CN112467389B - 电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电子设备，属于通信技术领域。电子设备包括：金属边框、介质天线和介质集成波导结构，所述金属边框上开设有容置孔，所述介质天线设置于所述容置孔内，所述介质集成波导结构位于所述金属边框的一侧，所述介质集成波导结构的第一表面上开设有第一缝隙，所述第一缝隙与所述介质天线相对设置，所述第一表面为所述介质集成波导结构朝向所述介质天线的表面。本申请实施例中的电子设备的辐射性能较好。

Description

电子设备

技术领域

本申请属于电子技术领域，具体涉及一种电子设备。

背景技术

随着电子技术的发展，当前电子设备中一般都需要设置有天线，从而使得电子设备具有通信以及访问网络等功能。在实际的使用中，发明人发现现有的电子设备中存在以下问题：当前电子设备的天线的辐射性能较差。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种电子设备，能够解决当前电子设备的天线的辐射性能较差的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请实施例提供了一种电子设备，包括：金属边框、介质天线和介质集成波导结构，所述金属边框上开设有容置孔，所述介质天线设置于所述容置孔内，所述介质集成波导结构位于所述金属边框的一侧，所述介质集成波导结构的第一表面上开设有第一缝隙，所述第一缝隙与所述介质天线相对设置，所述第一表面为所述介质集成波导结构朝向所述介质天线的表面。

在本申请实施例中，介质集成波导结构上的第一缝隙可以作为缝隙天线产生低频的谐振，同时，上述第一缝隙还可以与介质天线组合形成介质谐振天线，即上述第一缝隙可以作为介质天线的馈源，使得介质天线中产生高频谐振，这样，由于可以产生两个谐振，从而增强了电子设备的天线的辐射性能。

附图说明

图1是本申请实施例提供一种电子设备的***图；

图2是本申请实施例提供一种电子设备的结构示意图之一；

图3是本申请实施例提供一种电子设备的结构示意图之二；

图4是本申请实施例提供一种电子设备的结构示意图之三；

图5是本申请实施例提供一种电子设备的天线的反射系数示意图；

图6是本申请实施例提供一种电子设备的天线的总效率图；

图7是本申请实施例提供一种电子设备的天线在60GHz时辐射方向图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不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，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的电子设备进行详细地说明。

参见图1，如图1所示，本申请实施例提供一种电子设备的结构示意图，如图1所示，电子设备包括：金属边框10、介质天线20和介质集成波导结构30，所述金属边框10上开设有容置孔11，所述介质天线20设置于所述容置孔11内，所述介质集成波导结构30位于所述金属边框10的一侧，所述介质集成波导结构30的第一表面上开设有第一缝隙301，所述第一缝隙301与所述介质天线20相对设置，所述第一表面为所述介质集成波导结构30朝向所述介质天线20的表面。

其中，本申请实施例的工作原理可以参见以下表述：

由于介质集成波导结构30的第一表面上开设有第一缝隙301，这样，第一缝隙301可以作为缝隙天线进行辐射，即第一缝隙301作为缝隙天线可以产生第一谐振；同时，第一缝隙301与介质天线20之间耦合连接，即第一缝隙301可以与介质天线20组合形成介质谐振天线，第一缝隙301可以作为介质谐振天线的馈源，可以激励介质天线20中产生第二谐振，这样，由于可以产生两个谐振，从而增强了电子设备的天线的辐射性能。

需要说明的是，第一缝隙301与介质天线20相对设置，可以理解为：第一缝隙301在介质天线20所在平面上的垂直投影与介质天线20重合。

另外，参见图4，本申请实施例中的图1-3均为图4中A区域的结构放大图。

例如：参见图5，图N为本申请实施例中提供的电子设备的反射系数示意图，从图5中可知，本申请实施例提供的电子设备的天线可以覆盖53.7GHz-73GHz，可以满足毫米波天线的频段要求(一般为57GHz-64GHz)；同时，参见图6，图6为本申请实施例提供的电子设备的天线的总效率图，参见图7，图7为本申请实施例提供的天线在60GHz时辐射方向图。通过图6和图7可知，本申请实施例提供的电子设备的天线在阻抗带宽内具有-2dB以上的效率和大于4.5dB的最大增益，即本申请实施例提供的电子设备的天线整体的辐射性能良好。

同时，第一谐振对应的频段可以为第一频段内的高频段部，第二谐振对应的频段可以为第一频段内的低频段部，这样，由于第一谐振对应的频段和第二谐振对应的频段可以相互靠近，从而增加了电子设备的天线的辐射信号的辐射带宽。需要说明的是，上述高频段部和低频段部只是相对而言，并不限定具体的取值。

另外，由于介质天线20设置在容置孔11内，而容置孔11位于金属边框10上，这样，可以减小电子设备其他部件对介质天线20和介质集成波导结构30上的第一缝隙301的辐射信号的阻挡作用，从而增强了介质天线20和介质集成波导结构30上的第一缝隙301的辐射信号的辐射性能。而介质集成波导结构30位于金属边框10的一侧，例如：介质集成波导结构30可以位于金属边框10的第一侧，而上述第一侧与电子设备的屏幕(也可以被称作为显示屏)背离外界环境的一侧为同一侧。当然，介质集成波导结构30还可以位于金属边框10的第二侧，而第二侧可以与第一侧为相对侧。

例如：介质天线20和介质集成波导结构30可以用于人脸或者手势识别，本实施方式与介质天线20和介质集成波导结构30设置于电子设备的显示屏下方的方式相比，可以减少显示屏对天线的辐射信号的辐射方向造成的畸变影响，增强了对人脸识别或者手势识别的准确度和速率，即增强了对人脸识别和手势识别的效果。

另外，与现有技术相比，采用本实施方式中将介质天线20和介质集成波导结构30设置在容置孔11中的方式，可以减小整个电子设备中的天线的尺寸，同时还可以使得容置孔11的尺寸较小，从而使得整个电子设备的金属边框10的外观完整性较好。

需要说明的是，金属边框10还可以作为通信天线的辐射体，而上述通信天线可以为非毫米波的通信天线；当然，当与介质集成波导结构30相连接的馈源为毫米波馈源时，则本实施方式中的缝隙天线和介质谐振天线均可以被称作为毫米波天线。这样，在金属边框10上可以完成毫米波天线与非毫米波天线的整合设计，即非毫米波天线的辐射体上设置有毫米波天线，从而节省了电子设备中天线的设置空间和体积；同时，上述非毫米波天线可以包括蜂窝(cellular)天线和非蜂窝(no-cellular)天线。

其中，第一缝隙301的具体形式在此不做限定，例如：第一缝隙301可以为H形缝隙、圆形缝隙或者矩形缝隙等。

其中，介质天线20以及容置孔11的形状在此也不做限定，例如：介质天线20和容置孔11可以均为矩形，当然，也可以均为圆形等。

其中，介质天线20的介电常数可以大于10，例如：介质天线20的介电常数可以为10-20内。这样，由于介质天线20的介电常数较高，从而可以进一步增强介质天线20的辐射性能。

作为一种可选的实施方式，所述介质天线20与所述容置孔11的内壁之间具有第一间隙。这样，可以进一步增强介质天线20与容置孔11的内壁之间的绝缘效果，避免介质天线20与容置孔11的内壁从而向容置孔11的内壁辐射的现象的出现，从而可以保证介质天线20的辐射方向主要集中在介质天线20的两端，进而增强介质天线20的辐射效果。

作为一种可选的实施方式，参见图1-3，所述第一间隙内填充有第二绝缘介质体40。这样，可以进一步增强介质天线20与容置孔11的内壁之间的绝缘效果。

作为一种可选的实施方式，所述第二绝缘介质体40围绕所述介质天线20设置。这样，可以增强对介质天线20的固定效果，同时，可以通过第二绝缘介质体40填充满第一间隙，从而可以达到防水防尘的效果。

其中，第二绝缘介质体40的介电常数可以远小于介质天线20的介电常数。且第二绝缘介质体40的材料可以为塑胶材料等。

作为一种可选的实施方式，参见图1-2，所述介质集成波导结构30包括依次层叠设置的第一金属层31、基板32和第二金属层33，所述第一金属层31朝向所述介质天线20设置，所述第一金属层31可以构成所述第一表面的至少一部分，所述第二金属层33背向所述介质天线20设置，所述第一缝隙301位于所述第一金属层31上；

所述介质集成波导结构30还包括多个第一通孔311，所述第一通孔311依次贯穿所述第一金属层31、所述基板32和所述第二金属层33，每个所述第一通孔内填充有第一金属连接件。

其中，第一金属层31和第二金属层33可以分别为铜层，且可以通过镀覆工艺分别固定于基板32上。

其中，上述多个第一通孔311可以等间距设置。且第一金属连接件可以与第一金属层31和第二金属层33的材料相同，当然，第一金属连接件可以与第一金属层31和第二金属层33的材料不同，且第一金属导电连接件的导电性能可以优于第一金属层31和第二金属层33的导电性能。

本实施方式中，第一通孔311可以构成介质集成波导(Substrate IntegratedWaveguides，SIW)腔体；同时，第一金属层31和第二金属层33中至少一者还可以接地，通过第一通孔311可以进一步增强第一金属层31和第二金属层33的接地性能。

需要说明的是，基板32的类型在此不做限定，例如：作为一种可选的实施方式，基板32可以为印制电路板，而印制电路板还可以为柔性电路板。

作为另一种可选的实施方式，所述基板32为液晶聚合物基板，液晶聚合物基板也可以被称作为LCP基板，这样，可以使得缝隙天线在发射高频信号时，损耗较小，同时，还可以增强缝隙天线辐射信号的稳定程度。

当然，多个第一通孔311在第一金属层31的分布方式在此也不做限定，例如：作为一种可选的实施方式，所述多个第一通孔311沿所述第一金属层31的边缘分布。这样，由于第一通孔311设置在第一金属层31的边缘位置，与第一通孔311设置在第一金属层31的中间位置的方式相比，可以增强第一金属层31与第二金属层33之间的连接强度，同时，还可以增强美观程度，增强用户体验。

作为另一种可选的实施方式，参见图1，所述多个第一通孔311在所述第一金属层31上呈环形分布，所述第一缝隙301位于所述环形内。这样，可以进一步增强SIW腔体在发射高频信号时，高频信号的损耗程度，以及增强信号辐射的稳定程度，同时由于第一缝隙301位于环形内，从而增强第一缝隙301的辐射性能。

作为一种可选的实施方式，参见图3，所述电子设备包括馈线50，所述第二金属层33包括导电连接部331，所述导电连接部331与所述馈线50电连接。而馈线50的一端可以与导电连接部331电连接，另一端可以与馈源连接，这样，可以实现对第二金属层33的馈电，并通过第一通孔311实现对第一缝隙301的馈电，以使得第一缝隙301作为缝隙天线进行辐射，以及对介质天线20进行耦合馈电，使得介质天线20进行辐射。

其中，馈源通过馈线50进行馈电的具体方式在此不做限定，例如：馈电方式可以为通过微带馈线50馈电的方式(即上述馈线50为微带馈线)、同轴馈电方式和共面波导馈电方式中的至少一种。

其中，导电连接部331可以为线形连接部，也可以为矩形连接部，当然，还可以为弧形连接部。具体方式在此不做限定。

其中，作为一种可选的实施方式，参见图1，所述第二金属层33上，且位于所述导电连接部331的至少一侧开设有第二缝隙332；或者，

所述第二金属层33上，且位于所述导电连接部331的至少一侧开设有多个第二通孔。

这样，可以通过在导电连接部331的至少一侧开设第二缝隙332或者第二通孔的方式，实现对馈电位置(即馈线50与导电连接部331的连接位置)的阻抗匹配。从而使得对导电连接部331的馈电效果更好。

需要说明的是，第二缝隙332的尺寸的个数，或者，第二通孔的尺寸以及个数可以根据需要来进行设置，具体在此不做限定。

其中，作为一种可选的实施方式，参见图3，所述电子设备还包括射频芯片60，所述基板通过液晶聚合物连接线与所述射频芯片60连接。这样，可以将射频芯片60和液晶聚合物连接线集成在一起，从而减小占据的体积，降低使用成本。

需要说明的是，此时基板可以为液晶聚合物基板。而基板可以设置在第一侧(具体参见上述第一侧的相关表述)，而液晶聚合物连接线和射频芯片60均可以设置在显示屏背离外界环境的一侧。

需要说明的是，射频芯片60和液晶聚合物连接线(也可以被称作为馈线50)均可以设置在电子设备的显示屏70的一侧。

另外，射频芯片60上可以设置有射频收发器等元器件。

作为一种可选的实施方式，所述金属边框10上设置有多个所述容置孔11，且每个所述容置孔11内均设置有所述介质天线20和所述介质集成波导结构30。这样，由于金属边框10上设置有多个容置孔11，且每一容置孔11内均设置有介质天线20和介质集成波导结构30，从而可以增强电子设备的辐射性能，而不同容置孔11内的介质天线20和介质集成波导结构30可以实现不同的功能，从而增加了电子设备的功能的多样性。

其中，作为一种可选的实施方式，上述多个容置孔11可以呈线性分布；作为另一种可选的实施方式，上述多个容置孔11可以阵列分布。这样，增强了容置孔11的分布方式的灵活性和多样性，同时，还可以增强电子设备的天线的分布方式的灵活性和多样性，进一步增强辐射效果。

需要说明的是，当多个容置孔11阵列分布时，且多个容置孔11内的缝隙天线和介质谐振天线为毫米波天线时，则电子设备上无需额外的容置空间来设置毫米波阵列天线，降低了电子设备的体积；同时，通过多个容置孔11阵列分布，还可以实现宽带高增益的空间覆盖。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (9)

1.一种电子设备，其特征在于，包括：金属边框、介质天线和介质集成波导结构，所述金属边框上开设有容置孔，所述介质天线设置于所述容置孔内，所述介质集成波导结构位于所述金属边框的一侧，所述介质集成波导结构的第一表面上开设有第一缝隙，所述第一缝隙与所述介质天线相对设置，所述第一表面为所述介质集成波导结构朝向所述介质天线的表面；

所述介质集成波导结构包括依次层叠设置的第一金属层、基板和第二金属层，所述第一金属层朝向所述介质天线设置，所述第一金属层构成所述第一表面的至少一部分，所述第二金属层背向所述介质天线设置，所述第一缝隙位于所述第一金属层上；

所述介质集成波导结构还包括多个第一通孔，所述第一通孔依次贯穿所述第一金属层、所述基板和所述第二金属层，每个所述第一通孔内填充有第一金属连接件；

其中，所述第一缝隙作为缝隙天线产生第一谐振，且所述第一缝隙作为所述介质天线的馈源，激励所述介质天线中产生第二谐振。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述多个第一通孔沿所述第一金属层的边缘分布。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述多个第一通孔在所述第一金属层上呈环形分布，所述第一缝隙位于所述环形内。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括馈线，所述第二金属层包括导电连接部，所述导电连接部与所述馈线电连接。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述第二金属层上，且位于所述导电连接部的至少一侧开设有第二缝隙；或者，

所述第二金属层上，且位于所述导电连接部的至少一侧开设有多个第二通孔。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述介质天线与所述容置孔的内壁之间具有第一间隙。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述第一间隙内填充有第二绝缘介质体。

8.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括射频芯片，所述基板通过液晶聚合物连接线与所述射频芯片连接。

9.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述金属边框上设置有多个所述容置孔，且每个所述容置孔内均设置有所述介质天线。