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CN110574228B - 用于显示面板的框架中的天线 - Google Patents

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CN110574228B CN201780089558.3A CN201780089558A CN110574228B CN 110574228 B CN110574228 B CN 110574228B CN 201780089558 A CN201780089558 A CN 201780089558A CN 110574228 B CN110574228 B CN 110574228B
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Abstract

本主题描述了将天线定位在用于电子设备的显示面板的框架内。所述天线包括：沿所述框架的侧部延伸的接地板；位于所述接地板上的基板；以及形成在所述基板上的两个环形天线元件，所述两个环形天线元件中的每一个的两个端部都连接到所述接地板。

Description

用于显示面板的框架中的天线
背景技术
诸如膝上型电脑和蜂窝电话之类的电子设备包括用于无线通信的天线。这样的天线可被安装在电子设备的外壳或壳体中。这些天线具有无线通信能力，以与无线网络和卫星导航系统通信。
附图说明
下面的详细描述参照附图，其中：
图1图示了根据本主题的一种示例性实施方式的用于电子设备的显示面板的框架；
图2图示了根据本主题的一种示例性实施方式的天线的透视图；
图3图示了根据本主题的一种示例性实施方式的天线的激发表面的前视图；
图4图示了根据本主题的一种示例性实施方式的具有形成在激发表面上的寄生单极子的天线的该激发表面的前视图；
图5图示了根据本主题的另一示例性实施方式的具有形成在激发表面上的寄生单极子的天线的该激发表面的前视图；
图6图示了根据本主题的一种示例性实施方式的具有形成在激发表面上的两个寄生单极子的天线的该激发表面的前视图；以及
图7图示了根据本主题的另一示例性实施方式的具有形成在激发表面上的两个寄生单极子的天线的该激发表面的前视图；
图8图示了根据本主题的一种示例性实施方式的天线的透视图；以及
图9图示了根据本主题的一种示例性实施方式的电子设备的显示单元；以及
图10图示了根据本主题的一种示例性实施方式的电子设备。
具体实施方式
电子设备具有外壳，在其中收容有诸如处理器、存储器、电源、冷却风扇、I/O端口之类的电子部件。电子设备还包括用于呈现视觉输出的显示单元。该外壳可通过诸如铰链之类的耦接元件来耦接到显示单元。在一个示例中，该电子设备可以是膝上型电脑，其具有处于外壳中的键盘和处于显示单元中的显示面板。
由于该外壳收容了各种各样的电子部件，因此该外壳是空间受限的。无线天线通常与其他电子部件一起安装在外壳内。在将天线定位在外壳中时，应在天线和其他电子部件之间维持一定的预定间隙，使得来自天线的辐射不会干扰其他部件的功能。将天线定位在外壳内还可导致与外壳底部处的来自天线的辐射相关联的比吸收率(SAR)的增加。这可导致电子设备的外壳的底部过热。
该外壳可具有由金属制成的某些部分。天线通常被安装在设置于该外壳的金属部分内的槽中。也称为天线窗的用于该天线的槽可以是该金属部分中的开口。天线被放置在该槽中，并且随后，该槽用塑料填充构件来覆盖。来自该天线的辐射通过该塑料填充构件的壁传输。然后，该塑料填充构件用金属面漆来涂覆，以便给予该塑料填充构件与所述外壳的周围金属部分相似的外观。在该金属部分中切出槽，将该天线定位在该槽中，用该塑料填充构件来覆盖该槽，并且用金属面漆来涂覆该塑料填充构件涉及该塑料填充构件和该金属面漆的额外材料成本，并且还涉及额外的生产步骤和生产时间。
本主题涉及将天线定位在用于电子设备的显示面板的框架中。该框架和该显示面板形成电子设备的显示单元的一部分。由于天线被定位在用于显示面板的框架中，因此消除了与将天线放置在空间受限的外壳中相关的挑战。将天线定位在框架中还会降低外壳底部上的SAR，并可减少电子设备的外壳的过热。此外，在天线定位在框架中的情况下，由于天线远离收容在外壳中的其他电子部件，因此可减少来自天线的辐射干扰外壳中的其他电子部件的功能的可能性。另外，还可避免在外壳中切割天线窗。这减少了生产步骤的数量、生产时间，并且有助于消除额外的塑料填充构件和在该塑料填充构件上的金属漆的使用，从而降低了组装过程的复杂性和成本。
根据本主题的一种示例性实施方式，一种定位在框架内的天线包括：沿该框架的侧部(side)延伸的接地板；位于该接地板上的基板；以及形成在该基板上的两个环形天线元件。该两个环形天线元件中的每一个的两端都接地。
该两个环形天线元件在基板上的布置有助于获得紧凑的天线，该紧凑的天线可被容纳在框架中，而不会在天线的带宽规格上妥协。在示例性实施方式中，该两个环形天线元件中的一个可被调谐成在2.4千兆赫兹(Giga Hertz，GHz)的频带中操作，并且该两个环形天线元件中的另一个可被调谐成在5千兆赫兹的频带中操作。因此，定位在框架中的天线可被操作为双频带天线，其可通过无线局域网(WLAN)来可靠地接收信号。此外，在示例性实施方式中，所述天线还可被操作为单频带天线，以接收全球导航卫星系统(GNSS)的信号，该信号可具有范围在1561兆赫兹至1602兆赫兹之间的频率，以覆盖GPS L1、Glonass G1、BDSB1I和Galileo E1的频带。天线的双环结构有助于在GNSS的宽频率范围上操作天线。
下面的详细描述参照附图。在可能的情况下，在附图和下面的描述中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。虽然在说明书中描述了若干示例，但是修改、调适和其他实施方式也是可能的。因此，下面的详细描述不限制所公开的示例。相反，所公开的示例的适当范围可由所附权利要求来限定。
图1图示了根据本主题的一种示例性实施方式的用于电子设备的显示面板102的框架100。例如，显示面板102可以是用于呈现电子设备的视觉输出的液晶显示器(LCD)面板或发光二极管(LED)面板。在示例性实施方式中，显示面板102可包括用于接收来自用户的基于触摸的输入的触摸屏。
在示例性实施方式中，邻接显示面板102的框架100可由金属形成，并且可包括用于将显示面板102安装在框架100中的槽(未示出)。框架100可由塑料壳(未示出)覆盖。
框架100包括沿框架100的第一侧部106定位在框架100内的天线104，如图1中所示。该第一侧部106是框架100的如下侧部，即：框架100可通过该侧部耦接到电子设备的基部单元，如后面通过图9所示。在示例性实施方式中，例如铰链之类的耦接元件可被固定到第一侧部106，以便将框架100附接到该基部单元。该基部单元可收容键盘和电子设备的其他电子部件，例如处理器、存储器、电源等。尽管在图1中，天线104被示出为沿框架100的第一侧部106定位，但是在示例性实施方式中，天线104也可沿框架100的与第一侧部106相对的第二侧部108定位。此外，尽管图1示出了定位在框架100内的单个天线，但是也可存在定位在框架100内的两个天线或多于两个天线。
图1通过放大图图示了天线104。如从图1中的放大图可以看到的，天线104包括沿框架100的第一侧部106延伸的接地板110。在示例性实施方式中，框架100包括沿第一侧部106的金属部分(未示出)。该金属部分用于为框架100提供结构稳定性和耐用性，并且还用作用于收容在框架100内的电路的电气接地。在示例性实施方式中，接地板110可沿框架100的第一侧部106形成在该金属部分的边缘处。
天线104还包括位于接地板110上的基板112。该基板112可由介电材料形成，所述介电材料例如塑料、陶瓷、玻璃或它们的组合。天线104包括形成在基板112上的两个环形天线元件，其中，该两个环形天线元件中的每一个的两端都被连接到接地板110。该两个环形天线元件形成在基板112的表面上。基板112的其上形成有该两个环形天线元件的表面可被称为激发表面(后面通过图2描绘)。来自天线104的辐射从该激发表面发出。
基板112的激发表面面向第一侧部106，以收发无线天线信号。基板112的激发表面在框架100内对准，使得来自该激发表面的辐射通过第一侧部106的前表面(后面通过图9描绘)发出。第一侧部106的该前表面可理解为沿显示面板102的其上产生显示的前表面延伸。
图1示出了形成在基板112上的第一环形天线元件114-1和第二环形天线元件114-2。该第一环形天线元件114-1具有连接到接地板110以便接地的两个端部A和B。该第二环形天线元件114-2具有也连接到接地板110以便接地的两个端部C和D。在示例性实施方式中，端部A、B、C和D可被焊接到接地板110。
在示例性实施方式中，第一环形天线元件114-1和第二环形天线元件114-2可由沉积在基板112的激发表面上的金属微带形成。该金属微带可通过使用金属箔的电镀或其他金属沉积技术而形成在基板112上。在示例性实施方式中，第一环形天线元件114-1可被调谐成在2.4千兆赫兹的频带中操作，并且第二环形天线元件114-2可被调谐成在5千兆赫兹的频带中操作，并且反之亦然。在示例性实施方式中，天线104可被操作为双频带天线，以接收处于2.4千兆赫兹的频带和5千兆赫兹的频带中的WLAN信号。在另一示例性实施方式中，天线104可被操作为单频带天线，以接收处于1561兆赫兹至1602兆赫兹的范围内的GNSS信号，以覆盖GPS L1、Glonass G1、BDS B1I和Galileo E1的频带。
图2图示了根据本主题的一种示例性实施方式的图1的天线104的透视图。如图2中所示，天线104具有长度L、宽度B和高度H。在示例性实施方式中，长度“L”范围在大约40mm至大约50mm之间，宽度“B”范围在大约8mm至大约10mm之间，并且高度“H”范围在大约2.5mm至大约3.5mm之间。如图2中所示，天线104的基板112具有长方体结构，该长方体结构具有激发表面202。第一环形天线元件114-1和第二环形天线元件114-2形成在该激发表面202上。如图2中所示，第一环形天线元件114-1具有长度X1，并且第二环形天线元件114-2具有长度X2。在示例性实施方式中，X1和X2可以范围在大约10mm至20mm之间。在示例性实施方式中，第一环形天线元件114-1和第二环形天线元件114-2可具有相等的长度。
图3图示了根据本主题的一种示例性实施方式的天线300的激发表面的前视图。天线300类似于图1的天线104，并且包括天线104的部件和特征。参照图3，天线300在第一环形天线元件114-1和第二环形天线元件114-2之间包括形成在基板112的激发表面上的馈电单极子(feeding monopole)302。该馈电单极子302由金属通过电镀形成在基板112上。馈电单极子302具有面向接地板110的端部304。
在示例性实施方式中，馈电信号源306被耦接到馈电单极子302的端部304。馈电信号源306的正极端子可被连接到馈电单极子302的端部304，并且馈电信号源306的负极或接地端子可被连接到接地板110。
在示例性实施方式中，馈电单极子302具有大约1mm至大约2mm的长度“F”。在示例性实施方式中，馈电单极子302与第一环形天线元件114-1之间的距离“S1”为大约0.5mm。馈电单极子302与第二环形天线元件114-2之间的距离“S2”也为大约0.5mm。
参照图3，第一环形天线元件114-1的端部A和B在馈电单极子302的一侧上连接到接地板110。第二环形天线元件114-2的端部C和D在馈电单极子302的另一例上连接到接地板110。
在示例性实施方式中，天线300可包括形成在基板112上的一个寄生单极子或者多于一个寄生单极子。该寄生单极子在馈电单极子和所述两个环形天线元件中的一个之间可具有连接到接地板的端部，其中，该寄生单极子沿远离馈电单极子并且朝向所述两个环形天线元件中的所述一个的端部的方向延伸。在另一示例性实施方式中，该寄生单极子在馈电单极子和所述两个环形天线元件中的一个之间可具有连接到接地板的端部，其中，该寄生单极子沿远离所述两个环形天线元件中的所述一个的端部并且朝向馈电单极子的方向延伸。
图4图示了根据本主题的一种示例性实施方式的具有形成在激发表面上的寄生单极子的天线400的该激发表面的前视图。天线400类似于图3的天线300，并且包括天线300的部件和特征。天线400还包括形成在基板上的寄生单极子402。
如图4中所示，寄生单极子402形成在基板212上。寄生单极子402在馈电单极子302与第一环形天线元件114-1之间具有连接到接地板110的端部404。如图4中所示，寄生单极子402沿远离馈电单极子302并且朝向第一环形天线元件114-1的两个端部A和B的箭头“E”的方向延伸。在示例性实施方式中，该寄生单极子可形成在馈电单极子和第二环形天线元件之间，并且可沿远离馈电单极子并且朝向第二环形天线元件的端部的方向延伸。
在示例性实施方式中，第一环形天线元件114-1和第二环形天线元件114-2可被调谐成在2.4千兆赫兹的频带中操作，并且寄生单极子402可被调谐成在5千兆赫兹的频带中操作。
图5图示了根据本主题的另一示例性实施方式的具有形成在激发表面上的寄生单极子的天线500的该激发表面的前视图。天线500类似于图3的天线300，并且包括天线300的部件和特征。天线500还包括形成在基板112上的寄生单极子502。
如图5中所示，寄生单极子502在馈电单极子302与第一环形天线元件114-1之间具有连接到接地板110的端部504。如图5中所示，寄生单极子502沿远离第一环形天线元件114-1的两个端部A和B并且朝向馈电单极子302的箭头“G”的方向延伸。在示例性实施方式中，该寄生单极子可形成在馈电单极子与第二环形天线元件之间，并且可沿远离第二环形天线元件的端部并且朝向馈电单极子的方向延伸。
在示例性实施方式中，第一环形天线元件114-1和第二环形天线元件114-2可被调谐成在2.4千兆赫兹的频带中操作，并且寄生单极子502可被调谐成在5千兆赫兹的频带中操作。
图6图示了根据本主题的一种示例性实施方式的具有形成在激发表面上的两个寄生单极子的天线600的该激发表面的前视图。天线600类似于图4的天线400，并且包括寄生单极子402。参照图6，寄生单极子402可被称为第一寄生单极子402。天线600还包括在馈电单极子302和第二环形天线元件114-2之间形成在基板112上的第二寄生单极子602。第二寄生单极子602在馈电单极子302与第二环形天线元件114-2之间具有连接到接地板110的端部604。第二寄生单极子602沿远离馈电单极子302并且朝向第二环形天线元件114-2的两个端部C和D的方向延伸。在示例性实施方式中，第一环形天线元件114-1和第二环形天线元件114-2可被调谐成在2.4千兆赫兹的频带中操作，并且第一寄生单极子402和第二寄生单极子602可被调谐成在5千兆赫兹的频带中操作。
图7图示了根据本主题的另一示例性实施方式的具有形成在激发表面上的两个寄生单极子的天线700的该激发表面的前视图。天线700类似于图5的天线500，并且包括寄生单极子502。参照图7，寄生单极子502可被称为第一寄生单极子502。天线700还包括在馈电单极子302和第二环形天线元件114-2之间形成在基板112上的第二寄生单极子702。第二寄生单极子702在馈电单极子302与第二环形天线元件114-2之间具有连接到接地板110的端部704。第二寄生单极子702沿远离第二环形天线元件114-2的两个端部C和D并且朝向馈电单极子302的方向延伸。在示例性实施方式中，第一环形天线元件114-1和第二环形天线元件114-2可被调谐成在2.4千兆赫兹的频带中操作，并且第一寄生单极子502和第二寄生单极子702可被调谐成在5千兆赫兹的频带中操作。
图8图示了根据本主题的一种示例性实施方式的天线800的透视图。天线800可被定位在例如如图1中所示的框架100的框架内。天线800包括接地板802，其类似于图1中所示的天线104的接地板。天线800还包括位于接地板802上的基板804。基板804可由与图1中所示的基板112的材料类似的材料形成。两个环形天线元件806和808形成在基板804的表面810上。表面810可被称为基板804的激发表面810。来自天线800的辐射从该激发表面810发出。环形天线元件806和808类似于图1中所示的环形天线元件114-1和114-2。
如图8中所示，基板804包括槽S。槽S可允许电连接或线通过，以便将可在激发表面810上形成的天线馈电元件(图8中未示出)连接到电源(图8中未示出)。图8中所示的基板804具有与图1的基板112的长度和宽度相似的长度“L”和宽度“B”。然而，图8的基板804具有不同的高度。基板804的激发表面810具有高度“H1”，并且与激发表面810相对的表面具有高度“H2”，其中，“H1”大于“H2”。在示例性实施方式中，“H1”为大约3.5mm，并且“H2”为大约2.5mm。
如图8中所示，天线800的构造在激发表面810上提供了足够的空间，用于形成第一环形天线元件806、第二环形天线元件808以及其他天线元件。同时，与激发表面810相对的表面的减小的高度允许减小基板804的体积，并且由此形成紧凑的天线800。这允许将天线800容易地容纳在用于电子设备的显示面板的框架内。
图9图示了根据本主题的一种示例性实施方式的电子设备的显示单元900。该显示单元900包括显示面板902。显示面板902可类似于针对图1所述的显示面板。显示单元900还包括邻接显示面板902的框架904。框架904类似于图1中所示的框架。显示单元900还包括天线104，如图1中所示，其沿框架904的第一侧部906定位在框架904内。该第一侧部906是如下侧部，即：框架904可通过该侧部耦接到电子设备的基部单元908。基部单元908收容键盘910，并且包围电子设备的处理器、存储器、I/O端口等。在示例性实施方式中，天线104还可沿框架904的与第一侧部906相对的第二侧部912定位。
如图9中所描绘的，天线104具有在沿第一侧部906的方向上延伸的接地板110。基板112位于接地板110上。第一环形天线元件114-1和第二环形天线元件114-2形成在基板212的面向第一侧部906的表面914上。表面914可被称为激发表面914。来自激发表面914的辐射通过第一侧部906的前表面916发出。第一侧部106的该前表面916可理解为沿显示单元900的其上产生显示的前表面延伸。第一环形天线元件114-1的两个端部A和B被连接到接地板110，并且第二环形天线元件114-2的两个端部C和D也被连接到接地板110。在示例性实施方式中，定位在显示单元900的框架904内的天线可具有与通过图2-8所示的天线的结构和构造相似的结构和构造。此外，尽管在图9中将单个天线示出为定位在框架904内，但在示例性实施方式中，多个天线可沿框架904的侧部906和912定位。
图10图示了根据本主题的一种示例性实施方式的电子设备1000。电子设备1000包括基部单元1002。基部单元1002收容键盘1004。例如处理器、存储器、电源之类的其他电子部件可被安装在基部单元1002内。电子设备1000的示例包括膝上型电脑、平板电脑、笔记本-平板可转换电脑、智能电话等。
电子设备1000包括显示面板1006，例如用于呈现视觉输出的LCD面板或LED面板等。电子设备1000还包括包围显示面板1006的框架1008。框架1008可类似于如图1中所示的框架100。框架1008通过耦接元件1010来耦接到基部单元1002。在示例性实施方式中，该耦接元件1010可以是铰链。耦接元件1010有助于显示面板1006绕耦接元件1010的旋转轴线A相对于基部单元1002的移动。
如图10中所示，电子设备1000包括天线104，如图1中所示，其沿包围显示面板1006的框架1008的边缘1012定位。该边缘1012基本上平行于耦接元件1010的旋转轴线A。尽管在图10中，天线104被示出为沿框架1008的边缘1012定位，但在示例性实施方式中，天线可沿框架1008的与边缘1012相对的边缘1014定位。通过使用粘合剂或机械紧固件，例如螺钉(未示出)等，天线104可沿边缘1014紧固到框架1008。
天线104包括形成在框架1008的边缘1014处的接地板110。天线104还包括位于接地板110上的基板112、形成在基板112上的第一环形天线元件114-1和第二环形天线元件114-2，如图1中所示。
在示例性实施方式中，定位在框架1008内的天线104可具有与通过图2-8所示的天线的结构和构造相似的结构和构造。此外，尽管在图10中将单个天线示出为定位在框架1008内，但在示例性实施方式中，多个天线可沿框架1008的边缘1012和1014定位。
尽管以特定于方法和/或结构特征的语言描述了用于电子设备的显示面板的框架、具有这样的框架的显示单元和电子设备的实施方式，但应理解的是，本主题不限于所描述的特定方法或特征。相反，方法和特定特征被公开和解释为用于电子设备的显示面板的框架、具有这样的框架的显示单元和电子设备的示例性实施方式。

Claims (9)

1.一种用于电子设备的显示面板的框架，包括：
天线，其沿所述框架的侧部定位在所述框架内，其中，所述侧部是第一侧部和与所述第一侧部相对的第二侧部中的一者，所述框架能够通过所述第一侧部耦接到所述电子设备的基部单元，其中，所述框架的所述侧部包括边缘和前表面，所述前表面沿显示面板的其上产生显示的前表面延伸，所述天线包括：
沿所述框架的所述侧部延伸的接地板，其中，所述接地板形成在所述侧部的边缘上；
位于所述接地板上的基板，所述基板具有面向所述侧部的前表面的激发表面，使得来自所述激发表面的辐射通过所述侧部的前表面发出；以及
形成在所述基板的激发表面上的两个环形天线元件，所述两个环形天线元件中的每一个的两个端部都连接到所述接地板。
2.如权利要求1所述的框架，其特征在于，所述天线包括在所述两个环形天线元件之间形成在所述基板上的馈电单极子。
3.如权利要求2所述的框架，其特征在于，所述两个环形天线元件中的第一环形天线元件的端部在所述馈电单极子的一侧上连接到所述接地板，并且所述两个环形天线元件中的第二环形天线元件的端部在所述馈电单极子的另一侧上连接到所述接地板。
4.如权利要求2所述的框架，其特征在于，所述天线包括形成在所述基板上的第一寄生单极子，所述第一寄生单极子在所述馈电单极子和所述两个环形天线元件中的一个之间具有连接到所述接地板的端部，其中，所述第一寄生单极子沿远离所述馈电单极子并且朝向所述两个环形天线元件中的所述一个的端部的方向延伸。
5.如权利要求4所述的框架，其特征在于，所述天线包括形成在所述基板上的第二寄生单极子，所述第二寄生单极子在所述馈电单极子和所述两个环形天线元件中的另一个之间具有连接到所述接地板的端部，其中，所述第二寄生单极子沿远离所述馈电单极子并且朝向所述两个环形天线元件中的另一个的端部的方向延伸。
6.如权利要求2所述的框架，其特征在于，所述天线包括形成在所述基板上的第一寄生单极子，所述第一寄生单极子在所述馈电单极子和所述两个环形天线元件中的一个之间具有连接到所述接地板的端部，其中，所述第一寄生单极子沿远离所述两个环形天线元件中的所述一个的端部并且朝向所述馈电单极子的方向延伸。
7.如权利要求6所述的框架，其特征在于，所述天线包括形成在所述基板上的第二寄生单极子，所述第二寄生单极子在所述馈电单极子和所述两个环形天线元件中的另一个之间具有连接到所述接地板的端部，其中，所述第二寄生单极子沿远离所述两个环形天线元件中的另一个的端部并且朝向所述馈电单极子的方向延伸。
8.一种电子设备的显示单元，包括：
显示面板；以及
如权利要求1-7中任一项所述的框架，所述框架邻接所述显示面板。
9.一种电子设备，包括：
用于收容键盘的基部单元；
显示面板；以及
如权利要求1-7中任一项所述的框架，所述框架包围所述显示面板，其中，所述框架通过耦接元件耦接到所述基部单元；
其中，所述侧部的边缘平行于所述耦接元件的旋转轴线。
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