阅读说明：本技术 可翻转电子设备的超宽带天线 (Ultra-wideband antenna of reversible electronic equipment ) 是由 杨杰钧 顾宏亮 于 2020-08-14 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种可翻转电子设备的超宽带天线,包括：上半件及下半件；与上、下半件连接的金属转轴；第一RF信号源,加载在金属转轴上；电连接结构,置于第一RF信号源一侧,并与上、下半件电连接；缺口槽,沿上半件的外侧及下半件的外侧向内延伸至电连接结构,金属转轴横跨在缺口槽上；金属转轴对缺口槽进行激励,形成超宽带天线。本发明运用可翻转电子设备转轴区域的结构特点,通过设置缺口槽,实现狭小空间内超宽带天线的设计,工作频段覆盖2G,3G,4G,5G(FR1),BT,Navigation及Wi-Fi的通信频段,且可进一步拓频；另外,在实现超宽带天线设计的同时,还可继续优化实现多天线的设计,并且多个天线之间的隔离度优于-10dB,基本满足天线工作性能要求。(The invention provides an ultra-wideband antenna of a reversible electronic device, comprising: an upper half and a lower half; a metal rotating shaft connected with the upper half part and the lower half part; the first RF signal source is loaded on the metal rotating shaft; an electrical connection structure disposed at one side of the first RF signal source and electrically connected to the upper and lower halves; the notch groove extends inwards to the electric connection structure along the outer side of the upper half part and the outer side of the lower half part, and the metal rotating shaft stretches across the notch groove; the metal rotating shaft excites the notch groove to form the ultra-wideband antenna. According to the invention, by utilizing the structural characteristics of the rotating shaft area of the reversible electronic equipment and arranging the notch groove, the design of the ultra-wideband antenna in a narrow space is realized, the working frequency band covers the communication frequency bands of 2G, 3G, 4G, 5G (FR1), BT, Navigation and Wi-Fi, and the frequency can be further widened; in addition, the design of the ultra-wideband antenna can be realized, the design of multiple antennas can be continuously optimized, the isolation between the multiple antennas is better than-10 dB, and the requirement of the working performance of the antennas is basically met.)

可翻转电子设备的超宽带天线

技术领域

本发明属于天线设计领域，特别是涉及一种可翻转电子设备的超宽带天线。

背景技术

随着信息时代的发展，各种移动电子产品成为日常生活中不可或缺的一部分。笔记本电脑以其体态轻盈，携带便携，功能强大等优点深受大家的喜爱。为了追求更好的外观，更高的结构强度和更出色的散热性能，越来越多的笔记本电脑采用金属机身的设计。金属机身对天线的设计提出了巨大的挑战。目前市场上主流的笔记本电脑都采用WLAN(Wireless Local Area Network)网络进行信息交互，高端机型会加入WWAN(WirelessWide Area Network)天线，提供更便捷的上网体验。考虑到5G通信的快速发展，未来笔记本电脑的天线配置和数量会发生明显的变化。5G(FR1)频段的加入给笔记本电脑天线设计提出了更高的要求。多个天线之间的隔离度问题，也是各类移动终端设备在天线设计时所面临的挑战。

图1及图2为市场上最常见的两款笔记本电脑的简化图，传统笔记本电脑天线可放置于图1及图2所示的区域：1)屏幕1的上方区域2；2)屏幕1和键盘3之间的转轴区域4；3)键盘两侧5及键盘下侧6边缘区域。由于窄边框，高屏占比的ID(Industry Design)设计需求，屏幕1上方空间受到挤压，已经无法满足WWAN天线设计所需要的净空。屏幕1和键盘3之间的转轴区域4，受限于特定的环境，天线之间隔离度较差，一般多用于设计WLAN天线。键盘两侧5及键盘下侧6边缘的区域放置天线会占用主板或者喇叭音腔的空间。对于WWAN天线而言，一般需要90mm*10mm左右的净空来确保天线性能。特别的，当笔记本电脑为金属机身时，传统天线设计需要在金属机身开窗来确保天线净空，对ID设计造成影响。当天线位于键盘两侧区域时，考虑到真实使用场景下(如图3所示)，人手和腿对天线性能的影响，以及SAR(Specific Absorption Rate)的风险，天线性能需要做出巨大牺牲。另外，多天线间的隔离度问题也是天线设计所面临的难。一般采用隔离支节或中和线的方法来解决，但是隔离支节和中和线只能实现较窄频段内的调节，且影响天线性能。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可翻转电子设备的超宽带天线，用于解决现有技术中可翻转电子设备的窄边框、高屏占比的ID设计需求，使超宽带天线的设计受限等的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种可翻转电子设备的超宽带天线，所述超宽带天线至少包括：

上半件及下半件；

金属转轴，具有相对的第一端及第二端，所述金属转轴通过该第一端与所述上半件连接，所述金属转轴通过该第二端与所述下半件连接；

第一RF信号源，加载在所述金属转轴上；

电连接结构，置于所述第一RF信号源一侧，并与所述上半件及所述下半件电连接；

缺口槽，沿所述上半件的外侧及所述下半件的外侧向内延伸至所述电连接结构，所述金属转轴横跨在所述缺口槽上；

所述金属转轴对所述缺口槽进行激励，形成第一超宽带天线。

可选地，所述第一RF信号源接于所述金属转轴的第一端，所述金属转轴的第一端与所述上半件之间浮空连接，所述金属转轴的第二端与所述下半件之间电连接。

可选地，所述第一RF信号源接于所述金属转轴的内部，所述金属转轴的第一端与所述上半件之间电连接，所述金属转轴的第二端与所述下半件之间电连接。

可选地，所述金属转轴与所述上半件及下半件的连接位置可调和/或所述金属转轴的尺寸形状可调。

可选地，所述电连接结构为周侧封闭的空心金属层，该空心金属层内部包裹所述上半件与所述下半件之间的通信信号线。

可选地，所述空心金属层和所述通信信号线为FPC的形式。

可选地，还包括：第一激励单元，所述第一激励单元设置于由所述上半件、下半件、金属转轴及电连接结构围成的开槽中；所述第一激励单元对所述开槽进行激励，形成第二超宽带天线。

可选地，所述第一激励单元为直接激励或耦合激励。

可选地，还包括：设置于所述开槽中且沿所述开槽长度方向水平放置的偶极子天线。

可选地，所述第一激励单元为偶极子激励，且该第一激励单元与所述偶极子天线垂直正交设置。

可选地，所述偶极子天线的激励方式为耦合激励，所述偶极子天线包括第二RF信号源、与第二RF信号源连接的激励部件及偶极子天线走线，所述激励部件将所述第二RF信号源的信号耦合至所述偶极子天线走线上，以使所述偶极子天线走线工作在偶极子天线模式。

可选地，所述电连接结构集成至所述金属转轴上，所述金属转轴为电连接所述上半件及所述下半件的电连接结构。

可选地，所述上半件与所述下半件之间还包括天线支架，所述电连接结构为设置于所述天线支架上的金属走线。

可选地，所述金属走线的一部分为周侧封闭的空心金属层，其余部分为实心的金属走线，且所述空心金属层内部包裹所述上半件与所述下半件之间的通信信号线；或所述金属走线为周侧封闭的空心金属层，且所述空心金属层内部包裹所述上半件与所述下半件之间的通信信号线。

可选地，所述金属走线包括沿水平方向延伸的长边及沿垂直方向延伸的短边；该长边与所述下半件电连接，该短边与所述上半件电连接；沿垂直方向设置至少一个天线隔离地结构，所述天线隔离地结构的一端与所述金属走线的长边电连接，另一端与所述上半件电连接；相邻所述金属走线的短边与所述天线隔离地结构之间和相邻所述天线隔离地结构之间形成至少两个天线缝隙，于每个所述天线缝隙中设置第二激励单元，所述第二激励单元对所述天线缝隙进行激励，形成至少两个缝隙天线。

可选地，所述上半件与所述下半件之间的通信信号线沿部分或全部所述长边及所述短边和/或所述天线隔离地结构布线。

可选地，所述长边、所述短边及所述天线隔离地为周侧封闭的空心金属层，该空心金属层内部包裹所述上半件与所述下半件之间的通信信号线；或，所述上半件与所述下半件之间的通信信号线沿部分或全部所述长边及所述短边和/或所述天线隔离地结构的表面布线。

可选地，所述通信信号线包括地线及芯线，所述通信信号线布线对应位置的所述长边、所述短边及所述天线隔离地结构为所述地线。

可选地，所述第二激励单元的激励方式为直接激励或耦合激励。

可选地，相邻天线缝隙之间具有至少一个所述天线隔离地结构，以提高所述缝隙天线之间的隔离度。

可选地，所述金属走线的所述长边为电连续的长边或非电连续的长边。

可选地，所述天线支架上设置有开孔，所述金属走线及所述天线隔离地结构贴附于该开孔内壁，贴附于该开孔内壁的所述天线隔离地结构形成立体的天线隔离地结构，贴附于该开孔内壁的所述金属走线形成立体的金属走线。

可选地，还包括：缝隙天线，所述缝隙天线包括沿水平方向延伸的所述长边与所述下半件之间形成的长缝隙及设置于该长缝隙中的第三激励单元，所述第三激励单元对所述长缝隙进行激励形成所述缝隙天线，所述第三激励单元的激励方式为直接激励或耦合激励。

可选地，还包括：位于所述上半件及所述下半件之间的至少一条金属连接线及至少两个第三激励单元，所述金属连接线的一端与所述上半件连接，另一端与所述下半件连接，所有所述金属连接线将所述长缝隙分割成至少两个缝隙，至少两个所述第三激励单元分别设置于每个所述缝隙中，所述第三激励单元对其所在的所述缝隙进行激励形成缝隙天线。

可选地，所述金属连接线的形式包括实心金属线形式或加载有所述上半件与所述下半件之间的通信信号线的FPC的形式。

可选地，还包括：位于所述上半件及所述下半件之间的至少一条金属连接线及第四激励单元，所述金属连接线的一端与所述上半件连接，另一端与所述下半件连接，相邻所述金属连接线与所述电连接结构之间，和相邻两所述金属连接线之间构成至少一个缝隙，所述第四激励单元设置于所述缝隙中，所述第四激励单元对其所在的所述缝隙进行激励形成缝隙天线。

可选地，所述金属连接线的形式包括实心金属线形式或加载有所述上半件与所述下半件之间的通信信号线的FPC的形式。

可选地，所述可翻转电子设备为笔记本电脑(Dual-piece wireless device)、电子词典或多屏可折叠手机。

可选地，所述第一RF信号源为WWAN信号源，所述第一激励单元的信号源为MIMO信号源，所述第二RF信号源为WLAN信号源。

可选地，所述第一激励单元的激励部件和/或所述偶极子天线的所述偶极子天线走线和/或所述第二激励单元的激励部件和/或所述第三激励单元的激励部件和/或所述第四激励单元的激励部件作为距离传感器的感应支节。

可选地，所述距离传感器集成在所述第一激励单元的激励部件上或所述偶极子天线的所述偶极子天线走线上或所述第二激励单元的激励部件上或所述第三激励单元的激励部件上或所述第四激励单元的激励部件上。

如上所述，本发明的可翻转电子设备的超宽带天线，在不开槽、不开缝的前提下，巧妙运用可翻转电子设备转轴区域的结构特点，通过设置缺口槽，实现狭小空间内超宽带天线的设计，其工作频段覆盖所有2G，3G，4G，5G(FR1)，BT，Navigation，以及Wi-Fi的通信频段；另外，在实现超宽带天线设计的同时，还可继续优化实现多天线的设计，并且多个天线之间的隔离度优于-10dB，基本满足天线工作性能要求。

附图说明

图1及图2显示为现有笔记本电脑结构及天线位置示意图。

图3显示为现有笔记本电脑使用时与人体的位置关系示意图。

图4至图11显示为本发明的可翻转电子设备的超宽带天线的结构示意图，其中，图6及图7显示为将本发明的可翻转电子设备的超宽带天线设计为笔记本电脑上的WWAN天线时，与现有置于键盘一侧的笔记本电脑上的WWAN天线的仿真效率对比图及仿真SAR值对比图。

图12显示为本发明实施例1的可翻转电子设备的超宽带天线的结构示意图。

图13及图14显示为实施例1的仿真S参数(隔离度及回波损耗)图及仿真效率图。

图15及图16显示为实施例1的实测S参数(隔离度及回波损耗)图及实测效率图。

图17显示为本发明实施例2的可翻转电子设备的超宽带天线的结构示意图。

图18显示为实施例2中不同天线的空间结构分布示意图。

图19及图20显示为实施例2中三个天线的仿真回波损耗图。

图21显示为实施例2中三个天线的仿真隔离度对比图。

图22显示为实施例2中三个天线的仿真效率图。

图23及图24显示为实施例2中三个天线的实测回波损耗图。

图25显示为实施例2中三个天线的实测隔离度对比图。

图26显示为实施例2中三个天线的实测效率图。

图27显示为本发明实施例3的可翻转电子设备的超宽带天线的结构示意图。

图28及图29显示为实施例3的仿真回波损耗图及仿真效率图。

图30至图35显示为本发明实施例4的可翻转电子设备的超宽带天线的结构示意图，其中，图30显示为笔记本电脑转轴区域的分解示意图，图33及图34还显示为本发明实施例5的可翻转电子设备的超宽带天线的结构示意图，图35显示为天线支架上的天线隔离地结构的示意图。

图36显示为实施例4中天线支架上的天线隔离地结构采用平面隔离地时及采用立体隔离地时，天线之间的隔离度对比图。

图37显示为实施例5中三个天线的仿真回波损耗图。

图38显示为实施例5中六个天线的仿真隔离度对比图。

图39显示为实施例5中三个天线的仿真效率图。

图40显示为实施例5中三个天线的实测回波损耗图。

图41显示为实施例5中三个天线的实测效率图。

图42显示为实施例5中两个WWAN天线之间的实测隔离度对比图。

图43显示为实施例6的可翻转电子设备的超宽带天线的结构示意图。

图44显示为实施例6的可翻转电子设备的超宽带天线中的第三激励单元激励的WLAN天线的仿真回波损耗图及仿真隔离度参数图。

图45显示为实施例6的可翻转电子设备的超宽带天线中第三激励单元激励的WLAN天线的仿真天线效率图。

图46显示为实施例7的可翻转电子设备的超宽带天线的结构示意图。

图47显示为实施例8的可翻转电子设备的超宽带天线的结构示意图。

元件标号说明

1 屏幕

2 上方区域

3 键盘

4 转轴区域

5 键盘两侧

6 键盘下侧

10 上半件

11 下半件

12 金属转轴

13 第一RF信号源

14 电连接结构

15 缺口槽

16 空心金属层

17 通信信号线

18 第一激励单元

19 第一激励单元的信号源

20 开槽

21 偶极子天线

22 第二RF信号源

23 激励部件

24 偶极子天线走线

25 天线支架

26 金属走线

27 长边

28 短边

29 长缝隙

30 天线隔离地结构

31 天线缝隙

32 第二激励单元

33 绝缘介质

34 转轴区域

35 转轴外壳

36 第三激励单元

37 第四激励单元

38 金属连接线

A 虚线框

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图3至图37。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

需要说明的是，本实施例中所涉及的电连接方式皆为理想状态。实际应用情况下，根据结构特征可采用弹片，焊接，螺丝，导电布等形式实现电连接功能。所述空心金属层的“空心”包含空气和绝缘介质。

如图4所示，本发明提供一种可翻转电子设备的超宽带天线，所述超宽带天线至少包括：

上半件10及下半件11；

金属转轴12，具有相对的第一端及第二端，所述金属转轴12通过该第一端与所述上半件连接，所述金属转轴12通过该第二端与所述下半件11连接；

第一RF信号源13，加载在所述金属转轴12上；

电连接结构14，置于所述第一RF信号源13一侧，并与所述上半件10及所述下半件11电连接；

缺口槽15，沿所述上半件10的外侧及所述下半件11的外侧向内延伸至所述电连接结构14(如图4中的虚线缺口槽15所示)，所述金属转轴12横跨在所述缺口槽15上；

所述金属转轴12对所述缺口槽15进行激励，形成第一超宽带天线。

这里需要说明的是，从电学结构上可翻转电子设备是一个统一整体，本发明为了方便描述，将可翻转电子设备拆分为所述上半件10及所述下半件11，且所述上半件10及所述下半件11通过所述金属转轴12连接，并实现两者之间的相对旋转功能。这里所述上半件10及所述下半件11中的上下只表明两者之间的相对位置，一者位于另一者的上方，即可以将位于上方的叫上半件，位于下方的叫下半件，也可以将位于上方的叫下半件，位于下方的叫上半件。所述可翻转电子设备可以为笔记本电脑、电子书等可翻转的电子产品，例如，当所述可翻转电子设备可以为笔记本电脑时，所述上半件10可包含显示屏、显示屏后盖、摄像头组件等部件，所述下半件可包含键盘、主板、前盖和后盖等部件。另外，这里描述的“端”指的是某一部件上下两侧，“侧”指的是某一部件左右两侧，例如图4中的所述金属转轴12，具有的相对的第一端及第二端，指的是靠近上半件10及下半件11的金属转轴12的两侧；电连接结构14，置于所述第一RF信号源13一侧，指的是所述电连接结构14置于所述第一RF信号源13的左侧或右侧。

作为示例，所述可翻转电子设备还可包括转轴外壳，位于所述上半件10及所述下半件11之间，用于包裹所述金属转轴12和/或隐藏电子设备的通信信号线。

作为示例，所述可翻转电子设备可以为笔记本电脑，通过将所述第一RF信号源13加载在所述金属转轴12上，所述金属转轴12对由所述上半件10及所述下半件11边侧往右/左至所述电连接结构14的区域形成的所述缺口槽15进行激励，形成所述第一超宽带天线。需要指出的是，所述金属转轴12作为笔记本电脑的必要结构部件，在实现原本翻转功能的同时，充当了第一超宽带天线的馈电结构。另外，还可以通过调节所述金属转轴12与所述上半件10及所述下半件11的连接位置，和/或所述金属转轴12的尺寸形状，实现对该第一超宽带天线的优化。便于理解，图4可示意为对笔记本电脑的上半件10与下半件11打开180°时的简化结构图，并将各部件之间的相对位置拉大，实际笔记本电脑在打开的状态下，上半件10与下半件11之间的缝隙距离一般大于2mm，且金属转轴12和上半件10及下半件11在投影区域会有部分重叠，重叠部分一般是用于金属转轴12与上半件10和下半件11的连接和固定。电连接上半件10及下半件11的电连接结构14将上半件10及下半件11之间的缝隙进行分割，其作用是一方面可确保左右两侧所述金属转轴12形成的两个所述第一超宽带天线之间互不干扰，提高两个天线之间的隔离度；另外，可对所述第一超宽带天线的阻抗进行调节，根据所述电连接结构14和激励源信号的相对位置，形成不同宽带的天线。金属转轴12本身具有一定的电长度，通过对其结构进行优化，也可以产生相应波长的电磁波。本示例中的笔记本电脑可翻转电子设备具有两个所述金属转轴12(左侧及右侧两个)，从而可以实现2个所述第一超宽带天线的设计，每个所述第一超宽带天线的频段为600MHz～6000MHz，其带宽覆盖所有2G，3G，4G，5G(FR1)，Navigation,BT以及Wi-Fi等的通信频段，且工作频段可以进一步拓展。图6和图7为现有笔记本电脑中放置于键盘一侧的WWAN天线与本示例笔记本电脑中的WWAN天线的仿真效率对比图和SAR值对比图，两支天线距离人体模型的距离为5mm，且天线的输入功率为23dBm，容易发现，本示例的WWAN天线在效率较高的情况下，SAR值却比传统天线更低。

如图4所示，作为示例，所述第一RF信号源13接于所述金属转轴12的第一端，所述金属转轴12的第一端与所述上半件10之间浮空连接，所述金属转轴12的第二端与所述下半件11之间电连接。所述金属转轴12的第二端与所述下半件11之间电连接可以是单点连接，也可以是多点连接或者是面连接的形式，用螺丝进行多点连接是较常用的方式，电连接处可以加入匹配电路，开关等。这里需要说明的是，所述第一RF信号源13在所述金属转轴12的第一端及第二端之间可以互换，例如，当所述第一RF信号源13接于所述金属转轴12的第二端时，则所述金属转轴12的第二端与所述下半件11之间浮空连接，所述金属转轴12的第一端与所述上半件10之间电连接。

如图5所示，作为示例，所述第一RF信号源13接于所述金属转轴12的内部，所述金属转轴12的第一端与所述上半件10之间电连接，所述金属转轴12的第二端与所述下半件11之间电连接。较佳地，电连接可以是单点、多点或面接触，电连接处可以加入匹配电路、开关等。

如图8所示，作为示例，所述电连接结构为周侧封闭的空心金属层16，该空心金属层16内部包裹所述上半件10与所述下半件11之间的通信信号线17。所述通信信号线17可以是屏幕信号线、摄像头信号线、天线馈电同轴线等电子设备内的各种信号线。采用该包裹形式的空心金属层16不仅可以屏蔽通信信号线17的高频信号，减少天线与这些器件之间的相互干扰，同时还易于所述通信信号线17及所述电连接结构在可翻转电子设备中的设计，例如，所述通信信号线17及所述空心金属层16可以采用软性扁平线(Flex cable)的设计，节省空间，提高集成度。

如图9所示，作为示例，若所述上半件10与所述下半件11之间的转轴区域的长度合适，所述可翻转电子设备的超宽带天线还包括：第一激励单元18(如图9中的虚线框A)，所述第一激励单元18设置于由所述上半件10、下半件11、金属转轴12及电连接结构14围成的开槽20中；所述第一激励单元18对所述开槽20进行激励，形成第二超宽带天线。所述第一激励单元18可以是直接激励或耦合激励(偶极子激励、单极子激励等)。将该天线结构应用于笔记本电脑中，所述第二超宽带天线的频段为1400MHz～6000MHz，覆盖2G，3G，4G，5G(FR1)，Navigation，BT以及Wi-Fi等的通信频段，从而在图9所示的两个金属转轴所在的区域可得到四个超宽带天线，两个所述第一超宽带天线及两个所述第二超宽带天线。根据需求，所述第一超宽带天线及所述第二超宽带天线的工作频段还可以进一步拓展，应用于UWB，Wi-Fi6和将来更多的天线工作频段。

作为示例，所述第一激励单元18的激励部件还可以作为距离传感器的感应支节，实现天线和传感器的双重功效。较佳地，所述距离传感器的外部电路可以集成在所述第一激励单元18的激励部件上。

如图10所示，作为示例，在图9的基础上，所述可翻转电子设备的超宽带天线还包括：设置于所述开槽20中且沿所述开槽20长度方向水平放置的偶极子天线21，所述偶极子天线21的天线电场与所述第一激励单元18激励的所述第二超宽带天线的天线电场空间正交。较佳地，所述第一激励单元18为偶极子激励，且该第一激励单元18与所述偶极子天线21垂直正交设置。设置所述偶极子天线21的天线电场与所述第一激励单元18激励的所述第二超宽带天线的天线电场空间正交，可以提升所述偶极子天线21与所述第一激励单元18激励的所述第二超宽带天线之间的隔离度。将该天线结构应用于笔记本电脑中，由此在单侧所述金属转轴12所在区域构成三天线系统：所述第一超宽带天线、所述第二超宽带天线及所述偶极子天线21，通过对两侧所述金属转轴区域进行上述天线设计，则可得到六天线系统。根据实际应用，可以用于WWAN，MIMO，WLAN，UWB,BT,Navigation等天线的设计。

作为示例，所述偶极子天线21可以采用直接激励或者耦合激励的方式，如图17及图18所示，所述偶极子天线21采用耦合激励的方式，所述偶极子天线21包括第二RF信号源22、与第二RF信号源22连接的激励部件23及偶极子天线走线24，所述激励部件23将所述第二RF信号源22的信号耦合至所述偶极子天线走线24上，以使所述偶极子天线走线24工作在偶极子天线模式。相较于直接激励，耦合激励可以有效缩短所述偶极子天线走线24的长度，节省天线空间。这里，所述激励部件23与所述偶极子天线走线24的结构形状及空间位置不做限定，只要所述激励部件23能将所述第二RF信号源22的信号耦合至所述偶极子天线走线24上即可，例如，图18所示，当所述激励部件23与所述偶极子天线走线24位于不同的空间层时，物理结构上所述激励部件23与所述偶极子天线走线24投影部分非电连接重叠或间隔一定距离；当所述激励部件23与所述偶极子天线走线24位于相同的空间层时，物理结构上所述激励部件23与所述偶极子天线走线24间隔一定距离。当所述第一激励单元18为偶极子激励时，物理结构上可与所述偶极子天线21的天线走线24投影部分非电连接重叠，以在保证天线隔离度的同时提高天线集成度。

作为示例，所述偶极子天线21的所述偶极子天线走线24还可以作为距离传感器的感应支节，实现天线和传感器的双重功效。较佳地，所述距离传感器的外部电路可以集成在所述偶极子天线21的所述偶极子天线走线24上。

如图11所示，作为示例，当所述金属转轴12的长度较短时，例如笔记本电脑的金属转轴在15mm之内，可将所述电连接结构14集成至所述金属转轴12上，此时，所述金属转轴12作为电连接所述上半件10及所述下半件11的电连接结构。将该天线结构应用于笔记本电脑中，所述金属转轴12对所述缺口槽15进行激励，形成所述第一超宽带天线，该第一超宽带天线可用作于2G，3G，4G，5G(FR1)，Navigation,BT以及Wi-Fi等的通信频段的天线设计。

下面将结合具体的附图及相应的实施例对本发明的可翻转电子设备的超宽带天线进行详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域一般技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，以下具体实施例中的可翻转电子设备是以笔记本电脑为例进行说明的。

实施例1

如图12所示，为简化的笔记本电脑模型，笔记本电脑上半件10和下半件11成90°，由于两侧金属转轴处理方式相同，此处对单侧金属转轴12进行模拟仿真。在金属转轴12的第一端接入第一RF信号源13，金属转轴12的第一端与上半件10浮空连接，且该第一RF信号源13为WWAN天线信号源，金属转轴第二端与下半件11电连接，电连接结构14设置于转轴区域最右侧。结合图9，在转轴区域的所述开槽20中放入如图12所示的第一激励单元18，且所述第一激励单元18为偶极子激励，所述第一激励单元的信号源19为MIMO天线信号源。由此构建出工作频段覆盖600MHz～6000MHz的第一超宽带WWAN天线(包含目前所有的2G，3G，4G，5G(FR1)通信频段)和工作频段覆盖1700MHz～6000MHz的第二超宽带MIMO天线(包含除低频外的所有工作频段)。如图13及图14所示，为两个天线的仿真S参数(隔离度及回波损耗)图及仿真效率图，从图中可以看出两个天线间的隔离度基本小于-10dB，可以满足天线的工作指标。图15和图16为两个天线的实测S参数(隔离度及回波损耗)图及实测效率图。考虑到实际测试中的各种损耗，天线性能与仿真结果基本一致。仿真和实际测试中均未考虑匹配电路，天线性能有进一步提升的空间。

实施例2

如图10、图17及图18所示，为在实施例1的基础上，在所述开槽20中沿所述开槽20长度方向水平设置一偶极子天线21，所述偶极子天线21采用耦合激励的方式。具体地：所述偶极子天线21的第二RF信号源22为WLAN天线信号源，馈电点位于所述第一激励单元18的右侧，第一激励单元18和偶极子天线21的激励单元(包括第二RF信号源22及激励部件23)位于绝缘介质33的上层，偶极子天线走线24位于绝缘介质33的下层，激励部件23和偶极子天线走线24在投影区域部分重叠。偶极子天线21与第一激励单元18垂直正交放置，且投影区域可以部分重叠。结合实施例1中的WWAN天线和MIMO天线，实施例2在单侧转轴区域内实现WWAN，MIMO和WLAN天线的三天线设计。图19及图20为本实施例中三个天线的仿真回波损耗图，图21为本实施例中三种天线的仿真隔离度对比图，图22为本实施例中三个天线的仿真效率图，从以上图中可以看出，在WWAN和MIMO天线性能不受影响的情况下，成功将WLAN天线加入到转轴空间内，且三个天线相互之间的隔离度基本小于-10dB，可以满足天线的工作指标。实际测试中，为了减弱MIMO天线馈电同轴线对天线区域的影响，在第一激励单元18上引入巴伦结构，减弱同轴线外导体上的电流，确保各天线间的隔离度。图23及图24为本实施例中实测回波损耗，图25为实测天线间的隔离度，图26为实测天线效率。实测天线间的隔离度基本小于-10dB，且各天线性能与仿真基本一致。通过两侧转轴可实现2个WWAN天线，2个MIMO天线，2个WLAN天线的六天线设计。

实施例3

如图11及图27所示，该实施例给出本发明的笔记本电脑用于WLAN天线设计时的具体应用。根据具体应用，金属转轴12长度可以进行缩短，例如本实施例中金属转轴12的长度为15mm，符合目前笔记本电脑设计较小转轴所需要的空间。将电连接结构14集成在所述金属转轴12上，此时，所述金属转轴12作为电连接所述上半件10及所述下半件11的电连接结构，第一RF信号源13采用WLAN天线信号源并加载在金属转轴12上，金属转轴12对缺口槽15进行激励。由此通过两侧金属转轴12完成两个WLAN天线的设计。图28及图29为本实施例中WLAN天线的仿真回波损耗图及仿真效率图，从图中可以看出该天线满足WLAN天线工作指标。

实施例4

如图30至图35所示，图26显示为现有一种笔记本电脑转轴区域的分解示意图，转轴外壳35内封有天线支架25，所述电连接结构14通过所述天线支架25上的金属走线实现，所述金属走线可以是LDS、FPC等形式，所述金属走线的一端与所述上半件10电连接，所述金属走线的另一端与所述下半件11电连接，所述第一RF信号源13加载在所述金属转轴12内，如图31所示。本实施例通过将电连接结构通过天线支架上的金属走线来实现，便于物理结构的设计与集成，同时实现了两个所述第一超宽带天线的设计。如图32所示，所述天线支架25上的所述金属走线电连接的一部分可以通过在笔记本电脑的通信信号线17(LCD信号线、Camera信号线、天线馈电同轴线等)***包裹空心金属层16，其余部分为实心的金属走线36的形式实现，这里实心的形式可以是LDS、FPC等适合的实心形式，空心金属层16可以屏蔽通信信号线17的高频信号，减少本实施例的天线和这些器件之间的相互干扰；同时还易于通信信号线17及电连接结构14的产品设计，例如各种通信信号线17及空心金属层可以采用柔性扁平线(Flex cable)的设计，节省空间，提高集成度；当然，所述天线支架25上的所述金属走线电连接可全部设置为包裹笔记本电脑的通信信号线17(LCD信号线、Camera信号线、天线馈电同轴线等)的空心金属层16。

如图33所示，将左侧及右侧的电连接结构14通过天线支架25上的金属走线26进行连接，从而形成一长缝隙29(如图中虚线框)，即可理解为所述金属走线包括沿水平方向延伸的长边27及沿垂直方向延伸的短边28，该长边27与所述下半件11电连接，该短边28与所述上半件10电连接，该短边28相当于所述电连接结构14，所述长缝隙29即由所述金属走线与所述上半件10围成，于所述长缝隙29中沿垂直方向设置至少一个天线隔离地结构30，所述天线隔离地结构30的一端与所述金属走线的长边27电连接，另一端与所述上半件10电连接；相邻所述金属走线26的所述短边28与所述天线隔离地结构30之间和相邻所述天线隔离地结构30之间形成天线缝隙31，于该天线缝隙中设置第二激励单元32，所述第二激励单元32对所述天线缝隙31进行激励，形成缝隙天线。根据所述天线隔离地结构30的多少可以实现多个(≥2)宽带天线设计。所述长边27上可集成天线缝隙31的匹配电路。

作为示例，所述第二激励单元32的激励方式为直接激励或耦合激励。例如，当所述第二激励单元32的激励方式为直接激励时，可以为直接馈电或环形馈电等；当所述第二激励单元32的激励方式为耦合激励时，可以为单极子耦合馈电或偶极子耦合馈电等。

作为示例，所述缝隙天线之间的隔离度，可以通过在相邻所述天线缝隙31之间设置所述天线隔离地结构30来提高。相邻所述天线缝隙31之间所述天线隔离地结构30的数量可以根据具体需要进行设置，例如1个、2个或更多个，在此不作限制。

作为示例，所述金属走线26的所述长边27可以为电连续的长边，也可以为非电连续的长边。如图33所示，所述金属走线26的所述长边27为电连续的长边，此时所述长缝隙29可理解为封闭的长缝隙29；如图34所示，所述金属走线26的所述长边27为非电连续的长边，此时所述长缝隙29可理解为非封闭的长缝隙29。本实施例中不限定所述长缝隙29的封闭形式，只要满足形成的所述天线缝隙31为封闭缝隙即可。

作为示例，所述上半件10与所述下半件11之间的通信信号线17(屏幕信号线，摄像头信号线，天线馈电同轴线等)沿部分或全部所述长边27及所述短边28和/或所述天线隔离地结构30布线，以减小其对天线性能的影响。这里需要说明的是，所述通信信号线17可根据通信信号线17的具体情况布线，例如，所述通信信号线17可沿部分所述长边27及所述短边28布线；也可沿全部所述长边27及所述短边28布线；也可沿部分所述长边27及部分所述天线隔离地结构30布线；也可沿部分所述长边27及部分所述天线隔离地结构30布线及所述短边28布线；也可以是其他布线方式，在此不再穷举。具体地，所述长边27、所述短边28及所述天线隔离地30可设计为周侧封闭的空心金属层16，该空心金属层16内部包裹所述上半件10与所述下半件11之间的通信信号线17；或者，所述上半件10与所述下半件11之间的通信信号线17沿部分或全部所述长边27及所述短边28和/或所述天线隔离地结构30的表面布线；再或者，一般所述通信信号线17包括地线及芯线，由于地线接地，所以可以将所述通信信号线17布线对应位置的所述长边27、所述短边28及所述天线隔离地结构30设计为为由该地线代替。作为示例，所述第二激励单元32的激励部件可以作为距离传感器的感应支节，实现天线和传感器双重功效。较佳地，所述距离传感器的外部电路还可以集成在所述第二激励单元32的激励部件上。

如图35所示，相对于现有采用平面天线隔离地结构来说，本实施例采用立体状的天线隔离地结构30，通过在天线支架25上设置开孔，并将所述金属走线及所述天线隔离地结构30贴附于该开孔内壁，贴附于该开孔内壁的所述天线隔离地结构30形成立体的天线隔离地结构30，贴附于该开孔内壁的所述金属走线形成立体的金属走线。贴附的所述金属走线及所述天线隔离地结构30可以是FPC，LDS等形式。如图36所示为采用平面隔离地结构时及采用立体隔离地结构时，天线之间的隔离度对比图，图中采用的两个天线是图33中第一RF信号源13(图36中的信号源1)激励的第一超宽带天线及与该第一RF信号源13相邻的第二激励单元32的信号源(图36中的信号源2)激励的缝隙天线，从图中可以看出，采用立体的隔离地结构及立体的金属走线的天线支架后，天线隔离度得到明显提升。需要说明，本示例中仅给出一种立体隔离地结构，其他基于相同概念的立体隔离地结构也属于本发明的保护范围。

实施例5

如图33所示，本实施例与实施例4基本相同，不同之处在于：所述第一RF信号源设置为WWAN天线信号源，靠近所述第一RF信号源的第二激励单元32的信号源设置为WLAN信号源，远离所述第一RF信号源的第二激励单元32的信号源设置为MIMO信号源，由此通过两侧金属转轴12完成六个天线的设计，其中包括两个WWAN天线、两个WLAN天线及两个MIMO天线。WWAN天线工作频段覆盖600MHz～6000MHz，包含目前所有的2G，3G，4G，5G(FR1)通信频段。MIMO天线工作频段覆盖1700MHz～6000MHz，包含除低频外的所有工作频段。WLAN天线工作频段为2.4GHz和5GHz。由于图33中天线设计为对称结构，图37给出实施例中三个天线的仿真回波损耗图，图38为本实施例中六个天线的仿真隔离度对比图，图39为本实施例中三种天线的仿真效率图，从图中可以看出，最差的隔离度在两个WWAN天线之间，为-12dB左右，基本满足天线工作指标。图40为本实施例中三个天线的实测回波损耗图，图41为本实施例中三种天线的实测效率图，图42为本实施例中两个WWAN天线之间的实测隔离度对比图，考虑到实际测试中的各种损耗，天线性能与仿真结果基本一致。仿真和实际测试中均未考虑匹配电路，天线性能有进一步提升的空间。

实施例6

如图43所示，在沿水平方向延伸的所述长边27和所述下半件11之间形成的长缝隙中设置第三激励单元36，该第三激励单元36包含激励源和激励部件，其激励方式可以是直接激励的方式或耦合激励的方式。如图43中为耦合激励的方式，并通过适当的匹配调节，从而形成另一WLAN天线，至此，再结合实施例5中的天线可组成7天线系统。图44为本实施例的仿真回波损耗图和仿真隔离度参数图，天线带内隔离度基本优于-10dB。图45为本实施例的第三激励单元激励的WLAN天线的仿真天线效率图，其可满足WLAN天线的一般工作指标。需要说明，本实施例中仅给出所述长缝隙作为WLAN天线时的运用，根据实际尺寸和优化，沿水平方向延伸的所述长边27和所述下半件11之间形成的所述长缝隙也可作为WWAN或MIMO天线工作。另外，所述第三激励单元36的激励部件也可以作为距离传感器的感应支节，且其可以单独作为距离传感器的感应支节，也可与所述第二激励单元的激励部件联合作为距离传感器的感应支节，可根据具体情况进行设置，以提高天线系统集成度。再者，还可将距离传感器集成在所述第三激励单元36的激励部件上，以实现空间复用。

实施例7

如图46所示，在实施例6的基础上，在所述上半件10和所述下半件11之间还设置有至少一条金属连接线38及至少两个第三激励单元36。该金属连接线38的一端与所述上半件10连接，另一端与所述下半件11连接。所有所述金属连接线38将实施例6中的所述长缝隙分割成若干独立的短缝隙，例如该实施例中设置有两条金属连接线38，将实施例6中的所述长缝隙分割成3个独立的短缝隙。于该每个短缝隙中设置所述第三激励单元36，形成若干缝隙天线，例如该实施例中形成3个缝隙天线。需要说明，所述金属连接线38的形式可以为一般的实心金属线形式或加载有所述上半件10与所述下半件11之间的通信信号线的FPC的形式，可根据实际情况进行选择。另外，所述金属连接线38的位置可以与所述天线隔离地30空间投影区域重叠，且所述金属连接线38的位置，宽度可调。本实施例中结合实施例6中的天线设计，可组成大于7个天线的天线结构。

实施例8

如图47所示，为在本发明形成的所述第一超宽带天线的基础上，在所述上半件10和所述下半件11之间还设置有至少一条金属连接线38及第四激励单元37，所述金属连接线38一端与所述上半件10连接，另一端与所述下半件11连接。相邻所述金属连接线38与所述电连接结构14之间，和相邻两所述金属连接线38之间构成至少一个缝隙，例如该实施例中设置有两条所述金属连接线及两个所述电连接结构14，其形成了3个短缝隙。于该每个短缝隙中设置所述第四激励单元37，从而形成若干个缝隙天线，例如该实施例中形成3个缝隙天线。同样地，该第四激励单元37也包含激励源和激励部件，其激励方式可以是直接激励或耦合激励。需要说明，所述金属连接线38的形式可以为一般的实心金属线形式或加载有所述上半件10与所述下半件11之间的通信信号线的FPC的形式，可根据实际情况进行选择。本实施例中结合两个所述第一超宽带天线可组成多个天线的天线结构。另外，所述第四激励单元37的激励部件也可以作为距离传感器的感应支节，以提高天线系统集成度。再者，还可将距离传感器集成在所述第四激励单元37的激励部件上，以实现空间复用

以上描述及具体实施例只是本发明在WWAN，MIMO，WLAN天线设计时的运用，根据需要本发明也可以运用于BT，Navigation，UWB，WiFi 6以及未来更多频段的天线设计。本发明对上下半件的尺寸，金属转轴的形状，信号源接入点和电连接点的位置，馈电形式等都不做限定。其他基于本发明工作原理的变化例都属于本专利的保护范围。

如上所有案例均为全金属机身，但本专利不限于全金属机身设计，只要满足本专利的基本构成条件，其他材质机身同样适用，例如塑料机身上贴附金属铜箔，铝箔等。同样，以上以笔记本电脑为例对本发明的内容进行阐述，但不限于笔记本电脑，其他具有类似结构的电子设备如电子词典，多屏可折叠手机等均可采用本发明中的天线设计。

综上所述，本发明提供一种可翻转电子设备的超宽带天线，在不额外开槽、开缝的前提下，巧妙运用可翻转电子设备转轴区域的结构特点，通过设置U型缺口槽，实现狭小空间内超宽带天线的设计，其工作频段覆盖所有2G，3G，4G，5G(FR1)，BT，Navigation，以及Wi-Fi的通信频段；另外，在实现超宽带天线设计的同时，还可继续优化实现多天线的设计，并且多个天线之间的隔离度优于-10dB，基本满足天线工作性能要求。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。