CN111244605B - 电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电子设备，该电子设备包括本体、第一毫米波模组和第二毫米波模组；本体具有第一表面、第二表面、以及连接第一表面和第二表面的侧周面，第一表面和第二表面在电子设备的厚度方向相背设置；第一毫米波模组包括第一天线辐射阵列和第二天线辐射阵列，第一天线辐射阵列和第二天线辐射阵列用于发射指向第一表面所在一侧的波束，且第一天线辐射阵列所辐射波束的方向与电子设备的厚度方向呈夹角设置，第二天线辐射阵列所辐射波束的方向包括与第一天线辐射阵列所辐射波束的方向垂直的方向；第二毫米波模组包括第三天线辐射阵列，第三天线辐射阵列所辐射波束的方向垂直于电子设备的厚度方向。本申请能够减少毫米波模组数量。

Description

电子设备

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种电子设备。

背景技术

毫米波具有高载频、大带宽的特性，是实现5G超高数据传输速率的主要手段。毫米波模组通常安装于手机、平板电脑等电子设备内部，为了实现毫米波信号的高增益和广覆盖，毫米波模组的数量通常设置为四个及以上，数量较多的毫米波模组占用电子设备内部较多的空间，不利于实现电子设备的轻薄化。

发明内容

本申请实施例为解决数量较多的毫米波模组占用电子设备内部较多的安装空间，不利于实现电子设备轻薄化的问题，提供一种电子设备。

本申请提供一种电子设备，包括：

本体，具有第一表面、第二表面、以及连接所述第一表面和所述第二表面的侧周面，所述第一表面和所述第二表面在所述电子设备的厚度方向相背设置；

第一毫米波模组，邻近所述侧周面，所述第一毫米波模组包括第一天线辐射阵列和第二天线辐射阵列，所述第一天线辐射阵列和所述第二天线辐射阵列用于发射指向所述第一表面所在一侧的波束，且所述第一天线辐射阵列所辐射波束的方向与所述电子设备的厚度方向呈夹角设置，所述第二天线辐射阵列所辐射波束的方向包括与所述第一天线辐射阵列所辐射波束的方向垂直的方向；

第二毫米波模组，邻近所述侧周面并与所述第一毫米波模组间隔，所述第二毫米波模组包括第三天线辐射阵列，所述第三天线辐射阵列用于发射指向所述侧周面的波束，且所述第三天线辐射阵列所辐射波束的方向垂直于所述电子设备的厚度方向。

本申请的电子设备，在邻近本体的侧周面设置第一毫米波模组和第二毫米波模组的前提下，由于第一天线辐射阵列所辐射波束的方向与电子设备的厚度方向呈夹角设置，第二天线辐射阵列所辐射波束的方向包括与第一天线辐射阵列所辐射波束的方向垂直的方向，第三天线辐射阵列所辐射波束的方向垂直于电子设备的厚度方向，故在第一毫米波模组和第二毫米波模组的配合下能够实现毫米波信号的高增益和广覆盖，特别是对于大角度弯曲的曲面屏，也能覆盖侧边区域。并且在毫米波模组数量减少的前提下还能够释放电子设备内部空间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例电子设备的结构示意图；

图2为图1所示电子设备的后视图(隐藏后盖)；

图3为沿图2中剖面线Ⅱ-Ⅱ的剖面示意图；

图4为图3中一实施例第一毫米波模组的结构示意图；

图5为图3中另一实施例第一毫米波模组的结构示意图；

图6为沿图2中Z轴方向第二毫米波模组的结构示意图；

图7为沿图2中Z轴方向电子设备的局部示意图；

图8为一实施例提供的电子设备相关的手机的部分结构的框图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

参考图1和图2所示，本申请将以智能手机为例对电子设备10进行说明。本领域技术人员容易理解，本申请的电子设备10可以是任何具备通信和存储功能的设备，例如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、便携电话机、视频电话、数码静物相机、电子书籍阅读器、便携多媒体播放器(PMP)、移动医疗装置等智能终端，智能终端的表现形式在此不作任何限定。当然，对于智能手表等可穿戴设备而言，其也同样适用于本申请各实施例的电子设备10。

电子设备10包括本体100、第一毫米波模组200和第二毫米波模组300。

本体100包括第一表面110、第二表面120、以及连接第一表面110和第二表面120的侧周面130，第一表面110和第二表面120在电子设备10的厚度方向上相背设置，电子设备10的厚度方向可以理解为图1和图2中所示意的Y轴延伸方向。其中，相背设置可以理解如下：例如，在沿电子设备10的厚度方向(图1和图2中的Y轴方向)，假设在侧周面130中间的某点位置定义一平行于XZ平面的参考面，则可以使得第一表面110上的所有点位于该参考面的一侧，并使得第二表面120上的所有点位于该参考面的另一相对侧。

在一实施例中，侧周面130包括顺次连接的第一侧面131、第二侧面132、第三侧面133和第四侧面134，第一侧面131与第三侧面133相对设置，第二侧面132与第四侧面134相对设置。第一侧面131、第二侧面132、第三侧面133、第四侧面134顺次围合形成封闭的矩形框。在一实施例中，第一侧面131的长度值大于第二侧面132的长度值，第二侧面132位于电子设备10的顶部。第一侧面131与第二侧面132、第四侧面134之间，以及第三侧面133与第二侧面132、第四侧面134之间的连接方式可以采用圆角过渡。可以理解，在其它实施例中，第一侧面131与第二侧面132、第四侧面134之间，以及第三侧面133与第二侧面132、第四侧面134之间的连接方式也可以采用直角过渡。

在一实施例中，本体100包括中框101、后盖102和显示屏103，后盖102和显示屏103连接于中框101相背的两侧并围合形成收容空间，收容空间可以用于安装第一毫米波模组200、第二毫米波模组300、电子设备10的主板400、电源790等器件。此时，第一表面110形成于后盖102背向显示屏103的一侧，第二表面120形成于显示屏103背向后盖102的一侧，若本体100还包括盖设于显示屏103上的盖板玻璃，则盖板玻璃的背向显示屏103的可显示区(可显示区用于图像信息显示)一侧构成第二表面120的全部或者部分。

参考图2所示，第一毫米波模组200和第二毫米波模组300皆邻近侧周面设置130并与中框101和后盖102间隔。在一实施例中，第一毫米波模组200邻近第一侧面131设置，第二毫米波模组300邻近第二侧面132设置。电子设备10能够在第一毫米波模组200和第二毫米波模组300的配合作用下发射和接收毫米波信号，从而使得电子设备10能够实现毫米波信号的高增益和广覆盖。

需要说明的是，毫米波是指波长在毫米数量级的电磁波，其频率大约在20GHz～300GHz之间。3GPP已指定5G NR支持的频段列表，5G NR频谱范围可达100GHz，指定了两大频率范围：Frequency range 1(FR1)，即6GHz以下频段和Frequency range 2(FR2)，即毫米波频段。Frequency range 1的频率范围：450MHz-6.0GHz，其中，最大信道带宽100MHz。Frequency range 2的频率范围为24.25GHz-52.6GHz，最大信道带宽400MHz。用于5G移动宽带的近11GHz频谱包括：3.85GHz许可频谱，例如：28GHz(24.25-29.5GHz)、37GHz(37.0-38.6GHz)、39GHz(38.6-40GHz)和14GHz未许可频谱(57-71GHz)。5G通信系统的工作频段有28GHz，39GHz，60GHz三个频段。

参考图3和图4所示，第一毫米波模组200包括第一天线辐射阵列210和第二天线辐射阵列220，第一天线辐射阵列210和第二天线辐射阵列220用于发射指向第一表面110所在一侧的波束，且第一天线辐射阵列210所辐射波束的方向与电子设备10的厚度方向(即图3所示Y轴方向)呈夹角设置，第二天线辐射阵列220所辐射波束的方向包括与第一天线辐射阵列210所辐射波束的方向垂直的方向。在一实施例中，第一毫米波模组200具有相互垂直的第一辐射面201和第二辐射面202，第一辐射面201和第二辐射面202朝向第一表面110所在一侧，且第一辐射面201与第一表面110呈夹角设置，即第一辐射面201倾斜于第一表面110并与电子设备10的厚度方向呈夹角。在一实施例中，第一辐射面201与第一表面110之间的夹角值Φ≥45°。

在一实施例中，第一毫米波模组200还包括第一天线基板230，第一辐射面201和第二辐射面202形成于第一天线基板230，第一天线基板230相对第一表面110倾斜，以使第一辐射面201与第一表面110呈夹角设置。在一实施例中，第一毫米波模组200设置于主板400边缘，第一天线基板230可朝向主板400的内侧倾斜，以节省第一天线基板230在电子设备10内部的占用空间。另外，第一天线基板230可以直接安装于主板400，也可以安装于承载主板400的支架。

在一实施例中，参考图4所示，第一天线辐射阵列210为贴片天线且设置于第一辐射面201，第二天线辐射阵列220为贴片天线且设置于第二辐射面202。第一天线辐射阵列210包括沿第一侧面131的延伸方向(即图1和图2所示Z轴方向)呈阵列设置的多个第一毫米波单元211，第二天线辐射阵列220包括沿第一侧面131的延伸方向呈阵列设置的多个第二毫米波单元221。第一天线辐射阵列210和第二天线辐射阵列220分别与主板400电性连接，例如可以通过馈电走线并利用柔性电路板或弹片与主板400电性连接，以收发毫米波信号。

第一天线辐射阵列210和第二天线辐射阵列220除可以为贴片天线外，还可以为其它形式天线。在其它实施例中，参考图5所示，第一天线辐射阵列210和第二天线辐射阵列220可以设置于第一天线基板230的同一侧，例如第一天线辐射阵列210和第二天线辐射阵列220皆设置于第一辐射面201，此时第一天线辐射阵列210可以为贴片天线，第二天线辐射阵列220可以为偶极子天线。由于偶极子天线为全向天线，故偶极子天线(即第二天线辐射阵列220)所辐射波束的方向包括与第一天线辐射阵列210所辐射波束的方向垂直的方向。

参考图2和图6所示，第二毫米波模组300包括第三天线辐射阵列310，第三天线辐射阵列310用于发射指向侧周面130的波束，且第三天线辐射阵列310所辐射波束的方向垂直于电子设备10的厚度方向。在一实施例中，第二毫米波模组300具有第三辐射面301，第三辐射面301朝向侧周面130且第三辐射面301平行于电子设备10的厚度方向，即第三辐射面301垂直于第一表面110。第三天线辐射阵列310设置于第三辐射面301，第三天线辐射阵列310可以为贴片天线。第三天线辐射阵列310可包括沿第二侧面132的延伸方向(即图2所示X轴方向)呈阵列设置的多个第三毫米波单元311(参考图6所示)。第三天线辐射阵列310与主板400电性连接，例如可以通过馈电走线并利用柔性电路板或弹片与主板电性400连接，以收发毫米波信号。

在一实施例中，第二毫米波模组300还包括第二天线基板320，第三辐射面301形成于第二天线基板320，第二天线基板320可以直接贴装于主板400，或者第三天线辐射阵列310设置于第二天线基板320并通过柔性电路板或者弹片与主板电性连接。另外，第二天线基板320也可以安装于承载主板400的支架。

在一实施例中，参考图2所示，第二侧面132开设有天线窗口1321，即中框101开设有天线窗口1321，第二毫米波模组300对位于天线窗口1321，即第二天线基板320外露于天线窗口1321，以使第三天线辐射阵列310所辐射的波束能够穿过天线窗口1321，从而第三天线辐射阵列310能够由天线窗口1321透过中框101发射和接收毫米波信号。天线窗口1321可以为开设于中框101上的通孔，也可以是填充于通孔内并能够供第二毫米波模组300所发射特定频率波束的填充物。在一实施例中，第二天线基板320的长度方向(图2和图,6所示X轴方向)和天线窗口1321的长度方向(图2和图7所示X轴方向)皆与第二侧面132的延伸方向平行，第二天线基板320的宽度方向(图2和图6所示Y轴方向)和天线窗口1321的宽度方向(图2和图7所示Y轴方向)皆与电子设备10的厚度方向平行。结合图6和图7所示，设天线窗口1321的长度值为L1，天线窗口1321的宽度值为W1，第二天线基板320的长度值为L2，第二天线基板320的宽度值为W2，则L1≥L2,且W1≥0.9W2。另外，参考图2所示，第三辐射面301与第二侧面132平行，在此设定第三辐射面301与第二侧面132之间的距离值S，则S≤3.72mm。如此设置，可以避免中框101对第二毫米波模组300辐射信号的屏蔽，实现广覆盖和高增益。示例性的，对于工作频率在24-40GHz的毫米波天线模组，L＝25mm，W＝4mm，S＝3.72mm。

图8为与本发明实施例提供的电子设备10相关的手机的部分结构的框图。手机700包括：毫米波模组710(包括第一毫米波模组200和第二毫米波模组300)、存储器720、输入单元730、显示单元740、传感器750、音频电路760、无线保真(wireless fidelity，WIFI)模块770、处理器780、以及电源790等部件。本领域技术人员可以理解，图8所示的手机结构并不构成对手机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

其中，毫米波模组710可用于收发信息或通话过程中信号的接收和发送，可将基站的下行信息接收后，给处理器780处理；也可以将上行的数据发送给基站。存储器720可用于存储软件程序以及模块，处理器780通过运行存储在存储器720的软件程序以及模块，从而执行手机700的各种功能应用以及数据处理。存储器720可主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能的应用程序、图像播放功能的应用程序等)等；数据存储区可存储根据手机700的使用所创建的数据(比如音频数据、通讯录等)等。此外，存储器720可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

输入单元730可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与手机700的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。在一个实施例中，输入单元730可包括触控面板731以及其他输入设备732。触控面板731，也可称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板731上或在触控面板731附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。在一个实施例中，触控面板731可包括触摸测量装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸测量装置测量用户的触摸方位，并测量触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸测量装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器780，并能接收处理器780发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板731。除了触控面板731，输入单元730还可以包括其他输入设备732。在一个实施例中，其他输入设备732可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)等中的一种或多种。

显示单元740可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及手机的各种菜单。显示单元740可包括显示面板741。在一个实施例中，可以采用液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)等形式来配置显示面板741。在一个实施例中，触控面板731可覆盖显示面板741，当触控面板731测量到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器780以确定触摸事件的类型，随后处理器780根据触摸事件的类型在显示面板741上提供相应的视觉输出。虽然在图8中，触控面板731与显示面板741是作为两个独立的部件来实现手机的输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板731与显示面板741集成而实现手机的输入和输出功能。

手机700还可包括至少一种传感器750，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。在一个实施例中，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板741的亮度，接近传感器可在手机移动到耳边时，关闭显示面板741和/或背光。运动传感器可包括加速度传感器，通过加速度传感器可测量各个方向上加速度的大小，静止时可测量出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等。此外，手机还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器等。

音频电路760、扬声器761和传声器762可提供用户与手机之间的音频接口。音频电路760可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器761，由扬声器761转换为声音信号输出；另一方面，传声器762将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路760接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器780处理后，经毫米波模组710可以发送给另一手机，或者将音频数据输出至存储器720以便后续处理。

处理器780是手机的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器720内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器720内的数据，执行手机的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。在一个实施例中，处理器780可包括一个或多个处理单元。在一个实施例中，处理器780可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器780中。

手机700还包括给各个部件供电的电源790(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器780逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

在一个实施例中，手机700还可以包括摄像头、蓝牙模块等。

本申请的电子设备10，在邻近本体100的侧周面130设置第一毫米波模组200和第二毫米波模组300的前提下，由于第一天线辐射阵列210所辐射波束的方向与电子设备10的厚度方向呈夹角设置，第二天线辐射阵列220所辐射波束的方向包括与第一天线辐射阵列210所辐射波束的方向垂直的方向，第三天线辐射阵列310所辐射波束的方向垂直于电子设备10的厚度方向，故在第一毫米波模组200和第二毫米波模组300的配合下能够实现毫米波信号的高增益和广覆盖，特别是对于大角度弯曲的曲面屏，也能覆盖侧边区域。并且在毫米波模组数量减少的前提下还能够释放电子设备10内部空间，有利于实现电子设备10轻薄化发展。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种电子设备，其特征在于，包括：

本体，具有第一表面、第二表面、以及连接所述第一表面和所述第二表面的侧周面，所述第一表面和所述第二表面在所述电子设备的厚度方向相背设置；

第一毫米波模组，邻近所述侧周面，所述第一毫米波模组包括第一天线辐射阵列和第二天线辐射阵列，所述第一天线辐射阵列和所述第二天线辐射阵列用于发射指向所述第一表面所在一侧的波束，且所述第一天线辐射阵列所辐射波束的方向与所述电子设备的厚度方向呈夹角设置，所述第二天线辐射阵列所辐射波束的方向包括与所述第一天线辐射阵列所辐射波束的方向垂直的方向；

第二毫米波模组，邻近所述侧周面并与所述第一毫米波模组间隔，所述第二毫米波模组包括第三天线辐射阵列，所述第三天线辐射阵列用于发射指向所述侧周面的波束，且所述第三天线辐射阵列所辐射波束的方向垂直于所述电子设备的厚度方向；

所述第一毫米波模组包括第一天线基板，所述第一天线基板具有相互垂直的第一辐射面和第二辐射面，所述第一辐射面和所述第二辐射面朝向所述第一表面所在一侧，且所述第一辐射面与所述第一表面呈夹角设置，所述本体内设有主板，所述第一毫米波模组和所述第二毫米波模组设于所述主板边缘，且所述第一天线基板朝向所述主板的内侧倾斜，以使所述第一辐射面与所述第一表面呈夹角设置；所述第一天线辐射阵列设置于所述第一辐射面，所述第二天线辐射阵列设置于所述第二辐射面；

所述第一辐射面与所述第一表面之间的夹角值Φ≥45°。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一天线辐射阵列和所述第二天线辐射阵列设置于所述第一辐射面。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述第一天线辐射阵列为贴片天线，所述第二天线辐射阵列为偶极子天线。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一天线辐射阵列为贴片天线，所述第二天线辐射阵列为贴片天线。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的电子设备，其特征在于，所述第一天线辐射阵列、所述第二天线辐射阵列和所述第三天线辐射阵列分别与所述主板电性连接。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述侧周面包括顺次连接的第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面，所述第一侧面与所述第三侧面相对设置，所述第二侧面与所述第四侧面相对设置，所述第一毫米波模组邻近所述第一侧面设置，所述第二毫米波模组邻近所述第二侧面设置。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述第一天线辐射阵列包括沿第一侧面的延伸方向呈阵列设置的多个第一毫米波单元，所述第二天线辐射阵列包括沿第一侧面的延伸方向呈阵列设置的多个第二毫米波单元，所述第三天线辐射阵列包括沿第二侧面的延伸方向呈阵列设置的多个第三毫米波单元。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述第二毫米波模组包括第二天线基板，所述第二天线基板具有第三辐射面，所述第三辐射面朝向所述第二侧面并平行于所述电子设备的厚度方向，所述第三天线辐射阵列设置于所述第三辐射面。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述第二侧面开设有天线窗口，所述第二天线基板外露于所述天线窗口，以使所述第三天线辐射阵列所辐射的波束能够穿过所述天线窗口。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述第二天线基板的长度方向和所述天线窗口的长度方向皆与所述第二侧面的延伸方向平行，所述第二天线基板的宽度方向和所述天线窗口的宽度方向皆与所述电子设备的厚度方向平行，所述天线窗口的长度值L1≥所述第二天线基板的长度值L2，所述天线窗口的宽度值W1≥0.9倍的所述第二天线基板的宽度值W2。

11.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述第三辐射面平行于所述第二侧面，所述第三辐射面与所述第二侧面之间的距离值S≤3.72mm。

12.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述本体包括中框、后盖和显示屏，所述后盖和所述显示屏连接于所述中框相背的两侧并形成收容所述第一毫米波模组和所述第二毫米波模组的收容空间，所述第一表面形成于所述后盖，所述第二表面形成于所述显示屏，所述侧周面形成于所述中框。

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