CN112072317B - 缝隙天线装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种缝隙天线装置及电子设备，其中缝隙天线装置包括谐振缝隙和馈电装置，所述谐振缝隙设有两个，两个所述谐振缝隙开设于所述金属后盖板靠近金属围框的位置且位于所述金属围框内，所述馈电装置与两个所述谐振缝隙均连接以向谐振缝隙馈电。通过在金属后盖板上开设两个不贯穿金属围框的谐振缝隙，并通过一个馈电装置对其馈电，可以在金属后盖板同一区域集成两个天线，减少馈电系统的个数，有利于减少对电子设备内部空间的占用，节省成本。

Description

缝隙天线装置及电子设备

技术领域

本公开涉及通信技术领域，具体而言，本公开涉及一种缝隙天线装置及电子设备。

背景技术

随着技术发展，电子设备例如平板电脑向轻薄方向发展，大尺寸平板电脑的强度成为设计的难点。全金属后壳能有效加强平板电脑机身强度，从而使平板电脑能兼顾轻薄和高强度的优点，而金属后壳对天线设计而言是极大的挑战，而缝隙天线作为一种基于金属结构的天线形式，能够解决此类问题。

然而，现有缝隙天线的工作频率受到尺寸的影响，对缝隙天线的长度和宽度尺寸要求严格，在多天线布局上，往往出现谐振缝隙破坏金属后壳边框，影响边框完整性和金属后壳结构强度的问题。

发明内容

本公开的首要目的旨在一种基于金属后壳结构并可保证金属后壳结构强度的缝隙天线装置。

本公开的另一目的在于提供一种应用上述缝隙天线装置的电子设备。

作为第一方面，提供了一种缝隙天线装置，包括金属后壳和馈电装置，所述金属后壳由金属后盖板和围合在金属后盖板边缘的金属围框共同限定而成，所述金属后盖板上开设有两个谐振缝隙，两个所述谐振缝隙开设于所述金属后盖板靠近金属围框的位置且位于所述金属围框内，所述馈电装置为两个所述谐振缝隙馈电。

可选地，两个所述谐振缝隙以长度平行于所述金属后盖板的宽度方向的方式设于金属后盖板一端。

可选地，两个所述谐振缝隙设于所述金属后盖板宽度方向的其中一端。

可选地，两个所述谐振缝隙的长度不同，以能够被所述馈电装置激发形成两个工作于不同频段的天线。

可选地，所述馈电装置具有各自一端连接在一起的两个耦合枝节，两个所述耦合枝节各自另一端一一对应延伸至两个所述谐振缝隙所在的位置处，与谐振缝隙处的金属结构抵接，为两个所述谐振缝隙耦合馈电。

可选地，所述耦合枝节包括由金属制成的耦合件，可抵接于所述金属后盖板为所述谐振缝隙耦合馈电。

可选地，两个所述谐振缝隙之间设有金属隔离筋，所述金属隔离筋形成于金属后盖板内侧，并沿垂直于金属后盖板内侧平面的方向延伸。

可选地，所述谐振缝隙内填充有非金属材料。

进一步地，两个谐振缝隙处的非金属材料相连，在金属后盖板外侧面形成连续的装饰带。

作为第二方面，本公开还涉及一种电子设备，包括主板及上述后壳组件，所述主板上设有射频电路，所述馈电装置与所述射频电路电连接。

本公开提供的技术方案带来的有益效果是：

1.本发明公开的缝隙天线装置中，通过在金属后盖板上开设两个不贯穿金属围框的谐振缝隙，并使谐振缝隙沿金属后盖板宽度方向排布，可以在金属后盖板同一区域集成两个天线，仅在一侧开缝就能完成终端的天线方案设计需求，并保证了金属后壳的结构强度和边框的完整度。

2.本发明公开的缝隙天线装置中，通过一个馈电装置对两个谐振缝隙馈电，并使两个谐振缝隙谐振产生不同频段的电磁波信号，可以减少馈电装置的数量，有利于减少对电子设备内部空间的占用和节省成本。

3.本发明公开的电子设备中，由于应用上述缝隙天线装置，在满足天线透过金属后壳向外辐射的前提下，金属后壳仍具有较高的结构强度和边框完整度。另外，通过在谐振缝隙填充非金属材料形成装饰带，既可使金属后壳外观更简洁、美观，也不降低天线的辐射性能。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对本公开实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本公开实施例提供的一种缝隙天线装置的内部结构示意图；

图2为本公开实施例提供的一种缝隙天线装置的外侧结构示意图；

图3为本公开实施例提供的一种缝隙天线装置的谐振仿真图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元一定为不同的装置、模块或单元，也并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

请结合图1和图2，本公开提供一种电子设备，包括主板(未图示，下同)和缝隙天线装置，所述主板上设有射频电路，所述缝隙天线装置包括开设有谐振缝隙的金属后壳1000和设于金属后壳1000并对谐振缝隙馈电的馈电装置，所述馈电装置与射频电路连接，从而接入主板输出的射频电流，通过谐振缝隙转换为电磁波向外发射，或者将接收的外部电磁波转化为射频电流输出到所述主板，实现电子设备与外部设备的通信连接。

本公开的电子设备，包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字电视、台式计算机等等的固定终端。

其中，所述金属后壳1000大体上为槽体，用于收容电子设备的元器件和功能模块，例如主板和电池。所述金属后壳1000包括呈矩形的金属后盖板100及围合于所述金属后盖板四周的金属围框200，为保证金属后壳具有较高的结构强度，所述金属后盖板100和金属围框200可采用钣金工艺一体成型。金属后壳上可设置按键区域和摄像头区域，对应用于设置按键和摄像头。

所述缝隙天线装置包括两个缝隙天线，用于覆盖2G，3G，4G，5G，GPS，WiFi和BT等频段中的两个频段，以下以WiFi2.4G和WiFi5G两个不同频段为例，说明本公开一种实施方式的缝隙天线装置的结构。

所述谐振缝隙在所述金属后盖板上开设有两个，两个所述谐振缝隙11、12的长度被配置为与对应天线的工作波长相匹配，也即使得两个谐振缝隙的长度不同设置，具体地，工作于WiFi2.4G频段的谐振缝隙的长度大于工作于WiFi5G频段的谐振缝隙的长度。

应当理解地，本公开的缝隙天线可以通过改变谐振缝隙的长度来调整谐振频率的范围，换言之，可以将谐振缝隙设计出不同长度，来构成不同的天线装置以满足不同的使用需要，极大地提高了天线设计的灵活度。

两个所述谐振缝隙11、12均设于金属后盖板100的上端，所述谐振缝隙设置于金属后盖板100左右两侧中的其中一侧且位于金属围框200内，较佳地，两个所述谐振缝隙沿金属后盖板宽度方向排布，并大致位于同一直线上，由此，实现了天线在金属后盖板上同一个区域的集成，并且谐振缝隙不穿过金属围框200，保证了边框的完整性和金属后壳结构强度。

在本实施方式中，工作于WiFi2.4G频段的谐振缝隙11靠近金属后盖板的侧边设置，并且该谐振缝隙的一端折弯形成沿金属后盖板100长度方向延伸的弯折段111，从而使谐振缝隙11既沿金属后盖板100宽度方向布局，也适当沿金属后盖板长度方向延伸，以充分利用金属后盖板的空间。通过将工作波长较长的天线的谐振缝隙靠近金属后盖板的侧边设置，可以减小该谐振缝隙对金属后盖板沿宽度方向的空间的占用。

可选地，两个所述谐振缝隙通过同一个馈电装置进行耦合馈电。所述馈电装置2具有两个耦合枝节21，两个所述耦合枝节21各自一端相连，各自另一端抵接于所述金属后盖板内侧与两个谐振缝隙对应的位置处，分别为两个谐振缝隙馈电。其中，两个所述耦合枝节21可传输频率相同的射频电流，也可分别传输频率不同的两个射频电流。

其中，所述耦合枝节21为由金属材料制成的耦合件，其首端与射频电路连接，末端短路。具体地，耦合件可以通过弹压、焊接、锁扣、铆接、螺丝锁或者CNC(计算机数字化控制精密机械加工)成型等方式与后壳连接实现耦合枝节的末端短路。

由前文可知，两个所述谐振缝隙11、12的长度不同。当两个谐振缝隙的长度不等，并且流经两个耦合枝节的射频电流频率不同时，通过同一个馈电装置激发两个谐振缝隙形成两个工作频段不同的天线。

在另一种实施方式中，两个谐振缝隙的长度相同，并且流经两个耦合枝节的射频电流频率相同，通过一个所述馈电装置激发两个谐振缝隙形成两个工作频段相同的天线。

由此实现了一个馈电装置完成两个谐振缝隙的馈电，大大地降低馈电系统的成本，提高了集成度。

在本公开中，当需要改变天线的工作频段时，将谐振缝隙改变为另一长度，并将对应耦合枝节上的射频电流调节为另一频率的射频电流，即可实现每个频段的单独调节。

可选地，两个所述谐振缝隙之间设置金属隔离筋101，所述金属隔离筋101形成于金属后盖板100内侧，沿垂直于金属后盖板内侧平面的方向延伸，并抵接于金属围框200内侧，以增强金属后壳的结构强度，并一定程度上实现两个谐振缝隙的电气隔离，减小两个谐振缝隙之间的互耦。

请结合图3，其中一个缝隙天线的谐振频段，即图示点1和点2的频率区间为2400MHz-2500MHz，满足了WiFi2.4G天线的谐振需要；另一个缝隙天线的谐振频段，即图示点3和点4的频率区间为5150MHz-5850MHz，满足了WiFi5G天线的谐振需要。

可选地，为了保证金属后壳1000的外观美感，所述谐振缝隙内填充有非金属材料，例如塑料粒子，并且使多个谐振缝隙内的非金属材料相连而形成一完整的装饰带102，避免由于开缝而导致金属后壳1000存在外观不整洁的问题，使金属后壳1000更美观。

在一种较佳的实施方式中，所述缝隙天线装置在所述金属后壳1000上设有两个，两个所述缝隙天线装置分设于金属后盖板左右两侧，形成四个缝隙天线，可工作于两个以上的频段。其中，所述装饰带在金属后盖板后侧沿金属后盖板宽度方向延伸并形成一连续的带状结构，该带状结构覆盖所有的谐振缝隙，以使后壳组件外观较为简洁。

在其他实施方式中，缝隙天线装置可设为一个或者更多，可由技术人员根据电子设备通信需要在金属后壳尺寸范围内灵活设置。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (8)

1.一种缝隙天线装置，其特征在于，包括金属后壳和馈电装置，所述金属后壳由金属后盖板和围合在金属后盖板边缘的金属围框共同限定而成，所述金属后盖板上开设有两个谐振缝隙，两个所述谐振缝隙开设于所述金属后盖板靠近金属围框的位置且位于所述金属围框内，所述谐振缝隙不穿过所述金属围框，以保证所述金属围框的完整性，所述馈电装置为两个所述谐振缝隙馈电；

其中，两个所述谐振缝隙设于所述金属后盖板宽度方向的其中一端；两个所述谐振缝隙之间设有金属隔离筋，所述金属隔离筋形成于金属后盖板内侧，并沿垂直于金属后盖板内侧平面的方向延伸，并抵接于所述金属围框内侧。

2.根据权利要求1所述的缝隙天线装置，其特征在于，两个所述谐振缝隙以长度平行于所述金属后盖板的宽度方向的方式设于金属后盖板一端。

3.根据权利要求1所述的缝隙天线装置，其特征在于，两个所述谐振缝隙的长度不同。

4.根据权利要求1所述的缝隙天线装置，其特征在于，所述馈电装置具有各自一端连接在一起的两个耦合枝节，两个所述耦合枝节各自另一端一一对应为两个所述谐振缝隙耦合馈电。

5.根据权利要求4所述的缝隙天线装置，其特征在于，所述耦合枝节包括由金属制成的耦合件，所述耦合件抵接于所述金属后盖板为所述谐振缝隙耦合馈电。

6.根据权利要求1所述的缝隙天线装置，其特征在于，所述谐振缝隙内填充有非金属材料。

7.根据权利要求6所述的缝隙天线装置，其特征在于，两个谐振缝隙处的非金属材料相连，且在金属后盖板外侧面形成连续的装饰带。

8.一种电子设备，包括主板，其特征在于，还包括权利要求1至7任意一项所述的缝隙天线装置，所述主板上设有射频电路，所述馈电装置与所述射频电路电连接。

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