具有金屬外殼的電子設備中的天線及其電子設備的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種具有金屬外殼的電子設備中的天線及其電子設備，具有金屬外殼的電子設備中的天線包括：所述電子設備的金屬外殼，所述金屬外殼的一側敞口；至少兩個短路探針，其設于所述金屬外殼內，用于接地；以及一饋電探針，其設于所述金屬外殼內，用于激勵電磁信號；其中所述金屬外殼的敞口側設有用于封閉所述金屬外殼且不屏蔽信號的側擋板。本實用新型通過將一側設置不屏蔽信號的側擋板的電子設備的金屬外殼作為天線的輻射體，并通過在金屬外殼的上蓋和下蓋之間設置用于激勵電磁信號的饋電探針和用于接地的短路探針，以共同形成諧振天線，從而提高了天線的輻射效率并使天線不再具有明顯的方向性，滿足了金屬外殼電子設備的天線的無線需求。
【專利說明】
具有金屬外殼的電子設備中的天線及其電子設備
技術領域
[0001] 本實用新型屬于天線技術領域，特別涉及一種具有金屬外殼的電子設備中的天線 及其電子設備。
【背景技術】
[0002] 利用電磁波來傳遞信息的電子設備，都是依靠天線來進行工作，而在一般的電子 設備中，常見的多頻段隱藏式天線(Multi Band-Internal Antenna)為PCB天線形式，PCB天 線是無線接收和發射用的PCB(Printed Circuit Board印制電路板)上的部分。在正常情況 下，這種天線形式能很好地滿足電子設備的設計需要。筆記本電腦就是采用這種較為常見 的PCB天線。當傳統的PCB天線的工作環境為塑料(或者對信號無屏蔽作用的其他材料)材 質，例如筆記本電腦的底座或上蓋的外殼為塑料材質，在平面結構環境下，此類天線的構成 為cable(天線饋線30)+PCB20+塑料外殼10,如圖1所示。但隨著市場對筆記本電腦的外殼金 屬化的需求增加，越來越多的筆記本電腦在設計時采用金屬外殼。采用金屬外殼不僅能提 高筆記本電腦的散熱性和強度，同時還能使筆記本電腦更有質感，能夠提高用戶的視覺感 受。
[0003] 但是，筆記本電腦的外殼金屬化會惡化天線環境，嚴重降低天線的輻射效率并破 壞天線的全向性。其中天線效率的降低，必然會導致無線吞吐量的下降；而方向性的惡化， 最直接的影響就是導致筆記本電腦在某些方向上的無線信號降低。上述兩點在實際使用中 都會嚴重影響到用戶體驗。
[0004]因此，當傳統PCB天線的工作環境為金屬(或者對信號有屏蔽作用的其他材料)材 質，在平面結構環境下，此類天線的構成就改變為cable(天線饋線30)+PCB20+金屬外殼40+ 天線窗50，如圖2所示，通過在金屬外殼上開一定尺寸的天線窗，能夠減小金屬環境對天線 的影響。但是，這種通過開天線窗的方式，并沒有顯著減小全雙金屬外殼對天線環境惡化的 影響，同時天線窗的使用又會帶來其他設計上的問題，如增加金屬外殼設計成本，降低機構 強度及外觀完整性等。
[0005] 還有一種LDS(Laser Direct Structuring激光直接成型）天線，其是在成型的塑 料支架上，利用激光鐳射技術直接在支架上化鍍形成金屬天線，如圖3所示，在塑料材質立 方體結構的speaker box(揚聲器箱60)的一側面設置LDS的本體70,其它的五個側面則均做 鍍金處理并作為天線。但是這種LDS天線的全向性依然很差，同樣不能滿足電子設備金屬外 殼環境下的無線需求。 【實用新型內容】
[0006]針對現有技術中存在的電子設備在金屬外殼環境下，傳統的PCB天線結構形式和 LDS天線結構形式均容易惡化天線的工作環境，且天線窗的使用又會帶來成本增加，降低機 構強度的技術問題，本實用新型提供一種能夠滿足無線需求的具有金屬外殼的電子設備中 的天線。
[0007] 為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：
[0008] -種具有金屬外殼的電子設備中的天線，包括：
[0009] 所述電子設備的金屬外殼，所述金屬外殼的一側敞口；
[0010] 至少兩個短路探針，其設于所述金屬外殼內，用于接地；以及
[0011] -饋電探針，其設于所述金屬外殼內，用于激勵電磁信號;其中
[0012] 所述金屬外殼的敞口側設有用于封閉所述金屬外殼且不屏蔽信號的側擋板。
[0013] 作為優選，所述金屬外殼包括相對設置的上蓋、下蓋和連接于所述上蓋和下蓋的 外緣間的側壁;所述側擋板的材質為塑料;所述饋電探針的其中一端和短路探針的其中一 端固定連接于所述上蓋或下蓋的內壁上，另一端與所述下蓋或上蓋接觸。
[0014] 作為進一步優選，所述饋電探針包括介質基板、第一探針本體、第一焊盤和雙層 PCB板，所述第一探針本體的一端通過所述第一焊盤焊接于所述介質基板上，所述介質基板 與雙層PCB板相連并位于同一水平面內，且所述介質基板粘接于所述上蓋或下蓋的內壁上； 所述短路探針包括金屬片、第二探針本體和第二焊盤，所述第二探針本體通過所述第二焊 盤焊接于所述金屬片上，且所述金屬片粘接于所述上蓋或下蓋的內壁上。
[0015] 作為進一步優選，所述短路探針設置為兩個。
[0016] 作為進一步優選，還包括一金屬擋板，所述金屬擋板固定于所述金屬外殼內并與 所述金屬外殼及側擋板形成封閉空間，所述饋電探針和短路探針設于所述封閉空間內，且 所述饋電探針與兩個短路探針并排位于同一條直線上。
[0017] 作為進一步優選，所述上蓋和下蓋之間的距離不小于3mm。
[0018] 作為進一步優選，所述金屬擋板呈L形，所述上蓋和下蓋均呈矩形，所述金屬擋板 的一側與所述上蓋或下蓋固定連接，與該側相對的另一側與所述下蓋或上蓋相接觸。
[0019] 作為進一步優選，所述金屬擋板的互相垂直的兩個部分的長度不等，且所述饋電 探針設置于兩個所述短路探針之間并沿平行于所述金屬擋板的長度較大的部分的延伸方 向設置。
[0020] -種電子設備，包括上述的具有金屬外殼的電子設備中的天線。
[0021] 作為優選，所述電子設備為筆記本電腦。
[0022] 與現有技術相比，本實用新型所具有的有益效果是:本實用新型通過將一側設置 不屏蔽信號的側擋板的電子設備的金屬外殼作為天線的輻射體，并通過在金屬外殼的上蓋 和下蓋之間設置用于激勵電磁信號的饋電探針和用于接地的短路探針，以共同形成諧振天 線，從而提高了天線的輻射效率并使天線不再具有明顯的方向性，滿足了金屬外殼電子設 備的天線的無線需求。
【附圖說明】
[0023] 圖1為現有技術中塑料外殼電子設備的PCB天線結構示意圖；
[0024]圖2為現有技術中金屬外殼電子設備的PCB天線結構不意圖；
[0025]圖3為現有技術中電子設備的LDS天線結構示意圖；
[0026]圖4為本實用新型實施例一中的具有金屬外殼的電子設備的天線的局部結構不意 圖；
[0027]圖5為本實用新型中的具有金屬外殼的電子設備的天線的饋電探針的結構示意 圖；
[0028] 圖6為本實用新型中的具有金屬外殼的電子設備的天線的短路探針的結構示意 圖；
[0029] 圖7為本實用新型實施例一中的具有金屬外殼的電子設備的天線的反射系數圖；
[0030] 圖8為本實用新型實施例一中的具有金屬外殼的電子設備的天線在2.4GHz頻段的 輻射方向圖；
[0031] 圖9為本實用新型實施例一中的具有金屬外殼的電子設備的天線在5GHz頻段的輻 射方向圖；
[0032] 圖10為本實用新型實施例二中的具有金屬外殼的電子設備的天線的側視斷面結 構示意圖；
[0033]圖11為本實用新型實施例三中的具有金屬外殼的電子設備的天線的結構示意圖。
[0034] 其中：
[0035] 1-上蓋； 2-下蓋；
[0036] 3-饋電探針； 31-介質基板；
[0037] 32-第一焊盤； 33-第一探針本體；
[0038] 34-雙層 PCB 板；
[0039] 4-短路探針； 41-金屬片；
[0040] 42-第二焊盤； 43-第二探針本體；
[0041] 5-敞口； 6-側擋板；
[0042] 7-金屬擋板； 8-封閉空間。
【具體實施方式】
[0043]為使本領域技術人員更好的理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖和具體實 施例對本實用新型作詳細說明。
[0044] 本實用新型中的實施例公開了一種具有金屬外殼的電子設備中的天線，如圖4至 圖11所示，該天線包括電子設備中的金屬外殼、均設于金屬外殼內的用于激勵電磁信號的 饋電探針3和至少兩個用于接地的短路探針4,其中，金屬外殼的一側敞口，并在敞口5側設 有用于封閉金屬外殼且不屏蔽信號的側擋板6。該天線利用設置一側不會屏蔽信號的側擋 板6的金屬外殼作為天線的主要輻射體，以解決具有金屬外殼的電子設備中的金屬材質對 信號的屏蔽問題，并利用饋電探針3來激勵電磁信號，然后通過至少兩個短路探針4連接金 屬外殼，以共同形成諧振天線，達到收發信號的目的。
[0045] 本實用新型中的電子設備包括但并不限于筆記本電腦、手機、平板等，以下實施例 僅以筆記本電腦為例進行說明。筆記本電腦包括有顯示屏和鍵盤，顯示屏和鍵盤分別具有 各自的金屬外殼，本實施例中的天線優選為設置于鍵盤的金屬外殼內。
[0046] 實施例一
[0047] 繼續結合圖4,金屬外殼包括相對設置的上蓋1、下蓋2和連接于上蓋1和下蓋2的外 緣間的側壁（圖中未示出）；側擋板6(圖4中未示出，可參見圖10)的材質為塑料;饋電探針3 的其中一端和短路探針4的其中一端固定連接于上蓋1或下蓋2的內壁上，另一端則與下蓋2 或上蓋1接觸。為了便于加工，饋電探針3和短路探針4的固定端通常位于下蓋2處，其固定方 式可以采用粘接等方式，既能將短路探針4和饋電探針3固定于金屬外殼內，又簡化了短路 探針4和饋電探針3與金屬外殼的連接結構。
[0048]饋電探針3的具體結構請結合圖5,饋電探針3包括介質基板31、第一探針本體33、 第一焊盤32和雙層PCB板34，第一探針本體33的一端固定于第一焊盤32上，第一焊盤32焊接 于介質基板31上，介質基板31與雙層PCB板34相連并位于同一水平面內，且介質基板31粘接 于下蓋2的內壁上，雙層PCB板用于布線。
[0049]短路探針4的具體結構請結合圖6,短路探針4包括金屬片41、第二探針本體43和第 二焊盤42，第二探針本體43的一端固定于第二焊盤42上，第二焊盤42焊接于金屬片41上，且 金屬片41粘接于下蓋2的內壁上。
[0050] 經過測試，實施例一的具有金屬外殼的電子設備中的天線的輻射效率如下表1所 示：
[0051] 表 1
[0053] 另外結合表1、圖7、圖8和圖9,在2.4GHz及5GHz頻段的VSWR〈1.5,也就是具有良好 的駐波特性;2.4GHz及5GHz頻段無明顯方向性，也就是全向性良好;2.4GHz頻段增益約為-3dBi，5GHz頻段增益約為-4.5dBi，能夠滿足金屬殼體電子設備的無線需求。
[0054] 實施例二
[0055] 繼續結合圖10，其與實施例一的不同之處在于，還包括一金屬擋板7，金屬擋板7固 定于金屬外殼內并與不屏蔽信號的側擋板6形成封閉空間8,一饋電探針3和兩個短路探針4 設于封閉空間8內，饋電探針3與短路探針4并排設于同一條直線上，且封閉空間8內無金屬 干擾物(金屬電子元件）。本實施中的天線通過設置金屬擋板7,可以提高具有金屬外殼的電 子設備中的天線的效能。
[0056] 本實施例中的上蓋1和下蓋2之間的距離不小于3mm，兩個短路探針4之間的距離可 根據接收信號的頻率設置，例如對于2.4GHz而言，兩個短路探針4之間的距離不小于90mm， 以使金屬擋板7的作用達到最佳。
[0057] 而當金屬擋板7呈L形，上蓋1和下蓋2呈矩形時，金屬擋板7的一側與上蓋1或下蓋2 固定連接，與該側相對的金屬擋板7的另一側與第下蓋2或上蓋1相接觸即可，這樣可以簡化 工藝，降低成本。
[0058]呈L形的金屬擋板7具有互相垂直的兩個板面，兩個板面的長度可根據接收信號的 頻率設置，例如對于2.4GHz而言，該兩個板面的長度分別不大于110mm和15mm。且當饋電探 針3和短路探針4沿平行于金屬擋板7的長度較大的板面的延伸方向設置時，能夠使封閉空 間8不會占用過多的金屬外殼的內部空間，以保證電子元件的設置空間。
[0059] 實施例三
[0060] 繼續結合圖11，其與實施例一的不同之處在于，根據天線的使用環境，短路探針4 可設置為三個以上，圖11中共示出了七個短路探針4,以改善天線的VSWR(Voltage Standing Wave Ratio電壓駐波比），提高天線效率，并合理改善天線方向性。
[0061] 本實用新型的實施例還公開了一種電子設備，包括上述的具有金屬外殼的電子設 備中的天線。電子設備優選為筆記本電腦，并將筆記本電腦的鍵盤的金屬外殼作為天線的 主要福射體，通過調節短路點（短路探針4與金屬外殼的接觸點）與饋電點（饋電探針3與金 屬外殼的接觸點）的物理參數使天線在所需工作頻率工作，以解決金屬外殼對信號的屏蔽 影響。當然，上述的電子設備并不限于筆記本電腦，也可以是手機、手表等，因此其外形比如 上蓋和下蓋的形狀也應當隨之進行調整。
[0062] 以上實施例僅為本實用新型的示例性實施例，不用于限制本實用新型，本實用新 型的保護范圍由權利要求書限定。本領域技術人員可以在本實用新型的實質和保護范圍 內，對本實用新型做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本實用新 型的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種具有金屬外殼的電子設備中的天線，其特征在于，包括： 所述電子設備的金屬外殼，所述金屬外殼的一側敞口； 至少兩個短路探針，其設于所述金屬外殼內，用于接地；以及 一饋電探針，其設于所述金屬外殼內，用于激勵電磁信號;其中 所述金屬外殼的敞口側設有用于封閉所述金屬外殼且不屏蔽信號的側擋板。2. 根據權利要求1所述的具有金屬外殼的電子設備中的天線，其特征在于，所述金屬外 殼包括相對設置的上蓋、下蓋和連接于所述上蓋和下蓋的外緣間的側壁;所述側擋板的材 質為塑料;所述饋電探針的其中一端和短路探針的其中一端固定連接于所述上蓋或下蓋的 內壁上，另一端與所述下蓋或上蓋接觸。3. 根據權利要求2所述的具有金屬外殼的電子設備中的天線，其特征在于，所述饋電探 針包括介質基板、第一探針本體、第一焊盤和雙層PCB板，所述第一探針本體的一端通過所 述第一焊盤焊接于所述介質基板上，所述介質基板與雙層PCB板相連并位于同一水平面內， 且所述介質基板粘接于所述上蓋或下蓋的內壁上;所述短路探針包括金屬片、第二探針本 體和第二焊盤，所述第二探針本體通過所述第二焊盤焊接于所述金屬片上，且所述金屬片 粘接于所述上蓋或下蓋的內壁上。4. 根據權利要求2或3所述的具有金屬外殼的電子設備中的天線，其特征在于，所述短 路探針設置為兩個。5. 根據權利要求4所述的具有金屬外殼的電子設備中的天線，其特征在于，還包括一金 屬擋板，所述金屬擋板固定于所述金屬外殼內并與所述金屬外殼及側擋板形成封閉空間， 所述饋電探針和短路探針設于所述封閉空間內，且所述饋電探針與兩個短路探針并排位于 同一條直線上。6. 根據權利要求5所述的具有金屬外殼的電子設備中的天線，其特征在于，所述上蓋和 下蓋之間的距離不小于3mm。7. 根據權利要求5所述的具有金屬外殼的電子設備中的天線，其特征在于，所述金屬擋 板呈L形，所述上蓋和下蓋均呈矩形，所述金屬擋板的一側與所述上蓋或下蓋固定連接，與 該側相對的另一側與所述下蓋或上蓋相接觸。8. 根據權利要求7所述的具有金屬外殼的電子設備中的天線，其特征在于，所述金屬擋 板的互相垂直的兩部分的長度不等，且所述饋電探針設置于兩個所述短路探針之間并沿 平行于所述金屬擋板的長度較大的部分的延伸方向設置。9. 一種電子設備，其特征在于，包括權利要求1至8任一項所述的具有金屬外殼的電子 設備中的天線。10. 根據權利要求9所述的電子設備，其特征在于，所述電子設備為筆記本電腦。
【文檔編號】H01Q1/22GK205646153SQ201620325744
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月15日
【發明人】秦坤, 安凱, 王合舟
【申請人】合肥聯寶信息技術有限公司