CN113809525A

CN113809525A - 电子设备

Info

Publication number: CN113809525A
Application number: CN202111157214.6A
Authority: CN
Inventors: 林强
Original assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Priority date: 2021-09-29
Filing date: 2021-09-29
Publication date: 2021-12-17
Also published as: WO2023051542A1

Abstract

本申请公开了一种电子设备，该电子设备包括：框体，所述框体上设置有第一天线结构；屏幕，所述屏幕设于所述框体内；主板，所述主板设于所述框体内，且设置有馈电部，所述第一天线结构与所述馈电部电连接；辐射贴片，设于所述框体与所述主板之间，且与所述屏幕的金属层相对间隔设置，所述辐射贴片与所述屏幕的金属层形成覆盖UWB频段的天线结构，所述辐射贴片与所述主板的馈电部电连接，所述屏幕的金属层接地。

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

相关技术中，电子设备通过设置天线实现通讯功能。为了提高天线的性能，需要增加天线的辐射结构，这样会造成电子设备的天线布局非常紧凑，既影响了电子设备的内部结构布局，也影响了天线的辐射结构正常发挥通信功能。

目前，电子设备中设置UWB天线结构时，一般会在原有天线的基础上通过增加UWB天线的结构件，将UWB天线的结构件安装在电子设备中。这样的方式会使新增加的UWB天线的结构件占用电子设备的内部空间，新增的结构件既影响了电子设备原有天线的性能，也会降低UWB天线的性能。

发明内容

本申请旨在提供一种电子设备，至少解决背景技术的问题之一。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提出了一种电子设备，该电子设备包括：

框体，所述框体上设置有第一天线结构；

屏幕，所述屏幕设于所述框体内；

主板，所述主板设于所述框体内，且设置有馈电部，所述第一天线结构与所述馈电部电连接；

辐射贴片，设于所述框体与所述主板之间，且与所述屏幕的额金属层相对间隔设置，所述辐射贴片与所述屏幕的金属层形成覆盖UWB频段的天线结构，所述辐射贴片与所述主板的馈电部电连接，所述屏幕的金属层接地。

在本申请的实施例中，通过在框体与主板之间设置辐射贴片，在电子设备具有第一天线结构的基础上使辐射贴片与金属层形成覆盖UWB频段的天线结构，这样增加了电子设备的天线覆盖的频段，提高了天线性能。

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是根据本申请实施例的电子设备的结构示意图之一；

图2是根据本申请实施例的电子设备的结构示意图之二；

图3是根据本申请实施例的第一天线结构的频段示意图；

图4是根据本申请实施例的辐射贴片的一个方向的电流分布图；

图5是根据本申请实施例的辐射贴片的另一个方向的电流分布图；

图6是根据本申请实施例的电子设备天线的S11图；

图7是根据本申请实施例的电子设备天线的辐射效率图；

图8是根据本申请实施例的辐射贴片的2D辐射方向图；

图9是根据本申请实施例的电子设备的结构示意图之三；

图10是根据本申请实施例的电子设备的结构示意图之四。

附图标记：

1-框体，10-断缝，11-第一辐射结构，12-第二辐射结构，13-第一接地点，14-第二接地点，15-馈电部，2-主板，20-金属层接地点，21-第三接地点，22-第四接地点，3-辐射贴片，4-金属层，51-第一馈电结构，52-第二馈电结构，61-第一匹配调谐网络，62-第二匹配调谐网络，42-第二填充层，23-第一填充层。

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。

下面结合图1-图10描述根据本申请实施例的电子设备。

如图1-图2所示，根据本申请一些实施例的一种电子设备，该电子设备包括：

框体1，所述框体1上设置有第一天线结构。

屏幕，所述屏幕设于所述框体1内。

主板2，所述主板2设于所述框体1内，且设置有馈电部15，所述第一天线结构与所述馈电部15电连接。主板2上的馈电部15能够作为第一天线结构以及辐射贴片3的馈电位置。

辐射贴片3，设于所述框体1与所述主板2之间，且与所述屏幕的金属层4相对间隔设置，所述辐射贴片3与所述屏幕的金属层4形成覆盖UWB频段的天线结构，所述辐射贴片3与所述主板2的馈电部15电连接，所述屏幕的金属层4接地。例如，金属层4通过金属层接地点20在主板2上形成接地位置。金属层4与辐射贴片3之间间隔设置能够形成电场，以满足UWB天线的结构需求。

在本申请的实施例中，通过在框体1与主板2之间设置辐射贴片3，在电子设备具有第一天线结构的基础上使辐射贴片3与金属层4形成覆盖UWB频段的天线结构，这样增加了电子设备的天线覆盖的频段，提高了天线性能。

在一个实施例中，所述第一天线结构与所述主板2之间具有净空空间，所述辐射贴片3设于所述净空空间。

在该实施例中，辐射贴片3位于净空空间内，能够减小第一天线结构对UWB天线性能的影响，提高了UWB天线的性能。

在一个实施例中，所述第一天线结构包括第一辐射结构11和第二辐射结构12，所述第一辐射结构11与所述第二辐射结构12之间具有断缝10，所述第二辐射结构12与所述馈电部15电连接。

在该实施例中，第一天线结构通过断缝10形成双分支的天线系统。例如，第一辐射结构11作为第一天线结构的主辐射结构，第二辐射结构12作为第一天线结构的辅助辐射结构。当第二辐射结构12结构对应的天线谐振高于第一辐射结构11对应谐振时，第一辐射结构11对应的谐振频率在第一辐射结构11和第二辐射结构12上分布的两种电流路径会分布同向，两种电流路径为从第一辐射结构11的接地位置到断缝10，以及第二辐射结构12的接地位置到断缝10。第一辐射结构11对应的主谐振处天线辐射效率较好，第二辐射结构12对应的谐振天线效率较差，通过调整第二辐射结构12的谐振频率，不让第二辐射结构12的效率凹坑影响到第一辐射结构11，就能让第一辐射结构11的谐振天线效率达到最佳。相比于单结构辐射，第一辐射结构11和第二辐射结构形成的双辐射结构性能提升至少1dB。通过天线工作频段的切换或阻抗调谐，可以调谐不同频段在第一辐射结构11和第二辐射结构12上呈同向电流分布，这样第一天线结构在LTEB3/39/1/40/41/32频段都能得到最好的天线性能。如图3所示，为馈电部15的第一天线结构的频段，每个工作频段均有双模覆盖。

在一个实施例中，所述第一辐射结构11上设置有第一接地点13，所述第二辐射结构12上设置有第二接地点14。

天线的电流从馈电部15开始流经第一天线结构中的第一辐射结构11和第二辐射结构12以及对应的接地点。例如，在第一辐射结构11作为第一天线结构的主辐射结构，第二辐射结构12作为第一天线结构的辅助辐射结构的例子中，当第二辐射结构12结构对应的天线谐振高于第一辐射结构11对应谐振时，第一辐射结构11对应的谐振频率在第一辐射结构11和第二辐射结构12上分布的两种电流路径会分布同向，两种电流路径中，第一辐射结构11中的电流由第一接地点13到断缝10，以及第二辐射结构12中的电流由第二接地点14到断缝10。

在一个实施例中，如图1，图2所示，该电子设备还包括第一馈电结构51，所述第一天线结构通过所述第一馈电结构51与所述馈电部15电连接。

第一馈电结构51将第一天线结构与馈电部15导通，提供了电流路径。第一馈电结构51可以根据电子设备的实际结构进行设置，以优化电子设备的内部结构布局。例如，第一馈电结构51可以是电子设备的金属中框，或者第一馈电结构51通过FPC、LDS、PDS等形成。

在一个实施例中，如图1-图2所示，该电子设备还包括第二馈电结构52，所述辐射贴片3通过所述第二馈电结构52与所述馈电部15电连接。

在该实施例中，辐射贴片3通过第二馈电结构52与馈电部15电连接，使辐射贴片3通过金属层4接地形成回路。

例如，辐射贴片3通过第二馈电结构52与第一馈电结构51电连接，第一馈电结构51与馈电部15导通，第二馈电结构52在辐射贴片3与第一馈电结构51之间形成通路，以使辐射贴片3与馈电部15导通。辐射贴片3通过金属层4接地形成回路。

例如，第二馈电结构52可以是电子设备的金属中框，或者第二馈电结构52通过FPC、LDS、PDS等形成。

在一个实施例中，如图1-图2所示，所述金属层4设置有第三接地点21和第四接地点22，所述辐射贴片3上形成辐射模式正交的两路电流，所述辐射贴片3的边缘与所述金属层4之间形成第一电场和第二电场，所述第一电场与所述第二电场的方向相反。图2中标记第一电场为E1，标记第二电场为E2。

辐射贴片3的长度对应工作频段的1/2波长，辐射贴片3的边缘与金属层4之间的缝隙产生辐射电场E1和E2，且方向反向。辐射贴片3的辐射由E1和E2综合作用，以及第一天线结构在馈电部15馈电，以能够实现4G主通信频段LTE B3/39/1/40/41/32频段和UWB部分频段。

辐射贴片3中产生两路路径正交的电流，第二馈电结构52偏离电流路径的交点与辐射贴片3的边缘位置电连接。例如，结合第二馈电结构52与辐射贴片3的位置结合第三接地点21和第四接地点22两个接地结构，形成了利用金属层4形成辐射贴片3的主接地结构的结构。

例如，第三接地点21和第四接地点22可以通过接地弹片或接地泡棉等结构实现。

第一天线结构与辐射贴片3共用馈电部15能使第一天线结构在高频处激励辐射贴片3形成的UWB天线，以实现辐射贴片3的形成的UWB天线的圆极化辐射。

金属层4与主板2之间设置有第二填充层42，第二填充层42可以是空气或与屏幕相关的部件。第一填充层23填充的框体1中，并包裹着辐射贴片3。通过调整辐射贴片3的形状结构和厚度，以及第二填充层42和第一填充层23，均可以用来调谐辐射贴片3形成的UWB天线覆盖频段和带宽。如图4和图5，为辐射贴片3上的两个路径的电流分布。该UWB天线在9.5G-10.5G能满足圆(椭圆)极化辐射。

在一个实施例中，如图1所示，所述第一辐射结构11上设置有第一匹配调谐网络61，所述第二辐射结构12上设置有第二匹配调谐网络62。

两个调谐网络中，第一匹配调谐网络61作用于第一辐射结构11，第二匹配调谐网络62作用于第二辐射结构12。通过第一匹配调谐网络61和第二匹配调谐网络62上的开关及匹配电路可以实现天线工作频段的切换或阻抗调谐，开关上接不同的容感可以调谐不同频段在第一辐射结构11和第二辐射结构12上呈同向电流分布。在这样的结构中，电子设备上的天线系统在LTEB3/39/1/40/41/32频段都能得到更好的天线性能。

在一个实施例中，所述电子设备内设置有接地结构，所述金属层4和所述第一天线结构通过所述接地结构接地。电子设备中的天线结构均通过接地结构接地，简化了接地结构。

可选地，所述接地结构为主板2、金属前壳和钢片支架中的一个。

根据电子设备的内部结构选择接地结构结构，能够设置更加优化的接地结构与天线导通的结构。这样能够有效地简化天线结构和产品加工的难度。

可选的，辐射贴片3为框体1的自身结构形成的。

通过利用电子设备的框体1上原有的结构形成辐射贴片3，在电子设备具有第一天线结构的基础上使辐射贴片3形成UWB天线，这样不需要另外增加结构件就能够增加UWB天线，利用框体1原有的结构不会新增占用电子设备的内部空间的结构，不会对第一天线结构的性能产生影响，也不会使辐射贴片3形成UWB天线的性能受损。第一天线结构与辐射贴片3形成的UWB天线互不影响。并且可以使UWB天线呈圆极化辐射，提高UWB天线的性能。

在一个实施例中，所述辐射贴片3为所述框体1上的金属片状结构。

或，所述辐射贴片3为通过激光成型技术在所述框体1上成型的片状结构。

或，所述辐射贴片3为所述框体1上设置的柔性线路板结构。

电子设备中的框体1是电子设备的主要承载结构，框体1上的结构复杂。利用框体1自身具有的片状结构形成辐射贴片3能够节省加工形成辐射贴片3工序。激光成型技术在框体1上成型辐射贴片3更加高效，不会在框体1上增加额外的结构，避免占用电子设备的内部空间。柔性线路板能够适应电子设备的内部空间，利用部件之间的间隔和空隙，能够提高电子设备内的空间利用率，避免占用更多空间。

在一个实施例中，如图10所示，所述框体1的至少一个角落部位设置有所述辐射贴片3。图中U1-U4代表四个具有辐射贴片3的天线结构所在的区域。

辐射贴片3分布在框体1四周角落区域中的至少一个位置，以得到较好的天线净空环境，也更有利于激励出两个正交的辐射模式以实现贴片天线的圆极化辐射。例如图10，1为框体，U1,U2,U3,U4为四个兼容UWB天线的天线系统的可用分布区域，可单独使用一处做UWB天线也可以多个UWB天线同时工作做，多天线收发系统以进一步提升UWB天线的通信质量。

如图9中，第一天线结构标记为K，第一天线结构可以是电子设备中的不同种类的天线系统。本申请中的辐射贴片3形成的UWB天线结构能够在电子设备具有的天线系统的基础上兼容，并且实现UWB频段的圆极化辐射。

例如，UWB天线的频段与第一天线结构的工作频段间隔较大，所以两者基本不会互相影响。且UWB天线也能有较好的辐射性能。如图6-图7所示，图6为增加UWB天线前后的天线S11图，图7为增加UWB天线前后的天线辐射效率图。可以看到增加UWB结构后，电子设备的天线系统在9.5～10.5G激励了两个正交模式谐振覆盖频段，辐射效率相比于未增加UWB天线能够提高2dB。

如图6的1.9GHz处，第一天线结构的S11及辐射效率，在加UWB天线前后差异较小，说明UWB天线对第一天线结构的影响非常小。第一天线结构结合开关切换频段把图6在1.9GHz处的谐振切换覆盖B3/39/1/40/41，因为第一天线结构的频段和UWB天线的频段相隔较远，第一天线结构天线的切换不会影响UWB天线的频段，这样整体就实现了第一天线结构和UWB天线的兼容，且两者之间相互影响较小。

如图8所示，UWB天线的主要辐射方向是朝辐射贴片3远离金属层4的一侧方向辐射，图8为UWB天线的辐射方向图，方向性系数最大有7.7dBi，大于5dBi的波瓣宽度也能大于120°，相对于一般的内置UWB天线模块，本申请提出的UWB天线也具有更好的辐射特性。

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

1.一种电子设备，其特征在于，包括：

框体，所述框体上设置有第一天线结构；

屏幕，所述屏幕设于所述框体内；

辐射贴片，设于所述框体与所述主板之间，且与所述屏幕的金属层相对间隔设置，所述辐射贴片与所述屏幕的金属层形成覆盖UWB频段的天线结构，所述辐射贴片与所述主板的馈电部电连接，所述屏幕的金属层接地。

2.根据权利要求1所述电子设备，其特征在于，所述第一天线结构包括第一辐射结构和第二辐射结构，所述第一辐射结构与所述第二辐射结构之间具有断缝，所述第二辐射结构与所述馈电部电连接。

3.根据权利要求1所述电子设备，其特征在于，所述第一天线结构与所述主板之间具有净空空间，所述辐射贴片设于所述净空空间。

4.根据权利要求1所述电子设备，其特征在于，该电子设备还包括第二馈电结构，所述辐射贴片通过所述第二馈电结构与所述馈电部电连接。

5.根据权利要求4所述电子设备，其特征在于，所述金属层设置有第三接地点和第四接地点，所述辐射贴片上形成辐射模式正交的两路电流，所述辐射贴片的边缘与所述金属层之间形成第一电场和第二电场，所述第一电场与所述第二电场的方向相反。

6.根据权利要求2所述电子设备，其特征在于，所述第一辐射结构上设置有第一匹配调谐网络，所述第二辐射结构上设置有第二匹配调谐网络。

7.根据权利要求1所述电子设备，其特征在于，所述电子设备内设置有接地结构，所述金属层和所述第一天线结构通过所述接地结构接地。

8.根据权利要求7所述电子设备，其特征在于，所述接地结构为主板、金属前壳和钢片支架中的一个。

9.根据权利要求1所述电子设备，其特征在于，所述辐射贴片为所述框体上的金属片状结构；

或，所述辐射贴片为通过激光成型技术在所述框体上成型的片状结构；

或，所述辐射贴片为所述框体上设置的柔性线路板结构。

10.根据权利要求1所述电子设备，其特征在于，所述框体的至少一个角落部位设置有所述辐射贴片。