CN206962001U - 电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种电子设备，该电子设备中的阵列天线包含彼此之间电气隔离的若干个天线单元，该若干个天线单元可以分布在非金属的外层结构上或非金属的内部载体上，从而无需以固定模块的形式设置在电子设备内部，避免各模块空间上的相互排挤导致模块性能的劣化以及整机尺寸的增大，使电子设备中阵列天线的设计更为自由灵活，不影响电子设备的产品外观及尺寸，且能够有效增大无线通信的覆盖范围，提升用户体验。

Description

电子设备

技术领域

本实用新型实施例涉及通信技术领域，具体涉及一种电子设备。

背景技术

在5G(第五代移动通信)的毫米波时代下，为保持良好的无线通信品质，电子设备中的天线需设计成阵列(Array)形式。由于阵列天线所传播的高频毫米波在传播路径会存在一定的衰减，因此阵列天线往往通过设置较高的天线增益来抵抗这一衰减。但也因为设置了较高的天线增益使得传播的波束带宽较窄，因此阵列天线同时也需要具备较强的波束扫描的能力，以实现覆盖较广的传输范围的目的，从而提升用户的无线通信体验。

目前5G毫米波天线阵列多是设计成模块(有固定形状与体积)，且内置于电子设备内部。然而，在相关技术研究的过程中发明人发现，这样的设置方式往往会由于多个模块堆叠设置而产生模块的空间局限性问题，即往往会因各个模块之间在设置空间上的相互排挤而使模块性能劣化，及导致整个电子设备的体积变大，使得产品竞争力下降，且影响用户的无线通信体验。

实用新型内容

本实用新型实施例的提供一种电子设备，用于解决现有的电子设备中内置的阵列天线为具有固定形状和体积的模块化天线，具有空间限制性，易导致模块性能劣化及电子设备体积变大的问题。

据此，本实用新型的一个实施例提供了一种电子设备，包括非金属的外层结构以及非金属的内部载体，还包括：阵列天线；

所述阵列天线包括若干个天线单元，各个天线单元之间电气隔离；所述若干个天线单元分布在所述外层结构上，或分布在所述内部载体上。

可选地，所述外层结构包括外壳；所述若干个天线单元设置在外壳上。

可选地，所述若干个天线单元分布在所述外壳的侧面区域的内壁和/或外壁上。

可选地，所述若干个天线单元分布在所述外壳的正面区域的内壁和/或外壁上。

可选地，所述若干个天线单元分布在所述外壳的背面区域的内壁和/或外壁上。

可选地，所述内部载体包括支架，所述若干个天线单元分布在所述支架的内壁和/或外壁上。

可选地，所述若干个天线单元以矩阵的方式排布。

可选地，若干个天线单元设置在相应结构的内壁和外壁上是指：

各行天线单元交错分布在相应结构的内壁和外壁上；

或，各个天线单元交错分布相应结构的内壁和外壁上。

可选地，所述外层结构包括显示屏，若干个天线单元由透明材料制成，分布在所述显示屏上。

可选地，各个所述天线单元之间设置有用于电气隔离的非导电的间隔材料。

本实用新型实施例提供的电子设备中的阵列天线包含彼此之间电气隔离的若干个天线单元，该若干个天线单元可以分布在非金属的外层结构上或内部载体上，从而无需以固定模块的形式设置在电子设备内部，避免各模块空间上的相互排挤导致模块性能的劣化以及整机尺寸的增大，使电子设备中阵列天线的设计更为自由灵活，不影响电子设备的产品外观及尺寸，且能够有效增大无线通信的覆盖范围，提升用户体验。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是现有技术中阵列天线的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种电子设备结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的又一种电子设备结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的又一种电子设备结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的又一种电子设备正面区域结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的又一种电子设备背面区域结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的一种电子设备内部载体结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的又一种电子设备内部载体结构示意图；

图9是本实用新型实施例提供的又一种电子设备正面区域结构示意图；

图10是本实用新型实施例提供的又一种电子设备背面区域结构示意图；

图11是本实用新型实施例提供的又一种电子设备背壳结构示意图；

图12是本实用新型实施例提供的又一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种电子设备，包括非金属的外层结构以及非金属的内部载体，还包括：阵列天线；

其中，阵列天线包括若干个天线单元，各个天线单元之间电气隔离；若干个天线单元分布在外层结构上，或分布在内部载体上。

本实用新型实施例提供的电子设备中的阵列天线包含彼此之间电气隔离的若干个天线单元，该若干个天线单元可以分布在非金属的外层结构上或内部载体上，从而无需以固定模块的形式设置在电子设备内部，避免各模块空间上的相互排挤导致模块性能的劣化以及整机尺寸的增大，使电子设备中阵列天线的设计更为自由灵活，不影响电子设备的产品外观及尺寸，且能够有效增大无线通信的覆盖范围，提升用户体验。

在实际应用中，这里的电子设备可以为终端，具体来说可以包括：智能手机、个人数码助理(PDA)、平板电脑、笔记本电脑、车载电脑(carputer)、掌上游戏机、智能眼镜、智能手表、可穿戴设备、虚拟显示设备或显示增强设备(如Google Glass、Oculus Rift、Hololens、Gear VR)等。还可以为网络设备，例如路由器、交换机、网关、无线接入点(WAP)等等。

这里的电子设备的外层结构指的是电子设备可以从外界被直接观察到的外部结构。以电子设备为智能手机为例，智能手机的外层结构即指的是手机的显示屏、外壳(可以包括正面区域、侧面区域以及背面区域)，此外，外层结构还可以包括装饰件以及标志。而这里的内部载体即指的是电子设备内部用于承载走线的载体，例如用于承载走线的支架。

此外，在实际应用中，这里的阵列天线中还可以包括功率放大器以及若干个相移器。如图1所示，其中若干个相移器的一端分别与若干个天线单元相连，另一端与功率放大器相连。由于这里的天线单元、相移器以及功率放大器的连接方式及工作原理为本领域技术人员公知的技术，在此不再赘述。

在具体实施时，可以理解的是，在上述所述的电子设备中，阵列天线里的天线单元的分布方式可能有多种不同的实施方式，下面对其中几种可选的实施方式进行详细说明。

一、外层结构包括外壳，天线单元分布在外壳上。

由上述叙述可知，电子设备的外层结构中可以包括外壳，下面对其中几种设置在外壳上的实施方式进行说明。

(一)天线单元分布在外壳的侧面区域的内壁和/或外壁上。

(1)阵列天线中的天线单元以矩阵的形式排布，且均分布在外壳的侧面区域的内壁或外壁上。

参见图2，图2示出了一种电子设备的实施例。其中，阵列天线中的各个天线单元11(也即图1中的一个个小方格，这里仅标识出了一个方格)以矩阵的形式(即行列排布的方式)分布在外壳的侧面区域的外壁上。各个天线单元之间具有一定间隔，且均是电气隔离的，从而保证各个天线单元之间不会发生干扰。具体来说，可以通过设置非导电的隔离材料12来实现各个天线单元之间的电气隔离。

当然，图2示出的仅仅是天线单元分布在外壳侧面区域的外壁上(也即外壳朝向电子设备外部的侧面)的情形，在实际应用中，天线单元还可以全部分布在外壳侧面区域的内壁上(也即外壳朝向电子设备内部的侧面)。其在内壁上的分布方式与在外壁上的分布方式可以相同，区别仅在于分布在外壁上时，从电子设备外侧可以看见各个天线单元，而分布在内壁上时，从电子设备外侧无法看见。在这里不再赘述分布在内壁时的实施方式。

(2)阵列天线中的天线单元以矩阵的形式排布，且各行天线单元交错分布在外壳的侧面区域的内壁和外壁上。

参见图3，图3示出了又一种电子设备的实施例。其中，阵列天线中的各个天线单元以矩阵的方式分布在外壳的侧面区域上。由图3可知，外壳的侧面区域上排布了两行天线单元。位于第一行的第一天线单元21(图3中仅标识出一个位于第一行的第一天线单元)分布在外壳的侧面区域的外壁上，从电子设备外侧可以看见；位于第二行的第二天线单元22(图3中仅标识出一个位于第二行的第二天线单元)分布在外壳的侧面区域的内壁上，从电子设备外侧无法看见，因此在图3中用虚线框来表示，从而形成各行天线单元交错排列的分布方式。此外，同样地在各个天线单元之间也设置有用于进行电气隔离的非导电隔离材料23，从而保证各个天线单元之间不会相互干扰。

(3)阵列天线中的天线单元以矩阵的形式排布，且各个天线单元交错分布在外壳的侧面区域的内壁和外壁上。

参见图4，图4示出了又一种电子设备的实施例。同样地，图4中示出的电子设备的外壳的侧面区域上也排布了两行天线单元。各个天线单元交错排列在外壳的侧面区域的内壁或外壁上。具体来说，与设置在外壁上的第一天线单元31相邻的天线单元均设置在内壁上，与设置在内壁上的第二天线单元32 相邻的天线单元均设置在外壁上，从而形成各行天线单元交错排列的分布方式。在各个天线单元之间也设置有用于进行电气隔离的非导电隔离材料33，从而保证各个天线单元之间不会相互干扰。

(二)天线单元分布在外壳的正面区域的内壁和/或外壁上。

参见图5，图5示出了一种电子设备正面区域的实施例。其中，阵列天线的各个天线单元41分布在除显示区域42以外的外壳的正面区域上。其中，这里的天线单元41在正面区域具体的分布方式可以类似于上述分布在侧面区域的三种方式，也即可以以矩阵的形式排布，全部分布在外壳正面区域外壁上 (从电子设备外部可以看见)或内壁上(从电子设备外部无法看见)，或各行天线单元交错分布在内壁和外壁上，或各个天线单元交错分布在内壁和外壁上，本实用新型实施例对此不作具体限定。此外，在各个天线单元41之间设置有用于进行电气隔离的非导电隔离材料43，从而保证各个天线单元之间不会相互干扰。

(三)天线单元分布在外壳的背面区域的内壁和/或外壁上。

参见图6，图6示出了一种电子设备背面区域的实施例。其中，阵列天线的各个天线单元51分布在外壳背面区域的内壁上(从电子外部无法看见)，各个天线单元51之间还设置有用于进行电气隔离的非导电隔离材料52。当然这里的天线单元51在背面区域上具体的分布方式也可以参照上述分布在侧面区域上的三种分布方式，从而可以实现灵活设置天线的单元的目的，在此对于具体的分布方式不再赘述。

二、天线单元分布在内部载体上。

参见图7，图7示出了一种电子设备的内部载体的实施例。其中，这里的内部载体具体为承载走线的支架。阵列天线的各个天线单元61分布在支架的外壁上，各个天线单元61之间还设置有用于进行电气隔离的非导电隔离材料 62。

参见图8，图8示出了又一种电子设备的内部载体的实施例。其中，这里的内部载体也具体为支架。阵列天线的各个天线单元71分布在支架的内壁上，各个天线单元71之间还设置有用于进行电气隔离的非导电隔离材料72。

当然这里的天线单元在内部载体上具体的分布方式也可以参照上述分布在侧面区域上的三种分布方式，从而可以实现灵活设置天线的单元的目的，本实用新型对此不作具体限定。

三、外层结构包括显示屏，天线单元分布在显示屏上。

参见图9，图9示出了又一种电子设备正面区域的实施例。其中，阵列天线的各个天线单元81分布在显示区域82上。为了不影响显示，各个天线单元 81为透明材料，可以如图9所示嵌入在显示区域82的显示屏内部，也可以贴附在显示屏表面，也可以交错分布在内部和表面，交错分布的方式也可以参照上述所述的在侧面区域交错分布的方式，本实用新型对此不作具体限定。此外，在各个天线单元81之间还设置有用于进行电气隔离的非导电隔离材料83，从而保证各个天线单元之间不会相互干扰。

四、外层结构可以包括装饰件，天线单元分布在装饰件的表面和/或底面上。

其中，装饰件指设置在电子设备外层结构上的功能器件周边的结构。具体的，本实施例中，装饰件为摄像头92周边的装饰结构93。当然还可以为电子设备耳机插孔周边的结构、功能按键周边的结构等等。

对于图10来说，阵列天线的各个天线单元91分布在背面区域的装饰件 93的底面上，具体来说是分布在摄像头92周围的装饰件93的底面上，这里的底面即指的是装饰件93朝向电子设备内部的一面。此外，各个天线单元91 之间还设置有用于进行电气隔离的非导电隔离材料94，用于防止各个天线单元91之间相互干扰。当然，也可以将各个天线单元设置在装饰件的表面上，或交错分布在底面和表面上，本实用新型实施例对此不作具体限定。

五、外层结构还可以包括标志，天线单元分布在标志的表面和/或底面上。

其中，这里的标志可以为设置在电子设备上用于展示该电子设备品牌的标志，也即LOGO。

参见图11，图11示出了又一种电子设备背面区域的实施例。其中，阵列天线的各个天线单元101分布在背面区域的标志102的表面上，也即“V”图案的LOGO上，各个天线单元101之间还设置有用于进行电气隔离的非导电隔离材料103。当然，也可以将天线单元设置在标志的底面上，或交错分布在底面和表面上，本实用新型实施例对此不作具体限定。

不难理解的是，上述实施例中的举例说明只是为了便于更好地理解本实用新型实施例提供的电子设备，并不能构成对本实用新型的具体限定。且上述的各个优选实施方式之间不会相互影响，各个优选实施方式之间的任意组合所得到的方案均应该落入本实用新型的保护范围。

需要说明的是，图2至图11示出的仅为几个天线单元分布的实施例。在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要进行适当变形。具体来说，这里的阵列天线包含的天线单元的总数目可以根据实际需要来设定。各个天线单元的形状也不仅限于图中所示的矩形形状，例如可以为圆形、方形、椭圆形、菱形、多边形、不规则图形等等。各个天线单元之间的间隔可以相同也可以不同，也可以部分相同部分不同，间隔的大小也可以根据实际情况来设置，本实用新型对此不作具体限定。

各个天线单元在外层结构或内部载体上的排布以及位置也可以多种方式。例如，对于第一种在外壳的侧面区域上分布的情况来说，在侧立面上排布的天线单元可以为单行，也可以为三行及以上。在侧立面上分布的位置可以为整个侧立面，也可以为侧立面中的一个或几个侧面。在侧立面上分布时，也可能不是一直连续的排列，比如在侧立面的按键或插孔处天线单元的排列可能就会中断。另外，在内外壁交错排布时，也不仅限于图3和图4所示的每行交错或各个交错，比如可以每隔三个内壁上的天线单元就设置一个外壁上的天线单元。此外，这里的分布也可以不采用矩阵分布的方式而采用其他阵列排布的方式，例如圆形阵列排布方式、椭圆形阵列排布方式等等。其他几种情况的分布也与第一种类似，在此不再赘述，只要在不影响阵列天线的性能以及外层结构的情况下，本领域技术人员可以对天线单元的排布和位置进行任意的合理性设置。

此外，图2至图11示出的电子设备的形状结构以及内部载体的形状结构仅为本实用新型为了便于描述以电子设备为终端而进行的举例。在实际应用中，电子设备的形状结构以及内部载体的形状结构不仅限于图中所示的长方体结构，还可以为其他形状，例如圆柱体、不规则形状等等。

还需要说明的是，上述所述的外壳、内部载体、装饰件以及标志均可以由非金属材料制成，例如塑料、陶瓷、玻璃等。对于在绝缘材料上设置天线单元，可以通过柔性印刷电路(FPC),冲压金属片、镭雕化镀、喷涂、打印或埋入注塑成型(insert molding)等制备工艺来实现。具体来说，可以通过上述工艺在绝缘材料的表面上形成金属层，该金属层可以包括若干个金属块，每一个金属块即为一个天线单元，且在每个金属块之间设置绝缘材料进行电气隔离。

在实际情况中这里的装饰件以及标志也可以由金属材料制成。在金属材料上设置天线单元可以通过如下工艺来进行，具体来说可以通过电脑数值控制 (CNC)工艺或开模等工艺将金属材料进行切割，将金属材料的表面切割成一个个小的金属块，并将这些金属块作为各个天线单元，在每个金属块之间设置绝缘材料进行电气隔离。不难理解的是，天线单元设置在金属装饰件或标志上不仅能够降低形成之后的整个天线单元与装饰件或标志的整体厚度(因为无需在金属表面形成金属层)，还能够利用装饰件或标志的金属属性有效提高阵列天线的辐射能力，从而实现扩大无线覆盖范围，提升用户无线通信体验的目的。

图12是本实用新型另一个实施例的电子设备的结构示意图。图12中的电子设备包括射频(RadioFrequency，RF)电路110、存储器120、输入单元130、显示单元140、处理器150、音频电路160、WiFi(WirelessFidelity)模块170、电源180以及外设部件。

其中，输入单元130可用于接收用户输入的数字或字符信息，以及产生与移动终端的用户设置以及功能控制有关的信号输入。具体地，本实用新型实施例中，该输入单元130可以包括触控面板131。触控面板131，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板131上的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的，触控面板131可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给该处理器150，并能接收处理器150发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板131。除了触控面板131，输入单元130还可以包括其他输入设备132，其他输入设备132可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。

其中，显示单元140可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及移动终端的各种菜单界面。显示单元140可包括显示面板141，可选的，可以采用LCD或有机发光二极管(OrganicLight-EmittingDiode，OLED)等形式来配置显示面板141。

应注意，触控面板131可以覆盖显示面板141，形成触摸显示屏，当该触摸显示屏检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器150以确定触摸事件的类型，随后处理器150根据触摸事件的类型在触摸显示屏上提供相应的视觉输出。

触摸显示屏包括应用程序界面显示区及常用控件显示区。该应用程序界面显示区及该常用控件显示区的排列方式并不限定，可以为上下排列、左右排列等可以区分两个显示区的排列方式。该应用程序界面显示区可以用于显示应用程序的界面。每一个界面可以包含至少一个应用程序的图标和/或widget桌面控件等界面元素。该应用程序界面显示区也可以为不包含任何内容的空界面。该常用控件显示区用于显示使用率较高的控件，例如，设置按钮、界面编号、滚动条、电话本图标等应用程序图标等。

其中处理器150是移动终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在第一存储器121内的软件程序和/或模块，以及调用存储在第二存储器122内的数据，执行移动终端的各种功能和处理数据，从而对移动终端进行整体监控。可选的，处理器150可包括一个或多个处理单元。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电子设备，其特征在于，包括非金属的外层结构以及非金属的内部载体，还包括：阵列天线；

所述阵列天线包括若干个天线单元，各个天线单元之间电气隔离；所述若干个天线单元分布在所述外层结构上，或分布在所述内部载体上。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述外层结构包括外壳；所述若干个天线单元设置在外壳上。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述若干个天线单元分布在所述外壳的侧面区域的内壁和/或外壁上。

4.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述若干个天线单元分布在所述外壳的正面区域的内壁和/或外壁上。

5.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述若干个天线单元分布在所述外壳的背面区域的内壁和/或外壁上。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述内部载体包括支架，所述若干个天线单元分布在所述支架的内壁和/或外壁上。

7.根据权利要求3-6任一项所述的电子设备，其特征在于，所述若干个天线单元以矩阵的方式排布。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，当若干个天线单元设置在相应结构的内壁和外壁上时，所述若干个天线单元设置在相应结构的内壁和外壁上是指：

各行天线单元交错分布在相应结构的内壁和外壁上；

或，各个天线单元交错分布相应结构的内壁和外壁上。

9.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述外层结构包括显示屏，若干个天线单元由透明材料制成，分布在所述显示屏上。

10.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，各个所述天线单元之间设置有用于电气隔离的非导电的间隔材料。