CN113725589B - 一种电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种电子设备，电子设备包括天线系统、第一壳体、第二壳体以及用于连接所述第一壳体和所述第二壳体的第三壳体；所述第一壳体的内部与所述第三壳体的内部连通；所述天线系统位于所述第三壳体内部；所述天线系统包括天线和接地板，所述天线和所述接地板分别与所述第一壳体内部的地连接；电子设备处于打开状态时，第一壳体的第一表面和第二壳体的第一表面之间形成第一开口，所述天线位于所述接地板的远离所述第一开口的一侧；所述接地板用于反射所述天线在所述第一开口方向的辐射。本发明实施例通过增加接地板降低电子设备中天线辐射的方向性。

Description

一种电子设备

【技术领域】

本发明涉及天线领域，尤其涉及一种电子设备。

【背景技术】

当前全面屏的笔记本电脑中，显示屏和键盘之间设置有一壳体，该壳体与显示屏和键盘连接，使得笔记本通过转轴打开或闭合。其中，笔记本电脑的天线放置在该壳体的内部。

天线放置在该壳体内部时会产生辐射，用户在使用笔记本电脑时，笔记本电脑处于打开状态，显示屏和键盘之间形成一开口，天线辐射的方向主要集中在该开口的方向，导致天线辐射的方向性较高。

【发明内容】

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电子设备，通过增加接地板降低电子设备中天线辐射的方向性。

第一方面，本发明实施例提供了一种电子设备，电子设备包括：天线系统、第一壳体、第二壳体以及用于连接第一壳体和第二壳体的第三壳体；

第一壳体的内部与第三壳体的内部连通；天线系统位于第三壳体内部；

天线系统包括天线和接地板，天线和接地板分别与第一壳体内部的地连接；

电子设备处于打开状态时，第一壳体的第一表面和第二壳体的第一表面之间形成第一开口，天线位于接地板的远离第一开口的一侧；

接地板用于反射天线在第一开口方向的辐射。

在一种可能的实现方式中，接地板具备第二开口，第二开口朝向天线。

在一种可能的实现方式中，接地板包括第一弯折面和第二弯折面，第一弯折面和第二弯折面之间形成第二开口。

在一种可能的实现方式中，第一弯折面和第二弯折面之间具有相交线，第二弯折面沿垂直于相交线方向的宽度大于1/4波长。

在一种可能的实现方式中，第一弯折面和第二弯折面之间的夹角包括90度。

在一种可能的实现方式中，天线的接地点和接地板的接地端分别与地连接。

在一种可能的实现方式中，接地板沿接地端伸展方向的宽度大于1/2波长。

在一种可能的实现方式中，接地点通过弹片或者螺钉与地连接。

在一种可能的实现方式中，接地端与地之间通过弹片弹接、锁螺钉连接或者用导电泡棉压接。

在一种可能的实现方式中，接地板的形状包括L型。

在一种可能的实现方式中，接地板的形状包括C型或者圆弧型。

在一种可能的实现方式中，第一壳体的第一表面和第二壳体的第一表面之间的夹角包括0度至180度。

在一种可能的实现方式中，电子设备的通信频率范围包括2.4GHz～2.5GHz。

在一种可能的实现方式中，电子设备包括笔记本电脑。

在一种可能的实现方式中，第一壳体包括显示屏，第二壳体包括键盘；或者，第一壳体包括键盘，第二壳体包括显示器。

在一种可能的实现方式中，天线包括IFA天线。

本发明实施例提供的一种电子设备的技术方案中，电子设备包括天线系统、第一壳体、第二壳体以及用于连接第一壳体和第二壳体的第三壳体；第一壳体的内部与第三壳体的内部连通；天线系统位于第三壳体内部；天线系统包括天线和接地板，天线和接地板分别与第一壳体内部的地连接；电子设备处于打开状态时，第一壳体的第一表面和第二壳体的第一表面之间形成第一开口，天线位于接地板的远离第一开口的一侧；接地板用于反射天线在第一开口方向的辐射。本发明实施例通过增加接地板降低电子设备中天线辐射的方向性。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图2为图1中电子设备处于闭合状态的结构示意图；

图3为图1中电子设备沿A-A方向的剖面图；

图4为图3中天线系统的放大图；

图5为图1中电子设备的一种结构示意图；

图6为图1中电子设备的又一种结构示意图；

图7为图4中天线系统的立体结构示意图；

图8为图7中天线的结构示意图；

图9为图7中沿X方向视角的天线系统的结构示意图；

图10为相关技术中天线的辐射方向图；

图11为相关技术中电子设备的电流分布图；

图12为相关技术中电子设备的电场分布图；

图13为本发明实施例提供的天线的辐射方向图；

图14为本发明实施例提供的电子设备的电流分布图；

图15为本发明实施例提供的电子设备的电场分布图；

图16为本发明实施例提供的天线的电流分布图；

图17为本发明实施例提供的接地板的电流分布图；

图18为本发明实施例提供的天线辐射的方向性改善的一种示意图；

图19为本发明实施例提供天线辐射的方向性改善的另一种示意图；

图20为本发明实施例提供天线辐射的方向性改善的另一种示意图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅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，甲和/或乙，可以表示：单独存在甲，同时存在甲和乙，单独存在乙这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

相关技术中，用户在使用电子设备，例如：笔记本电脑时，笔记本电脑处于打开状态，此时笔记本电脑的显示屏和键盘的表面之间的夹角包括110度，显示屏和键盘之间形成一开口，笔记本电脑中天线一般位于显示屏和键盘之间设置的壳体内部，天线在该壳体内部产生辐射，此时天线的辐射由于受到显示屏和键盘的壳体形成的二面角反射，使得天线辐射的方向主要集中在该开口的方向，导致天线辐射的方向性较高。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电子设备。图1为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，图2为图1中电子设备处于闭合状态的结构示意图，图3为图1中电子设备沿A-A方向的剖面图，图4为图3中天线系统的放大图，图5为图1中电子设备的一种结构示意图；图6为图1中电子设备的又一种结构示意图。

如图1和图2所示，电子设备10包括第一壳体11、第二壳体12以及用于连接第一壳体11和第二壳体12的第三壳体13；第一壳体11和第三壳体13之间固定连接；第二壳体12和第三壳体13之间转动连接。具体地，第二壳体12设置有凹槽结构，第三壳体13的两端分别设置有转轴18，一个转轴18与第三壳体13的一端和第二壳体12连接，另一个转轴18与第三壳体13的另一端和第二壳体12连接。使得第二壳体12和第三壳体13之间能够通过转轴18转动连接，从而使得电子设备10可通过转轴18处于打开状态或者闭合状态。其中，如图1所示，电子设备10处于打开状态，第一壳体11的第一表面111和第二壳体12的第一表面121之间形成第一开口16；如图2所示，电子设备10处于闭合状态。第一壳体11的第一表面111和第二壳体12的第一表面121之间具有夹角α。作为一种可选的方案，夹角α包括0度至180度，其中，电子设备10处于闭合状态时，夹角α等于0度。

本发明实施例中，电子设备10包括笔记本电脑。作为一种可选方案，第一壳体11包括显示屏，第二壳体12包括键盘；具体地，第一壳体11的第一表面111包括显示屏，第二壳体12的第一表面121包括键盘。作为另一种可选方案，第一壳体11包括键盘，第二壳体12包括显示器；具体地，第一壳体11的第一表面111包括键盘，第二壳体12的第一表面121包括显示屏。

如图3所示，第一壳体11的内部与第三壳体13的内部连通。电子设备10还包括天线系统，天线系统位于第三壳体13内部。天线系统包括天线14和接地板15。天线14和接地板15分别与第一壳体11内部的地113连接。第一壳体11的第一表面111与第二壳体12的第一表面121之间具有第一开口16，天线14位于接地板15的远离第一开口16的一侧；天线14用于产生辐射、接收信号或者发送信号，接地板15用于反射天线14在第一开口16方向的辐射。本发明实施例中，天线14的辐射包括电磁辐射。

需要说明的是，天线14和接地板15在第三壳体13内部不连接。

本发明实施例中，如图5所示，为了清晰地示出天线系统，图5中未示出第三壳体13和第一壳体11的第一表面111；由于天线14位于接地板15的远离第一开口16的一侧，因此从第一开口16的一侧只能看到接地板15。如图6所示，为了清晰地示出天线系统，图6中未示出第三壳体13。

本发明实施例中，第一壳体11内部的地113包括第一壳体11内部的能够作为接地端的结构，例如：地113包括第一壳体11内部任何与第一壳体11的金属表面连接的结构。作为一种可选的方案，地113位于第一壳体11内部的靠近天线系统的位置，以便于地113与天线14和接地板15连接。

上述提供的电子设备10包括两个转轴，但本发明对此不作限定。

如图3和图4所示，接地板15具备第二开口17，第二开口17朝向天线14。天线14和接地板15分别与第一壳体11内部的地113连接，具体地，天线14的接地点141与地113连接，接地板15的接地端151与地113连接。

本发明实施例中，接地板15的材料包括金属。

可选地，接地点141通过弹片或者螺钉与地113连接。

可选地，接地端151与地113之间通过弹片弹接、锁螺钉连接或者用导电泡棉压接。

图7为图4中天线系统的立体结构示意图。如图7所示，接地板15包括第一弯折面152和第二弯折面153，第一弯折面152和第二弯折面153之间形成第二开口17。第一弯折面152和第二弯折面153之间具有相交线154。接地板15还包括开放末端155。

本发明实施例中，如图7所示，接地板15的形状包括L型。在实际应用中，可选地，接地板15的形状还可以包括C型或者圆弧型，图中未具体画出。

如图7所示，接地板15沿接地端151伸展方向的宽度d1大于1/2波长，从而能够对天线14辐射的方向性起到良好的改善效果。当然，当接地板15沿接地端151伸展方向的宽度d1小于或等于1/2波长时，也能够对天线14辐射的方向性起到一定程度的改善效果。

如图7所示，接地板15的第二弯折面153沿垂直于相交线154方向的宽度d2越长，对天线14辐射的方向性起到的改善效果越大。作为一种可选的方案，接地板15的第二弯折面153沿垂直于相交线154方向的宽度d2大于1/4波长时，从而能够对天线辐射的方向性起到良好的改善效果。

本发明实施例中，当接地板15的形状包括L型时，相交线154与接地端151的伸展方向平行。第二弯折面153上与相交线154平行的侧边为接地板15的开放末端155。接地板15的第一弯折面152和天线14的靠近第一弯折面152的表面之间可以平行，也可以不平行。其中，第一弯折面152和天线14的靠近第一弯折面152的表面之间的距离受限制于第三壳体13厚度的大小，第三壳体13的厚度一般包括3mm至6mm。由于第一弯折面152和天线14的靠近第一弯折面152的表面之间的距离越大，天线14的性能会越好。因此本发明实施例中，通常根据第三壳体13的厚度，将第一弯折面152和天线14的靠近第一弯折面152的表面之间的距离设置的越大越好，但是不会超过第三壳体13的厚度。

如图4和图7所示，第一弯折面152和第二弯折面153之间具备夹角β。本发明对夹角β的范围不作限定。作为一种可选方案，夹角β包括90度，此时接地板15对天线14的辐射能起到良好的反射作用。

图8为图7中天线的结构示意图，图9为图7中沿X方向视角的天线系统的结构示意图。其中，X方向包括垂直于第一弯折面151的方向。

本发明实施例中，天线14的材料包括金属。

本发明实施例中，天线14包括无源天线。

本发明实施例中，天线14的工作波长包括1/4波长。本发明实施例对天线14的类型不做限定。作为一种可选方案，如图7至图9所示，天线14包括IFA天线。IFA天线亦称为倒F天线，它的形状为倒置的“F”。

如图8和图9所示，天线14包括一个接地脚144、一个馈电部145和一个辐射部143。其中，接地脚144包括接地点141，馈电部145包括馈电点142。通常，辐射部143呈平板或直线状。馈电部145和接地脚144可以相互平行，且均可以垂直于辐射部143。辐射部143的一个侧边为天线14的末端146。其中，接地脚144的接地点141用于接地；馈电部145的馈电点142与第一壳体11内部的射频通路相连接，馈电部145用于通过射频通路获取信号；辐射部143用于根据馈电部145获取的信号产生辐射。

本发明实施例中，通过激光直接成型(Laser Direct Structuring，LDS)技术将天线14制作在介质板的表面。其中，天线14的接地点141和第一壳体11内部的地113连接，天线14的馈电点142和第一壳体11内部的射频通路相连接。具体地，天线14的接地点141可以通过弹片或者螺钉和第一壳体11内部的地113连接；天线14的馈电点142可以通过弹接或者锁螺钉和第一壳体11内部的射频通路相连接。需要说明的是，第一壳体11内设置有射频模块，天线14收发到的信号都要传导至射频模块内部进行处理，因此天线14和射频模块之间需要有射频通路进行传导。具体地，天线14的馈电点142通过弹接或者锁螺钉与第一壳体11内部的射频通路连接，射频通路与第一壳体11内部的射频模块连接。

同样的，本发明实施例也可以通过LDS技术将接地板15制作在介质板的表面。作为一种可选的方案，接地板15也可以复用第一壳体11内部的其他结构，本发明并不对此限定。

其中，天线14的介质板的介电常数和厚度与天线14的尺寸相关，天线14的尺寸越小，选择的介质板的介电常数和厚度越大。需要说明的是，若选取的天线14的介质板的材料和厚度确定后，介质板的介电常数也随之确定，此时若是对电子设备10的通信频率范围有要求，可以通过调节天线14的尺寸来调节通信频率范围。例如，电子设备10中的天线14一般包括IFA天线，IFA天线对应的介质板的材料包括FR4，FR4的介电常数可以是3.4，FR4的介质板的厚度可以是1mm，此时可以使得电子设备10的通信频率范围在2.4GHz～2.5GHz之间。

相关技术中，电子设备10单独使用天线14的通信频率范围包括2.4GHz～2.5GHz，该通信频率范围用于覆盖WIFI频段。本发明实施例中，电子设备10使用天线14和接地板15组成的天线系统的通信频率范围包括2.4GHz～2.5GHz，该通信频率范围用于覆盖WIFI频段。因此，本发明实施例在电子设备10中增加的接地板15并没有影响到电子设备10的通信频率。

相关技术中，用户在使用电子设备时，天线14的辐射主要集中在第一开口16的方向，从而使得天线14的辐射具备方向性较高的特点。本发明实施例中，接地板15能够反射天线14的部分辐射，因此在电子设备10中通过增加接地板15将天线14在第一开口16方向的辐射朝与第一开口16方向相反的方向反射，从而调整天线14辐射的方向性，使得电子设备10中的天线14在整个360°全向范围内的辐射都比较均匀，因此本发明实施例能够降低电子设备10中天线14辐射的方向性。

下面结合图10至图15分析相关技术中电子设备和本发明实施例提供的电子设备在天线辐射方向性、电流分布和磁场分布的不同之处。

图10为相关技术中天线的辐射方向图，图11为相关技术中电子设备的电流分布图，图12为相关技术中电子设备的电场分布图。如图10所示，天线14的辐射主要都集中在第一开口的方向，导致辐射的方向性系数D较高，例如：方向性系数D包括7.95dBi，且辐射方向图的波瓣和零点都非常多。如图12所示，电子设备10的电场分布比较不均匀，天线14附近的电场比较强，离天线14较远的电场比较弱。

图13为本发明实施例提供的天线的辐射方向图，图14为本发明实施例提供的电子设备的电流分布图，图15为本发明实施例提供的电子设备的电场分布图，如图13所示，天线14的辐射在整个360°全向范围内都比较均匀，辐射的方向性系数D相比相关技术较低，例如：D为5.02dBi。如图15所示，电子设备10的电场分布相比于相关技术也更加均匀。

另外，如图11和图14所示，本发明实施例提供的电子设备的电流分布图和相关技术中电子设备的电流分布图几乎相同，可见，本发明实施例增加的接地板15并没有改变电子设备10的电流分布。

图16为本发明实施例提供的天线的电流分布图，图17为本发明实施例提供的接地板的电流分布图，如图16至图17所示，天线14上的电流仍然是典型的1/4波长辐射模式，接地板15上的电流从开放末端155流向接地板15的接地端151。因此接地板15只是起到反射天线14辐射的作用，并没有改变天线134上的电流分布。

为了方便理解接地板15对天线14辐射的方向性改善的效果，本发明实施例给出接地板15的尺寸变化对天线14辐射的方向性的影响。图18为本发明实施例提供的天线辐射的方向性改善的一种示意图，图19为本发明实施例提供的天线辐射的方向性改善的另一种示意图，图20为本发明实施例提供的天线辐射的方向性改善的另一种示意图。

如图18所示，图18为随着接地板15的第二弯折面153沿垂直于相交线154方向的宽度d2变长，接地板15对天线14辐射的方向性改善的示意图。当接地板15的第二弯折面153沿垂直于相交线154方向的宽度d2为2mm时，天线14辐射的方向性系数D为9.46；当接地板15的第二弯折面153沿垂直于相交线154方向的宽度d2为7mm时，天线14辐射的方向性系数D为8.17；当接地板15的第二弯折面153沿垂直于相交线154方向的宽度d2为12mm时，天线14辐射的方向性系数D为5.02；当接地板15的第二弯折面153沿垂直于相交线154方向的宽度d2为17mm时，天线14辐射的方向性系数D为5.27。由此可知，当接地板15的第二弯折面153沿垂直于相交线154方向的宽度d2小于12mm时，随着接地板15的第二弯折面153沿垂直于相交线154方向的宽度d2变长，天线14辐射的方向性系数D逐渐降低；当接地板15的第二弯折面153沿垂直于相交线154方向的宽度d2大于12mm时，随着接地板15的第二弯折面153沿垂直于相交线154方向的宽度d2变长，天线14辐射的方向性系数D逐渐升高。因此，当接地板15的第二弯折面153沿垂直于相交线154方向的宽度d2为12mm时，接地板降低天线14辐射方向性的效果最好。

如图19所示，图19为随着接地板15沿接地端151伸展方向的宽度d1朝天线14末端146侧变宽，接地板15对天线14辐射的方向性改善的示意图。接地板15沿接地端151伸展方向的宽度d1朝天线14接地点141侧不变，朝天线14末端146侧逐渐变宽。当接地板15沿接地端151伸展方向的宽度d1为23mm时，天线14辐射的方向性系数D为8.43；当接地板15沿接地端151伸展方向的宽度d1为28mm时，天线14辐射的方向性系数D为7.30；当接地板15沿接地端151伸展方向的宽度d1为33mm时，天线14辐射的方向性系数D为5.33；当接地板15沿接地端151伸展方向的宽度d1为43mm时，天线14辐射的方向性系数D为4.87。由此可知，随着接地板15沿接地端151伸展方向的宽度d1朝天线14末端146侧变宽，天线14辐射的方向性系数D逐渐降低。

如图20所示，图20为随着接地板15沿接地端151伸展方向的宽度d1朝天线14接地点141侧变宽，接地板15对天线14辐射的方向性改善的示意图。接地板15沿接地端151伸展方向的宽度d1朝天线14末端146侧不变，朝天线14接地点141侧逐渐变宽。当接地板15沿接地端151伸展方向的宽度d1为33mm时，天线14辐射的方向性系数D为5.77；当接地板15沿接地端151伸展方向的宽度d1为38mm时，天线14辐射的方向性系数D为5.26；当接地板15沿接地端151伸展方向的宽度d1为48mm时，天线14辐射的方向性系数D为5.59；当接地板15沿接地端151伸展方向的宽度d1为53mm时，天线14辐射的方向性系数D为5.47。由此可知，随着接地板15沿接地端151伸展方向的宽度朝天线14接地点141侧变宽，天线14辐射的方向性系数D并没有较明显的变化趋势。

由图18至图20可知，接地板15的第二弯折面153沿垂直于相交线154方向的宽度d2变化，以及接地板15沿接地端151伸展方向的宽度d1朝天线14末端146侧的变化，均对天线14辐射的方向性系数D有较大的影响。因此，本发明实施例可以通过调整接地板15中宽度d2的大小，以及宽度d1朝天线14末端146侧变化的大小，来调整电子设备10中天线14辐射的方向性。

本发明实施例提供的一种电子设备，电子设备包括天线系统、第一壳体、第二壳体以及用于连接第一壳体和第二壳体的第三壳体；天线系统位于第三壳体内部；天线系统包括天线和接地板，电子设备处于打开状态时，第一壳体的第一表面和第二壳体的第一表面之间形成第一开口，天线位于接地板的远离第一开口的一侧；接地板用于反射天线在第一开口方向的辐射。本发明实施例通过增加接地板降低电子设备中天线辐射的方向性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：天线系统、第一壳体、第二壳体以及用于连接所述第一壳体和所述第二壳体的第三壳体；

所述第一壳体的内部与所述第三壳体的内部连通；所述天线系统位于所述第三壳体内部；

所述天线系统包括天线和接地板，所述天线和所述接地板分别与所述第一壳体内部的地连接；

所述电子设备处于打开状态时，第一壳体的第一表面和第二壳体的第一表面之间形成第一开口，所述天线位于所述接地板的远离所述第一开口的一侧；

所述接地板用于反射所述天线在所述第一开口方向的辐射；

所述天线的接地点和所述接地板的接地端分别与所述地连接；

所述接地端与所述地之间通过弹片弹接、锁螺钉连接或者用导电泡棉压接。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述接地板具备第二开口，所述第二开口朝向所述天线。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述接地板包括第一弯折面和第二弯折面，所述第一弯折面和所述第二弯折面之间形成所述第二开口。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述第一弯折面和所述第二弯折面之间具有相交线，所述第二弯折面沿垂直于所述相交线方向的宽度大于1/4波长。

5.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述第一弯折面和所述第二弯折面之间的夹角包括90度。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述接地板沿所述接地端伸展方向的宽度大于1/2波长。

7.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述接地点通过弹片或者螺钉与所述地连接。

8.根据权利要求1至7任一所述的电子设备，其特征在于，所述接地板的形状包括L型。

9.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，所述接地板的形状包括C型或者圆弧型。

10.根据权利要求1至7任一所述的电子设备，其特征在于，所述第一壳体的第一表面和所述第二壳体的第一表面之间的夹角包括0度至180度。

11.根据权利要求1至7任一所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备的通信频率范围包括2.4GHz～2.5GHz。

12.根据权利要求1至7任一所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括笔记本电脑。

13.根据权利要求12所述的电子设备，其特征在于，所述第一壳体包括显示屏，所述第二壳体包括键盘；或者，所述第一壳体包括键盘，所述第二壳体包括显示器。

14.根据权利要求1至7任一所述的电子设备，其特征在于，所述天线包括IFA天线。

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