CN113555692A - 一种电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种电子设备,包括:金属件,第一馈电单元和第二馈电单元;其中,所述金属件上设置有相互连接的第一缝隙和第二缝隙,所述第一缝隙与所述第二缝隙的一端连接;所述第一缝隙上设置有第一馈电点,所述第一馈电单元在所述第一馈电点处间接耦合馈电;所述第二缝隙上设置有第二馈电点,所述第二馈电单元在所述第二馈电点处直接耦合馈电。根据本申请实施例的技术方案,当馈电单元在对应的馈电点馈电时,缝隙结构可以形成共体双天线结构。在缝隙天线的结构中,可以产生两个高隔离度的谐振,工作在相同频段。可以在电子设备的紧凑空间内设计实现多天线之间的高隔离度,满足部分同频天线同时工作的场景需求。

Description

一种电子设备
技术领域
本申请涉及无线通信领域,尤其涉及一种电子设备。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展,过去第二代(second generation,2G)移动通信***主要支持通话功能,电子设备只是人们用来收发简讯以及语音沟通的工具,无线上网功能由于数据传输利用语音信道来传送,速度极为缓慢。现今,电子设备除了用来通话、发送短信、拍照之外,更可用来在线听音乐、观看网络影片、实时视频等,涵盖了人们生活中通话、影视娱乐以及电子商务等各式应用,在这之中,多种功能应用都需要无线网络上传及下载数据,因此,数据的高速传输变得极为重要。
随着人们对于高速数据传输的需求提升,如何在有限带宽下有效提高电子设备的传输速率是一个很重要的研究课题,多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)多天线***是目前主要的核心技术之一,MIMO多天线***是利用增加在发射端与接收端的天线数量,同时进行数据传送与接收来大幅提升传输速率。但是由于电子设备的尺寸限制,天线布局越来越紧凑,导致同频段天线间隔离度越来越差。同时,部分同频天线间隔离度要求很高才能实现同时工作。例如,工作在无线保真(wireless fidelity,WiFi)频段的天线和蓝牙(bluetooth,BT)频段的天线同时工作需要约40dB隔离度。因此,对近距离设置的高隔离度天线的需求日益显著。
发明内容
本申请实施例提供一种电子设备,电子设备中可以包括一种共体分馈的多天线结构。当馈电单元在馈电点馈电时,缝隙结构可以形成共体多天线。在缝隙天线的结构中,可以产生高隔离度的谐振,工作在相同频段。可以在电子设备的紧凑空间内设计实现多天线之间的高隔离度,满足部分同频天线同时工作的场景需求。
第一方面,提供了一种电子设备,包括:金属件,第一馈电单元和第二馈电单元;其中,所述金属件上设置有互相连通的第一缝隙和第二缝隙,所述第一缝隙与所述第二缝隙的一端连接;所述第一缝隙上设置有第一馈电点,所述第一馈电单元在所述第一馈电点处间接耦合馈电;所述第二缝隙上设置有第二馈电点,所述第二馈电单元在所述第二馈电点处直接耦合馈电。
根据本申请实施例的技术方案,当第一馈电单元在第一馈电点馈电时与第二馈电单元在第二馈电点馈电时,缝隙结构可以形成共体双天线结构。在缝隙天线的结构中,可以产生两个高隔离度的谐振,工作在相同频段。可以在电子设备的紧凑空间内设计实现多天线之间的高隔离度,满足部分同频天线同时工作的场景需求。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一馈电点设置于所述第一缝隙与所述第二缝隙连接处。
根据本申请实施例的技术方案,可以使本申请实施例提供的缝隙天线辐射性能更优。第一馈电点可以设置于第一缝隙的中间位置,将第一缝隙的长度平均分为相同长度的两个缝隙。或者,第一馈电点可以设置于第一缝隙的中间位置左右一定距离的范围内。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一缝隙和所述第二缝隙形成T型缝隙。
根据本申请实施例的技术方案,当第一馈电单元和第二馈电单元馈电时,虽然在第一缝隙上的电场重合,但是彼此积分正交。因此,第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度高,可以满足同频天线同时工作的场景需求。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一缝隙为环型。
根据本申请实施例的技术方案,可以为本申请实施例提供的缝隙天线的设计方案提供多种结构变化。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述电子设备还包括:第三馈电单元;述金属件上还设置有第三缝隙,所述第三缝隙与所述第二缝隙的另一端连接;所述第三缝隙上设置有第三馈电点,所述第三馈电单元在所述第三馈电点处间接耦合馈电。
根据本申请实施例的技术方案,可以将馈电单元在第一馈电点和第三馈电点馈电时产生的谐振应用于工作在WiFi频段的MIMO***,将馈电单元在第二馈电点馈电时产生的谐振可以满足BT频段的需求。满足在同一电子设备内,WiFi频段的MIMO天线和BT频段的天线可以独立设置,有效避免了电子设备由于蓝牙外设过多引起的WiFi掉线的情况,提升用户体验。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第二缝隙上还设置有接地点,所述接地点设置于所述第二馈电点与所述第二缝隙靠近所述第一缝隙的一端之间。
根据本申请实施例的技术方案,可以为缝隙天线带来更好的辐射性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述金属件上还设置有第四缝隙,第四缝隙与所述第二缝隙连接;所述第四缝隙设置于所述第二馈电点与所述第一缝隙之间。
根据本申请实施例的技术方案,由于金属件上设置有第四缝隙,因此,可以有效减少第二缝隙的长度,使缝隙天线的结构更为紧凑,缩小其占有面积。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述金属件上还设置有第五缝隙,所述第五缝隙与第二缝隙连接;所述第二馈电点设置于所述第四缝隙与所述第五缝隙之间。
根据本申请实施例的技术方案,由于第二馈电点设置于第四缝隙和第五缝隙之间,因此,增加第二馈电点与第二缝隙远离第一缝隙的一端之间的距离,有利于第二馈电单元在第二馈电点进行匹配。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一缝隙和所述第二缝隙形成缝隙天线;所述第一缝隙的长度为所述缝隙天线产生的谐振的谐振点对应的波长的二分之一;所述第二缝隙的长度为所述缝隙天线产生的谐振的谐振点对应的波长的四分之一。
根据本申请实施例的技术方案,可以根据实际设计需求对缝隙的参数进行相应的调整。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述金属件为所述电子设备的后盖。
根据本申请实施例的技术方案,金属件可以是电子设备的后盖,可以进一步降低天线结构的复杂程度。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述电子设备的后盖上还覆盖有绝缘材料,所述绝缘材料包括玻璃、皮革、陶瓷、塑料、树脂。
根据本申请实施例的技术方案,电子设备的后盖在长时间使用后会产生氧化,因此,可以在金属的后盖表面设置绝缘材料,提升用户体验。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述电子设备还包括天线支架,所述金属件设置于所述天线支架表面。
根据本申请实施例的技术方案,金属件可以是设置于天线支架表面的金属层,提供多种天线设计方案。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一缝隙和所述第二缝隙形成缝隙天线;所述缝隙天线的工作频段覆盖WiFi频段或BT频段。
根据本申请实施例的技术方案,满足在同一电子设备内,WiFi频段的天线和BT频段的天线可以独立设置,有效避免了电子设备由于蓝牙外设过多引起的WiFi掉线的情况,提升用户体验。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述电子设备还包括至少一个倒F形天线;其中,所述第一缝隙和所述第二缝隙沿所述电子设备的一边的边缘设置,所述至少一个倒F形天线沿所述电子设备的其余三边中的任意一边的边缘设置。
根据本申请实施例的技术方案,采用传统的天线及本申请实施例提供的缝隙天线可以在电子设备中实现独立的工作在WiFi频段的天线和工作在BT频段的天线。应理解,电子设备也可以包括本申请上述实施例中任意一种缝隙天线的结构,均可以达到上述效果,本申请对此并不做限制。
可选地,电子设备可以包括至少一个缝隙天线。缝隙天线可以由上述中的第一缝隙和第二缝隙组成,或者由第一缝隙,第二缝隙和第三缝隙组成,或者由第一缝隙,第二缝隙和第四缝隙组成,也或者由第一缝隙,第二缝隙,第四缝隙和第五缝隙组成。
电子设备可以包括:第一缝隙天线,第二缝隙天线和第三缝隙天线。第一缝隙天线可以设置于电子设备的底部短边的边缘,第二缝隙天线和第三缝隙天线可以设置于电子设备的上半部分。
其中,第一缝隙天线可以设置于电子设备的底部短边的边缘,第二缝隙天线和第三缝隙天线可以设置于电子设备的上半部分。
第一缝隙天线可以独立工作在BT频段,第二缝隙天线和第三缝隙天线可以应用于工作在WiFi频段的MIMO***。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,当所述第一馈电单元在所述第一馈电点馈电时,所述第一缝隙和所述第二缝隙形成的天线辐射产生第一方向图;当所述第二馈电单元在所述第二馈电点馈电时,所述第一缝隙和所述第二缝隙形成的天线辐射产生第二方向图;所述第一方向图与所述第二方向图互补。
根据本申请实施例的技术方案,电子设备可以选择缝隙天线中辐射性能较好的馈电点形成的天线作为工作在WiFi频段的天线。剩余的馈电点形成的天线可以作为工作在BT频段的天线。应理解,本申请实施例提供的实施例中的缝隙天线均可以达到该效果。
附图说明
图1是本申请实施例提供的电子设备的示意图。
图2是电子设备中天线设置的结构示意图。
图3是本申请实施例提供的一种缝隙天线的结构示意图。
图4为图3所示的天线结构的S参数仿真结果。
图5是第一馈电单元馈电时缝隙天线的电场分布图。
图6是第二馈电单元馈电时缝隙天线的电场分布图。
图7是本申请实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图。
图8为图7所示的天线结构的S参数仿真结果。
图9是本申请实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图。
图10为图9所示的天线结构的S参数仿真结果。
图11是本申请实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图。
图12是本申请实施例提供的电子设备横截面意图。
图13为图11所示的天线结构的S参数仿真结果。
图14是本申请实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图。
图15是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
图16为图15所示的天线之间的S参数仿真结果。
图17是本申请实施例提供的表面电流分布示意图。
图18是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
图19为图18所示的天线之间的S参数仿真结果。
图20是本申请实施例提供的一种天线的馈电方案的结构示意图。
图21是本申请实施例提供的一种匹配网络的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。
本申请实施例中的电子设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手环、智能手表、智能头盔、智能眼镜等。电子设备还可以是蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(session initiation protocol,SIP)电话、无线本地环路(wireless local loop,WLL)站、个人数字助手(personal digital assistant,PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备,5G网络中的终端设备或者未来演进的公用陆地移动通信网络(public land mobile network,PLMN)中的终端设备等,本申请实施例对此并不限定。
图1是本申请实施例提供的电子设备的示意图,在此,以电子设备为平板电脑进行说明。
如图1所示,电子设备具有类似立方体的形状,可以包括边框10和显示屏20,边框10和显示屏20均可以安装在中框上(图中未示出),边框10可以分为上边框、下边框、左边框、右边框,这些边框相互连接,在连接处可以形成一定的弧度或倒角。
电子设备还包括设置于内部的印刷电路板(printed circuit board,PCB),PCB上可以设置电子元件,电子元件可以包括电容、电感、电阻、处理器、摄像头、闪光灯、麦克风、电池等,但不限于此。
边框10可以是为金属边框,比如铜、镁合金、不锈钢等金属,也可以是塑胶边框、玻璃边框、陶瓷边框等,也可以是金属与塑料结合的边框。
在现有技术中,WiFi频段与BT频段属于同频,且两者的灵敏度需求都很高,为保证工作在WiFi频段的天线和BT频段的天线的正常工作,两者使用同一天线,采用时分双工(time-division duplex,TDD)模式。但随着电子设备的外置设备的增加,例如,蓝牙音箱,蓝牙鼠标,蓝牙键盘等,WiFi频段的使用时间不断被压缩,可能会发生掉线无网络的状况,影响用户体验。因此,将工作在WiFi频段的天线和BT频段的天线独立设置是在必行。但部分同频天线间隔离度要求很高才能实现同时工作,两者之间的隔离度需要约40dB隔离度。
图2是电子设备中天线设置的结构示意图。
如图2所示,电子设备可以包括天线11和天线12。
常规天线间隔离度提升往往通过距离拉远来实现。如图2所示,采用一个大尺寸的电子设备,如10寸的平板电脑。天线11和天线12可以是常规的倒F形天线(inverted-Fantenna,IFA),为提升两个天线之间的隔离度,可以通过布局设置将天线拉至最远,即天线11和天线12沿电子设备的对角设置,但两个天线之间的隔离度仍然不足30dB。
本申请实施例提供了一种采用带分支的封闭缝隙结构的共体分馈设计多天线的设计方案,可以在电子设备的紧凑空间内设计实现多天线之间的高隔离度,满足部分同频天线同时工作的场景需求。
图3是本申请实施例提供的一种缝隙天线的结构示意图,本申请实施例提供的缝隙天线结构可以应用于电子设备中。
电子设备可以包括:金属件110,第一馈电单元120和第二馈电单元130。
其中,金属件110上设置有互相连通的第一缝隙140和第二缝隙150,第一缝隙140与第二缝隙150一端连接。第一缝隙140与第二缝隙150形成缝隙天线。第一缝隙140上设置有第一馈电点141,第一馈电单元120在第一馈电点处为缝隙天线间接耦合馈电。第二缝隙150上设置有第二馈电点151,第二馈电单元130在第二馈电点151处为缝隙天线直接耦合馈电。馈电点可以认为是一个区域,馈电单元馈电时可以将电压加载在馈电点对应的缝隙的两端。
应理解,间接耦合是相对于直接耦合的概念,即隔空耦合,两者之间并不直接电连接。而直接耦合是直接电连接,在馈电点处直接馈电。
可选地,电子设备还可以包括第一金属弹片160,第一馈电单元120可以通过与第一金属弹片160电连接实现对缝隙天线在第一馈电点141处的间接耦合馈电。
可选地,第二缝隙150一端可以是第二缝隙150距离端点的一端距离,并不是一个点。
可选地,第一馈电单元120和第二馈电单元130可以是同一馈电单元。例如,可以是电子设备中的供电芯片,第一馈电单元120和第二馈电单元130可以分别对应供电芯片中的不同射频通道。
应理解,为实现缝隙天线结构中的间接耦合馈电结构,也可以在电子设备的PCB上设计金属贴片。由于在PCB上设置金属贴片后,金属贴片与缝隙之间距离变大,因此可以相应增加耦合面积,也可以实现同样的效果。本申请并不限制间接耦合馈电的方式。
可选地,第一缝隙140的长度可以约为缝隙天线产生的谐振的谐振点对应的波长的二分之一;第二缝隙150的长度可以约为缝隙天线产生的谐振的谐振点对应的波长的四分之一。
应理解,缝隙天线产生的谐振可以是指第一馈电单元120馈电时,缝隙天线产生的谐振,或者,也可以是指第二馈电单元130馈电时,缝隙天线产生的谐振。
可选地,当第一馈电单元120和第二馈电单元130馈电时,缝隙天线产生两个谐振,每个谐振所产生的工作带宽均可以覆盖WiFi频段或uo或BT频段。
可选地,第一馈电点可以设置于第一缝隙140与第二缝隙150连接处。
可选地,第一缝隙140和第二缝隙150形成T型缝隙。第一缝隙140与第二缝隙150连接点可以将第一缝隙140的长度均分,即由第一缝隙140与第二缝隙150连接点可以将T型缝隙分成三个长度相同的缝隙,其长度均为缝隙天线产生的谐振的谐振点对应的波长的四分之一的缝隙。
可选地,第一馈电点141可以设置于第一缝隙140的中间位置,将第一缝隙140的长度平均分为相同长度的两个缝隙。或者,第一馈电点可以设置于第一缝隙的中间位置左右一定距离的范围内。
可选地,第一馈电点141可以设置于。第一缝隙140与第二缝隙150连接处。
可选地,金属件110为电子设备的后盖。应理解,电子设备的后盖可以是部分为金属材质另一部分为非金属材质,可以根据具体需求进行设计。本申请对此并不做限制,仅需要保证缝隙天线所在部分为金属材质。
可选地,电子设备的后盖上还覆盖有绝缘材料,包括玻璃、皮革、陶瓷、塑料或树脂等。电子设备的后盖在长时间使用后会产生氧化,因此,可以在金属的后盖表面设置绝缘材料,增加电子设备后的耐磨性,提升用户体验。
可选地,电子设备还包括天线支架,天线支架可以设置于电子设备的内部,即后盖与屏幕之间,金属件110可以为设置于天线支架表面的金属层。
可选地,当金属件110为电子设备的后盖时,电子设备还可以包括天线支架,馈电单元可以通过天线支架对缝隙天线进行间接耦合馈电。
本申请实施例提供了一种共体分馈的双天线的设计方案。当第一馈电单元在第一馈电点馈电时与第二馈电单元在第二馈电点馈电时,所述缝隙结构可以形成共体双天线结构。在缝隙天线的结构中,可以产生两个高隔离度的谐振,工作在相同频段。可以在电子设备的紧凑空间内设计实现多天线之间的高隔离度,满足部分同频天线同时工作的场景需求。
图4为图3所示的天线结构的S参数仿真结果。
如图4所示,缝隙天线的工作频段可覆盖WiFi频段和BT频段。在工作频段内,第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度大于40dB。满足在同一电子设备内,WiFi频段的天线和BT频段的天线可以独立设置,有效避免了电子设备由于蓝牙外设过多引起的WiFi掉线的情况,提升用户体验。
应理解,为介绍的简洁,仅以同频的WiFi频段和BT频段为例,本申请实施例的技术方案也可以应用于其他由高隔离度需求场景。
图5和图6是本申请实施例提供的电场分布的示意图。其中,图5是第一馈电单元馈电时缝隙天线的电场分布图,图6是第二馈电单元馈电时缝隙天线的电场分布图。
如图5和图6所示,当第一馈电单元和第二馈电单元馈电时,虽然在第一缝隙上的电场重合,但是彼此积分正交。因此,第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度高,可以满足同频天线同时工作的场景需求。
图7是本申请实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图。
如图7所示,第一缝隙140可以为环型。
可选地,第一缝隙140的宽度D1可以为1mm。
可选地,第二缝隙150的宽度D2可以为1mm。
可选地,第一缝隙140形成环型的直径D3可以为36mm。
可选地,第二缝隙150的长度D4可以为12.01mm。
应理解,本申请并不限制第一缝隙140或第二缝隙150对应的具体参数,可以根据实际的设计或者仿真进行确定。
图8为图7所示的天线结构的S参数仿真结果。
如图8所示,缝隙天线的工作频段可覆盖WiFi频段和BT频段。由于当第一馈电单元和第二馈电单元馈电时,在第一缝隙上产生的电场重合且彼此正交。因此,在工作频段内,第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度大于40dB。满足在同一电子设备内,WiFi频段的天线和BT频段的天线可以独立设置,有效避免了电子设备由于蓝牙外设过多引起的WiFi掉线的情况,提升用户体验。
图9是本申请实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图。
如图9所示,电子设备还包括:第三馈电单元220。
其中,金属件110上还设置有第三缝隙210,第三缝隙210与第二缝隙150的另一端连接,与第二缝隙150互相连通。第一缝隙140,第二缝隙150和第三缝隙210形成缝隙天线。第三缝隙210上设置有第三馈电点211,第三馈电单元220可以在第三馈电点211处间接耦合馈电。
可选地,第二缝隙150上还设置有接地点152,可以设置于第二馈电点151与第二缝隙150靠近第一缝隙140的一端之间,缝隙天线可以在接地点152处实现接地。
可选地,电子设备还可以包括第二金属弹片2300,第三馈电单元220可以通过与第二金属弹片230电连接实现对缝隙天线在第三馈电点211处的间接耦合馈电。
可选地,第一缝隙140,第二缝隙150和第三缝隙210形成工型缝隙。第一缝隙140与第二缝隙150连接点可以将第一缝隙140的长度均分,第三缝隙210与第二缝隙150连接点可以将第三缝隙210的长度均分。即由第一缝隙140与第二缝隙150连接点和第三缝隙210与第二缝隙150连接点可以将工型缝隙分成五个长度相同的缝隙,其长度均为缝隙天线产生的谐振的谐振点对应的波长的四分之一的缝隙。
可选地,当第一馈电单元120,第二馈电单元130和第三馈电单元220馈电时,缝隙天线产生三个谐振。其中,每个谐振所产生的工作带宽均可以覆盖WiFi频段或uo或BT频段。
应理解,当馈电单元在各个馈电点馈电时,缝隙结构可以形成共体多天线结构。可以在电子设备的紧凑空间内设计实现多天线之间的高隔离度,满足部分同频天线同时工作的场景需求。
图10为图9所示的天线结构的S参数仿真结果。
如图10所示,缝隙天线的工作频段可覆盖WiFi频段和BT频段。
由于当第一馈电单元和第二馈电单元馈电时,在第一缝隙上产生的电场重合且彼此正交。因此,在工作频段内,第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度大于40dB。
由于当第三馈电单元和第二馈电单元馈电时,在第三缝隙上产生的电场重合且彼此正交。因此,在工作频段内,第三馈电点与第二馈电点之间的隔离度大于40dB。
因此,可以将馈电单元在第一馈电点和第三馈电点馈电时产生的谐振应用于工作在WiFi频段的MIMO***,将馈电单元在第二馈电点馈电时产生的谐振可以满足BT频段的需求。满足在同一电子设备内,WiFi频段的MIMO天线和BT频段的天线可以独立设置,有效避免了电子设备由于蓝牙外设过多引起的WiFi掉线的情况,提升用户体验。
图11是本申请实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图。
如图11所示,金属件110上还设置有第四缝隙310,第四缝隙310设置于第二馈电点151与第一缝隙140之间,第四缝隙310与第二缝隙150连接。第一缝隙140,第二缝隙150和第四缝隙310形成缝隙天线。第四缝隙310与第二缝隙150互相连通。
可选地,电子设备还可以包括挡板30。当金属件110为电子设备后盖时,电子设备的内部结构如图12所示。挡板30可以设置于显示屏20与金属件110之间,用于保护金属件110上的缝隙天线不受电子设备内部走线的干扰,保证其良好的辐射特性。显示屏20与金属件110之间的距离可以是4mm,挡板30与金属件110之间的缝隙宽度可以为1mm,显示屏20与边框10之间的距离可以是1.5mm。应理解,距离可以理解为两者之间相距最近的点之间的直线距离。
可选地,第一缝隙140的长度L1可以为44mm。
可选地,第四缝隙310的长度L2可以为38mm。
可选地,第一缝隙140与第四缝隙310之间的距离L3可以为11mm。
可选地,第二缝隙150和第四缝隙310的连接点与第二缝隙150远离第一缝隙140的一端之间的距离L4可以为6mm。
可选地,第一缝隙140,第二缝隙150和第四缝隙310的宽度可以均为1.5mm。
可选地,在缝隙天线周围设置的挡板30的宽度L5和长度L6可以分别为20mm和66mm。
应理解,本申请并不限制缝隙对应的具体参数,可以根据实际的设计或者仿真进行确定。
当第一馈电单元馈电时,缝隙天线辐射产生第一方向图。当第二馈电单元馈电时,缝隙天线辐射产生第二方向图。第一方向图与第二方向图互补,因此,电子设备可以选择缝隙天线中辐射性能较好的馈电点形成的天线作为工作在WiFi频段的天线。剩余的馈电点形成的天线可以作为工作在BT频段的天线。应理解,本申请实施例提供的实施例中的缝隙天线均可以达到该效果。
由于金属件110上设置有第四缝隙310,因此,可以有效减少第二缝隙150的长度,使缝隙天线的结构更为紧凑,缩小其占有面积。
图13为图11所示的天线结构的S参数仿真结果。
如图13所示,缝隙天线的工作频段可覆盖WiFi频段和BT频段。由于当第一馈电单元和第二馈电单元馈电时,在第一缝隙上产生的电场重合且彼此正交。因此,在工作频段内,第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度大于40dB。满足在同一电子设备内,WiFi频段的天线和BT频段的天线可以独立设置,有效避免了电子设备由于蓝牙外设过多引起的WiFi掉线的情况,提升用户体验。
图14是本申请实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图。
如图14所示,金属件110上还设置有第五缝隙410,第二馈电点可以设置于第四缝隙310与第五缝隙410之间,第五缝隙410与第二缝隙150连接。第一缝隙140,第二缝隙150,第四缝隙310和第五缝隙410形成缝隙天线。第五缝隙410与第二缝隙150互相连通。
可选地,第一缝隙140的长度H1可以为44mm。
可选地,第二缝隙150的长度H2可以为18mm。
可选地,第三缝隙310的长度H3可以为38mm。
可选地,第四缝隙410的长度H4可以为28mm。
应理解,本申请并不限制缝隙对应的具体参数,可以根据实际的设计或者仿真进行确定。
由于第二馈电点151设置于第四缝隙310和第五缝隙410之间,因此,增加第二馈电点151与第二缝隙150远离第一缝隙140的一端之间的距离,有利于第二馈电单元在第二馈电点151进行匹配。
图15是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
如图15所示,电子设备可以包括至少一个如图13所示的缝隙天线。为方便表述,本实施例以三个缝隙天线为例进行说明,分别为第一缝隙天线510,第二缝隙天线520和第三缝隙天线530,但并不限制缝隙天线的数量。
其中,第一缝隙天线510可以设置于电子设备的底部短边的边缘,第二缝隙天线520和第三缝隙天线530可以设置于电子设备的上半部分。第一缝隙天线510可以均设置有一个馈电点,第二缝隙天线520和第三缝隙天线530可以均设置有两个馈电点。
图16为图15所示的天线之间的S参数仿真结果。
如图16所示,第一缝隙天线的馈电点与第二缝隙天线和第三缝隙天线的馈电点之间的隔离度大于40dB。因此,第一缝隙天线可以独立工作在BT频段,第二缝隙天线和第三缝隙天线可以应用于工作在WiFi频段的MIMO***。
应理解,传统的IFA天线的电流分布较为分散,连个IFA天线沿电子设备的对角设置,其两个天线之间的隔离度仍然不足30dB。本申请实施例提供的缝隙天线的电流分布较为集中,电子设备底部短边设置的第一缝隙天线的电流分布集中在电子设备的下半部分,对电子设备的上半部分影响较小,如图17所示。因此,可以在电子设备中实现多个缝隙天线的设置。应理解,电子设备也可以包括本申请上述实施例中任意一种缝隙天线的结构,均可以达到上述效果,本申请对此并不做限制。
图18是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
如图18所示,电子设备可以包括至少一个如图13所示的缝隙天线和传统的IFA天线。为方便表述,本实施例以一个缝隙天线和两个IFA天线为例进行说明,分别为第一天线610,第二天线620和第三天线630,但并不限制各种天线的数量。
其中,第一天线610为图13所示的缝隙天线,第二天线620和第三天线630为传统的IFA天线。第一天线610可以设置于电子设备的长边的边缘下部,第二天线620可以设置于电子设备的另一长边的边缘上部,第三天线630可以设置于电子设备靠近第二天线620的短边的边缘。
可选地,第二天线620和第三天线630也可以是传统的环(loop)天线,左手天线或大IFA天线等。
图19为图18所示的天线之间的S参数仿真结果。
如图19所示,第一天线与第二天线和第三天线之间的隔离度大于40dB。因此,第一天线可以独立工作在BT频段,第二天线和第三缝隙可以应用于工作在WiFi频段的MIMO***。
第一天线可以沿电子设备的一边的边缘设置,第二天线和第三天线可以沿电子设备的其余三边中的任意一边的边缘设置。
应理解,本申请实施例提供的缝隙天线的电流分布较为集中,电子设备长边的边缘设置的第一天线的电流分布集中,对第二天线和第三天线影响较小。因此,采用传统的天线及本申请实施例提供的缝隙天线可以在电子设备中实现独立的工作在WiFi频段的天线和工作在BT频段的天线。应理解,电子设备也可以包括本申请上述实施例中任意一种缝隙天线的结构,均可以达到上述效果,本申请对此并不做限制。
图20是本申请实施例提供的一种天线的馈电方案的结构示意图。
如图20所示,金属件110可以是设置于电子设备的天线支架202上的金属层,馈电单元可以设置于电子设备的PCB14上,馈电单元可以通过弹片201在第一馈电点实现间接耦合连接。或者,弹片201也可以与金属件110直接电连接,馈电单元可以通过201在第二馈电点实现直接耦合连接。
可选地,金属件110也可以是电子设备的后盖,通过弹片201实现间接耦合或直接耦合。弹片201可以是上述实施例中的第一金属弹片,第二金属弹片中的任意一个。
应理解,本申请实施例提供的该技术方案还可以应用于天线的接地结构,天线通过弹片与地板相连,在电子设备中,地板可以是中框或者PCB。PCB为多层介质板压合而成,多层介质板中存在金属镀层,可以作为天线的参考地。
图21是本申请实施例提供的一种匹配网络的示意图。
可选地,可以在各个馈电点处设置匹配网络。本申请提供的实施例以第二馈电点为例进行说明,也可以在其他馈电点处设置匹配网络
在各个馈电点处增加与馈电单元之间匹配的网络,可以抑制馈电点的其他频段的电流,增加天线整体的性能。
可选地,如图21所示,匹配网络可以包括串联的第一电容和并联的第二电容,其电容值可以依次为1pF和0.5pF。应理解,本申请并不限制匹配网络的具体形式,也可以是串联电容并联电感等。
在本申请所提供的几个实施例中,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***,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,可以是电性或其它的形式。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请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申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种电子设备,其特征在于,包括:
金属件,第一馈电单元和第二馈电单元;
其中,所述金属件上设置有互相连通的第一缝隙和第二缝隙,所述第一缝隙与所述第二缝隙的一端连接;
所述第一缝隙上设置有第一馈电点,所述第一馈电单元在所述第一馈电点处间接耦合馈电;
所述第二缝隙上设置有第二馈电点,所述第二馈电单元在所述第二馈电点处直接耦合馈电。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第一馈电点设置于所述第一缝隙与所述第二缝隙连接处。
3.根据权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述第一缝隙和所述第二缝隙形成T型缝隙。
4.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第一缝隙为环型。
5.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:
第三馈电单元;
所述金属件上还设置有第三缝隙,所述第三缝隙与所述第二缝隙的另一端连接;
所述第三缝隙上设置有第三馈电点,所述第三馈电单元在所述第三馈电点处间接耦合馈电。
6.根据权利要求5所述的电子设备,其特征在于,
所述第二缝隙上还设置有接地点,所述接地点设置于所述第二馈电点与所述第二缝隙靠近所述第一缝隙的一端之间。
7.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述金属件上还设置有第四缝隙,第四缝隙与所述第二缝隙连接;
所述第四缝隙设置于所述第二馈电点与所述第一缝隙之间。
8.根据权利要求7所述的电子设备,其特征在于,
所述金属件上还设置有第五缝隙,所述第五缝隙与第二缝隙连接;
所述第二馈电点设置于所述第四缝隙与所述第五缝隙之间。
9.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述第一缝隙和所述第二缝隙形成缝隙天线;
所述第一缝隙的长度为所述缝隙天线产生的谐振的谐振点对应的波长的二分之一;
所述第二缝隙的长度为所述缝隙天线产生的谐振的谐振点对应的波长的四分之一。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电子设备,其特征在于,所述金属件为所述电子设备的后盖。
11.根据权利要求10所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备的后盖上还覆盖有绝缘材料,所述绝缘材料包括玻璃、皮革、陶瓷、塑料、树脂。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括天线支架,所述金属件设置于所述天线支架表面。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述第一缝隙和所述第二缝隙形成缝隙天线;
所述缝隙天线的工作频段覆盖无线保真WiFi频段或蓝牙BT频段。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括至少一个倒F形天线;
其中,所述第一缝隙和所述第二缝隙沿所述电子设备的一边的边缘设置,所述至少一个倒F形天线沿所述电子设备的其余三边中的任意一边的边缘设置。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的电子设备,其特征在于,
当所述第一馈电单元在所述第一馈电点馈电时,所述第一缝隙和所述第二缝隙形成的天线辐射产生第一方向图;
当所述第二馈电单元在所述第二馈电点馈电时,所述第一缝隙和所述第二缝隙形成的天线辐射产生第二方向图;
所述第一方向图与所述第二方向图互补。
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