电子设备的制作方法

本申请涉及电子技术领域，具体涉及一种电子设备。

背景技术：

随着移动通信技术的发展，人们对于数据传输速率、天线信号频宽的要求越来越高，如何将提高电子设备的天线信号传输质量和数据传输速率，成为需要解决的问题。

技术实现要素：

本申请提供的一种提高通信质量的电子设备。

本申请提供的一种电子设备，包括：壳体；设于所述壳体内的透镜天线阵列，所述透镜天线阵列具有用于对电磁波进行波束赋形的弧形部，所述弧形部与所述壳体共形；及设于所述壳体内的波束控制组件，所述波束控制组件电连接所述透镜天线阵列，所述波束控制组件用于调节所述透镜天线阵列辐射电磁波的相位，以调节所述透镜天线阵列所发射波束的指向，实现波束扫描。

通过将透镜天线阵列的弧形部与壳体共形，以使透镜天线阵列的部分与壳体紧密贴合在一起或集成在一起，进而提高电子设备内的器件排布紧密性，提高电子设备内部的空间利用率；进一步地，透镜天线阵列所辐射的电磁波波束靠近于壳体，以使透镜天线阵列远离于电子设备内的其他电子器件，减小电子设备内的其他电子器件对电磁波波束的干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

图2是本申请实施例提供的一种电子设备的透镜天线阵列的结构示意图。

图3是图2提供的透镜天线阵列的放大示意图。

图4是本申请实施例提供的一种电子设备的透镜天线阵列的局部放大示意图。

图5是本申请实施例提供的一种电子设备的透镜天线阵列的一视角的示意图。

图6是本申请实施例提供的一种电子设备的透镜天线阵列的另一视角的示意图。

图7是本申请实施例提供的一种透镜天线的结构示意图。

图8是本申请实施例一提供的一种电子设备的透镜天线阵列的截面示意图。

图9是本申请实施例二提供的一种电子设备的透镜天线阵列的截面示意图。

图10是本申请实施例三提供的一种电子设备的透镜天线阵列的截面示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请所列举的实施例之间可以适当的相互结合。

请参照图1，图1为电子设备100的第一视角示意图。所述电子设备100可以为电话、电视、平板电脑、手机、照相机、个人计算机、笔记本电脑、车载设备、可穿戴设备等具有显示屏的智能设备。以电子设备100为手机为例，为了便于描述，以电子设备100处于第一视角为参照进行定义，电子设备100的宽度方向定义为x向，电子设备100的长度方向定义为y向，电子设备100的厚度方向定义为z向。

请参阅图2，本申请提供了一种电子设备100，包括壳体1、透镜天线阵列2及波束控制组件3。透镜天线阵列2及波束控制组件3设于所述壳体1内。请参阅图2至图4，所述透镜天线阵列2具有用于对电磁波进行波束赋形的弧形部21。所述弧形部21与所述壳体1共形。所述波束控制组件3电连接所述透镜天线阵列2。所述波束控制组件3用于调节所述透镜天线阵列2辐射电磁波的相位，以调节所述透镜天线阵列2所发射波束的指向，实现波束扫描。

具体的，请参阅图5，透镜天线阵列2用于辐射电磁波，该电磁波经弧形部21作用后在弧形部21的弧形面211汇聚并形成波束，以提高电子设备100辐射天线信号的增益；波束控制组件3可以调节透镜天线阵列2所辐射的波束的指向，以实现透镜天线阵列2波束扫描，进而提高电子设备100辐射天线信号的空间覆盖度，提高电子设备100的数据传输速率和通信质量。

通过将透镜天线阵列2的弧形部21与壳体1共形，以使透镜天线阵列2的部分与壳体1紧密贴合在一起或集成在一起，进而提高电子设备100内的器件排布紧密性，提高电子设备100内部的空间利用率；进一步地，透镜天线阵列2所辐射的电磁波波束靠近于壳体1，以使透镜天线阵列2远离于电子设备100内的其他电子器件，减小电子设备100内的其他电子器件对电磁波波束的干扰。

请参阅图5及图6，所述透镜天线阵列2包括至少两个相互平行的金属板22及设于相邻的两个所述金属板22之间的介质透镜23和辐射体24。所述弧形部21设于所述介质透镜23上。所述辐射体24与所述弧形部21相对设置。所述辐射体24发射的电磁波经所述弧形部21作用后形成波束并射出。

具体的，请参阅图6，所述辐射体24和所述介质透镜23的数量可以为多个。一个所述辐射体24对应一个所述介质透镜23。

举例而言，请参阅图6，所述透镜天线阵列2包括六块相互平行的金属板22及设于相邻的两个金属板22之间的介质透镜23。所述介质透镜23的数量为5个。其中，一个辐射体24、一个介质透镜23及设于介质透镜23上下两侧的金属板22形成一个透镜天线26。本实施例中，透镜天线阵列2包括多个呈直线阵列排布的透镜天线26。当透镜天线阵列2固定于电子设备100内时，多个透镜天线26可以沿y反向延伸，或x方向延伸或z轴方向延伸。本实施例中，多个透镜天线26沿y反向延伸，即沿电子设备100的长度方向延伸，由于电子设备100的长度方向相对较长，以使透镜天线阵列2包含的透镜天线26的数量较多，进而增加透镜天线阵列2所辐射的天线信号的增益。

其中，介质透镜23为能够透过电磁波的透镜。介质透镜23的基材为损耗小，介电常数适当，且不会对电磁波的电场产生干扰的材质，例如陶瓷材料、高分子材料等。当介质透镜23的弧形部21与壳体1共形时，所述介质透镜23和壳体1的材质可以相同。例如，所述壳体1和介质透镜23皆为陶瓷材质或高分子材料。由于透镜天线阵列2所辐射的电磁波需要经过壳体1辐射至电子设备100外的空间中，所以通过设置壳体1为损耗小的材质，也能够减少壳体1对电磁波信号的遮挡，减少电磁波信号的损耗及提高增益。

具体的，请参阅图7，介质透镜23具有相背设置的顶面231和底面232。介质透镜23上下两侧的金属板22分别为第一金属板221和第二金属板222。所述第一金属板221和第二金属板222分别固定于介质透镜23的顶面231和底面232。第一金属板221和第二金属板222分别与顶面231和底面232的形状相同。第一金属板221和第二金属板222形成平行金属板22波导，用于引导辐射体24辐射的电磁波信号在第一金属板221与第二金属板222之间的介质透镜23中传播。第一金属板221和第二金属板222的材质为导电率较好的材质，包括但不限于金、银、铜等。第一金属板221和第二金属板222还起到保护介质透镜23的作用。在其他实施方式中，第一金属板221和第二金属板222可以由金属薄膜替代，以减小透镜天线26的厚度和重量。

请参阅图5，所述介质透镜23包括相连接的弧形部21及矩形部27。弧形部21呈半圆柱形或半椭圆柱形。矩形部27呈方形块状。所述矩形部27的一个表面与所述弧形部21的矩形侧面共面。具体的，弧形部21与矩形部27一体成型。可以理解的，多个透镜天线26沿y方向排列，弧形部21的弧形面211朝向壳体1。弧形部21与矩形部27沿x方向排列。假设，弧形部21为半圆柱形，矩形部27的长边与弧形部21的直径沿z方向延伸。进一步地，弧形部21的厚度(y方向)与矩形部27的厚度相同。所述矩形部27还具有与所述弧形部21的弧形面211相背设置的矩形面271。所述辐射体24设于所述矩形部27的矩形面271上。

当辐射体24位于矩形部27背离所述弧形部21的矩形面271时，辐射体24辐射的电磁波信号经矩形面271进入介质透镜23内，在介质透镜23中传导之后再经弧形面211射出。在电磁波信号射出的过程中，电磁波信号会在弧形面211上发生折射，以改变电磁波信号传播方向。根据折射定律，由于介质透镜23的折射率大于空气的折射率不同，所以电磁波信号的折射角小于入射角，从而电磁波信号在从弧形面211射出之后的辐射范围减小，形成指向性更为明确的波束。换而言之，介质透镜23在z方向上对电磁波信号起到汇聚作用，故而将电磁波信号的能量集中形成指向明确的波束，以提高电磁波信号的增益。

需要说明的是，在辐射体24接受电磁波信号的过程中，空间中的电磁波信号可以通过弧形面211汇聚到辐射体24上，由于弧形面211的面积相对辐射体24的面积较大，所以介质透镜23能够在空间中接受更多的电磁波信号，并将这些电磁波信号汇聚到辐射体24，本申请可以增加辐射体24接受电磁波的能量，提高电子设备100的通讯质量。

所述介质透镜23采用半圆柱透镜或半椭圆柱透镜，相较于球形透镜而言，体积更小，易于集成于手机等电子设备100中，且半圆柱透镜加工简单，成本低，半圆柱透镜的矩形面271可以于与平面电路集成，以便于将辐射体24设于半圆柱透镜上。

进一步地，请参阅图5，所述辐射体24可以设于矩形部27的矩形面271的几何中心，且介质透镜23的焦点位置位于矩形部27的矩形面271的几何中心。

当辐射体24设于弧形部21的焦点位置，辐射体24辐射的电磁波信号能够高效地经介质透镜23射出，提高介质透镜23的口径效率，且尽量减小介质透镜23的尺寸，以减少在电子设备100中占据的空间，利于电子设备100的小型化。当然，在其他实施方式中，辐射体24可以偏离于弧形部21的焦点位置。

本申请对于介质透镜23的弧形部21和矩形部27的尺寸不做限定，此外，通过调整介质透镜23的弧形部21的直径、口径和介质透镜23的焦距，可以方便地设计出不同增益和尺寸的透镜天线26，从而可以尽可能的减小透镜天线阵列2的尺寸，减小在电子设备100内占据的空间，利于电子设备100的小型化。

可以理解的，当弧形部21为半椭圆柱透镜时，可设计出半椭圆柱透镜天线26，调整半椭圆柱透镜的长轴和短轴来调节透镜天线26的增益，设计自由度更大，便于应用与不同手机型号。

可以理解的，本申请对辐射体24不做具体的限定，举例而言，辐射体24包括但不限于平面天线，如微带天线、缝隙天线等。此外，辐射体24还可以选取不同的极化方向的天线，可以方便的实现水平极化、垂直极化以及双极化辐射体24。

可以理解的，透镜天线阵列2的辐射体24辐射的电磁波为毫米波段、亚毫米波段或太赫兹波段的信号等。由于介质透镜23对毫米波段、亚毫米波段或太赫兹波段的信号损耗小，且介质透镜23对这些信号具有汇聚及波束赋形的作用，所以透镜天线阵列2适用于辐射毫米波段、亚毫米波段或太赫兹波段的信号，且能够提高这些信号的增益。通过波束控制组件3控制高增益波束扫描，提高透镜天线阵列2所辐射的毫米波段、亚毫米波段或太赫兹波段的信号覆盖度，进而提高毫米波、亚毫米波或太赫兹波的辐射效率。

可以理解的，透镜天线阵列2的介质透镜23的大小可以相同。在其他实施例中，透镜天线阵列2的介质透镜23的大小可以不同。举例而言，当介质透镜23为半圆柱透镜时，透镜天线阵列2可以包括不同尺寸的半圆柱透镜。通过将多个半圆柱透镜呈线形排列，可组成一维半圆柱透镜天线26，多个辐射体24可在同一平面也可在不同平面。当多个辐射体24位于不同平面时，可改善扫描波束一致性，以使多个辐射体24经介质透镜23射出的电磁波波束指向不同。

请参阅图2及图3，所述波束控制组件3包括多个移相电路31及射频收发芯片32。所述射频收发芯片32用于为所述辐射体24提供激励信号。每个所述移相电路31电连接一个所述辐射体24与所述射频收发芯片32。多个所述移相电路31通过控制多个所述辐射体24所辐射电磁波的相位，以使所述辐射体24所辐射的电磁波形成波束及使所述波束的指向可调。

举例而言，当辐射体24与射频收发芯片32之间没有移相电路31时，多个辐射体24在射频收发芯片32的作用下产生电磁波，该电磁波经介质透镜23及在弧形部21的弧形面211上形成波束。当多个透镜天线26的辐射体24皆位于介质透镜23的焦点处时，多个辐射体24所辐射的波束皆沿x方向。当在辐射体24与射频收发芯片32之间设置移相电路31，以改变多个辐射体24的辐射电磁波的相位，以使多个透镜天线26所辐射的波束可以与x方向沿顺时针方向或逆时针方向(请参考图3)形成偏角，进一步地，通过移相电路31调节电磁波的相位，以使多个透镜天线26所辐射的波束指向相对x方向沿顺时针方向或逆时针方向偏移90°的偏角。

进一步地，当透镜天线阵列2应用于手机时，手机的两个侧面可以分别设有透镜天线阵列2，两个透镜天线阵列2相背设置，以使两个透镜天线阵列2的覆盖角度相叠加达到360度，以实现手机能够全方位地收发天线信号。

可以理解的，手机的四个侧面都可以透镜天线阵列2，以使四个透镜天线阵列2的覆盖角度相叠加达到360度，以实现手机能够全方位地收发天线信号。

具体的，请参阅图2，电子设备100包括电路板4，所述多个移相电路31及射频收发芯片32设于电路板4上，而透镜天线26固定于壳体1。具体的，移相电路31包括移相器及衰减器，其中，移相器用于改变不同辐射体24之间的信号相位关系，衰减器用于改变不同辐射体24之间的信号的幅度变化。此外，衰减器可以由功率分配/相加网络替换。

在一种可能的实施方式中，所述射频收发芯片32能够根据接收装置(例如基站、其他移动设备等)的方位信息，控制多个透镜天线26所辐射的波束指向。

举例而言，当接收装置(例如基站、其他移动设备等)位于沿逆时针偏离x方向30°时，所述射频收发芯片32控制多个所述移相电路31对多个辐射体24的辐射电磁波进行移相，以使多个透镜天线26所辐射的波束指向沿逆时针偏离x方向30°，该波束的指向与接收装置(例如基站、其他移动设备等)的方位信息相对应，进而实现电子设备100与接收装置的高效通信。电子设备100的方向会随着用户的移动而改变，当接收装置(例如基站、其他移动设备等)位于沿顺时针偏离x方向60°时，所述射频收发芯片32控制多个所述移相电路31对多个辐射体24的电磁波进行移相，以使多个透镜天线26所辐射的波束指向沿顺时针偏离x方向60°，该波束的指向与接收装置(例如基站、其他移动设备等)的方位信息相对应，进而实现电子设备100与接收装置的高效通信。

通过介质透镜23对辐射体24所辐射的电磁波进行波束赋形，及射频收发芯片32控制移相器对多个辐射体24的辐射电磁波进行移相，以调节所述透镜天线阵列2所辐射波束的指向，所述透镜天线阵列2所辐射波束方向始终指向接收装置，使所述透镜天线阵列2与接收装置之间保持良好的信号传输，提高电子设备100的通讯质量。

请参阅图8，本实施例以电子设备100为手机为例进行具体的说明。具体的，电子设备100包括显示屏5，壳体1与显示屏5相盖合。电子设备100的显示屏5位于电子设备100的正面。壳体1包围于电子设备100的侧面和背面。壳体1包括中框11及电池盖12。中框11连接于所述电池盖12与所述显示屏5之间。壳体1的电池盖12设于所述电子设备100的背面。中框11包围电子设备100的侧面。所述中框11具有呈弧形的外表面112，所述透镜天线阵列2的弧形部21与所述中框11共形。

具体的，所述中框11的外表面112呈弧形面，提高用户的握持感，及使得电子设备100看起来较薄。中框11的内表面111呈弧形面，以配合中框11的外表面112设计，一方面确保中框11的厚度，另一方面增加壳体1的内部空间，在收容一定量的电子器件的情况下，尽可能地减少电子设备100的体积。

通过设置透镜天线阵列2的弧形部21与所述中框11共形，以使透镜天线阵列2紧密贴合于中框11，以提高电子设备100的器件排布密度，进一步地提高电子设备100的空间利用率；进一步地，透镜天线阵列2所辐射的电磁波波束靠近于中框11，以使透镜天线阵列2远离于电子设备100内的其他电子器件，减小电子设备100内的其他电子器件对电磁波波束的干扰。

本申请中，透镜天线阵列2的弧形部21与所述中框11共形包括但不限于以下的实施方式：

在第一种可能的实施方式中，请参阅图8，所述透镜天线阵列2的弧形部21与所述中框11一体成型。所述弧形部21的弧形面211与所述中框11的外表面112共面。

具体的，所述透镜天线阵列2的弧形部21与所述中框11可以由相同的材质制得，例如对毫米波、亚毫米波及太赫兹波的损耗小的陶瓷材料或高分子材料等。透镜天线阵列2的弧形部21与所述中框11可以在同一工艺中成型。可以理解的，当透镜天线阵列2包括多个透镜天线26，透镜天线26的结构可以参考上述的描述，在此不再赘述。弧形部21为介质透镜23的一部分。透镜天线26的介质透镜23、金属板22可以与中框11一体成型，其中，将多个金属板22按照一定的方式平行排列。介质透镜23与中框11由相同的基材通过注塑成型，将多个金属板22按照一定的方式放在模腔内，向模腔内注射基材，以使金属板22之间的基材形成介质透镜23，同时其他的基材形成中框11，进而使得中框11与介质透镜23一体成型。

通过将介质透镜23的弧形部21与中框11的局部一体成型，弧形部21的弧形面211与中框11的外表面112共面，即透镜天线阵列2辐射的电磁波在中框11的外表面112形成波束并发散出去。由于中框11的外表面112为弧形面211，以便于透镜天线阵列2辐射的电磁波在中框11的外表面112上形成波束。中框11既作为壳体1的一部分，又作为透镜天线阵列2的一部分，实现的一物多用，还节省了电子设备100内的空间。由于中框11的外表面112为辐射面，所以波束不会受到壳体1的遮盖，以减少波束的损耗，提高电磁波传输效率。而且，通过设置透镜天线阵列2的介质透镜23与壳体1一体成型，以使介质透镜23与壳体1可以在同一制程中形成，减少透镜天线阵列2的制备制程和节省电子设备100的制备成本。

在第二种可能的实施方式中，请参阅图9，中框11具有呈弧形的内表面111，内表面111与外表面112相背设置，所述弧形部21的弧形面211贴合于所述内表面111。

具体的，由于中框11的内表面111为弧形面，介质透镜23的弧形面211的弧形延伸趋势可以与中框11的内表面111的弧形延伸趋势相同，以使介质透镜23的弧形面211贴合于中框11的内表面111，进而使得介质透镜23与中框11紧密排布，提高电子设备100内的器件排布密度，提高电子设备100内的空间利用率。

具体的，所述弧形部21的弧形面211可以通过粘接胶固定于中框11的内表面111，其中，该粘接胶对于毫米波、亚毫米波及太赫兹波的损耗小。此外，弧形部21还可以通过支架固定于壳体1内，弧形部21在支架的支撑下弧形部21的弧形面211贴合于中框11的内表面111。

在第三种可能的实施方式中，请参阅图10，与第二种实施方式不同的是，所述弧形部21至少部分嵌设于所述壳体1内。所述弧形部21的弧形面211位于所述内表面111和所述外表面112之间。

具体的，请参阅图10，所述中框11的内表面111具有凹槽113，所述凹槽113的槽底为弧形面211。弧形部21的弧形面211紧密贴合于该凹槽113的弧形面211，以使弧形部21至少部分嵌设于所述壳体1内，且弧形部21的弧形面211位于所述内表面111和所述外表面112之间。

通过在中框11的内表面111设置凹槽113，以收容透镜天线阵列2，以使透镜天线阵列2与壳体1紧密排布，减少透镜天线阵列2与壳体1所占据的空间；此外，凹槽113还可以作为透镜天线阵列2的定位槽，以避免透镜天线阵列2在冲击力下相对于壳体1移动；进一步地，通过设置凹槽113的槽底为弧形面211，以使弧形部21的弧形面211紧密贴合于凹槽113的弧形面211。

在一实施方式中，请参阅图2，透镜天线阵列2中的多个透镜天线26沿中框11的长边方向排列；在其他实施方式中，透镜天线阵列2中的多个透镜天线26还可以沿中框11的短边方向排列。

在一实施方式中，请参阅图2，电子设备100具有两个透镜天线阵列2，这两个透镜天线阵列2分别与中框11的两个相对的侧边框共形，具体的共形方式可以参考上述的实施方式，在此不再赘述。其中，与透镜天线阵列2共形的侧边框沿y方向延伸。进一步地，两侧的透镜天线阵列2沿相背的方向辐射波束，每一侧的透镜天线阵列2的波束覆盖范围为180°，以使两侧的透镜天线阵列2的波束覆盖范围相叠加在电子设备100的周侧形成全方位的波束覆盖，提高电子设备100的通信能力。

当然，在其他实施方式中，按照本申请的发明构思可以在电子设备100的四个侧面、背面、正面皆安装透镜天线阵列2，以提高电子设备100的通信质量，具体的结构可以参考上述的实施方式，在此不再赘述。

以上所述是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。