CN118054188A - 一种电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电子设备，包括：多个串联连接的第一天线组件，设置在用于承载的介质的上侧；第二天线组件，设置在所述介质的下侧，所述第二天线组件与各个所述第一天线组件通过贯穿所述介质的通孔连接，以形成多个串联连接且周期性排布的天线单元，多个所述天线单元组成的天线具有第一传输模式。

Description

一种电子设备

技术领域

本申请涉及设备构造领域，特别涉及一种电子设备。

背景技术

随着移动设备全金属机身趋势及集成度的进一步提升，小净空天线及小尺寸天线成为更加迫切的需求。基于该需求，目前，结合移动设备自身环境集成的天线，通常为右手辐射特性的天线，天线谐振频率与天线辐射体尺寸强相关。但是该天线设计在极限尺寸的约束下，无法满足天线在所需要的谐振频点对应的尺寸/长度要求，使得天线无法实现良好的辐射性能，从而影响信号的传输效率。

发明内容

本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备，包括：

多个串联连接的第一天线组件，设置在用于承载的介质的上侧；

第二天线组件，设置在所述介质的下侧，所述第二天线组件与各个所述第一天线组件通过贯穿所述介质的通孔连接，以形成多个串联连接且周期性排布的天线单元，多个所述天线单元组成的天线具有第一传输模式。

作为可选，所述电子设备包括两组分别由多个天线单元组成的天线，两组所述天线对称构造，每组所述天线上均设置有馈电点。

作为可选，所述天线单元包括处于第一支路且串联连接的第一元件和第二元件，以及处于第一支路与第二支路之间且并联连接的第三元件和第四元件，其中，所述第一元件与所述第三元件均为第一类型元件，或等效为第一类型元件，所述第二元件与所述第四元件均为第二类型元件，或等效为第二类型元件，所述第一支路与第二支路之间具有电位差。

作为可选，所述第一元件、所述第二元件、所述第三元件以及所述第四元件的元件参数均随其本身的材质和/或构造的变化而发生变化。

作为可选，所述第一元件包括具有相对设置的第一伸出部和第二伸出部的金属板，所述第一伸出部和所述第二伸出部上均设置有所述通孔，所述第二元件包括靠近所述第一元件的金属条。

作为可选，所述第一天线组件与所述第二天线组件之间具有穿设于所述通孔内的连接部分，所述第三元件和所述第四元件基于所述连接部分的结构确定。

作为可选，所述天线单元的电路参数包括所述第一类型元件的元件参数以及所述第二类型元件的元件参数，所述天线的工作频率基于所述第一类型元件的元件参数以及所述第二类型元件的元件参数确定。

作为可选，所述天线的第一工作频率基于所述第一类型元件的元件参数以及所述第二类型元件的元件参数确定；在所述第一类型元件的元件参数以及所述第二类型元件的元件参数确定的情况下，基于所述天线的第二工作频段确定所述天线的物理尺寸。

作为可选，两组所述天线均为U型，且各自的U型开口方向分别朝向远离对方一侧。

作为可选，所述介质为绝缘材质，所述第二天线组件接地。

本申请实施例的该电子设备，其具有的天线有着结构简单的特点，由于天线中串联连接的第一元件和第二元件均处于第一支路，且并联连接的第三元件和第四元件处于第一支路与第二支路之间，该结构使得天线在实现良好的辐射性能的同时，还可以有效降低天线的物理尺寸。

附图说明

图1为本申请实施例的电子设备的天线的俯视图；

图2为本申请实施例的电子设备的天线的仰视图；

图3为本申请实施例的电子设备的天线的侧视图；

图4为本申请实施例的电子设备的天线的基本周期单元的俯视图；

图5为本申请实施例的电子设备的天线单元的等效电路图；

图6为本申请实施例的左右手复合传输线的特性示意图。

附图标记说明

1-一组天线；11-第一天线组件；111-第一元件；112-第二元件；113-通孔；12-介质；13-第二天线组件；2-另一组天线。

具体实施方式

此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。

应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。

本申请实施例的一种电子设备，该电子设备可以是具有天线的设备，如笔记本电脑、平板电脑等。电子设备包括用于承载导体的介质12，以及分别设置在介质12上侧的多个第一天线组件11，以及设置在介质12下侧的第二天线组件13。第一天线组件11和第二天线组件13通过贯穿介质12的通孔113连接，形成包含有多个天线单元(基本周期单元)的天线(如图中所示的一组天线1和另一组天线2)。每个天线单元包括多个串联连接的第一类型元件，以及并联连接的第二类型元件，第一类型元件处于第一支路，第二类型元件处于第一支路与第二支路之间，第一支路与第二支路之间具有电位差。该结构使得天线单元在传输信号时具有第一传输模式，第一传输模式具有左右手复合传输线的特征。在该第一传输模式下，可以针对特定的工作频率，降低天线的物理尺寸。

下面结合附图，对本申请的该电子设备进行详细说明，如图1、图2和图3所示，该电子设备包括：

多个串联连接的第一天线组件11，设置在用于承载的介质12的上侧；

第二天线组件13，设置在所述介质12的下侧，所述第二天线组件13与各个所述第一天线组件11通过贯穿所述介质12的通孔113连接，以形成多个串联连接且周期性排布的天线单元，多个所述天线单元组成的天线具有第一传输模式。

示例性的，电子设备的介质12可以用于承载电子设备的天线的各个组件，其中介质12的上侧设置有多个串联连接的第一天线组件11且第一天线组件11周期性排布，每个第一天线组件11具有相同或相似的结构构造。

在一个实施例中，如图4所示，多个第一天线组件11串联连接，每个第一天线组件11可以为一个基本周期单元的至少部分。第一天线组件11可以包括串联连接的第一元件111和第二元件112，或者第一天线组件11可以等效为串联连接的第一元件111和第二元件112。

电子设备的介质12为板状，材质为绝缘材质，其用于承载电子设备的天线中的其他部分，如承载导体。本实施例中，介质12能够承载第一天线组件11和第二天线组件13。第一天线组件11设置在介质12的上侧。

第二天线组件13的结构与第一天线组件11的结构相对应，可以为一体成型的板状物，其材质为导体，第二天线组件13与第一天线组件11两者可以形成电子设备的天线。

第二天线组件13设置在所述介质12的下侧，与第一天线组件11相对设置，第二天线组件13与各个第一天线组件11通过贯穿介质12的通孔113连接，以形成多个串联连接且周期性排布的天线单元(如图4中所示的基本周期单元)。第一天线组件11与第二天线组件13之间的连接部分包括并联连接的第三元件和第四元件，或者该连接部分利用其构造等效出并联连接的第三元件和第四元件。具体来说，第一天线组件11与第二天线组件13之间的连接部分包括第一连接部分和第二连接部分，一方面，且可以将第一连接部分构造为具有感应电动势效应的形态，在连接部分通电后，不断变化的电流或涨落的直流产生变化的磁场，变化的磁场反过来使处于此磁场的导体感生电动势，从而等效出电感。另一方面，由于介质12具有一定的厚度，第二连接部分的上下两个部分基于通孔113形成了两个相互靠近的导体，绝缘的介质12被夹持在中间，天线通电后，两个相互靠近的导体具有电容的特性。这将使得第一天线组件11与第二天线组件13之间的连接部分能够基于该通孔113的构造等效出并联连接的电感和电容。

第一天线组件11与第二天线组件13通过通孔113连接后形成了电子设备的天线，该天线包括多个串联连接且周期性排布的天线单元。由于每个第一天线组件11包括串联连接的第一元件111和第二元件112，而且第一天线组件11与第二天线组件13之间的连接部分为并联连接的第三元件和第四元件，或者等效出并联连接的第三元件和第四元件，这使得形成的每个天线单元能够具有与各个元件两关联的特定特征，多个周期性排布且串联连接的天线单元具有第一传输模式。

在一个实施例中，基于第一元件111、第二元件112、第三元件和第四元件的类型确定的第一传输模式，将使天线具有左右手复合传输线的特征。左右手复合传输线包含了左手传输线和右手传输线各自的特征。在该第一传输模式下，可以针对特定的工作频率，降低天线的物理尺寸。如图6所示，例如，实现在左手频率与右手频率的交界处(交流周期/相速度ω)传播相移常数β的值为0，也就是此时传输线中的电磁波的波长无穷，即场分布不再与传输线的物理长度有关。这种无穷波长特征可用于设计与物理尺寸无关的天线。

本申请实施例的该电子设备，其具有的天线有着结构简单的特点，由于天线中串联连接的第一元件111和第二元件112均处于第一支路，且并联连接的第三元件和第四元件处于第一支路与第二支路之间，该结构使得天线在实现良好的辐射性能的同时，还可以有效降低天线的物理尺寸。

在本申请的一个实施例中，所述电子设备包括两组分别由多个天线单元组成的天线，两组所述天线对称构造，每组所述天线上均设置有馈电点。

示例性的，第一天线组件11与第二天线组件13通过通孔113连接后形成的电子设备的天线为两组，每组天线包括多个串联连接的天线单元，两组天线对称构造。在一个实施例中，如图1和图2所示，两组天线均为U型，且各自的U型开口方向分别朝向远离对方一侧。一组天线1的U型底部与另一组天线2的U型底部邻近。

每组天线均能够将信号引出，而该将信号引出的引出点即为馈电点，每组天线上均设置有馈电点，这使得每组天线均能够独立的进行信号的发射和接收。

在本申请的一个实施中，所述天线单元包括处于第一支路且串联连接的第一元件111和第二元件112，以及处于第一支路与第二支路之间且并联连接的第三元件和第四元件，其中，所述第一元件111与所述第三元件均为第一类型元件，或等效为第一类型元件，所述第二元件112与所述第四元件均为第二类型元件，或等效为第二类型元件，所述第一支路与第二支路之间具有电位差。

示例性的，天线单元包括处于第一支路且串联连接的第一元件111和第二元件112。天线单元的第一支路可以是基于介质12上侧的第一电线组件而形成的支路，该第一支路的电压处于一个较小的第一范围内。第一元件111和第二元件112在第一支路串联连接，两者具有相同或相近的电位。

天线单元的第二支路可以是基于介质12下侧的第二电线组件而形成的支路，由于第二天线组件13为一体成型的导体，因此第二支路上各处的电位相同。天线单元中的第三元件和第四元件并联连接，并且均处于第一支路与第二支路之间。其中第一支路与第二支路之间具有电位差。

在一个实施例中，第一元件111与第三元件均为第一类型元件，或等效为第一类型元件，第二元件112与第四元件均为第二类型元件，或等效为第二类型元件。例如，第一元件111为具有条形结构的导体，该导体垂直于电流方向设置，在第一元件111通电的情况下能够等效为电感。第二元件112包括多个相互之间有一定间距的条形导体，使得在通电的情况下，第二元件112能够具有电容功能，使得第二元件112能够被等效为电容。

如图5所示，例如，第一类型元件为电感，第二类型元件为电容，相应的，第一元件L_R以及第三元件L_L均为电感。第二元件C_L以及第四元件C_R均为电容。在该情况下，天线单元具有左右手复合传输线的特性。详细来说，左手传输线是指相应的单元包括处于第一支路的至少一个电感，多个电感时为串联连接；以及处于第二支路的至少一个电容，多个电容时为并联连接。该结构使得相应的单元具有左手传输线的特征。右手传输线是指相应的单元包括处于第一支路的至少一个电容，多个电容时为串联连接；以及处于第二支路的至少一个电感，多个电感时为并联连接。该结构使得相应的单元具有右手传输线的特征。

在本申请的一个实施例中，所述第一元件111、所述第二元件112、所述第三元件以及所述第四元件的元件参数均随其本身的材质和/或构造的变化而发生变化。

示例性的，天线包括多个天线单元，每个天线单元中均具有第一元件111、第二元件112、第三元件以及第四元件。当第一元件111、所述第二元件112、第三元件以及第四元件均为等效于电感或电容的结构件时，其等效的电感和/或电容的元件参数，将随其本身的材质和/或构造的变化而发生变化。例如，尺寸发生变化，则等效的电容容量发生变化。再例如，将其材质的含铜量提高，则对应的电感参数发生变化。

在一个实施例中，天线的通信参数可以利用调整第一元件111、第二元件112、第三元件以及第四元件的材质和/或构造的方式来进行相应调整。增加了调整天线的通信参数的灵活性。

在本申请的一个实施例中，所述第一元件111包括具有相对设置的第一伸出部和第二伸出部，所述第一伸出部和所述第二伸出部上均设置有所述通孔113，所述第二元件112包括靠近所述第一元件111的金属条。

示例性的，第一元件111包括第一元件本体，以及设置在第一元件本体相对两侧的第一伸出部和第二伸出部，其中第一伸出部和第二伸出部的伸出方向相对且垂直于流经第一元件111的电流的方向。第一伸出部和第二伸出部均为金属板，第一伸出部和第二伸出部的端部上均设置有通孔113。第二天线组件13通过通孔113分别与第一伸出部和第二伸出部连接。

第二元件112包括靠近第一元件111的金属条，以及与第一元件本体的边缘连接的辅助部分。优选的，辅助部分可以与第一元件本体一体成型，辅助部分为两组，分别与设置在金属条两侧的两个第一元件本体连接。使得具有该结构的第二元件112具有电容的特性。

在另一个实施例中，第一元件111仅具有第一伸出部，所述第一伸出部上设置有所述通孔113。

在本申请的一个实施例中，所述第一天线组件11与所述第二天线组件13之间具有穿设于所述通孔113内的连接部分，所述第三元件和所述第四元件基于所述连接部分的结构确定。

示例性的，穿设于所述通孔113内的连接部分的上下两端分别连接了第一天线组件11和第二天线组件13，该连接部分的结构适配于通孔113的形态，包括适配于通孔113的孔径以及高度。第三元件和第四元件基于连接部分的结构确定，优选的，连接部分具体的结构等效于并联连接的第三元件和第四元件。例如，连接部分包括第一连接部分和第二连接部分，一方面，第一连接部分基于通孔113的孔径被构造成的形态具有感应电动势效应，基于该形态，在连接部分通电后，不断变化的电流或涨落的直流产生变化的磁场，变化的磁场反过来使处于此磁场的导体感生电动势，从而是的第一连接部分等效出电感。另一方面，由于介质12具有一定的厚度，第二连接部分中分别与对应通孔113的上孔口和下孔口的上下两个部分形成了两个相互靠近的导体，被夹持在中间的介质12为绝缘材质，天线通电后，两个相互靠近的导体能够集聚电荷，具有了电容的特性。

在本申请的一个实施例中，所述天线单元的电路参数包括所述第一类型元件的元件参数以及所述第二类型元件的元件参数，所述天线的工作频率基于所述第一类型元件的元件参数以及所述第二类型元件的元件参数确定。

示例性的，第一类型元件包括第一元件111和第三元件，第一类型元件的元件参数基于第一元件111的参数和第三元件的参数确定，例如第一类型元件为电感，第一元件111和第三元件的感应电动势不同，基于两个不同的感应电动势确定第一类型元件的元件参数。类似的，第二类型元件的元件参数基于第二元件112的参数和第四元件的参数确定，例如第二类型元件为电容，第二元件112和第四元件在给定电位差下自由电荷的储藏量不同，基于两个不同的自由电荷的储藏量确定第二类型元件的元件参数。基于第一类型元件的元件参数以及第二类型元件的元件参数确定整个电子设备的天线的参数，进而基于天线的参数确定天线的工作频率。

在一些实施例中，所述天线的第一工作频率基于所述第一类型元件的元件参数以及所述第二类型元件的元件参数确定；在所述第一类型元件的元件参数以及所述第二类型元件的元件参数确定的情况下，基于所述天线的第二工作频段确定所述天线的物理尺寸。

示例性的，结合图4、图5和图6，第一类型元件包括第一元件L_R和第三元件L_L，第二元件L_R和第三元件L_L均为电感；第二类型元件第二元件C_L和第四元件C_R，第二元件C_L和第四元件C_R均为电容。

基于第一元件L_R、第二元件C_L、第三元件L_L以及第四元件C_R的连接结构形成的天线具有左右手复合传输线的特征(第一传输模式)。具有左右手复合传输线的特征的天线实现了在左手频率与右手频率的交界处(交流周期/相速度ω)传播相移常数β的值为0，也就是此时传输线中的电磁波的波长无穷，即场分布不再与传输线的物理长度有关。这种无穷波长特征可用于设计与物理尺寸无关的天线。例如，在第一元件L_R的参数和第三元件L_L的参数，以及第二元件C_L和第四元件C_R的参数确定的情况下，能够确定天线的工作频率。如WLAN天线的工作频段被确定为：第一工作频段2.4GHZ以及第二工作频段5-7GHz。基于此，可以将第一工作频段2.4GHz设计为无穷波长天线的谐振频率，使得天线整体的物理尺寸可以基于第二工作频段5-7GHz工作频率来构造，从而可以大幅减少天线的物理尺寸。

在本申请的一个实施例中，两组所述天线均为U型，且各自的U型开口方向分别朝向远离对方一侧。

示例性的，第一天线组件11和第二天线组件13形成的天线可以为一组，两组或更多组。当形成两组天线时，两组天线均为U型，两组天线的U型底部相对，各自的U型开口方向分别朝向远离对方一侧。两组天线相互独立，但可以同时进行工作，使得天线具有更好的隔离度。

在本申请的一个实施例中，所述介质12为绝缘材质，所述第二天线组件13接地。第一天线组件11的电压高于第二天线组件13的电压，两者之间产生压差。使得通电后的天线具有左右手符合传输线的特性。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子设备，包括：

多个串联连接的第一天线组件，设置在用于承载的介质的上侧；

第二天线组件，设置在所述介质的下侧，所述第二天线组件与各个所述第一天线组件通过贯穿所述介质的通孔连接，以形成多个串联连接且周期性排布的天线单元，多个所述天线单元组成的天线具有第一传输模式。

2.根据权利要求1所述的电子设备，所述电子设备包括两组分别由多个天线单元组成的天线，两组所述天线对称构造，每组所述天线上均设置有馈电点。

3.根据权利要求1所述的电子设备，所述天线单元包括处于第一支路且串联连接的第一元件和第二元件，以及处于第一支路与第二支路之间且并联连接的第三元件和第四元件，其中，所述第一元件与所述第三元件均为第一类型元件，或等效为第一类型元件，所述第二元件与所述第四元件均为第二类型元件，或等效为第二类型元件，所述第一支路与第二支路之间具有电位差。

4.根据权利要求3所述的电子设备，所述第一元件、所述第二元件、所述第三元件以及所述第四元件的元件参数均随其本身的材质和/或构造的变化而发生变化。

5.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述第一元件包括具有相对设置的第一伸出部和第二伸出部，所述第一伸出部和所述第二伸出部上均设置有所述通孔，所述第二元件包括靠近所述第一元件的金属条。

6.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述第一天线组件与所述第二天线组件之间具有穿设于所述通孔内的连接部分，所述第三元件和所述第四元件基于所述连接部分的结构确定。

7.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述天线单元的电路参数包括所述第一类型元件的元件参数以及所述第二类型元件的元件参数，所述天线的工作频率基于所述第一类型元件的元件参数以及所述第二类型元件的元件参数确定。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其中，所述天线的第一工作频率基于所述第一类型元件的元件参数以及所述第二类型元件的元件参数确定；在所述第一类型元件的元件参数以及所述第二类型元件的元件参数确定的情况下，基于所述天线的第二工作频段确定所述天线的物理尺寸。

9.根据权利要求1所述的电子设备，其中，两组所述天线均为U型，且各自的U型开口方向分别朝向远离对方一侧。

10.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述介质为绝缘材质，所述第二天线组件接地。