CN105024163B - 组合天线系统及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种组合天线系统及移动终端，其中，组合天线系统包括：设置在移动终端后部的金属壳，金属壳包括第一边壳、中壳和第二边壳，以及设置在第一边壳与中壳之间的第一缝隙和设置在中壳与第二边壳之间的第二缝隙；超宽频天线，覆盖高频段；和两个立体耦合天线，分别覆盖中频段和低频段；其中，第一边壳的两端分别具有安装区域，第二边壳的两端分别具有安装区域，且超宽频天线和两个立体耦合天线分别设置任意三个安装区域上；本发明提供的组合天线系统，可实现低频段、中频段和高频段的覆盖，且可通过分别对三个天线调谐，以使产品在低频段、中频段和高频段上均具有最大的辐射效率，从而使产品满足未来移动终端各种网络制式的性能需求。

Description

组合天线系统及移动终端

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体而言，涉及一种组合天线系统及具有该组合天线系统的移动终端。

背景技术

在手机、平板电脑等移动终端设备行业中，随着用户对产品的外观和手感的体验要求不断提高，使得具有的良好触感和优异的耐磨性能金属装饰类移动产品成为该行业中的消费主流，但是，由于金属后壳和金属边框等装饰所特有的屏蔽性能会严重降低天线的使用可靠性，故而，在顺应产品发展趋势的同时，对各大厂商在天线的设计上提出了更高的要求。

为解决该技术问题，现有技术中提出PIFA/缝隙天线组成的天线系统，该系统通过电路板上的开关控制接地点的通断以产生所需频段，但是，由于射频链路中大量开关结构的引入增加了天线系统的附加损耗，从而降低了天线系统的辐射效率；此外，该系统中对馈源/地衔位置以及整机的长度和宽度依赖性较大，且馈源两侧的高频分支和低频分支之间存在程度较深相互影响，由于该天线系统本身的谐振频率不易调试，则在生产过程中出现的任何尺寸偏差都会造成天线系统的谐振频率的偏移，这一方面进一步增加了天线系统的损耗，另一方面容易降低天线高频和超高频部分的稳定性，且使得高频和超高频的频带偏窄，从而降低产品整机使用可靠性。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种可匹配全金属外壳，辐射效率高，且可覆盖高频段、中频段和低频段的组合式天线系统。

本发明的另一个目的在于提供一种具有上述组合天线系统的移动终端。

为实现上述目的，本发明第一方面的实施例提供了一种组合天线系统，用于移动终端，包括：设置在所述移动终端后部的金属壳，所述金属壳包括第一边壳、中壳和第二边壳，以及设置在所述第一边壳与所述中壳之间的第一缝隙和设置在所述中壳与所述第二边壳之间的第二缝隙；超宽频天线，为覆盖高频段的天线；和两个立体耦合天线，分别为覆盖中频段和低频段的天线；其中，所述第一边壳的两端分别具有一安装区域，所述第二边壳的两端分别具有一安装区域，且所述超宽频天线和两个所述立体耦合天线分别设置在任意三个所述安装区域上。

值得说明的是，本方案中所述低频段指代频率在0.68GHz～1GHz，所述中频段指代频率在1.5GHz～2.2GHz，所述高频段指代频率在2.2GHz～2.7GHz。

另外，本方案中第一缝隙和第二缝隙可利用非金属物质进行填充。

本发明第一方面的实施例提供的组合天线系统，中壳主地，将超宽频天线与两个立体耦合天线分别设置在第一边壳和第二边壳上，并利用第一边壳和第二边壳作为辐射主体，以此解决天线与金属大面积共存的问题，从而实现产品与全金属外壳的匹配，并降低操作移动终端时人体手部对信号的损耗；另外，本方案中超宽频天线主导高频段的工作，两个立体耦合天线分别主导低频段和中频段的工作，三者相对独立工作以实现产品对中频段、低频段和高频段的覆盖，并可避免多频天线中高频段与中频段和低频段之间相互影响的问题；此外，本方案中可通过分别对三者调谐，以使产品在低频段、中频段和高频段上均具有最大的辐射效率，从而使产品满足未来移动终端各种网络制式的性能需求。

另外，本发明提供的上述实施例中的组合天线系统还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述组合天线系统还包括：一个超宽频天线，为覆盖高频段的天线，并设置在剩余的一所述安装区域上。

根据本发明的一个实施例，所述组合天线系统还包括：一个立体耦合天线，为覆盖高频段的天线，并设置在剩余的一所述安装区域上。

根据本发明的一个实施例，所述第一边壳位于所述中壳的上侧，所述第二边壳位于所述中壳的下侧；覆盖中频段的所述立体耦合天线和覆盖低频段的所述立体耦合天线分别设置在所述第二边壳的两个所述安装区域上。

通过设置该结构以使主导低频段和主导中频段的两个立体耦合天线位于移动终端的下部，以此降低移动终端执行通话功能时的人体手部和头部对信号的影响。

根据本发明的一个实施例，所述超宽频天线包括：地馈点，设置在所述第一缝隙处；和主馈点，设置在所述第一边壳的一所述安装区域上，并与所述移动终端内部的射频馈源电连接；其中，所述地馈点位于所述主馈点与所述第一边壳的另一所述安装区域之间。

根据本发明的一个实施例，所述主馈点与所述地馈点之间的间距可调。

该结构中，可通过控制主馈点位置，并调整主馈点与地馈点之间的间距，以此实现对超宽频天线高频谐振点的调整。

根据本发明的一个实施例，所述第二边壳包括底板及与所述底板连接的端板和侧板；所述立体耦合天线包括金属走线，所述金属走线与所述移动终端内部的射频馈源电连接，且所述金属走线与所述底板、所述端板和所述侧板之间分别具有第一间隙、第二间隙和第三间隙，以使所述金属走线同时与所述底板、所述端板和所述侧板通过耦合方式传递能量。

本领域技术人员可以理解的是，本方案中可通过调节金属走线的电长度、形状和馈电位置控制其主导高频段工作；另外，该结构中，金属走线分别与底板、侧板和端板耦合馈电，通过调节第一间隙、第二间隙和第三间隙的大小可调谐该耦合天线装置的各个频段，以此降低其辐射损耗。

根据本发明的一个实施例，所述金属壳还包括：接地装置，位于所述第二缝隙内，并将所述第二边壳接地，且所述接地装置将所述第二缝隙分隔为多个子缝隙；其中，与所述立体耦合天线相对的一所述子缝隙的长度为10mm～30mm。

具体地，该接地装置连接第二边壳和中壳(主地)的钢片，该钢片连接第二边壳的中部，钢片将第二缝隙分割为多个子缝隙，则通过设置钢片在第二缝隙上的位置，控制与立体耦合天线相对的该子缝隙的长度为10mm～30mm，以使其调谐组合天线系统的中频部分。

根据本发明的一个实施例，两个所述立体耦合天线之间的所述第二边壳上开设有接线插口。

该接线插口为电源线端口或数据线端口，则通过该结构以进一步削弱两个立体耦合天线之间的电流和信号交互。

本发明第二方面的实施例提供了一种移动终端，包括有上述任一项实施例中所述的组合天线系统。

本发明第二方面的实施例提供的移动终端，通过设置上述任一项实施例中所述的组合天线系统，从而具有所述组合天线系统所具有的一切有益效果，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例所述组合天线系统的结构示意图；

图2是图1中所示A部的放大结构示意图；

图3是图1中所示B部的放大结构示意图；

图4是本发明另一个实施例所述组合天线系统的结构示意图；

图5是图4中所示C部的放大结构示意图；

图6是本发明所述金属走线与第二边壳的位置关系示意图；

其中，图1至图6中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100第一边壳，101第一底板，102第一端板，103第一侧板，110(110a，110b)超宽频天线，111(111a，111b)主馈点，112(112a，112b)地馈点，120第一立体耦合天线，121第一金属走线，200中壳，300第二边壳，301第二底板，302第二端板，303第二侧板，310(310a，310b)第二立体耦合天线，311(311a，311b)第二金属走线，400第一缝隙，500第二缝隙。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图6描述根据本发明一些实施例所述组合天线系统。

如图1和图6所示，本发明第一方面的实施例提供的组合天线系统，用于移动终端，包括：设置在移动终端后部的金属壳，金属壳包括第一边壳100、中壳200和第二边壳300，以及设置在第一边壳100与中壳200之间的第一缝隙400和设置在中壳200与第二边壳300之间的第二缝隙500；超宽频天线110a，为覆盖高频段的天线；和两个立体耦合天线310，分别为覆盖中频段的第二立体耦合天线310a和低频段的第二立体耦合天线310b；其中，第一边壳100的两端分别具有一安装区域，第二边壳300的两端分别具有一安装区域，且超宽频天线110a和两个第二立体耦合天线310分别设置在任意三个安装区域上。

值得说明的是，本方案中所述低频段指代频率在0.68GHz～1GHz，所述中频段指代频率在1.5GHz～2.2GHz，所述高频段指代频率在2.2GHz～2.7GHz。

另外，本方案中第一缝隙400和第二缝隙500可利用非金属物质进行填充。

本发明第一方面的实施例提供的组合天线系统，中壳200主地，将超宽频天线110与两个立体耦合天线310分别设置在第一边壳100和第二边壳300上，并利用第一边壳100和第二边壳300作为辐射主体，以此解决天线与金属大面积共存的问题，从而实现产品与全金属外壳的匹配，并降低操作移动终端时人体手部对信号的损耗；另外，本方案中超宽频天线110主导高频段的工作，两个第二立体耦合天线310分别主导低频段和中频段的工作，三者相对独立工作以实现产品对中频段、低频段和高频段的覆盖，并可避免多频天线中高频段与中频段和低频段之间相互影响的问题；此外，本方案中可通过分别对三者调谐，以使产品在低频段、中频段和高频段上均具有最大的辐射效率，从而使产品满足未来移动终端各种网络制式的性能需求。

在本发明的一个实施例中，如图1和图4所示，第一边壳100位于中壳200的上侧，第二边壳300位于中壳200的下侧；覆盖中频段的第二立体耦合天线310a和覆盖低频段的第二立体耦合天线310b分别设置在第二边壳300的两个安装区域上。

在该实施例中，通过设置该结构以使主导低频段和主导中频段的两个立体耦合天线310位于移动终端的下部，以此降低移动终端执行通话功能时的人体手部和头部对信号的影响。

具体地，如图1、图3和图4所示，第二边壳300包括第二底板301及与第二底板301连接的第二端板302和第二侧板303；第二立体耦合天线310包括第二金属走线311，即图中所示第二金属走线311a和第二金属走线311b，两者分别与移动终端内部的射频馈源电连接，且如图6所示，第二金属走线311与第二底板301、第二端板302和第二侧板303之间分别具有第一间隙、第二间隙和第三间隙，以使第二金属走线311同时与第二底板301、第二端板302和第二侧板303通过耦合方式传递能量。

本领域技术人员可以理解的是，本方案中可通过调节第二金属走线311的电长度、形状和馈电位置以控制其主导中频和低频的工作；另外，如图6所示，该结构中，第二金属走线311分别与第二底板301、第二侧板303和第二端板302耦合馈电，通过调节第一间隙的大小s1、第二间隙的大小s2和第三间隙的大小s3可调谐该立体耦合天线310的各个频段，以此降低其辐射损耗。

具体而言，本方案中所述第二金属走线311的具体形状并不受视图的限制，设计人员通过设置第二金属走线311a的分支数量、各分支的长度可控制该第二立体耦合天线310a主导中频的各个频段，通过设置第二金属走线311b的分支数量、各分支的长度可控制该第二立体耦合天线310b主导中频的各个频段，并通过第二金属走线311与分别与第二底板301、第二侧板302和第二端板303耦合馈电以调谐中频和低频的各个频段；则在上述结构中，设计人员可综合对产品的工作频段需求和移动终端的尺寸要求，可设置适合的第一间隙的大小s1、第二间隙的大小s2和第三间隙的大小s3，以使立体耦合天线310可覆盖中频和低频的各个频段。

另外，金属壳还包括：接地装置(图中未示出)，位于第二缝隙500内，并将第二边壳300接地，且接地装置将第二缝隙500分隔为多个子缝隙；其中，与第二立体耦合天线310a相对的一子缝隙的长度为10mm～30mm，与第二立体耦合天线310b相对的一子缝隙的长度为10mm～30mm。

具体地，该接地装置连接第二边壳300和中壳200(主地)的钢片，该钢片连接第二边壳300的中部，钢片将第二缝隙500分割为多个子缝隙，则通过设置钢片在第二缝隙500上的位置，控制与第二立体耦合天线310相对的该子缝隙的长度为10mm～30mm，以使其调谐组合天线系统的中频部分。

在本发明的一个实施例中，如图1和图2所示，超宽频天线110包括：主馈点111，设置在第一缝隙400处；和地馈点112，设置在第一边壳110的一安装区域上，并与移动终端内部的射频馈源电连接；其中，主馈点111位于地馈点112与第一边壳110的另一安装区域之间。

进一步地，主馈点111与地馈点112之间的间距可调。

该结构中，可通过控制主馈点位置，并调整主馈点111与地馈点112之间的间距，以此实现对超宽频天线110高频谐振点的调整。

在本发明的一个实施例中，如图1至图3所示，组合天线系统包括：覆盖中频段的第二立体耦合天线310a、覆盖低频段的第二立体耦合天线310b、覆盖高频段的超宽频天线110a和超宽频天线110b。

如图1至图3所示，两个超宽频天线110均设置在第一边壳100上，并均主导高频段工作；该结构中，无需设置其他的走线，直接利用第一边壳100作为高频段的辐射体，并通过设置主馈点111位置以调整高频谐振点；具体地，信号从主馈点111a和主馈点111b馈入，并经过与第一边壳100匹配后，分别从地馈点112a和地馈点112b馈出，通过设置主馈点111a和主馈点111b的位置，并控制主馈点111a与地馈点112a之间的间距，和控制主馈点111b与地馈点112b之间的间距以调谐高频的各个频段。

在本发明的另一个实施例中，如图4和图5所示，组合天线系统包括：覆盖中频段的第二立体耦合天线310a、覆盖低频段的第二立体耦合天线310b、覆盖高频段的超宽频天线110和第一立体耦合天线120。

该第一立体耦合天线120与第一边壳100之间的位置关系与第二立体耦合天线310与第二边壳300之间的位置关系相同，具体地，第一边壳100包括第一底板101及与第一底板101连接的第一端板102和第一侧板103；第一立体耦合天线120的第一金属走线121与移动终端内部的射频馈源电连接，且第一金属走线121与第一底板101、第一端板102和第一侧板103之间分别具有第一间隙、第二间隙和第三间隙，以使第一金属走线121同时与第一底板101、第一端板102和第一侧板103通过耦合方式传递能量，则通过设置适合的第一间隙的大小、第二间隙的大小和第三间隙的大小，以使立体耦合天线120可覆盖高频的各个频段。

本发明第二方面的实施例提供了一种移动终端(图中未示出)，包括有上述任一项实施例中所述的组合天线系统。

本发明第二方面的实施例提供的移动终端，通过设置上述任一项实施例中所述的组合天线系统，从而具有所述组合天线系统所具有的一切有益效果，在此不再赘述。

综上所述，本发明提供的组合天线系统，中壳主地，将超宽频天线与两个立体耦合天线分别设置在第一边壳和第二边壳上，并利用第一边壳和第二边壳作为辐射主体，以此解决天线与金属大面积共存的问题，从而实现产品与全金属外壳的匹配，并降低操作移动终端时人体手部对信号的损耗；另外，本方案中超宽频天线主导高频段的工作，两个立体耦合天线分别主导低频段和中频段的工作，三者相对独立工作以实现产品对中频段、低频段和高频段的覆盖，并可避免多频天线中高频段与中频段和低频段之间相互影响的问题；此外，本方案中可通过分别对三者调谐，以使产品在低频段、中频段和高频段上均具有最大的辐射效率，从而使产品满足未来移动终端各种网络制式的性能需求。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种组合天线系统，用于移动终端，其特征在于，包括：

设置在所述移动终端后部的金属壳，所述金属壳包括第一边壳、中壳和第二边壳，以及设置在所述第一边壳与所述中壳之间的第一缝隙和设置在所述中壳与所述第二边壳之间的第二缝隙；

超宽频天线，为覆盖高频段的天线；和

两个立体耦合天线，分别为覆盖中频段和低频段的天线；

其中，所述第一边壳的两端分别具有一安装区域，所述第二边壳的两端分别具有一安装区域，且所述超宽频天线设置在所述第一边壳的两个所述安装区域中任意一个；

覆盖中频段的所述立体耦合天线和覆盖低频段的所述立体耦合天线分别设置在所述第二边壳的两个所述安装区域上；

所述第二边壳包括底板及与所述底板连接的端板和侧板；

所述立体耦合天线包括金属走线，所述金属走线与所述移动终端内部的射频馈源电连接，且所述金属走线与所述底板、所述端板和所述侧板之间分别具有第一间隙、第二间隙和第三间隙，以使所述金属走线同时与所述底板、所述端板和所述侧板通过耦合方式传递能量。

2.根据权利要求1所述的组合天线系统，其特征在于，还包括：

一个超宽频天线，为覆盖高频段的天线，并设置在剩余的一所述安装区域上。

3.根据权利要求1所述的组合天线系统，其特征在于，还包括：

一个立体耦合天线，为覆盖高频段的天线，并设置在剩余的一所述安装区域上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合天线系统，其特征在于，

所述第一边壳位于所述中壳的上侧，所述第二边壳位于所述中壳的下侧。

5.根据权利要求4所述的组合天线系统，其特征在于，所述超宽频天线包括：

地馈点，设置在所述第一缝隙处；和

主馈点，设置在所述第一边壳的一所述安装区域上，并与所述移动终端内部的射频馈源电连接；

其中，所述地馈点位于所述主馈点与所述第一边壳的另一所述安装区域之间。

6.根据权利要求5所述的组合天线系统，其特征在于，

所述主馈点与所述地馈点之间的间距可调。

7.根据权利要求4所述的组合天线系统，其特征在于，所述金属壳还包括：

接地装置，位于所述第二缝隙内，并将所述第二边壳接地，且所述接地装置将所述第二缝隙分隔为多个子缝隙；

其中，与所述立体耦合天线相对的一所述子缝隙的长度为10mm～30mm。

8.根据权利要求4所述的组合天线系统，其特征在于，

两个所述立体耦合天线之间的所述第二边壳上开设有接线插口。

9.一种移动终端，其特征在于，包括有如权利要求1至8中任一项所述的组合天线系统。