CN109193134B - 一种终端设备天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种终端设备天线，该终端设备天线包括金属边框，所述金属边框的一侧开设有至少两个缝隙，所述缝隙为环状的缝隙；所述至少两个缝隙中每个缝隙侧边的金属边框设置有两组馈点，每组馈点包括位于缝隙内侧边的金属边框的天线馈电点，和位于缝隙外侧边的金属边框的馈地点；所述金属边框与所述终端设备内的地板电连接。这样，设置有至少两个缝隙的金属边框就相当于终端设备的毫米波阵列天线，金属边框同时也是非毫米波通信天线的辐射体，从而节省了毫米波天线的容置空间，可以减小终端设备的体积，并可更好地支持金属外观的设计，且可与外观金属作为其他天线的方案进行兼容设计，提高终端设备整体的竞争力。

Description

一种终端设备天线

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种终端设备天线。

背景技术

随着通信技术的迅速发展，多天线通讯已经成为终端设备的主流和未来的发展趋势，并且在此过程中，毫米波天线逐渐被引入到终端设备上。现有技术中，毫米波天线一般为一个独立天线模块的形态，从而需要在终端设备内为该独立天线模块设置一个容置空间。这样，使整个终端设备的体积尺寸比较大，导致终端设备的整体竞争力比较低。

发明内容

本发明实施例提供一种终端设备天线，以解决终端设备内需要为毫米波天线设置容置空间，使整个终端设备的体积尺寸比较大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

本发明实施例提供了一种终端设备天线，包括金属边框，所述金属边框的一侧开设有至少两个缝隙，所述缝隙为环状的缝隙；所述至少两个缝隙中每个缝隙侧边的金属边框设置有两组馈点，每组馈点包括位于缝隙内侧边的金属边框的天线馈电点，和位于缝隙外侧边的金属边框的馈地点；所述金属边框与所述终端设备内的地板电连接。

本发明实施例的一种终端设备天线，包括金属边框，所述金属边框的一侧开设有至少两个缝隙，所述缝隙为环状的缝隙；所述至少两个缝隙中每个缝隙侧边的金属边框设置有两组馈点，每组馈点包括位于缝隙内侧边的金属边框的天线馈电点，和位于缝隙外侧边的金属边框的馈地点；所述金属边框与所述终端设备内的地板电连接。这样，设置有至少两个缝隙的金属边框就相当于终端设备的毫米波阵列天线，金属边框同时也是非毫米波通信天线的辐射体，从而节省了毫米波天线的容置空间，可以减小终端设备的体积，并可更好地支持金属外观的设计，且可与外观金属作为其他天线的方案进行兼容设计，提高终端设备整体的竞争力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的终端设备天线的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的金属边框一侧边的结构示意图之一；

图3是本发明实施例提供的金属边框一侧边的结构示意图之二；

图4是本发明实施例提供的单个缝隙的回波损耗示意图；

图5是本发明实施例提供的金属边框一侧边的结构示意图之三；

图6是本发明实施例提供的金属边框一侧边的结构示意图之四。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参见图1，图1是本发明实施例提供的终端设备的结构示意图，如图1所示，包括金属边框1，所述金属边框1的一侧开设有至少两个缝隙，所述缝隙为环状的缝隙；所述至少两个缝隙中每个缝隙侧边的金属边框1设置有两组馈点，每组馈点包括位于缝隙内侧边的金属边框1的天线馈电点，和位于缝隙外侧边的金属边框1的馈地点；所述金属边框1与所述终端设备内的地板2电连接。

本实施例中，上述金属边框1可以包括第一侧边11、第二侧边12、第三侧边13和第四侧边14，该金属边框1可以是一个首尾相连或者不相连的边框。上述缝隙的内部可以是空气，或者也可以是使用非导电材料进行填充等等。上述地板2可以是电路板或者金属中壳等等。上述金属边框1与所述终端设备内的地板2电连接，从而可以对金属边框1进行接地。

本实施例中，金属边框1的一侧开设有至少两个缝隙，且所述至少两个缝隙中每个缝隙侧边的金属边框1设置有两组馈点，每组馈点包括位于缝隙内侧边的金属边框1的天线馈电点和位于缝隙外侧边的金属边框1的馈地点。毫米波信号的馈源的信号线接入天线馈电点，馈源的地线接入馈地点。这样，至少两个缝隙相当于形成毫米波阵列天线，用于辐射毫米波信号。当第三侧边13上开设有至少两个缝隙时，通信天线可以如图1中的虚线所示，通信天线由第三侧边13、部分第二侧边12和部分第四侧边14组成。并且，由至少两个缝隙组成的毫米波阵列天线为在非毫米波通信天线的辐射体内微小的缝隙，从而不影响非毫米波通信天线的电气参数。当然，除了把至少两个缝隙设置在第三侧边13，第一侧边11、第二侧边12或者第四侧边14亦可以设置至少两个缝隙，对此本实施例不作限定。

这样，通过在终端设备的金属边框1的一侧开设有至少两个缝隙，相当于形成毫米波阵列天线，从而节省了毫米波阵列天线的容置空间，不占用其他天线的天线空间，可以减小终端设备的体积，提高终端设备整体的竞争力。充分利用终端设备的结构作为天线，提升了通讯效果，且不影响终端设备的金属质感。并且可以在终端设备背面被金属桌遮挡，或者用户手握终端设备时，避免毫米波天线性能大幅下降，使用户有更好的体验。

并且，将毫米波阵列天线融入到现有的通信天线中，如2G、3G、4G或者sub 6G，不影响非毫米波通信天线的通信质量。并且本发明基于终端设备的金属边框设计，不影响终端设备的金属质感。

目前的主流毫米波天线设计，如AiP毫米波天线模组，往往较难在金属外观的设计下展现较优的天线性能，亦即较难地支持金属外观的设计，而造成品竞争力下降。本实施例的这种设计方式，可以更好地支持金属外观的设计，且可与外观金属作为其他天线的方案进行兼容设计，以提升产品的总体竞争力。在解决了终端设备内需要为毫米波天线设置容置空间，使整个终端设备的体积尺寸比较大的问题的同时，还可以解决终端设备比较难地支持金属外观的设计的问题。

本实施例中，上述终端设备可以是手机、平板电脑(Tablet Personal Computer)、膝上型电脑(Laptop Computer)、个人数字助理(personal digital assistant，简称PDA)、移动上网装置(Mobile Internet Device，MID)或可穿戴式设备(Wearable Device)等等。

可选的，任意一组馈点均位于所述金属边框的内侧壁。

本实施方式中，任意一组馈点均位于所述金属边框的内侧壁，首先可以便于每组馈点中天线馈电点和馈地点的设置，其次也不会影响终端设备的外观。

可选的，所述至少两个缝隙沿所述金属边框1的长度方向排布。

本实施方式中，上述至少两个缝隙沿所述金属边框1的长度方向排布，首先，可以便于在金属边框1上设置多个缝隙。其次，亦便于所述至少两个缝隙形成毫米波阵列天线，从而辐射毫米波信号或者接收毫米波信号。

为了更好的理解上述设置方式，可以参阅图2，图2为本发明提供的金属边框一侧边的结构示意图。如图2所示，金属边框1的第三侧边13上存在至少四个缝隙，这至少四个缝隙沿所述金属边框1的第三侧边13的长度方向排布，形成毫米波阵列天线。

当然，图2中每个缝隙的宽度可以不做限，当缝隙中为空气时，缝隙的外边周长和内边周长可以不作限制。当然，作为一种优选的方案，缝隙的外边周长可以为17.6mm，缝隙的内边周长可以为11mm。当缝隙中填入非导电介质，缝隙的外边周长和内边周长可以根据实际带宽做适当调整，亦可覆盖毫米波的工作频段。

可选的，相邻两个缝隙之间的间隔，由相邻两缝隙的隔离度与阵列天线的波束扫描覆盖角度的性能确定。

本实施方式中，上述相邻两个缝隙之间的间隔，由相邻两缝隙的隔离度与阵列天线的波束扫描覆盖角度的性能确定，从而可以更好的匹配毫米波信号进行工作。

可选的，任意相邻两个缝隙之间的间隔相同。

本实施方式中，上述任意相邻两个缝隙之间的间隔相同，可以使外观比较对称，亦可以保证至少两个缝隙组成的毫米波阵列天线具有较好的性能，可以更好的匹配毫米波信号进行工作。

可选的，所述缝隙的形状为菱形、圆形或者正多边形。

本实施方式中，上述缝隙的形状为菱形、圆形或者正多边形，正多边形可以是正三角形、正方形、正五边形或者正六边形等等。从而，可以根据实际的需要来设置缝隙的形状，可以根据不同的实际情况和需求来设置不同的形状，从而满足不同的需求，以适用于更多不同的场景。

可选的，每个缝隙对应的两组馈点中，一组馈点确定的直线与另一组馈点确定的直线垂直或者不垂直。

本实施方式中，一组馈点确定的直线为根据该组内的天线馈电点和馈地点确定的直线。同理，另一组馈点确定的直线亦为根据该组内的天线馈电点和馈地点确定的直线。每个缝隙对应的两组馈点中，一组馈点确定的直线与另一组馈点确定的直线是否垂直可以根据实际需要进行设置，对此本实施方式不作限定。

但是，作为一种优选的方式，可以使一组馈点确定的直线与另一组馈点确定的直线垂直。由于一组馈点确定的直线与另一组馈点确定的直线垂直，在电气性能上，对每个缝隙使用正交馈电方式，一方面可以形成多入多出功能(即MIMO)，以提升数据的传输速率；另一方面还可以增加毫米波天线阵列的无线连接能力，减少通信断线的几率，提升通信效果和用户体验。

可选的，所述缝隙为正方形时，每个缝隙对应两组馈点中不同组的馈点，分别位于缝隙不同侧边的中点对应的金属边框上。

本实施方式中，为了更好的理解上述设置方式，可以参阅图3，图3为本发明实施例提供的金属边框一侧边的结构示意图。如图3所示，金属边框1的第三侧边13上存在至少四个缝隙。以最左边的缝隙为例，该缝隙的侧边的金属边框上存在天线馈电点A、馈地点B、天线馈电点C和馈地点D。天线馈电点A和馈地点B为一组馈点，天线馈电点C和馈地点D为另一组馈点。

其中，天线馈电点A和天线馈电点C分别位于缝隙不同内侧边的中点对应的金属边框上，馈地点B和馈地点D分别位于缝隙不同外侧边的中点对应的金属边框上，天线馈电点A和馈地点B确定的直线，与天线馈电点C和馈地点D确定的直线垂直，即成90度正交。毫米波信号的馈源的信号线接入天线馈电点A和天线馈电点C，馈源的地线接入馈地点B和馈地点D。以同样的方式对每个缝隙馈入毫米波信号，并且每个缝隙均有两处馈电信号引入。

请再参阅图4，图4为本发明实施例提供的单个缝隙的回波损耗示意图。以图3中最左边的缝隙为例，图4中(S1，1)为天线馈电点A和馈地点B处的馈电信号形成的回波损耗，(S2，2)为天线馈电点C和馈地点D处的馈电信号形成的回波损耗，均能够覆盖26-30GHz。

本实施方式中，由天线外形的对称式设计，可使终端设备具有较好且具有较强竞争力的金属外观。在电气性能上，对每个缝隙使用正交馈电方式，一方面可以形成多入多出功能，以提升数据的传输速率；另一方面还可以增加毫米波天线阵列的无线连接能力，减少通信断线的几率，提升通信效果和用户体验。

可选的，所述缝隙的形状为菱形时，每个缝隙对应两组馈点中不同组的馈点，分别位于缝隙不同的角对应的金属边框上。

本实施方式中，为了更好的理解上述设置方式，可以参阅图5，图5为本发明实施例提供的金属边框一侧边的结构示意图。如图5所示，金属边框1的第三侧边13上存在至少四个缝隙。以最左边的缝隙为例，该缝隙的侧边存在天线馈电点A、馈地点B、天线馈电点C和馈地点D。天线馈电点A和馈地点B为一组馈点，天线馈电点C和馈地点D为另一组馈点。

其中，天线馈电点A和天线馈电点C分别位于缝隙内侧边形成的不同的角对应的金属边框上，馈地点B和馈地点D分别位于缝隙外侧边形成的不同的角对应的金属边框上，天线馈电点A和馈地点B确定的直线，与天线馈电点C和馈地点D确定的直线垂直，即成90度正交。毫米波信号的馈源的信号线接入天线馈电点A和天线馈电点C，馈源的地线接入馈地点B和馈地点D。以同样的方式对每个缝隙馈入毫米波信号，并且每个缝隙对应的金属边框上均有两处馈电信号引入。

本实施方式中，由天线外形的对称式设计，可使终端设备具有较好且具有较强竞争力的金属外观。在电气性能上，对每个缝隙使用正交馈电方式，一方面可以形成多入多出功能，以提升数据的传输速率；另一方面还可以增加毫米波天线阵列的无线连接能力，减少通信断线的几率，提升通信效果和用户体验。

当然，所述缝隙的形状还可以为圆形，当为圆形时，可以参阅图6，图6为本发明实施例提供的金属边框一侧边的结构示意图。如图6所示，金属边框1的第三侧边13上存在至少四个缝隙。以最左边的缝隙为例，该缝隙的侧边的金属边框上存在天线馈电点A、馈地点B、天线馈电点C和馈地点D。天线馈电点A和馈地点B为一组馈点，天线馈电点C和馈地点D为另一组馈点。

其中，天线馈电点A和天线馈电点C均位于缝隙内侧边的金属边框上，馈地点B和馈地点D均位于缝隙外侧边的金属边框上。天线馈电点A和馈地点B确定的直线，与天线馈电点C和馈地点D确定的直线垂直，即成90度正交。毫米波信号的馈源的信号线接入天线馈电点A和天线馈电点C，馈源的地线接入馈地点B和馈地点D。以同样的方式对每个缝隙馈入毫米波信号，并且每个缝隙均有两处馈电信号引入。当然，只要保证天线馈电点A和馈地点B确定的直线，与天线馈电点C和馈地点D确定的直线垂直，本实施方式并不限定天线馈电点要和馈地点的具体位置。

本实施方式中，由天线外形的对称式设计，可使终端设备具有较好且具有较强竞争力的金属外观。在电气性能上，对每个缝隙使用正交馈电方式，一方面可以形成多入多出功能，以提升数据的传输速率；另一方面还可以增加毫米波天线阵列的无线连接能力，减少通信断线的几率，提升通信效果和用户体验。

可选的，所述至少两个缝隙的每个缝隙中均填充有非导电材料。

本实施方式中，上述至少两个缝隙的每个缝隙中均填充有非导电材料。这样可以使外观更加美观，金属边框1的整体具有更好的结构强度，也避免了缝隙直接裸露在外面。

本发明实施例的一种终端设备天线，包括金属边框1，所述金属边框1的一侧开设有至少两个缝隙，所述缝隙为环状的缝隙；所述至少两个缝隙中每个缝隙侧边的金属边框1设置有两组馈点，每组馈点包括位于缝隙内侧边的金属边框1的天线馈电点，和位于缝隙外侧边的金属边框1的馈地点；所述金属边框1与所述终端设备内的地板2电连接。这样，设置有至少两个缝隙的金属边框1就相当于终端设备的毫米波阵列天线，金属边框1同时也是非毫米波通信天线的辐射体，从而节省了毫米波天线的容置空间，可以减小终端设备的体积，并可更好地支持金属外观的设计，且可与外观金属作为其他天线的方案进行兼容设计，提高终端设备整体的竞争力。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明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发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种终端设备天线，其特征在于，包括金属边框，所述金属边框的一侧开设有至少两个缝隙，所述缝隙为环状的缝隙；

所述至少两个缝隙中每个缝隙侧边的金属边框设置有两组馈点，每组馈点包括位于缝隙内侧边的金属边框的天线馈电点，和位于缝隙外侧边的金属边框的馈地点；

所述金属边框与所述终端设备内的地板电连接；

每个缝隙对应的两组馈点中，一组馈点确定的直线与另一组馈点确定的直线垂直。

2.根据权利要求1所述的终端设备天线，其特征在于，任意一组馈点均位于所述金属边框的内侧壁。

3.根据权利要求1所述的终端设备天线，其特征在于，所述至少两个缝隙沿所述金属边框的长度方向排布。

4.根据权利要求1所述的终端设备天线，其特征在于，相邻两个缝隙之间的间隔，由相邻两缝隙的隔离度与阵列天线的波束扫描覆盖角度的性能确定。

5.根据权利要求1所述的终端设备天线，其特征在于，任意相邻两个缝隙之间的间隔相同。

6.根据权利要求1所述的终端设备天线，其特征在于，所述缝隙的形状为菱形、圆形或者正多边形。

7.根据权利要求1所述的终端设备天线，其特征在于，所述缝隙为正方形时，每个缝隙对应两组馈点中不同组的馈点，分别位于缝隙不同侧边的中点对应的金属边框上。

8.根据权利要求1所述的终端设备天线，其特征在于，所述缝隙的形状为菱形时，每个缝隙对应两组馈点中不同组的馈点，分别位于缝隙不同的角对应的金属边框上。

9.根据权利要求1所述的终端设备天线，其特征在于，所述至少两个缝隙的每个缝隙中均填充有非导电材料。

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