CN110911838A - 一种电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子设备，该电子设备包括：中框和PCB板，所述中框包括内框和外框，所述外框和内框通过连接筋电连接，所述外框上设有金属臂，所述金属臂通过所述连接筋与所述内框电连接，且所述连接筋将所述金属臂分成第一天线辐射体和第二天线辐射体；所述PCB板上设有导电连接件以及接地线路，所述导电连接件与所述金属臂连接，所述接地线路与所述内框电连接，且所述接地线路通过所述导电连接件与所述第一天线辐射体的接地端以及所述第二天线辐射体的接地端电连接。本发明实施例减小了第一天线辐射体和第二天线辐射体的相互影响，从而增强了天线隔离。

Description

一种电子设备
技术领域
本发明涉及通信设备技术领域，尤其涉及一种电子设备。
背景技术
随着通信技术的发展，多入多出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)天线系统越来越受到重视并且被运用到各种电子设备中，这意味着对天线数量的要求不断提高，而我们使用的电子设备，比如智能手机，其设计的空间是有限的，这就带来了有限空间和在其中放置更多天线的矛盾，天线间的隔离问题日渐凸显。现有技术中，如图1所示，电子设备包括中框10和印制电路板(即PCB板)，该中框10包括内框11和外框12，外框12和内框11通过连接筋13电连接，内框11与PCB板的接地线路导电连接，外框12的金属臂121通过连接筋13与内框11连接形成第一天线辐射体1211和第二天线辐射体1212。现有技术中，为了使第一天线辐射体1211和第二天线辐射体1212达到较好的隔离效果，通常采用各种解耦合技术的设计实现天线的隔离。这种技术通常仅适用于单频段，无法满足双频以上的天线隔离需求。因此，现有技术中存在双频以上的天线隔离度较差的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种电子设备，以解决双频以上的天线隔离度较差的问题。
本发明实施例提供了一种电子设备，包括：
中框，所述中框包括内框和外框，所述外框和内框通过连接筋电连接，所述外框上设有金属臂，所述金属臂通过所述连接筋与所述内框电连接，形成第一天线辐射体和第二天线辐射体；
PCB板，所述PCB板上设有导电连接件以及接地线路，所述导电连接件与所述金属臂连接，所述接地线路与所述内框电连接，且所述接地线路通过所述导电连接件与所述第一天线辐射体的接地端以及所述第二天线辐射体的接地端电连接。
本发明实施例通过在PCB板上增加导电连接件，且PCB板上的接地线路通过导电连接件与外框的金属臂电连接，这样增加导电连接件与连接筋协同，等效增强了第一天线辐射体和第二天线辐射体接地端的体积，降低了接地点的交流阻抗，并提供了一条从中框外边框到PCB板的快速回地路径，电流更易汇集在对应的天线辐射体区域，从而减小了第一天线辐射体和第二天线辐射体的相互影响，增强了天线隔离。
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取其他的附图。
图1是传统电子设备的结构图；
图2是本发明实施例提供的电子设备的结构图；
图3是本发明实施例第一天线辐射体工作在B3频段时，有无导电连接件的双天线S参数曲线对比图；
图4是对应图3的第二天线辐射体的效率曲线对比图；
图5是对应图3的第一天线辐射体的效率曲线对比图；
图6是本发明实施例第一天线辐射体工作在B1/39频段时，有无导电连接件的双天线S参数曲线对比图；
图7是对应图6的第二天线辐射体的效率曲线对比图；
图8是对应图6的第一天线辐射体的效率曲线对比图；
图9是本发明实施例第一天线辐射体工作在B40频段时，有无导电连接件的双天线S参数曲线对比图；
图10是对应图9的第二天线辐射体的效率曲线对比图；
图11是对应图9的第一天线辐射体的效率曲线对比图；
图12是本发明实施例第一天线辐射体工作在B41频段时，有无导电连接件的双天线S参数曲线对比图；
图13是对应图12的第二天线辐射体的效率曲线对比图；
图14是对应图12的第一天线辐射体的效率曲线对比图。
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取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
参照图2，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：
中框10，所述中框10包括内框11和外框12，所述外框12和内框11通过连接筋13电连接，所述外框12上设有金属臂121，所述金属臂121通过所述连接筋13与所述内框11电连接，且所述连接筋13将所述金属臂121分成第一天线辐射体1211和第二天线辐射体1212；
PCB板(图中未示出)，所述PCB板上设有导电连接件21以及接地线路(图中未示出)，所述导电连接件21与所述金属臂121连接，所述接地线路与所述内框11电连接，且所述接地线路通过所述导电连接件21与所述第一天线辐射体1211的接地端以及所述第二天线辐射体1212的接地端电连接。
上述中框10通常为金属中框，上述内框11通常设置在外框12内，且内框11与外框之间通过一个或者多个连接位，本发明实施例中，设置在上述金属臂121处的连接位称之为连接筋。具体的，内框11、外框12和连接筋可以一体成型，也可以为分立部件，在此不作进一步的限定。
本发明实施例中，上述第一天线辐射体1211和第二天线辐射体1212形成双天线结构，如图2所示，第一天线辐射体1211和第二天线辐射体1212均为外框的一部分，且第一天线辐射体1211和第二天线辐射体1212均具有开路端，具体的，通过在外框12上开设第一细缝122形成第一天线辐射体1211的开路端，通过在外框12上开设第二细缝123形成第二天线辐射体1212的开路端。
本发明实施例通过在PCB板上增加导电连接件21，且PCB板上的接地线路通过导电连接件21与外框12的金属臂121电连接，这样增加导电连接件21与连接筋13协同，等效增强了第一天线辐射体1211和第二天线辐射体1212接地端的体积，降低了接地点的交流阻抗，并提供了一条从中框10外边框到PCB板的快速回地路径，电流更易汇集在对应的天线辐射体区域，从而减小了第一天线辐射体1211和第二天线辐射体1212的相互影响，增强了天线隔离。
需要说明的是，上述连接筋13的数量可以根据实际需要进行设置，例如，在一可选实施例中，该连接筋13可以为一个或者两个。
当连接筋13为一个时，上述第一天线辐射体1211的接地端和第二天线辐射体1212的接地端为一体，换句话说，为典型“背靠背”的双天线结构。当连接筋13为两个时，两个连接筋13间隔预设距离设置，此时，上述第一天线辐射体1211的接地端和第二天线辐射体1212的接地端相互靠近，第一天线辐射体1211的开路端和第二天线辐射体1212的开路端相互远离设置。
如图2所示，当所述连接筋13为一个时，所述导电连接件21与所述金属臂121的连接区域朝向所述连接筋13的垂直投影均位于所述连接筋13上。
由于将导电连接件21与所述金属臂121的连接区域朝向所述连接筋13的垂直投影均位于所述连接筋13上，这样，对接地点的位置影响较小，从而对现有的阻抗影响较小。可选的，在本实施例中，可以设置导电连接件21整体朝向所述连接筋13的垂直投影位于连接筋13的区域内。
进一步的，当连接筋13为两个时，所述导电连接件21与所述金属臂121的连接区域朝向所述连接筋13的垂直投影均位于目标区域内，所述目标区域包括所述连接筋13以及两个所述连接筋13之间间隔的区域。这样，对接地点的位置影响较小，从而对现有的阻抗影响较小。可选的，在本实施例中，可以设置导电连接件21整体朝向所述连接筋13的垂直投影位于上述目标区域内。
本发明实施例中，以连接筋13与内框11设置在同一平面(例如为X-Y平面)，且连接筋13与内框11所在的平面垂直外框12为例进行说明。上述导电连接件21与所述金属臂121的连接区域朝向所述连接筋13的垂直投影均位于所述连接筋13上可以理解为：导电连接件21与所述金属臂121的连接区域位于第一区域内，该第一区域为外框12与连接筋13的连接区域在外框12内侧沿Z轴(Z轴垂直X-Y平面)延伸的区域。所述导电连接件21与所述金属臂121的连接区域朝向所述连接筋13的垂直投影均位于目标区域内可以理解为：导电连接件21与所述金属臂121的连接区域位于第二区域，该第二区域包括间隔设置的延伸区域以及位于两个延伸区域之间的中间区域，该延伸区域为外框12与连接筋13的连接区域在外框12内侧沿Z轴延伸的区域。
进一步的，上述电子设备还包括第一馈源(图中未示出)和第二馈源(图中未示出)，所述第一天线辐射体1211上设有与所述第一馈源连接的第一馈点，所述第二天线辐射体1212上设有与所述第二馈源连接的第二馈点，所述导电连接件与所述金属臂连接的区域位于所述第一馈点和所述第二馈点之间。
本实施例中，上述第一馈源用于供第一天线辐射体1211进行馈电，上述第二馈源用于供第二天线辐射体1212进行馈电。具体的，第一馈源可以通过金属弹片与第一馈点进行电连接，上述第二馈源可以通过金属弹片与第二馈点进行电连接。
进一步的，在第一天线辐射体1211的一侧还可以设置开关弹片，该开关弹片可以与第一天线辐射体1211连接，且该开关弹片可以连通开关进行频段切换，达到多频覆盖。
需要说明的是，上述导电连接件21的结构和数量均可以根据实际进行设置，例如，在一可选实施例中，上述导电连接件21包括弹片、导电泡棉、螺钉和顶针其中至少之一。
如图2所示，以下实施例中以导电连接件21为弹片为例进行详细说明。本实施例中，上述弹片可以与PCB板焊接固定。可选的，弹片包括固定座，所述固定座的第一面与所述PCB板焊接固定，所述固定座的第二面设有弹性连接臂，所述弹性连接臂与所述金属臂抵接，所述第二面与所述第一面相邻。
本实施例中，上述固定座可以为长方体设置，可以固定座的第一面设有焊接引脚，固定座通过焊接引脚与PCB板焊接固定，该固定座可以整体为金属结构，也可以是部分为金属，只要能够实现接地线路与金属臂121之间的电连接即可。上述弹性臂为金属臂，其一端与固定座固定连接，另一端与金属臂121进行抵接。由于在固定座的第二面设置金属臂，从而实现了侧接，有利于减小电子设备的体积。
应理解，上述第一天线辐射体1211和第二天线辐射体1212所形成天线结构可以根据实际需要进行设置，在本发明实施例中，上述第一天线辐射体1211和第二天线辐射体1212均为IFA(Inverted Fantenna)天线。
可选的，所述接地线路通过螺钉和/或弹片与所述内框11电连接。本实施例中，上述PCB板可以通过螺钉直接与内框11固定连接，该螺钉可以同时实现PCB板上接地线路与内框11的导电连接。此外，在PCB板上可以焊接固定弹片，该弹片可以与内框11进行抵接，从而实现接地线路与内框11的导电连接。具体的，在内框11上可以在多个位置设置弹片或螺钉，实现内框与接地线路的导电连接，在此不做进一步的限定。
为了更好的说明本发明的提供的电子设备提高了天线的隔离度，以下结合图3至图14对不同频段的不同参数的测试曲线进行详细说明。
如图3所示，提供了本发明实施例第一天线辐射体1211工作在B3频段时，有无导电连接件21的双天线S参数曲线对比图。其中，粗实线(301)为第二天线辐射体1212有导电连接件21的S11曲线；细实线(302)为第二天线辐射体1212无导电连接件21的S11曲线；粗点线(303)为第一天线辐射体1211有导电连接件21的S22曲线；细点线(304)为第一天线辐射体1211无导电连接件21的S22曲线；粗虚线(305)为有导电连接件21的S12曲线；细虚线(306)为无导电连接件21的S12曲线。可以看到，在B3频段，相同S22谐振深度的频点位置1.7273GHz，有导电连接件21的情况比无导电连接件21的情况的隔离(S12)提高了8.4dB，排除掉因S11谐振深度不同导致的隔离差异，由导电连接件21在1.7273GHz贡献的额外的隔离度提升有3dB。另外通过S12曲线发现本实施例中无导电连接件21时，双天线在2.6GHz附近产生了带阻滤波结构的效果，这种结构在一些实施例中对隔离是有益的，在另一些实施例中则是可能影响天线的辐射性能的。增加导电连接件21后，带阻滤波结构在需求频段内被移除，因此可知滤波结构的产生与PCB板和金属框的外框12之间的电容性耦合相关。
如图4所示，对应图3的第二天线辐射体1212的效率曲线对比图。其中，细实线(401)为第二天线辐射体1212无导电连接件21的辐射效率曲线；粗实线(402)为第二天线辐射体1212无导电连接件21的总效率曲线；细虚线(403)为第二天线辐射体1212有导电连接件21的辐射效率曲线；粗虚线(404)为第二天线辐射体1212有导电连接件21的总效率曲线。可以看到，在实施例中，相比于无导电连接件21的情况，有导电连接件21的情况第二天线辐射体1212在WiFi2.4G频段辐射效率下降0.35dB左右，其中0.13dB由隔离的恶化引起，但总效率是一样的。
如图5所示，对应图3的第一天线辐射体1211的效率曲线对比图。其中，细实线(501)为第一天线辐射体1211无导电连接件21的辐射效率曲线；粗实线(502)为第一天线辐射体1211无导电连接件21的总效率曲线；细虚线(503)为第一天线辐射体1211有导电连接件21的辐射效率曲线；粗虚线(504)为第一天线辐射体1211有导电连接件21的总效率曲线。可以看到，在实施例中，相比于无导电连接件21的情况，有导电连接件21的情况第一天线辐射体1211在B3频段辐射效率提升0.45dB左右。同时注意到，在2.6GHZ附近，无导电连接件21的情况第一天线辐射体1211产生了一个效率深坑，可以知道此带阻滤波结构是由第一天线辐射体1211内在的物理结构和相关匹配以及开关器件所产生的，会影响到第一天线辐射体1211的辐射电阻和某些开关状态下的性能。
如图6所示，提供了本发明实施例第一天线辐射体1211工作在B1/39频段时，有无导电连接件21的双天线S参数曲线对比图。其中，粗实线(601)为第二天线辐射体1212有导电连接件21的S11曲线；细实线(602)为第二天线辐射体1212无导电连接件21的S11曲线；粗点线(603)为第一天线辐射体1211有导电连接件21的S22曲线；细点线(604)为第一天线辐射体1211无导电连接件21的S22曲线；粗虚线(605)为有导电连接件21的S12曲线；细虚线(606)为无导电连接件21的S12曲线。可以看到，在B1/39频段，相同S22谐振深度的频点位置2.0146GHz，有导电连接件21的情况比无导电连接件21的情况隔离(S12)提高了6.2dB，排除掉因S11谐振深度不同导致的隔离差异，由导电连接件21在2.0146GHz贡献的额外的隔离度提升有2.2dB。
如图7所示，对应图6第二天线辐射体1212的效率曲线对比图。其中，细实线(701)为第二天线辐射体1212无导电连接件21的辐射效率曲线；粗实线(702)为第二天线辐射体1212无导电连接件21的总效率曲线；细虚线(703)为第二天线辐射体1212有导电连接件21的辐射效率曲线；粗虚线(704)为第二天线辐射体1212有导电连接件21的总效率曲线。可以看到，在实施例中，相比于无导电连接件21的情况，有导电连接件21的情况第二天线辐射体1212在WiFi2.4G频段辐射效率下降0.2dB左右。其中由于频段内隔离的略微恶化，影响了0.12dB。
如图8所示，对应图6第一天线辐射体1211的效率曲线对比图。其中，细实线(801)为第一天线辐射体1211无导电连接件21的辐射效率曲线；粗实线(802)为第一天线辐射体1211无导电连接件21的总效率曲线；细虚线(803)为第一天线辐射体1211有导电连接件21的辐射效率曲线；粗虚线(804)为第一天线辐射体1211有导电连接件21的总效率曲线。可以看到，在实施例中，相比于无导电连接件21的情况，有导电连接件21的情况第一天线辐射体1211在B1/39频段辐射效率提升1.2dB左右。经计算，其中0.36dB的提升是由于隔离改善的因素。剩下0.84dB的提升则是由于增加导电连接件21后，第一天线辐射体1211本身的辐射阻抗获得了提升。牺牲辐射效率较好的第二天线辐射体1212的0.2dB的辐射效率，提升了本来辐射效率稍低的第一天线辐射体1211的1.2dB辐射效率，获益巨大。
如图9所示，提供了本发明实施例第一天线辐射体1211工作在B40频段时，有无导电连接件21的双天线S参数曲线对比图。其中，粗实线(901)为第二天线辐射体1212有导电连接件21的S11曲线；细实线(902)为第二天线辐射体1212无导电连接件21的S11曲线；粗点线(903)为第一天线辐射体1211有导电连接件21的S22曲线；细点线(904)为第一天线辐射体1211无导电连接件21的S22曲线；粗虚线(905)为有导电连接件21的S12曲线；细虚线(906)为无导电连接件21的S12曲线。可以看到，在WiFi2.4G频段，相同S22谐振深度的频点位置2.4369GHz，有导电连接件21的情况比无导电连接件21的情况S11更深，且隔离(S12)提高了0.8dB。在B40频段，可以计算出有导电连接件21的影响，提高隔离度1.5dB。
如图10所示，对应图9第二天线辐射体1212的效率曲线对比图。其中，细实线(1001)为第二天线辐射体1212无导电连接件21的辐射效率曲线；粗实线(1002)为第二天线辐射体1212无导电连接件21的总效率曲线；细虚线(1003)为第二天线辐射体1212有导电连接件21的辐射效率曲线；粗虚线(1004)为第二天线辐射体1212有导电连接件21的总效率曲线。可以看到，在实施例中，在WiFi2.4G频段两种情况辐射效率基本无变化。
如图11所示，对应图9第一天线辐射体1211的效率曲线对比图。其中，细实线(1101)为第一天线辐射体1211无导电连接件21的辐射效率曲线；粗实线(1102)为第一天线辐射体1211无导电连接件21的总效率曲线；细虚线(1103)为第一天线辐射体1211有导电连接件21的辐射效率曲线；粗虚线(1104)为第一天线辐射体1211有导电连接件21的总效率曲线。可以看到，在实施例中，相比于无导电连接件21的情况，有导电连接件21的情况第一天线辐射体1211在B40频段辐射效率提升0.3dB左右。
如图12所示，提供了本发明实施例第一天线辐射体1211工作在B41频段时，有无导电连接件21的双天线S参数曲线对比图。其中，粗实线(1201)为第二天线辐射体1212有导电连接件21的S11曲线；细实线(1202)为第二天线辐射体1212无导电连接件21的S11曲线；粗点线(1203)为第一天线辐射体1211有导电连接件21的S22曲线；细点线(1204)为第一天线辐射体1211无导电连接件21的S22曲线；粗虚线(1205)为有导电连接件21的S12曲线；细虚线(1206)为无导电连接件21的S12曲线。可以看到，在B41性能变化不大。
如图13所示，对应图12第二天线辐射体1212的效率曲线对比图。其中，细实线(1301)为第二天线辐射体1212无导电连接件21的辐射效率曲线；粗实线(1302)为第二天线辐射体1212无导电连接件21的总效率曲线；细虚线(1303)为第二天线辐射体1212有导电连接件21的辐射效率曲线；粗虚线(1304)为第二天线辐射体1212有导电连接件21的总效率曲线。可以看到，在实施例中，在WiFi2.4G频段两种情况辐射效率基本无变化。
如图14所示，对应图12第一天线辐射体1211的效率曲线对比图。其中，细实线(1401)为第一天线辐射体1211无导电连接件21的辐射效率曲线；粗实线(1402)为第一天线辐射体1211无导电连接件21的总效率曲线；细虚线(1403)为第一天线辐射体1211有导电连接件21的辐射效率曲线；粗虚线(1404)为第一天线辐射体1211有导电连接件21的总效率曲线。可以看到，在实施例中，在B41频段两种情况辐射效率基本无变化。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电子设备，其特征在于，包括：
中框，所述中框包括内框和外框，所述外框和内框通过连接筋电连接，所述外框上设有金属臂，所述金属臂通过所述连接筋与所述内框电连接，且所述连接筋将所述金属臂分成第一天线辐射体和第二天线辐射体；
PCB板，所述PCB板上设有导电连接件以及接地线路，所述导电连接件与所述金属臂连接，所述接地线路与所述内框电连接，且所述接地线路通过所述导电连接件与所述第一天线辐射体的接地端以及所述第二天线辐射体的接地端电连接。
2.根据权利要求1所述电子设备，其特征在于，所述连接筋的数量为一个或者两个。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，当所述连接筋为一个时，所述导电连接件与所述金属臂的连接区域朝向所述连接筋的垂直投影均位于所述连接筋上。
4.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，当所述连接筋为两个时，所述导电连接件与所述金属臂的连接区域朝向所述连接筋的垂直投影均位于目标区域内，所述目标区域包括所述连接筋以及两个所述连接筋之间间隔的区域。
5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括第一馈源和第二馈源，所述第一天线辐射体上设有与所述第一馈源连接的第一馈点，所述第二天线辐射体上设有与所述第二馈源连接的第二馈点，所述导电连接件与所述金属臂连接的区域位于所述第一馈点和所述第二馈点之间。
6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述导电连接件包括弹片、导电泡棉、螺钉和顶针其中至少之一。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，当所述导电连接件为所述弹片时，所述弹片与所述PCB板焊接固定。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述弹片包括固定座，所述固定座的第一面与所述PCB板焊接固定，所述固定座的第二面设有弹性连接臂，所述弹性连接臂与所述金属臂抵接，所述第二面与所述第一面相邻。
9.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一天线辐射体和第二天线辐射体均为IFA天线。
10.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述接地线路通过螺钉和/或弹片与所述内框电连接。
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