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阻抗调谐的转轴连接装置和可开合电子设备的制作方法

2022-02-22 05:02:04 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及电子技术领域,具体涉及一种阻抗调谐的转轴连接装置和可开合电子设备。


背景技术:

2.随着电子设备的快速发展,轻薄型的笔记本电脑越来越多的被用户所青睐。通常,轻薄型的笔记本电脑为了具有更高强度,会采用能够导电的金属框架。例如笔记本电脑的框架可以包括两块能够导电的金属地壳,其中一块为支撑屏幕的ab壳,另一块是支撑键盘底座的cd壳。两个金属地壳之间通过左右设置的两个能够导电的金属的转轴连接装置连接,用户可以通过转轴连接装置的旋转来实现笔记本电脑的打开和闭合。
3.在笔记本电脑的使用过程中,常常需要连接无线保真(wireless fidelity,wi-fi)路由器来访问互联网。而笔记本电脑由于屏幕占比高,整机厚度轻薄,导致天线的工作高度小,所以只能将wi-fi天线设置在ab壳的侧边。当笔记本电脑打开使用的时候,尤其是在屏幕和键盘的夹角为110度时,2.4g wi-fi天线的信号在两个金属地壳和两个转轴连接装置所形成的闭合缝隙中,容易激励起2.4g wi-fi信号的高次模式,使得闭合缝隙周围的金属导体上强电流集中分布,导致天线的方向图增益高、零点深。
4.在笔记本电脑的使用过程中,如果天线的方向图的零点朝向需要通信的设备时,会导致信号不佳,通信质量下降。


技术实现要素:

5.本技术提供了一种阻抗调谐的连接装置和可开合电子设备,提升天线的方向图的各向同性,进而提升通信质量。
6.第一方面,提供了一种阻抗调谐的转轴连接装置,应用于可开合电子设备,所述可开合电子设备包括:第一壳体、第二壳体、天线、第一连接装置和第二连接装置,所述第一壳体和所述第二壳体为导体,所述第一壳体和所述第二壳体通过所述第一连接装置和所述第二连接装置可开合连接,所述天线位于所述第一连接装置和所述第二连接装置之间,所述转轴连接装置为所述第一连接装置和所述第二连接装置中的任意一个或两个,每个所述转轴连接装置包括:第一连接部、转轴和第二连接部,所述第一连接部的第一端和所述第一壳体固定连接,所述第二连接部的第一端和所述第二壳体固定连接,所述第一连接部的第二端通过所述转轴和所述第二连接部的第二端可旋转连接,其特征在于,所述转轴连接装置还包括:绝缘部和阻抗调谐电路;所述绝缘部设置在所述第一壳体和第二壳体之间,以使所述第一壳体和所述第二壳体绝缘;所述阻抗调谐电路的一端与所述第一壳体电连接,所述阻抗调谐电路的另一端接地。
7.上述转轴连接装置,通过设置绝缘部,使得第一壳体和第二壳体绝缘,从而打破了两个金属壳体和转轴连接装置在天线周围形成的闭合缝隙,避免了天线辐射的信号所在闭合缝隙中激励起高次模导致电流聚集的情况,降低了高次模的影响。再通过设置与第一壳
circuit,fpc),fpc上布置电容电感(inductor capacitor,lc)滤波电路。这样的方式使得结构上更为轻薄,对于连接点的位置也更为灵活,适用范围更广。
18.在一种可能的实现方式中,所述阻抗调谐电路为微带电路,所述微带电路上布置电容电感lc滤波电路,所述lc滤波电路为分布参数形式的电路、集总参数形式的电路、分布参数和集总参数相结合的形式的电路中的任意一种。微带电路更适用高频信号的传输,因此阻抗调谐电路采用微带电路的形式能够对2.4g wi-fi信号及其高次模进行更好的调试,易于实现阻抗匹配的状态。
19.在一种可能的实现方式中,所述lc滤波电路中的电抗器件的数量为一。采用一个电抗器件调试阻抗由于调试对象少,能够减少调试量,使得阻抗调试的操作简化,减少了研发人员的工作量,缩短了调试时间。
20.第二方面,提供了一种可开合电子设备,包括第一壳体、第二壳体、天线、第一连接装置和第二连接装置,所述第一壳体和所述第二壳体为导体,所述第一壳体和所述第二壳体通过所述第一连接装置和所述第二连接装置可开合连接,所述天线位于所述第一连接装置和所述第二连接装置之间,其特征在于,所述第一连接装置为第一方面所述的技术方案中任意一种转轴连接装置。
21.可开合电子设备通过第一连接装置采用上述转轴连接装置,由于转轴连接装置设置绝缘部,使得第一壳体和第二壳体在一侧绝缘,从而打破了两个金属壳体和转轴连接装置在天线周围形成的闭合缝隙,避免了天线辐射的信号所在闭合缝隙中激励起高次模导致电流聚集的情况,降低了高次模的影响。再通过在第一连接装置一侧设置与第一壳体电连接的阻抗调谐电路,调节转轴连接装置的端口的波阻抗,从而改变了第一连接装置一侧的第一壳体和第二壳体上所分布的电流的幅相特性,使得与第一连接装置一侧的第一壳体和第二壳体的板面上和板边的电流元的方向基本垂直,成为正交互补的电流元,从而能够第一连接装置一侧的形成各向同性的方向图,即增加了方向图的波瓣的数量,减少了方向图的波纹。第一连接装置一侧的各向同性的方向图在每个方向的辐射特征较为接近,体现在方向图的形状上可以呈现出各个方向比较饱满,一侧的形状偏圆,这一侧的方向图没有明显的零点,因此在这一侧无论与哪个方向的设备进行通信都不会出现信号质量明显下降的问题,提高了通信质量。同时,该转轴连接装置无需改变可开合电子设备的已有结构,只需要增加绝缘部、阻抗调谐电路和调整工艺即可实现,因此能够广泛用于已成型产品,兼容性强,通用性好且易实现,还不会影响原始的天线效率和带宽。
22.在一种可能的实现方式中,所述第二连接装置为第一方面所述的技术方案中任意一种转轴连接装置。当第一连接装置和第二连接装置均采用上述转轴连接装置时,能够使得两侧的电流的分布均得到改变,使得天线的整个方向图较圆,和两侧的设备通信都不会存在信号不好的情况,提高了整个方向的通信质量。
23.在一种可能的实现方式中,所述可开合电子设备为笔记本电脑。采用上述转轴连接装置,能够提高笔记本电脑上天线的各向同性,进而确保了各个方向的通信质量。
附图说明
24.图1是本技术实施例提供的一例可开合电子设备100的结构示意图;图2是本技术实施例提供的第一壳体、第二壳体、转轴连接装置和天线的相对位置
示意图;图3是本技术实施例提供的一例转轴连接装置的结构示意图;图4是本技术实施例提供的又一例转轴连接装置的结构示意图;图5是本技术实施例提供的又一例转轴连接装置的结构示意图;图6是本技术实施例提供的又一例转轴连接装置的结构示意图;图7是本技术实施例提供的又一例转轴连接装置的结构示意图;图8是本技术实施例提供的又一例转轴连接装置的结构示意图;图9是本技术实施例提供的又一例转轴连接装置的结构示意图;图10是本技术实施例提供的一例采用本技术的转轴连接装置前后的可开合设备上的电流分布示意图和天线的方向图;图11是本技术实施例提供的一例采用本技术的转轴连接装置前后转轴连接装置处不同相位时的电场分布示意图;图12是本技术实施例提供的一例采用本技术的转轴连接装置后天线的方向图;图13是本技术实施例提供的又一例转轴连接装置的结构示意图;图14是本技术实施例提供的又一例转轴连接装置的结构示意图;图15是本技术实施例提供的又一例转轴连接装置的结构示意图;图16是本技术实施例提供的一例采用本技术的转轴连接装置前后的可开合设备上的局部结构示意图;图17是本技术实施例提供的一例采用微带电路作为阻抗调谐电路的局部结构示意图;图18是本技术实施例提供的又一例采用微带电路作为阻抗调谐电路的局部结构示意图;图19是本技术实施例提供的一例笔记本电脑的外形尺寸示意图;图20是本技术实施例提供的一例采用本技术的转轴连接装置前的可开合电子设备的电流分布示意图和天线的方向图;图21是本技术实施例提供的一例采用本技术的转轴连接装置后的可开合电子设备的电流分布示意图和天线的方向图;图22是本技术实施例提供的一例短路态时天线的方向图;图23是本技术实施例提供的一例优化态时天线的方向图;图24是本技术实施例提供的一例短路态、开路态和优化态时的驻波比的曲线图;图25是本技术实施例提供的一例短路态、开路态和优化态时的天线的方向图。
具体实施方式
25.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行描述。其中,在本技术实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,a/b可以表示a或b;本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。另外,在本技术实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
26.以下,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相
对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
27.随着电子设备的快速发展,轻薄型的笔记本电脑越来越多的被用户所青睐。通常,轻薄型的笔记本电脑为了具有更高强度,会采用能够导电的金属框架。例如笔记本电脑的框架可以包括两块能够导电的金属地壳,其中一块为支撑外屏屏幕的ab壳,另一块是支撑键盘底座的cd壳。两个金属地壳之间通过左右设置的两个能够导电的金属的转轴连接装置连接,用户可以通过转轴连接装置的旋转来实现笔记本电脑的打开和闭合。在笔记本电脑的使用过程中,常常需要连接wi-fi路由器来访问互联网。而笔记本电脑由于屏幕占比高,整机厚度轻薄,导致天线的工作高度小,所以只能将wi-fi天线设置在cd壳的侧边。当笔记本电脑打开使用的时候,尤其是在屏幕和键盘的夹角为110度时,2.4g wi-fi天线的信号在两个金属地壳和两个金属的转轴连接装置所形成的闭合缝隙中,容易激励起2.4g wi-fi信号的高次模式,使得缝隙周围的金属导体上强电流集中分布,导致天线的方向图增益高、零点深。当其他的设备和笔记本电脑采用wi-fi进行通信时,处于笔记本电脑处于wi-fi天线的方向图的零点方向时,会由于该方向上wi-fi天线的增益太小,导致通信质量下降。
28.本技术实施例提供的阻抗调谐的转轴连接装置,可以应用于可开合设备,例如笔记本电脑。通过在阻抗调谐的转轴连接装置处设置的绝缘部使得两个能够导电的金属壳体(第一壳体和第二壳体)之间绝缘,从而打破了能够导电的金属的转轴连接装置和两个金属壳体所构成的闭合缝隙(slot),改变了电磁场的边界条件。然后通过设置阻抗调谐电路来调谐金属壳体上分布的电流的相位和幅度,使得两个金属地壳上的电流重新分布,大量的电流引向板边(即金属壳体的边缘),并且分布在金属壳体中间区域的电流元和板边的电流元之间呈现正交互补的关系,能够合成各向同性的天线方向图。因此,无论笔记本电脑与哪个方向所处的设备通信,天线都具有良好的增益,从而确保了通信质量。
29.请参考图1,为本技术实施例提供的一种可开合电子设备100的结构示意图。如图1所示,以可开合电子设备100为笔记本电脑为例,本技术实施例提供的可开合电子设备100的键盘101所在的一侧沿z轴由上到下的顺序可以依次设置键盘101、第一内部结构102、第一壳体103和后盖104;屏幕所在的一侧沿垂直于纸面向下的顺序可以依次设置屏幕105、第二内部结构106、第二壳体107和前盖108;两侧通过转轴连接装置200可开合连接。
30.其中,键盘101、第一内部结构102、第一壳体103和后盖104可以用于获取用户输入的操作信息并进行处理,实现电子设备100的各项运算和处理功能;屏幕105、第二内部结构106、第二壳体107和前盖108可以用于实现可开合电子设备100的显示功能。第一壳体103和第二壳体107可以作为可开合电子设备100的主体框架,为电子设备100提供刚性支撑。第一内部结构102和第二内部结构106可以包括实现可开合电子设备100各项功能的电子部件以及机械部件的集合。比如,该第一内部结构102可以包括屏蔽罩,螺钉,加强筋等。前盖108可以为电子设备100正面的外观面,后盖104可以为可开合电子设备100背部外观面,前盖108和后盖104在不同的实现中可以使用玻璃材料,陶瓷材料,塑料等。
31.本技术实施例提供的天线方案能够应用在如图1所示的可开合电子设备100中,用于支撑该可开合电子设备100的无线通信功能。天线109可以设置在两个转轴连接装置200之间。在一些实施例中,该天线方案涉及的天线109可以设置在可开合电子设备100的第一壳体103上。在另一些实施例中,该天线方案涉及的天线109可以设置在可开合电子设备100
的后盖104上等。
32.作为一种示例,第一壳体103和第二壳体107可以采用金属材料,如铝合金等。如图2所示,第一壳体103和第二壳体107上可以设置有参考地。该参考地可以为具有较大面积的金属材料,用于提供大部分刚性支撑,同时为各个电子部件提供零电位参考。在如图2所示的示例中,在参考地外围还可以设置有金属边框。该金属边框可以是完整的一个闭合的金属边框,该金属边框可以包括部分或全部悬空设置的金属条。在另一些实现中,该金属边框也可以是如图2所示的通过一个或多个缝隙打断的金属边框。比如,在如图2的示例中,金属边框上可以分别在不同位置设置缝隙1,缝隙2,缝隙3,缝隙4以及缝隙5。这些缝隙可以打断金属边框,从而获取独立的金属枝节。在一些实施例中,这些金属枝节中的部分或全部可以用于作为天线109的辐射枝节使用,从而实现天线109设置过程中的结构复用,降低天线109设置难度。在金属枝节作为天线109的辐射枝节使用时,对应在金属枝节一端或两端设置的缝隙的位置可以根据天线109的设置而灵活选取。
33.在如图2所示的示例中,金属边框上还可以设置一个或多个金属引脚。在一些示例中,金属引脚上可以设置有螺钉孔,用于通过螺钉固定其他结构件。在另一些示例中,金属引脚可以与馈电点耦接,以便在该金属引脚连接的金属枝节作为天线109的辐射枝节使用时,通过金属引脚向天线109进行馈电。在另一些示例中,金属引脚还可以与其他电子部件耦接,实现对应的电连接功能。
34.在本示例中,同时也示出了印制线路板(printed circuit board,pcb)在金属壳体上的设置示意。其中以主板(main board)和小板(sub board)分板设计为例。在另一些示例中,主板和小板还可以是连接的,比如l型pcb设计。在本技术的一些实施例中,主板(如pcb1)可以用于承载实现电子设备100的各项功能的电子部件。比如处理器,存储器,射频模块等。小板(如pcb2)也可以用于承载电子部件。比如通用串行总线(universal serial bus,usb)接口以及相关电路,音腔(speak box)等。又如,该小板还可以用于承载设置在底部(即电子设备的y轴负方向部分)的天线109对应的射频电路等。上述图1和图2中的第一壳体代表两个壳体中的一个,第二壳体代表两个壳体中的另一个,并不一定限定水平方向的是第一壳体,竖直方向的是第二壳体,也可以将水平方向的作为第二壳体,竖直方向的作为第一壳体。
35.为了便于理解,本技术以下实施例将以具有图1和图2所示结构的可开合电子设备为例,结合附图和应用场景,对本技术实施例提供的转轴连接装置200和可开合电子设备100进行具体阐述。
36.图3为本技术实施例提供的一例阻抗调谐的转轴连接装置200的结构示意图,可以应用于图1和图2所示的可开合电子设备100,可开合电子设备100包括:第一壳体103、第二壳体107、天线109、第一连接装置200-1和第二连接装置200-2。第一壳体103和第二壳体107通过第一连接装置200-1和第二连接装置200-1可开合连接,天线109位于第一连接装置200-1和第二连接装置200-2之间。转轴连接装置200为第一连接装置200-1和第二连接装置200-2中的任意一个或两个,每个转轴连接装置200包括:第一连接部201、转轴202、第二连接部203、绝缘部204和阻抗调谐电路205。其中,第一连接部的第一端2011和第一壳体103固定连接,第二连接部的第一端2031和第二壳体107固定连接。可选地,固定连接的方式可以是用高强度的胶粘接,也可以是焊接,还可以是使用螺钉来固定,对于固定连接的方式并不
做限定。第一连接部的第二端2012通过转轴202和第二连接部的第二端2032可旋转连接。当第一连接部201和第二连接部203各自绕转轴202旋转时,该旋转连接装置200可以带动可开合电子设备张开或者闭合。绝缘部204设置在第一壳体103和第二壳体107之间,以使第一壳体103和第二壳体107绝缘。其中,阻抗调谐电路205的第一端与第一壳体103电连接,阻抗调谐电路205的另一端接地。
37.关于本实施例所涉及的转轴连接装置200可能的实现方式可以包括但不限于如下几种:实现方式一,上述绝缘部204可以为设置在第二连接部的第一端2031和第二壳体107之间的绝缘测层,例如为涂敷在第二连接部的第一端2031接触第二壳体107的接触面上的绝缘材料或夹在第二连接部的第一端2031和第二壳体107之间的绝缘板。例如当第二连接部的第一端2031和第二壳体107固定连接的方式为使用高强度的胶粘接的形式时,绝缘部204可以如图3所示为涂敷在第二连接部的第一端2031接触第二壳体107的接触面上涂敷的绝缘材料,或夹在第二连接部的第一端2031和第二壳体107之间的绝缘板,使得第一壳体103和第二壳体107之间绝缘。此时,对于第一连接部的第一端2011和第一壳体103固定连接的方式不做限定。阻抗调谐电路205的一端可以通过与第一连接部的第一端2011电连接实现与第一壳体103电连接,阻抗调谐电路205的另一端可以就近接地。阻抗调谐电路205可以如图3所示一端连接第一连接部的第一端2011,另一端接地;还可以如图4所示一端连接第二连接部的第一端2031,另一端接地,本实现方式并不限定阻抗调谐电路205和第一壳体103是直接接触实现电连接还是通过其他部件连接从而实现电连接,只要是和第一壳体103电连接即可。
38.实现方式二,上述绝缘部204可以为设置在第一连接部的第一端2011和第一壳体103之间的绝缘测层,例如上述绝缘部204还可以为涂敷在第一连接部的第一端2011接触第一壳体103的接触面上涂敷的绝缘材料,或夹在第一连接部的第一端2011和第一壳体103之间的绝缘板。例如当第一连接部的第一端2011和第一壳体103固定连接的方式为使用高强度的胶粘接的形式时,绝缘部204可以如图5所示为涂敷在第一连接部的第一端2011接触第一壳体103的接触面上涂敷的绝缘材料,或夹在第一连接部的第一端2011和第一壳体103之间的绝缘板,使得第一壳体103和第二壳体107之间绝缘。此时,对于第二连接部的第一端2031和第二壳体107固定连接的方式不做限定,阻抗调谐电路205的一端可以直接和第一壳体103电连接,另一端接地。
39.实现方式三,当第二连接部的第一端2031和第二壳体107固定连接的方式为粘接、焊接或者螺钉固定的形式,以及当第二连接部的第一端2031和第二壳体107固定连接的方式为粘接、焊接或者螺钉固定的形式时,绝缘部204还可以如图6所示为设置在转轴202外表面的绝缘层,例如涂敷或者包裹在转轴202的外表面的绝缘材料,使得第一连接部201和第二连接部203之间绝缘,进而使得第一壳体103和第二壳体107绝缘。可选地,转轴连接装置200还可以如图7所示的结构,图7中以绝缘部204为涂敷或者包裹在转轴202的外表面的绝缘材料为例示出。
40.绝缘部204也可以如图8所示为涂敷在第一连接部的第一端2011接触第一壳体103的接触面上的绝缘材料或夹在第一连接部的第一端2011和第一壳体103之间的绝缘板;绝缘部204还可以如图9所示为涂敷在第二连接部的第一端2031接触第二壳体107的接触面上
的绝缘材料或夹在第二连接部的第一端2031和第二壳体107之间的绝缘板。
41.可选地,上述转轴连接装置200还可以采用阻尼铰链结构。
42.接下来对本技术实施例提供的转轴连接装置200解决技术问题的原理进行描述,以可开合设备上的天线109辐射2.4g的wi-fi信号时,第一壳体103和第二壳体107之间的状态为例进行说明:在没有采用本技术实施例提供的转轴连接装置200之前的状态称为短路态,即第一壳体103和第二壳体107通过两个转轴连接装置短路,并且第一壳体103和第二壳体107的侧边和两个转轴连接装置200形成闭合缝隙;当转轴连接装置200中加入绝缘部204,使得第一壳体103和第二壳体107绝缘后,第一壳体103和第二壳体107呈现开路的状态,称为开路态;当转轴连接装置200中加入绝缘部204以及阻抗调谐电路205后,能够通过阻抗调谐电路205调节转轴连接装置200处的端口的波阻抗,称为优化态,本技术实施例提供的转轴连接装置200可以使得第一壳体103和第二壳体107之间呈现优化态。
43.在短路态时,电流的标量图可以参见图10中的a图所示的电流方向,第一壳体103和第二壳体107上分布的电流方向,与第一壳体103和第二壳体107的两侧边缘的电流方向并不垂直,即互为非正交的电流元。此时天线109的方向图可以参见图10中的b图所示,方向图两侧增益较为明显,中间凹陷点较多,天线的方向图的零点深,各向同性较差。图11中的a图从左到右为短路态时,相位逐渐变化(从左到右相位分别为0度、45度、90度、135度和180度)时的电流分布示意图,此时转轴连接装置200的端口始终为局部电流大点的位置,即使在行波波节到达时,依然为局部电流大点,电流恒不为零,为驻波占主要分布的情况。当驻波占主要分布的情况下,电流大部分集中在闭合缝隙中,无法大量向板边传播。
44.而在优化态时,电流的标量图可以参见图10中的c图所示的电流方向,通过阻抗调谐电路205对电流元的牵引,可以使得第一壳体103和第二壳体107板面上分布的电流元的方向与第一壳体103和第二壳体107的两侧边缘的电流元的方向基本垂直,形成正交互补的电流元。此时,天线109的方向图可以参见图10中的d图所示,方向图的零点变浅,天线的增益较为均匀,各向同性较好,体现在方向图的形状上是方向图变圆。图11中的b图从左到右为优化态时,相位逐渐变化(从左到右相位分别为0度、45度、90度、135度和180度)下的电流分布示意图,由相位为180度的电流分布情况可以看出,行波的零点显著经过转轴连接装置200的位置,为行波占主要分布的情况。当行波占主要分布的情况下,电流大部分能够经过转轴连接装置200,向板边传播。
45.图12中的a图和b图分别为phi=90度和phi=0度两个方向上,短路态和优化态的方向图的曲线。由图12中的a图可以明显看出,短路态时方向图的零点深,并且波瓣尖锐,增益整体偏小;而优化态时的方向图的零点处的增益明显大于短路态时的零点处的增益,并且波瓣较圆,增益整体有明显增大。图12中的b图中,优化态时的天线的增益的平均值比短路态的增益的平均值大。图12表明在优化态时,天线109的方向图的各向同性相比短路态有明显提升。
46.上述实施例中的转轴连接装置,通过设置绝缘部,使得第一壳体和第二壳体绝缘,从而打破了两个金属壳体和转轴连接装置在天线周围形成的闭合缝隙,避免了天线辐射的信号所在闭合缝隙中激励起高次模导致电流聚集的情况,降低了高次模的影响。再通过设置与第一壳体电连接的阻抗调谐电路,调节转轴连接装置的端口的波阻抗,从而改变了第一壳体和第二壳体上所分布的电流的幅相特性,使得与第一壳体和第二壳体的板面上和板
边的电流元的方向基本垂直,成为正交互补的电流元,从而能够形成各向同性的方向图,即增加了方向图的波瓣的数量,减少了方向图的波纹。各向同性的方向图在每个方向的辐射特征较为接近,体现在方向图的形状上可以呈现出各个方向比较饱满,整体形状偏圆,方向图没有明显的零点,因此无论与哪个方向的设备进行通信都不会出现信号质量明显下降的问题,提高了通信质量。同时,该转轴连接装置无需改变可开合电子设备的已有结构,只需要增加绝缘部、阻抗调谐电路和调整组装工艺即可实现,因此能够广泛用于已成型产品,兼容性强,通用性好且易实现,还不会影响原始的天线效率和带宽。应用在可开合电子设备中,如果第一连接装置或第二连接装置中有一个采用上述转轴连接装置,则上述天线的方向图的改善可以体现在应用了上述转轴连接装置的一侧;如果第一连接装置和第二连接装置均采用上述转轴连接装置,则上述天线的方向图的改善可以体现在双侧。
47.在一些实施例中,第一连接部的第一端2011可以是通过安装螺钉206和第一壳体103固定连接,绝缘部204为安装螺钉206处设置的绝缘垫片。可选地,安装螺钉206的数量为可以为一个,也可以是多个,例如两个或三个甚至更多,以能够固定住第一连接部的第一端2011和第一壳体103为准。如图13所示的结构,当安装螺钉206嵌入第一壳体103,绝缘垫片可以使得安装螺钉206和第一连接部201绝缘,从而实现第一壳体103和第二壳体107绝缘。阻抗调谐电路205的一端可以通过与一个安装螺钉206电连接从而与第一壳体103电连接,实现转轴连接装置200处的端口的波阻抗的调节,进而改变分布电流的幅相特性。可选地,图14为又一例绝缘部204为安装螺钉206处设置的绝缘垫片的转轴连接装置200的结构示意图,图14中的阻抗调谐电路205通过与一个安装螺钉206电连接实现与第一壳体103电连接。采用在安装螺钉206处设置的绝缘垫片作为绝缘部204的方式,无需对原本的转轴连接装置200以及所适用的可开合电子设备进行结构的改变,只需要增加绝缘垫片和调整组装工艺即可实现,因此能够广泛用于已成型产品,兼容性强。
48.在一些实施例中,第一连接部的第一端2011、第一壳体103和绝缘板通过安装螺钉206固定连接,绝缘部204为设置在第一连接部的第一端2011与安装螺钉206之间的绝缘层。安装螺钉206可以为导体。可选地,安装螺钉206的数量为可以为一个,也可以是多个,例如两个或三个甚至更多,以能够固定住第一连接部201的第一端和第一壳体103为准。可选地,该绝缘层可以为涂敷在第一连接部的第一端2011的安装面上的绝缘材料,也可以是安装在第一连接部的第一端2011的安装面一侧的绝缘板,例如图15所示的结构。其中,第一连接部的第一端2011的安装面为第一连接部的第一端201上所安装的安装螺钉206的螺帽所在的面。该绝缘板为不导电的板材,例如可以是聚氯乙烯树脂(poly vinyl chloride),pvc)板。可选地,该绝缘层还可以是环氧玻璃布层压板,例如fr-4板(四功能(tera-function)的环氧树脂加上填充剂(filler)以及玻璃纤维所做出的复合材料)。采用环氧玻璃布层压板作为绝缘层,能够使得转轴连接装置200具有更高的强度和更好的介电性,并且耐热防潮,性价比高。采用在第一连接部的第一端与安装螺钉之间的绝缘层的方式,无需对原本的转轴连接装置200以及所适用的可开合电子设备进行结构的改变,只需要增加绝缘绝缘层和调整组装工艺即可实现,因此能够广泛用于已成型产品,兼容性强。
49.在上述实施例的基础上,由于第一壳体103常常设置在pcb下方,与阻抗调谐电路205连接有所不便,当阻抗调谐电路205的一端通过任意一个安装螺钉206与第一壳体103电连接时,可以使得阻抗调谐电路205和安装螺钉206一样裸露出来,相比直接和第一壳体103
连接的方式,布置起来更为方便,并且便于进行调试。可选地,当安装螺钉206的数量为多个时,阻抗调谐电路205的第一端通过安装螺钉206中距离接地点最近的一个与第一壳体103电连接,能够就近接地,因此布线容易,并且较短的布线还能够减少和周围其他的组件的相互干扰。可选地,当安装螺钉206的数量为多个时,阻抗调谐电路205的一端还可以通过安装螺钉206中距离第一壳体103的边缘最近的一个与第一壳体103电连接,可以将电流直接引向第一壳体103的边缘,减少了电流在第一壳体103的板面上的聚集。
50.在上述各个实施例的基础上,上述阻抗调谐电路205可以为fpc,fpc上布置lc滤波电路,用于调谐转轴连接装置200处的端口的波阻抗。阻抗调谐电路205采用fpc的形式,结构上更为轻薄,对于连接点的位置也更为灵活,适用范围更广。
51.可选地,上述阻抗调谐电路205还可以为微带电路,微带电路上布置lc滤波电路,lc滤波电路为分布参数形式的电路、集总参数形式的电路、分布参数和集总参数相结合的形式的电路中的任意一种,只要是能够达到调谐阻抗的作用即可。微带电路更适用高频信号的传输,因此阻抗调谐电路采用微带电路的形式能够对2.4g wi-fi信号及其高次模进行更好的调试,易于实现阻抗匹配的状态。
52.可选地,上述lc滤波电路中的电抗器件的数量可以为多个,也可以为一个。例如,lc滤波电路可以由一个电抗器件和微带线构成。该电抗器件可以根据频率的不同选择不同容值电容器或者不同感值的电感器。采用一个电抗器件调试阻抗由于调试对象少,能够减少调试量,使得阻抗调试的操作简化,减少了研发人员的工作量,缩短了调试时间。
53.在一些实施例中,上述阻抗调谐电路205和第一壳体电连接的基础上,还可以增加多一个阻抗调谐电路和第二壳体电连接,即将绝缘开的两侧分别各加一个阻抗调谐电路来调试波阻抗,也能够实现阻抗调谐的效果。
54.图16中的a图为采用普通的导电的全金属的转轴连接装置200连接可开合设备的示意图,可以看出,第一连接部的第一端2011和第一壳体103连接,第二连接部203的第一端和第二壳体107连接,第一连接部的第二端2012和第二连接部的第二端2032通过转轴202可旋转连接。图16中的b图为在图16中的a图的基础上,加入了绝缘部204和阻抗调谐电路205的示意图,图16中的b图以绝缘部204为绝缘板、阻抗调谐电路205为微带电路为例示出。
55.当阻抗调谐电路205为微带电路时,转轴连接装置200在可开合设备中的局部放大图可以参见图17所示的结构。在图17中,绝缘部204为介质基板,微带电路包括布置在介质基板上的微带线和电抗器件,此处以单独一个集总参数形式的电抗器件为例示出。其中,微带电路的一端通过和金属的安装螺钉206直接接触电连接,另一端连接参考地。可选地,该电抗器件可以为电容器或电感器。
56.图18为另一例阻抗调谐电路205为微带电路时,转轴连接装置200在可开合设备中的局部放大图。在图18中,绝缘部204为介质基板,微带电路包括布置在介质基板上的微带线和电抗器件,此处以分布参数的形式为例示出。其中,微带电路的一端通过和金属的安装螺钉206直接接触电连接,另一端连接参考地。
57.本技术实施例还提供了一种可开合电子设备,可以参见图19所示的结构示意图,包括第一壳体103、第二壳体107、天线109、第一连接装置200-1和第二连接装置200-2,第一壳体103和第二壳体107通过第一连接装置和第二连接装置可开合连接,天线109位于第一连接装置200-1和第二连接装置200-2之间,第一连接装置200-1为上述任一实施例中的转
轴连接装置200。可开合电子设备中,转轴连接装置200的具体形式以及产生的有益效果可以参见前述实施例中的相关描述,此处不再赘述。
58.在一些实施例中,第二连接装置200-2可以为上述任一实施例中的转轴连接装置200。
59.当第一连接装置200-1和第二连接装置200-2中有一个采用本技术实施例所提供的转轴连接装置200,则在该转轴连接装置200一侧的电流的分布得到改变,使得天线109再这一侧的方向图显得更圆,进而使得可开合电子设备在该转轴连接装置200所在一侧方向上的设备进行通信时,通信质量不会下降。当第一连接装置200-1和第二连接装置200-2均采用上述转轴连接装置200时,能够使得两侧的电流的分布均得到改变,使得天线109的整个方向图较圆,和两侧的设备通信都不会存在信号不好的情况,提高了整个方向的通信质量。
60.在一些实施例中,可开合电子设备为笔记本电脑。采用上述转轴连接装置,能够提高笔记本电脑上天线的各向同性,进而确保了各个方向的通信质量。
61.下面我们以一台笔记本电脑为例,对本技术实施例所解决的技术问题进行量化说明,笔记本电脑的结构示意图可以参见图19所示,整机长度a为307毫米,宽度b为227毫米。第一连接装置200-1和第二连接装置200-2之间的间距c为240毫米。此处以键盘101侧为第一壳体103所在的一侧、屏幕侧为第二壳体107所在的一侧为例,第一壳体103和第二壳体107呈110度的夹角,即呈现常用的工作状态。当wi-fi 多入多出(multi-input multi-output,mimo)的天线109,例如天线109-1和天线109-2位于第二壳体107的底部,且关于第二壳体107的底边中心对称放置。同时,mimo天线109的间距为60毫米。表1为不同状态下,mimo天线109的方向性系数数据(等效最大增益):表1由表1的方向性数据可以看出,相比短路态,当电抗器件约为0.25pf时,方向性系数改善约3db(即最大增益减小3db),此时wi-fi信号的覆盖区域均匀,通信质量好。
62.在没用采用本技术实施例提供的转轴连接装置200时,即短路态时,整机上的电流分布可以参见图20中的a图所示,电流主要集中在第一连接装置和第二连接装置之间,即轴向缝隙模式的电流占主,第一壳体103和第二壳体107上分布的电流较少,且第一壳体103和第二壳体107上分布的电流方向,与第一壳体103和第二壳体107的上分布的电流为互相非正交的电流元,整机的电流分布各向同性程度低。此时天线109的方向图可以参见图20中的b图和图20中的c图,零点明显,方向图的各向同性程度低。在采用本技术实施例提供的转轴连接装置200时,即优化态时,整机上的电流分布可以参见图21中的a图所示,电流分散在第
一壳体103和第二壳体107的两侧边缘,整机电流自由度增加,且第一壳体103和第二壳体107的板面上分布的电流方向,与第一壳体103和第二壳体107的两侧边缘的电流方向相垂直,互为正交的电流元。此时天线109的方向图可以参见图21中的b图和图21中的c图,零点变浅,方向图的主副瓣能量更分散,无明显盲区角度,方向图的各向同性程度高。图22为短路态时,天线109-1和天线109-2在水平面的方向上覆盖情况的示意图,图23为优化态时,天线109-1和天线109-2在水平面的方向上覆盖情况的示意图,结合图22和图23可以看出,优化态时,水平面的2d方向图波纹更小,最小增益大于短路态的最小增益,且方向图无盲区(即无过深的零点),图23中的标记点3和标记点4的增益明显大于图22中的标记点1和标记点2的增益。图22和图23中的ab壳代表屏幕方向的第二壳体,cd壳代表键盘方向的第一壳体,左代表位于左侧的天线109-1,右代表位于右侧的天线109-2。图24为不同状态下的天线109的驻波系数的曲线图,可以看出,当采用0.25pf的电抗器件时,天线109端口的驻波比vswr在短路态最高,开路态居中,优化态最低。由vswr=(1 г)/(1-г)可知,优化态时,vswr最接近1,反射系数г最小,即反射损失能量最少,此时理论上行波占主要的分布。
63.当然,上述电抗器件的取值和转轴连接装置200所在的位置强相关。例如当第一连接装置200-1和第二连接装置200-2的间距从240毫米变为180毫米时,电磁场的边界条件发生了变化,此时电抗器件的可以为2nh的电感器。图25中的a图、b图和c图依次分别为开路态、短路态和2nh的优化态的天线109的方向图,此时优化态相比短路态,方向性系数降低了1db以上,从而提高了天线109的各向同性的程度。
64.上文详细介绍了本技术提供的转轴连接装置200的示例。可以理解的是,相应的可开合电子设备为了实现上述功能,其包含了执行各个功能相应的硬件结构。
65.在本技术所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的结构,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的结构实施例仅仅是示意性的,例如,模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
66.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
67.以上内容,仅为本技术的具体实施方式,但本技术的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此,本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
再多了解一些

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