移动电子设备的天线结构的制作方法

本发明涉及移动通讯领域，尤其涉及一种移动电子设备的天线结构。

背景技术：

便携式移动电子设备已日益普及。基于其便携的特性，移动电子设备常常要求具备无线通讯的能力，因此越来越多的天线被整合进所述的移动电子设备中。通常，一个移动电子设备中至少有三种天线，一种是主天线，另一种是MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)或分集天线，还有一种是蓝牙/WIFI/GPS天线。此外，当集成有MIMO天线时，为了保证特定频段下良好的天线性能，可能还额外需要两种天线：一种是WIFI MIMO天线，另一种是蜂窝Tx MIMO天线。在可预见的未来，一个移动电子设备中可能会集成8种天线，而且随着新的频段组合的出现，移动电子设备中的天线种类还有可能会更多。

随着移动电子设备的小型化及薄型化发展，移动电子设备的多天线设计成为一个无法避免的挑战。相关技术的天线设计，通常是在金属背壳上设置多条缝隙来满足相应的天线性能，但是单采用金属背壳会制约天线的数量和种类。进一步的，具有相似辐射特性的天线会制约移动电子设备的性能。

综上，对于一个可能会需要许多个工作频段的移动电子设备来说，设计一个能满足所有工作频段的紧凑型天线非常困难，尤其是对于金属背壳天线设计来说。因此，在减小移动电子设备的零部件尺寸的同时，增加天线的数量成为各生产商亟待解决的问题。

因此，有必要提供一种新型的移动电子设备的天线结构。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构紧凑、能实现多天线设计的天线结构。

本发明的技术方案如下：一种移动电子设备的天线结构，其包括金属后盖、金属环、绝缘件以及具有接地板的电路板，所述金属后盖具有面向所述金属环的侧边缘，所述金属环沿所述金属后盖的侧边缘设置，所述绝缘件设于所述金属后盖的侧边缘与所述金属环之间并与二者相连，该多结构天线还包括至少一个馈电点和至少一个接地点，所述馈电点和所述接地点设于所述金属后盖和/或金属环上从而将所述金属后盖和/或金属环作为天线的辐射体。

优选的，所述金属后盖上设有至少一条绝缘缝隙，所述至少一条绝缘缝隙将所述金属后盖分为至少两个部分，其中一部分作为所述天线的辐射体。

优选的，所述至少一条绝缘缝隙包括第一绝缘缝隙和第二绝缘缝隙，所述第一绝缘缝隙和所述第二绝缘缝隙将所述金属后盖分为顶部、中部和底部，所述顶部和所述底部作为所述天线的辐射体，所述中部与所述接地板短接。

优选的，所述绝缘缝隙包括连续的缝隙、非连续的缝隙、封闭的缝隙或半封闭的缝隙。

优选的，所述金属后盖具有一长度、一与所述长度垂直的宽度以及与所述长度和宽度垂直的高度，所述金属环具有沿所述高度方向延伸的绝缘断缝。

优选的，所述馈电点和所述接地点分别位于所述绝缘断缝的两侧。

优选的，所述绝缘断缝包括第一绝缘断缝和第二绝缘断缝，所述第一绝缘断缝和所述第二绝缘断缝将所述金属环分隔为一个较大的部分和一个较小的部分，所述较大的部分与所述接地板短接。

优选的，所述金属环具有沿所述长度方向延伸的第一侧边和沿所述宽度方向延伸的第二侧边，所述第一绝缘断缝和所述第二绝缘断缝位于所述第一侧边上。

优选的，所述绝缘断缝还包括位于所述第二侧边的第三绝缘断缝和第四绝缘断缝。

优选的，该多结构天线还包括至少一个匹配电路，所述匹配电路位于所述电路板上，或位于所述金属后盖和/或所述金属环上。

优选的，所述匹配电路包括至少一个电容和/或至少一个电感。

优选的，所述电容包括可变电容。

优选的，所述匹配电路还包括开关，所述开关控制所述天线辐射体与所述接地点或匹配电路电连接或断开。

优选的，所述绝缘件由塑料材料或陶瓷材料制成。

优选的，所述绝缘件由塑料材料制成，所述塑料材料包括PBT或PPS。

优选的，所述塑料材料还混合有用于增加强度的玻璃纤维。

优选的，所述金属后盖和所述金属环采用不同的材料制成。

优选的，用于制造所述金属后盖和所述金属环的材料包括铝合金、不锈钢、锌合金、镁或钛。

本发明解决其技术问题采用的另一方案为构造一种电子设备，其包括：

金属壳体，所述金属壳体包括金属后盖、金属环以及绝缘件，所述金属后盖具有面向所述金属环的侧边缘，所述金属环沿所述金属后盖的侧边缘设置，所述绝缘件设于所述金属后盖的侧边缘与所述金属环之间并与二者相连；

显示屏，设于所述金属壳体上并与所述金属壳体相连；

电路板，设于所述金属壳体内并具有接地板；

至少一个天线模块，所述天线模块具有至少一个设于所述金属背壳和/或金属环上的馈电点和接地点从而将所述金属背壳和/或金属环作为天线模块的辐射体。

优选的，所述金属背壳和/或金属环具有至少一条绝缘缝隙，所述绝缘缝隙将所述金属背壳和/或金属环分割为至少两个部分，其中一部分作为所述天线模块的辐射体。

优选的，该电子设备还包括至少一个用于增强所述天线模块性能的辐射结构，所述辐射结构设于所述金属壳体内。

优选的，所述辐射结构设于所述电路板上或位于所述金属壳体内的载体上。

优选的，所述辐射结构设于所述载体上，所述载体为塑料壳体或塑料框架。

优选的，所述辐射结构通过LDS工艺或导电连接印刷工艺成型于所述载体上。

本发明的有益效果在于：基于本发明的天线结构，可以设计出各种满足性能要求的天线。从而使得在不增加移动电子设备零部件尺寸的前提下，尽可能多的增加天线数量成为可能。且该天线结构可满足所有工作频段，具有结构紧凑的优点。

【附图说明】

图1为本发明一种移动电子设备的天线结构第一实施例的结构示意图；

图2为本发明第一实施例的分解图；

图3为本发明第一实施例中匹配电路的结构示意图；

图4为本发明第二实施例的结构示意图；

图5为本发明第三实施例的结构示意图；

图6为本发明第四实施例的结构示意图；

图7为本发明第五实施例的结构示意图；

图8为本发明第六实施例的结构示意图；

图9为本发明一种电子设备的结构示意图；

图10为本发明的电子设备的结构拆分图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

第一实施例：

如图1-3所示，一种移动电子设备的天线结构10包括金属背壳11、金属环12、绝缘件13以及具有接地板14的电路板。该移动电子设备可以是手机、手持游戏设备、笔记本电脑、音乐播放器等。

金属背壳11具有长度L、与长度L垂直的宽度W、与长度L和宽度W垂直的高度H以及面向金属环12的侧边缘(未示出)。金属环12与金属背壳11的大小形状相匹配，绝缘件13夹设于金属背壳11的侧边缘与金属环12之间并与二者相连。金属背壳11和金属环12的材料可以相同也可以不同，二者的材料可以从铝合金，不锈钢，镁合金，锌合金，钛或者其他导电性能良好的金属材料中选择。在制作工艺方面，金属背壳11和金属环12可以采用冲压工艺、拉模铸造工艺或者数控挤压成型工艺制成。简单结构的金属背壳可仅采用冲压工艺制成。

绝缘件13夹设于金属背壳11和金属环12之间也可以理解为：金属背壳11和金属环12之间存在一宽度为w的缝隙，该缝隙被绝缘件13填充了。绝缘件13可以采用塑料(PBT或PPS)或其他绝缘材料制成。金属背壳11、金属环12以及绝缘件13可采用纳米注塑工艺结合为一体从而增强三者之间的连接强度。进一步的，还可以在绝缘件13中加入玻璃纤维来增加三者的连接强度，或者加入其它能够增强绝缘件13的介电常数的物质，从而增强天线的总体性能。绝缘件13亦可采用陶瓷材料制成。基于陶瓷材料的特性，设计者能够在天线结构和外观方面有更多选择，同时能够根据陶瓷材料的绝缘特性最大化天线的性能。

该天线结构10还包括一位于金属环12上的馈电点121，一位于金属背壳11上的接地点111以及一跨越金属环12和金属背壳11之间缝隙的同轴线缆15。同轴线缆15也可以是其他的传输线缆。在本实施例中，金属背壳11与接地板14短接。同轴线缆15包括内部导体151和包裹内部导体151的外编织接地导体152。内部导体151与馈电点121电连接，外编织接地导体152与接地点111电连接。

此外，如图3所示，该天线结构10还可进一步包括匹配电路。该匹配电路可调节天线结构的性能以及令其在不同的频段工作。在本实施例中，该匹配电路包括电感L1，与电感L1并联的电容C1，控制电容C1通断的开关S1，与电感L1串联的可变电容C2以及与可变电容C2并联的可变电感L2。应当理解的是，匹配电路的组成还可以依据天线的性能具有各种变化，不应当局限于本实施例给出的例子，例如，在其他可能的实施例中，匹配电路还可以包括用于控制金属背壳11或金属环12是否与接地板14短接的开关。

第二实施例：

如图4所示，在本发明的第二实施例中，一种天线结构20包括金属背壳21、金属环22、绝缘件23以及具有接地板的电路板(未示出)。

金属背壳21具有长度L、与长度L垂直的宽度W、与长度L和宽度W垂直的高度H、面向金属环22的侧边缘(未示出)以及沿宽度W方向延伸的绝缘缝隙24。金属环22与金属背壳21的大小形状相匹配，绝缘件23夹设于金属背壳21的侧边缘与金属环22之间并与二者相连。绝缘缝隙24将金属背壳21分为了作为天线辐射体的较小部分212和较大部分211。较大部分211与接地板短接，较小部分212与较大部分211通过导体25电连接。该天线结构还包括设于较小部分212上的第一馈电点26和第二馈电点27。第一馈电点26和第二馈电点27分别位于导体25的两侧。

与上一实施例相同的是，金属背壳21和金属环22的材料可以相同也可以不同，二者的材料可以从铝合金，不锈钢，镁合金，锌合金，钛或者其他导电性能良好的金属材料中选择。在制作工艺方面，金属背壳21和金属环22可以采用冲压工艺、拉模铸造工艺或者数控挤压成型工艺制成。简单结构的金属背壳可仅采用冲压工艺制成。

绝缘件23可以采用塑料(PBT或PPS)或其他绝缘材料制成。金属背壳21、金属环22以及绝缘件23可采用纳米注塑工艺结合为一体从而增强三者之间的连接强度。进一步的，还可以在绝缘件23中加入玻璃纤维来增加三者的连接强度，或者加入其它能够增强绝缘件23的介电常数的物质，从而增强天线的总体性能。绝缘件23亦可采用陶瓷材料制成。基于陶瓷材料的特性，设计者能够在天线结构和外观方面有更多选择，同时能够根据陶瓷材料的绝缘特性最大化天线的性能。

第三实施例：

如图5所示，一种移动电子设备的天线结构30包括金属背壳31、金属环32、绝缘件33以及具有接地板的电路板(未示出)。

与上一实施例不同的是，在本实施例中，金属背壳31开设有两条绝缘缝隙，分别是第一绝缘缝隙34和第二绝缘缝隙35。第一绝缘缝隙34和第二绝缘缝隙35将金属背壳31分为作为天线辐射体的顶部311，与接地板短接的中部312以及作为天线辐射体的底部313。基于以上描述的实施例，基于该结构，可以设计出各种天线。在本实施例中，第二绝缘缝隙35为非连续的缝隙。非连续的缝隙可以增强天线性能，且基于此设计出具有不同频段的天线。

第四实施例：

如图6所示，一种移动电子设备的天线结构40包括金属背壳41、金属环42、绝缘件43以及具有接地板的电路板(未示出)。

金属背壳41具有长度L，与长度L垂直的宽度W以及与长度L和宽度W垂直的高度H。金属环42具有沿高度方向延伸的绝缘断缝44。同理，基于该绝缘断缝44，可以设计出各种满足性能的缝隙天线或者开槽天线，该天线可以包括至少一个馈电点和至少一个接地点，甚至还可以包括匹配电路。

第五实施例：

如图7所示，图7所示的天线结构是第三和第四实施例的组合，同时也是第四实施例的一种改进。该天线结构50包括金属背壳51、金属环52、绝缘件53以及具有接地板的电路板(未示出)。

在该实施例中，金属背壳51具有沿宽度方向延伸的第一绝缘缝隙514和第二绝缘缝隙515。第一绝缘缝隙514和第二绝缘缝隙515将金属背壳51分为了三个部分：作为天线辐射体的顶部511、与接地板短接的中部512以及作为天线另一辐射体的底部513。金属环52具有沿高度方向延伸的第一绝缘断缝521以及与第一绝缘断缝521平行间隔设置的第二绝缘断缝522。第一绝缘断缝521和第二绝缘断缝522将金属环52分割为了两个部分：作为天线辐射体的较小的金属部分523以及与接地板短接的较大的金属部分524。基于前述描述的这种结构，可以设计出各种满足性能的天线。同理，第一绝缘缝隙514和第二绝缘缝隙515可以被设计成非连续的缝隙从而获得更加复杂、性能更强以及具有更多频段的天线结构。且这种不连续的绝缘缝隙可利用某种工艺对终端客户隐藏起来，提升整个金属背壳的美观度。

第六实施例：

如图8所示，图8所示的天线结构是对第五实施例的一种改进。在该实施例中，提供了一种天线结构60。该天线结构60包括金属背壳61、环设于金属背壳61边缘的金属环62、设于金属背壳61和金属环62之间的绝缘件63以及具有接地板的电路板。

在该第六实施例中，金属背壳61上开设有沿金属背壳61宽度方向延伸的第一绝缘缝隙614和与第一绝缘缝隙614平行间隔设置的第二绝缘缝隙615。第一绝缘缝隙614和第二绝缘缝隙615将金属背壳61分割为了三个部分：作为天线辐射体的顶部611、与接地板短接的中间部分612以及作为天线辐射体的底部613。金属环62具有沿高度方向延伸的第一绝缘断缝621、与第一绝缘断缝621平行间隔设置的第二绝缘断缝622、第三绝缘断缝623以及第四绝缘断缝624。金属环62具有沿长度方向延伸的第一侧边L1和沿宽度方向延伸的第二侧边L2。第一绝缘断缝621和第二绝缘断缝622被设置在第一侧边L1上，而第三绝缘断缝623和第四绝缘断缝624被设置在第二侧边L2。基于前述的结构，可设计出各种满足性能的天线结构。同理，第一绝缘缝隙611和第二绝缘缝隙612可以被设计成非连续的缝隙从而获得更加复杂、性能更强以及具有更多频段的天线结构。且这种不连续的绝缘缝隙可利用某种工艺对终端客户隐藏起来，提升整个金属背壳的美观度。

在上述六个实施例中，任何一个实施例中的金属背壳和金属环都可以采用各种表面处理工艺进行处理。例如阳极氧化抛光、喷砂处理、物理气象沉积法、不导电镀膜。如果有需要，还可以镀防指纹膜。

如图9-10所示，本发明还提出了一种电子设备70，其包括金属壳体72、与金属壳体72相连的显示屏71、设于金属壳体72内的电路板73、扬声器74以及天线模块。电路板73具有接地板73a。

金属壳体72包括金属后盖72a、金属环72b以及绝缘件72c。金属环72b沿金属后盖72a的侧边缘设置，绝缘件72c设于金属后盖72a的侧边缘与金属环72b之间并与二者相连。金属后盖72a和金属环72b的材料可以相同也可以不同，二者的材料可以从铝合金，不锈钢，镁合金，锌合金，钛或者其他导电性能良好的金属材料中选择。

金属后盖72a呈矩形，其具有沿其宽度方向设置的第一绝缘缝隙701以及与第一绝缘缝隙701平行间隔设置的第二绝缘缝隙702。第一绝缘缝隙701和第二绝缘缝隙702将金属后盖72a分割为了顶部、中部和底部。其中顶部和底部作为天线模块的辐射体，中部与电路板73的接地板73a短接。

金属环72b同样呈矩形，其具有两条绝缘断缝703和704。两条绝缘断缝703和704将金属环72b分割为了一个较大的部分和一个较小的部分。其中较小的部分作为天线模块的辐射体，较大的部分与电路板73的接地板73a短接。

绝缘件13可以采用塑料(PBT或PPS)或其他绝缘材料制成。金属背壳11、金属环12以及绝缘件13可采用纳米注塑工艺结合为一体从而增强三者之间的连接强度。进一步的，还可以在绝缘件13中加入玻璃纤维来增加三者的连接强度，或者加入其它能够增强绝缘件13的介电常数的物质，从而增强天线的总体性能。绝缘件13亦可采用陶瓷材料制成。基于陶瓷材料的特性，设计者能够在天线结构和外观方面有更多选择，同时能够根据陶瓷材料的绝缘特性最大化天线的性能。

本实施例中的天线模块是一种缝隙天线，其包括连接金属后盖72a和金属环72b的导电线缆75、设于金属后盖72a的顶部的馈电点76以及设于金属环12的较大部分的接地点77。导电线缆75包括与馈电点76电连接的内部导体75a以及将内部导体75a包裹且与接地点77相连的编织层75b。进一步的，天线模块还可包括至少一个设于所述电路板73或金属壳体72上的匹配电路或匹配电路的组合，该匹配电路或匹配电路的组合能够使天线模块获得期望的性能。该匹配电路可以包括分离的电容或电感，甚至包括采用RF-MEMS工艺、COMS、GaAs、BST或GaN制造的开关，该开关可在接地点与匹配电路之间切换。

基于金属后盖72a和金属环72b上的缝隙或断缝，可以设计出各种频段的天线。

本发明的电子设备还包括设于金属壳体72或设于位于金属壳体72内的载体上的辐射结构。该辐射结构可以用来增强天线性能，使天线模块几乎能覆盖所有需要的频段。在本发明的优选实施例中，辐射结构为设于扬声器74壳体上的LDS天线。而载体就是扬声器74的壳体。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。