电子设备

文档序号:140557 发布日期:2021-10-22 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 电子设备 (Electronic device ) 是由 王辉 于 2020-04-17 设计创作,主要内容包括:本申请公开了一种电子设备,涉及通信技术领域。该电子设备的天线包括开设有缝隙的印制电路板和馈电结构,该馈电结构分别缝隙的第一侧壁与第二侧壁连接。由于该缝隙所需的设计空间较小,因此可以减小印制电路板的面积,进而可以降低电子设备的制造成本。并且,由于本申请提供的天线无需设计走线,且无需预留净空区域,因此可以进一步降低电子设备的制造成本。(The application discloses electronic equipment relates to the technical field of communication. The antenna of the electronic equipment comprises a printed circuit board with a gap and a feed structure, wherein the feed structure is connected with a first side wall and a second side wall of the gap respectively. The design space required by the gap is smaller, so that the area of the printed circuit board can be reduced, and the manufacturing cost of the electronic equipment can be further reduced. In addition, the antenna provided by the application does not need to be designed with a wire, and does not need to reserve a clearance area, so that the manufacturing cost of the electronic equipment can be further reduced.)

电子设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域,特别涉及一种电子设备。

背景技术

电子设备,例如电视机、冰箱或客户终端设备,可以通过设置在其中的天线接收和发送信号,从而进行通信。

相关技术中,该天线一般为弯折型倒F天线(meandered inverted f antenna,MIFA),该MIFA包括设置在电子设备的印制电路板(printed circuit board,PCB)上的蛇形走线。

但是,该蛇形走线需要较大的设计空间,导致电子设备的制造成本较高。

发明内容

本申请提供了一种电子设备,可以解决相关技术的电子设备的制造成本较高的问题。所述技术方案如下:

所述电子设备包括:天线,所述天线包括:印制电路板PCB和馈电结构;

所述PCB上形成有缝隙,所述缝隙的侧壁为非连续侧壁;

所述馈电结构的一端与所述缝隙的第一侧壁连接,另一端与所述缝隙的第二侧壁连接,所述第一侧壁与所述第二侧壁相对。

可选的,所述PCB呈矩形,所述缝隙为条状缝隙;

所述缝隙的长度方向平行于所述PCB的一条侧边的延伸方向。

可选的,所述第一侧壁与所述PCB的第一侧边之间的距离,等于所述第二侧壁与所述PCB的第二侧边之间的距离;

其中,所述第一侧边与所述第二侧边为所述PCB的相对的两个侧边。

可选的,所述PCB呈长方形,所述缝隙的长度方向平行于所述PCB的长边,且所述缝隙的长度大于或等于23毫米,且小于或等于25毫米。

可选的,所述缝隙的长度为24毫米,所述馈电结构与所述缝隙的第三侧壁的距离为8毫米;

所述第一侧壁和所述第二侧壁均与所述第三侧壁垂直。

可选的,所述第一侧壁与所述PCB的第一侧边之间的距离,大于所述第二侧壁与所述PCB的第二侧边之间的距离;

其中,所述第一侧边与所述第二侧边为所述PCB的相对的两个侧边。

可选的,所述PCB呈长方形,所述缝隙的长度大于或等于所述PCB的宽度;

所述馈电结构与所述缝隙的第三侧壁之间的距离大于或等于3毫米,且小于或等于所述缝隙的长度的一半:

其中,Lf为所述缝隙的长度,WPCB为所述PCB的宽度,d为所述缝隙的宽度,所述第一侧壁和所述第二侧壁均与所述第三侧壁垂直。

可选的,所述缝隙的宽度大于或等于1毫米,且小于或等于3毫米。

可选的,所述缝隙包括连通的第一缝隙分支和第二缝隙分支;

所述第一缝隙分支的长度方向与所述第二缝隙分支的长度方向相交,且所述第一缝隙分支的长度大于所述第二缝隙分支的长度;

其中,所述第一缝隙分支的长度方向平行于所述PCB的一条侧边的延伸方向。

可选的,所述电子设备还包括:屏蔽罩;

所述屏蔽罩位于所述PCB的一侧,所述屏蔽罩的边沿与所述PCB的边沿连接,且所述屏蔽罩在所述PCB所在平面上的正投影不与所述缝隙重叠。

本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括:

本申请提供了一种电子设备,电子设备的天线包括开设有缝隙的PCB和馈电结构,该馈电结构分别缝隙的第一侧壁与第二侧壁连接。由于该缝隙所需的设计空间较小,因此可以减小PCB的面积,进而可以降低电子设备的制造成本。并且,由于本申请提供的天线无需设计走线,且无需预留净空区域,因此可以进一步降低电子设备的制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例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。

图1是相关技术中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结构示意图;

图3是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图;

图4是本申请实施例提供的又一种电子设备的结构示意图;

图5是图4所示的天线工作时PCB表面的电流分布图;

图6是图4所示的天线的方向图;

图7是图4所示的天线的回波损耗的曲线图;

图8是本申请实施例提供的再一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

图1是相关技术中的移动终端的结构示意图,参见图1,该移动终端可以包括PCB101,设置在该PCB 101上的MIFA 102、电子器件103,以及多个焊盘104,例如图1示出了8个焊盘104。其中,电子器件103可以包括芯片。

从图1可以看出,该MIFA 102的走线所在区域的面积约为PCB 101总面积的30%,占用面积较大。

并且,相关技术中,还需要为在该MIFA 102周围预留部分区域,该部分区域不会设置任何器件,即该部分区域为天线的净空区域,以避免电子设备中的金属影响天线的正常工作。由此导致电子设备中的PCB 101的面积更大,电子设备的成本更高。

本申请实施例提供了一种电子设备,该电子设备可以包括:无线保真(wireless-fidelity,Wi-Fi)模组,移动通信模组以及窄带物联网(narrow band internet ofthings,NB-loT)模组中至少一个。其中,该无线保真模组,移动通信模组以及NB-loT模组中的每个模组均可以包括天线。

可选的,该电子设备可以是智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机、台式计算机、路由器、客户终端设备(customer premise equipment,CPE)、电视机、冰箱、空调或可穿戴设备等等。该移动通信模组可以为第5代(generation,G)移动通信模组,即5G移动通信模组。示例的,参见图2,该电子设备110可以为电视机或手机。

若该电子设备110为电视机,则天线1101可以设置在该电视机的左上角、左下角、右上角或右下角,例如参见图2,该天线1101可以设置在电视机的左下角。若该电子设备110为手机,则该天线1101可以设置在该手机的左上角或右上角,例如参见图2,该天线1101可以设置在手机的左上角或右上角,例如该天线1101可以设置在左上角。

本申请实施例提供了一种电子设备,参见图3,该电子设备可以包括:天线。该天线包括:PCB 01和馈电结构02,即本申请实施例提供的天线无需走线。

从图3中可以看出,该PCB 01上形成有缝隙01a,该缝隙01a的侧壁为非连续侧壁,即该缝隙01a可以为在PCB 01的一个侧边处开设的开口。例如图3所示的缝隙01a为在PCB01的右侧边所开设的开口。

该馈电结构02的一端可以与缝隙01a的第一侧壁011连接,另一端可以与缝隙01a的第二侧壁012连接。其中,该第一侧壁011与第二侧壁012相对。

在本申请实施例中,馈电结构02向PCB 01馈入射频信号后,PCB 01即可产生电流,进而向外辐射能量,即可以直接通过PCB 01辐射电磁波,而无需通过走线进行辐射。

对比图3和图1可以看出,相较于相关技术中的MIFA所在区域的面积,本申请实施例提供的天线中,缝隙01a在PCB 01上所占区域的面积较小。因此可以使得电子设备中的PCB 01的面积得到有效减小,从而降低电子设备制造成本。

综上所述,本申请实施例提供了一种电子设备,电子设备的天线包括开设有缝隙的PCB和馈电结构,该馈电结构分别缝隙的第一侧壁与第二侧壁连接。由于该缝隙所需的设计空间较小,因此可以减小PCB的面积,进而可以降低电子设备的制造成本。并且,由于本申请实施例提供的天线无需设计走线,且无需预留净空区域,因此可以进一步降低电子设备的制造成本。

可选的,该馈电结构02可以为导线。该天线的工作频率可以大于或等于500兆赫兹(MHz),即该天线可以为高频天线。由于该天线为高频天线,而PCB 01上的电子器件的工作频率较低,因此在适当处理PCB 01上的走线及包地后,可以确保天线在工作时,不会影响PCB 01上的电子器件。

可选的,PCB 01可以呈矩形。该缝隙01a可以为圆形缝隙,曲线型缝隙或多边形缝隙。例如参见图3,该缝隙01a可以为长方形缝隙,即缝隙01a为条状缝隙。本申请实施例以该缝隙01a为条状缝隙为例,对该电子设备进行示例性说明。

在本申请实施例中,若该PCB 01呈矩形,该缝隙01a为条状缝隙,则该缝隙01a的长度方向可以平行于PCB 01的一条侧边的延伸方向。

例如,参见图3,该PCB 01呈长方形,该缝隙01a的长度方向平行于PCB 01的长边的延伸方向。

由于该缝隙01a的长度方向可以平行于PCB 01的长边,即在制造该电子设备的过程中,可以在PCB 01上沿PCB 01的长度方向开设该缝隙01a,因此该缝隙01a可以设置的较长,从而可以提高天线的辐射性能。

可选的,该缝隙01a的宽度d可以大于或等于1毫米(mm),且小于或等于3mm。例如该缝隙01a的宽度d可以为1mm。其中,如图3所示,该宽度d可以是指该缝隙01a的第一侧壁011与第二侧壁012之间的距离。

在本申请实施例中,若该PCB 01呈长方形,则该缝隙01a可以沿PCB 01宽度方向设置,且可以位于PCB 01的不同区域。

在一种可选的实现方式中,参见图3,该缝隙01a不位于PCB 01的中间位置处。也即是,该缝隙01a的第一侧壁011与PCB 01的第一侧边013之间的距离h1,可以大于该缝隙01a的第二侧壁012与PCB 01的第二侧边014之间的距离h2。其中,该第一侧边013与第二侧边014可以为PCB的相对的两个侧边。

该种情况下,该缝隙01a的长度Lf可以大于或等于PCB 01的宽度WPCB,且该馈电结构02与缝隙01a的第三侧壁015之间的距离D可以大于或等于3mm,且小于或等于该缝隙01a的长度的一半。也即是,该距离D可以满足:

其中,该缝隙01a的长度Lf可以大于或等于24mm。该第三侧壁015为该缝隙01a的端面,且该第三侧壁015可以分别与第一侧壁011,以及第二侧壁012垂直。

示例的,假设缝隙01a的长度Lf=24mm,则馈电结构02与缝隙01a的第三侧壁015之间的距离D可以大于或等于3mm,且小于或等于12mm。

在另一种可选的实现方式中,参见图4,该缝隙01a可以位于PCB 01的中间位置处。也即是,该缝隙01a的第一侧壁011与PCB 01的第一侧边013之间的距离h1,可以等于该缝隙01a的第二侧壁012与PCB 01的第二侧边014之间的距离h2。

其中,该PCB 01的尺寸可以大于或等于30mm*30mm(毫米),即PCB 01的长边的长度可以大于或等于30mm,PCB 01的短边的长度也可以大于或等于30mm。

该种情况下,该缝隙01a的长度Lf可以大于或等于23mm,且小于或等于24毫米,例如该缝隙01a的长度可以为24mm。该馈电结构02与该缝隙01a的第三侧壁015之间的距离可以为8mm。

图5是图4所示的天线工作时PCB表面的电流分布图。图5中采用箭头表示PCB 01的表面的电流的流向,从图5中可以看出,PCB 01上的缝隙01a两侧的电流的流向相反,相应的,缝隙01a两侧的电流所生成的磁场相互抵消,不会向外辐射。而PCB 01左右两侧电流的流向相同,所生成的磁场不会相互抵消,均可以向外辐射,因此PCB 01左右两侧电流可以决定天线的辐射特性,即可以决定天线的方向图。其中,该方向图可以反映天线的辐射特性。由于PCB 01左右两侧电流均可以向外辐射,因此该天线为偶极子天线,即主要通过激发PCB01的地进行辐射。该辐射方式与相关技术中的通过辐射体进行辐射的方式不同。

图6是图4所示的天线的方向图。图6所示的坐标系为笛卡尔坐标系,X轴表示天线辐射的电磁波的场强在水平方向上的一个分量,Y轴表示该场强在水平方向上的另一个分量,该分量可以垂直于X轴所表示的分量,Z轴表示该场强在竖直方向上的分量。图6中方向图10为电场的垂直分量theta产生的方向图,方向图20为电场的水平分量phi产生的方向图。从图6中可以看出,方向图10和方向图20均是对称图形,从而可以反映出该天线为偶极子天线。

图7是图4所示的天线的回波损耗的曲线图。其中,天线的回波损耗(return loss,RL)可以反映该天线的性能,该回波损耗是指射频输入信号反射回来的功率与输入信号功率的比值,其单位为分贝(decibel,db),该回波损耗为负值,且该回波损耗越小,即回波损耗的绝对值越大,表示天线的阻抗匹配越好。

图7中横轴表示天线的工作频率F,单位为吉赫兹(GHz);纵轴表示天线的回波损耗S,单位为db。从图7中可以看出,该天线的回波损耗的最低值约为20db。从图7中可以看出,当天线的回波损耗为-10db,即天线的效率为50%,此时天线的工作频率为1GHz,或者为6GHz。当天线的回波损耗小于-10db时,即天线的效率大于50%,天线的工作频率大于1GHz且小于6GHz,即天线的带宽大于1GHz且小于6GHz。

根据上述分析可知,当天线的效率大于或等于50%,天线的带宽大于或等于1GHz,且小于或等于6GHz,天线的带宽较大。由于天线的带宽较大,因此本申请实施例提供的天线的频偏变化较小。

图8是本申请实施例提供的又一种电子设备的结构示意图。参见图8,该缝隙01a可以包括连通的第一缝隙分支011a和第二缝隙分支012a。

该第一缝隙分支011a的长度方向与第二缝隙分支012a的长度方向可以相交,即第一缝隙分支011a的长度方向与第二缝隙分支012a的长度方向不平行,且该第一缝隙分支011a的长度可以大于第二缝隙分支012a的长度。

其中,第一缝隙分支011a的长度方向可以平行于PCB 01的一条侧边的延伸方向。

可选的,如图8所示,第一缝隙分支011a的长度方向可以垂直于第二缝隙分支012a的长度方向。即该缝隙01a可以为L型缝隙。

示例的,若该PCB 01呈矩形,则该第一缝隙分支011a的长度方向可以平行于该PCB01的长边,第二缝隙分支012a的长度方向可以平行于PCB 01的短边。也即是,该第一缝隙分支011a的长度方向可以垂直于该PCB 01的短边,第二缝隙分支012a的长度方向可以垂直于PCB 01的长边。

需要说明的是,若该缝隙01a包括连通的第一缝隙分支011a和第二缝隙分支012a,则该馈电结构02与缝隙01a的第三侧壁015之间的距离D可以是指馈电结构02和第二缝隙分支012a间的距离,与第二缝隙分支012a的长度之和。也即是,该距离是指馈电结构02与该第三侧壁015之间的折线距离。

在本申请实施例中,该电子设备还可以包括:屏蔽罩。该屏蔽罩可以位于PCB 01的一侧。该屏蔽罩的边沿可以与PCB 01的边沿连接,且该屏蔽罩在PCB所在平面上的正投影不与缝隙01a重叠,即屏蔽罩在PCB所在平面上的正投影与该缝隙01a无重叠区域。

可选的,屏蔽罩在PCB 01所在平面上的正投影可以与该PCB 01完全重合。也即是,该屏蔽罩上可以设置有与该缝隙01a的形状相同的开口。

在本申请实施例中,该电子设备还可以包括:多个焊盘,以及与该多个焊盘一一对应的屏蔽罩支腿。该多个焊盘可以设置在PCB 01的边沿,每个焊盘可以与一个屏蔽罩支腿的一端连接(例如焊接),每个屏蔽罩支腿的另一端可以与屏蔽罩的边沿连接(例如焊接),从而实现屏蔽罩与PCB 01的连接。

需要说明的是,每个焊盘在PCB所在平面上的正投影不与缝隙01a重叠,即每个焊盘在PCB所在平面上的正投影均与该缝隙01a无重叠区域。

可选的,该屏蔽罩可以包括多个子屏蔽罩(例如可以包括3个子屏蔽罩),即屏蔽罩可局部分割,该多个子屏蔽罩中的每个子屏蔽罩可以与相邻的子屏蔽罩连接。

综上所述,本申请实施例提供了一种电子设备,电子设备的天线包括开设有缝隙的PCB和馈电结构,该馈电结构分别缝隙的第一侧壁与第二侧壁连接。由于该缝隙所需的设计空间较小,因此可以减小PCB的面积,进而可以降低电子设备的制造成本。并且,由于本申请实施例提供的天线无需设计走线,且无需预留净空区域,因此可以进一步降低电子设备的制造成本。

以上所述仅为本申请的示例性实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

12页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:天线单元和电子设备

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!

技术分类