CN113394553B - 电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电子设备，包括框体，所述框体包括第一金属臂和第二金属臂，且所述第一金属臂和所述第二金属臂之间具有断口，所述第一金属臂和所述第二金属臂通过所述断口耦合连接；所述电子设备还包括介质辐射体、馈电结构和传输线，所述馈电结构设于所述介质辐射体，所述馈电结构通过所述传输线与所述电子设备的射频模块电连接，且所述介质辐射体至少部分位于所述断口内；其中，所述射频模块输出的射频信号通过所述馈电结构激励所述介质辐射体进行辐射。这样可以改善电子设备的辐射性能。

Description

电子设备
技术领域
本申请属于天线技术领域，具体涉及一种电子设备。
背景技术
随着第五代移动通信技术的发展，毫米波天线逐渐应用到手机、平板等小型电子设备上。然而，在保持电子设备的整体尺寸的情况下，增加毫米波天线，会使得各天线所分得的有效辐射空间减少，进而影响天线的整体辐射性能。
可见，相关技术中，电子设备的天线存在辐射性能差的问题。
发明内容
本申请旨在提供一种电子设备，能够解决相关技术中，电子设备的天线存在辐射性能差的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
本申请实施例提出了一种电子设备，包括框体，所述框体包括第一金属臂和第二金属臂，且所述第一金属臂和所述第二金属臂之间具有断口，所述第一金属臂和所述第二金属臂通过所述断口耦合连接；
所述电子设备还包括介质辐射体、馈电结构和传输线，所述馈电结构设于所述介质辐射体，所述馈电结构通过所述传输线与所述电子设备的射频模块电连接，且所述介质辐射体至少部分位于所述断口内；
其中，所述射频模块输出的射频信号通过所述馈电结构激励所述介质辐射体进行辐射。
在本申请的实施例中，通过将介质辐射体设于断口内，以使介质辐射体可以复用金属臂辐射体的设计空间，即介质辐射体可以复用第一金属臂和第二金属臂之间的断口，进而降低介质辐射体所需的安装空间，避免了电子设备的各天线的有效辐射空间减少的问题，以达到改善电子设备的天线的整体辐射性能的目的。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的框体的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的第二天线的结构示意图之一；
图4是本申请实施例提供的第二天线的结构示意图之二；
图5是本申请实施例提供的第二天线的结构示意图之三；
图6是本申请实施例提供的第二天线的结构示意图之四；
图7是本申请实施例提供的第二天线的结构示意图之五；
图8是本申请实施例提供的基板-传输线的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。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得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1至图8所示，本申请实施例提供一种电子设备，包括框体10，框体10包括第一金属臂11和第二金属臂12，且第一金属臂11和第二金属臂12之间具有断口13，第一金属臂11和第二金属臂12通过断口13耦合连接；
电子设备还包括介质辐射体20、馈电结构30和传输线40，馈电结构30设于介质辐射体20，馈电结构30通过传输线40与电子设备的射频模块71电连接，且介质辐射体20至少部分位于端口13内；
其中，射频模块输出的射频信号通过馈电结构30激励介质辐射体20。
本实施方式中，第一金属臂11和第二金属臂12可以是电子设备的金属臂辐射体，并可以是实现电子设备的第一天线的辐射功能的辐射体；而介质辐射体20可以是实现电子设备的第二天线的辐射功能的辐射体，即射频模块71、介质辐射体20、馈电结构30和传输线40可以构成电子设备的第二天线。
在一些实施方式中，实现电子设备的第一天线的辐射功能的辐射体可以是第一金属臂11，也可以是第二金属臂12，还可以是第一金属臂11和第二金属臂12的组合。
可以理解的是，射频模块71可以设于电子设备的主板70或者电路板上，且介质辐射体20作为第二天线的辐射体可以位于断口13内，即介质辐射体20位于第一金属臂11和第二金属臂12之间的断口13内，以使第二天线的辐射体可以复用金属臂辐射体的设计空间，进而降低第二天线的辐射体所需的安装空间，避免了电子设备的各天线的有效辐射空间减少的问题，以达到改善电子设备的天线的整体辐射性能的目的。
而且，通过将第二天线的辐射体设置在第一天线的断口内，还可以避免在框体10上单独设置供第二天线的辐射体放置的开孔或者断缝，并降低第二天线的辐射体对电子设备的外观影响；同时，减少框体10上的开孔或断缝的数量，还可以提升框体10的结构的稳定性和可靠性。
一示例中，第一天线的辐射频段可以是1450MHz-7.125GHz，即第一天线可以是Sub-6G天线；第二天线的辐射频段可以是24.25GHz-43GHz，即第二天线可以是毫米波天线。
其中，在第二天线为毫米波天线的情况下，介质辐射体20可以高介电常数材料制备得到的介质块或者介质体。这样通过将高介电常数的介质辐射体20至少部分设置在断口13内，并通过馈电结构30激励介质辐射体20，以形成介质谐振天线，避免了在框体10上单独设置供介质辐射体20放置的开孔或断缝。
可选地，介质辐射体20的陶瓷等高介电常数的材料构成，且介质辐射体20的形状可以是长方体、正方体、圆柱体等。
可选地，如图3至图6所示，介质辐射体20包括第一端面(未图示)、第二端面21和侧壁(未图示)，第一端面为介质辐射体20的显露于断口13的端面，第二端面21为介质辐射体20的背离第一端面的端面，侧壁的两端分别邻接第一端面和第二端面21，馈电结构30设于第二端面21上或侧壁上。
如图1所示，第一端面为介质辐射体20的显露于断口13的端面可以理解为第一端面为介质辐射体20的与第一金属臂11的外侧壁平齐的端面，或理解为第一端面为介质辐射体20的靠近第一金属臂11的外侧壁的一侧的端面。
本实施方式中，通过将介质辐射体20的显露于断口13的端面为第一端面，且如图3至图5所示，即在馈电结构30设置在第二端面21上的情况下，介质辐射体20可以产生从第二端面21朝向第一端面所在方向的辐射信号；如图6所示，即在馈电结构30设置在侧壁上的情况下，介质辐射体20可以产生垂直于该侧壁的方向的辐射信号；即可以通过调整馈电结构30的设置位置，以调整介质辐射体20的辐射方向，进而优化电子设备的天线辐射性能。
一示例中，在断口13为框体10的短边框上的断口，且馈电结构30设置在第二端面21的情况下，则介质辐射体20可以产生垂直于该短边框的辐射信号；相应地，在断口13为框体10的长边框上的断口，且馈电结构30设置在第二端面21的情况下，则介质辐射体20可以产生垂直于该长边框的辐射信号。
其中，在框体10的短边框和长边框上均设有断口，且断口内均设有介质辐射体20的情况下，可以满足双极化或者多进多出的天线架构，还可以用于毫米波通信，以及用于毫米波雷达的测距和测角。
如图6所示，在馈电结构30设于平行电子设备的显示面的侧壁上的情况下，馈电结构30可以激励介质辐射体20产生垂直于显示面的辐射信号。其中，馈电结构30设置在介质辐射体20的背离显示面的一侧的侧壁上的情况下，馈电结构30可以激励介质辐射体20产生显示面方向的辐射，以实现在极致全面屏的场景下，实现朝向显示面方向的辐射信号覆盖，比如实现朝向屏幕方向的毫米波信号覆盖。
相应地，馈电结构30设置在介质辐射体20的朝向显示面的一侧的侧壁上的情况下，馈电结构30可以激励介质辐射体20产生电子设备的后盖方向的辐射，以实现辐射信号在后盖方向的覆盖。
可以理解的是，在馈电结构30设置在第二端面21上的情况下，馈电结构30可以设置在第二端面21的中部区域，也可以设置在第二端面21的边缘区域；相应地，在馈电结构30设置在侧壁上的情况下，馈电结构30可以设置在侧壁的中部区域，也可以设置在侧壁上的邻近第二端面21的区域。
其中，馈电结构30在第二端面21或侧壁上的具体设置位置，可以基于介质辐射体20的实际辐射需求进行设计。
可选地，馈电结构30可以是馈电金属片，比如金属片；馈电结构30还可以是馈电探针，比如圆柱形金属柱。
其中，在馈电结构30为馈电金属片的情况下，可以基于贴覆工艺，将馈电金属片贴合第二端面21或侧壁设置，以便实现馈电金属片对介质辐射体20的激励；而在馈电结构为馈电探针的情况下，可以基于插接工艺，将馈电探针的一端通过第二端面21或侧壁埋入介质辐射体20，进而实现馈电探针对介质辐射体20的激励。
需要说明的是，馈电探针的另一端可以通过传输线40与射频模块电连接，以便接收射频模块输出的射频信号。
可选地，电子设备还包括辐射体外壳(未图示)，辐射体外壳包裹介质辐射体20设置，且介质辐射体20的介电常数大于辐射体外壳的介电常数；
其中，馈电结构30穿过辐射体外壳与介质辐射体20连接。
本实施方式中，可以在介质辐射体20的表面覆盖辐射体外壳，以便介质辐射体20可以更好与框体10结合，即更好与电子设备的整机结构结合，进而提升电子设备的整机外观效果。
而且，还可以选择辐射体外壳的介电常数以及形状，以进一步改善介质辐射体20的辐射性能。
其中，可以通过注塑成型的方式，在介质辐射体20的表面形成辐射体外壳，这样还可以提升介质辐射体20与辐射体外壳的整体性。
可选地，如图7所示，电子设备包括至少两个介质辐射体20，至少两个介质辐射体20均至少部分位于断口13内，且每一介质辐射体20均对应设有馈电结构30；
其中，至少两个介质辐射体20中的任意两个相邻的介质辐射体20之间通过辐射体连接件50连接并分隔，且介质辐射体20的介电常数大于辐射体连接件50的介电常数。
本实施方式中，通过在断口13内设置至少两个介质辐射体20，可以提升第二天线的增益，以便第二天线具备波束扫描能力。
其中，至少两个介质辐射体20均至少部分位于断口13内可以理解为每一介质辐射体的与馈电结构30的部分可以延伸至框体10的内侧，即每一介质辐射体的沿断口深度方向的长度大于断口13的深度设置，以便介质辐射体可以更好的与馈电结构30连接，并避免馈电结构30占用介质辐射体20在断口13中的设置空间，并在一定程度上达到减少断口13的宽度的目的，以及提升电子设备的外观效果。
在一些实施方式中，至少两个介质辐射体20还可以共用一个传输线40；在另一些实施方式中，每一个馈电结构30可以单独设置一个传输线40，也可以通过功分网络馈电的方式，对馈电结构30进行馈电。
其中，在断口13内设有多个介质辐射体20的情况下，第二天线还可以实现更高频率的毫米波通信及雷达感知或者太赫兹通信及雷达感知。
进一步可选地，至少两个介质辐射体20可以相对辐射体连接件50均匀间隔设置，并形成辐射体阵列，以进一步提升天线的增益，并实现天线的波束扫描功能。
可选地，如图8所示，电子设备还包括基板60，传输线40可以是设于基板60上的微带馈线。
而且，电子设备还包括主板70，射频模块设置在主板70上，射频模块可以通过主板70上的射频走线72与微带馈线电连接，并通过微带馈线与馈电结构30电连接。
其中，传输线40可以是设于基板60上的带状线结构，也可以共面波导结构，还可以是柔性电路板等，传输线40的材质可以是液晶高分子聚合物或者其他低损耗材料。而且，传输线40的一端可以直接焊接到主板70上的射频走线72的触点上，或者通过板对板连接器实现与主板70的电连接。
射频模块输出的射频信号，可以通过射频走线72传输至传输线40，然后通过传输线40传输至馈电结构30，并通过馈电结构30激励介质辐射体20的谐振模式，进而使介质辐射体20产生辐射，以实现第二天线的辐射功能。
另外，本申请中的框体10可以是电子设备的金属中框或者金属边框，其可以用作电子设备的天线结构的辐射体。
需要说明的是，本申请中的电子设备可以是为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personalcomputer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种电子设备，其特征在于，包括框体，所述框体包括第一金属臂和第二金属臂，所述第一金属臂和所述第二金属臂是所述电子设备的辐射体，且所述第一金属臂和所述第二金属臂之间具有断口，所述第一金属臂和所述第二金属臂通过所述断口耦合连接；
所述电子设备还包括介质辐射体、馈电结构和传输线，所述馈电结构设于所述介质辐射体，所述馈电结构通过所述传输线与所述电子设备的射频模块电连接，且所述介质辐射体部分位于所述断口内；
其中，所述射频模块输出的射频信号通过所述馈电结构激励所述介质辐射体进行辐射；
所述介质辐射体包括第一端面、第二端面和侧壁，所述第一端面为所述介质辐射体的显露于所述断口的端面，所述第二端面为所述介质辐射体的背离所述第一端面的端面，所述侧壁的两端分别邻接所述第一端面和所述第二端面，所述馈电结构设于所述第二端面上或所述侧壁上。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述馈电结构设于平行电子设备的显示面的所述侧壁上，以使激励所述介质辐射体产生垂直于所述显示面的辐射信号。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述馈电结构为馈电金属片，所述馈电金属片贴合所述第二端面或所述侧壁设置。
4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述馈电结构为馈电探针，所述馈电探针的一端与所述第二端面或所述侧壁插接，另一端通过所述传输线与所述射频模块电连接。
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辐射体外壳，所述辐射体外壳包裹所述介质辐射体设置，且所述介质辐射体的介电常数大于所述辐射体外壳的介电常数；
其中，所述馈电结构穿过所述辐射体外壳与所述介质辐射体连接。
6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括至少两个所述介质辐射体，至少两个所述介质辐射体均至少部分位于所述断口内，且每一所述介质辐射体均对应设有所述馈电结构；
其中，至少两个所述介质辐射体中的任意两个相邻的介质辐射体之间通过辐射体连接件连接并分隔，且所述介质辐射体的介电常数大于所述辐射体连接件的介电常数。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，至少两个所述介质辐射体相对所述辐射体连接件均匀间隔设置，并形成辐射体阵列。
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，所述电子设备还包括基板，所述传输线为设于所述基板上的微带馈线。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括主板，所述射频模块设置在所述主板上，且所述射频模块通过所述主板上的射频走线与所述微带馈线电连接，并通过所述微带馈线与所述馈电结构电连接。
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