CN210113660U - 天线及其构成的笔记本电脑 - Google Patents

Abstract

一种天线，包括由金属材料制成的平板辐射体、设置在平板辐射体上的标识部、连接于标识部的同轴线、连接于同轴线的无线射频模块，至少部分标识部呈现为镂空缝隙，镂空缝隙的两侧分别包括馈电点和接地点，同轴线包括设置在轴心的内导体、环绕内导体设置的外导体，内导体与外导体之间设置有信号隔离介质，内导体连接于馈电点，外导体连接于接地点。本实用新型根据笔记本标识部形式设计成缝隙天线，使之具有天线功能的同时也作为标识部部分，节约笔记本内部空间资源，同时对于全金属机器，避免金属件的屏蔽效果，提高天线性能。

Description

天线及其构成的笔记本电脑

技术领域

本实用新型涉计算机硬件结构设计技术领域。

背景技术

近年来，笔记本的发展呈现越来越朝向极端的轻薄化和小型化的趋势。在笔记本电脑结构中，天线部件是一种能使传输线上传输的电信号与空间中辐射的电磁波更好的进行转换的器件，是各种包含无线通信功能的电子设备中必不可少的一部分。传统的笔记本天线设计，一般包括铁件天线、FPC天线等形式组合到笔记本电脑内部，根据笔记本电脑的设计概念，天线组装位置一般位于LCD部分，系统部分或者笔记本铰链部分。如图1所示，展示了当前市面上笔记本电脑设计中几种天线位置布局。然而随着笔记本电脑设计的轻薄便携的趋势、以及全金属结构设计越来越多（金属材料对电磁波的屏蔽作用），笔记本电脑的内部空间资源不足，传统设计部位的天线性能也大大降低，甚至无法满足要求。如何合理设计天线的位置与形式成为必须解决的技术问题，在设计过程中必须参考结构设计，天线周边环境等因素选择天线的位置。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是将笔记本标识部做成缝隙天线的设计，在不影响性能的同时节约内部空间。

为达到以上目的，本实用新型提供了一种天线，包括由金属材料制成的平板辐射体、设置在所述的平板辐射体上的标识部、连接于所述的标识部的同轴线、连接于所述的同轴线的无线射频模块，至少部分所述的标识部呈现为镂空缝隙，所述的镂空缝隙的两侧分别包括馈电点和接地点，所述的同轴线包括设置在轴心的内导体、环绕所述的内导体设置的外导体，所述的内导体与外导体之间设置有信号隔离介质，所述的内导体连接于所述的馈电点，所述的外导体连接于所述的接地点。

作为本实用新型进一步的改进，所述的标识部呈M形结构。

作为本实用新型进一步的改进，所述的镂空缝隙位于M形结构的顶部。

作为本实用新型进一步的改进，所述的馈电点位于所述的镂空缝隙的上侧边缘，所述的接地点位于所述的镂空缝隙的下侧边缘。

作为本实用新型进一步的改进，所述的镂空缝隙内填充塑料块。

作为本实用新型进一步的改进，所述的镂空缝隙的长度大于1.5cm。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种笔记本电脑，包括显示屏以及与所述的显示屏相连接的主机体，包括至少一个如上所述的天线，所述的天线设置于所述的显示屏的壳体表面。

作为本实用新型进一步的改进，所述的壳体为导体，所述的平板辐射体为显示屏的壳体。

作为本实用新型进一步的改进，所述的壳体为绝缘体，所述的平板辐射体为粘贴于所述的显示屏的壳体的金属贴片。

作为本实用新型进一步的改进，所述的显示屏的壳体上设置有多个标识部，每个标识部上对应设置有如上所述的天线。

本实用新型的有益效果是：根据笔记本标识部形式设计成缝隙天线，使之具有天线功能的同时也作为标识部部分，节约笔记本内部空间资源，同时对于全金属机器，避免金属件的屏蔽效果，提高天线性能。由于将标识部作为开槽部位，通过仿真及实际调试使标识部可作为缝隙天线缝隙部分（即辐射体部分），将同轴线直接焊接在缝隙的两边，另一端连接无线模块，使得缝隙直接实现天线辐射体的功能，一方面解决了FPCB天线开槽的天线设计辐射方向性的劣势问题，另一方面可节约FPCB天线的成本。

附图说明

附图1为当前市面上笔记本电脑设计中几种天线位置布局；

附图2描述了天线基础原理图；

附图3和附图4分别描述了无限大金属面上的缝隙天线及其互补的金属天线；

附图5为根据本实用新型的笔记本电脑的实施例一；

附图6为根据本实用新型的笔记本电脑的标识部；

附图7为根据本实用新型的笔记本电脑的同轴线；

附图8为根据本实用新型的笔记本电脑的电压驻波比图；

附图9为本根据实用新型的笔记本电脑的实施例二。

具体实施方式

下面对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参见附图2所示，描述了笔记本电脑天线的基础单极子天线（Monopole Antenna），主要由同轴传输线(Coaxial cable)、馈点（feed point）、天线振子（Antenna pattern）三部分构成，其他形式（如偶极子，PIFA天线）均可由单极子天线演变而成。根据天线辐射的相关原理，天线振子需要达到一定长度（最短为λ/4，即电磁波波长的1/4），才能具备较好的辐射性能，对于笔记本而言，主要使用的WLAN工作频段为2.4GHz/5GHz,对应波长为0.125/0.06m.则λ/4=3.125/1.5cm，与笔记本标识部大小相接近。

参见附图3附图4所示，描述了无限大金属面上的缝隙天线及其互补的金属天线。缝隙天线是天线的一种新的形式，其通过表面金属上的缝隙向自由空间辐射能量，在实际情况中，由于不能达到无限大金属板的要求，但只要满足金属平面与缝隙大小达到一定的比例，通过调节缝隙尺寸、焊点位置，仍可实现满足要求的天线设计。根据Babinet-Booker原理和电磁对偶性原理，可将金属板无限大的缝隙天线等效为与缝隙天线互补的金属天线。

参见附图5所示，包括显示屏以及与显示屏相连接的主机体，天线设置于显示屏的壳体表面。本实施例中的笔记本电脑为全金属外壳设计，标识部为金属外壳镂空用来作为缝隙天线的缝隙，由于标识部为镂空形式，可在镂空部分填充透明塑料材料，内部（LCD背面）设计背光灯同时使标识部产生背光效果。金属外壳作为天线本体的平板辐射体1，标识部2设计金属镂空缝隙3，镂空缝隙3的两侧分别包括馈电点4和接地点5，分别通过同轴线6连接于无线射频模块。

参见附图6所示，本实例标识部缝隙形状为M型（不仅限于该形状），选择字母M作为标识部2的缝隙形式，镂空缝隙3位于M形结构的顶部，馈电点4位于镂空缝隙3的上侧边缘，接地点5位于镂空缝隙3的下侧边缘，镂空缝隙3的长度大于1.5cm。参见附图8所示，经过对天线性能的仿真与实际调试，调整谐振频率并优化天线带宽，使其工作在WLAN频段下（2.4GHz & 5GHz），仿真得到在驻波比满足要求的情况下，天线最大增益可达到3dB,在天线平面垂直方向辐射效率最高可达90%以上（实际情况需考虑周围环境因素，天线效率可能会有所降低）。

参见附图7所示，为与连接天线与无线射频模块用于天线馈电的同轴线，同轴线6包括设置在轴心的内导体7、环绕内导体7设置的外导体8，内导体7与外导体8之间设置有信号隔离介质9，内导体7连接于与缝隙一边馈电点4，外导体8连接于另一边接地点5。同轴线经过铰链位置到达系统部分，与系统无线射频模块相连作为天线的馈电部分。

在本发明当另一个实施例中，壳体为绝缘体，印刷缝隙天线作为独立单元，平板辐射体1为粘贴于显示屏的壳体的金属贴片，在导体贴片表面增加缝隙结构，最终实现电磁波透过贴片缝隙向自由空间辐射能量。

如图9所示，为本根据实用新型的笔记本电脑的实施例二，在标识部允许的情况下，可显示屏的壳体上设置多个标识部2，每个标识部2上对应设置有缝隙天线，作为笔记本的主天线及副天线，进一步提升笔记本的天线性能。

根据笔记本标识部形式设计成缝隙天线，使之具有天线功能的同时也作为标识部部分，节约笔记本内部空间资源，同时对于全金属机器，避免金属件的屏蔽效果，提高天线性能。由于将标识部作为开槽部位，通过仿真及实际调试使标识部可作为缝隙天线缝隙部分（即辐射体部分），将同轴线直接焊接在缝隙的两边，另一端连接无线模块，使得缝隙直接实现天线辐射体的功能，一方面解决了FPCB天线开槽的天线设计辐射方向性的劣势问题，另一方面可节约FPCB天线的成本。

以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰均涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种天线，其特征在于：包括由金属材料制成的平板辐射体（1）、设置在所述的平板辐射体（1）上的标识部（2）、连接于所述的标识部（2）的同轴线（6）、连接于所述的同轴线（6）的无线射频模块，至少部分所述的标识部（2）呈现为镂空缝隙（3），所述的镂空缝隙（3）的两侧分别包括馈电点（4）和接地点（5），所述的同轴线（6）包括设置在轴心的内导体（7）、环绕所述的内导体（7）设置的外导体（8），所述的内导体（7）与外导体（8）之间设置有信号隔离介质（9），所述的内导体（7）连接于所述的馈电点（4），所述的外导体（8）连接于所述的接地点（5）。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于：所述的标识部（2）呈M形结构。

3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于：所述的镂空缝隙（3）位于M形结构的顶部。

4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于：所述的馈电点（4）位于所述的镂空缝隙（3）的上侧边缘，所述的接地点（5）位于所述的镂空缝隙（3）的下侧边缘。

5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于：所述的镂空缝隙（3）内填充塑料块。

6.根据权利要求1所述的天线，其特征在于：所述的镂空缝隙（3）的长度大于1.5cm。

7.一种笔记本电脑，包括显示屏以及与所述的显示屏相连接的主机体，其特征在于：包括至少一个如权利要求1-6中任一项所述的天线，所述的天线设置于所述的显示屏的壳体表面。

8.根据权利要求7所述的笔记本电脑，其特征在于：所述的壳体为导体，所述的平板辐射体（1）为显示屏的壳体。

9.根据权利要求7所述的笔记本电脑，其特征在于：所述的壳体为绝缘体，所述的平板辐射体（1）为粘贴于所述的显示屏的壳体的金属贴片。

10.根据权利要求7所述的笔记本电脑，其特征在于：所述的显示屏的壳体上设置有多个标识部（2），每个标识部（2）上对应设置有如权利要求1-6中任一项所述的天线。

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