一种天线及电子设备的制作方法

[0001]
本申请涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线及电子设备。


背景技术：

[0002]
目前，天线一般设置在电子设备内部的电路区域，需要一定的净空区来避免内部电路对天线辐射电磁波的干扰，而所设置的避空区限制了该电子设备在结构设计上的自由度。但是，为了满足电子设备在外观及结构设计上对空间的需求，将天线的体积不断缩小，使得天线的辐射效率降低。因此，该电子设备在结构设计上的自由度和天线的辐射效率难以两全。


技术实现要素：

[0003]
本申请实施例提供了一种天线及电子设备，可以不需要为所述天线设置净空区，从而满足设置有所述天线的电子设备在结构设计上的自由度，同时提高天线的辐射效率。所述技术方案如下：
[0004]
第一方面，本申请实施例提供了一种天线，所述天线包括金属面板、馈电传输线以及馈电结构，所述馈电结构包括馈电传输线以及馈电电路，其中：
[0005]
所述金属面板上设置有天线缝隙；
[0006]
所述馈电结构通过所述馈电传输线的所述馈电端口相连接，用于向所述天线缝隙进行馈电，所述天线缝隙用于辐射电磁波。
[0007]
第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括上述的天线。
[0008]
本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0009]
在本申请一个或多个实施例中，可以在金属面板上设置天线缝隙，馈电结构通过馈电传输线的馈电端口与天线缝隙相连接，构成天线的结构。当将天线设置于电子设备时，可以将电子设备的金属外壳作为天线的金属面板，并通过金属面板上的天线缝隙辐射电磁波，使得不需要为所述天线设置净空区，从而满足电子设备在结构设计上的自由度，同时提高天线的辐射效率。
附图说明
[0010]
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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。
[0011]
图1是本申请实施例提供的一种天线的结构示意图；
[0012]
图2是本申请实施例提供的一种天线的举例示意图；
[0013]
图3是本申请实施例提供的另一种天线的举例示意图；
[0014]
图4是本申请实施例提供的另一种天线的举例示意图；
[0015]
图5是本申请实施例提供的另一种天线的结构示意图；
[0016]
图6是本申请实施例提供的一种金属面板的举例示意图；
[0017]
图7是本申请实施例提供的一种天线的反射损耗率的示意图；
[0018]
图8是本申请实施例提供的另一种天线的反射损耗率的示意图；
[0019]
图9是本申请实施例提供的另一种天线的反射损耗率的示意图；
[0020]
图10是本申请实施例提供的一种馈电端口的隔离度的示意图；
[0021]
图11是本申请实施例提供的另一种馈电端口的隔离度的示意图；
[0022]
图12是本申请实施例提供的另一种天线的结构示意图；
[0023]
图13是本申请实施例提供的另一种天线的举例示意图；
[0024]
图14是本申请实施例提供的另一种天线的俯视示意图。
具体实施方式
[0025]
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。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0026]
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0027]
下面结合具体的实施例对本申请进行详细说明。
[0028]
在一个实施例中，如图1所示，特提出了一种天线，该天线1包括金属面板11以及馈电结构12，馈电结构12包括馈电传输线121以及馈电电路122，其中：
[0029]
金属面板11上设置有天线缝隙111；
[0030]
馈电结构12通过馈电传输线121的馈电端口1211与天线缝隙111相连接，用于向天线缝隙111进行馈电，天线缝隙111用于辐射电磁波。
[0031]
需要说明的是，当天线1设置于电子设备时，金属面板11可以为该电子设备的金属外壳，其中对于具有显示屏的电子设备而言，金属外壳包括该电子设备的金属底板以及金属外边框。
[0032]
天线缝隙111为封闭型缝隙，天线缝隙的形状可以为矩形、弯折性或曲线形。如图2所示，一种天线的举例示意图，包括金属面板11以及馈电结构12，其中，在金属面板11上设置的天线缝隙111为曲线形，馈电结构12通过馈电传输线121的馈电端口1211与天线缝隙111相连接，用于向天线缝隙111进行馈电，天线缝隙111用于辐射电磁波。
[0033]
馈电传输线121是指连接天线与馈电结构的电信号传输线，至少包括微带线、波导以及同轴线中的一种。其中，微带线是由支在介质基片上的单一导体带构成的微波传输线，适用于集成电路的平面结构传输线，特点在于：体积小、重量轻、使用频带宽、可靠性高以及制造成本低，但损耗稍大，功率容量小。波导是用于定向引导电磁波的结构，例如，一种可行的共面波导是在介质基片的一个面上制作出中心导体带，并在紧邻中心导体带的两侧制作出导体平面，如图3所示，一种共面波导的举例示意图，包括介质基片1231、中心导体带1232、接地导体带1233以及接地导体带1234，其中，中心导体带1232与天线缝隙111相接触进行馈电，特点在于体积小，重量轻及平面结构，没有截止频率，以及可以实现多频段工作。同轴线是由两根同轴的圆柱导体构成的导行系统，内外导体之间填充空气或高频介质的一种宽频带微波传输线。
[0034]
可选的，馈电传输线121分别设置有馈电端口1211以及馈电端口1212相连接，馈电传输线121的另一端与金属面板11相连接，用于将馈电传输线121接地。如图4所示，一种天线的举例示意图，包括金属面板11、馈电传输线121以及馈电电路122，其中，在金属面板11上设置的天线缝隙111为矩形，馈电电路122分别通过馈电传输线121的馈电端口1211以及馈电端口1212与缝隙天线111相连接，馈电传输线121的另一端与金属面板11相连接，用于将馈电传输线121接地。
[0035]
具体的，馈电传输线121可以通过导电布与金属面板11相连接。其中，导电布是以纤维布为基材，经过前置处理后施以电镀金属镀层使其具有金属特性而成为导电纤维布，同时具有屏蔽电磁波的效果。
[0036]
馈电结构12是指向天线发射端进行馈电的结构，包括馈电电路，可以为单层电路板，也可以为功率控制器。
[0037]
在本申请实施例中，可以在金属面板上设置天线缝隙，馈电结构通过馈电传输线的馈电端口与天线缝隙相连接，构成天线的结构。当将天线设置于电子设备时，可以将电子设备的金属外壳作为天线的金属面板，并通过金属面板上的天线缝隙辐射电磁波，使得不需要为所述天线设置净空区，从而满足电子设备在结构设计上的自由度，同时提高天线的辐射效率。
[0038]
请参见图5，图5是本申请提出的一种天线的另一种实施例的结构示意图。所述天线1包括第一实施例中的金属面板11以及馈电结构12，在本实施例中，所述馈电结构12还包括电抗器件123，其中：
[0039]
金属面板11、馈电传输线121以及馈电电路122与第一实施例相同，具体可参见第一实施例，此处不再赘述。
[0040]
电抗器件123与所述馈电传输线相连接，用于阻隔馈电端口之间的非工作频率的电磁波，从而增加馈电端口之间的隔离度。以电抗器件123是一个电容器件为例，电容器件c与馈电传输线121相连接，阻隔馈电端口1211和馈电端口1212之间非工作频率的电磁波。其中，非工作频率的电磁波是指所述天线无需辐射的电磁波，例如，当天线辐射的电磁波应用于窄带物联网，即天线的工作频率为900mhz和1800mhz，则非工作频率的电磁波为除了900mhz和1800mhz频率的其他电磁波。
[0041]
可选的，电抗器件123，可以是电容器件，还可以是电感器件，也可以是多个电容器件或者电感器件组成的电路器件。
[0042]
需要说明的是，可以通过控制天线缝隙的尺寸、馈电端口在天线缝隙上的位置以及电抗器件的参数来控制所述电磁波的频段。
[0043]
具体的，如图6所示，一种金属面板的举例示意图，在金属面板11上设置的天线缝隙111为矩形，横跨于天线缝隙111设置馈电端口1211和馈电端口1212，其中金属面板的尺寸为100
×
290mm，天线缝隙的尺寸为3
×
181mm，馈电传输线的馈电端口1211设置在距离天线缝隙111一端43mm的位置，馈电端口1212设置在距离天线缝隙111另一端16.1mm的位置。将天线缝隙的尺寸以及馈电端口在天线缝隙上的位置按照上述数据设置，并将电抗器件参数调整到与尺寸数据相匹配，从而得到如图7～9所示，天线1在辐射不同频率的电磁波时反射损耗率的示意图，其中，虚线表示馈电端口1211在辐射不同频率的电磁波时反射损耗率，实线表示馈电端口1212在辐射不同频率的电磁波时反射损耗率，竖轴表示反射损耗率，横轴表示电磁波的频率。当反射损耗率低于5db时，表明该端口可以辐射该频率的电磁波，由此可见，馈电端口112可以辐射的频段约为830mhz～983mhz和1.75ghz～2.92ghz，馈电端口113可以辐射的频段约为4.3ghz～6.5ghz。因此，天线辐射的频段包括900mhz和1800mhz可以应用于窄带物联网(narrow band-internet of things，nb-iot)，以及2.4～2.48ghz和5.15～5.85ghz可以应用于单频蓝牙或双频wifi。
[0044]
需要说明的是，如图10和11所示，天线1中馈电端口1211和馈电端口1212的仿真数据图，其中，竖轴表示馈电端口1211和馈电端口1212之间的隔离度，横轴表示电磁波的频率。由此可见，在馈电端口1211和馈电端口1212可以辐射的电磁波频段中，馈电端口1211和馈电端口1212之间的隔离度在-10db以下，能够有效阻隔所述馈电端口之间非工作频率的电磁波。
[0045]
在本申请实施例中，可以在金属面板上设置天线缝隙，馈电结构通过馈电传输线的馈电端口与天线缝隙相连接，构成天线的结构。当将天线设置于电子设备时，可以将电子设备的金属外壳作为天线的金属面板，并通过金属面板上的天线缝隙辐射电磁波，使得不需要为所述天线设置净空区，从而满足电子设备在结构设计上的自由度，同时提高天线的辐射效率。进一步的，在天线结构中加入电抗器件，并与馈电传输线相连接，可以阻隔馈电端口之间非工作频率的电磁波，从而增加所述馈电端口之间的隔离度。另外，可以通过控制天线缝隙的尺寸、馈电端口在天线缝隙上的位置以及电抗器件的参数来控制所述电磁波的频段，从而使得天线辐射不同频段电磁波。
[0046]
请参见图12，图12是本申请提出的一种天线的另一种实施例的结构示意图。所述天线1包括第一实施例中的金属面板11以及馈电结构12，在本实施例中，所述天线1还包括金属屏蔽罩13，其中：
[0047]
金属面板11以及馈电结构12与第一实施例相同，具体可参见第一实施例，此处不再赘述。
[0048]
金属屏蔽罩13设置在金属面板11上，并与所述金属面板相连接，馈电结构12位于金属屏蔽罩13内部，可以屏蔽设置有所述天线的电子设备中内部电路对天线的干扰，同时控制天线辐射场型的前出。
[0049]
具体的，如图13所示，一种天线的举例示意图，包括金属面板11、馈电结构12以及金属屏蔽罩13，其中，在金属面板11上设置的天线缝隙111为矩形，馈电结构12通过馈电传输线121的馈电端口1211与天线缝隙111相连接，金属屏蔽罩13设置在金属面板11上，馈电
结构12位于金属屏蔽罩13内部。其中，馈电传输线121的另一端与金属屏蔽罩13相连接，用于将馈电传输线121接地，从而简化天线1的结构。
[0050]
需要说明的是，如图14所示，一种可行的天线的俯视示意图，金属屏蔽罩13位于金属面板11与馈电结构12相连接的一面，以控制天线辐射场型的前出。
[0051]
可选的，金属屏蔽罩13与金属面板11可以为可拆卸式连接。
[0052]
在本申请实施例中，可以在金属面板上设置天线缝隙，馈电结构通过馈电传输线的馈电端口与天线缝隙相连接，构成天线的结构。当将天线设置于电子设备时，可以将电子设备的金属外壳作为天线的金属面板，并通过金属面板上的天线缝隙辐射电磁波，使得不需要为所述天线设置净空区，从而满足电子设备在结构设计上的自由度，同时提高天线的辐射效率。另外，在天线结构中加入金属屏蔽罩，金属屏蔽罩设置在金属面板上，馈电结构位于金属屏蔽罩内部，可以屏蔽电子设备中内部电路对天线的干扰，同时控制天线辐射场型的前出，从而提高天线的辐射效率。
[0053]
本申请的实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述的天线，所述金属面板为所述电子设备的金属外壳。该电子设备可以为智能手机、平板电脑以及追踪器等设备。具有上述天线的电子设备可以将电子设备的金属外壳作为天线的金属面板，并通过金属面板上的天线缝隙辐射电磁波，使得不需要为所述天线设置净空区，从而满足电子设备在结构设计上的自由度，同时提高天线的辐射效率。进一步的，在天线结构中加入电抗器件，并与馈电传输线相连接，可以阻隔所述馈电端口之间的电磁波，从而增加所述馈电端口之间的隔离度。另外，可以通过控制天线缝隙的尺寸、馈电端口在天线缝隙上的位置以及电抗器件的参数来控制所述电磁波的频段，从而使得天线辐射不同频段电磁波。可以在天线结构中加入金属屏蔽罩，金属屏蔽罩设置在金属面板上，馈电结构位于金属屏蔽罩内部，可以屏蔽电子设备中内部电路对天线的干扰，同时控制天线辐射场型的前出，从而提高天线的辐射效率。
[0054]
以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。