CN204668449U - 用于电子设备的天线及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了用于电子设备的天线及电子设备。所述用于电子设备的天线是至少部分由沿电子设备的外壳的导电结构形成末端开路的缝隙天线。该实施方式减少了内置在电子设备中的天线对电子设备的内部空间的占用，提高了天线的性能。

Description

用于电子设备的天线及电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，具体涉及电子设备的通信技术领域，尤其涉及用于电子设备的天线及电子设备。

背景技术

电子设备的天线用于发送和接收电磁波，以支持电子设备进行无线电通信。在目前的电子设备的天线设计方案中，外置在电子设备之外的天线会造成携带不便且会影响外观设计，因此通常将天线内置于电子设备中。

然而，内置在电子设备中的天线，由于电子设备的小型化趋势逐步压缩天线的空间，天线设计的空间常常不能满足，因此天线的性能较差。尤其是近两年得到长足发展的可穿戴电子设备，由于贴近人体表面，人体对可穿戴设备的辐射性能影响较大，并且可穿戴设备的体积普遍小巧，因此天线设计的空间比普通电子设备更为严峻，需要提出新的解决办法来提升穿戴设备的辐射性能。

实用新型内容

本申请提供了用于电子设备的天线及电子设备。

一方面，本申请提供了一种用于电子设备的天线，天线是至少部分由沿电子设备的外壳的导电结构形成末端开路的缝隙天线。

在某些实施方式中，所述末端开路的缝隙天线至少部分由围绕所述电子设备的外壳的导电边框形成。

在某些实施方式中，所述导电边框位于所述电子设备的外壳的顶面、底面或任一侧面。

在某些实施方式中，所述导电边框包括形成缝隙天线的末端开路的缝隙。

在某些实施方式中，所述缝隙中填充有非导电介质。

第二方面，本申请提供了一种电子设备，包括：电子设备的外壳的导电结构；以及至少部分由所述导电结构形成的末端开路的缝隙天线。

在某些实施方式中，所述电子设备还包括以下一项或多项：

显示器，其中所述导电结构包括用于所述显示器的导电边框；

底盖，其中所述导电结构包括用于所述底盖的导电边框；以及

中框，其中所述导电结构包括所述中框或用于所述中框的导电边框。

在某些实施方式中，所述导电边框包括形成缝隙天线的末端开路的缝隙。

在某些实施方式中，所述缝隙中填充有非导电介质。

在某些实施方式中，所述电子设备包括：可穿戴电子设备。

本申请提供的用于电子设备的天线及电子设备，通过设置天线是至少部分由沿电子设备的外壳的导电结构形成末端开路的缝隙天线，减少了内置在电子设备中的天线对电子设备的内部空间的占用，提高了天线的性能。

进一步地，根据部分实施例，当电子设备为可穿戴电子设备时，通过设置天线是至少部分由沿电子设备的外壳的导电结构形成末端开路的缝隙天线，可以减少天线在可穿戴电子设备中的设计空间，并且提升天线的辐射性能。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了现有技术中带有天线结构的示例性便携式电子设备；

图2示出了根据本申请实施例的示例性便携式电子设备；

图3示出了根据本申请实施例的示例性便携式电子设备的正视图；

图4示出了根据本申请实施例的用于智能手表的支持GPS通信的缝隙天线的谐振图；

图5示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1示出了现有技术中带有天线结构的示例性便携式电子设备。

以便携式电子设备中的可穿戴电子设备为例，如图1所示，可穿戴电子设备100可以佩戴于人体手臂150，其包括外壳110、屏幕120和天线130。其中，天线130的一部分集成于可穿戴电子设备100的内部以采用内部支架做天线，另一部分外露于外壳110。由于天线130需要辐射电磁波，所以外壳110较少采用金属材质，一般为塑料与硅胶材质。由于可穿戴设备本身的空间小，内部的天线空间更小，因此天线的辐射性能较差。

在本申请中，电子设备可以设置有无线通信电路，以支持在多个无线通信频带中的无线通信。该无线通信电路可以包括一个或多个天线。

该天线可以包括缝隙天线。如果需要，缝隙天线的导电结构可以由导电的电子设备结构形成。导电的电子设备结构可以包括导电的壳结构。该壳结构可以包括导电边框。缝隙结构可以形成在导电边框中。

缝隙天线结构可以设置于任何适当的电子设备中。例如，缝隙天线结构可以被用在诸如台式计算机、游戏机、路由器、膝上型计算机等电子设备中。使用一种适当的结构，缝隙天线结构还可以设置在其中内部空间相对宝贵的相对紧凑的电子设备中，诸如便携式电子设备中。

图2和图3分别示出了根据本申请实施例的示例性便携式电子设备和示例性便携式电子设备的正视图。诸如示例性便携式电子设备200的便携式电子设备可以是膝上型计算机或诸如超便携式计算机、网络本计算机以及平板计算机等小型便携式计算机。便携式电子设备还可以是更小的设备。更小的便携式电子设备的示例包括智能手表、挂件设备、耳机和听筒设备，以及其他可佩戴的和微型的设备。使用一种适当的布置，便携式电子设备是诸如蜂窝电话的手持电子设备。手持设备可以例如是蜂窝电话、具有无线通信能力的媒体播放器、手持计算机(有时也称作个人数字助理)、遥控器、全球定位系统(GPS)设备以及手持游戏设备。如有需要，手持设备和其他便携式设备可以包括多个传统设备的功能。多功能设备的示例包括：包括媒体播放器功能的蜂窝电话；包括无线通信功能的游戏设备；包括游戏和电子邮件功能的蜂窝电话；以及能够接收电子邮件、支持移动电话呼叫和支持网络浏览的手持装置。这些都仅是示例性示例。图2和图3中的设备200可以是任何适当的便携式或手持电子设备。

在便携式电子设备中，空间通常受限。而通常存在于便携式电子设备中的导电结构，使得有效的天线工作经受挑战。例如，导电壳结构可以围绕便携式电子设备壳的部分外周或全部外周。

在设计这样的便携式电子设备壳时，使用覆盖感兴趣的通信频带的缝隙天线设计可能是特别有利的。在这里，如图2和图3所示，可以以用于智能手表的缝隙天线为例进行描述，应当理解，除智能手表外，缝隙天线结构还可以用于任何适当的电子设备。

如图2和图3所示，设备200包括壳210并且包括至少一个用于处理无线通信的天线。壳210，有时被称为壳体，可以由任何适当材料形成，包括：塑料、玻璃、陶瓷、复合材料、金属、或其他适当的材料，或这些材料的组合。在一些情况下，壳210的一些部分可以由非导电介质或其他低导电性材料形成，从而位于壳210中的导电天线元件的工作不被干扰。在其他情况下，壳210可以由金属元件形成。

设备200可以具有诸如显示器220的显示器。显示器220可以为结合有电容性触摸电极的触摸屏。显示器220还可以包括由发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、等离子单元、电子墨水元件、液晶显示(LCD)部件、或其他适当图像像素结构形成的图像像素。

壳210可以包括诸如侧壁结构211的侧壁结构。结构211可以利用导电材料实现。例如，结构211可以利用基本上围绕显示器220的边框的导电部件实现。结构211可以由诸如不锈钢、铝、或其他适当材料形成。一个、两个或多于两个的单独的结构可以被用于形成结构211。结构211可以用作将显示器220固定至设备200的正面(顶面)的边框。结构211因此有时在此被称作边框211，边框211围绕于设备200和显示器220的外周。

边框211不一定具有相同的截面。例如，如果需要，如图2所示，佩戴于人体手臂250的智能手表的边框211的上部可以具有向内突出的凸缘212，其帮助将显示器220保持在适当位置。如果需要，边框211从上部至下部还可以逐渐外扩并远离显示器220。在图2的示例中，边框211具有逐渐外扩的平直的侧壁；在图3的示例中，边框211具有逐渐外扩的弯曲的侧壁。这仅是示例性的，边框211可以具有平直的侧壁，或者其侧壁可以被弯曲或可以具有任何其他适当形状。

显示器220包括导电结构，诸如电容性电极阵列、用于寻址像素元件的导电线、驱动电路等。这些导电结构往往会阻挡射频信号。因此可能期望由诸如塑料的非导电介质材料形成设备的部分或全部后平坦表面。

边框211的一些部分可以设置有缝隙结构。例如，边框211可以设置有诸如缝隙213的一个或多个缝隙，如图2和图3所示。缝隙213沿设备200的壳210和显示器220的外周布置，因此有时被称作外周缝隙。缝隙213分割边框211，在边框211中形成缝隙天线(即，在缝隙213中，通常没有边框211的导电部分)。

如图2和图3所示，缝隙213可以填充有非导电介质。例如，缝隙213可以填充有空气。为了有助于为设备200提供光滑不间断的外观并且保证边框211外观上吸引人，缝隙213可以填充有固态(非空气)电介质，例如塑料。边框211和诸如缝隙213的缝隙(及其相关的塑料填充结构)可以形成设备200中的一个或多个天线的一部分。例如，边框211和诸如缝隙213的缝隙的一些部分与内部导电结构一起形成一个或多个缝隙天线。内部导电结构可以包括印刷电路板结构、框架部件或其他支撑结构，或其他适当的导电结构。

在典型的情况下，设备200可以具有多个天线。并且，设备200中的多个天线可以被用来支持任何感兴趣的通信频带，例如设备200可以包括用于支持局域网通信、语音和数据蜂窝电话通信、全球定位系统(GPS)通信、蓝牙通信等的天线结构，其中的数据蜂窝电话通信可以包括各个通信制式：GSM，WCDMA，CDMA，TD-SCDMA，TDD-LTE，FDD-LTE和未来可能发展的通信制式等。在图2和图3的示例中，示例性的示出了用于智能手表的支持GPS通信的缝隙天线。

本申请上述实施例中的用于电子设备的缝隙天线及电子设备，通过设置天线是至少部分由沿电子设备的外壳的导电结构形成末端开路的缝隙天线，减少了内置在电子设备中的天线对电子设备的内部空间的占用，同时满足了天线所需要的净空，提高了天线的性能。进一步地，在部分实施例中，可穿戴电子设备通过设置天线是至少部分由沿电子设备的外壳的导电结构形成末端开路的缝隙天线，从而减少了可穿戴电子设备的天线占用的设备内部的空间，同时满足了天线的辐射性能。

图4示出了根据本申请实施例的用于智能手表的支持GPS通信的缝隙天线的谐振图。

如图4所示，用于智能手表的支持GPS通信的缝隙天线的谐振图中的曲线，标示了天线指标中的射频参数，其纵坐标为电压驻波比VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)，其横坐标为频率，频率的单位是GHz。

其中，电压驻波比指行驻波的电压峰值与电压谷值之比，可以通过反射系数的模值计算：VSWR＝(1+反射系数模值)/(1-反射系数模值)。因此，当反射系数模值越高时，驻波比越大。也即驻波比越大时反射功率越高，传输的效率越低。

如图4所示，支持GPS通信的缝隙天线的最佳工作频率在1.5～1.6GHz，作为示例，1号标记示例性的示出了GPS的一个可选工作频率为1.575GHz，该频率下的VSWR为1.273。

在本申请的上述实施例中，通过用于智能手表的支持GPS通信的缝隙天线，实现了良好的驻波比，保证了天线传输的性能。

下面参考图5，其示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的结构示意图。

如图5所示，电子设备500包括中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 503中，还存储有系统500操作所需的各种程序和数据。CPU 501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。

以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的存储部分508；以及包括一个或多个天线的无线通信部分509。通过合适的设计，无线通信部分509可以支持在多个无线通信频带中的无线通信。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种用于电子设备的天线，其特征在于：所述天线是至少部分由沿电子设备的外壳的导电结构形成末端开路的缝隙天线。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述末端开路的缝隙天线至少部分由围绕所述电子设备的外壳的导电边框形成。

3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述导电边框位于所述电子设备的外壳的顶面、底面或任一侧面。

4.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述导电边框包括形成缝隙天线的末端开路的缝隙。

5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，所述缝隙中填充有非导电介质。

6.一种电子设备，其特征在于，包括：电子设备的外壳的导电结构；以及

至少部分由所述导电结构形成的末端开路的缝隙天线。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括以下一项或多项：

显示器，其中所述导电结构包括用于所述显示器的导电边框；

底盖，其中所述导电结构包括用于所述底盖的导电边框；以及

中框，其中所述导电结构包括所述中框或用于所述中框的导电边框。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述导电边框包括形成缝隙天线的末端开路的缝隙。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述缝隙中填充有非导电介质。

10.根据权利要求6-9之一所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：可穿戴电子设备。