CN115882194A - 天线结构及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种天线结构及电子设备，所述天线结构用于电子设备，所述电子设备包括金属壳体，所述天线结构包括：天线，设于所述金属壳体内；缝隙，开设于所述金属壳体的侧面上，所述天线与所述缝隙耦合，以透过所述金属壳体发射或接收电磁波，所述缝隙包括第一缝隙和第二缝隙，所述第二缝隙一端连接所述第一缝隙，另一端延伸至所述侧面的平行于所述第一缝隙的边缘；寄生枝节，设于所述缝隙内，所述寄生枝节的一端与所述缝隙的内壁面连接，所述寄生枝节与所述天线耦合，以增加所述天线的高频部分的性能。本公开的天线结构能够以较小的净空区域获得较佳的性能。

Description

天线结构及电子设备

技术领域

本公开涉及天线领域，尤其涉及一种天线结构及电子设备。

背景技术

金属外壳因其牢固性、耐磨性以及更好的使用触感越来越受到消费者青睐。但射频信号无法穿透金属外壳，所以电子设备采用金属外壳在带来众多优点的同时往往也一定程度上会牺牲天线的性能。

通过在金属壳体上开窗来提供净空区，可以提高天线的性能。但开窗尺寸较大，影响外观，并且与电子设备轻薄化的要求相违背。

发明内容

本公开提供了一种天线结构及电子设备，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。

根据本公开的第一方面，提供了一种天线结构，用于电子设备，所述电子设备包括金属壳体，所述天线结构包括：

天线，设于所述金属壳体内；

缝隙，开设于所述金属壳体的侧面上，所述天线与所述缝隙耦合，以透过所述金属壳体发射或接收电磁波，所述缝隙包括第一缝隙和第二缝隙，所述第二缝隙一端连接所述第一缝隙，另一端延伸至所述侧面的平行于所述第一缝隙的边缘；

寄生枝节，设于所述缝隙内，所述寄生枝节的一端与所述缝隙的内壁面连接，所述寄生枝节与所述天线耦合，以增加所述天线的高频部分的性能。

在一可实施方式中，所述寄生枝节包括：

第一枝节，沿所述第一缝隙长度方向设置；

第二枝节，垂直于所述第一枝节，所述第二枝节的一端连接所述第一枝节的一端，所述第二枝节的另一端与所述第一缝隙的内壁面连接。

在一可实施方式中，所述天线结构还包括：

窗口，开设于所述金属壳体的第一面，所述第一面与所述侧面相邻，所述窗口与所述第二缝隙连通。

在一可实施方式中，所述窗口的宽度不大于3.5mm。

在一可实施方式中，所述天线包括：

天线支架；

辐射体，设于所述天线支架上，所述辐射体靠近所述缝隙一侧，所述辐射体与所述缝隙平行；

参考地，设于所述天线支架上。

在一可实施方式中，还包括：

柔性导电体，所述柔性导电体设于所述参考地上，所述柔性在所述参考地上弯曲延伸形成一侧开口的半包围形，所述柔性导电体连接所述参考地和所述金属壳体的第一面，所述第一面与所述金属壳体的所述侧面相邻，所述参考地连接所述金属壳体的第二面，所述第二面与所述第一面相对。

在一可实施方式中，所述柔性导电体的开口朝向所述辐射体一侧。

在一可实施方式中，所述辐射体的延伸方向与所述第一缝隙的延伸方向一致。

在一可实施方式中，所述缝隙内注塑填充有非电磁屏蔽材料。

根据本公开的第二方面，提供了一种电子设备，包括本公开的天线结构。

本公开的天线结构包括开设于电子设备金属壳体的侧面上的缝隙，该缝隙能够与设于金属壳体内的天线耦合，以使天线能够透过所述金属壳体发射或接收电磁波，增加了具有金属壳体的电子设备的天线性能，金属壳体上的缝隙包括第一缝隙和第二缝隙，第二缝隙一端连接第一缝隙，另一端延伸至侧面的平行于第一缝隙的边缘，相连接的第一缝隙和第二缝隙形成T形缝隙，T形缝隙能够使天线以较小的尺寸保持较高的性能。设于缝隙内的寄生枝节与天线耦合，能够增加天线的高频部分的性能，并且可以减小金属壳体上净空区域。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1示出了本公开实施例的天线结构应用于笔记本电脑的结构示意图一；

图2示出了图1的A部放大结构示意图；

图3示出了本公开实施例中壳体的第一面的结构示意图；

图4示出了本公开实施例的天线结构应用于笔记本电脑的结构示意图二；

图5示出了本公开实施例中柔性导电体的结构示意图；

图6示出了本公开实施例的天线结构应用于笔记本电脑在开盖与合盖模式下的S参数曲线；

图7示出了本公开实施例的天线结构应用于笔记本电脑在开盖与合盖模式下的天线效率曲线。

图中标号说明：1-金属壳体；11-侧面；12-第一面；121-主面；122-倾斜面；13-第二面；2-天线；21-天线支架；22-辐射体；23-柔性导电体；231-侧边；232-底边；3-缝隙；31-第一缝隙；32-第二缝隙；4-寄生枝节；41-第一枝节；42-第二枝节；5-窗口。

具体实施方式

为使本公开的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域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，都属于本公开保护的范围。

本公开提供了一种天线结构，该天线用于电子设备，电子设备可以是手机、平板电脑或笔记本电脑等，电子设备包括金属壳体。以下实施例中，以笔记本电脑为例进行说明。

参见图1，本公开实施例的天线结构包括设于金属壳体1内的天线2、开设于金属壳体1上的缝隙3和寄生枝节4。天线2与缝隙3耦合，获得与外界相通的辐射空间，使天线2可以透过金属壳体1发射或接收电磁波。缝隙3可以是开设于金属壳体1的侧面11上，缝隙3包括第一缝隙31和第二缝隙32，第二缝隙32一端连接第一缝隙31，另一端延伸至侧面11的平行于第一缝隙31的边缘；寄生枝节4设于缝隙3内，寄生枝节4的一端与缝隙3的内壁面连接，寄生枝节4与天线2耦合，以增加天线2的高频部分的性能。

本公开的天线结构包括开设于电子设备金属壳体1的侧面11上的缝隙3，该缝隙3能够与设于金属壳体1内的天线2耦合，以使天线2能够透过所述金属壳体1发射或接收电磁波，增加了具有金属壳体1的电子设备的天线2性能，金属壳体1上的缝隙3包括第一缝隙31和第二缝隙32，第二缝隙32一端连接第一缝隙31，另一端延伸至侧面11的平行于第一缝隙31的边缘，相连接的第一缝隙31和第二缝隙32形成T形缝隙3，T形缝隙3能够使天线2以较小的尺寸保持较高的性能。设于缝隙3内的寄生枝节4与天线2耦合，能够增加天线2的高频部分的性能，并且可以减小金属壳体1上净空区域。

在一可实施方式中，参见图1和图2，寄生枝节4包括第一枝节41和第二枝节42，第一枝节41沿第一缝隙31长度方向设置；第二枝节42垂直于第一枝节41，第二枝节42的一端连接第一枝节41的一端，第二枝节42的另一端与第一缝隙31的内壁面连接。

在一可实施方式中，继续参见图1和图2，天线结构还包括窗口5，窗口5开设于金属壳体1的第一面12，第一面12与侧面11相邻，窗口5与第二缝隙32连通。通过设置窗口5，可以提高天线2的辐射性能。以WLAN天线2为例，本公开实施例的天线结构在2.4GHz频段和5GHz频段均具有较优的辐射性能。

本公开实施例中，金属壳体1可以是包括第一壳体和第二壳体，示例性实施例中，第一壳体可以包括边框，边框形成金属壳体1的侧面11，与第一壳体连接的第二壳体形成金属壳体1的第一面12，缝隙3可以是设于第一壳体上，第二缝隙32在第一壳体与第二壳体连接的一侧形成开口，第一缝隙31与第二缝隙32垂直。本公开实施例中通过设置寄生枝节4，可以减小第一缝隙31的宽度，从而可以使边框做窄，满足电子设备轻薄化的需求。窗口5可以是设于第二壳体上，该窗口5在第二壳体的侧边231形成开口，以使窗口5与第二缝隙32连通。

示例性实施例中，第二壳体可以包括边框和底，边框形成金属壳体1的侧面11，底形成金属壳体1的第一面12，缝隙3和窗口5均设于第一壳体上，第二缝隙32在边框与底连接的一侧形成开口，第一缝隙31与第二缝隙32垂直。窗口5可以是设于第二壳体的底上，该窗口5与第二缝隙32连通。本公开实施例中通过设置寄生枝节4，可以减小第一缝隙31的宽度，从而可以使边框做窄，满足电子设备轻薄化的需求。

参见图4，金属壳体1还可以包括第二面13，第二面13与第一面12相对，侧面11位于第一面12和第二面13之间，第一面12、侧面11和第二面13围成的腔室内用于设置主板、处理器、天线2等部件。

以笔记本电脑为例，金属壳体1为笔记本电脑的主机壳体，其中第一壳体用于设置键盘，第二壳体为主机壳体的底盖，第一面12为主机设置键盘和触控板一侧。

示例性实施例中，参见图2和图3，第一面12与侧面11相接处具有倾斜面122，以使支撑面支撑第一面12时，倾斜面122与支撑面相不接触，窗口5开设于倾斜面122上。电子设备置于桌面等支撑面上时，天线2也能够透过窗口5接收或发射电磁波，保持良好的辐射性能。例如，第一面12包括主面121和与主面121的边缘连接的倾斜面122，倾斜面122与侧面11相连接。具体实施中，倾斜面122可以是斜平面，也可以是斜弧面。

本公开实施例中，缝隙3的宽度可以不超过2mm。例如，第一缝隙31的宽是2mm，第二缝隙32的宽度也可是2mm。第二缝隙32的长度可以不超过3mm。第一缝隙31的宽是2mm，第二缝隙32的长度是3mm为例，缝隙3在边框宽度方向的总尺寸为5mm，边框的宽度可以是7mm，使电子设备轻薄化。第一缝隙31的长度可以不超过30mm。本公开实施例的天线结构能够以较小的净空尺寸，达到增加天线2性能的目的。

在一可实施方式中，窗口5的宽度不大于3.5mm。本公开实施例中的天线结构能够以较小的净空区域获得较优的天线2性能。例如，窗口5的宽度可以是3.5mm，长度是36.5mm，本公开实施例的天线结构即可获得较好的辐射性能。在取消寄生枝节4的情况下，窗口5的尺寸至少为50*10mm，才能达到与本公开实施例的天线结构相近的辐射性能。

在一可实施方式中，参见图4，天线2包括天线支架21、辐射体22和参考地，辐射体22和参考地分别设于天线支架21上，辐射体22靠近缝隙3一侧。辐射体22可以包括高频辐射部和低频辐射部，实现天线结构在高频和低频两个频段工作。例如，高频辐射部可用于辐射5GHz频段的电磁波，低频辐射部可用于辐射2.4GHz频段的电磁波。通过调节辐射体22尺寸、缝隙3以及寄生枝节4的尺寸来实现天线结构的双频段的辐射性能的改善。本公开实施例中，辐射体22与缝隙3平行。

本公开实施例中，辐射体22距离缝隙3所在的壳体表面的距离为2mm左右，即天线2的辐射体22距离开设有缝隙3的边框的耦合距离为2mm左右。

本公开实施例中，辐射体22整体的尺寸为13mm*3mm。辐射体22应远离电子设备内的电池、喇叭等金属干扰源。同时，在金属壳体1的第二面13上需要预留足够的空间与天线支架21上的参考地相连。金属壳体1的第二面13与第一面12相对，以笔记本电脑为例，金属壳体1为笔记本电脑的主机壳体，第一面12为主机设置键盘和触控板一侧。金属壳体1可以包括第一壳体和第二壳体，其中第一壳体用于设置键盘，第二壳体为主机壳体的底盖，第一面12设于第一壳体上，第二面13设于第二壳体上，第二面13为主机壳体的底面。

具体实施中，天线支架21的长宽尺寸可以是36mm*12mm，介电常数为3.1，损耗角正切为0.027。

本公开实施例中，辐射体22可以通过激光直接成型技术（Laser-Direct-structuring，LDS）直接形成于天线支架21上。通过激光直接成型技术在天线2之间上形成辐射体22，得到的天线2性能稳定，一致性好，精度高，能够充分利用支架立体结构来形成天线2图案。并且制造设备耐用、少维护，适合不间断生产，故障率低。制造流程短，无需电路图形模具，环保。

在一可实施方式中，辐射体22的延伸方向与第一缝隙31的延伸方向一致。第一缝隙31与辐射体22的走向一致，可以使辐射体22能较好地透过缝隙3接收或发射电磁波。

在一可实施方式中，参见图4，本公开实施例的天线结构还包括柔性导电体23，柔性导电体23设于参考地上，柔性在参考地上弯曲延伸形成一侧开口的半包围形，柔性导电体23连接参考地和金属壳体1的第一面12，第一面12与金属壳体1的侧面11相邻，参考地连接金属壳体1的第二面13，第二面13与第一面12相对。本公开实施例通过设置柔性导电体23形成金属腔结构，增强了天线2的辐射性能。该结构能够充分利用金属壳体1的天线2可设计区域，且制造工艺成熟，对于电子设备大面积金属化的天线2设计有指导价值。

本公开实施例中的柔性导电体23的具体形状不限。示例性实施例中，参见图5，柔性导电体23包括两相对设置的侧边231和连接两侧边231的底边232，与底边232相对的一侧开口。底边232可以是呈直线形设置。

本公开实施例中，柔性导电体23例如可以采用导电泡棉。导电泡棉材质非常轻，作为柔性导电体23可以具有静电防护性能兼具永久性。导电泡棉作为柔性导电体23，具有表面阻抗能力就降低，对环境湿度无依赖性等特点。

在一可实施方式中，参见图4，柔性导电体23的开口朝向辐射体22一侧。

在一可实施方式中，缝隙3以及窗口5内均可以注塑填充有非电磁屏蔽材料。例如，可以采用注塑工艺对缝隙3和窗口5进行填充。

图6为本公开实施例的天线结构应用于笔记本电脑WLAN天线2在开盖与合盖模式下的S参数曲线，图7为本公开实施例的天线结构用于笔记本电脑WLAN天线2在开盖与合盖模式下的天线效率曲线。从图中可以看出，本公开实施例的天线结构实现对2.4GHz、5GHz的双频段覆盖，在笔记本电脑开盖和合盖模式下2.4GHz频段和5GHz频段的天线效率都在-3dB以内，具有良好的辐射性能，都能满足正常的工作要求。

本公开实施例提供了一种电子设备，该电子设备可以是手机、笔记本电脑或平板电脑等。本公开实施例的电子设备包括本公开实施例的天线结构。

本公开实施例的电子设备的天线结构包括开设于电子设备金属壳体1的侧面11上的缝隙3，该缝隙3能够与设于金属壳体1内的天线2耦合，以使天线2能够透过所述金属壳体1发射或接收电磁波，增加了具有金属壳体1的电子设备的天线2性能，金属壳体1上的缝隙3包括第一缝隙31和第二缝隙32，第二缝隙32一端连接第一缝隙31，另一端延伸至侧面11的平行于第一缝隙31的边缘，相连接的第一缝隙31和第二缝隙32形成T形缝隙3，T形缝隙3能够使天线2以较小的尺寸保持较高的性能。设于缝隙3内的寄生枝节4与天线2耦合，能够增加天线2的高频部分的性能，并且可以减小金属壳体1上净空区域。

本公开实施例的电子设备可以是包括两个天线结构，两个天线结构相对设置。以笔记本电脑为例，两个天线结构可以是分别设于主机的相对的第一侧和第三侧，第一侧和第三侧分别与主机的第二侧相邻，第二侧与显示屏相连。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开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公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种天线结构，用于电子设备，所述电子设备包括金属壳体，其特征在于，所述天线结构包括：

天线，设于所述金属壳体内；

缝隙，开设于所述金属壳体的侧面上，所述天线与所述缝隙耦合，以透过所述金属壳体发射或接收电磁波，所述缝隙包括第一缝隙和第二缝隙，所述第二缝隙一端连接所述第一缝隙，另一端延伸至所述侧面的平行于所述第一缝隙的边缘；

寄生枝节，设于所述缝隙内，所述寄生枝节的一端与所述缝隙的内壁面连接，所述寄生枝节与所述天线耦合，以增加所述天线的高频部分的性能。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述寄生枝节包括：

第一枝节，沿所述第一缝隙长度方向设置；

第二枝节，垂直于所述第一枝节，所述第二枝节的一端连接所述第一枝节的一端，所述第二枝节的另一端与所述第一缝隙的内壁面连接。

3.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，还包括：

窗口，开设于所述金属壳体的第一面，所述第一面与所述侧面相邻，所述窗口与所述第二缝隙连通。

4.根据权利要求3所述的天线结构，其特征在于，所述窗口的宽度不大于3.5mm。

5.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线包括：

天线支架；

辐射体，设于所述天线支架上，所述辐射体靠近所述缝隙一侧，所述辐射体与所述缝隙平行；

参考地，设于所述天线支架上。

6.根据权利要求5所述的天线结构，其特征在于，还包括：

柔性导电体，所述柔性导电体设于所述参考地上，所述柔性在所述参考地上弯曲延伸形成一侧开口的半包围形，所述柔性导电体连接所述参考地和所述金属壳体的第一面，所述第一面与所述金属壳体的所述侧面相邻，所述参考地连接所述金属壳体的第二面，所述第二面与所述第一面相对。

7.根据权利要求6所述的天线结构，其特征在于，所述柔性导电体的开口朝向所述辐射体一侧。

8.根据权利要求5所述的天线结构，其特征在于，所述辐射体的延伸方向与所述第一缝隙的延伸方向一致。

9.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述缝隙内注塑填充有非电磁屏蔽材料。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的天线结构。

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