动上网装置(Mobile Internet Device，MID)或可穿戴式设备(Wearable Device)等等。

可选的，每个凹槽的两个通孔位于凹槽的底部。

该实施方式中，每个凹槽的两个通孔位于凹槽的底部，便于辐射片3通过较短的路径与馈源电连接，使毫米波天线可以有比较好的性能。

可选的，每个凹槽底部的两个通孔中的其中一个通孔与凹槽底部的中心确定的第一直线与所述金属边框1的长度方向平行，另一个通孔与凹槽底部的中心确定的第二直线与所述金属边框1的宽度方向平行，所述第一直线与所述第二直线垂直；

每个辐射片上两个天线馈电点中的一个天线馈电点与辐射片3中心确定的第三直线与所述金属边框1的长度方向平行，另一个天线馈电点与辐射片3中心确定的第四直线与所述金属边框1的宽度方向平行，所述第三直线与所述第四直线垂直。

该实施方式中，使用正交馈电方式进行馈电，一方面可以形成多发多收(即MIMO)功能，以提升数据的传输速率。另一方面还可以增加毫米波天线的无线连接能力，减少通信断线的几率，提升通信效果和用户体验。

可选的，所述终端设备还包括牵引器6，每个凹槽中均设置有牵引器6，每个凹槽中的辐射片3设置于牵引器6与凹槽的底部之间，每个牵引器6与辐射片3之间存在间隔，且每个牵引器6与凹槽的侧壁之间存在间隔，所述牵引器6的面积小于所述辐射片3的面积。

该实施方式中，上述牵引器6可以与金属边框1为同材料的金属导体，以维持终端设备的金属外观。对于每个凹槽中的辐射片3和牵引器6，牵引器6与辐射片3之间的间隔优选的可以为0.2mm，辐射片3与凹槽的底部之间的间隔优选的可以为0.4mm。上述牵引器6的面积小于所述辐射片3的面积，从而牵引器6对辐射片3辐射的信号可以进行更好的牵引。

为了更好的理解上述设置方式，可以参阅图6至图9。图6至图9均为本发明实施例提供的金属边框一侧边的结构示意图。如图6和图7所示，金属边框1的第三侧边13上设置有凹槽，且辐射片3设置于牵引器6与凹槽的底部之间。

请再参阅图8，图8表示图7中去掉牵引器6的遮挡之后的结构，辐射片3上存在两个天线馈电点，如图第一馈电点31和第二馈电点32所示。其中第一馈电点31、第二馈电点32可以与馈源电连接，以接收第一馈源信号和第二馈源信号。

请再参阅图9，金属边框1的第三侧边13上设置有凹槽，且辐射片3设置于牵引器6与凹槽的底部之间。辐射片3上存在两个天线馈电点中一个接收第一馈源信号7，另一个接收第二馈源信号8。

请再参阅图10，图10为本发明实施例提供的单个毫米波天线的回波损耗示意图。此时单个毫米波天线包括辐射片3和牵引器6。如图10所示，(S1，1)为第一馈源信号的馈电信号形成的回波损耗，(S2，2)为第二馈源信号的馈电信号形成的回波损耗。以(S1，1)的-10dB来计算带宽，能够覆盖27.35-28.5GHz。

可选的，所述牵引器6远离所述凹槽底部的一面，与所述金属边框1外侧壁所在的平面平齐。

该实施方式中，为了更好的理解上述设置方式，依旧可以参阅图9，所述牵引器6远离所述凹槽底部的一面，与所述金属边框1外侧壁所在的平面平齐，即所述牵引器6远离所述凹槽底部的一面，与所述金属边框1外侧壁所在的平面为同一个平面。通过这种设置方式，可以保证终端设备较好的外观。

可选的，所述凹槽、所述辐射片3和所述牵引器6的形状为圆形或者正多边形。

该实施方式中，所述凹槽、所述辐射片3和所述牵引器6的形状为圆形或者正多边形，从而可以根据实际的需要设置不同的形状，以满足毫米波天线不同的性能，使终端设备具有更好的适应性。需要说明的是，所述凹槽、所述辐射片3和所述牵引器6的形状可以相同，也可以不同，对此本实施方式不作限定。

可选的，所述凹槽、所述辐射片3和所述牵引器6的形状均为正方形；所述辐射片3的侧边与所述凹槽侧壁之间的各个间隙均相等；所述牵引器6的侧边与所述凹槽侧壁之间的各个间隙均相等，从而可以保证比较好的对称性，亦能使外观比较美观。

并且，上述辐射片3和所述牵引器6的边长或周长均小于所述凹槽的边长或周长，使终端设备可以有一个比较好的外观。需要说明的是，如果凹槽不同深度侧壁的边长或周长若存在变化，此时所述辐射片3和所述牵引器6的边长或周长均小于所述凹槽的最小边长或周长。

可选的，所述辐射片3远离所述凹槽底部的一面，与所述金属边框1外侧壁所在的平面平齐。

该实施方式中，所述辐射片3远离所述凹槽底部的一面，与所述金属边框1外侧壁所在的平面平齐。这样，使毫米波天线结构简单，同时将辐射片3抬高远离金属边框1所在的地结构，以提升毫米波天线效率性能和毫米波天线带宽。当然，这样还可以使终端设备具有较好的外观。为了更好的理解上述设置方式，亦可以参阅图3，图3中，所述辐射片3远离所述凹槽底部的一面，与所述金属边框1外侧壁所在的平面平齐。

可选的，所述至少两个凹槽位于所述金属边框1的同一侧边。

该实施方式中，上述至少两个凹槽位于所述金属边框1的同一侧边，从而，同一侧边的毫米波天线可以形成毫米波阵列天线，便于接收或者辐射毫米波信号。并且，至少两个凹槽位于所述金属边框1的同一侧边亦可以方便多个凹槽的设置。

可选的，所述至少两个凹槽沿所述金属边框1的长度方向排布。可以是一排，也可以是多排。此处不作限定，可以根据边框的面积而设置。

该实施方式中，上述至少两个凹槽沿所述金属边框1的长度方向排布，首先，可以便于在金属边框1上设置多个凹槽从而形成毫米波阵列天线。

可选的，相邻两个毫米波天线之间的间隔，由相邻两毫米波天线之间的隔离度与阵列天线的波束扫描覆盖角度的性能确定。

该实施方式中，相邻两个毫米波天线之间的间隔，由相邻两毫米波天线之间的隔离度与阵列天线的波束扫描覆盖角度的性能确定，从而可以更好的匹配毫米波信号进行工作。需要说明的是，馈源、辐射片3和牵引器6整体可以形成一个毫米波天线，该毫米波天线可以实现毫米波天线的功能。

可选的，所述凹槽沿深度方向的口径相同；或凹槽沿深度方向的口径不同。一种情形，所述凹槽靠近所述金属边框1外壁的口径，小于所述凹槽远离所述金属边框1外壁的口径。

该实施方式中，为了更好的理解上述设置方式，可以参阅图7。图7中，凹槽在Y轴方向口径大小有变化，即在金属边框1的外表面，方形的边长较短，优选的可以为4.6mm，在凹槽的内部方形的边长较长，优选的可以为5.0mm，这样可以优化终端设备的金属外观。辐射片3和牵引器6的方形结构边长或周长均小于凹槽的边长或周长。

本发明实施例的一种终端设备，包括馈源、金属边框1和辐射片；所述金属边框1的外侧面设置有至少两个凹槽，每个凹槽均设置有两个通孔，且每个凹槽中均设置有辐射片，所述金属边框1接地；每个辐射片上设置有两个天线馈电点，所述馈源通过一个通孔连接至一个馈电点，且每个凹槽内所述天线馈电点与通孔一一对应；每个辐射片通过非导电材料与所述凹槽绝缘。多个毫米波天线构成了终端设备的毫米波阵列天线，金属边框1同时也是非毫米波通信天线的辐射体，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，且可与外观金属作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 (12)

1.一种终端设备，其特征在于，包括馈源、金属边框和辐射片；所述金属边框的外侧面设置有至少两个凹槽，每个凹槽均设置有两个通孔，且每个凹槽中均设置有辐射片，所述金属边框接地；每个辐射片上设置有两个天线馈电点，所述馈源通过一个通孔连接至一个馈电点，且每个凹槽内所述天线馈电点与通孔一一对应；每个辐射片通过非导电材料与所述凹槽绝缘。

2.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于，每个凹槽的两个通孔位于凹槽的底部。

3.根据权利要求2所述的终端设备，其特征在于，每个凹槽底部的两个通孔中的其中一个通孔与凹槽底部的中心确定的第一直线与所述金属边框的长度方向平行，另一个通孔与凹槽底部的中心确定的第二直线与所述金属边框的宽度方向平行，所述第一直线与所述第二直线垂直；

每个辐射片上两个天线馈电点中的一个天线馈电点与辐射片中心确定的第三直线与所述金属边框的长度方向平行，另一个天线馈电点与辐射片中心确定的第四直线与所述金属边框的宽度方向平行，所述第三直线与所述第四直线垂直。

4.根据权利要求3所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备还包括牵引器，每个凹槽中均设置有牵引器，每个凹槽中的辐射片设置于牵引器与凹槽的底部之间，每个牵引器与辐射片之间存在间隔，且每个牵引器与凹槽的侧壁之间存在间隔，所述牵引器的面积小于所述辐射片的面积。

5.根据权利要求4所述的终端设备，其特征在于，所述牵引器远离所述凹槽底部的一面，与所述金属边框外侧壁所在的平面平齐。

6.根据权利要求4所述的终端设备，其特征在于，所述凹槽、所述辐射片和所述牵引器的形状为圆形或者正多边形。

7.根据权利要求6所述的终端设备，其特征在于，所述凹槽、所述辐射片和所述牵引器的形状均为正方形；所述辐射片的侧边与所述凹槽侧壁之间的各个间隙均相等；所述牵引器的侧边与所述凹槽侧壁之间的各个间隙均相等。

8.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述辐射片远离所述凹槽底部的一面，与所述金属边框外侧壁所在的平面平齐。

9.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述至少两个凹槽位于所述金属边框的同一侧边。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的终端设备，其特征在于，所述至少两个凹槽沿所述金属边框的长度方向排布。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的终端设备，其特征在于，所述凹槽靠近所述金属边框外壁的口径，小于所述凹槽远离所述金属边框外壁的口径。

12.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述馈源为毫米波馈源。