电子设备的制作方法

1.本公开涉及天线技术领域，尤其涉及一种电子设备。


背景技术：

2.随着5g通信技术的发展，电子设备需要集成更多的天线来实现2/3/4/5g通信。以电子设备采用金属边框为例，边框天线在带宽和效率方面均超过印刷成型(pds)、激光镭射(lds)以及柔性电路板(fps)等方式制作的内置天线，这使得天线工程师希望将更多的天线集成到电子设备的金属边框之上。
3.考虑到各天线需要收发不同频段的信号，其需要不同的长度，为此需要在边框上开设断缝。然而，随着天线数量的增加，断缝数量也随之增加，从而影响到金属结构的强度，同时也不符合工业设计对外观的要求。


技术实现要素：

4.本公开提供一种电子设备，以解决相关技术的不足。
5.根据本公开实施例的第一方面，提供一种电子设备，包括金属壳体和工作在不同频段的多个天线；所述金属壳体的边框上开设有至少一个断缝；每个断缝两侧边框中的各边框用于作为至少一个天线共用的辐射结构体；各天线包括信号电路和匹配电路，所述匹配电路串接在所在天线的信号电路和辐射结构体之间，用于匹配出所在天线对应工作频段的信号且滤除经由所述断缝耦合的其他天线对应工作频段的信号。
6.可选地，所述各天线的匹配电路通过弹片与边框上对应的电接触点弹性接触，以使所述信号电路与对应边框形成电连接。
7.可选地，所述多个天线包括第一天线；其中，
8.所述第一天线的匹配电路包括第一电感、第二电感、第一电容和第二电容；所述第一电感串接在所述第一天线的匹配电路的第一端和地之间；所述第二电容串接在所述第一天线的匹配电路的第二端和地之间；所述第一电容串接在所述第一端和所述第二电感之间，所述第二电感的另一端与所述第二端电连接。
9.可选地，所述第二电感的电感值超过预设的第一电感值，所述第二电容的电容值超过预设的第一电容值。
10.可选地，所述多个天线还包括第二天线，所述第二天线与所述第一天线分设在同一断缝的两侧，且所述第二天线的工作频率超过所述第一天线的工作频率；其中，
11.所述第二天线的匹配电路包括第三电感、第四电感、第三电容和第四电容；所述第三电感串接在所述第二天线的匹配电路的第一端和地之间；所述第四电容串接在所述第二天线的匹配电路的第二端和地之间；所述第三电容串接在所述第一端和所述第四电感之间，所述第四电感的另一端与所述第二端电连接。
12.可选地，所述第三电感的电感值小于预设的第二电感值，所述第三电容的电容值小于预设的第二电容值。
13.可选地，所述第一天线和所述第二天线分别包括滤波电路；所述滤波电路串接在所在天线的匹配电路和信号电路之间，用于滤除所耦合的同一断缝另一侧天线对应工作频段的信号以及本侧其他天线对应工作频段的信号。
14.可选地，所述第一天线的滤波电路采用带通滤波电路实现，所述第二天线的滤波电路采用带阻滤波电路实现，所述带通滤波电路允许通过信号所在的工作频段和所述带阻滤波电路禁止通过信号所在的工作频段重合。
15.可选地，所述带阻滤波电路采用并联lc谐振电路实现；所述带通滤波电路采用串联lc谐振电路实现。
16.可选地，所述多个天线还包括与所述第一天线共用辐射结构体的第三天线；所述第三天线工作在第三频段，且所述第三频段的频率小于所述第一频段的频率；
17.所述第一天线还包括电容值低于预设的第三电容值的电容或者预设的lc谐振电路，所述电容或者所述lc谐振电路串接在辐射结构体和匹配电路之间，用于滤除所述第一频段之外的信号；
18.所述第三天线还包括电感值超过预设的第三电感值的电感，所述电感串接在辐射结构体和匹配电路之间，用于滤除所述第三频段之外的信号。
19.可选地，可选地，所述第一天线和所述第三天线避免采用并联形式的匹配电路或者滤波电路。
20.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
21.由上述实施例可知，本公开实施例中，电子设备包括金属壳体和工作在不同频段的多个天线；所述金属壳体的边框上开设有至少一个断缝；每个断缝两侧边框中的各边框用于作为至少一个天线共用的辐射结构体；各天线包括信号电路和匹配电路，所述匹配电路串接在所在天线的信号电路和辐射结构体之间，用于匹配出所在天线对应工作频段的信号且滤除经由所述断缝耦合的其他天线对应工作频段的信号。这样，本实施例中，每个断缝两侧可以设置至少两个天线，可以减少边框上断缝的数量，提高各个断缝的使用效率，有利于保证金属结构的强度，并且也有利于符合工业设计对外观的要求；并且，各天线的匹配电路进行相应调整，使每个匹配电路同时具有匹配工作频段信号和滤除由断缝耦合的其他天线对应工作频段信号的功能，可以保证同一断缝两侧的天线可靠工作。
22.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
23.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
24.图1是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的结构示意图。
25.图2是根据一示例性实施例示出的另一种天线的框图。
26.图3是根据一示例性实施例示出的适于第一天线的一种匹配电路的电路图。
27.图4是根据一示例性实施例示出的适于第二天线的一种匹配电路的电路图。
28.图5是根据一示例性实施例示出的匹配电路的频响曲线；
29.图6是根据一示例性实施例示出的适于第一天线的一种滤波电路的电路图。
30.图7是根据一示例性实施例示出的适于第二天线的一种滤波电路的电路图。
31.图8是根据一示例性实施例示出的滤波电路的频响曲线；
32.图9是根据一示例性实施例示出的另一种电子设备的结构示意图。
33.图10是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
具体实施方式
34.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性所描述的实施例并不代表与本公开相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置例子。
35.实际应用中，在电子设备的边框上开设断缝来设置不同工作频段的天线时，随着天线数量的增加，断缝数量也随之增加，从而影响到金属结构的强度，同时也不符合工业设计对外观的要求。
36.为解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种电子设备，包括金属壳体和工作在不同频段的多个天线。其中，金属壳体的边框上开设有至少一个断缝；每个断缝两侧边框中的各边框用于作为至少一个天线共用的辐射结构体，图1是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的金属壳体的示意图，参见图1，金属壳体10包括沿着虚线14向上弯折的边框11和边框12，弯折后的边框与下部壳体部分垂直。为方便理解，图1中将金属壳体展开形成一个金属平面。其中，边框11和边框12之间形成一个断缝13。该断缝13两侧边框中的各边框11和边框12用于作为至少一个天线共用的辐射结构体。这样，本实施例中，每个断缝两侧可以设置至少两个天线，可以减少边框上断缝的数量，提高各个断缝的使用效率，有利于保证金属结构的强度，并且也有利于符合工业设计对外观的要求。
37.需要说明的是，考虑到金属壳体中各个断缝的两侧共可以设置至少两个天线，其设置原则与断缝13两侧天线的设置原则相同，其区别仅在于工作频率不同，因此图1中仅示出了金属壳体中的至少一个断缝中的其中一个断缝13。并且，后续实施例中继续以该断缝13来描述各断缝的结构或者功能。
38.本实施例中，多个天线中的各天线包括信号电路和匹配电路。匹配电路串接在所在天线的信号电路和辐射结构体之间，考虑到断缝两侧的天线会存在信号耦合，本实施例中，各天线的匹配电路具有以下功能：1，可以匹配出所在天线对应工作频段的信号；2，滤除经由断缝耦合的其他天线对应工作频段的信号。图2是根据一示例性实施例示出的一种断缝两侧各设置一个天线的示意图，参见图2，第一天线20包括信号电路21和匹配电路22，匹配电路22串接在边框11和信号电路21之间，匹配电路22用于匹配出第一天线20工作的第一频段的信号，以及滤除从断缝13耦合过来的第二天线30工作的第二频段的信号；信号电路21用于提供源信号，将该源信号通过匹配电路22后经由辐射结构体形成电磁波辐射到空间中；或者辐射结构体获取到空间中的电磁波信号，得到电信号，该电信号经由匹配电路22匹配后传输到信号电路21，由信号电路21处理得到电磁波信号中所包含的信号。
39.继续参见图2，第二天线30包括信号电路31和匹配电路32，匹配电路32串接在边框12和信号电路31之间，匹配电路32用于匹配出第二天线30工作的第二频段的信号，以及滤除从断缝13耦合过来的第一天线20工作的第一频段的信号。信号电路31的功能可以参见信
号电路21的描述内容，在此不再赘述。
40.需要说明的是，实际应用中，第一天线20和第二天线30的辐射结构体还可能耦合空间中的其他信号，由于其强度会远小于从对侧天线耦合的信号的强度，因此可以忽略不计。
41.在一实施例中，电子设备中各天线的匹配电路与作为辐射结构体的边框电连接，具体可以采用焊接、弹片连接、插接以及螺栓固定等方式，可以根据具体场景进行设置。例如，考虑到电子设备的生产制造工艺，可以单独生产电子设备的金属壳体，此时匹配电路可以与边框采用弹片弹性接触形成电连接。此时，断缝13两侧的边框11和边框12上可以设置电接触点15，该电接触点15的数量可以与共用边框作为辐射结构体的天线的数量相同。例如，当边框11作为一个天线的辐射结构体时，该边框11上电接触点15的数量可以为一个；当边框11作为两个天线共用的辐射结构体时，该边框11上电接触点15的数量可以为两个，依次类推。
42.继续参见图1，边框11的长度要大于边框12的长度，因此，第二天线30的工作频率超过第一天线20的工作频率。在一示例中，第一天线20可以工作在以下频段，例如b1/3/7(1710mhz～2690mhz)，或者gps(1575.42mhz) 2.4g wifi(2.4ghz～2.5ghz)。第二天线30可以工作在以下频段，例如n78(3300mhz～3800mhz)、n79(4400mhz～4900mhz)或者wifi 5g(550mhz～850mhz)。第一天线20和第二天线30的工作频段可以根据所在断缝和使用场景进行调整，在此不作限定。
43.在一实施例中，第一天线的匹配电路包括第一电感、第二电感、第一电容和第二电容；第一电感串接在第一天线的匹配电路的第一端和地之间；第二电容串接在第一天线的匹配电路的第二端和地之间；第一电容串接在第一端和第二电感之间，第二电感的另一端与第二端电连接。第二天线的匹配电路包括第三电感、第四电感、第三电容和第四电容；第三电感串接在第二天线的匹配电路的第一端和地之间；第四电容串接在第二天线的匹配电路的第二端和地之间；第三电容串接在第一端和第四电感之间，第四电感的另一端与第二端电连接。在一示例中，参见图3，匹配电路22包括：第一电感l11、第二电感l12、第一电容c11和第二电容c12；第一电感l11串接在第一天线20的匹配电路22的第一端(即与边框11电连接的一端)和地之间；第二电容c12串接在第一天线20的匹配电路22的第二端(即与信号电路21电连接的一端)和地之间；第一电容c11串接在第一端和第二电感l12之间，第二电感l12的另一端与第二端电连接。
44.在一示例中，第一天线20中第二电感l12和第二电容c12的取值示例如下：以第一天线20工作在b1/3/7频段为例，第二电感l12的电感值需要大于8nh，第二电容l12的电容值大于1pf。以第一天线20工作在gps wifi2.4g频段为例，第二电感l12的电感值需要大于5nh，第二电容l12的电容值大于0.5pf。可理解的是，技术人员可以根据具体场景第一频段的频率范围，来设置第一天线20中第二电感l12和第二电容c12的取值。这样，本示例中通过在匹配电路22中串联大电感(l12)，可以允许辐射结构体获取的第一频段的信号通过，对耦合过来的第二频段的信号进行阻止；若仍然有第二频段的信号通过，则可以由并联的大电容(c12)将其耦合至地，实现低通滤波，达到避免第二频段的信号进入信号电路21的效果，效果如图5中曲线22所示。
45.参见图4，匹配电路32包括：第三电感l21、第四电感l22、第三电容c21和第四电容
c22；第三电感l21串接在第二天线30的匹配电路32的第一端(即与边框12电连接的一端)和地之间；第四电容c22串接在第二天线30的匹配电路32的第二端(即与信号电路31电连接的一端)和地之间；第三电容c21串接在第一端和第四电感l22之间，第四电感l22的另一端与第二端电连接。
46.在一示例中，第二天线30中第三电感l21和第三电容c21的取值示例如下：以第二天线30工作在n78/n79频段为例，第三电感l21的电感值小于3nh，第三电容c21的电容值小于1pf。以第二天线30工作在wifi 5g频段为例，第三电感l21的电感值小于3nh，第三电容c21的电容值小于1pf。可理解的是，技术人员可以根据具体场景中第二频段的频率范围，设置第二天线30中第三电感l21和第三电容c21的取值。这样，本示例中通过在匹配电路32中并联小电感(l21)，可以将第一频段的信号耦合至地，又允许第二频段的信号通过，实现高通滤波，达到避免第一频段的信号进入信号电路31的效果，效果如图5中曲线32所示。
47.继续参见图5，在曲线22和曲线32的交叉点(虚线圈内部区域)附近，第一天线20和第二天线20的隔离度效果还不理想，为了进一步提升第一天线和第二天线的隔离度，在一实施例中，各天线还包括滤波电路，滤波电路串接在所在天线的匹配电路和信号电路之间，用于滤除所耦合的同一断缝另一侧天线的信号，在本侧存在共用边框的其他天线时还滤除其他天线的信号。
48.参见图6，第一天线20包括滤波电路23，是一个带通滤波器。该滤波电路23包括电容c13和电感l13。电容c13串接在匹配电路22的第二端和电感l13之间，电感的另一端接地，构成一个串联lc谐振电路。当电容c13小于0.3pf，电感l13大于9nh时，该串联lc谐振电路的谐振频率为3.3ghz；在谐振频点上，串联lc谐振电路等效为一个短路，可以将从第二天线30耦合过来的信号短路到地，但是不影响第一频段的信号的匹配，效果如图8中曲线23所示。
49.参见图7，第二天线30包括滤波电路33，是一个带阻滤波器。该滤波电路33包括电容c23和电感l23。电容c23串接在匹配电路32和信号电路31之间，电感l23串接在匹配电路32和信号电路31之间，构成一个并联lc谐振电路。当电容c23大于2.5pf，电感l23小于1.5nh时，该并联lc谐振电路的谐振频率为2.6ghz；在谐振频点上，并联lc谐振电路等效为一个开路，可以阻断从第一天线耦合过来的信号，但是不影响第二频段的信号的匹配，效果如图8中曲线33所示。
50.需要说明的是，当图6所示的带通滤波器允许通过信号所在的工作频段与图7所示的带阻滤波器禁止通过信号所在的工作频段重合时，可以增加第一天线20和第二天线30之间的隔离度，即达到改善图5所示的交叉点的隔离度的效果。
51.在一实施例中，电子设备还包括第三天线，该第三天线与第一天线共用边框11作为辐射结构体。参见图9，该第三天线40的长度大于第一天线20的长度，即第一天线20的工作频率高于第三天线40的工作频率，例如第一天线20为中高频天线，其工作在1.71ghz～2.69ghz；第三天线40为gps l5天线，其工作在1.175ghz频段。此时，第三天线40可以在辐射结构体和匹配电路之间串联一个大电感(如电感值超过15nh)，以滤除第三频段之外的信号，即以实现低通的目的。和/或，第一天线20可以在辐射结构体和匹配电路之间串联一个小电容(如电容值小于1pf)，或者串联一级(由电感和电容并联而成的)lc谐振电路，以滤除第一频段之外的信号即gps l5频率。
52.另外，为减小第一天线20和第三天线40的相互影响，第一天线20和第三天线40避
免使用并联形式的匹配电路或滤波电路，以避免形成口径调谐效应。这样，本实施例中可以在金属壳体的边框不增加断缝或者尽量少增加断缝数量的情况下，在每个断缝两侧设置至少两个天线，提高各个断缝的使用效率，有利于保证金属结构的强度，并且也有利于符合工业设计对外观的要求，即本实施例可以实现双馈天线或者多馈多天线设计，能够很好地满足2/3/4/5g通信的需求，有利于集成多频段多天线。
53.图10是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。例如，电子设备1000可以是智能手机，计算机，数字广播终端，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。
54.参照图10，电子设备1000可以包括以下一个或多个组件：处理组件1002，存储器1004，电源组件1006，多媒体组件1008，音频组件1010，输入/输出(i/o)的接口1012，传感器组件1014，通信组件1016，以及图像采集组件1018。
55.处理组件1002通常电子设备1000的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件1002可以包括一个或多个处理器1020来执行计算机程序。此外，处理组件1002可以包括一个或多个模块，便于处理组件1002和其他组件之间的交互。例如，处理组件1002可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件1008和处理组件1002之间的交互。
56.存储器1004被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备1000的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备1000上操作的任何应用程序或方法的计算机程序，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器1004可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
57.电源组件1006为电子设备1000的各种组件提供电力。电源组件1006可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电子设备1000生成、管理和分配电力相关联的组件。电源组件1006可以包括电源芯片，控制器可以电源芯片通信，从而控制电源芯片导通或者断开开关器件，使电池向主板电路供电或者不供电。
58.多媒体组件1008包括在电子设备1000和目标对象之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示屏(lcd)和触摸面板(tp)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自目标对象的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。
59.音频组件1010被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件1010包括一个麦克风(mic)，当电子设备1000处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器1004或经由通信组件1016发送。在一些实施例中，音频组件1010还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
60.i/o接口1012为处理组件1002和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。
61.传感器组件1014包括一个或多个传感器，用于为电子设备1000提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件1014可以检测到电子设备1000的打开/关闭状态，组件的相对定
位，例如组件为电子设备1000的显示屏和小键盘，传感器组件1014还可以检测电子设备1000或一个组件的位置改变，目标对象与电子设备1000接触的存在或不存在，电子设备1000方位或加速/减速和电子设备1000的温度变化。
62.通信组件1016被配置为便于电子设备1000和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备1000可以接入基于通信标准的无线网络，如wifi，2g、3g、4g、5g，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件1016经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，通信组件1016还包括近场通信(nfc)模块，以促进短程通信。例如，在nfc模块可基于射频识别(rfid)技术，红外数据协会(irda)技术，超宽带(uwb)技术，蓝牙(bt)技术和其他技术来实现。在一个示例性实施例中，通信组件1016包括图1～图9所示利用边框作为辐射结构体的多个天线。
63.在示例性实施例中，电子设备1000可以被一个或多个应用专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现。
64.在示例性实施例中，还提供了一种包括可执行的计算机程序的非临时性可读存储介质，例如包括指令的存储器1004，上述可执行的计算机程序可由处理器执行。其中，可读存储介质可以是rom、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备等。
65.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
66.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。