CN114094330A - 一种设备及其天线 - Google Patents

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CN114094330A CN202111405520.7A CN202111405520A CN114094330A CN 114094330 A CN114094330 A CN 114094330A CN 202111405520 A CN202111405520 A CN 202111405520A CN 114094330 A CN114094330 A CN 114094330A
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叶逢君
李福民
刘赛
王鑫
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
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    • H03K17/96Touch switches

Abstract

本发明公开了一种设备及其天线,该设备包括触摸按键和处理模块,触摸按键包括触摸感应层和触摸感应信号传输部,天线包括辐射部和射频信号传输部,其中,辐射部和触摸感应层复用,射频信号传输部和触摸感应信号传输部复用。可见,本申请中的辐射部和射频信号传输部既能实现天线的功能,又能实现触摸感应的功能,无需再在设备存在触摸按键的基础上,在设备中额外设置天线,减小了设备的体积,且便于天线在设备中的布局。

Description

一种设备及其天线
技术领域
本发明涉及无线通信设备技术领域,特别是涉及一种设备及其天线。
背景技术
一些设备例如VR(Virtual Reality,虚拟现实技术)设备中通常设置有天线,且天线通常由FPC(Flexible Printed Circuit,柔性电路板)构成,天线粘贴于设备的内壳表面,但FPC天线的尺寸较大,在VR设备局促的空间内不易找到较好的辐射位置,不便于在VR设备中布局。
发明内容
本发明的目的是提供一种设备及其天线,既能实现天线的功能,又能实现触摸感应的功能,无需再在设备存在触摸按键的基础上,在设备中额外设置天线,减小了设备的体积,且便于天线在设备中的布局。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种设备的天线,所述设备包括触摸按键和处理模块,所述触摸按键包括触摸感应层和触摸感应信号传输部,所述天线包括构成所述触摸感应层的辐射部和构成所述触摸感应信号传输部的射频信号传输部,所述射频信号传输部分别与所述辐射部和所述处理模块连接,用于在所述辐射部与所述处理模块之间传输射频信号和/或触摸感应信号。
优选地,所述辐射部为第一金属层。
优选地,所述第一金属层上设置有缝隙,用于调节所述天线的频率。
优选地,所述辐射部还包括与所述第一金属层连接的伸出部,用于调节所述天线的频率。
优选地,还包括:
分别位于所述辐射部两端的第二伸出部和第三伸出部,均用于调节所述天线的频率及防ESD。
优选地,所述第一金属层为金属镀层。
优选地,还包括:
设置于所述射频信号传输部与所述处理模块的触摸感应端之间的触摸感应信号滤波模块,用于滤除所述射频信号传输部输出的传输信号中的触摸感应信号;
设置于所述触摸感应信号传输部与所述处理模块的射频端之间的射频信号滤波模块,用于滤除所述射频信号传输部输出的传输信号中的射频信号;所述传输信号包括所述触摸感应信号和/或所述射频信号。
优选地,所述射频信号传输部包括贴合于所述设备的壳体内表面的第二金属层和与所述第二金属层连接的弹脚,所述弹脚与所述处理模块连接。
为解决上述技术问题,本发明还提供了一种设备,包括处理模块和触摸按键,还包括如上述所述的设备的天线。
优选地,所述设备的壳体为绝缘壳体。
本发明提供了一种设备及其天线,该设备包括触摸按键和处理模块,触摸按键包括触摸感应层和触摸感应信号传输部,天线包括辐射部和射频信号传输部,其中,辐射部和触摸感应层复用,射频信号传输部和触摸感应信号传输部复用。可见,本申请中的辐射部和射频信号传输部既能实现天线的功能,又能实现触摸感应的功能,无需再在设备存在触摸按键的基础上,在设备中额外设置天线,减小了设备的体积,且便于天线在设备中的布局。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对现有技术和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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种设备的天线的结构示意图;
图2为本发明提供的一种图1所示的天线安装于设备中的示意图;
图3为本发明提供的图1所示天线的驻波带宽示意图;
图4为本发明提供的图1所示天线的X-Y增益方向示意图;
图5为本发明提供的图1所示天线的X-Z增益方向示意图;
图6为本发明提供的图1所示天线的Y-Z增益方向示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种设备及其天线,既能实现天线的功能,又能实现触摸感应的功能,无需再在设备存在触摸按键的基础上,在设备中额外设置天线,减小了设备的体积,且便于天线在设备中的布局。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参照图1和图2,其中,图1为本发明提供的一种设备的天线的结构示意图,图2为本发明提供的一种图1所示的天线安装于设备中的示意图。
设备包括触摸按键和处理模块,触摸按键包括触摸感应层和触摸感应信号传输部,天线包括构成触摸感应层的辐射部1和构成触摸感应信号传输部的射频信号传输部2,射频信号传输部2分别与辐射部1和处理模块连接,用于在辐射部1与处理模块之间传输射频信号和/或触摸感应信号。
为了实现天线的小型化及便于在设备中布局,本申请考虑到设备中通常设置有触摸按键,触摸按键通常包括触摸感应层和触摸感应信号传输部,用户在按压触摸感应层时,触摸感应层能够感知到并生成触摸信号,通过触摸感应信号传输部将触摸信号发送至处理模块,以便处理模块基于触摸信号进行相应的操作。进一步地,本申请考虑到触摸感应层和触摸感应信号传输部通常为导体,又考虑到天线中的辐射部1和射频信号传输部2通常也为导体,基于此,本申请将触摸按键和天线进行复用。具体地,天线包括辐射部1和射频信号传输部2,辐射部1与触摸感应层复用,射频信号传输部2与触摸感应信号传输部复用,辐射部1通过射频信号传输部2与处理模块之间传输射频信号。与现有技术中为触摸按键区域和天线区域分别划出一块独立区域用来分别设置相比,占用设备的空间小。
此外,本申请中的天线可以具备蓝牙功能和WiFi功能。辐射部1可以为圆形辐射部,一方面,和用户的手指形状比较相似,满足了触摸按键的触摸需求,另一方面,也满足了天线的辐射部1的面积需求。当然,这里的辐射部1还可以为其他形状,例如正方形、长方形和椭圆形等,具体根据实际情况来设置。综上,本发明提供的一种设备的天线是一种集天线功能和触摸功能于一体的小型化天线,辐射部1和触摸感应层复用,射频信号传输部2和触摸感应信号传输部复用。可见,本申请中的辐射部1和射频信号传输部2既能实现天线的功能,又能实现触摸感应的功能,无需再在设备存在触摸按键的基础上,在设备中额外设置天线,减小了设备的体积,且便于天线在设备中的布局。
在上述实施例的基础上:
作为一种优选地实施例,辐射部1为第一金属层。
具体地,这里的第一金属层可以为金、银、镍等金属,第一金属层可以贴合于设备的壳体7内表面设置,一方面满足触摸按键的触摸需求,也满足了天线的射频需求。
作为一种优选地实施例,第一金属层上设置有缝隙3,用于调节天线的频率。
具体地,该天线可以为PIFA结构形式,第一金属层上设置有缝隙3,用来减小天线的电长度,充分利用触摸按键的空间,起到小型化的作用的同时,还可以作为研发阶段对天线的频率偏移调节的作用。当天线的频率偏低时,通过增加缝隙3的深度来增加天线的长度,使得天线的频率向高频调节。可见,缝隙3的设置增大了天线的频率的调节范围。
作为一种优选地实施例,辐射部1还包括与第一金属层连接的第一伸出部4,用于调节天线的频率。
本申请中,辐射部1上还设置有与第一金属层连接的第一伸出部4,该第一伸出部4也参与天线辐射,并且与缝隙3一样起到频率调节的作用,当天线频率偏高频时,通过切割伸出部来减少天线的长度,使得天线的频率向低频调节。可见,第一伸出部4的设置,增大了天线的频率调节范围。
作为一种优选地实施例,还包括:
分别位于辐射部1两端的第二伸出部5和第三伸出部6,均用于调节天线的频率及防ESD。
具体地,本申请在辐射部1的两端还设置了第二伸出部5和第三伸出部6,一方面,第二伸出部5和第三伸出部6也能够通过改变天线的长度来调节天线的频率,另一方面,还能够防止ESD(Electro-Static discharge,静电释放),提高了天线的工作安全性和可靠性。
作为一种优选地实施例,第一金属层为金属镀层。
具体地,第一金属层可以为金属镀层,例如金镀层、银镀层、镍镀层等,既能满足触摸按键的需求,也能满足天线的需求。此外,第一金属层可以贴合在设备的壳体7内表面,进一步减小了天线所占用的空间。
作为一种优选地实施例,还包括:
设置于射频信号传输部2与处理模块的触摸感应端之间的触摸感应信号滤波模块,用于滤除射频信号传输部2输出的传输信号中的触摸感应信号;
设置于触摸感应信号传输部与处理模块的射频端之间的射频信号滤波模块,用于滤除射频信号传输部2输出的传输信号中的射频信号;传输信号包括触摸感应信号和/或射频信号。
具体地,射频信号传输部2的两个耦合馈电部与处理模块连接,其中一个耦合馈电部与处理模块的触摸感应端连接,另一个耦合馈电部与处理模块的射频端连接。
考虑到射频信号传输部2传输的传输信号中可能会同时有射频信号和触摸感应信号,因此,为了避免处理模块在处理射频信号时受触摸感应信号的干扰,在处理触摸感应信号时受射频信号的干扰,本申请中,天线还包括触摸感应信号滤波模块和射频信号滤波模块,其中,触摸感应信号滤波模块用于滤除射频信号传输部2输出的传输信号中的触摸感应信号,射频信号滤波模块用于滤除触摸感应信号中的射频信号。
进一步地,考虑到射频信号为高频信号,触摸感应信号通常为直流或者低频信号,因此,本申请中,触摸感应信号滤波模块可以但不仅限于为电容,以便通过高频的射频信号,阻止直流或者低频的触摸信号,射频信号滤波模块可以但不仅限为电感,以便通过直流或者低频的触摸信号,阻止高频的射频信号。
在实际应用中,触摸感应信号滤波模块和射频信号滤波模块可以设置在处理模块所在的主板上,本申请在此不作特别的限定。
作为一种优选地实施例,射频信号传输部2包括贴合于设备的壳体7内表面的第二金属层和与第二金属层连接的弹脚,弹脚与处理模块连接。
具体地,考虑到现有天线和处理模块之间通常通过同轴线缆相连,在设备的内部设置固定夹用来固定同轴线缆,由于同轴线缆通常通过射频接头与处理模块连接,固定夹及同轴电缆增大了天线的尺寸,射频接头的设置一方面增大了损耗,另一方面增加了故障风险结点。
为解决上述技术问题,本申请中,射频信号传输部2包括第二金属层和与第二金属层连接的弹脚,第二金属层贴合于设备的壳体7内表面,弹脚的一端与第二金属层连接,另一端与处理模块连接,可见,本申请中的第二金属层贴合于设备的壳体7内表面无需设置固定夹,减小了天线的尺寸,第二金属层通过弹脚与处理模块连接,一方面,连接更稳固,另一方面,减小了损耗。
需要说明的是,这里的第二金属层可以金属镀层,例如金镀层、银镀层、镍镀层等,既能满足触摸按键的需求,也能满足天线的需求。
请参照图3-图6,图3为本发明提供的图1所示天线的驻波带宽示意图,图4为本发明提供的图1所示天线的X-Y增益方向示意图,图5为本发明提供的图1所示天线的X-Z增益方向示意图,图6为本发明提供的图1所示天线的Y-Z增益方向示意图。可见,本申请提供的天线具有较好的驻波带宽和增益图特性,对于VR头戴式设备等此类利用蓝牙、WiFi方式的收发系统有较好的使用性能。
本发明还提供了一种设备,包括处理模块和触摸按键,还包括如上述的设备的天线。
本申请中,设备可以为VR(Virtual Reality,虚拟现实)设备,也可以为手表、手环等,本申请在此不作特别的限定。
作为一种优选地实施例,设备的壳体7为绝缘壳体。
本申请中,设备的壳体7为绝缘壳体,绝缘壳体作为天线基板选用介电常数较小的板材,比如聚四氟乙烯等塑料。
需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种设备的天线,所述设备包括触摸按键和处理模块,所述触摸按键包括触摸感应层和触摸感应信号传输部,其特征在于,所述天线包括构成所述触摸感应层的辐射部和构成所述触摸感应信号传输部的射频信号传输部,所述射频信号传输部分别与所述辐射部和所述处理模块连接,用于在所述辐射部与所述处理模块之间传输射频信号和/或触摸感应信号。
2.如权利要求1所述的设备的天线,其特征在于,所述辐射部为第一金属层。
3.如权利要求2所述的设备的天线,其特征在于,所述第一金属层上设置有缝隙,用于调节所述天线的频率。
4.如权利要求2所述的设备的天线,其特征在于,所述辐射部还包括与所述第一金属层连接的第一伸出部,用于调节所述天线的频率。
5.如权利要求2所述的设备的天线,其特征在于,所述第一金属层为金属镀层。
6.如权利要求1所述的设备的天线,其特征在于,还包括:
分别位于所述辐射部两端的第二伸出部和第三伸出部,均用于调节所述天线的频率及防ESD。
7.如权利要求1所述的设备的天线,其特征在于,还包括:
设置于所述射频信号传输部与所述处理模块的触摸感应端之间的触摸感应信号滤波模块,用于滤除所述射频信号传输部输出的传输信号中的触摸感应信号;
设置于所述触摸感应信号传输部与所述处理模块的射频端之间的射频信号滤波模块,用于滤除所述射频信号传输部输出的传输信号中的射频信号;所述传输信号包括所述触摸感应信号和/或所述射频信号。
8.如权利要求1至7任一项所述的设备的天线,其特征在于,所述射频信号传输部包括贴合于所述设备的壳体内表面的第二金属层和与所述第二金属层连接的弹脚,所述弹脚与所述处理模块连接。
9.一种设备,包括处理模块和触摸按键,其特征在于,还包括如权利要求1至8任一项所述的设备的天线。
10.如权利要求9所述的设备,其特征在于,所述设备的壳体为绝缘壳体。
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