电子设备

文档序号:244225 发布日期:2021-11-12 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 电子设备 (Electronic device ) 是由 朱建基 于 2021-08-31 设计创作,主要内容包括:本申请公开了一种电子设备,所公开的电子设备包括:PCB板、第一环形天线、第二环形天线,其中,所述第一环形天线和所述第二环形天线均设置于所述PCB板上,且所述第一环形天线和所述第二环形天线与所述PCB板电连接,所述第二环形天线设置于所述第一环形天线的外围,且所述第一环形天线的内侧填充有第一介质,所述第一环形天线与所述第二环形天线之间填充有第二介质,所述第一环形天线的厚度值为H1,所述第二环形天线的厚度值为H2,所述H1的值大于所述H2的值。(The application discloses electronic equipment, disclosed electronic equipment includes: the PCB comprises a PCB board, a first loop antenna and a second loop antenna, wherein the first loop antenna and the second loop antenna are arranged on the PCB board and are electrically connected with the PCB board, the second loop antenna is arranged on the periphery of the first loop antenna, a first medium is filled inside the first loop antenna, a second medium is filled between the first loop antenna and the second loop antenna, the thickness value of the first loop antenna is H1, the thickness value of the second loop antenna is H2, and the value of H1 is larger than the value of H2.)

电子设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种电子设备。

背景技术

随着5G时代的到来,万物互联的概念逐渐融入到人们的生活之中,不同的电子设备能够相互交互,从而可以实现更多的功能。

以智能手表为例,智能手表如果想和其它电子设备交互,最关键的一环是无线通信系统,而天线是无线通信系统中重中之重的一个部件。但是,目前的智能手表具有结构紧凑、小型化等特点,从而会给天线设计带来极大的挑战,使得净空环境恶化,导致天线走线面积减小,进而天线性能较差,导致用户的使用体验较差。

发明内容

本申请公开一种电子设备,以解决目前的电子设备中的净空环境恶化影响天线性能导致用户体验不佳的问题。

为了解决上述问题,本申请采用下述技术方案:

第一方面,本申请实施例公开一种电子设备,包括:PCB板、第一环形天线、第二环形天线,其中,所述第一环形天线和所述第二环形天线均设置于所述PCB板上,且所述第一环形天线和所述第二环形天线与所述PCB板电连接,所述第二环形天线设置于所述第一环形天线的外围,且所述第一环形天线的内侧填充有第一介质,所述第一环形天线与所述第二环形天线之间填充有第二介质,所述第一环形天线的厚度值为H1,所述第二环形天线的厚度值为H2,所述H1的值大于所述H2的值。

本申请实施例公开本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果:

本申请实施例公开一种电子设备,将第一环形天线和第二环形天线设置为一种内外环的结构,并设置于PCB板上,将第一介质填充至第一环形天线的内侧,将第二介质填充至第一环形天线和第二环形天线之间,通过选择介电常数较小的第一介质,以及相对介电常数接近于1的第二介质,使得第一环形天线和第二环形天线的结构长度得到一定的减少,从而可以在有限的空间内,实现多天线系统,通过调整第一环形天线的厚度值H1和第二环形天线的厚度值 H2,使得第一环形天线与第二环形天线的相对厚度得到调整,在H1与H2的比值越小的情况下,第二环形天线对第一环形天线的干扰越小,从而可以改善电子设备中天线的净空环境,从而可以改善天线性能。也就是说,本申请实施例公开的电子设备,通过一种内外环的天线结构,调整第一环形天线与第二环形天线的相对厚度,能够改善天线净空环境,从而能够解决目前的电子设备中的净空环境恶化影响天线性能导致用户体验不佳的问题。

附图说明

图1为本申请实施例公开的一种电子设备的结构示意图;

图2为本申请实施例公开的一种电子设备的侧视图;

图3为本申请实施例公开的另一种电子设备的结构示意图;

图4为本申请实施例公开的又一种电子设备的结构示意图;

图5为本申请实施例公开的又一种电子设备在第二环形天线上的第四连接点和第二馈电点导通时的辐射方向的示意图;

图6为本申请实施例公开的又一种电子设备在第二环形天线上的第五连接点和第二馈电点导通时的辐射方向的示意图;

图7为本申请实施例公开的又一种电子设备在第二环形天线上的第六连接点和第二馈电点导通时的辐射方向的示意图;

图8为本申请实施例公开的再一种电子设备的结构示意图。

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作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。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施,且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一对象可以是一个,也可以是多个。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图,通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的一种电子设备进行详细地说明。

图1为本申请实施例公开的一种电子设备的结构示意图,如图1所示,本申请实施例公开一种电子设备,所公开的电子设备包括:PCB板100、第一环形天线200、第二环形天线300,其中,

第一环形天线200和第二环形天线300均设置于PCB板100上,且第一环形天线200和第二环形天线300与PCB板100电连接,第二环形天线300 设置于第一环形天线200的外围,第一环形天线200与第二环形天线300可以形成一个内外环结构,第一环形天线200的半径为R1,第二环形天线300的半径为R2,R1<R2,第一环形天线200与第二环形天线300之间的间距R2-R1 的值越大,第二环形天线300对第三环形天线400的干扰越小。

且第一环形天线200的内侧填充有第一介质400,第一环形天线200与第二环形天线300之间填充有第二介质500,通过填充第一介质400和第二介质 500,可以减小第一环形天线200和第三环形天线300的占用面积。一种具体的实现方式中,第一介质400和第二介质500可以通过注塑的方式填充至电子设备,第一介质400可以选择一种低损耗、低介电常数且覆盖频率范围较宽的介质,且第一介质400最好可以覆盖毫米波频段,需要说明的是,介电常数越大,介质对电荷的束缚能力越强,介质越不容易极化,从而天线的带宽会相应地变窄,从而天线所需要的结构长度越长。而第二介质500可以选择一种相对介电常数接近于1的介质材料,通过这种方式,可以增强电场强度,使得第一环形天线200和第二环形天线300的辐射频率较宽,并在有限的空间内减小第一环形天线200和第二环形天线的占用面积,从而可以实现多天线系统。

此外,第一环形天线200的厚度值为H1,第二环形天线300的厚度值为 H2,H1的值大于H2的值。通过第一环形天线200和第二环形天线300之间的相对厚度的调整,可以改善电子设备的净空环境,在H2与H1的比值越小的情况下,第二环形天线300对第一环形天线200的干扰越小,从而可以改善天线的净空环境。

本申请实施例公开一种电子设备,将第一环形天线和第二环形天线设置为一种内外环的结构,设置于PCB板上,将第一介质填充至第一环形天线的内侧,将第二介质填充至第一环形天线和第二环形天线之间,通过选择介电常数较小的第一介质,以及相对介电常数接近于1的第二介质,使得第一环形天线和第二环形天线的结构长度得到一定的减少,从而可以在有限的空间内,实现多天线系统,通过调整第一环形天线的厚度值H1和第二环形天线的厚度值 H2,使得第一环形天线与第二环形天线的相对厚度得到调整,在H1与H2的比值越小的情况下,第二环形天线对第一环形天线的干扰越小,从而可以改善电子设备中天线的净空环境,从而可以改善天线性能。也就是说,本申请实施例公开的电子设备,通过一种内外环的天线结构,调整第一环形天线与第二环形天线的相对厚度,能够改善天线净空环境,从而能够解决目前的电子设备中的净空环境恶化影响天线性能导致用户体验不佳的问题。

一种可以实现的方式中,第一环形天线200可以是贴片天线,其主要的辐射电场可以位于纵向和横向的辐射体边缘区域,根据第一环形天线200上不同的馈电点和断口位置,可以调整天线性能,第二环形天线300可以任意构成倒置F型天线(Inverted F Antenna,IFA)、单极子(Monopole)天线或环形(Loop) 天线,此时,第一环形天线200可以充当部分地结构,且第二环形天线300居中设计,从而可以避开边缘的电场强区,且在H2与H1的比值越小的情况下,第二环形天线300对第一环形天线的干扰越小,从而可以调整H1和H2,改善净空环境,使电子设备的天线性能较为稳定。

图2示出一种电子设备的侧视图,在图2中,第一环形天线200的厚度为H1,第二环形天线300的厚度为H2,为了减少第一环形天线200与第二环形天线300之间的干扰,可以合理地设置第一环形天线200的厚度H1和第二环形天线300的厚度H2的比值,二者的比值越小,两个天线之间的干扰越小,从而天线的净空环境可以得到一定的改善。此外,对于第一环形天线200的厚度H1和第二环形天线300的厚度H2的具体设计,本申请实施例对此不作具体限制。

一种可以实现的方式中,图3为本申请实施例公开的另一种电子设备的结构示意图,如图3所示,本申请实施例公开的电子设备还包括:第一开关600,第一开关600的一端与第一环形天线200连接,另一端与PCB板100的地端连接,第一环形天线200上依次设置有:第一馈电点201、第一连接点202、第二连接点203和第三连接点204,第一开关600用于控制第一连接点202、第二连接点203和第三连接点204中的至少一个连接点与PCB板100的地端之间的通断。

在本申请实施例中,第二环形天线300可以作为寄生机构,从而可以起到辅助辐射的作用。通过第一馈电点201,可以将PCB板100中的电流馈给第一环形天线200,通过第一开关600,可以控制第一连接点202、第二连接点203 和第三连接点204中的至少一个连接点与PCB板100的地端之间的通断,从而可以控制不同的连接点与第一馈电点201、第一环形天线200和PCB板100 形成不同的通路,从而可以激发多个天线模式,使其工作在多个频段,从而可以调整天线的性能。

第一环形天线200上还可以设置有至少两个断口。如图4所示,第一环形天线200上设置的断口可以包括:第一断口205、第二断口206、第三断口207 和第四断口208,通过调节第一开关600可以激发不同的天线模式,具体的,在第一开关600处于关闭状态的情况下,第一环形天线200为Monopole模式,其工作模式为四分之一波长的Monopole模式,工作频率为f1;在第一开关600 控制第一连接点202处于导通状态的情况下,此时,第一环形天线200的形式为IFA形式,其工作模式为四分之一波长的IFA模式;在第一开关600控制第三连接点204处于导通状态的情况下,此时第一环形天线200为环天线,其工作模式为二分之一波长的Loop模式,工作频率为f2,一般情况下,f2=2*f1。

需要说明的是,第一开关600控制导通不同的连接点,相当于第一环形天线200并联一个小电感到PCB板100的地端,从而可以调整第一环形天线200 的初始阻抗,也就是说,通过第一开关600控制不同的连接点与PCB板100 的地端之间的通断,即第一开关600可以在不同的位置加载电感,进而可以调节第一环形天线200的初始阻抗,从而可以调整天线的工作模式,进而可以得到多频段的天线。

一种可以实现的方式中,图4为又一种电子设备的结构示意图,如图4所示,第一环形天线200上设置的断口可以为4个,本申请实施例所公开的电子设备还可以包括:第二开关700;其中,

第二开关700的一端与第二环形天线300连接,另一端与PCB板100连接,在第二环形天线300上可以设置有:第四连接点301、第二馈电点302、第五连接点303和第六连接点304,且第四连接点301可以通过第一断口205 的间隙与PCB板100连接,第二馈电点302可以通过第三断口207的间隙与 PCB板100连接、第五连接点303可以通过第二断口206的间隙与PCB板100 连接,第六连接点304可以通过第四断口208的间隙与PCB板100连接。而第二开关700用于控制第四连接点301、第五连接点303和第六连接点304中的至少一个连接点与PCB板100之间的通断,从而可以选择不同的天线工作模式,实现多种天线模式的自由切换。

在本申请实施例中,第二环形天线300的第二馈电点302和加载器件,分别从第一环形天线200的四个断口引入,此时的第二环形天线300可以作为辐射体,通过第一环形天线200和第二环形天线300同时工作,从而可以增加第一环形天线200与第二环形天线300的可覆盖频段,第一开关600和第二开关 700同时工作,从而可以选择不同的连接点与PCB板100导通,从而可以实现多种天线模式的自由切换。

具体的,在第二开关700控制第二馈电点302导通的情况下,第一环形天线200和第二环形天线300同时工作,此时天线形式为Monopole形式,其工作模式为四分之一波长的Monopole模式,对应工作频率f1;在第二开关700 控制第四连接点301和第二馈电点302导通的状态下,如图5所示,天线形式切换为环天线,其工作模式为Loop模式,此时第二环形天线300有两条辐射臂:第二环形天线300的第一辐射臂和第二环形天线300剩余周长构成的第二辐射臂,分别对应不同的工作频率f2和f3(f3<f2),其辐射方向分布在相反的方向,其中,第一辐射臂由第二环形天线300中的第四连接点301按逆时针方向到第二馈电点302的天线形成,第二辐射臂由第二环形天线300中的第二馈电点302按逆时针方向到第四连接点301的天线形成。

在第二开关700控制第二馈电点302和第五连接点303处于导通状态的情况下,如图6所示,天线形式切换为不同朝向的环天线,其工作模式为Loop 模式。此时第二环形天线300天线两条辐射臂:第二环形天线300的第三辐射臂和剩余周长的第四辐射臂,其中,第三辐射臂由第二环形天线300中的第五连接点303按顺时针方向到第二馈电点302的天线形成,第四辐射臂由第二环形天线300中的第二馈电点302按顺时针方向到第五连接点303的天线形成,第三辐射臂的长度与第一辐射臂的长度相等,进而其辐射频率不变,但辐射方向分布在x轴的镜像方向。

在第二开关700控制第二馈电点302和第六连接点304处于导通状态的情况下,如图7所示,天线形式切换为y轴朝向的环天线,其工作模式为Loop 模式。此时第二环形天线300具有两条等长辐射臂,即在第三环形天线300中由第六连接点304按顺时针方向到第二馈电点302的天线可以形成第五辐射臂,由第二馈电点302按顺时针方向到第六连接点304的天线可以形成第六辐射臂,其对应的辐射频率均为f4。由于第一辐射臂的长度<第六辐射臂的长度< 第二辐射臂的长度,进而工作频率f2>f4>f3,这种状态下,辐射方向分布在y 轴方向。

通过这种方式,可以通过第一开关600和第二开关700,演变出多种组合方式,实现三个天线模式的自由切换。

一种可以实现的方式中,图8为再一种电子设备的结构示意图,如图8所示,第一环形天线200上设置的断口包括:第五断口209和第六断口210,第五断口209和第六断口210的第一连线穿过第一环形天线200的圆心,第五断口209和第六断口210可以将第一环形天线200分割为第一子天线211和第二子天线212。

第二环形天线300上设置有第七断口305和第八断口306,第七断口305 与第八断口306的第二连线穿过第二环形天线300的圆心,第七断口305和第八断口306将第二环形天线300分割为第三子天线307和第四子天线308。

在此种情况下,第一环形天线200和第二环形天线300均可以包括两个独立的天线,由于断口的宽度决定辐射臂的长短,从而可以调节第一环形天线200 和第二环形天线300上设置的断口的宽度,以调节天线的工作频段。

在本申请实施例中,第一连线和第二连线垂直,从而在第一环形天线200 和第二环形天线300同时工作的情况下,二者的相互干扰较小。

此外,本申请实施例公开的电子设备还可以包括:第三开关800和第四开关900;其中,

第三开关800的一端与第一环形天线200连接,另一端与PCB板100连接,在第一子天线211上可以设置有:第三馈电点213和第七连接点214,在第二子天线212上可以设置有:第四馈电点215和第八连接点216,第三馈电点213和第四馈电点215的第三连线穿过第一环形天线200的圆心,且第三连线与上文所述的第二连线重合。第三开关800用于控制第三馈电点213和第四馈电点215中的至少一个与PCB板100之间的通断。通过调整第七连接点214和第八连接点216的位置,可以激发不同的天线模式,例如,IFA模式或Loop 模式。

第四开关900的一端与第二环形天线300连接,另一端与PCB板100连接,在第三子天线307上可以设置有:第五馈电点309,第五馈电点309通过第五断口209的间隙与PCB板100连接。

在第四子天线308上可以设置有:第六馈电点310,第六馈电点310通过第六断口210的间隙与PCB板100连接,第五馈电点309和第六馈电点310 的第四连线穿过第二环形天线300的圆心,且第四连线与上文所述的第一连线重合。

在此种情况下,第三馈电点213、第四馈电点215、第五馈电点309和第六馈电点310正交分布,在第一环形天线200和第二环形天线300同时工作的情况下,通过这种设计,可以减少二者的相互影响。

一种具体的实现方式,如图8所示,第一环形天线200上设置的断口包括:第五断口209和第六断口210,第五断口209和第六断口210可以将第一环形天线200分割为第一子天线211和第二子天线212,第二环形天线300上设置有第七断口305和第八断口306,第七断口305和第八断口306将第二环形天线300分割为第三子天线307和第四子天线308。第一环形天线200上的第三馈电点213和第四馈电点215设置于净空较好的区域,即第一环形天线200的第三连线的两端,在此种状态下,由于第一环形天线200的馈电点设计在离人体更远的位置,从而第一环形天线200的强磁场更多地落在净空较好的区域,从而可以减少人体吸收。由于第一环形天线200的厚度为H1,第二环形天线 300的厚度为H2,H1<H2,从而净空近似为(H1-H2)/2,当H1增大时,第二环形天线300的净空高度增加。虽然第二环形天线300的第五馈电点309和第六馈电点310设计在离人体更近的区域,即第二环形天线300的第四连线的两端,但是由于第二环形天线300的净空较好,从而人体的吸收较少,此时,第三子天线307和第四子天线308的天线形式为Monopole天线,其工作模式为四分之一波长的Monopole模式。

需要说明的是,由于电子设备的天线的场分布是决定人体吸收的关键因素,当强磁场位于两侧净空较好的区域(即与第七断口305和第八断口306的位置对应的位置),人体对能量吸收较少,进而天线的辐射性能较好;当强磁场位于距离人体较近的区域(即与第五断口209和第六断口210的位置对应的位置),净空较差,人体对能量吸收较多,进而天线的辐射性能较差。

此外,通过第三开关800,可以控制第一子天线211和第二子天线212上设置的第三馈电点213和第四馈电点214中的至少一个与PCB板100之间的通断;通过第四开关900,可以控制第三子天线307和第四子天线308上设置的第五馈电点309和第六馈电点310中的至少一个与PCB板100之间的通断,从而可以调整强磁场的位置,避开人体,减少人体吸收,提升天线性能。

在本申请实施例中,为了快速地把上文所述的子天线切换到环境较好的一者,本申请实施例公开的电子设备还可以包括:控制模块,用于控制切换当前处于非工作状态的目标子天线进入工作状态,其中,目标子天线为第一子天线 211、第二子天线212、第三子天线307和第四子天线308中的至少一者。

一种可以实现的方式中,在控制模块接收天线发送的检测信号的情况下,可以判断检测信号的信号值是否达到一定值,在信号值不大于预设阈值的情况下,即检测信号的信号值衰减到一定门限值时,控制模块可以控制切换当前处于非工作状态的目标子天线进入工作状态,其中,目标子天线为第一子天线 211、第二子天线212、第三子天线307和第四子天线308中的至少一个。通过这种方式,可以识别天线净空的变化,并切换到净空环境较好的另一支子天线,进而可以改善用户的使用体验。

具体的,在用户的手朝向为y向的情况下,第二环形天线300的净空环境更好,从而第三子天线307和第四子天线308可以构成二单元MIMO,例如,在第三子天线307工作的情况下,第三子天线307可以向控制模块发送检测信号,在控制模块检测到检测信号的信号值衰减到一定门限值时,控制模块可以当前处于非工作状态的第四子天线308或进入工作状态。同样,第一子天线211 和第二子天线212也可以沿用该方式,针对电子设备的佩戴位置进行动态识别,从而实现工作场景判别,来只能切换天线,进而可以改善用户体验。

本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同,各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾,均可以组合形成更优的实施例,考虑到行文简洁,在此则不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理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权利要求范围之内。

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