CN111129728A - 一种电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种电子设备，涉及通信技术领域，以解决如何平衡电子设备中天线单元与金属边框的断口之间的数量关系的问题。该电子设备包括：设置有断口的金属边框，位于断口第一侧的天线单元；其中，天线单元包括：M个辐射体、馈源和接地体；接地体与M个辐射体中的任意一个辐射体电连接，M个辐射体中的每个辐射体的第一端均与馈源电连接，且每个辐射体的长度均不相同，以及每个辐射体均与金属边框耦合连接；第一侧为金属边框的框内一侧，M为大于1的整数。该电子设备应用于通过天线单元收发信号的场景中。

Description

一种电子设备

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种电子设备。

背景技术

随着第五代移动通信(5th-generation，5G)系统的发展，电子设备需要覆盖的频段越来越多。相应的，电子设备中的天线单元的数量也随之增加。

通常，为了保证天线单元的辐射性能，电子设备的天线单元可以设置在距离电子设备金属边框的断口较近的位置。然而，随着电子设备的发展，电子设备的金属外观的一体性需求越来越高，即电子设备的金属边框的断口数量越来越少。因此，如何平衡电子设备中的天线单元与金属边框的断口之间的数量关系成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种电子设备，以解决如何平衡电子设备中天线单元与金属边框的断口之间的数量关系的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：设置有断口的金属边框，位于断口第一侧的天线单元；其中，该天线单元包括：M个辐射体、馈源和接地体；接地体与该M个辐射体中的任意一个辐射体电连接，该M个辐射体中的每个辐射体的第一端均与馈源电连接，且每个辐射体的长度均不相同，以及每个辐射体均与金属边框耦合连接；该第一侧为金属边框的框内一侧，M为大于1的整数。

在本发明实施例中，电子设备可以包括：设置有断口的金属边框，位于断口第一侧的天线单元；其中，天线单元包括：M个辐射体、馈源和接地体；接地体与该M个辐射体中的任意一个辐射体电连接，该M个辐射体中的每个辐射体的第一端均与馈源电连接，且每个辐射体的长度均不相同，以及每个辐射体均与金属边框耦合连接；该第一侧为金属边框的框内一侧，M为大于1的整数。通过该方案，由于电子设备的天线单元可以包括多个辐射体，且该多个辐射体的长度均不相同，因此当馈源将交流信号传输到该多个辐射体上时，经由该多个辐射体中的每个辐射体的电流路径的长度均可以不同，即每个辐射体向外辐射的电磁波的频率均可以不同，如此可以使得天线单元可以覆盖多个频段，从而可以增加电子设备覆盖的频段。并且由于该多个辐射体中的每个辐射体均可以与电子设备的金属边框耦合连接，因此在辐射体上有交流信号流过时，辐射体可以与金属边框耦合，使得金属边框产生感应的交流信号，从而可以使得金属边框也向外辐射体一定频率的电磁波，从而可以进一步增加电子设备覆盖的频段。如此，在不增加电子设备的金属边框上设置的断口数量的情况下，仍然可以保证电子设备的工作频段，从而在保证电子设备的金属外观的一体性前提下，可以满足5G系统对电子设备所覆盖的频段的需求，进而可以平衡电子设备中的天线单元与金属边框的断口之间的数量关系。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的天线单元的结构示意图之一；

图3为本发明实施例提供的天线单元的结构示意图之二。

附图标记说明：1—电子设备；10—金属边框；101—断口；20—天线单元；201—辐射体；202—馈源；203—接地体；201a—第一辐射体；201b—第二辐射体；201c—第三辐射体；L1—第一连线。

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。

本文中术语“和/或”，是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本文中符号“/”表示关联对象是或者的关系，例如A/B表示A或者B。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一辐射体和第二辐射体等是用于区别不同的辐射体，而不是用于描述辐射体的特定顺序。

在本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本发明实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或者两个以上，例如，多个辐射体是指两个或者两个以上的辐射体等。

下面对本发明实施例中涉及的一些术语/名词进行解释说明。

耦合连接：本发明实施例中的“耦合连接”可以用于指示发生耦合的部件(例如实施例中的辐射体和金属边框)在天线单元工作的情况下，这些部件可以耦合；在天线单元未工作的情况下，这些部件相互绝缘。

交流信号：是指电流的方向会发生变化的信号。

本发明实施例提供一种电子设备，该电子设备可以包括：设置有断口的金属边框，位于断口第一侧的天线单元；其中，天线单元包括：M个辐射体、馈源和接地体；接地体与该M个辐射体中的任意一个辐射体电连接，该M个辐射体中的每个辐射体的第一端均与馈源电连接，且每个辐射体的长度均不相同，以及每个辐射体均与金属边框耦合连接；该第一侧为金属边框的框内一侧，M为大于1的整数。通过该方案，由于电子设备的天线单元可以包括多个辐射体，且该多个辐射体的长度均不相同，因此当馈源将交流信号传输到该多个辐射体上时，经由该多个辐射体中的每个辐射体的电流路径的长度均可以不同，即每个辐射体向外辐射的电磁波的频率均可以不同，如此可以使得天线单元可以覆盖多个频段，从而可以增加电子设备覆盖的频段。并且由于该多个辐射体中的每个辐射体均可以与电子设备的金属边框耦合连接，因此在辐射体上有交流信号流过时，辐射体可以与金属边框耦合，使得金属边框产生感应的交流信号，从而可以使得金属边框也向外辐射体一定频率的电磁波，从而可以进一步增加电子设备覆盖的频段。如此，在不增加电子设备的金属边框上设置的断口数量的情况下，仍然可以保证电子设备的工作频段，从而在保证电子设备的金属外观的一体性前提下，可以满足5G系统对电子设备所覆盖的频段的需求，进而可以平衡电子设备中的天线单元与金属边框的断口之间的数量关系。

本发明实施例中的电子设备可以为移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等，非移动电子设备可以为个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、服务器或柜员机等，本发明实施例不作具体限定。

下面再结合各个附图，对本发明实施例提供的电子设备进行示例性的说明。

如图1所示，电子设备1可以包括：设置有断口101的金属边框10，位于断口101第一侧的天线单元20。

其中，如图2所示，天线单元20可以包括：M个辐射体201、馈源202和接地体203。接地体203可以与该M个辐射体中的任意一个辐射体201电连接，该M个辐射体中的每个辐射体201(以下简称为每个辐射体)的第一端均可以与馈源202电连接，且每个辐射体201的长度均可以不相同，以及每个辐射体201均可以与金属边框10耦合连接。上述第一侧可以为金属边框10的框内一侧，M为大于1的整数。

需要说明的是，实际实现时，上述M个辐射体可以为一个整体，馈源和接地体可以位于该M个辐射体的背面。上述图2为了清楚的示意天线单元中各个部件之间的关系，用不同填充效果示意天线单元中的不同部件。

另外，本发明实施例中的示例均是以上述M个辐射体为三个辐射体为例进行示例性说明的，其并不对本申请造成任何限定。对于上述M个辐射体为其它任意可能数量的辐射体的实现方式，其与M个辐射体为三个辐射体的实现方式类似，为避免重复，本发明实施例不予赘述。

本发明实施例中，对于上述天线单元可以设置在距离金属边框的断口较近的位置。如此，可以使得本发明实施例提供的天线单元可以在现有电子设备的金属边框的断口的固定空间下与金属边框的断口上设计的天线共存，从而无需增加电子设备体积，进而可以有效提高电子设备的空间利用率。

为了更加清楚地描述本发明实施例提供的天线单元及其工作原理，下面具体以一个天线单元为例，对本发明实施例提供的天线单元发送信号和接收信号的工作原理进行示例性的说明。

示例性的，结合上述图1和图2，当电子设备发送5G毫米波信号时，电子设备中的信号源会发出交流信号，该交流信号可以通过馈源传输到上述M个辐射体上。然后，在该M个辐射体接收到该交流信号之后，一方面，该交流信号可以经由该M个辐射体中的每个辐射体分别向外辐射。由于每个辐射体的长度均不同，因此该交流信号经由每个辐射体的电流路径均不同，因此该M个辐射体可以向外辐射不同频率的电磁波。另一方面，由于该M个辐射体中的每个辐射体与金属边框耦合连接，因此该M个辐射体可以分别与金属边框耦合，使得金属边框上产生感应的交流信号，从而金属边框也可以向外辐射一定频率的电磁波。如此，电子设备可以通过本发明实施例提供的天线单元发送不同频率的信号。

又示例性的，本发明实施例中，当电子设备接收5G毫米波信号时，电子设备所处的空间中的电磁波可以激励金属边框，从而金属边框上可以产生感应电流(即感应的交流信号)。在金属边框上产生感应的交流信号之后，金属边框可以与天线单元中的M个辐射体耦合，使得该M个辐射体产生感应电流，在该M个辐射体产生感应电流之后，辐射体可以通过馈电部向电子设备中的接收机输入该交流信号，如此可以使得电子设备接收到其它设备发送的5G毫米波信号。即电子设备可以通过本发明实施例提供的天线单元接收信号。

可选的，本发明实施例中，上述M个辐射体中的每个辐射体的自由端可以与断口所在的金属边框平行或垂直。

需要说明的是，本发明实施例中，辐射体的自由端用于指示该辐射体中未与馈源电连接的一端。

本发明实施例中，由于上述每个辐射体的第一端均与馈源电连接，因此当上述M个辐射体中的辐射体向外辐射电磁波时，辐射体的电流流向可以为从辐射体的第一端到辐射体的自由端，如此在辐射体的自由端与断口所在的金属边框平行或垂直的情况下，断口处对辐射体辐射的电磁波没有隔离作用，因此可以便于辐射体向外辐射电磁波。

可选的，本发明实施例中，上述每个辐射体的自由端均可以位于上述馈源与接地体的连线的同一侧。

示例性的，假设上述M个辐射体包括第一辐射体、第二辐射体和第三辐射体，上述馈源与接地体之间的连线为第一连线，那么，如图3所示，第一辐射体201a的自由端、第二辐射体201b的自由端和第三辐射体201c的自由端均可以位于馈源202和接地体203之间的第一连线L1的同一侧。

本发明实施例中，由于流经辐射体的电流具有方向性，因此在天线单元中的辐射体的自由端均位于馈源和接地体的连线的同一侧的情况下，可以便于控制天线单元向外辐射的电磁波的波束，从而可以减少天线单元对电子设备中的其它天线的干扰。

可选的，本发明实施例中，上述M个辐射体中的每个辐射体可以分别包括至少一个弯折部。

可选的，本发明实施例中，上述每个辐射体包括的弯折部的数量可以相同，也可以不同，具体可以根据实际使用需求确定，本发明实施例不作限定。

示例性的，如图3所示，第一辐射体201a可以包括3个弯折部，第二辐射体201b可以包括3个弯折部，第三辐射体201c可以包括1个弯折部。

需要说明的是，对于上述M个辐射体中的每个辐射体，一个辐射体包括的弯折部的数量可以根据该辐射体的长度和该辐射体所需要覆盖的频段确定，具体可以根据实际使用需求确定，本发明实施例不做具体限定。

本发明实施例中，一方面，在辐射体具有弯折部的情况下，可以增加该辐射体上产生的电流路径的路径数量，从而可以增加该辐射体覆盖的频段，即可以使得辐射体获得更高的带宽。另一方面，由于辐射体向外辐射体的电磁波的频率与辐射体的长度有关，因此在辐射体包括弯折部的情况下，可以一定程度的缩小本发明实施例提供的天线单元的体积。

可选的，本发明实施例中，上述M个辐射体中任意两个位置相邻的辐射体可以互相耦合。

示例性的，如图3所示，第一辐射体201a与第二辐射体201b之间可以互相耦合，第二辐射体201b与第三辐射体201c之间可以互相耦合。

本发明实施例中，由于两个辐射体之间相互耦合可以调整辐射体辐射频段的阻抗，因此上述M个辐射体中任意位置相邻的辐射体耦合，可以使得该两个辐射体工作在满足使用需求的频段，即可以使得该两个辐射体获得符合使用需求的带宽。

另外，任意两个位置相邻的辐射体之间耦合，可以平衡该两个辐射体的辐射效率，从而可以使得本发明实施例提供的天线单元的辐射效率满足实际使用需求。

可选的，本发明实施例中，上述M个辐射体中两个位置相邻的辐射体之间的耦合距离可以处于[0.5毫米，5毫米]范围内。

可以理解，上述耦合距离可以为上述两个位置相邻的辐射体耦合部位之间的距离。

可选的，本发明实施例中，上述两个位置相邻的两个辐射体之间的耦合距离可以根据该两个辐射体所需要覆盖的频段确定。

当然，实际实现时，上述位置相邻的两个辐射体之间的耦合距离还可以根据其它任意可能的参数确定，具体可以根据实际使用需求确定，本发明实施例不作限定。

本发明实施例中，两个耦合的辐射体之间的耦合距离越小(即该两个耦合的辐射体距离越近)，该两个辐射体耦合的耦合量越大；两个耦合的辐射体之间的耦合距离越大(即该两个耦合的辐射体距离越远)，该两个辐射体耦合的耦合量越小。然而，耦合量过大或过小均可能会对辐射体的辐射频段的阻抗产生负面影响(例如导致辐射体的辐射频段的阻抗过大)，因此可以通过合理地设置两个位置相邻的辐射体之间的耦合距离，使得辐射体覆盖满足使用需求的频段和带宽，从而可以提高天线单元的辐射性能。

可选的，本发明实施例中，上述M个辐射体中两个位置相邻的辐射体之间的耦合长度可以处于[0.5毫米，15毫米]范围内。

可以理解，上述耦合尺寸可以为上述两个位置相邻的辐射体中的每个辐射体参与耦合的部位的长度。

可选的，本发明实施例中，上述两个位置相邻的两个辐射体之间的耦合长度可以根据该两个辐射体所需要覆盖的频段确定。

当然，实际实现时，上述位置相邻的两个辐射体之间的耦合长度还可以根据其它任意可能的参数确定，具体可以根据实际使用需求确定，本发明实施例不作限定。

本发明实施例中，两个耦合的辐射体之间的耦合长度越小，该两个辐射体耦合的耦合量越小；两个耦合的辐射体之间的耦合长度越大，该两个辐射体耦合的耦合量越大。然而，耦合量过大或过小均可能会对辐射体的辐射频段的阻抗产生负面影响(例如导致辐射体的辐射频段的阻抗过大)，因此可以通过合理地设置两个位置相邻的辐射体之间的耦合长度，使得辐射体覆盖满足使用需求的频段和带宽，从而可以提高天线单元的辐射性能。

可选的，本发明实施例中，上述M个辐射体可以为M个条形辐射体，该M个条形辐射体可以位于同一平面。

可选的，本发明实施例中，上述M个辐射体中的每个辐射体可以为通过激光直接成型技术(laser direct structuring，LDS)或柔性印刷电路板(flexible printedcircuit，FPC)等工艺制成的金属走线(即上述条形辐射体)。

当然，实际实现时，上述M个辐射体还可以通过其它任意可能的工艺实现，具体可以根据实际使用需求确定，本发明实施例不作限定。

本发明实施例中，当上述M个条形辐射体位于同一平面上时，可以减小本发明实施例提供的天线单元所占用的空间，即可以减小天线单元在电子设备中所占的空间，从而可以便于提高电子设备的集成程度。

可选的，如图3所示，本发明实施例中，上述M个辐射体可以包括第一辐射体201a、与第一辐射体201a相邻的第二辐射体201b、与第二辐射体201b相邻的第三辐射体201c。

其中，上述第一辐射体201a的长度可以小于上述第二辐射体201b的长度，上述第二辐射体201b的长度可以小于上述第三辐射体201c的长度。

本发明实施例中，由于辐射体的长度越长，辐射体所覆盖的频段越低，因此上述第一辐射体所覆盖的频段可以高于第二辐射体所覆盖的频段，第二辐射体所覆盖的频段可以高于第三辐射体所覆盖的频段。

示例性的，上述第一辐射体所覆盖的频段可以为频段N79(4800MHz-4900MHz)，上述第二辐射体所覆盖的频段可以为频段N78(3300MHz-3800MHz)，上述第三辐射体所覆盖的频段可以为频段N41(2515MHz-2675MHz)，如此可以使得本发明实施例提供的天线单元覆盖3个5G模态，从而可以使得电子设备满足5G频段需求。其中，“N”用于表示5G频段。

需要说明的是，本发明实施例中，对与上述第一辐射体、第二辐射体和第三辐射体，当第一辐射体的长度发生变化时，第一辐射体的电长度也发生变化，即第一辐射体所覆盖的频段发生变化；而第一辐射体的长度发生变化，将不会影响第二辐射体的电长度和第三辐射体的电长度。

相应的，当第二辐射体的长度发生变化时，第二辐射体的电长度也发生变化；而第二辐射体的长度发生变化，将不会影响第一辐射体的电长度和第三辐射体的电长度。当第三辐射体的长度发生变化时，第三辐射体的电长度也发生变化；而第三辐射体的长度发生变化，将不会影响第一辐射体的电长度和第二辐射体的电长度。

当然，实施实现时，上述第一辐射体、第二辐射体和第三辐射体的长度关系还可以为其它任意可能的关系，具体可以根据实际使用需求确定，本发明实施例不作限定。

可选的，本发明实施例中，上述馈源与接地体之间的距离可以处于(0，5毫米]范围内。

本发明实施例中，馈源与接地体之间需要保持一定的距离，以使得天线单元可以正常工作。

可选的，本发明实施例中，上述馈源可以为第一金属弹片(或金属探针等)，上述每个辐射体的第一端均可以与该第一金属弹片电连接。

可选的，本发明实施例中，上述接地体可以为第二金属弹片(或金属探针等)，该第二金属弹片可以与上述M个辐射体中的任意一个辐射体电连接。

当然，实际实现时，上述馈源和接地体还可以为其它任意可能的结构，具体可以根据实际使用需求确定，本发明实施例不作限定。

可选的，本发明实施例中，上述接地体可以为一个，也可以为多个，具体可以根据实际使用需求确定，本发明实施例不作限定。

需要说明的是，本发明实施例中，当接地体的数量较多时，可以保证天线单元能够可靠地接地，如此可以使得天线单元能够稳定的工作在高频频段(也可以称为模态)，从而可以使得天线单元的辐射性能比较稳定。

本发明实施例提供一种电子设备，该电子设备可以包括：设置有断口的金属边框，位于断口第一侧的天线单元；其中，天线单元包括：M个辐射体、馈源和接地体；接地体与该M个辐射体中的任意一个辐射体电连接，该M个辐射体中的每个辐射体的第一端均与馈源电连接，且每个辐射体的长度均不相同，以及每个辐射体均与金属边框耦合连接；该第一侧为金属边框的框内一侧，M为大于1的整数。通过该方案，由于电子设备的天线单元可以包括多个辐射体，且该多个辐射体的长度均不相同，因此当馈源将交流信号传输到该多个辐射体上时，经由该多个辐射体中的每个辐射体的电流路径的长度均可以不同，即每个辐射体向外辐射的电磁波的频率均可以不同，如此可以使得天线单元可以覆盖多个频段，从而可以增加电子设备覆盖的频段。并且由于该多个辐射体中的每个辐射体均可以与电子设备的金属边框耦合连接，因此在辐射体上有交流信号流过时，辐射体可以与金属边框耦合，使得金属边框产生感应的交流信号，从而可以使得金属边框也向外辐射体一定频率的电磁波，从而可以进一步增加电子设备覆盖的频段。如此，在不增加电子设备的金属边框上设置的断口数量的情况下，仍然可以保证电子设备的工作频段，从而在保证电子设备的金属外观的一体性前提下，可以满足5G系统对电子设备所覆盖的频段的需求，进而可以平衡电子设备中的天线单元与金属边框的断口之间的数量关系。

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 (10)

1.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：设置有断口的金属边框，位于所述断口第一侧的天线单元；

其中，所述天线单元包括：M个辐射体、馈源和接地体；所述接地体与所述M个辐射体中的任意一个辐射体电连接，所述M个辐射体中的每个辐射体的第一端均与所述馈源电连接，且所述每个辐射体的长度均不相同，以及所述每个辐射体均与所述金属边框耦合连接；所述第一侧为所述金属边框的框内一侧，M为大于1的整数。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述M个辐射体中的每个辐射体的自由端与所述断口所在的金属边框平行或垂直。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述每个辐射体的自由端均位于所述馈源与所述接地体的连线的同一侧。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述每个辐射体分别包括至少一个弯折部。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述M个辐射体中任意两个位置相邻的辐射体互相耦合。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述M个辐射体中两个位置相邻的辐射体之间的耦合距离处于[0.5毫米，5毫米]范围内。

7.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述M个辐射体中两个位置相邻的辐射体之间的耦合长度处于[0.5毫米，15毫米]范围内。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述M个辐射体为M个条形辐射体，所述M个条形辐射体位于同一平面。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述M个辐射体包括第一辐射体、与所述第一辐射体相邻的第二辐射体、与所述第二辐射体相邻的第三辐射体；

其中，所述第一辐射体的长度小于所述第二辐射体的长度，所述第二辐射体的长度小于所述第三辐射体的长度。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述馈源与所述接地体之间的距离处于(0，5毫米]范围内。

Images