[发明专利]天线扩展器以及使用天线扩展器的电子设备

说明书

一种电子设备包括：外壳，具有第一侧和第二侧；介质盖(602)，位于所述第二侧；沿所述第一侧和所述第二侧的边缘的导电外围结构；天线馈源(601)，耦合到所述外围结构的部分(603)，从而将所述部分(603)作为天线辐射单元；以及导电构件(604，804)，位于所述介质盖(602)上面或下面。所述导电构件的作用是增大电场分布的表面积，以增大天线辐射口径。

技术领域

本发明涉及用于无线通信的天线领域，尤其涉及一种天线，适合安装在用导电框架建成的电子设备中的狭小空间。此外，本发明涉及包括多个天线的天线排列，以及涉及包括天线或天线排列的电子设备。

背景技术

所有使用无线电波通信的电子设备都需要天线。对用户而言，许多这样的设备需要便携、易用和美观。因此，无线通信中的尺寸、设计、整体外观、机械鲁棒性和效率可能对天线设计提出困难和可能相互矛盾的要求。

这种电子设备的一个示例是便携式通信和/或计算设备，例如智能手机、平板电脑或膝上型电脑。这种设备可以是相对平坦的，在形式上有点拉长，具有两端、两侧缘以及正面和背面。正面的大部分通常保留给触敏显示屏使用。所述背面可以由塑料制成的后盖覆盖，但在许多情况下，所述背面包括玻璃和/或金属层。沿所述端部和侧缘的外周也可以包括金属框架。所述设备可以只有几毫米厚，所述端部和侧缘的尺寸可以从几厘米到几分米。天线的物理尺寸与通信的波长有一定的关系，也就是说，如果天线用于6GHz以下的波长的通信，其物理尺寸必须是在厘米级。这种尺寸的天线，一方面实现高效通信和高数据吞吐量，另一方面能很容易安装在便携式通信设备中，但是这种天线很难设计。

现有技术提出了各种天线结构，可以利用电子设备的金属结构部件或其他导电结构部件作为天线结构。但是，目前的天线性能不能在整个所需频率范围和/或电子设备工作的所有频带上总是达到最佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种天线，具有紧凑的尺寸、适用于便携式电子设备、对多种操作条件具有鲁棒性且可与包含在电子设备中的其它天线结合。本发明的另一个目的是，天线可以和电子设备的其它部件和结构一起设置在封闭空间中，并且具有良好的性能。本发明的又一个目的是提供一种包括至少一个上述种类的天线的电子设备。

第一方面，提供了一种电子设备。所述电子设备包括：外壳，具有第一侧和第二侧；介质盖，位于所述第二侧；以及沿所述第一侧和所述第二侧的边缘的导电外围结构。所述电子设备还包括天线馈源，耦合到所述外围结构的部分，从而将所述部分作为天线辐射单元。另外，所述电子设备包括导电构件，位于所述介质盖上(例如，附接在其内侧或外侧)。或者，所述导电构件可以设置在所述介质盖的下面(例如，在所述外壳内的支撑结构上)。所述导电构件具有沿所述部分纵向方向的第一尺寸，并相对于所述外围结构从所述部分向内延伸第二尺寸，所述第二尺寸小于两倍的所述第一尺寸。所述电子设备包括电耦合，位于所述部分和所述导电构件的沿所述部分的所述纵向方向延伸的部分之间。所述导电构件形成天线扩展器，因此也可以称为天线扩展器。所述导电构件，如，天线扩展器，的作用是用于扩大电场分布的表面积。换句话说，所述天线扩展器增大了天线辐射孔径。这将在期望的频带改善底盘模式激励。所述天线扩展器可用于：1)提高辐射效率；2)调整谐振频率；3)增加阻抗带宽；4)修改电流分布和辐射图，以控制，例如，用户的影响。

因为天线扩展器在不要求更多天线间隙(例如，天线辐射单元与地面的距离)的情况下提高了天线的阻抗带宽和效率，通过所述天线扩展器，可以制作尺寸紧凑的天线，特别是在空间小的便携式电子设备中。因为在天线的性能低于可接受的极限之前提供了更多裕量，阻抗带宽和效率的提高还增强了对次优操作条件的鲁棒性。所述天线扩展器中没有为同一设备中的其它天线保留所需的此类空间，这使得所述方案与其它天线非常兼容。所述天线甚至可以与电子设备的其他部分共用一些结构，这进一步强调了其适用于封闭空间。