CN212908103U - 缝隙天线及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种缝隙天线及电子设备，该缝隙天线包括：设置在电子设备的金属前壳上的缝隙；设置在电路板上的馈电微带线和倒L型短路枝节；其中，电路板，层叠设置在金属前壳的后方；馈电微带线跨接在缝隙的窄边上，用于对缝隙天线进行馈电；倒L型短路枝节位于馈电微带线的左侧，用于对缝隙天线进行频带调节。通过在电子设备的金属前壳上设置缝隙作为辐射源，电路板层叠设置在电子设备的金属前壳的后方，从而无需在天线与电路之间需设置净空区，避免净空区对电子设备结构设计的限制，有利于提高电子设备结构设计的自由度。

Description

缝隙天线及电子设备

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及电子设备。

背景技术

为实现无线通信，需为电子设备进行天线配置，以使得电子设备可以通过天线与外界进行信息的交互。

传统的天线配置是在电子设备内部的电路区域设置天线模块，这样，在设计电路时需要额外考虑天线模块的空间及天线对电路的干扰等影响；另外，在设计天线时，也要考虑电路的空间以及电路对天线的影响。参考图1，为了避免天线辐射效率的降低，天线与电路之间需设置净空区。而净空区的存在限制了电子设备结构设计上的自由度。

实用新型内容

本实用新型提供一种缝隙天线及电子设备，以避免净空区对电子设备结构设计的限制，提高电子设备结构设计的自由度。

第一方面，本实用新型提供一种缝隙天线，包括：

设置在电子设备的金属前壳上的缝隙；

设置在电路板上的馈电微带线和倒L型短路枝节；

其中，电路板，层叠设置在金属前壳的后方；馈电微带线跨接在缝隙的窄边上，用于对缝隙天线进行馈电；倒L型短路枝节位于馈电微带线的左侧，用于对缝隙天线进行频带调节。

一种可能的实施方式中，倒L型短路枝节的横向枝节的投影位于缝隙的中线处。

一种可能的实施方式中，倒L型短路枝节的纵向枝节接地。

一种可能的实施方式中，馈电微带线的一端与馈线连接，馈电微带线的另一端与电子设备的金属后壳电连接。

一种可能的实施方式中，馈电微带线的另一端通过金属弹片或导电布与金属后壳电连接。

一种可能的实施方式中，馈电微带线包括横向枝节和纵向枝节，纵向枝节跨接在缝隙的窄边上，横向枝节的投影位于所述缝隙。

一种可能的实施方式中，馈电微带线为倒T型结构。

一种可能的实施方式中，缝隙的长度为50mm，缝隙的宽度为1.7mm；

馈电微带线的纵向枝节的宽度为1mm、长度为6mm，馈电微带线的横向枝节的长度为8mm、宽度为0.5mm，馈电微带线的横向枝节的右端距离缝隙的右端2mm；

倒L型短路枝节的纵向枝节的长度为4mm、宽度1mm，距离缝隙的左端7mm，倒L型短路枝节的横向枝节的长度为8mm、宽度为1mm，倒L型短路枝节的横向枝节的左端距离缝隙的左端-1mm。

第二方面，本实用新型提供一种电子设备，该电子设备包括如第一方面中任一项所述的缝隙天线。

示例地，电子设备可以为电视机、交互平板(interactive white board)等显示设备。其中，显示设备包括显示屏。可选地，金属前壳设置在显示屏的下方。

一种可能的实施方式中，电子设备包括多个缝隙天线。

一种可能的实施方式中，多个缝隙天线均匀分布在金属前壳上。

本实用新型提供的缝隙天线及电子设备，该缝隙天线包括：设置在电子设备的金属前壳上的缝隙；设置在电路板上的馈电微带线和倒L型短路枝节；其中，电路板，层叠设置在金属前壳的后方；馈电微带线跨接在缝隙的窄边上，用于对缝隙天线进行馈电；倒L型短路枝节位于馈电微带线的左侧，用于对缝隙天线进行频带调节。通过在电子设备的金属前壳上设置缝隙作为辐射源，电路板层叠设置在电子设备的金属前壳的后方，从而无需在天线与电路之间需设置净空区，避免净空区对电子设备结构设计的限制，有利于提高电子设备结构设计的自由度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统天线的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的缝隙天线的分解结构示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的缝隙天线的俯视结构示意图；

图4为本实用新型一实施例提供的缝隙天线的侧视结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的缝隙天线的一反射损耗示意图；

图6为频率为2.4GHz时的反射损耗示意图；

图7为频率为3.5GHz时的反射损耗示意图；

图8为频率为5GHz时的反射损耗示意图；

图9为频率为2.4GHz时的辐射方向图；

图10为频率为3.5GHz时的辐射方向图；

图11为频率为5GHz时的辐射方向图；

图12为本实用新型一实施例提供的电子设备的示意图。

附图标记说明：

10、110：缝隙天线；

11：缝隙；

12：馈电微带线1；

13：倒L型短路枝节；

20：电路板；

30、130：金属前壳；

100：电子设备；

120：显示屏。

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。

本实用新型实施例的说明书、权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“上部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“纵向”、“横向”、“底部”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或者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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

考虑到净空区的存在会限制电子设备结构设计上的自由度，本实用新型提供一种缝隙天线及电子设备，采用在电子设备闭合金属前壳上开缝形成缝隙天线的金属部分，通过金属前壳后方带有调节天线频率作用的倒L型短路枝节和馈电微带线的电路板对缝隙天线馈电，为缝隙天线的馈电部分，从而无需在天线与电路之间需设置净空区，有利于提高电子设备结构设计的自由度。

实施例

下面结合说明书附图和实施例对本实用新型提供的缝隙天线做进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

图2为本实用新型一实施例提供的缝隙天线的分解结构示意图。图3为本实用新型一实施例提供的缝隙天线的俯视结构示意图。图4为本实用新型一实施例提供的缝隙天线的侧视结构示意图。

参考图2至图4，本实用新型实施例提供一种缝隙天线10，该缝隙天线10包括：设置在电子设备的金属前壳30上的缝隙11，以及，设置在电路板20上的馈电微带线12和倒L型短路枝节13。其中，电路板20层叠设置在金属前壳30的后方；馈电微带线12跨接在缝隙11的窄边上，用于对缝隙天线10进行馈电；倒L型短路枝节13位于馈电微带线12的左侧，用于对缝隙天线10进行频带调节。

示例地，缝隙11可以为细长型的孔隙。

具体地，通过在电子设备的金属前壳30上设置缝隙11作为辐射源。由于天线的谐振频率只与缝隙11的尺寸等比例相关，单一缝隙辐射源的天线结构无法对天线的多个模式进行调节，也无法单独对其中一频段进行调节，因此，通过倒L型短路枝节13的结构尺寸及相对缝隙11的位置对缝隙天线10的工作模式进行扰动，从而对缝隙天线10的工作频段进行调节，提高了设计的自由度。

电路板20可以为印制电路板(Printed Circuit Board，简称：PCB)，其上设置有电子设备的电路。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线分别与馈电微带线12和倒L型短路枝节13电连接。

对于电路板20层叠设置在金属前壳30的后方，可以理解，电路板20的一侧与金属前壳贴合，馈电微带线12和倒L型短路枝节13设置在电路板20的另一侧，即背向金属前壳的一侧。例如，通过螺丝或金属弹片或导电布等将电路板20贴合在金属前壳30上。

本实施例的缝隙天线包括设置在电子设备的金属前壳上的缝隙，以及，设置在电路板上的馈电微带线和倒L型短路枝节，其中，电路板，层叠设置在金属前壳的后方，馈电微带线跨接在缝隙的窄边上，用于对缝隙天线进行馈电，倒L型短路枝节位于馈电微带线的左侧，用于对缝隙天线进行频带调节。通过在电子设备的金属前壳上设置缝隙作为辐射源，电路板层叠设置在电子设备的金属前壳的后方，从而无需在天线与电路之间需设置净空区，避免净空区对电子设备结构设计的限制，有利于提高电子设备结构设计的自由度。

另外，由于该缝隙天线可以将电子设备的金属前壳利用起来，将金属前壳上所开的细缝作为辐射源，因此，为电子设备的内部电路节省了天线模块的空间。

一些实施例中，馈电微带线12和倒L型短路枝节13的材质为铜，可以通过电路印刷工艺印刷在电路板20上。但需明确的是，此处仅为示例说明，馈电微带线12和倒L型短路枝节13的材质还可以是其他导电金属，对此本实用新型实施例不予限制。

在上述实施例的基础上，进一步地，如图3所示，倒L型短路枝节13的横向枝节的投影位于缝隙11的中线处。倒L型短路枝节13的纵向枝节接地。例如，倒L型短路枝节13的纵向枝节的末端通过电路板20上的通孔(未示出)接地。在具体实现中，可以打通电路板20，使得倒L型短路枝节13的纵向枝节的末端与金属前壳30电连接。

示例地，馈电微带线12的一端与馈线连接，馈电微带线12的另一端与电子设备的金属后壳(或称为电子设备的背腔)电连接。一种可能的实现方式中，馈电微带线12的另一端通过金属弹片或导电布等导电媒介与金属后壳电连接，实现短路。其中，金属后壳可以为不锈钢等导电金属形成的腔体，与地连接。例如，金属后壳与电子设备的电路板的地连接。金属后壳可以通过卡接或者螺丝等连接方式与电路板20或者金属前壳30可拆卸式连接，以方便对缝隙天线10进行检修、维护等。

电路板20层叠于金属前壳30与金属后壳之间，金属前壳30与金属后壳形成腔体，这样，可以使得缝隙天线10的辐射呈现单向性，降低了缝隙天线10的反射损耗，避免了电子设备内部电路对缝隙天线10的影响，从而提高了缝隙天线10的辐射效率。

需说明的是，金属前壳与金属后壳可以是相互独立的；或者，金属前壳与金属后壳为一体设计，对此本实用新型实施例不予限制。

进一步地，馈电微带线12包括横向枝节和纵向枝节。如图3所示例，馈电微带线12可以为倒T型结构。其中，馈电微带线12的纵向枝节跨接在缝隙11的窄边上，实现如上所述的馈电微带线12的功能；馈电微带线12的横向枝节的投影位于缝隙11。通过在馈电微带线12上增添横向枝节，引入了新的高频谐振，提高了5G频段带宽。通过调节馈电微带线12的相对位置来调整缝隙天线10的输入阻抗，以达到阻抗匹配，从而实现对缝隙天线10反射损耗的优化。

在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际情况设置缝隙、馈电微带线和倒L型短路枝节的尺寸，以及三者之间的相对位置。通过调节尺寸及相对位置，上述缝隙天线可以有效地辐射在2.2～2.6GHz；3.4～3.7GHz以及5.1～6.1Gz三个频段，因此，可以用于全球微波接入互操作性(World Interoperability for Microwave Access，简称：WiMAX)和无线局域网(Wireless Local Area Network，简称：WLAN)等应用。其中，WiMAX的另一个名字是802.16。

例如，通过调整馈电微带线的左右位置可以将缝隙天线的辐射频率大致调节至2.4GHz和5GHz频段；通过调整倒L型短路枝节的结构尺寸及相对缝隙的位置，可以调整缝隙天线的工作频段至3.5GHz；馈电微带线的横向枝节可以调节5GHz的频率及带宽。

作为一种具体示例：

电路板的介质基板材质为FR4，尺寸为：70×12mm(长×宽)，厚度为1mm；

缝隙11的长度为50mm，缝隙11的宽度为1.7mm，即50×1.7mm(长×宽)；

馈电微带线12的纵向枝节的宽度为1mm、长度为6mm，馈电微带线12的横向枝节的长度为8mm、宽度为0.5mm，馈电微带线12的横向枝节的右端距离缝隙11的右端2mm；

倒L型短路枝节13的纵向枝节的长度为4mm、宽度为1mm，距离缝隙11的左端7mm，倒L型短路枝节13的横向枝节的长度为8mm、宽度为1mm，倒L型短路枝节13的横向枝节的左端距离缝隙11的左端-1mm。

需说明的是，倒L型短路枝节13的横向枝节的左端距离缝隙11的左端-1mm，是指以缝隙11的最左端为基准，倒L型短路枝节13的横向枝节的最左端相比缝隙11的最左端更靠左-1mm，具体如图3所示。同理，馈电微带线12的横向枝节的右端距离缝隙11的右端2mm，是指馈电微带线12的横向枝节的最右端相比缝隙11的最右端更靠右2mm。

图5为本实用新型实施例提供的缝隙天线的一反射损耗示意图。从图5中可以看出，该缝隙天线有三个频段的辐射，5dB辐射频段分别为：

2.2～2.6GHz；

3.4～3.7GHz；

5.1～6.1GHz。

其中，图6、图7和图8分别为频率为2.4GHz、3.5GHz和5GHz时的反射损耗示意图。

另外，图9、图10和图11分别示出频率为2.4GHz、3.5GHz和5GHz时，实线表示0°的辐射方向图，虚线表示90°的辐射方向图。从图9、图10和图11可以看出，比起装配在电子设备边框底部使得天线辐射方向朝着地面方向的情况，本实用新型提供的缝隙天线使得天线辐射方向更加契合使用场景，可以大大提高天线的下行吞吐量。

以上实施例解释说明了缝隙天线的具体结构，接下来通过示例说明该缝隙天线的应用。

图12为本实用新型一实施例提供的电子设备的示意图。如图12所示，本实施例提供了一种电子设备100，电子设备100包括如上任一实施例所述的缝隙天线110。

示例地，该电子设备100可以为电视机、交互平板等显示设备。因此，电子设备100还可以包括显示屏120。可选地，金属前壳130设置在显示屏120的下方。

可选地，金属前壳130上有一横向的凹槽，其中，缝隙天线110设置在该凹槽内。

其中，交互平板，集成有投影机、电子白板、幕布、音响、电视机以及视频会议终端等功能中的任意一种或多种功能。在实际应用中，交互平板与至少一个外部装置建立数据连接。其中，外部装置可以包括但不限于：手机、笔记本电脑、通用串行总线(UniversalSerial Bus，简称：USB)闪存盘、平板电脑及台式电脑等。对于外部装置与交互平板的数据连接的通信方式，在实施例中不作限定，示例性地，外部装置与交互平板可以通过有线方式和/或无线方式连接，例如USB连接。其中，通信方式例如可以为互联网、局域网、蓝牙、Wi-Fi、近场通信(Near Field Communication，NFC)或紫峰协议(ZigBee)等通信方式。

进一步的，交互平板与至少一个外部装置发生数据交互时，向交互平板发送投屏数据，以使交互平板对投屏数据对应的投屏内容进行显示，该外部装置作为投屏客户端，一般而言，投屏客户端可以有一个或者多个，视具体的应用场景来设置，实施例不做限定。

一些实施例中，电子设备100可以包括多个缝隙天线110。其中，图12以电子设备100包含两个缝隙天线110为例进行说明，但本实用新型实施例不以此为限。

可选地，当电子设备包括多个缝隙天线时，该多个缝隙天线可以均匀分布在金属前壳上；或者，该多个缝隙天线可以随机分布在金属前壳上，具体可视实际情况而定。

由于该缝隙天线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，本实施例的电子设备中缝隙天线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。

本实施例的电子设备，至少具有以下优势：

一方面，电子设备的天线为如上所述的缝隙天线，该缝隙天线包括设置在电子设备的金属前壳上的缝隙，以及，设置在电路板上的馈电微带线和倒L型短路枝节，其中，电路板，层叠设置在金属前壳的后方，馈电微带线跨接在缝隙的窄边上，用于对缝隙天线进行馈电，倒L型短路枝节位于馈电微带线的左侧，用于对缝隙天线进行频带调节。通过在电子设备的金属前壳上设置缝隙作为辐射源，电路板层叠设置在电子设备的金属前壳的后方，从而无需在天线与电路之间需设置净空区，避免净空区对电子设备结构设计的限制，有利于提高电子设备结构设计的自由度。

另一方面，由于该缝隙天线可以将电子设备的金属前壳利用起来，将金属前壳上所开的细缝作为辐射源，因此，为电子设备的内部电路节省了天线模块的空间。

再一方面，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。

虽然仅仅已经对本实用新型的某些部件和实施例进行了图示并且描述，但是在不实际脱离在权利要求书中的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以想到许多修改和改变(例如，各个元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、安装布置、材料使用、颜色、取向等的变化)。而且，为了提供对示例性实施例的简洁说明，可能尚未描述实际实施方式的所有部件(即，与目前视为是执行本实用新型的最佳谐振模式无关的部件、或者与实现所要求的发明无关的部件)。应该了解，在任何这种实际实施方式的开发中，如在任何工程或者设计项目中一样，可能进行若干具体实施决策。这种开发工作可能是复杂的且耗时的，但对受益于本实用新型的那些普通技术人员来说，仍将是设计、加工和制造的例行程序，而无需过多实验。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种缝隙天线，其特征在于，包括：

设置在电子设备的金属前壳上的缝隙；

设置在电路板上的馈电微带线和倒L型短路枝节；

其中，所述电路板，层叠设置在所述金属前壳的后方；所述馈电微带线跨接在所述缝隙的窄边上，用于对所述缝隙天线进行馈电；所述倒L型短路枝节位于所述馈电微带线的左侧，用于对所述缝隙天线进行频带调节。

2.根据权利要求1所述的缝隙天线，其特征在于，所述倒L型短路枝节的横向枝节的投影位于所述缝隙的中线处。

3.根据权利要求1所述的缝隙天线，其特征在于，所述倒L型短路枝节的纵向枝节接地。

4.根据权利要求1所述的缝隙天线，其特征在于，所述馈电微带线的一端与馈线连接，所述馈电微带线的另一端与所述电子设备的金属后壳电连接。

5.根据权利要求4所述的缝隙天线，其特征在于，所述馈电微带线的另一端通过金属弹片或导电布与所述金属后壳电连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的缝隙天线，其特征在于，所述馈电微带线包括横向枝节和纵向枝节，所述纵向枝节跨接在所述缝隙的窄边上，所述横向枝节的投影位于所述缝隙。

7.根据权利要求6所述的缝隙天线，其特征在于，所述馈电微带线为倒T型结构。

8.根据权利要求7所述的缝隙天线，其特征在于：

所述缝隙的长度为50mm，所述缝隙的宽度为1.7mm；

所述馈电微带线的纵向枝节的宽度为1mm、长度为6mm，所述馈电微带线的横向枝节的长度为8mm、宽度为0.5mm，所述馈电微带线的横向枝节的右端距离所述缝隙的右端2mm；

所述倒L型短路枝节的纵向枝节的长度为4mm、宽度1mm，距离所述缝隙的左端7mm，所述倒L型短路枝节的横向枝节的长度为8mm、宽度为1mm，所述倒L型短路枝节的横向枝节的左端距离所述缝隙的左端-1mm。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至8中任一项所述的缝隙天线。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括多个所述缝隙天线。

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