电子设备

技术领域

本申请涉及电子技术领域，具体涉及一种电子设备。

背景技术

随着电子技术的发展，诸如智能手机等电子设备能够实现的功能越来越多，电子设备中的电子元件也越来越多。电子元件的数量增多导致占用的空间增多，不利于实现电子设备轻薄化。

发明内容

本申请提供了一种电子设备，可以通过第一辐射体和第二辐射体共同辐射射频信号，并且通过将指纹识别模组设置在第一辐射体的通孔内，可以减少指纹识别模组对电子设备的布局空间的占用，有利于实现电子设备的轻薄化。

本申请实施例提供一种电子设备，包括：

第一辐射体，所述第一辐射体上设置有通孔；

多个第二辐射体，每一所述第二辐射体与所述第一辐射体之间形成有间隙，每一所述第二辐射体通过一个所述间隙与所述第一辐射体电磁耦合以传输射频信号；

指纹识别模组，所述指纹识别模组设置在所述通孔内，以实现所述指纹识别模组与所述第一辐射体和所述第二辐射体之间电隔离。

本申请实施例提供的电子设备中，该电子设备包括第一辐射体、多个第二辐射体和指纹识别模组，第一辐射体与多个第二辐射体共同辐射射频信号，并且第一辐射体上设置有通孔，指纹识别模组设置在通孔中，可以减少指纹识别模组对电子设备的布局空间的占用，有利于实现电子设备的轻薄化。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例提供的电子设备的第一种结构示意图。

图2为本申请实施例提供的电子设备的第二种结构示意图。

图3为本申请实施例提供的电子设备的第一辐射体结构示意图。

图4为本申请实施例提供的电子设备的第三种结构示意图。

图5为本申请实施例提供的电子设备的第四种结构示意图。

图6为本申请实施例提供的电子设备的第一种俯视结构示意图。

图7为本申请实施例提供的电子设备的第二种俯视结构示意图。

图8为本申请实施例提供的电子设备的第五种结构示意图。

图9为本申请实施例提供的电子设备的电路板、第一金属弹片和第二金属弹片的结构示意图。

图10为本申请实施例提供的电子设备的S参数曲线图。

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，所描述的实施例仅仅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。

本申请实施例提供一种电子设备100。所述电子设备100可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑等能够传输射频信号的设备。

参考图1，图1为本申请实施例提供的电子设备的第一种结构示意图。

电子设备100包括壳体50、电路板40、电池30、天线模组20及指纹识别模组10。

其中，壳体50用于形成电子设备100的外部轮廓，以便于容纳电子设备100的电子器件、功能组件等，同时对电子设备100内部的电子器件和功能组件形成密封和保护作用。

其中，电路板40安装在壳体50的内部。电路板40可以作为电子设备100的主板。电路板40上设置有接地点，以实现电路板40的接地。电路板40上可以集成有马达、麦克风、扬声器、受话器、耳机接口、通用串行总线接口(USB接口)、摄像头、距离传感器、环境光传感器、陀螺仪以及处理器等功能组件中的一个、两个或多个。

其中，电池30安装在壳体50的内部。电池30连接电路板40，以实现电池30为电子设备100供电。其中，电路板40上可以设置有电源管理电路，电源管理电路用于将电池30提供的电压分配到电子设备100中的各个电子器件。

其中，所述电子设备100中还设置有天线模组20。所述天线模组20用于实现电子设备100的射频通信功能，例如所述天线模组20可以用于实现传输射频信号。所述天线模组20设置在电子设备100的壳体50内部。其中，可以理解的，所述天线模组20的部分器件可以集成在所述壳体50内部的电路板40上，例如所述天线模组20中的信号处理芯片以及信号处理电路可以集成在所述电路板40上。此外，所述天线模组20的部分器件还可以直接设置在所述壳体50内部。例如所述天线模组20用于辐射信号的辐射体或者导体结构可以直接设置在所述壳体50内部。

其中，所述电子设备100中还设置有指纹识别模组10，指纹识别模组10与天线模组20共存。指纹识别模组10可以设置在电子设备100的背面，比如在壳体50上设置通孔60，所述指纹识别模组10的一部分通过该通孔60裸露在外，用户可以通过该指纹识别模组10进行指纹识别。指纹识别模组10也可以包括在显示屏集成中，用户将手指按压显示屏对应指纹识别模组10的区域时，即可完成指纹识别。此外，在本申请实施例中，对于指纹识别模组10的具体类型不做限制，该指纹识别模组10可以是光学指纹识别模组，也可以是超声波指纹识别模组，还可以是虚拟的指纹识别模组，等等。

参考图2，图2为本申请实施例提供的电子设备的第二种结构示意图。

电子设备100包括天线模组20和指纹识别模组10，天线模组20包括第一辐射体21和多个第二辐射体22。

其中，第一辐射体21接地。第一辐射体21的材料为金属材料，例如镁合金或者铝合金等。第一辐射体21上设置有通孔60，其中，通孔60的形状可以是合适于工业设计的任何形状，例如圆形，方形或者椭圆形等。通孔60设置在第一辐射体21的中心位置，设置在中心位置可以确保该通孔60对第一辐射体21的作用是均衡的。

由于电路板40上存在密集的金属导电元件，为了避免发生金属屏蔽现象，应该使第一辐射体21远离导电元件。通常手段是给辐射体设置一片净空区域，以实现辐射体传输射频信号的稳定性。在本实施例中，第一辐射体21与电路板40平行设置，且第一辐射体21与电路板40的距离小于或等于5毫米，且不需要特定给第一辐射体21设置净空区域。第一辐射体21与电路板40的距离进行限制，既可以满足天线模组20的性能不受其他导电元件的影响，也同时可以满足电子设备100的轻薄化。

其中，第二辐射体22的材料为金属材料，比如镁合金或者铝合金。第二辐射体22可以由一长条金属弯折而成，也可以由多段金属焊接而成。第二辐射体22的数量可以为多个，多个第二辐射体22在第一辐射体21的周缘对称分布。

其中，一个第一辐射体21和每一第二辐射体22之间形成有间隙23，间隙23的宽度可以满足第一辐射体21和第二辐射体22之间能实现电磁耦合以传输射频信号，例如，间隙23的宽度为0.5毫米、1毫米或者1.5毫米等。多个第二辐射体22沿着第一辐射体21的周缘对称分布，从而第一辐射体21与第二辐射体22在工作时的相互作用是相同的。

可以理解的是，电磁耦合的产生是由于第一辐射体21和第二辐射体22之间存在互感，使其中一个辐射体的电流变化通过互感影响到另一个辐射体，辐射体的输入与输出之间紧密配合和相互影响,并通过相互作用在第二辐射体22和第一辐射体21之间产生电磁耦合，从而实现电连接。

每一第二辐射体22用于传输第一频段的射频信号，模态是四分之一波长。例如，第一频段的射频信号可以为5G(5th-Generation，第五代移动通信技术)射频信号的N78频段。其中，N78频段的频率范围为3.4GHz至3.6GHz。可以理解的是，第二辐射体22的数量为多个时，每一个第二辐射体22都可以传输第一频段的射频信号，因此多个第二辐射体22可以传输多个第一频段的射频信号，以增强第一频段的射频信号的强度。例如，第二辐射体22的数量为4个时，可以形成第一频段的射频信号的4*4MIMO(multiple-in multiple-out，多输入多输出)传输。

多个第二辐射体22与第一辐射体21用于共同传输第二频段的射频信号，模态为四分之五波长，例如，第二频段的射频信号可以为N79频段的5G射频信号。其中，N79频段的频率范围为4.8GHz至4.9GHz。

其中，指纹识别模组10设置在通孔60内，以实现指纹识别模组10与所述第一辐射体21和第二辐射体22之间电隔离。由于指纹识别模组10的外表面为金属材质，且指纹识别模组10在工作状态中通电，通电的指纹识别模组10会对第一辐射体21或者第二辐射体22产生影响，所以指纹识别模组10和第一辐射体21或第二辐射体22之间应该存在电隔离，以保证第一辐射体21或第二辐射体22的稳定工作。反之，传输射频信号的第一辐射体21或者第二辐射体22也会对指纹识别模组10产生影响，例如指纹识别不准确、指纹无法识别。

在一些实施例中，指纹识别模组10与第一辐射体21之间存在第一间隙使得指纹识别模组10与第一辐射体21之间实现电隔离，第一间隙的宽度可以为2毫米、2.5毫米或者3毫米等。又或者，指纹识别模组10的封装结构为塑料、橡胶或者陶瓷等绝缘材质，可以理解的，指纹识别模组10外的封装结构将指纹识别模组10与第一辐射体21隔开，使得指纹识别模组10与第一辐射体21之间存在物理隔离，从而实现电隔离。

可以理解的是，指纹识别模组10与第一辐射体21之间的第一间隙也可以通过塑料、橡胶或者陶瓷等绝缘材料填充，用于实现指纹识别模组10与第一辐射体21和第二辐射体22之间电隔离。

在一些实施例中，电子设备100中的指纹识别模组10和天线模组20可以设置在电子设备100的中上部。在另一些实施例中，电子设备100中的指纹识别模组10和天线模组20可以设置在电池30的正上方，也就是电子设备100的中下部。所以，指纹识别模组10和天线模组20可以设置在电子设备100的中部，可以不需要设置在电子设备100的四个角落，这种设置可以有效的节约空间，又能解决电子设备在使用过程中横握时，手指紧贴在电子设备100的角落，影响天线模组20传输射频信号的稳定性的问题。

在本申请的描述中，需要理解的是，诸如“第一”、“第二”等术语仅用于区分类似的对象，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。

本实施例提供的电子设备100中，该电子设备100包括第一辐射体21、多个第二辐射体22和指纹识别模组10，第一辐射体21上设置有通孔60，指纹识别模组10设置在通孔60中，指纹识别模组10和第一辐射体21共用电子设备100的部分空间，有利于实现电子设备100轻薄化。其中，第二辐射体22用于传输第一频段的射频信号，多个第二辐射体22与所述第一辐射体21用于共同传输第二频段的射频信号，因此可以实现对多个第二辐射体22的共用，使电子设备100可以传输至少两种射频信号，因此可以减少电子设备100的辐射体数量，从而减少辐射体对电子设备100的布局空间的占用，也有利于实现电子设备100的轻薄化。

参阅图3，图3为本申请实施例提供的电子设备的第一辐射体结构示意图。

第一辐射体21包括多个辐射部，每一所述辐射部均与所述通孔60的周缘连接，所述通孔60的周缘是指第一辐射体21形成通孔60的孔壁边缘。每一所述辐射部均包括一端部211，每一所述端部211通过一个所述间隙23与所述第二辐射体22电磁耦合。可以理解的是，第一辐射体21包括多个端部211。其中，第一辐射体21属于对称结构，多个端部211的位置设置应当满足在第一辐射体21周缘对称分布，例如，若第一辐射体21呈现“十”字形或者“人”字形，则呈“十”字形的第一辐射体21存在4个辐射部，每一辐射部存在1个端部211，共存在4个端部211，呈“人”字形的第一辐射体21存在3个辐射部，每一辐射部存在1个端部211，共存在3个端部211。

其中，当多个第二辐射体22与第一辐射体21用于共同传输第二频段的射频信号时，每一所述端部211与所述指纹识别模组10之间的距离相等，可以理解的是，每一所述端部211与所述第一间隙之间的距离相等，第一辐射体21对传输第二频段的射频信号的贡献是相同的，可以实现稳定的传输第二频段的射频信号。

在一些实施例中，请继续参阅图2和图3，所述第一辐射体21包括多个连接点212，其中，连接点212可以是第一辐射体21上划分的一小块区域，也可以是第一辐射体21上凸起的一小块金属。

其中，连接点212设置在通孔60的周缘，可以在通孔60的周缘不对称分布，也可以在通孔60的周缘对称分布。在实际使用过程中，连接点212设置的目的是用来实现第一辐射体21接地。通过一段导线或者金属柱实现连接点212与电路板40上的接地点连接，通孔60周缘的电势为0，可以理解的是，通孔60的孔壁的电流为零，更有利于减少第一辐射体21和第二辐射体22对指纹识别模组10的影响。

在实际应用过程中，可以通过焊接或者粘贴等方式使金属条或者金属柱连接每一第一辐射体21和一个电路板40上的接地点。

同时，金属条或者金属柱具有支撑作用，可以保证第一辐射体21与电路板40的距离小于等于5毫米。可以理解的是，在一些实施例中，也可以不采用金属条或者金属柱的支撑作用，通过使用绝缘材料例如塑料或者陶瓷去支撑第一辐射体21，保证第一辐射体21与电路板40的距离小于等于5毫米。

在一些实施例中，请继续参阅图2和图3，每一所述第二辐射体22包括第一辐射段221和第二辐射段222，所述第一辐射段221与所述第二辐射段222连接，所述第一辐射段221通过所述间隙23与所述第一辐射体21电磁耦合。例如，第一辐射段221有4个，第一辐射体21体存在4个端部211，每一第一辐射段221与第一辐射体21的一个端部211之间通过间隙23实现电连接。

其中，第一辐射段221可以是一段金属条弯折而成，也可以是已成型的一段金属。例如，第一辐射段221为“L”形，与第一辐射体21形成一段狭长的间隙23。由于第一辐射段221通过间隙23与第一辐射体21实现电磁耦合。间隙23的长度越长，实现电磁耦合的能力越强。可以理解的，第一辐射体21形成多个端部211，使得第一辐射体21与第一辐射段221可以实现电磁耦合的范围越多，使得电流传输更稳定，更有利于第一辐射体21和第二辐射体22传输射频信号。

其中，第二辐射段222的一端馈入信号，以实现对第二辐射体22以及第一辐射体21馈电。例如，第一辐射段221、第二辐射段222、第一辐射体21、第一辐射体21上的连接点212、导体和电路板40上的接地点形成闭合的回路，通过向第二辐射段222馈入信号，第一辐射体21和第二辐射体22一起传输第二射频信号。例如，第一辐射段221与第二辐射段222连接形成单线天线，实现传输第一射频信号。

请继续参考图2，第一辐射段221与第二辐射段222连接并形成预设角度。

当第一辐射段221平行于电路板40时，若第二辐射段222与第一辐射段221相互不垂直，则第二辐射段222的长度比第一辐射段221离电路板40的距离大。根据对传输频段的需要，可以设计不同长度的第二辐射段222，适用于传输不同频段的信号。

当第一辐射段221平行于电路板40时，第二辐射段222与第一辐射段221垂直，则可以认为第二辐射段222的长度与第一辐射段221离电路板40的距离相等，可以理解的是，第二辐射段222不仅可以作为第二辐射体22的一部分，也可以作为第一辐射段221的支撑段。当然，在一些实施例中，可以不使用第二辐射段222作为第一辐射段221的支撑段，可以使用塑料或者陶瓷等绝缘材料制成的支撑物将第一辐射段221支撑起来，以实现第一辐射段221通过所述间隙23实现与第一辐射体21的电磁耦合。

请参阅图4，图4为本申请实施例提供的电子设备的第三种结构示意图。

每一所述所述第二辐射体22还包括第三辐射段223，所述第三辐射段223包括第一端和第二端，所述第一端与第一辐射段221连接，第二端与第二辐射段222连接。其中，第三辐射段223的材质可以是与第一辐射段221或第二辐射段222相同的金属，也可以是与第一辐射段221或第二辐射段222不相同的金属。第一辐射段221、第二辐射段222和第三辐射段223可以是由一长条金属弯折而成，也可以是由三条金属段焊接而成。

参考图5，图5为本申请实施例提供的电子设备的第四种结构示意图。

第二辐射体22还包括多个第三辐射段223，多个第三辐射段223依次连接以形成第一端和第二端。例如，第二辐射体22包括两个第三辐射段223，两个第三辐射段223依次连接，形成第一端和第二端。第一端与第一辐射段221连接，第二端与第二辐射段222连接，共同形成第二辐射体22。

其中，第三辐射段223的个数的增加或者减小会导致第二辐射体22的长度增加或者减少。又因为第三辐射段223连接方式的不同，例如弯折连接，第一辐射段221、第二辐射段222和第三辐射段223形成的第二辐射体22的体积随之改变，所以整个天线模组20的形状也会发生改变。

可以理解的是，同样结构的天线，工作频率越低，波长越长，则所需天线的长度也越长。所以根据所适用的谐振频率大小，通过调整第三辐射段223的个数，从而调整第二辐射体22的长度，实现第二辐射体22或者第一辐射体21与第二辐射体22的结合可以传输不同频段的射频信号。

参考图6，图6为本申请实施例提供的电子设备的第一种俯视结构示意图。

天线模组20还包括馈源24，馈源24用于产生射频信号。

每一第二辐射体22均与馈源24电连接。第一辐射体21、第二辐射体22、电路板40、馈源24和电路板40上的接地点形成一个闭合的回路，由于第一辐射体21与第二辐射体22是通过间隙23形成电磁耦合实现电连接。因此，馈源24可以给每一第二辐射体22馈入射频信号，每一第二辐射体22可以向外辐射射频信号，从而传输第一频段的射频信号，多个第二辐射体22与第一辐射体21可以共同向外辐射第二频段的射频信号。

参考图7，图7为本申请实施例提供的电子设备的第二种俯视结构示意图。

通常情况下，电子设备100只能接受一定频段范围内的射频信号，所以该电子设备100中的所有组件都是根据该一定范围内的射频信号设计的。

但是，电子设备100要满足能传输不同频段的射频信号，电子设备100还包括多个调谐电路25，每一调谐电路25接地。调谐电路25的数量与第二辐射体22的数量相同，每一第二辐射体22连接一个调谐电路25。不仅可以同时调节多个调谐电路25，也可以分别对一个调谐电路25进行调节。

调谐电路25是由一个或者多个电路元件组成，一个或者多个电路元件使得调谐电路25具有调节阻抗的特性，从而可以调节电子设备100辐射的频段的频率。例如，调谐电路25的元件可以为电阻、电容、电感、开关等。可以理解的，调谐电路25也可以称为匹配网络、匹配电路、调谐网络等。

在实际应用情况下，电子设备100可以通过调谐电路25调节电子设备100的发射频段的频率，例如电子设备100具备收音机的功能，可以通过调谐电路25调节接受电路中的振荡器的频率，使之与要接受的频段的频率一致，从而发生谐振，以便于把特定的频段选出来，实现收音机搜索频道的功能。

参考图8，图8为本申请实施例提供的电子设备的第五种结构示意图。

天线模组20还包括多个第三辐射体26。

其中，第三辐射体26的数量与第二辐射体22的数量相同。每一第三辐射体26的一端与一个第二辐射体22连接，每一第三辐射体26的另一端接地。

其中，第三辐射体26可以是一条辐射段组成，也可以是多条辐射段组成。若第三辐射体26由多条辐射段组成，多条辐射段首尾相连形成第三辐射体26，第三辐射体26的连接第二辐射体22。

可以理解的是，增加或者减小第三辐射体26中辐射段的个数会导致第三辐射体26的长度增加或者减少，又因为辐射段连接方式的不同，例如弯折连接，第三辐射体26的体积随之改变，所以整个天线模组20的形状也会发生改变。

其中，同样结构的天线，工作频率越低，波长越长，则所需天线的长度也越长。所以根据所适用的谐振频率大小，通过调整辐射段的个数，从而调整第三辐射体26的长度，实现天线模组20可以传输不同频段的射频信号。

其中，每一第二辐射体22和一个第三辐射体26用于共同传输第三频段的射频信号，例如，第三频段的射频信号包括N41频段，其中N41频段的频率范围为2.5GHz至2.69GHz。

参考图9，图9为本申请实施例提供的电子设备的电路板、第一金属弹片和第二金属弹片的结构示意图。

电子设备100还包括电路板40，所述电路板40上存在多个接地点和多个馈源24。可以理解的是，电子设备100存在接地路径连接接地点，存在馈电路径连接馈源24。

所述电路板100上设置有接地层，所述接地路径可以通过电子设备100中的金属线路来形成。例如，所述接地路径可以通过电子设备100中的电路板40上的印刷线路来形成，该印刷路线连接该接地层。再例如，所述接地路径还可以通过电子设备100中的金属导线来形成。

所述馈电路径可以通过电子设备100中的金属线路来形成。例如，所述馈电路径可以通过电子设备100中的电路板40上的印刷线路来形成。再例如，所述馈电路径还可以通过电子设备100中的金属导线来形成。

所述电子设备100还包括多个第一金属弹片27和多个第二金属弹片28。多个第一金属弹片27和多个第二金属弹片28都设置在电路板40上，多个第一金属弹片27和多个第二金属弹片28可以通过焊接的方式连接电路板40，也可以通过粘贴的方式连接在电路板40上。其中，第一金属弹片27和第二金属弹片28的材质可以为镁合金或铝合金等。

电路板40上存在多个接地点和多个馈源24，多个接地点设置在上述接地层上，每一第一金属弹片27均与电路板40上的一个接地点电连接，每一第二金属弹片28均与一个馈源24电连接，以使得馈源24通过每一第二金属弹片向一个第二辐射体馈电。此外，第一金属弹片27连接第一辐射体21，以实现第一辐射体21接地。每一第二金属弹片28连接一个第二辐射体22，以实现多个第二辐射体22与馈源24电连接。

其中，第一金属弹片27和第二金属弹片28的形状可以是适用于第一辐射体21及第二辐射体22和电路板40连接的任意形状，例如，圆形，方形或者三角形。

其中，第一金属弹片27和第二金属弹片28具有导电特性，并具有弹性，所以多个第一金属弹片27和多个第二金属弹片28一方面可以起到电连接的作用，另一方面具有避震的功能，可以起到保护零部件的作用。

在一些实施例中，存在多个第三辐射体26，每一第三辐射体26也可以与电路板40上的接地点电连接。

参考图10，图10为本申请实施例提供的电子设备100的S参数曲线图。

当电子设备100工作时，可以产生两个谐振频率，例如其中一个谐振频率为3.3GHz至3.8GHz频段，另一个谐振频率为4.4GHz至5GHz频段。

以上对本申请实施例提供的一种电子设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请。同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。