CN110943296A

CN110943296A - 一种电子设备

Info

Publication number: CN110943296A
Application number: CN201911205243.8A
Authority: CN
Inventors: 王朋; 段志远; 陶爱华; 朱博; 高强
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2020-03-31
Anticipated expiration: 2039-11-29
Also published as: CN110943296B

Abstract

本申请实施例公开了一种电子设备，该电子设备包括：金属框体；显示屏，显示屏固定设置在金属框体上且位于金属框体的第一表面；金属框体的内边缘到显示屏的外边缘的区域作为电子设备的净空区域；其中，金属框体的第一金属段、金属框体的第二金属段的第一部分通过第一金属段与第二金属段之间的缝隙耦合构成第一天线，金属框体的第二金属段的第二部分构成第二天线，金属框体的第二金属段的第三部分位于第一部分和第二部分之间构成隔离件，隔离件用于隔离第一天线和第二天线，第一天线、第二天线以及隔离件位于净空区域内。

Description

一种电子设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种电子设备。

背景技术

目前，电子设备中的天线数量越来越多，导致天线占用电子设备的面积越来越大，且天线之间的隔离度较差。

申请内容

本申请实施例期望提供一种电子设备，解决了相关技术中多个天线之间的隔离度较差的问题。

本申请的技术方案是这样实现的：

一种电子设备，所述电子设备包括：

金属框体；

显示屏，所述显示屏固定设置在所述金属框体上且位于所述金属框体的第一表面；所述金属框体的内边缘到所述显示屏的外边缘的区域作为所述电子设备的净空区域；

其中，所述金属框体的第一金属段、所述金属框体的第二金属段的第一部分通过所述第一金属段与所述第二金属段之间的缝隙耦合构成第一天线，所述金属框体的第二金属段的第二部分构成第二天线，所述金属框体的第二金属段的第三部分位于所述第一部分和第二部分之间构成隔离件，所述隔离件用于隔离所述第一天线和所述第二天线，所述第一天线、所述第二天线以及所述隔离件位于所述净空区域内。

可选的，所述第二金属段的第二部分所构成的第二天线作为所述电子设备支持第五代移动通信技术的四根天线中的一根天线。

可选的，所述第三部分的长度大于所述第一部分的长度，所述第三部分的长度大于所述第二部分的长度；所述第一金属段为所述金属框体的顶角。

可选的，所述第一天线还包括通过第一馈电点连接的金属图形，所述金属图形与第二金属段的第一部分耦合。

可选的，所述第一天线用于支持LTE所对应的高频频段、中频频段以及低频频段；

所述电子设备还包括：

切换电路，所述切换电路一端接地，所述切换电路的另一端连接所述第一金属段，通过所述切换电路实现所述第一天线用于支持LTE所对应的高频频段、中频频段以及低频频段。

可选的，所述切换电路包括：

多个并列的支路，每个所述多个并列的支路上设置有开关以及电感，不同的支路上的电感不同。

所述通过所述切换电路实现所述第一天线用于支持LTE所对应的高频频段、中频频段以及低频频段包括：

通过控制所述多个并列的支路中一路的开关和/或多路的开关的闭合或打开实现所述第一天线用于支持LTE所对应的高频频段、中频频段以及低频频段中不同的频段。

可选的，如果所述第一天线工作的高频频段，所述第一金属段、第二金属段的第一部分、以及金属图形中所述第二金属段的第一部分对高频信号的辐射性能最优；

如果所述第一天线工作的中频频段，所述第一金属段、第二金属段的第一部分、以及金属图形中所述第二金属段的第一部分的辐射性能和所述第一金属段对中频信号的辐射性能最优；

如果所述第一天线工作的低频频段，所述第一金属段、第二金属段的第一部分、以及金属图形中所述第一金属段对低频信号的辐射性能最优。

可选的，所述金属框体的第二金属段的第三部分的内表面向内延伸金属板，所述金属板的长度与所述第三部分相同；

所述金属板用于固定连接所述电子设备的电路板，所述金属板还用于连接所述电子设备的电路板的大地。

可选的，所述第一金属段与所述金属框体的其他部分通过缝隙隔开；

所述第二金属段与所述金属框体的其他部分通过缝隙隔开。

本申请实施例所提供的电子设备，该电子设备包括：金属框体；显示屏，显示屏固定设置在金属框体上且位于金属框体的第一表面；金属框体的内边缘到显示屏的外边缘的区域作为电子设备的净空区域；其中，金属框体的第一金属段、金属框体的第二金属段的第一部分通过第一金属段与第二金属段之间的缝隙耦合构成第一天线，金属框体的第二金属段的第二部分构成第二天线，金属框体的第二金属段的第三部分位于第一部分和第二部分之间构成隔离件，隔离件用于隔离第一天线和第二天线，第一天线、第二天线以及隔离件位于净空区域内；如此，将多个天线设置在净空区域从而为多个天线提供了较好的容置空间，同时通过设置隔离件提高了第一天线和第二天线之间的隔离度，进而确保第一天线和第二天线均实现较好的天线性能；解决了相关技术中电子设备中的天线数量越来越多，导致天线占用电子设备的面积越来越大，且天线之间的隔离度较差的问题。

附图说明

图1为本申请的实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图2为本申请的实施例提供的手部测试的示意图；

图3为本申请的实施例提供的头部测试的示意图；

图4为本申请的实施例提供的另一种电子设备的结构示意图；

图5为本申请的实施例提供的高频频段辐射区域示意图；

图6为本申请的实施例提供的中频频段辐射区域示意图；

图7为本申请的实施例提供的低频频段辐射区域示意图；

图8为本申请的实施例提供的第一天线低频在Band8状态时的自由空间和头手Return Loss的示意图；

图9为本申请的实施例提供的第一天线低频在Band8状态时的自由空间和头手系统效率的示意图；

图10为本申请的实施例提供的第一天线低频在Band5状态时的自由空间和头手Return Loss的示意图；

图11为本申请的实施例提供的第一天线低频在Band5状态时的自由空间和头手系统效率的示意图；

图12为本申请的实施例提供的第二天线Return Loss的示意图；

图13为本申请的实施例提供的第二天线辐射效率和系统效率的示意图；

图14为本申请的实施例提供的第一天线自由空间辐射效率的示意图；

图15为本申请的实施例提供的第一天线自由空间匹配后系统效率的示意图；

图16为本申请的实施例提供的第一天线和第二天线的隔离度的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本申请的实施例提供一种电子设备，参照图1所示，电子设备1包括：

金属框体11；

这里，图1中电子设备1中的金属框体包括黑色粗体对应的部分。

显示屏12，显示屏12固定设置在金属框体11上且位于金属框体11的第一表面；金属框体11的内边缘到显示屏12的外边缘的区域作为电子设备的净空区域13；

其中，金属框体的第一金属段111、金属框体的第二金属段112的第一部分1121通过第一金属段与第二金属段之间的缝隙耦合构成第一天线14，金属框体的第二金属段的第二部分1122构成第二天线15，金属框体的第二金属段的第三部分位于第一部分和第二部分之间构成隔离件16，隔离件16用于隔离第一天线14和第二天线15，第一天线14、第二天线15以及隔离件16位于净空区域13内。

本申请实施例所提供的电子设备1，该电子设备1包括：金属框体11；显示屏12，显示屏12固定设置在金属框体11上且位于金属框体的第一表面；金属框体11的内边缘到显示屏12的外边缘的区域作为电子设备的净空区域13；其中，金属框体的第一金属段111、金属框体的第二金属段112的第一部分1121通过第一金属段111与第二金属段112之间的缝隙耦合构成第一天线14，金属框体11的第二金属段的第二部分1122构成第二天线15，金属框体的第二金属段的第三部分位于第一部分和第二部分之间构成隔离件16，隔离件16用于隔离第一天线14和第二天线15，第一天线14、第二天线15以及隔离件16位于净空区域13内；如此，将多个天线设置在净空区域从而为多个天线提供了较好的容置空间，同时通过设置隔离件16提高了第一天线14和第二天线15之间的隔离度，进而确保第一天线14和第二天线15均实现较好的天线性能；解决了相关技术中电子设备中的天线数量越来越多，导致天线占用电子设备的面积越来越大，且天线之间的隔离度较差的问题。

基于前述实施例，本申请的实施例提供一种电子设备，参照图1所示，电子设备1包括：

金属框体11；

这里，图1中电子设备1中的金属框体包括黑色粗体所指的部分。

示例性的，净空区域13的宽度小于1.7毫米，也就是说，本申请实施例的电子设备中的天线，可以在很小的天线净空环境下设置，并实现正常的天线性能。

本申请一些实施例中，第二金属段的第二部分1122所构成的第二天线15作为电子设备支持第五代移动通信技术(5th generation mobile networks，5G)的四根天线中的一根天线。这里，电子设备支持第五代移动通信技术的四根天线中的其他三根天线可以通过金属框体的其他部分实现，也可以通过激光直接成型技术(Laser-Direct-structuring，LDS)的方式在电路板上实现。示例性的，本申请实施例中，第二天线15支持3.3～5GHZ的高频频段，第一天线14支持0.6～0.96GHZ的低频频段以及1.7～2.7GHZ的中高频频段。

本申请其他实施例中，第二天线15可以设置成LOOP形式，设置简单易于实现。

本申请一些实施例中，第三部分的长度大于第一部分的长度，第三部分的长度大于第二部分的长度，如此，在有限的空间内增大了第一天线和第二天线之间的距离，实现了第一天线和第二天线之间的大面积的筋位隔离，提高了第一天线和第二天线之间的隔离度。示例性的，第三部分的长度不小于20毫米。

本申请一些实施例中，第一金属段111为金属框体的顶角；示例性的，电子设备可以是智能手机，在用户使用智能手机的过程中，第一天线的敏感区域在智能手机的右侧，参见图2所示，单手测试时，手指碰不到第一天线，所以单手操作对智能手机的第一天线的性能的影响很小。参见图3所示，加上头部测试时，智能手机的上喇叭处紧贴头部，而本申请实施例中的天线设置的敏感区域在智能手机的侧边，所以头部对智能手机的天线的影响也很小；进而确保头部和手部与电子设备中所设置的多个天线的距离均比较远，对天线的性能影响较小。

本申请一些实施例中，参见图4所示，第一天线14还包括通过第一馈电点17连接的金属图形18，金属图形18与第二金属段112的第一部分1121耦合。这里，电子设备内部设置有塑料支架(图中未示出)，该塑料支架上有利用激光镭射技术化镀形成的金属天线即金属图形18，塑料支架上设置弹片，金属图形18通过弹片与电子设备的主板连接。

本申请一些实施例中，第一天线14用于支持LTE所对应的高频频段、中频频段以及低频频段；参见图4所示，电子设备1还包括：切换电路19，切换电路19一端接地，切换电路19的另一端连接第一金属段111，通过切换电路19实现第一天线14用于支持LTE所对应的高频频段、中频频段以及低频频段。也就是说，本申请实施例中的电子设备既包括支持5G的天线，又包括支持LTE的天线，同时在高屏占比的设计下，有效地保证了各个天线的性能。

本申请一些实施例中，切换电路19包括：多个并列的支路，每个多个并列的支路上设置有开关以及电感，不同的支路上的电感不同。

通过切换电路19实现第一天线14用于支持LTE所对应的高频频段、中频频段以及低频频段包括：

通过控制多个并列的支路中一路的开关和/或多路的开关的闭合或打开实现第一天线14用于支持LTE所对应的高频频段、中频频段以及低频频段中不同的频段。这里，通过设置切换电路，确保切换不同电感所在支路导通时，低频谐振发生偏移且中高频的谐振不会随之变化，这样在切换低频的时候对高频的影响很小，保证了中高频性能的稳定。

示例性的，切换电路19包括四个并列的支路，每个多个并列的支路上设置有开关以及电感，不同的支路上的电感不同。第一支路上设置的电感为7nh，第二支路上设置的电感为15nh，第三支路上设置的电感为30nh，第四支路上设置的电感为60nh，通过控制多个并列的支路中一路的开关和/或多路的开关的闭合或打开以改变第一天线与地之间的电感值，进而实现第一天线用于支持LTE所对应的高频频段、中频频段以及低频频段中不同的频段。

本申请其他实施例中，第一天线14可以设置成IFA形式，设置简单易于实现，并且确保中高频带宽足够宽，同时第一天线的低频可以切换不同的状态来覆盖整个低频范围。

本申请一些实施例中，如果第一天线工作的高频频段，第一金属段111、第二金属段的第一部分1121、以及金属图形18中第二金属段的第一部分1121对高频信号的辐射性能最优。

示例性的，参见图5所示，该图说明了第一天线14在高频频段如2400MHZ时的电场，明显的，第一天线工作的高频频段，第一金属段111、第二金属段的第一部分1121、以及金属图形18中第二金属段的第一部分1121此时作为低频信号的主要辐射体，即第二金属段的第一部分1121对高频信号的辐射性能高于第一金属段111或金属图形18对高频信号的辐射性能，此时，第二金属段的第一部分1121周边呈现红色。

如果第一天线工作的中频频段，第一金属段111、第二金属段的第一部分1121、以及金属图形18中第二金属段的第一部分1121的辐射性能和第一金属段111对中频信号的辐射性能最优。

示例性的，参见图6所示，该图说明了第一天线在中频频段如1800MHZ时的电场，明显的，第一天线工作的中频频段，第一金属段111、第二金属段的第一部分1121、以及金属图形18中第二金属段的第一部分1121的辐射性能和第一金属段111两者此时作为中频信号的主要辐射体，即第二金属段的第一部分1121的辐射性能和第一金属段111对中频信号的辐射性能高于金属图形18对中频信号的辐射性能，此时，第二金属段的第一部分1121的辐射性能和第一金属段111周边呈现红色。

如果第一天线工作的低频频段，第一金属段111、第二金属段的第一部分1121、以及金属图形18中第一金属段111对低频信号的辐射性能最优。

示例性的，参见图7所示，该图说明了第一天线在低频频段如900MHZ时的电场，明显的，第一天线工作的低频频段，第一金属段111、第二金属段的第一部分1121、以及金属图形18中第一金属段111此时作为低频信号的主要辐射体，即第一金属段111对低频信号的辐射性能高于金属图形18或第二金属段的第一部分1121对低频信号的辐射性能，此时，第一金属段111周边呈现红色。

本申请一些实施例中，参见图4所示，金属框体的第二金属段的第三部分的内表面向内延伸金属板20，金属板20的长度与第三部分相同；

金属板20用于固定连接电子设备1的电路板，金属板20还用于连接电子设备的电路板的大地；如此，第一天线14和第二天线15均通过金属板20接地，合理利用电子设备的空间。

这里，第三部分作为隔离第一部分和第二部分的隔离件16，第三部分的内表面向内延伸金属板20且该金属板20连接电子设备1的电路板的大地，实现第一天线和第二天线之间用金属地隔离，从而进一步提高第一天线和第二天线之间的隔离度。

本申请一些实施例中，第一金属段111与金属框体11的其他部分通过缝隙隔开；

第二金属段112与金属框体11的其他部分通过缝隙隔开。

需要说明的是，相关技术中为了提供覆盖LTE和5G的电子设备，至少设置三根天线，第一根天线支持LTE所对应的高频频段和中频频段，第二根天线支持LTE所对应的低频频段，第三根为支持第五代移动通信技术的四根天线中的一根，明显，相关技术中的电子设备设置的天线个数大于本申请所提供的电子设备中设置的天线个数，如此，与相关技术中设置天线的方式相比，本申请实施例中设置天线的方式减低了设计成本，减少了测试量，而且还降低了天线之间的影响，提升了天线的性能。

示例性的，电子设备为智能手机，这里，对设置有第一天线和第二天线的智能手机进行头手测试，得到图8至图11的测试结果；

参见图8所示，支持LTE的第一天线低频在Band8状态时的自由空间和头手回波损耗(Return Loss)，由上到下依次是：band8状态时的自由空间波形，band8状态时的左手波形，band8状态时的右手波形，band8状态时的左头波形，band8状态时的右头波形，band8状态时的左头手波形，band8状态时的右头手波形。

参见图9所示，支持LTE的第一天线低频在Band8状态时的自由空间和头手的系统效率，由上到下依次是：band8状态时的自由空间系统效率，band8状态时的左手系统效率，band8状态时的右手系统效率，band8状态时的左头系统效率，band8状态时的右头系统效率，band8状态时的左头手系统效率，band8状态时的右头手系统效率。

基于图8和图9可知，支持LTE的第一天线在单左手、右手状态时，对天线基本没有影响，低频、中频和高频的效率基本和自由空间一致。在单头和头手状态，低频降幅在-4～-5db，中高频降幅在-5～-6db；可见，本申请实施例所提供的智能手机在头手测试时，头手对天线的性能影响不大。

又一示例的，参见图10所示，支持LTE的第一天线低频在Band5状态时的自由空间和头手回波损耗(Return Loss)，由上到下依次是：band5状态时的自由空间波形，band5状态时的左手波形，band5状态时的右手波形，band5状态时的左头波形，band5状态时的右头波形，band5状态时的左头手波形，band5状态时的右头手波形。

参见图11所示，支持LTE的第一天线低频在Band5状态时的自由空间和头手的系统效率，由上到下依次是：band5状态时的自由空间系统效率，band5状态时的左手系统效率，band5状态时的右手系统效率，band5状态时的左头系统效率，band5状态时的右头系统效率，band5状态时的左头手系统效率，band5状态时的右头手系统效率。

基于图10和图11可知，支持LTE的第一天线在单左手、右手状态时，对天线基本没有影响，低频、中频和高频的效率基本和自由空间一致。在单头和头手状态，低频降幅在-4～-5db，中高频降幅在-5～-6db；可见，本申请实施例所提供的智能手机在头手测试时，头手对天线的性能影响不大。

这里，支持5G的第二天线的Return Loss如图12所示，结合图13所示，支持5G的第二天线系统效率和辐射效率。N77/78的系统效率平均值能够达到-6db，N79的系统效率平均值能够达到-7db。

参见图14所示，LTE天线没有匹配时，切换电路switch在open和short状态下的系统效率和辐射效率；这里，switch在open状态指的是图4中的所有支路的开关处于打开状态，switch在short状态指的是第一金属段通过第一馈电直接接地。图14中(1)所指的曲线代表switch在open状态下的LTE天线辐射效率。低频的辐射效率在-3～-5db。中高频辐射效率在-1～-2db；(2)所指的曲线代表switch在short状态下的LTE天线辐射效率。低频的辐射效率在-4～-7db。中高频辐射效率在-1～-3db；(3)所指的曲线代表switch在open状态下的LTE天线系统效率；(4)所指的曲线代表switch在short状态下的LTE天线辐射效率。

参见图15所示，LTE天线匹配后，switch不同状态下的系统效率。低频性能900mhz时-9db，800mhz时-8db，700mhz时-6.5db。

参见图16所示，支持LTE的第一天线和支持5G的第二天线之间的隔离度，最差点在2275mhz，最差隔离度-12db，说明第一天线和第二天线之间的隔离度较高。

基于上述可知，本申请实施例所提供的电子设备，将多个天线设置在净空区域从而为多个天线提供了较好的容置空间，同时通过设置隔离件提高了第一天线和第二天线之间的隔离度，进而确保第一天线和第二天线均实现较好的天线性能；解决了相关技术中电子设备中的天线数量越来越多，导致天线占用电子设备的面积越来越大，且天线之间的隔离度较差的问题。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。

Claims

1.一种电子设备，所述电子设备包括：

金属框体；

2.根据权利要求1所述的电子设备，所述第二金属段的第二部分所构成的第二天线作为所述电子设备支持第五代移动通信技术的四根天线中的一根天线。

3.根据权利要求2所述的电子设备，所述第三部分的长度大于所述第一部分的长度，所述第三部分的长度大于所述第二部分的长度；所述第一金属段为所述金属框体的顶角。

4.根据权利要求2所述的电子设备，所述第一天线还包括通过第一馈电点连接的金属图形，所述金属图形与第二金属段的第一部分耦合。

5.根据权利要求4所述的电子设备，所述第一天线用于支持LTE所对应的高频频段、中频频段以及低频频段；

所述电子设备还包括：

6.根据权利要求5所述的电子设备，所述切换电路包括：

多个并列的支路，每个所述多个并列的支路上设置有开关以及电感，不同的支路上的电感不同；

7.根据权利要求5所述的电子设备，如果所述第一天线工作的高频频段，所述第一金属段、第二金属段的第一部分、以及金属图形中所述第二金属段的第一部分对高频信号的辐射性能最优；

8.根据权利要求1至7任一项所述的电子设备，所述金属框体的第二金属段的第三部分的内表面向内延伸金属板，所述金属板的长度与所述第三部分相同；

9.根据权利要求1至7任一项所述的电子设备，所述第一金属段与所述金属框体的其他部分通过缝隙隔开；

所述第二金属段与所述金属框体的其他部分通过缝隙隔开。