CN210926315U - 缝隙天线和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种缝隙天线和电子设备，其中，缝隙天线包括金属面板、电路板和金属背腔，金属面板设置有天线缝隙；电路板层叠于金属面板上，电路板上T型枝节的横向枝节位于天线缝隙在电路板的投影区域内，馈电传输线在天线缝隙的宽度方向上横跨天线缝隙，金属背腔盖设于金属面板与电路板连接的一面且与地端连接，电路板位于金属背腔中，馈电传输线的一端与金属背腔的侧壁电连接，本实用新型实施例通过在金属面板上设置天线缝隙作为辐射源，电路板直接层叠于电子设备的外壳上，无需为天线设置净空区域，有利于电子设备在厚度外观方面的设计，同时设置金属背腔，隔绝了电子设备内部电路的干扰，从而提高了缝隙天线的辐射效率。

Description

缝隙天线和电子设备

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种缝隙天线和电子设备。

背景技术

随着无线网络的发展，电视机、电子白板等带显示屏的电子设备通过天线连接至网络，以通过无线网络将网络上的多媒体数据传输到电子设备进行显示。

如图1所示，传统的天线为：在电视机、电子白板等电子设备内部的电路区域设置天线模块，天线模块连接天线1，通过天线1辐射和接收无线信号。在设计过程中，为了避免内部电路区域对天线1干扰造成天线辐射效率低，需要天线与内部电路干扰源有一段距离，以提供天线1辐射所需要的净空区2，净空区2的需求限制了外观结构设计上的自由度，不利于电子设备在厚度等外观方面的设计。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于：提供一种缝隙天线和电子设备，以解决现有天线不利于电子设备在厚度外观方面的设计问题。

为达此目的，本实用新型实施例采用以下技术方案：

第一方面，提供一种缝隙天线，包括：

金属面板，所述金属面板设置有天线缝隙；

电路板，层叠于所述金属面板上，所述电路板背向所述金属面板的一面设置有与所述电路板电连接的T型枝节和馈电传输线，所述T型枝节的横向枝节位于所述天线缝隙在所述电路板的投影区域内，所述馈电传输线在所述天线缝隙的宽度方向上横跨所述天线缝隙；

金属背腔，盖设于所述金属面板与所述电路板连接的一面且与地端连接，所述电路板位于所述金属背腔中，所述馈电传输线的一端与所述金属背腔电连接。

可选地，在所述天线缝隙的长度方向上，所述天线缝隙的中心线与所述横向枝节的中心线重合。

可选地，所述馈电传输线通过金属弹片与金属背腔的侧壁电连接。

可选地，所述T型枝节与所述馈电传输线印刷在所述电路板上。

可选地，所述天线缝隙的尺寸为：50.2mm×2.8mm，所述馈电传输线的宽度为1mm，所述横向枝节的宽度为0.5mm。

可选地，所述T型枝节和所述馈电传输线的材质为不锈钢或者铜片。

可选地，所述金属背腔与所述电路板或者所述金属面板可拆卸式连接。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括本实用新型任一实施例所述的缝隙天线，所述金属面板为所述电子设备的面板。

可选地，所述电子设备包括一个或者一个以上的缝隙天线。

可选地，所述电子设备为设置有金属面板的显示设备。

本实用新型实施例的缝隙天线包括金属面板、电路板和金属背腔，金属面板设置有天线缝隙；电路板层叠于金属面板上，电路板背向金属面板的一面设置有与电路板电连接的T型枝节和馈电传输线，T型枝节的横向枝节位于天线缝隙在电路板的投影区域内，馈电传输线在天线缝隙的宽度方向上横跨天线缝隙，金属背腔盖设于金属面板与电路板连接的一面且与地端连接，电路板位于金属背腔中，馈电传输线的一端与金属背腔的侧壁电连接，本实用新型实施例的缝隙天线可以将电子设备的金属外壳作为金属面板，通过在金属面板上设置天线缝隙作为辐射源，电路板可以直接层叠于电子设备的外壳上，无需为天线设置净空区域，有利于电子设备在厚度外观方面的设计，同时在电路板后方设置金属背腔，隔绝了电子设备内部电路的干扰，从而提高了缝隙天线的辐射效率。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为现有技术中一种天线的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中缝隙天线的分解结构示意图；

图3为本实用新型实施例中缝隙天线的另一分解结构示意图；

图4为本实用新型实施例中缝隙天线的俯视结构示意图；

图5为图3中A-A的剖面示意图；

图6为图3中B-B的剖面示意图；

图7为本实用新型实施例的缝隙天线的反射损耗示意图；

图8为本实用新型实施例的缝隙天线设置为2.4GHz频率时的辐射方向的示意图；

图9为本实用新型实施例的缝隙天线设置为5.4GHz频率时的辐射方向的示意图；

图10为本实用新型实施例的一种电子设备的示意图；

图中：

10、金属面板；101、天线缝隙；20、电路板；201、T型枝节；202、馈电传输线；30、金属背腔；100、缝隙天线。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图2-图6所示，本实用新型实施例的一种缝隙天线100包括金属面板10、电路板20和金属背腔30。

其中，金属面板10可以为需要装备缝隙天线100的电子设备的金属外壳，优选地，金属面板10可以为电子设备的面板，该金属面板10可以设置有天线缝隙101，天线缝隙101可以为金属面板10上设置的细长型的方孔。

电路板20可以是PCB板，其上可以设置有天线模块，例如电路板20上可以设置有射频芯片，该射频芯片可以通过馈点分别与电路板20上的T型枝节201和馈电传输线202电连接。如图3所示，电路板20可以层叠于金属面板10上，例如通过螺丝锁紧在金属面板10上，当电路板20层叠于金属面板10上时，电路板20上的T型枝节201中的横向枝节位于天线缝隙101在电路板20的投影区域内，馈电传输线202在天线缝隙101的宽度方向上横跨天线缝隙101。其中，T型枝节201和馈电传输线202的材质可以为不锈钢或者铜片，当然还可以为其他导电金属，本实用新型实施例对此不加以限制。

在本实用新型的优选实施例中，T型枝节201与馈电传输线202的材质可以为铜，则T型枝节201与馈电传输线202可以通过电路印刷工艺印刷在电路板20上。

金属背腔30可以为不锈钢等导电金属形成的腔体，金属背腔30盖设于金属面板10与电路板20连接的一面且与地端连接，例如与电子设备的主板的地端连接，或者与金属面板10连接后通过金属面板10连接至地端等。金属背腔30盖设于金属面板10后，使得电路板位20于金属背腔30中，使得金属背腔30可以屏蔽电子设备内部其他电路模块对T型枝节201与馈电传输线202造成电磁干扰。同时，馈电传输线20的一端与金属背腔30的侧壁电连接，具体地，馈电传输线202的一端可以通过金属弹片与金属背腔30的侧壁电连接，以提高馈电传输线202与金属背腔30的电连接性能。金属背腔30可以通过卡接或者螺丝等连接方式与电路板20或者金属面板10可拆卸式连接，以方便对缝隙天线100进行检修、维护等。

本实用新型实施例的缝隙天线可以将电子设备的金属外壳作为金属面板，通过在金属面板上设置天线缝隙作为辐射源，电路板可以直接层叠于电子设备的外壳上，电路板上的T型枝节的横向枝节放置于天线缝隙在电路板的投影上用以调节天线辐射频率，无需为天线设置净空区域，有利于电子设备在厚度外观方面的设计，同时在电路板后方设置金属背腔，馈电传输线位于电路板上且在天线缝隙的宽度方向上横跨天线缝隙，馈电传输线一端与金属背腔相连，金属背腔覆盖电路板，隔绝了电子设备内部电路对缝隙天线的干扰，降低了缝隙天线的反射损耗，从而提高了缝隙天线的辐射效率。

本实用新型实施例中，在电路板20上印刷T型枝节201，通过不同尺寸的T型枝节201，以及通过T型枝节201相对天线缝隙101的位置对缝隙天线100的工作模式进行扰动，从而可以根据不同工作频段设计不同的天线缝隙101和T型枝节201，提高了设计的自由度。同时，通过跨接在天线缝隙101宽度方向上的馈电传输线202进行馈电，并且馈电传输线202的一端通过金属背腔30短接至地端，通过设置馈电传输线202相对于天线缝隙101的不同位置以调整缝隙天线100的输入阻抗，以达到阻抗匹配，从而实现对缝隙天线100反射损耗的优化。

另一方面，在天线缝隙101和电路板20的后方安装金属背腔30，使得缝隙天线100辐射呈现单向性，降低了缝隙天线100的反射损耗，避免了电子设备内部电路对缝隙天线100的影响，从而提高了缝隙天线的辐射效率。

如图4所示，在本实用新型的优选实施例中，在天线缝隙101的长度方向上，天线缝隙101的中心线与T型枝节201的横向枝节的中心线重合，在一个示例中，电路板20的尺寸为63×15.8mm(长×宽)，厚度为1.7mm，则可以设置天线缝隙101的尺寸为50.2×2.8mm(长x宽)，馈电传输线202距离天线缝隙101右边末端6.5mm，馈电传输线202的宽度为1mm；T型枝节201的中心距离天线缝隙101左端24.8mm，距离天线缝隙101右端25.4mm，天线缝隙101的中心线与T型枝节201的横向枝节的中心线重合，T型枝节201的横向枝节长为13.4mm，宽度为0.5mm。

当然，在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际情况设置天线缝隙、T型枝节、馈电传输线的结构尺寸以及与天线缝隙的相对位置，本实用新型实施例对此不加以限制。

如图7所示为本实用新型实施例的缝隙天线的反射损耗率的示意图，其从图7中可以看出，频率f1为2.4GHz和频率f2为5.4GHz时的反射损耗率相对比较低，图8和图9分别为频率为2.4GHz和5.4GHz时的辐射方向的示意图，从图8和图9可知，在Z方向上的辐射强度相对于其他方向。

如图10所示，本实用新型实施例提供了一种电子设备40，电子设备40包括本实用新型任一实施例的缝隙天线100，缝隙天线100中的金属面板为电子设备40的面板401。

可选地，电子设备40包括一个或者一个以上的缝隙天线100，如图9所示的电子设备可以为显示设备，例如可以是电子白板，该电子白板包括显示区域402和面板401，该电子白板可以包括2个缝隙天线100，当然还可以包括其他数量的缝隙天线，本实用新型实施例对此不加以限制。

由于本实用新型实施例的缝隙天线100具有良好的辐射方向，相对于装配在电子设备边框底部的天线使得天线辐射方向朝向地面方向的情况，本实用新型实施例的电子设备中缝隙天线100可以设置在朝向信号源的方向，从而可以提高天线的下行吞吐量，以下为本实用新型实施例的缝隙天线100与传统天线的吞吐量的测试数据对比：

从上表可知，装配了本实用新型实施例的缝隙天线100的电子设备的天线的下行吞吐量高于传统天线的下行吞吐量，

本实用新型实施例的缝隙天线可以将电子设备的金属外壳作为金属面板，通过在金属面板上设置天线缝隙作为辐射源，电路板可以直接层叠于电子设备的外壳上，无需为天线设置净空区域，有利于电子设备在厚度外观方面的设计，同时在电路板后方设置金属背腔，隔绝了电子设备内部电路的干扰，从而提高了缝隙天线的辐射效率。

进一步地，相对于装配在电子设备边框底部的天线，本实用新型实施例中缝隙天线的装配方式使得辐射方向更加契合使用场景，可以大大提高缝隙天线的下行吞吐量。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚器件，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种缝隙天线，其特征在于，包括：

金属面板，所述金属面板设置有天线缝隙；

电路板，层叠于所述金属面板上，所述电路板背向所述金属面板的一面设置有与所述电路板电连接的T型枝节和馈电传输线，所述T型枝节的横向枝节位于所述天线缝隙在所述电路板的投影区域内，所述馈电传输线在所述天线缝隙的宽度方向上横跨所述天线缝隙；

金属背腔，盖设于所述金属面板与所述电路板连接的一面且与地端连接，所述电路板位于所述金属背腔中，所述馈电传输线的一端与所述金属背腔电连接。

2.根据权利要求1所述的缝隙天线，其特征在于，在所述天线缝隙的长度方向上，所述天线缝隙的中心线与所述横向枝节的中心线重合。

3.根据权利要求1所述的缝隙天线，其特征在于，所述馈电传输线通过金属弹片与金属背腔的侧壁电连接。

4.根据权利要求1所述的缝隙天线，其特征在于，所述T型枝节与所述馈电传输线印刷在所述电路板上。

5.根据权利要求1所述的缝隙天线，其特征在于，所述天线缝隙的尺寸为：50.2mm×2.8mm，所述馈电传输线的宽度为1mm，所述横向枝节的宽度为0.5mm。

6.根据权利要求1所述的缝隙天线，其特征在于，所述T型枝节和所述馈电传输线的材质为不锈钢或者铜片。

7.根据权利要求1所述的缝隙天线，其特征在于，所述金属背腔与所述电路板或者所述金属面板可拆卸式连接。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-7任一项所述的缝隙天线，所述金属面板为所述电子设备的面板。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括一个或者一个以上的缝隙天线。

10.根据权利要求8或9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为设置有金属面板的显示设备。

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