CN112467339B - 天线及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种天线及电子设备，涉及通信技术领域。其中，所述天线包括金属边框、馈电载板和地板，金属边框包括第一边框，第一边框上开设有至少一个第一通孔，馈电载板位于第一边框内侧，所述馈电载板包括第一介质层、第二介质层及至少一个第一馈电结构，第一介质层位于第一边框与第二介质层之间，第一馈电结构设于第二介质层与第一介质层之间，所述至少一个第一馈电结构与所述至少一个第一通孔一一对应设置。本申请提供的方案解决了现有的毫米波天线设计方案会占据其他天线的辐射空间，导致天线性能下降的问题。

Description

天线及电子设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线及电子设备。

背景技术

随着通信技术的发展，毫米波天线的设计被逐渐引入到一些小的电子设备上，如手机、平板电脑，甚至笔记本电脑等。目前，毫米波的天线设计方案主要是采用封装天线(Antenna in package，AIP)的技术与工艺，将毫米波阵列天线、射频集成电路(RadioFrequency Integrated Circuit，RFIC)以及电源管理集成电路(Power ManagementIntegrated Circuit，PMIC)集成在一个模块内，再将该模块置入电子设备内部，而这样的设计方式会占据其他天线的辐射空间，导致天线性能下降。

发明内容

本申请实施例提供一种天线及电子设备，以解决现有的毫米波天线设计方案会占据其他天线的辐射空间，导致天线性能下降的问题。

为解决上述问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种天线，包括金属边框、馈电载板和地板；

所述金属边框包括第一边框，所述第一边框上开设有至少一个第一通孔，所述馈电载板位于所述第一边框内侧，所述馈电载板包括第一介质层、第二介质层及至少一个第一馈电结构，所述第一介质层位于所述第一边框与所述第二介质层之间，所述第一馈电结构设于所述第二介质层与所述第一介质层之间，所述第一馈电结构的数量与所述第一通孔的数量一致，所述至少一个第一馈电结构与所述至少一个第一通孔一一对应设置。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括如第一方面所述的天线。

本申请实施例提供的方案，金属边框的第一边框上设有至少一个第一通孔，馈电载板位于该第一边框内侧，而馈电载板上连接有馈电结构，如毫米波馈电结构，也就将毫米波天线与电子设备的金属边框设计在了一起，利用金属边框作为辐射体，可获得较好的天线性能，且相比于将毫米波天线集成封装在模块上再置入电子设备内部，本申请这样的设计减小了对电子设备内部空间的占用，也更加缩小了金属边框上开孔的面积，更有利于电子设备向轻薄化发展。

附图说明

图1是适用本申请实施例提供的天线的一种电子设备的结构图；

图2是图1中第一边框的局部结构图；

图3是本申请实施例提供的一种天线的爆炸图；

图4是本申请实施例提供的一种天线中馈电载板的爆炸图；

图5是本申请实施例提供的一种天线中第一馈电结构与第一通孔的结构图；

图6是本申请实施例提供的另一种天线中馈电载板的爆炸图；

图7是图6中第三介质层与第四介质层的局部结构图。

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，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种天线。

请参照图1至图5，所述天线包括金属边框10、馈电载板20和地板30，金属边框10可以是电子设备壳体的边框。金属边框10包括第一边框11，第一边框11上开设有至少一个第一通孔12，馈电载板20位于第一边框11内侧，馈电载板20包括第一介质层21、第二介质层22及至少一个第一馈电结构41，第一介质层21位于第一边框11与第二介质层22之间，第一馈电结构41设于第二介质层22与第一介质层21之间，第一馈电结构41的数量与第一通孔12的数量一致，至少一个第一馈电结构41与至少一个第一通孔12一一对应设置。

本申请实施例中，第一边框11上开设有第一通孔12，例如第一通孔12为十字形通孔，或者第一通孔12也可以是其他形状。第一边框11的内侧设置有馈电载板20，馈电载板20上设有与第一通孔12一一对应的第一馈电结构41，可以理解地，第一馈电结构41能够接入信号。其中，第一通孔12内填充有非导电材质，第一通孔12与第一馈电结构41对应设置，也就能够避免对第一馈电结构41上信号的干扰。这样，馈电载板20上的第一馈电结构41与第一边框11上的第一通孔12构成了第一天线，第一馈电结构41可以是接入毫米波信号，第一天线为毫米波天线。

可选的，如图3所示，第一边框11形成有凹槽，第一通孔12设置于凹槽的槽底，馈电载板20收容于凹槽内。这样，也就更好地利用了金属边框10的结构，将馈电载板20收容在金属边框中，也就无需额外占用电子设备内部的空间，更有利于电子设备内其他器件的安装设计。其中，馈电载板20可以是与凹槽的槽底紧密贴合，例如可以是通过粘胶的方式粘接在槽底，确保了馈电载板20的稳固性。

需要说明的是，第一通孔12的数量为至少一个。可选的，如图2和图3所示，第一通孔12的数量为四个，馈电载板20上设置的第一馈电结构41的数量也为四个，一个第一馈电结构41对应一个第一通孔12，每个第一馈电结构41可以是接入毫米波信号，四个第一通孔12与四个第一馈电结构41形成毫米波天线阵列。其中，四个第一馈电结构41间隔设置，例如任意相邻的两个第一馈电结构41之间可以是设置有隔离墙，以提升相邻毫米波天线之间的隔离度。通过这样的设置，也就将毫米波天线与电子设备的金属边框10设计在了一起，利用金属边框10作为辐射体，可获得较好的天线性能，且相比于将毫米波天线集成封装在模块上再置入电子设备内部，本申请这样的设计减小了对电子设备内部空间的占用，也更加缩小了金属边框10上开孔的面积，更有利于电子设备向轻薄化发展。

可选地，第一边框11和馈电载板20构成第一天线，金属边框10构成第二天线，第一天线和第二天线均与地板30连接。在一些实施例中，第二天线可以是蜂窝(cellular)天线，或者是非蜂窝(no-cellular)天线。为更好地与毫米波天线区别，本申请实施例的以下描述中，将第二天线称之为非毫米波天线。

本申请实施例中，金属边框10还可以包括第二边框，第二边框为金属边框10的除第一边框11外的部分。金属边框10构成第二天线，第二天线可以是第一边框11或者第二边框中的至少一者构成。例如，第二天线由第一边框11构成，这种情况下，第一天线和第二天线也就共用一段金属边框10，这样也就将毫米波天线阵列与非毫米波天线设计在了同一段金属边框10中，避免占用额外的天线空间，更有利于电子设备向轻薄化发展。

或者，第二天线由第二边框构成，这种情况下，第一天线和第二天线也就是分开各自设置的，这样能够降低第一天线与第二天线之间的相关干扰，更有利于电子设备天线系统的稳定性。又或者，金属边框10由第一边框11和第二边框组成，第二天线包括第一边框11和第二边框，那么也就是整个金属边框10构成第二天线，这样也就相当于第一天线和第二天线共用了金属边框10。

请进一步参照图4和图5，馈电载板20包括第一介质层21和第二介质层22，第一介质层21位于第一边框11与第二介质层22之间，第一馈电结构41夹在第一介质层21与第二介质层22之间，第一馈电结构41与第一通孔12之间还设置有第一介质层21，使得第一馈电结构41与第一通孔12之间存在耦合。可选的，所述第一介质层21和第二介质层22可以是非导电材质构成。

进一步地，第一通孔12包括第一缝隙121和第二缝隙122，第一缝隙121的长度方向与所述第二缝隙122的长度方向相垂直。第一馈电结构41包括第一微带线411、第二微带线412和第三微带线413，第一微带线411的两端分别连接第二微带线412和第三微带线413，第二微带线412的自由端与第一缝隙121的第一端对应设置，第三微带线413的自由端与第一缝隙121的第二端对应设置，第一微带线411的长度方向与第一缝隙121的长度方向平行，且第一微带线411包括第一信号馈入端414，第一信号馈入端414与第二缝隙122的一端对应设置。

请具体参照图5，第一缝隙121和第二缝隙122构成了十字形的第一通孔12。第二微带线412、第一微带线411及第三微带线413依次连接形成“U”形的微带线馈电结构。其中第二微带线412和第三微带线413在长度方向上均与第一微带线411的长度方向垂直，且第二微带线412的自由端和第三微带线413的自由端分别与第一缝隙121的两端对应设置，而第一微带线411的中部设置有第一信号馈入端414，且该第一信号馈入端414与第二缝隙122的一端对应设置。这样的设置，使得当第一馈电结构41通过第一信号馈电端414引入毫米波信号激励时，能够产生覆盖n257，n260，n258频段的带宽，并能获得较好的增益，更好地确保了毫米波天线的性能。

本申请实施例中，第一馈电结构41的数量为至少两个，馈电载板20还设置有至少一个隔离墙25，一个所述隔离墙25位于相邻的两个第一馈电结构41之间。如图4所示，第一馈电结构41的数量为四个，隔离墙25的数量为三个，相邻的两个第一馈电结构41之间设置有一个隔离墙25，隔离墙25的设置能够提升相邻毫米波天线之间的隔离波，避免相邻毫米波天线信号的干扰。其中，隔离墙25可以是导电介质材质构成。例如，馈电载板20上可以是开设有多个缝隙，每一个缝隙内填充导电介质，以形成隔离墙25。

需要说明的是，馈电载板20还包括第一馈电结构41的参考地层，所述参考地层与第一边框11可导通，以作为毫米波天线的反射器，使得毫米波天线获得较好的增益，并且可方便的对毫米波天线进行馈电，降低馈电路径损耗，能够屏蔽电子设备内部器件对天线性能的影响。

本申请实施例还提供了另一种天线，与上述图1至图5所述天线的不同之处在于第二天线的结构不同。请进一步参照图6和图7，在图4所示馈电载板20结构的基础上，馈电载板20进一步还包括第三介质层23和第四介质层24，第三介质层23位于第一介质层21与第四介质层24之间，第四介质层24位于第三介质层23与第二介质层22之间。其中，第三介质层23的朝向第一介质层21的一侧间隔设置有至少一个第二馈电结构42，第四介质层24与第三介质层23之间设有金属层26，金属层26形成有至少一个第二通孔27，且第二馈电结构42的数量与第二通孔27的数量一致，至少一个第二馈电结构42与至少一个第二通孔27一一对应设置。

本实现方式中，第二通孔27由设置在第三介质层23上的金属层26挖空形成，而第四介质层24上设置有与第二通孔27对应的第二馈电结构42，且第二馈电结构42对应一个第二通孔27，第二馈电结构42也可以是接入毫米波信号。这样的设置，也就使得馈电载板20包括第一馈电结构41和第二馈电结构42，使得馈电载板20与第一边框11形成的毫米波天线可获得双极化性能，形成多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)功能，进而能够提升数据的传输速率，增加毫米波天线的无线连接能力，减少通信断线的机率，提升电子设备的通信效果和用户体验。

进一步地，第二通孔27包括第三缝隙271和第四缝隙272，第三缝隙271相对于第一边框11的正投影与第一缝隙121重合，第四缝隙272相对于第一边框11的正投影与第二缝隙122重合。第二馈电结构42包括第四微带线421、第五微带线422和第六微带线423，第四微带线421的两端分别连接第五微带线422和第六微带线423，第五微带线422的自由端与第四缝隙272的第一端对应设置，第六微带线423的自由端与第四缝隙272的第二端对应设置，第四微带线421的长度方向与第四缝隙272的长度方向平行，且第四微带线421包括第二信号馈入端424，第二信号馈入端424与第三缝隙271的一端对应设置。

本实现方式中，第三缝隙271和第四缝隙272构成十字形的第二通孔27，且第二通孔27在第一边框11上的正投影与第一通孔12重合，也即第二通孔27与第一通孔12在尺寸及形状上均一致。第二馈电结构42同样也是三条微带线相连接构成的“U”形微带线馈电结构，第二馈电结构42上的第二信号馈入端424与第三缝隙271的一端对应设置，而第一馈电结构41上的第一信号馈入端414与第二缝隙122的一端对应设置，第二缝隙122与第三缝隙271相垂直，进而第一信号馈入端414与第二信号馈入端424也就分别设置在相垂直的两个方向上，以避免出现信号干扰。

可选的，第二馈电结构42的数量与第一馈电结构41的数量一致，一个第二馈电结构42与一个第一馈电结构41一一对应设置。进而，第一馈电结构41、第一通孔12、第二馈电结构42及第二通孔27的数量均一致，以确保毫米波天线的双极化性能，提升数据的传输速率。

需要说明的是，隔离墙25为导电材质，金属层26也为导电材质，金属层26与隔离墙25相接触，馈电载板20与第一边框11贴合设置，进而隔离墙25也就是与第一边框11相接触的，设置于馈电载板20内的金属层26也就能够通过隔离墙25实现与第一边框11的连接，金属层26与第一边框11可接地设置。

本申请实施例中，馈电载板20可以是通过印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)工艺实现。

本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上实施例中所述的天线，具有所述天线的全部技术特征，并能达到相同的技术效果，为避免重复，此处不再赘述。

可选的，电子设备可以包括：手机、平板电脑、电子书阅读器、MP3播放器、MP4播放器、数码相机、膝上型便携计算机、车载电脑、台式计算机、机顶盒、智能电视机、可穿戴设备等。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种天线，其特征在于，包括金属边框、馈电载板和地板；

所述金属边框包括第一边框，所述第一边框上开设有至少一个第一通孔，所述馈电载板位于所述第一边框内侧，所述馈电载板包括第一介质层、第二介质层及至少一个第一馈电结构，所述第一介质层位于所述第一边框与所述第二介质层之间，所述第一馈电结构设于所述第二介质层与所述第一介质层之间，所述第一馈电结构的数量与所述第一通孔的数量一致，所述至少一个第一馈电结构与所述至少一个第一通孔一一对应设置；

所述第一通孔包括第一缝隙和第二缝隙，所述第一缝隙的长度方向与所述第二缝隙的长度方向相垂直；

所述第一馈电结构包括第一微带线、第二微带线和第三微带线，所述第一微带线的两端分别连接所述第二微带线和所述第三微带线，所述第二微带线的自由端与所述第一缝隙的第一端对应设置，所述第三微带线的自由端与所述第一缝隙的第二端对应设置，所述第一微带线的长度方向与所述第一缝隙的长度方向平行，且所述第一微带线包括第一信号馈入端，所述第一信号馈入端与所述第二缝隙的一端对应设置；

所述馈电载板还包括第三介质层和第四介质层，所述第三介质层位于所述第一介质层与所述第四介质层之间，所述第四介质层位于所述第三介质层与所述第二介质层之间；其中，所述第三介质层的朝向所述第一介质层的一侧间隔设置有至少一个第二馈电结构，所述第四介质层与所述第三介质层之间设有金属层，所述金属层形成有至少一个第二通孔，且所述第二馈电结构的数量与所述第二通孔的数量一致，所述至少一个第二馈电结构与所述至少一个第二通孔一一对应设置；

所述第二通孔包括第三缝隙和第四缝隙，所述第三缝隙相对于所述第一边框的正投影与所述第一缝隙重合，所述第四缝隙相对于所述第一边框的正投影与所述第二缝隙重合；

所述第二馈电结构包括第四微带线、第五微带线和第六微带线，所述第四微带线的两端分别连接所述第五微带线和所述第六微带线，所述第五微带线的自由端与所述第四缝隙的第一端对应设置，所述第六微带线的自由端与所述第四缝隙的第二端对应设置，所述第四微带线的长度方向与所述第四缝隙的长度方向平行，且所述第四微带线包括第二信号馈入端，所述第二信号馈入端与所述第三缝隙的一端对应设置。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一馈电结构的数量为至少两个，所述馈电载板还设置有至少一个隔离墙，一个所述隔离墙位于相邻的两个所述第一馈电结构之间。

3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第二馈电结构的数量与所述第一馈电结构的数量一致，一个所述第二馈电结构与一个所述第一馈电结构一一对应设置。

4.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述隔离墙及所述金属层均为导电材质，所述金属层与所述隔离墙相接触。

5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一边框形成有凹槽，所述第一通孔设置于所述凹槽的槽底，所述馈电载板收容于所述凹槽内。

6.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一边框和所述馈电载板构成第一天线，所述金属边框构成第二天线，所述第一天线和所述第二天线均与所述地板连接。

7.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的天线。