CN114824795B - 电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种电子设备，用于提高天线的抗干扰性能，保证电子设备的正常使用。电子设备，包括金属中板、显示屏、天线和连接电路板，显示屏位于金属中板的一侧，且与金属中板间隔设置，天线位于金属中板背离显示屏的一侧，连接电路板包括第一连接部分，第一连接部分位于显示屏和金属中板之间，且与显示屏电连接。

Description

电子设备

技术领域

本申请涉及通讯领域，尤其涉及一种电子设备。

背景技术

现有电子设备中，显示屏的刷新率越来越高，连接在显示屏和主板之间的柔性电路板上传递的各类数据信号的频率也越来越高，导致柔性电路板等部件会产生很强的噪声信号，这些噪声信号会影响天线的正常工作，进而影响电子设备的正常使用。

发明内容

本申请提供一种电子设备，用于提高天线的抗干扰性能，保证电子设备的正常使用。

本申请实施例提供一种电子设备，包括金属中板、显示屏、天线和连接电路板，显示屏位于金属中板的一侧，且与金属中板间隔设置，天线位于金属中板背离显示屏的一侧，连接电路板包括第一连接部分，第一连接部分位于显示屏和金属中板之间，且与显示屏电连接。

本申请实施例所示电子设备中，由于显示屏和天线分别位于金属中板的相对两侧，金属中板可隔离显示屏和天线，天线不再直接与显示屏耦合，有效减少了连接电路板中第一连接部分上传递的噪声信号和天线之间耦合，增大了天线与第一连接部分之间的隔离度，实现了天线与第一连接部分之间的解耦，提高了天线的抗干扰性能，保证了电子设备的正常使用。

一种实施方式中，天线包括辐射体，辐射体设有间隔设置的馈电点和接地点，馈电点用于电连接射频前端，接地点用于接地，至少部分辐射体与金属中板相对设置，以使金属中板可隔离显示屏和至少部分辐射体，保证天线与第一连接部分之间的隔离度。

一种实施方式中，金属中板设有缺口，缺口沿金属中板的厚度方向贯穿金属中板，以减少金属中板的重量，有助于实现电子设备的轻薄化设计。其中，部分辐射体与缺口相对设置，部分辐射体与金属中板相对设置。

一种实施方式中，辐射体的电场强度的最高点与金属中板相对设置，即，辐射体的容性位置与金属中板相对设置，以使金属中板隔离辐射体中天线电场耦合的强点位置与第一连接部分，保证天线与第一连接部分之间的隔离度。

一种实施方式中，辐射体的电场强点的最高点为馈电点，馈电点与金属中板相对设置，和/或，辐射体的电场强点的最高点为接地点，接地点与金属中板相对设置。

一种实施方式中，天线为GPS天线。

一种实施方式中，辐射体包括第一辐射部和第二辐射部，第二辐射部固定连接于第一辐射部的顶面，第一辐射部设有馈电点和接地点，且与金属中板平行且间隔设置，第二辐射部位于金属中板的顶面的顶侧，且与金属中板的顶面间隔设置。

一种实施方式中，第一辐射部与金属中板之间的距离大于或等于2.5mm。

一种实施方式中，第一辐射部呈“冂”字型。第一辐射部包括第一部分、第二部分和第三部分，第二部分和第三部分均固定连接于第一部分的底面，且彼此间隔设置。第一部分固定连接第二辐射部，第二部分背离第一部分的一端设有馈电点，第三部分背离第一部分的一端设有接地点。

一种实施方式中，辐射体为金属片，辐射体的厚度在0.2mm至0.5mm之间。

一种实施方式中，天线为LTE天线、GSM天线、NR天线或WIFI天线。

一种实施方式中，接地点固定连接于金属中板。

一种实施方式中，显示屏为LCD。

一种实施方式中，电子设备还包括电路板，电路板位于金属中板背离显示屏的一侧。连接电路板还包括第二连接部分，第二连接部分与电路板位于金属中板的同一侧，且与电路板电连接。

其中，射频前端设于电路板，且与电路板电连接。

一种实施方式中，连接电路板还包括第三连接部分，第三连接部分连接于第一连接部分和第二连接部分之间，且位于金属中板的周侧。

本申请实施例所示电子设备中，由于显示屏和天线分别位于金属中板的相对两侧，金属中板可隔离显示屏和天线，天线不再直接与显示屏耦合，有效减少了连接电路板中第一连接部分上传递的噪声信号和天线之间耦合，增大了天线与第一连接部分之间的隔离度，实现了天线与第一连接部分之间的解耦，提高了天线的抗干扰性能，保证了电子设备的正常使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例所需要使用的附图进行说明。

图1是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图2是图1所示电子设备的简化结构示意图；

图3是图1所示电子设备的局部结构示意图；

图4a是现有电子设备的连接电路板的电场强度图；

图4b是图3所示电子设备的连接电路板的电场强度图；

图5是现有电子设备和图3所示电子设备的天线效率和系统效率曲线图；

图6是本申请实施例提供的第二种电子设备的局部结构示意图；

图7是图6所示电子设备的连接电路板的电场强度图。

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。

请参阅图1和图2，图1是本申请实施例提供的一种电子设备1000的结构示意图，图2是图1所示电子设备1000的简化结构示意图。其中，图2仅示出了图1所示电子设备1000的中框110、显示屏200、连接电路板400和天线模组600。

电子设备1000可以为手机、平板电脑、个人计算机、多媒体播放器、电子书阅读器、笔记本电脑、车载设备或可穿戴设备等具有无线通信功能的电子产品。本申请实施例以电子设备1000为手机为例进行说明。

电子设备1000包括壳体100、显示屏200、电路板300、连接电路板400、扬声器模组500和天线模组600，显示屏200安装于壳体100，电路板300、连接电路板400、扬声器模组500和天线模组600均安装于壳体100的内侧。

壳体100包括中框110和后盖120，后盖120固定连接于中框110的一侧。具体的，中框110包括边框111和金属中板112，后盖120固定连接于边框111的一侧，金属中板112固定连接于边框111的内侧，且与后盖120间隔设置。其中，边框111、金属中板112和后盖120可一体成型，以保证壳体100的结构稳定性。或者，边框111、金属中板112和后盖120可通过组装方式彼此固定，以便于对电子设备1000的内部器件进行维修或更换。示例性的，金属中板112可采用铝合金等金属材料制成。

本实施例中，边框111设有扬声器孔113，扬声器孔113贯穿边框111的内侧和外侧。其中，扬声器孔113设于边框111的底部。示例性的，扬声器孔113有三个，三个扬声器孔113彼此间隔排布。在其他一些实施例中，扬声器孔113也可以设于后盖120或者壳体100的其他位置，和/或，扬声器孔113也可以有一个、两个或四个以上，本申请实施例对扬声器孔113的位置和数量不作具体限制。

需要说明的是，本申请实施例描述电子设备1000所采用的“顶”和“底”等方位词主要是依据用户手持使用电子设备1000时的方位进行的描述，用户手持使用电子设备1000时，以朝向顶部为“顶”，以朝向底部为“底”，并不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对电子设备1000于实际应用场景中的方位的限定。

显示屏200固定连接于边框111远离后盖120的一侧，且与金属中板112间隔设置。即，显示屏200和后盖120分别位于金属中板112的相对两侧。用户手持使用电子设备1000时，显示屏200朝向用户放置，后盖120背离用户放置。

本实施例中，显示屏200为液晶显示屏（liquid crystal display，LCD）。其中，显示屏200包括显示面板（图未示）和金属固定层（图未示），金属支撑层固定显示面板。示例性的，金属层可为采用铁制成的铁片。在其它一些实施例中，显示屏200也可为有机发光二极管（organic light-emitting diode，OLED）显示屏、有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体（active-matrix organic light-emitting diode，AMOLED）显示屏、迷你发光二极管（mini organic light-emitting diode）显示屏、微型发光二极管（microorganic light-emitting diode）显示屏、微型有机发光二极管（micro organic light-emitting diode）显示屏、量子点发光二极管（quantum dot light emitting diodes，QLED）显示屏。

电路板300安装于金属中板112背离显示屏200的一侧。具体的，电路板300安装于金属中板112背离显示屏200的表面。其中，电路板300可为电子设备1000的主板（mainboard）。

本实施例中，连接电路板400为柔性电路板（flexible printed circuit，FPC）。连接电路板400包括第一连接部分410、第二连接部分420和第三连接部分430。第三连接部分430连接于第一连接部分410和第二连接部分420之间。第一连接部分410位于显示屏200和金属中板112之间，且与显示屏200电连接。第二连接部分420与电路板300位于金属中板112的同一侧，且与电路板300电连接。其中，第二连接部分420可设有板对板（board）连接器（图未示），第二连接部分420可通过板对板连接器实现与电路板300之间的电连接。第三连接部分430位于金属中板112的周侧。连接电路板400可将电路板300的显示信号传递至显示屏200，显示屏200依据电路板300的显示信号以显示图像和视频等信息。

需要说明的是，由于显示屏200的刷新率越来越高，连接电路板400上传输的各类数据信号的频率也越来越高，连接电路板400和板对板连接器等器件会产生很强的噪声信号。当位于显示屏200和金属中板112之间的第一连接部分410产生噪声信号时，噪声信号会在显示屏200和金属中板112之间的间隙内传播，如图2带箭头的虚线所示。

扬声器模组500位于金属中板112背离显示屏200的一侧。具体的，扬声器模组500位于电子设备1000的底部，且与电路板300电连接。扬声器模组500可接收电路板300的音频信号，并依据音频信号振动发声，扬声器模组500发出的声音可经扬声器孔113传递至电子设备1000的外部，以实现电子设备1000的声音播放功能。

请一并参阅图3，图3是图1所示电子设备1000的局部结构示意图。其中，图3仅示出了图1所示电子设备1000中金属中板112、显示屏200和天线610。

天线模组600位于金属中板112背离显示屏200的一侧。具体的，天线模组600位于电子设备1000的顶部。天线模组600包括射频前端（图未示）和天线610。射频前端设于电路板300，且与电路板300电连接。射频前端可将电路板300的射频信号馈入天线610，还可将天线610接收到的外界的射频信号传输至电路板300。

天线610包括辐射体10，辐射体10的电长度大约等于天线610的工作频段的波长的四分之一。辐射体10设有馈电点20和接地点30，馈电点20和接地点30间隔设置。馈电点20电连接射频前端。接地点30接地。馈电点20可以将射频前端的射频信号馈入天线610，天线610可依据馈入的射频信号向外界辐射射频信号，或者，天线610可接收的外界的射频信号，馈电点20可将外界的射频信号传输至射频前端，以实现电子设备1000与外界之间的无线通信。

本实施例中，天线610为GPS（global positioning system，全球定位系统）天线。具体的，辐射体10为金属片。比如，辐射体10为钢片。其中，辐射体10的厚度在0.2mm~0.5mm之间。比如，辐射体10的厚度为0.2mm。在其他一些实施例中，天线610也可以为LTE（longterm evolution，长期演进技术）天线、GSM（global system for mobile communications，全球移动通信系统）天线、NR（new radio）天线或WIFI天线。

辐射体10包括第一辐射部11、第二辐射部12、馈电部13和接地部14。第二辐射部12固定连接于第一辐射部11的顶面。馈电部13和接地部14均设于第一辐射部11朝向金属中板112的表面，且彼此间隔。馈电部13与射频前端电连接，以形成馈电点20。接地部14固定连接于金属中板112背离显示屏200的表面，以实现接地，并形成接地点30。示例性的，接地部14可通过螺丝或螺钉等固定件40固定连接于金属中板112。

第一辐射部11与金属中板112平行且间隔设置。其中，第一辐射部11与金属中板112之间的间距为w，w等于或大于2.5mm。示例性的，w=3.2mm。本实施例中，第一辐射部11呈“冂”字型。第一辐射部11包括第一部分15、第二部分16和第三部分17。第二部分16和第三部分17均固定连接于第一部分15的底面，且彼此间隔设置。其中，第一部分15包括第一子部分18和第二子部分19。第一子部分18均固定连接第二部分16和第三部分17。第二子部分19固定连接于第一子部分18的顶面，且相对金属中板112的顶面凸出。

需要说明的是，本实施例中，第一子部分18和第二子部分19之间以金属中板112的顶面所在平面为分界线。

第二辐射部12固定连接于第一部分15的顶面。具体的，第二辐射部12位于金属中板112的顶面的顶侧，且与金属中板112的顶面之间的距离大于0。示例性的，第二辐射部12与第一辐射部11之间的夹角可为90度。此外，馈电部13（馈电点20）设于第二部分16背离第一部分15的一端，接地部14（接地点30）设于第三部分17背离第一部分15的一端。在其他一些实施例中，天线610的辐射体10也可以采用其他结构，本申请对此不做具体限制。

本实施例中，至少部分辐射体10与金属中板112相对设置。具体的，第一部分15的第一子部分18、第二部分16、第三部分17、馈电部13（馈电点20）和接地部14（接地点30）均与金属中板112相对设置。需要说明的是，本申请实施例描述的A与B相对设置是指，A在B所在平面的正投影位于B内。比如，第一子部分18与金属中板112相对设置是指，第一子部分18在金属中板112所在平面的正投影位于金属中板112，其余相同的描述可作相同理解。

应当理解的是，GPS天线具有灵敏度高的特点，极易受到外界电磁噪声（比如上文所提及的连接电路板400和板对板连接器等器件产生的噪声信号）干扰而无法正常工作，最终影响电子设备1000的天线空中辐射性能（over the air performance，OTA）。

本实施例所示电子设备1000中，由于显示屏200和天线610分别位于金属中板112的相对两侧，至少部分辐射体10与金属中板112相对设置，金属中板112可隔离显示屏200和至少部分辐射体10，天线610不再直接与显示屏200耦合，有效减少了第一连接部分410产生的在显示屏200和金属中板112之间传递的噪声信号和天线610之间的耦合，增大了天线610与第一连接部分410的隔离度，实现了天线610与第一连接部分410之间的解耦，提高了天线610的抗干扰性能，保证了电子设备1000的正常使用。

此外，相比于现有常采用的导电泡棉、导电弹片以及吸波材料来解决噪声干扰问题，本申请实施例所示电子设备100不需要采用电连接辅料即可解决噪声干扰问题，节省了电连接辅料的成本。

接下来，为了验证本实施例所示电子设备1000中天线610与连接电路板400之间的解耦效果，从互易定理的角度，激励现有电子设备的天线和本实施例所示电子设备1000的天线610进行仿真测试。其中，现有电子设备的天线采用中框天线的形式，天线与显示屏相对设置。应当理解的是，互易定理是指，对于互易的系统，将系统的输入和特定输出互换位置后, 输出不因这种换位而有所改变。所以，基于互易定理可以从原输出端进行激励，研究原输入端的输出情况，从而进行机理分析。

请参阅图4a、图4b和图5，图4a是现有电子设备的连接电路板的电场强度图，图4b是图3所示电子设备1000的连接电路板400的电场强度图，图5是现有电子设备和图3所示电子设备1000的天线效率和系统效率的曲线图。其中，图4a和图4b所示灰度比较深的区域代表电场强度比较强，白色的区域代表电场强度比较弱。图5的横坐标为频率（单位为GHz），纵坐标为效率（单位为dB）。

从图4a和图4b所示仿真结果中可以看到，相比于现有电子设备，本实施例所示电子设备1000中天线610耦合到连接电路板400上的电场强度降低了17个dB(V/m)以上。另外，从图5所示仿真结果可知，本实施例所示电子设备1000中，在实现了天线610与连接电路板400之间的解耦的同时，也不会影响天线效率，本实施例所示电子设备1000和现有电子设备的系统效率整体相差0.5dB以内，基本相当。

请参阅图6，图6是本申请实施例提供的第二种电子设备1000的局部结构示意图。其中，图6仅示出了电子设备1000中金属中板112、显示屏200和天线610。

本实施例所示电子设备1000与上述电子设备1000的不同之处在于，金属中板112设有缺口114，缺口114沿金属中板112的厚度方向贯穿金属中板112，以降低电子设备1000的重量，有助于实现电子设备1000的轻薄化设计。具体的，缺口114位于金属中板112的顶部。其中，部分辐射体10与缺口114相对设置，部分辐射体10与金属中板112相对设置。

具体的，辐射体10的电场强度的最高点与金属中板112相对设置，以保证天线610的抗干扰性能。应当理解的是，辐射体10的电场强度的最高点即为辐射体10的容性位置处，电场强度的最高点是天线610与连接电路板的天线电场耦合的最强点。本实施例中，辐射体10的电场强度的最高点为馈电点20。在其他一些实施例中，辐射体10的电场强度的最高点也可以为接地点或者辐射体10的其他位置，本申请对此不具体限制。

本实施例所示电子设备1000中，由于显示屏200和天线610分别位于金属中板112的相对两侧，金属中板112可隔离显示屏200和辐射体10的电场强度的最高点，金属中板112同样可以有效减少了在第一连接部分上的噪声信号和天线610之间的耦合，增大了天线610与第一连接部分的隔离度，实现了天线610与第一连接部分之间的解耦，提高了天线610的抗干扰性能，保证了电子设备1000的正常使用。

请参阅图4a和图7，图7是图6所示电子设备1000的连接电路板的电场强度图。其中，图7所示灰度比较深的区域代表电场强度比较强，白色的区域代表电场强度比较弱。

从图4a和图7仿真结果中可以看到，相比于现有电子设备，本实施例所示电子设备1000中天线610耦合到连接电路板上的电场强度降低了7个dB(V/m)以上，说明金属中板112隔离部分辐射体10和显示屏200仍然可以有效降低天线610与连接电路板之间的耦合。

以上描述，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；在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种电子设备，其特征在于，包括边框、金属中板、显示屏、天线和连接电路板，所述金属中板固定连接于所述边框的内侧，所述显示屏固定连接于所述边框，并位于所述金属中板的一侧，且与所述金属中板间隔设置，所述天线位于所述金属中板背离所述显示屏的一侧，所述连接电路板包括第一连接部分，所述第一连接部分位于所述显示屏和所述金属中板之间，且与所述显示屏电连接。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述天线包括辐射体，所述辐射体设有间隔设置的馈电点和接地点，所述馈电点用于电连接射频前端，所述接地点用于接地，至少部分所述辐射体与所述金属中板相对设置。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述金属中板设有缺口，所述缺口沿所述金属中板的厚度方向贯穿所述金属中板，部分所述辐射体与所述缺口相对设置，部分所述辐射体与所述金属中板相对设置。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述辐射体的电场强度的最高点与所述金属中板相对设置。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述馈电点与所述金属中板相对设置，和/或，所述接地点与所述金属中板相对设置。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述天线为GPS天线。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述辐射体包括第一辐射部和第二辐射部，所述第二辐射部固定连接于所述第一辐射部的顶面，所述第一辐射部设有所述馈电点和所述接地点，且与所述金属中板平行且间隔设置，所述第二辐射部位于所述金属中板的顶面的顶侧，且与所述金属中板的顶面间隔设置。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述第一辐射部与所述金属中板之间的距离大于或等于2.5mm。

9.根据权利要求7或8所述的电子设备，其特征在于，所述第一辐射部呈“冂”字型，所述第一辐射部包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第二部分和所述第三部分均固定连接于所述第一部分的底面，且彼此间隔设置，所述第一部分固定连接所述第二辐射部，所述第二部分背离所述第一部分的一端设有所述馈电点，所述第三部分背离所述第一部分的一端设有所述接地点。

10.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述辐射体为金属片，所述辐射体的厚度在0.2mm至0.5mm之间。

11.根据权利要求2至5中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述天线为LTE天线、GSM天线、NR天线或WIFI天线。

12.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述接地点固定连接于所述金属中板。

13.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述显示屏为LCD。

14.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电路板，所述电路板位于所述金属中板背离所述显示屏的一侧，所述连接电路板还包括第二连接部分，所述第二连接部分与所述电路板位于金属中板的同一侧，且与所述电路板电连接。

15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述连接电路板还包括第三连接部分，所述第三连接部分连接于所述第一连接部分和所述第二连接部分之间，且位于所述金属中板的周侧。

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