谐振腔天线及电子设备的制作方法

本技术涉及无线通信领域，尤其涉及一种谐振腔天线及电子设备。

背景技术：

1、随着手持终端的普及，天线技术越来越多地应用到手持终端中，由于移动终端的小型化和轻薄化的发展趋势，造成天线区域有效空间越来越小。

2、目前移动终端中的天线通常采用环绕地板的金属边框天线(metal-frame designantenna)或柔性电路板(flexible printed circuit，fpc)天线。然而，环绕地板的mda或fpc天线的电场方向与地板处于同一平面，即移动终端的天线的极化方向为平行地板的水平极化方向，导致移动终端中天线的极化方向单一。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本技术提供一种谐振腔天线及电子设备，该谐振腔天线的极化方向为垂直极化方向，使得可以与电子设备中的水平极化方向的天线形成正交极化方向，提高电子设备接收或发送信号的能力。

2、第一方面，本技术提供一种谐振腔天线，包括：天线腔体、第一缝隙以及馈电部；天线腔体为至少包含五个导电壁的六面体，天线腔体内填充有绝缘介质，其中，谐振腔天线的长轴平行于电子设备中取值最大的轴；第一缝隙开设在包含长轴的任意表面，第一缝隙沿长轴延伸方向延伸；馈电部位于天线腔体的内部，馈电部与电子设备的射频链路连接，且馈电部与第一缝隙之间的距离大于零。

3、示例性地，该天线腔体可以是全部封闭的金属六面体，也可以是一端开口的金属六面体。该天线腔体内填充绝缘介质，使得馈电部与射频链路导通时，实现对各个表面的激励。第一缝隙开设在包含长轴的任意表面，且该第一缝隙沿着长轴延伸的方向延伸，使得馈电部产生激励时，可以产生环绕该长轴的电场，由于长轴平行于电子设备中取值最大的轴(例如，若手机为电子设备，取值最大的轴为手机显示屏中的长，平板电脑中的取值最大的轴为平板电脑中显示屏的长)，该谐振腔天线可以形成环绕电子设备取值最大的轴的电场，该电场可以覆盖电子设备的显示屏所在面，以及覆盖与显示屏背离的表面，即该谐振腔天线的极化方向为垂直极化方向(即垂直电子设备的显示屏的方向)。由于谐振腔天线的极化方向为垂直极化方向，与电子设备中水平极化方向的天线组合，形成正交极化方向，提高了电子设备接收或发射信号的能力。

4、根据第一方面，谐振腔天线部署于由电子设备的金属后壳、金属中框以及显示屏形成的腔体内，谐振腔天线的高小于或等于电子设备的厚度，高轴分别垂直长轴以及谐振腔天线的宽轴；长轴与宽轴形成正面，且正面靠近电子设备的显示屏；长轴与高轴形成侧面；宽轴与高轴形成截面。

5、这样，由于谐振腔天线部署于电子设备金属后壳、金属中框以及显示屏形成的腔体内，不会影响电子设备的外形。由于高轴垂直于宽轴以及长轴，可以进一步确保天线腔体内产生的电场的方向，确保天线的极化方向稳定。

6、根据第一方面，谐振腔天线工作在te0.5,0,1模式，则天线腔体的长轴的取值范围为：[0.5λ－0.5λ*20％，0.5λ+0.5λ*20％]，宽轴的范围为：[0.25λ－0.25λ*10％，0.25λ+0.25λ*10％]，高轴小于0.25λ，其中，λ用于指示该谐振腔天线工作的波长。

7、这样，谐振腔天线工作在te0.5,0,1模式，λ用于指示该谐振腔天线工作的波长，使得该谐振腔天线产生的1/2个半波长的电磁波，形成半模波导谐振腔天线。

8、根据第一方面，谐振腔天线工作在te0.5,0,0.5模式，则天线腔体的长轴的取值范围为：[0.25λ－0.25λ*20％，0.25λ+0.25λ*20％]，宽轴的范围为：[0.25λ－0.25λ*10％，0.25λ+0.25λ*10％]，高轴小于0.25λ，其中，λ用于指示谐振腔天线工作的波长。

9、这样，谐振腔天线工作在te0.5,0,0.5模式，λ用于指示谐振腔天线工作的波长，使得该谐振腔天线产生的1/2个半波长的电磁波，且工作在te0.5,0,0.5模式的谐振腔天线的体积小于工作在te0.5,0,0.5模式下的谐振腔体体积。谐振腔天线体积的减小，使得部署该谐振腔天线更加灵活。

10、根据第一方面，第一缝隙位于正面上，且第一缝隙与所述侧面相邻。

11、这样，第一缝隙位于正面上，且与侧面相邻。即该第一缝隙可以位于显示屏与金属中框之间，提高电子设备正面接收或发射信号的能量，同时，第一缝隙的位置隐蔽，可以减少对电子设备外观的破坏。

12、根据第一方面，同时在正面以及与正面相邻的侧面上开设缝隙，形成位于正面与侧面之间的第一缝隙。

13、这样，第一缝隙开设在天线腔体的棱边，天线正面场强减弱，背面场强增加，提高了部署该谐振腔天线的灵活性。

14、根据第一方面，第一缝隙所处侧面的高度范围为：大于高轴的1/2，且小于该高轴。

15、这样，侧面的高度可以逐渐降低，逐渐增加背面场强，进一步提高了部署该谐振腔天线的灵活性。

16、根据第一方面，第一缝隙位于侧面的中间位置。

17、这样，等效为沿着轴方向的磁流，具有垂直于高轴向方向的全向方向图，同时具有低剖面垂直极化的特性，且正面场强与背面场强对称。

18、根据第一方面，天线腔体自下而上依次包括：电子设备中的金属板、3个用于导电的泡棉以及覆盖在3个所述泡棉上的液晶显示器lcd金属层，lcd金属层上覆盖显示屏；第一泡棉与第二泡棉位于金属板上；电子设备的电池筋挡墙位于金属板上，第三泡棉位于电池筋挡墙上，且第三泡棉靠近馈电部的位置，其中，第一泡棉与第二泡棉之间的连线与电池筋挡墙平行。

19、这样，金属板与电池筋挡墙平行，该第一泡棉和第二泡棉位于金属板上，可以形成天线腔体中的长轴，第三泡棉位于电池筋挡墙上，且第三泡棉靠近馈电部的位置。第三泡棉可以用于消除馈电部产生的杂波，减少杂波的干扰。lcd金属层、金属板、第三泡棉与第一泡棉或第二泡棉可以形成天线腔体中两个封闭的导电壁。第一泡棉、第二泡棉、第三泡棉以及lcd金属层，可以形成靠近显示屏的正面(即导电壁)。利用泡棉构建天线腔体，无需额外的材料，减小对电子设备内腔体的腔体中空间的占用，减少构建该谐振腔天线的成本。

20、根据第一方面，天线腔体还包括第四泡棉，第四泡棉位于电池墙筋挡墙上，与第二泡棉对齐或与第一泡棉对齐。

21、这样，第一泡棉与第四泡棉对齐，使得lcd金属层、金属板、第一泡棉以及第四泡棉可以形成天线腔体中封闭的截面。或者，若第二泡棉与第四泡棉对齐，使得lcd金属层、金属板、第二泡棉以及第四泡棉可以形成天线腔体中封闭的截面，且该截面与lcd金属层以及金属板垂直，使得该截面(即导电壁)为严格的边界条件，减少杂波的产生。

22、根据第一方面，天线腔体还包括第五泡棉；第五泡棉位于电池筋挡墙上；若第四泡棉与第二泡棉对齐，则第五泡棉与第一泡棉对齐；若第四泡棉与第一泡棉对齐，则第五泡棉与第二泡棉对齐。

23、这样，若第四泡棉与第二泡棉对齐，第五泡棉与第一泡棉对齐，或者，第四泡棉与第一泡棉对齐，第五泡棉与第二泡棉对齐；形成的两个截面均为严格的边界条件，使得可以构建出长方体结构的金属腔体，杂波幅值最小，该谐振腔天线的性能最优。

24、根据第一方面，若谐振腔的谐振频率为2.45ghz,模式工作为te0.5,0,1，则谐振腔天线的两个截面为封闭的导电壁，谐振腔天线的长轴取值为80mm，宽轴取值为15.5mm，高轴取值为6.5mm。

25、这样，谐振腔的谐振频率为2.45ghz，且工作模式为te0.5,0,1，则谐振腔天线的两个截面设置为封闭的导电壁，电磁波在该结构内部具有驻波特性，在外部具有辐射特性，该谐振腔天线的辐射性能最优。

26、根据第一方面，天线腔体自下而上依次包括：电子设备中的金属板、至少2个用于导电的泡棉以及覆盖在2个泡棉上的液晶显示器lcd金属层，lcd金属层上覆盖显示屏；第一泡棉位于金属板上；电子设备的电池筋挡墙位于金属板上，第二泡棉位于电池筋挡墙上，且第二泡棉靠近馈电部的位置；第一泡棉与第二泡棉之间的连线与电池筋挡墙之间的夹角大于0度且小于等于45度。

27、这样，金属板与电池筋挡墙平行，该第一泡棉位于金属板上，该第一泡棉可以形成天线腔体中的长轴。第二泡棉位于电池筋挡墙上，且靠近馈电部的位置。第二泡棉可以用于消除馈电部产生的杂波，减少杂波的干扰。需要说明的是，电子设备的金属板为金属后壳中的金属板。lcd金属层、金属板、第二泡棉可以形成天线腔体中封闭的导电壁。而由于只能形成一个封闭的导电壁，使得构建的天线腔体一端截面开口，减小了天线腔体的体积，进一步减少了构建谐振腔天线的材料，减小对电子设备内腔体的腔体中空间的占用，减少构建该谐振腔天线的成本。

28、根据第一方面，天线腔体还包括第三泡棉，第三泡棉位于电池筋挡墙上，第三泡棉靠近第一泡棉对齐。

29、这样，第三泡棉、lcd金属层、第二泡棉以及金属板可以形成封闭的导电壁。若第三泡棉与第一泡棉未对齐，那么该第三泡棉与第一泡棉形成的非严格的导电壁，杂波减小。若第三泡棉与第一泡棉对齐，将形成严格的边界条件，可以进一步减小杂波的产生。

30、根据第一方面，天线腔体还包括第四泡棉，第四泡棉位于电池筋挡墙上；若第三泡棉与第一泡棉对齐，则第四泡棉位于第二泡棉与第三泡棉之间；若第三泡棉位于第一泡棉与第二泡棉之间的位置，则第四泡棉与第一泡棉对齐。

31、这样，第二泡棉、第三泡棉、第四泡棉、lcd金属层以及金属板，可以形成天线腔体的侧面，第一泡棉与第三泡棉对齐，或者，第一泡棉与第四泡棉对齐，形成严格的边界条件，有效减小产生的杂波，同时增加一个泡棉，可以进一步减小杂波的幅值，提高该谐振腔天线的性能。

32、根据第一方面，若谐振腔的谐振频率为2.45ghz,模式工作为te0.5,0,0.5，则谐振腔天线包括一个开口的截面，谐振腔天线的长轴取值为45mm，宽轴取值为15.5mm，高轴取值为6.5mm。

33、这样，谐振腔的谐振频率为2.45ghz，且工作模式为te0.5,0,1，则谐振腔天线设置包括一个开口的截面，该长轴为45mm，使得在谐振频率为2.45ghz，且工作模式为te0.5,0,1的辐射效率最优。

34、根据第一方面，将显示屏与金属中框之间用于填充黑胶的缝隙作为第一缝隙。

35、这样，利用电子设备中显示屏与金属中框之间用于填充黑胶的缝隙作为第一缝隙，无需在金属中框或lcd金属层开设缝隙，避免改变电子设备中其他结构的问题。

36、根据第一方面，若第一缝隙开设在侧面，则在金属中框开设的缝隙作为第一缝隙。

37、这样，利用金属中框中的金属板作为天线腔体中的一个侧面，在金属中框中开设第一缝隙，便于天线辐射信号。

38、根据第一方面，若谐振腔天线的模式为te0.5,0,1，馈电部位于长轴延伸方向的电场大点，且在宽轴延伸方向上靠近第一缝隙的位置。

39、这样，将馈电部在长轴延伸方向设置在电场大点位置，使得馈电部被容性馈源激励的更充分，且在宽轴延伸方向靠近第一缝隙的位置，可以提高谐振腔天线的辐射效率。

40、根据第一方面，若谐振腔天线的模式为te0.5,0,0.5，馈电部在长轴延伸方向处于电场大点且靠近开口的截面的位置，馈电部在宽轴延伸方向的值处于靠近第一缝隙的位置。

41、这样，馈源靠近开口的截面，即靠近开路边界，电场大点被容性馈源激励的更充分，使得谐振腔天线的带宽和辐射效率改善。

42、第二方面，本技术提供了一种电子设备，包括：包括：至少一个边框天线和如权利要求1至20中任一项的谐振腔天线；边框天线位于电子设备的第一边角或第二边角，第一边角与第二边角相邻；谐振腔天线位于第三边角与第四边角中间位置，第三边角与第四边角之间的连线平行于第一边角与第二边角之间的连线。

43、这样，电子设备上还包括边框天线，该边框天线设置在第一边角或第二边角，将谐振腔天线设置在第三边角与第四边角之间，使得边框天线与本技术中的谐振腔天线远离，隔离度高，边框天线与该谐振腔天线互不干扰。同时，边框天线为环绕地板的天线，产生水平极化方向，与该谐振腔天线配合使用，可以增强该电子设备接收或发射信号的能量。例如，边框天线为wi-fi天线，工作在2.45ghz，本技术中谐振腔天线工作在2.45ghz，两个天线配合配合使用，使得电子设备的wi-fi信号强。

44、根据第二方面，若谐振腔天线工作在te0.5,0,0.5模式，谐振腔天线位于第三边角或第四边角的位置。

45、这样，由于谐振腔天线工作在te0.5,0,0.5模式，有一个开口的截面，将谐振腔天线设置的第三边角或第四边角，远离边框天线，有利于谐振腔天线辐射信号。