CN114389006A - 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,包括一种谐振结构,可以应用于电子设备中金属层之间形成的腔体内,可以防止天线的能量进入腔体,可以有效提升电子设备中的天线的辐射性能。谐振结构设置于金属腔内靠近第一天线的一端;谐振结构包括第一介质层和第一金属件,第一金属件包括第一金属层和第一连接件,第一介质层设置于金属腔内,第一金属层设置于第一介质层的表面,第一连接件一端与第一金属层电连接,另一端与金属腔电连接。
Description
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
随着第五代(fifth generation,5G)移动通信系统的发展,更多的电子设备的应用场景被开发出来,如横屏高清影音场景、横屏娱乐场景、低延时的视频聊天等。这些新应用的增加催生出新频段,高吞吐率的需求,因而需求在原有架构下增加多个天线。同时,电子设备中包含多层导体,可形成平行板形式的腔体结构(如显示屏与中框之间形成的腔体),小净空条件下,腔体与天线距离近。甚至在有些情况下,腔体的一个表面是天线的地板,即是天线的一个部分。腔体具有本征的谐振模式,当腔体在天线的工作频段内谐振时,本来应该在天线上的能量会一定程度地进入到腔体内,表现为天线S参数出现额外的毛刺。由于在电子设备内腔体的高度低,即平行板形式的腔体四周的缝隙口径很小,所以腔体本身对能量的存储能力强,而辐射能力弱。进入到腔体内的能量在经历多次震荡后,逐渐耗散在导体和介质中,形成热效应,而没有形成较明显的电磁辐射。最终,腔体的封闭谐振效应会带来天线的辐射效率的“凹坑”现象,造成无线通信系统性能的下降。
发明内容
本申请实施例提供一种电子设备,包括一种谐振结构,可以应用于电子设备中金属腔形成的腔体内,可以防止天线的能量进入腔体,可以有效提升电子设备中的天线的辐射性能。
第一方面,提供了一种电子设备,包括:显示屏,中框,第一谐振结构和第一天线;其中,所述显示屏设置于所述中框内;所述第一天线设置于由所述中框与所述显示屏围成的金属腔的一侧;所述第一谐振结构设置于所述金属腔内靠近所述第一天线的一端;所述第一谐振结构包括第一介质层和第一金属件,所述第一金属件包括第一金属层和第一连接件,所述第一介质层设置于所述金属腔内,所述第一金属层设置于所述第一介质层的表面,所述第一连接件一端与所述第一金属层电连接,另一端与所述金属腔电连接。
根据本申请实施例的技术方案,第一谐振结构可以在第一天线产生谐振时,将第一天线进入金属腔的能量反射出金属腔,使第一天线的辐射性能不会产生损失。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一谐振结构包括多个第一金属件。
根据本申请实施例的技术方案,第一谐振结构中包括多个第一金属件可以拓展第一谐振结构的带宽,使其具备更好的性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述多个第一金属件呈阵列分布。
根据本申请实施例的技术方案,多个第一金属件也可以根据电子设备内的空间情况进行灵活布局,以实现最大的空间利用率。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述多个第一金属件中的每个第一金属件的第一金属层的尺寸相同。
根据本申请实施例的技术方案,多个第一金属件中的每个第一金属件的第一金属层的尺寸相同可以拓展第一谐振结构的带宽。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述多个第一金属件中任意两个相邻的第一金属件的第一金属层之间的距离为1mm。
根据本申请实施例的技术方案,多个第一金属件中任意两个相邻的第一金属件的第一金属层之间的距离L3可以介于0.1mm至5mm之间,可以根据实际的生产及设计需要进行调整。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述多个第一金属件中靠近所述第一天线的第一金属件的第一金属层的尺寸小于所述多个第一金属件中远离所述第一天线的第一金属件的第一金属层的尺寸。
根据本申请实施例的技术方案,第一谐振结构中可以包括多个第一金属件中金属层的尺寸可以不同,以满足不同频段的需要,其中,尺寸越大对应的工作频段越低,距离第一天线的距离越远。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一谐振结构还包括第二介质层,所述第一金属层设置于所述第一介质层和所述第二介质层之间。
根据本申请实施例的技术方案,当第一谐振结构中包括第二介质层时,第一谐振结构为带状线结构,可以进一度缩减第一谐振结构的尺寸。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一谐振结构通过焊接固定在所述金属腔内,所述第一连接件为焊点。
根据本申请实施例的技术方案,第一谐振结构可以通过焊接的方式固定在金属腔内,在这种情况下,第一连接件可以为焊点。采用这种方案,则不需要额外对第一谐振结构进行单独的固定,更为简单。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一谐振结构与所述第一天线之间的距离小于第一阈值。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一天线包括第一接地点,所述第一天线在所述第一接地点处接地;所述第一谐振结构与所述第一接地点之间的距离小于第一阈值。
根据本申请实施例的技术方案,可以将本申请实施例提供的谐振结构设置于天线的接地点处,即天线的电流强点,可以使天线进入金属腔内的大部分能量被谐振结构反射出来,防止天线的辐射性能受损。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一金属层的尺寸小于所述第一谐振结构的工作频段对应的工作波长的四分之一。
根据本申请实施例的技术方案,第一金属层的长度和宽度可以相同,可以小于第一谐振结构的工作频段对应的工作波长的四分之一,可以约为第一谐振结构的工作频段对应的工作波长的八分之一。其中,第一谐振结构的工作频段对应的工作波长可以是指第一谐振结构产生谐振的谐振点对应的工作波长,或者,也可以是指第一谐振结构的工作频段的中心频率对应的工作波长。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一连接件一端与所述第一金属层电连接,另一端与所述中框电连接。
根据本申请实施例的技术方案,第一连接件的另一端也可以与其他与中框电连接的金属层电连接。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一阈值为5mm。
根据本申请实施例的技术方案,第一阈值可以为5mm,可以根据实际的生产或设计调整第一谐振结构与第一天线之间的距离。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一介质层的厚度介于0.1mm至0.3mm之间。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一介质层的厚度为0.2mm。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一金属层为矩形,圆形或不规则形状。
根据本申请实施例的技术方案,第一金属层可以为矩形,圆形,其他多边形或不规则形状,可以更加灵活的对第一谐振结构进行设计,本申请对此并不做限制。
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示例性示出了本申请提供的电子设备的截面示意图。
图3为天线21的S参数的仿真结果示意图。
图4是天线21的系统效率和辐射效率的仿真结果示意图。
图5是现有技术的腔体内的结构示意图。
图6是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
图7是本申请实施例提供的第一谐振结构的结构示意图。
图8是图6中第一天线的S11参数的仿真结果示意图。
图9是图6中第一天线的辐射效率的仿真结果示意图。
图10是本申请实施例提供的一种第一谐振结构的示意图。
图11是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
图12是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
图13是图12所示电子设备中第一天线的仿真结果图。
图14是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
图15是图12所示电子设备中第一天线的仿真结果图。
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。
本申请提供的技术方案适用于采用以下一种或多种通信技术的电子设备:蓝牙(blue tooth,BT)通信技术、全球定位系统(global positioning system,GPS)通信技术、无线保真(wireless fidelity,WiFi)通信技术、全球移动通讯系统(global system formobile communications,GSM)通信技术、宽频码分多址(wideband code divisionmultiple access,WCDMA)通信技术、长期演进(long term evolution,LTE)通信技术、5G通信技术以及未来其他通信技术等。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(wirelesslocal 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网络中的电子设备或者未来演进的公用陆地移动通信网络(public land mobile network,PLMN)中的电子设备等,本申请实施例对此并不限定。
图1示例性示出了本申请提供的电子设备内部环境,以电子设备为手机进行说明。
如图1所示,电子设备10可以包括:玻璃盖板(cover glass)13、显示屏(display)15、印刷电路板(printed circuit board,PCB)17、中框(housing)19和后盖(rear cover)21。
其中,玻璃盖板13可以紧贴显示屏15设置,可主要用于对显示屏15起到保护防尘作用。
可选地,显示屏15可以是液晶显示器(liquid crystal display,LCD),发光二极管(light emitting diode,LED)或者有机发光半导体(organic light-emitting diode,OLED)等,本申请对此并不做限制。
其中,印刷电路板PCB17可以采用耐燃材料(FR-4)介质板,也可以采用罗杰斯(Rogers)介质板,也可以采用Rogers和FR-4的混合介质板,等等。这里,FR-4是一种耐燃材料等级的代号,Rogers介质板一种高频板。印刷电路板PCB17靠近中框19的一侧可以设置一金属层,该金属层可以通过在PCB17的表面蚀刻金属形成。该金属层可用于印刷电路板PCB17上承载的电子元件接地,以防止用户触电或设备损坏。该金属层可以称为PCB地板。不限于PCB地板外,电子设备10还可以具有其他用来接地的地板,可例如金属中框。
其中,电子设备10还可以包括电池,在此未示出。电池可以设置于中框19内,电池可以件PCB17分为主板和子板,主板可以设置于中框19和电池的上边沿之间,子板可以设置于中框19和电池的下边沿之间。
其中,中框19主要起整机的支撑作用。中框19可以包括边框11,边框11可以由金属等传导性材料形成。边框11可以绕电子设备10和显示屏15的外围延伸,边框11具体可以包围显示屏15的四个侧边,帮助固定显示屏15。在一种实现中,金属材料制成的边框11可以直接用作电子设备10的金属边框,形成金属边框的外观,适用于金属ID。在另一种实现中,边框11的外表面还可以为非金属材料,例如塑料边框,形成非金属边框的外观,适用于非金属ID。
其中,后盖21可以是金属材料制成的后盖,也可以是非导电材料制成的后盖,如玻璃后盖、塑料后盖等非金属后盖。
图1仅示意性的示出了电子设备10包括的一些部件,这些部件的实际形状、实际大小和实际构造不受图1限定。
图2示例性示出了本申请提供的电子设备的截面示意图。
如图2所示,玻璃盖板13可以紧贴显示屏15设置,显示屏15可以设置于中框19围成的区域中。显示屏15靠近中框19的表面可以设置有金属层16,金属层16可以防止显示屏15中的成像单元受到电磁信号的干扰,同时还可以为显示屏15提供良好的散热。
应理解,显示屏15的金属层16与中框19之间围成平行板形式的腔体20。移动产业处理器接口(mobile industry processor interface,MIPI)18穿过腔体20使显示屏15与PCB17电连接。
电子设备还可以包括天线21,天线21可以设置于腔体20的开口处,天线21可以是边框天线,柔性电路板(flexible printed circuit,FPC)天线或者其他类型的天线。
由于电子设备内部结构紧凑,在小净空条件下,腔体20与天线21距离近。甚至在有些情况下,中框19是天线21的地板,即是天线21的一个部分。腔体20具有本征的谐振模式,当腔体20在天线21的工作频段内谐振时,本来应该在天线21上的能量会一定程度地进入到腔体20内,损伤天线21的辐射性能。
图3和图4是天线21的仿真结果图。其中,图3为天线21的S参数的仿真结果示意图。图4是天线21的系统效率(total efficiency)和辐射效率(radiation efficiency)的仿真结果示意图。
如图3所示,天线21的S参数出现额外的毛刺。并且由于腔体20本身对能量的存储能力强,而辐射能力弱。天线21进入到腔体20内的能量在经历多次震荡后,逐渐耗散在导体和介质中,形成热效应,而没有形成较明显的电磁辐射。
对应的,天线21的辐射效率也会对应的出现明显的凹坑,如图4所示。
图5是现有技术的腔体内的结构示意图。
如图5所示,可以在腔体20内增加连接件31,用于将腔体的两个表面连接,这样一来,腔体的边界条件就可以发生变化,即从原有的开路条件变成了短路条件,原有工作频段内的腔体谐振被破坏,实现移除辐射效率凹坑的效果。
由于中框和显示屏围成的腔体高度在实际中可能有一定程度浮动,例如手机显示屏在装配时,其与中框间隙通常有±0.2mm误差,为了保证稳定连接,一种方法是使用弹片连接,弹片的底座焊接在腔体的一个面,弹片的触点顶在腔体的另一个面。由于连接方法对腔体20产生的谐振的破坏与模式的场分布对应,因此在宽频带范围内可能需要多点连接。但是多点弹性连接会带来结构承压的强度问题,可能影响结构的稳定性及显示屏的显示效果。
本申请实施例提供了一种谐振结构,可以应用于电子设备中金属层形成的腔体内,可以防止天线的能量进入腔体,可以有效提升电子设备中的天线的辐射性能。
图6是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
如图6中的(a)所示,电子设备可以包括显示屏15,中框19,第一谐振结构110和第一天线120。
其中,显示屏15设置于中框19内。第一天线120设置于由中框19与显示屏15的金属层围成的金属腔21的一侧,其中金属腔21指的是腔体的两个面主要由金属组成,且这两个金属面上可以存在缝隙或不规则状的结构等,并且金属腔21并不是密闭的腔体。第一谐振结构110设置于金属腔21内靠近第一天线120的一端。第一谐振结构110包括第一介质层130和第一金属件140,第一金属件140包括第一金属层141和第一连接件142,第一介质层130设置于金属腔21内,第一金属层141设置于第一介质层130的表面,第一连接件142一端与第一金属层141电连接,另一端与金属腔21电连接,即与显示屏15的金属层或中框19电连接,或者也可以与其他与金属腔21电连接的金属层电连接。
应理解,本申请实施例为表述的简洁,仅以电子设备包括第一天线为例进行说明,在实际应用中,电子设备可以包括第二天线等多个天线,以满足通信的需要。
本申请实施例提供的第一谐振结构110可以在第一天线120产生谐振时,将第一天线120进入金属腔21的能量反射出金属腔21,使第一天线120的辐射性能不会产生损失。
应理解,金属腔21内靠近第一天线120的一端可以是金属腔21内距离端点的一段距离,并不是一个点,即一端内所有的点与端点之间的距离均小于第一阈值。
可选地,由中框19与显示屏15的金属层围成的金属腔21的厚度H0可以约为0.3mm。
可选地,第一谐振结构110可以固定在显示屏15与中框19相对的表面,也可以固定在中框19的表面,本申请对此并不做限制。
可选地,第一谐振结构110与第一天线120之间的距离L0可以小于第一阈值。应理解,第一谐振结构110与第一天线120之间的距离L0可以认为是第一谐振结构110上的点与第一天线120上的点之间的直线距离的最小值。
可选地,第一阈值可以为5mm,可以根据实际的生产或设计调整第一谐振结构与第一天线之间的距离。
可选地,如图6中的(b)所示,电子设备还可以包括馈电单元150。馈电单元150可以设置于电子设备的PCB上。第一天线120可以包括馈电点121,馈电单元150可以在馈电点121处为第一天线120馈电。
可选地,第一天线120还可以包括第一接地点122和第二接地点123,第一天线120可以在第一接地点122和第二接地点123处接地。电子设备中的中框或者PCB中的金属层可以作为第一天线120的参考地。
应理解,本申请实施例以第一天线120为金属边框天线为例进行说明,在实际生产或设计中,第一天线120可以是任意形式的天线,可以根据实际的生产或设计需要设置馈电点及接地点。
可选地,第一谐振结构110可以包括多个第一金属件140。第一谐振结构110通过多个“蘑菇型”的第一金属件140级联的方式,可以有效提升第一谐振结构110的工作频段的带宽,可以根据实际的生产或设计需要进行选择。
应理解,由于第一谐振结构110的作用为阻碍第一天线120辐射的能量进入金属腔21,即在第一天线120的工作频段阻止能量进入金属腔21。则第一谐振结构110的工作频段的带宽可以大于第一天线120的工作频段的带宽,或者,第一谐振结构110的工作频段的带宽可以大于第一天线120产生凹陷所在的频段的带宽。
可选地,多个第一金属件140中的每个第一金属件140的第一金属层141的尺寸相同,即每个第一金属层141的长度L1和宽度L2相同。应理解,当第一谐振结构110包括多个尺寸相同的第一金属层141时,可以拓展第一谐振结构110的工作带宽。
可选地,第一金属层141的长度L1和宽度L2可以相同,可以小于第一谐振结构110的工作频段对应的工作波长的四分之一,可以约为第一谐振结构110的工作频段对应的工作波长的八分之一。其中,第一谐振结构110的工作频段对应的工作波长可以是指第一谐振结构110产生谐振的谐振点对应的工作波长,或者,也可以是指第一谐振结构110的工作频段的中心频率对应的工作波长。
可选地,第一金属层141的长度L1和宽度L2可以介于1mm至10mm之间,可以根据实际的生产或设计调整。
可选地,第一介质层130的厚度H1可以介于0.1mm至0.3mm之间,可以根据实际的生产或设计调整第一介质层130的厚度H1。应理解,第一介质层130的厚度H1越大,第一谐振结构的工作带宽越宽。
可选地,第一介质层130的厚度H1可以为0.2mm。
应理解,对于第一金属件140来说,第一连接件142也会影响第一金属件140的电长度。因此,可以通过调节第一连接件142的高度进而达到调整第一金属层141的长度L1和宽度L2的目的。
可选地,多个第一金属件140可以呈阵列分布,为介绍的简洁,本申请实施例以2×4的阵列为例进行说明,如图7所示,但并不限制具体的阵列形式。或者,多个第一金属件110也可以根据电子设备内的空间情况进行灵活布局,以实现最大的空间利用率。
可选地,第一金属层141可以为矩形,圆形,其他多边形或不规则形状,可以更加灵活的对第一谐振结构进行设计,本申请对此并不做限制。
可选地,多个第一金属件140中任意两个相邻的第一金属件140的第一金属层141之间的距离L3可以介于0.1mm至5mm之间,例如0.5mm至2mm之间,可以根据实际的生产及设计需要进行调整。
可选地,多个第一金属件140中任意两个相邻的第一金属件140的第一金属层141之间的距离L3可以为1mm。
图8和图9是图6所示电子设备中第一天线的仿真结果图。其中,图8为第一天线的S11参数的仿真结果示意图。图9是第一天线的辐射效率的仿真结果示意图。
当馈电单元馈电时,第一天线的仿真结果如图8和图9所示。其中,包括了围成金属腔的显示屏和中框短路(理想状态),应用第一谐振结构和不应用第一谐振结构(原始状态)的仿真结果示意图。
如图8和图9所示,当金属腔中设置有第一谐振结构时,第一天线的S11参数在1.8GHz-2.5GHz的工作内消除了原有的三个由于第一天线产生的辐射进入金属腔形成的腔体谐振带来的毛刺,S11曲线变得平滑,并且金属腔形成的腔体谐振带来的效率凹坑消失。进一步对比,显示屏和中框短路的理想状态与本实施例提供的应用第一谐振结构效果相同的,其S11参数曲线和辐射效率曲线,两者基本重合。
应理解,本申请实施例提供的第一谐振结构可以应用于电子设备中的金属腔体中,可以使天线辐射进入腔体的能量产生反射,避免了天线的辐射性能的损失。同时,由于第一谐振结构为接地结构,其还具有低辐射杂散发射(radiated spurious emission,RSE)的特性,并且对电子设备中的金属腔体的间隙无极限需求。同时,由于第一谐振结构并不需要与围成金属腔的中框与显示屏的金属层同时电连接,因此,可以必要如弹片结构的结构承压风险。
图10是本申请实施例提供的一种第一谐振结构的示意图。
如图10所示,第一谐振结构110还可以包括第二介质层131,第一金属层141可以设置第一介质层130和第二介质层131之间。
应理解,当第一谐振结构110中包括第二介质层131时,第一谐振结构110为带状线结构,可以进一度缩减第一谐振结构110的尺寸。
可选地,第二介质层131的厚度H2可以约为0.1mm。
可选地,第一介质层130和第二介质层131的材料可以不同,其中,第一介质层130可以为绝缘胶,用于将第一谐振结构固定在金属腔21内。第二介质层131可以为塑胶,用于在制备时为第一金属层141提供支撑。应理解,由于第一介质层130和第二介质层131的材料不同,第一金属层141的物理尺寸也会随之改变。
可选地,如图10中的(a)所示,第一谐振结构可以通过焊接的方式固定在金属腔21内,在这种情况下,第一连接件143可以为焊点。采用这种方案,则不需要额外对第一谐振结构进行单独的固定,更为简单。
可选地,第一连接件142可以在第一金属层141的任意位置与第一金属层141电连接,可以根据实际的生产或设计进行选择。
可选地,如图10中的(b)所示,第一连接件142可以为泡棉。在制备第一谐振结构110时,可以在第二介质层131上刻蚀或打印出第一金属层141,由第二介质层131为第一金属层141提供支撑。然后,在第一金属层141表面喷涂绝缘胶,预留出第一连接件142与第一金属层141连接处的位置,此时,第一介质层130为绝缘胶。在预留位置设置第一连接件142,然后将第一介质层130粘贴至金属腔21表面。采用这种方案,成本较低,同时,由于泡棉具有弹性,在制备时,可以使泡棉的外表面略高于第一介质层,可以保证第一连接件142与金属腔21的电连接效果。
可选地,如图10中的(b)所示,第一谐振结构还可以包括第三介质层132,在这种情况下,第一介质层130和第二介质层131的材料可以相同,为塑胶材质,而第三介质层132为绝缘胶,可以将第一谐振结构110固定在金属腔21表面。
图11是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
如图11所示,第一谐振结构110中的多个第一金属层141可以灵活排布,并不呈阵列分布,可以根据实际的设计避让电子设备的金属腔21内的其他器件,可以呈异型排布,本申请对此不作限制。
图12是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
如图12所示,电子设备还可以包括第二谐振结构210。
其中,第二谐振结构210设置于金属腔21内靠近第一天线120的一端。第二谐振结构210可以包括第三介质层220和第二金属件230。第二金属件230可以包括第二金属层231和第二连接件232,第三介质层230设置于金属腔21内,第二金属层231设置于第三介质层220上,第二连接件232一端与第二金属层231电连接,另一端与金属腔21电连接。
可选地,第二谐振结构210可以包括多个第二金属件230。
可选地,多个第二金属件230可以呈阵列分布,为介绍的简洁,本申请实施例以2×2的阵列为例进行说明,如图12所示,但并不限制具体的阵列形式。
可选地,第一谐振结构110可以设置于靠近第一天线120的第一接地点122的位置。第一谐振结构110与第一接地点122的距离L4可以小于第一阈值。
可选地,第二谐振结构210可以设置于靠近第一天线120的第二接地点123的位置。第二谐振结构210与第二接地点123的距离L5可以小于第一阈值。
应理解,第一谐振结构110与第一天线120的第一接地点122之间的距离L4可以认为是第一谐振结构110上的点与第一接地点122之间的直线距离的最小值。也可以相应的理解第二谐振结构210与第二接地点123的距离L5。
当由中框19与显示屏15的金属层围成的金属腔21中的空间无法设置如图7所示的谐振结构时,可以将本申请实施例提供的谐振结构设置于天线的接地点处,即天线的电流强点,可以使天线进入金属腔21内的大部分能量被谐振结构反射出来,防止天线的辐射性能受损。例如,本申请实施例中的第一天线包括两个接地点,可以在两个接地点处分别设置有谐振结构,以保证天线的辐射性能不受损失。
应理解,本申请实施例中采用的2×2的阵列也是通过多个第二金属件230级联的方式拓展第二谐振结构210的带宽。本申请实施例并不限制第二金属件230的数量,可以根据实际的设计或生产需求对第二金属件230的数量进行调整。
可选地,第二金属层231可以为矩形,圆形,其他多边形或不规则形状,本申请对此并不做限制。
图13是图12所示电子设备中第一天线的仿真结果图。
当馈电单元馈电时,第一天线的仿真结果如图13所示。其中,包括应用第一谐振结构和不应用第一谐振结构(原始状态)的S11及辐射效率的仿真结果示意图。
如图13所示,当金属腔中的第一谐振结构和第二谐振结构分别设置于靠近第一天线的第一接地点和第二接地点时,第一天线的S11参数在1.8GHz-2.5GHz的工作内消除了原有的三个由于第一天线产生的辐射进入金属腔形成的腔体谐振带来的毛刺,S11曲线变得平滑,并且由于金属腔形成的腔体谐振带来的辐射效率凹坑消失。
应理解,在天线的接地点处设置有包括2×2阵列结构的谐振结构,也可以使天线进入金属腔内的大部分能量被谐振结构反射出来,防止天线的辐射性能受损。同时,这种结构更加节省空间,可以利用节省出来的空间设置其他器件。
图14是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
如图14所示,电子设备可以包括第一谐振结构110和第二谐振结构210。
其中,第一谐振结构110可以设置于靠近第一天线120的第一接地点122的位置。第一谐振结构110可以包括两个第一金属件,分别为第一金属件310和第一金属件320。第一金属件310和第一金属件320可以采用非阵列分布,其中,靠近第一天线120的第一金属件310的第一金属层311的尺寸小于远离第一天线120的第一金属件320的第一金属层321的尺寸。
第二谐振结构210可以设置于靠近第一天线120的第二接地点123的位置。第二谐振结构120可以仅包括一个第二金属件330。
应理解,第一金属件310与第一天线120之间的距离L6小于第一金属件320与第一天线120之间的距离L7。但是对于第一金属件310和第一金属件320来说,第一金属件320的谐振频段低于第一金属件310的谐振频段,即第一金属件320对应的工作波长大于第一金属件310的工作波长。因此,当第一金属件与第一天线120之间的距离设置为工作波长的十六分之一时,第一金属件320与第一天线120之间的距离L7大于第一金属件310与第一天线120之间的距离L6。
本申请实施例提供的谐振结构中,可以包括多个尺寸不同的金属件,以满足不同频段的需要,其中,尺寸越大对应的工作频段越低,距离第一天线的距离越远。
应理解,受到金属腔空间的限制或是设计需求,靠近第一天线的金属件的尺寸小于远离第一金属件的尺寸,即,靠近第一天线的金属件的工作频段的频率大于远离第一金属件的工作频段的频率。采用这种结构后,通过靠近第一天线的金属件与远离第一天线的金属件级联,可以进一步拓展谐振结构的带宽,防止天线的辐射性能受损。
图15是图14所示电子设备中第一天线的仿真结果图。
当馈电单元馈电时,第一天线的仿真结果如图15所示。其中,包括应用第一谐振结构和不应用第一谐振结构(原始状态)的S11及辐射效率的仿真结果示意图。
如图15所示,当金属腔中的包括第一谐振结构和第二谐振结构分别设置于靠近第一天线的第一接地点和第二接地点时,第一天线的S11参数在1.8GHz-2.5GHz的工作内消除了原有的三个由于第一天线产生的辐射进入金属腔形成的腔体谐振带来的毛刺,S11曲线变得平滑,并且由于金属腔形成的腔体谐振带来的辐射效率凹坑消失。
应理解,在天线的接地点处设置有包括非阵列分布的金属层的谐振结构,也可以使天线进入金属腔内的大部分能量被谐振结构反射出来,防止天线的辐射性能受损。同时,这种结构与图12所示的结构比较,更加节省空间,可以利用节省出来的空间设置其他器件。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、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系统,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 (17)
1.一种电子设备,其特征在于,包括:
显示屏,中框,第一谐振结构和第一天线;
其中,所述显示屏设置于所述中框内;
所述第一天线设置于由所述中框与所述显示屏围成的金属腔的一侧;
所述第一谐振结构设置于所述金属腔内靠近所述第一天线的一端;
所述第一谐振结构包括第一介质层和第一金属件,所述第一金属件包括第一金属层和第一连接件,所述第一介质层设置于所述金属腔内,所述第一金属层设置于所述第一介质层的表面,所述第一连接件一端与所述第一金属层电连接,另一端与所述金属腔电连接。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第一谐振结构包括多个第一金属件。
3.根据权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述多个第一金属件呈阵列分布。
4.根据权利要求2或3所述的电子设备,其特征在于,所述多个第一金属件中的每个第一金属件的第一金属层的尺寸相同。
5.根据权利要求3或4所述的电子设备,其特征在于,所述多个第一金属件中任意两个相邻的第一金属件的第一金属层之间的距离为1mm。
6.根据权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述多个第一金属件中靠近所述第一天线的第一金属件的第一金属层的尺寸小于所述多个第一金属件中远离所述第一天线的第一金属件的第一金属层的尺寸。
7.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第一谐振结构还包括第二介质层,所述第一金属层设置于所述第一介质层和所述第二介质层之间。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电子设备,其特征在于,所述第一谐振结构通过焊接固定在所述金属腔内,所述第一连接件为焊点。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电子设备,其特征在于,所述第一谐振结构与所述第一天线之间的距离小于第一阈值。
10.根据权利要求9所述的电子设备,其特征在于,所述第一天线包括第一接地点,所述第一天线在所述第一接地点处接地;
所述第一谐振结构与所述第一接地点之间的距离小于第一阈值。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电子设备,其特征在于,所述第一金属层的尺寸小于所述第一谐振结构的工作频段对应的工作波长的四分之一。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电子设备,其特征在于,所述第一连接件一端与所述第一金属层电连接,另一端与所述中框电连接。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的电子设备,其特征在于,所述第一阈值为5mm。
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,所述第一介质层的厚度介于0.1mm至0.3mm之间。
15.根据权利要求14所述的电子设备,其特征在于,所述第一介质层的厚度为0.2mm。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的电子设备,其特征在于,所述第一金属层为矩形,圆形或不规则形状。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的电子设备,其特征在于,所示第一天线为金属边框天线。
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