一种电子设备的制作方法

文档序号:21995706发布日期:2020-08-25 19:37阅读:109来源:国知局
一种电子设备的制作方法

本申请涉及三频天线技术,尤其涉及一种电子设备。



背景技术:

目前,移动终端中常用的三频天线包括:全球定位系统(gps,globalpositioningsystem)-l5天线+2.4g无线保真(wifi,wirelessfidelity)天线+5gwifi天线,一般在移动终端中会拆开来放置,例如,gps-l5单独一支天线,2.4gwifi+5gwifi做另外一支天线,即采用两支天线实现gps-l5+2.4gwifi+5gwifi三频天线。

然而,随着第五代移动通信技术(5g,5thgenerationmobilenetworks)时代的到来,天线的数量会越来越多,现有的单天线的方案在电子设备中占用较大空间,无法适应天线数量的增多。



技术实现要素:

本申请实施例提供一种电子设备,旨在减小多频天线所占用的电子设备的内部空间。

本申请的技术方案是这样实现的:

本申请实施例提供了一种电子设备,金属后盖,所述金属后盖包括弯折连接的本体部和侧边部,所述侧边部与所述本体部之间设置有第一缝隙,以在所述侧边部上形成辐射体,所述辐射体包括自由端和第一接地端,所述自由端与所述本体部间隔,所述第一接地端与所述本体部连接;

电路板,所述电路板上设置有馈源、第一匹配电路和第二匹配电路,所述馈源通过所述第一匹配电路与所述辐射体连接,所述第二匹配电路一端与所述辐射体连接,另一端接地;

所述馈源用于提供第一激励信号和第二激励信号,所述第一激励信号由所述第一匹配电路馈入所述辐射体,并由所述第二匹配电路接地,以激发所述辐射体谐振于第一频段;所述第二激励信号由所述第一匹配电路馈入所述辐射体,并由所述第一接地端接地,以激发所述辐射体谐振于第二频段。

在上述电子设备中,所述侧边部上设置有第二缝隙,所述第二缝隙与所述第一缝隙相连通,以将所述侧边部分隔成至少两个辐射体。

在上述电子设备中,所述第一缝隙的宽度大于等于1.5mm小于等于3.5mm;

所述第二缝隙的宽度大于等于0.8mm小于等于2mm。

在上述电子设备中,所述辐射体还包括馈电端和第二接地端,所述馈电端和所述第二接地端位于所述自由端与所述第一接地端之间,且所述馈电端与所述自由端的间距小于所述第二接地端与所述自由端的间距,所述第一匹配电路通过所述馈电端与所述辐射体连接,所述第二匹配电路通过所述第二接地端与所述辐射体连接。

在上述电子设备中,所述第一激励信号由所述馈电端馈入所述辐射体,由所述第二接地端接地,并分布于所述自由端和所述第二接地端之间;

所述第二激励信号由所述馈电端馈入所述辐射体,由所述第一接地端接地,并分布于所述自由端和所述第一接地端之间。

在上述电子设备中,所述电路板上还设置有第三匹配电路,所述第三匹配电路设置于所述第一匹配电路与所述馈源之间;

所述馈源用于提供第三激励信号,所述第三激励信号由所述第三匹配电路通过所述第一匹配电路馈入所述辐射体,并由所述自由端通过所述第二缝隙耦合接地,以激发所述辐射体谐振于第三频段。

在上述电子设备中,所述第三激励信号由所述馈电端馈入所述辐射体,由所述自由端通过所述第二缝隙耦合接地,并分布于所述馈电端和所述自由端之间。

在上述电子设备中,所述第一频段为2.4gwifi频段,所述第二频段为gpsl5频段,所述第三频段为5gwifi频段。

在上述电子设备中,所述电子设备还包括第一弹片和第二弹片;其中,

所述第一匹配电路通过第一弹片连接至所述馈电端;

所述第二匹配电路通过第二弹片连接至所述第二接地端。

在上述电子设备中,所述辐射体的长度大于等于30mm小于等于40mm;

所述自由端至所述第一弹片的距离大于等于4mm小于等于6mm;

所述自由端至所述第二弹片的距离大于等于8mm小于等于10mm。

本申请实施例提供了一种电子设备,包括:金属后盖,金属后盖包括弯折连接的本体部和侧边部,侧边部与本体部之间设置有第一缝隙,以在侧边部上形成辐射体,辐射体包括自由端和第一接地端,自由端与所述本体部间隔,第一接地端与本体部连接,电路板,电路板上设置有馈源、第一匹配电路和第二匹配电路,馈源通过第一匹配电路与辐射体连接,第二匹配电路一端与辐射体连接,另一端接地,馈源用于提供第一激励信号和第二激励信号,第一激励信号由第一匹配电路馈入辐射体,并由第二匹配电路接地,以激发辐射体谐振于第一频段,第二激励信号由第一匹配电路馈入辐射体,并由第一接地端接地,以激发辐射体谐振于第二频段;也就是说,在本申请实施例中,激发出第一频段和第二频段时,共用一个辐射体,即将多天线共用一个辐射体,这样,能够在实现多天线布局的同时,减小了多频天线所占用电子设备的内部空间,为电子设备节省出了更多的可用空间,从而提升了电子设备的空间利用率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种可选的电子设备的结构示意图;

图2a为本申请实施例提供的一种可选的金属后盖的结构示意图;

图2b为本申请实施例提供的另一种可选的金属后盖的结构示意图;

图3a为本申请实施例提供的一种可选的移动终端内部的结构示意图;

图3b为本申请实施例提供的一种可选的移动终端侧面的剖面图;

图4为本申请实施例提供的一种可选的移动终端的实例的结构示意图;

图5为本申请实施例提供的一种可选的三频天线的频率与s11参数的关系图;

图6a为本申请实施例提供的一种可选的gps-l5的电流分布示意图;

图6b为本申请实施例提供的一种可选的2.4gwifi的电流分布示意图;

图6c为本申请实施例提供的一种可选的5gwifi的电流分布示意图。

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。

本申请实施例提供了一种电子设备,图1为本申请实施例提供的一种可选的电子设备的结构示意图,参考图1所示,该电子设备可以包括:金属后盖100,金属后盖100包括弯折连接的本体部11和侧边部12,侧边部12与本体部11之间设置有第一缝隙13,以在侧边部12上形成辐射体,辐射体包括自由端14和第一接地端15,自由端14与本体部11间隔,第一接地端15与本体部11连接;

电路板200,电路板200上设置有馈源16、第一匹配电路17和第二匹配电路18,馈源16通过第一匹配电路17与辐射体连接,第二匹配电路18一端与辐射体连接,另一端接地;

馈源16用于提供第一激励信号和第二激励信号,第一激励信号由第一匹配电路17馈入辐射体,并由第二匹配电路18接地,以激发辐射体谐振于第一频段;第二激励信号由第一匹配电路17馈入辐射体,并由第一接地端接地,以激发辐射体谐振于第二频段。

在一种可选的实施例中,侧边部12上设置有第二缝隙,第二缝隙与第一缝隙相连通,以将侧边部12分隔成至少两个辐射体。

在一种可选的实施例中,第一缝隙的宽度大于等于1.5mm小于等于3.5mm;

第二缝隙的宽度大于等于0.8mm小于等于2mm。

在实际应用中,以电子设备为移动终端为例来说,移动终端的后盖采用金属材质,图2a为本申请实施例提供的一种可选的金属后盖的结构示意图,如图2a所示为移动终端的后盖外侧的结构示意图,黑色区域采用塑胶材质,其他区域采用金属材质,移动终端的本体部与侧边部之间的第一缝隙的宽度一般设置为1.5-3.5mm,侧边部上用塑料材质填充的第二缝隙的宽度一般设置为0.8-2mm,金属后盖侧边部的宽度一般设置为1.5-3.5mm。

图2b为本申请实施例提供的另一种可选的金属后盖的结构示意图,如图2b所示为图2a的金属后盖的侧视图,黑色区域采用塑料材质,其他区域采用金属材质。

图3a为本申请实施例提供的一种可选的移动终端内部的结构示意图,如图3a所示,在移动终端的内部,设置有主板31,电池32,小板33和小板34,主板31和小板33之间用连接线35连接,小板33和小板34之间用连接线连接。

图3b为本申请实施例提供的一种可选的移动终端侧面的剖面图,如图3b所示为移动终端的侧视图,包括:金属前壳36,电路37,屏38,电池32和移动终端的后盖39。

可见,当移动终端的后盖39采用金属材质时,本申请实施例的移动终端的天线的辐射体可以采用金属材质的侧边部上一段预设长度的侧边部,使得多频天线共用一个辐射体。

具体来说,在电子设备的金属后盖上,本体部11与侧边部12均采用金属材质,侧边部12与本体部11之间所设置的第一缝隙13采用塑料填充,从而可以在侧边部12上形成辐射体,一般的,辐射体可以包括自由端14,一般用塑料材质填充,辐射体还包括第一接地端15,属于侧边部12的一部分,通常与本体部11相连接。

为了实现多频天线共用一个辐射体,在电子设备的电路板200上,通常设置有馈源16,第一匹配电路17和第二匹配电路18,其中,第一匹配电路17和第二匹配电路18是用于进行阻抗匹配的,馈源16是抛物面天线、卡塞格伦天线的基本组成部分,是高增益天线的初级辐射器,它把高频电流或舒服电磁波编程辐射的电磁波能量。

并且,馈源16用于提供第一激励信号和第二激励信号的,为了使得辐射体谐振于第一频段,馈源16所提供的第一激励信号由第一匹配电路17馈入辐射体,并由第二匹配电路18接地,从而可以激发辐射体谐振于第一频段,例如,可以产生2.4gwifi的天线;为了使得辐射体谐振于第二频段,馈源16所提供的第二激励信号由第一匹配电路17馈入辐射体,并由第一接地端15接地,从而可以激发辐射体谐振于第二频段,例如,可以产生gpsl5的天线。

进一步地,为了实现第一频段和第二频段的天线,在一种可选的实施例中,辐射体还包括馈电端和第二接地端,馈电端和第二接地端位于自由端14与第一接地端15之间,且馈电端与自由端14的间距小于第二接地端与自由端14的间距,第一匹配电路17通过馈电端与辐射体连接,第二匹配电路18通过第二接地端与辐射体连接。

具体来说,辐射体还包括馈电端和第二接地端,通常地,馈电端与第二接地端相比,更加接近于自由端,这里,将第一匹配电路17通过馈电端与辐射体连接,第二匹配电路18通过第二接地端与辐射体连接,使得当第二匹配电路18短路时,馈源16提供的第一激励信号由第一匹配电路17馈入辐射体,并由第二匹配电路18接地,从而可以激发辐射体谐振于第一频段,当第二匹配电路18开路时,馈源16提供的第二激励信号由第一匹配电路17馈入辐射体,并由第一接地端15接地,从而可以激发辐射体谐振于第二频段。

针对第一频段和第二频段的天线来说,在一种可选的实施例中,第一激励信号由馈电端馈入辐射体,由第二接地端接地,并分布于自由端14和第二接地端之间;

第二激励信号由馈电端馈入辐射体,由第一接地端接地,并分布于自由端和第一接地端之间;

具体来说,第一激励信号是从自由端14流向第二接地端,且分布于自由端14至辐射体的第一位置处;其中,第一位置处距离自由端14至的长度为:自由端14至第二接地端之间的间距的四分之一;第二激励信号是从自由端14流向第二接地端,且分布于自由端14至辐射体的第二位置处;其中,第二位置处距离自由端14至的长度为:辐射体长度的四分之一。

也就是说,针对不同频段的天线,所产生的电流在辐射体上的电流方向和电流分布是不同的,针对第一频段和第二频段来说,第一激励信号和第二激励信号均是由辐射体的自由端14流向辐射体的第一接地端15或者第二接地端,针对第二激励信号的分布长于第一激励信号的分布。

为了实现三频天线共用一个辐射体,在一种可选的实施例中,电路板200上还设置有第三匹配电路,第三匹配电路设置于第一匹配电路17与馈源16之间;

馈源16用于提供第三激励信号,第三激励信号由第三匹配电路通过第一匹配电路17馈入辐射体,并由自由端通过第二缝隙耦合接地,以激发辐射体谐振于第三频段。

这里,在第一匹配电路17与馈源16之间设置有第三匹配电路,为了使得辐射体谐振于第三频段,在馈源16提供第三激励信号时,第三激励信号由第三匹配电路通过第一匹配电路17馈入辐射体,并由自由端通过第二缝隙耦合接地,从而可以激发出辐射体谐振于第三频段。

针对第三频段的天线来说,在一种可选的实施例中,第三激励信号由馈电端馈入辐射体,由自由端14通过第二缝隙耦合接地,并分布于馈电端和自由端14之间。

具体来说,第三激励信号是从第二接地端流向自由端14,且分布于自由端14至辐射体的第三位置处;其中,第三位置处距离自由端14至的长度为:自由端14至馈电端之间的间距的四分之一。

具体来说,由于针对不同频段的天线,所产生的电流在辐射体上的电流方向和电流分布是不同的,那么,针对第三频段来说,第三激励信号是由辐射体的第一接地端15或者第二接地端流向辐射体的自由端14,第三激励信号分布的长度为自由端14至馈电端之间的间距的四分之一。

为了实现辐射体与匹配电路之间的连接,在一种可选的实施例中,电子设备还包括第一弹片和第二弹片;其中,

第一匹配电路通过第一弹片连接至馈电端;

第二匹配电路通过第二弹片连接至第二接地端。

这里,采用第一弹片来连接第一匹配电路和馈电端,采用第二匹配电路来连接第二匹配电路和第二接地端,采用弹片这样的连接部件,由于其具有导电性能佳,高抗张弹性,高遮蔽效果,防腐蚀性能佳,使用寿命长和安装容易等优点,有利于将匹配电路连接至辐射体。

在一种可选的实施例中,辐射体的长度大于等于30mm小于等于40mm;

自由端至第一弹片的距离大于等于4mm小于等于6mm;

自由端至第二弹片的距离大于等于8mm小于等于10mm。

在实际应用中,考虑到三频天线所占用的辐射体的长度,通常将30-40mm的金属材质的侧边部作为天线装置的辐射体。

在一种可选的实施例中,第一频段为2.4gwifi频段,第二频段为gpsl5频段,第三频段为5gwifi频段。

随着5g时代的到来,这里,三频天线分别采用gps-l5+2.4gwifi+5gwifi,通过第一匹配电路,第二匹配电路和第三匹配电路实现了三频天线。

图4为本申请实施例提供的一种可选的移动终端的实例的结构示意图,如图4所示为移动终端的后盖内侧的结构示意图,黑色区域为填充有塑料,斜线区域和空白区域为金属材质,填充有点的圆形区域和方块区域表示弹片,从图4中可以看出,天线装置设置于移动终端的主板上,包括:辐射体41,弹片42,弹片43,匹配电路44,匹配电路45,匹配电路46和馈源47,在辐射体的一端设置有末端开口48(相当于上述自由端),弹片42和弹片43均设置在辐射体41之上,弹片42连接至匹配电路44的一端,匹配电路44的另一端连接至匹配电路45的一端,匹配电路45的另一端连接至馈源47,弹片43连接至匹配电路46的一端,匹配电路46的另一端接地。

其中,匹配电路44是由电容c1和电容c2组成,匹配电路45是由电容c3和电感l1组成,匹配电路46是由电容c4和电感l2组成,电容c1的一端分别连接至弹片42和电容c2的一端,电容c1的另一端接地,电容c2的另一端连接至匹配电路45的电容c3的一端,电容c3的一端还连接至电感l1的一端,电容c3的另一端接地,电感l1的另一端接馈源,电容c4的一端与电感l2的一端均连接至弹片43,电容c4的另一端与电感l2的另一端均接地。

在实际应用中,匹配电路46设置为gps-l5的带阻滤波电路。

其中,三频天线中gps-l5的频段覆盖范围为:1176mhz,2.4gwifi的频段覆盖范围为:2400-2484mhz,5gwifi的频段覆盖范围为:5150-5850mhz.

对于gps-l5来说,匹配电路46的作用相当于开路,对于2.4gwifi和5gwifi来说,匹配电路3的作用相当于短路,这里,匹配电路46实现了口径的调谐,激发不同的天线模态,匹配电路45是用来匹配5gwifi,进行调整谐振,匹配电路44时电容耦合馈,前端并电容是微调2.4gwifi。

在实际应用中,为了更好的将匹配电路与辐射体固定连接,在图4中,通常将第一弹片放置于距离末端开口的4-6mm处,将第二弹片放置于距离末端开后的8-10mm处,这样,能够更好的将匹配电路固定连接至辐射体,以使得天线装置在占用较小的移动终端的内部空间的同时实现三频天线的功能。

图5为本申请实施例提供的一种可选的三频天线的频率与s11参数的关系图,如图5所示,横坐标为频率,单位为ghz,纵坐标为s11参数,单位为db,在图5中,谐振点1为gps-l5的谐振点,谐振点2为2.4gwifi的谐振点,谐振点3为5gwifi的谐振点,谐振点1的频率为1.1419ghz,s11为-8.5777,谐振点2的频率为2.4495ghz,s11为-12.576,谐振点3的频率为5.259ghz,s11为-19.594。

图6a为本申请实施例提供的一种可选的gps-l5的电流分布示意图,如图6a所示,gps-l5的辐射长度为第一比例系数乘以整个辐射体的长度,如图6a中箭头所示为gps-l5的电流分布,电流主要集中在箭头这么长的区域。

图6b为本申请实施例提供的一种可选的2.4gwifi的电流分布示意图,如图6b所示,2.4gwifi的辐射长度为第一比例系数乘以末端开口至第二弹片的距离,如图6b中箭头所示为2.4gwifi的电流分布,电流主要集中在箭头这么长的区域。

图6c为本申请实施例提供的一种可选的5gwifi的电流分布示意图,如图6c所示,5gwifi的辐射长度为第二比例系数乘以末端开口至第一弹片的距离,如图6c中箭头所示为5gwifi的电流分布,电流主要集中在箭头这么长的区域;其中,第一比例系数为1/4。

在本实例中,利用同一天线辐射体,不同频段的容感特性,设置不同匹配,激发出三种不同天线模态,实现三频天线,同时也提升了终端空间利用率。

本申请实施例提供了一种电子设备,包括:金属后盖,金属后盖包括弯折连接的本体部和侧边部,侧边部与本体部之间设置有第一缝隙,以在侧边部上形成辐射体,辐射体包括自由端和第一接地端,自由端与所述本体部间隔,第一接地端与本体部连接,电路板,电路板上设置有馈源、第一匹配电路和第二匹配电路,馈源通过第一匹配电路与辐射体连接,第二匹配电路一端与辐射体连接,另一端接地,馈源用于提供第一激励信号和第二激励信号,第一激励信号由第一匹配电路馈入辐射体,并由第二匹配电路接地,以激发辐射体谐振于第一频段,第二激励信号由第一匹配电路馈入辐射体,并由第一接地端接地,以激发辐射体谐振于第二频段;也就是说,在本申请实施例中,激发出第一频段和第二频段时,共用一个辐射体,即将多天线共用一个辐射体,这样,能够在实现多天线布局的同时,减小了多频天线所占用电子设备的内部空间,为电子设备节省出了更多的可用空间,从而提升了电子设备的空间利用率。

本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述,仅为本申请的较佳实施例而已,并非用于限定本申请的保护范围。

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