CN105098354B - 移动终端及天线装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种天线装置，包括天线地，还包括：第一馈电端口，用于与射频单元连接并与所述射频单元进行信号传输；第一天线，分别与第一馈电端口以及天线地连接；第一调节单元，一端连接于第一馈电端口与第一天线之间，另一端与第一开关单元连接；第一调节单元用于对第一天线的工作频段进行调节；第一开关单元，另一端与天线地连接；第二开关单元，一端与第一天线上远离天线地的天线结构连接，另一端与天线地连接；以及控制单元，用于分别控制第一开关单元和第二开关单元的闭合以及断开，从而对第一天线的工作状态进行控制。上述天线装置在实现多频带的同时具有空间尺寸较小的特点。本发明还涉及一种移动终端。

Description

移动终端及天线装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种移动终端及天线装置。

背景技术

为满足移动终端的小型化发展需求，天线装置的空间尺寸也要向小型化发展。然而，随着无线通讯供应商的增多，不同的无线通讯供应商往往会采用不同的信号传输频带。要保证移动终端在不同无线网络环境下正常进行无线通讯，天线装置需要能够实现多频带工作。传统的天线装置往往通过添加多个寄生谐振来实现多频带，这种方法会使得天线装置的空间尺寸增大，不利于在体积日益小型化的移动终端中使用。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种空间尺寸较小的多频带的天线装置。

还提供一种移动终端。

一种天线装置，包括天线地，还包括：第一馈电端口，用于与射频单元连接并与所述射频单元进行信号传输；第一天线，分别与所述第一馈电端口以及所述天线地连接；第一调节单元，一端连接于所述第一馈电端口与所述第一天线之间，另一端与第一开关单元连接；所述第一调节单元用于对所述第一天线的工作频段进行调节；第一开关单元，另一端与所述天线地连接；第二开关单元，一端与所述第一天线上远离所述天线地的天线结构连接，另一端与所述天线地连接；以及控制单元，分别与所述第一开关单元和所述第二开关单元连接，用于分别控制所述第一开关单元和所述第二开关单元的闭合以及断开，从而对所述第一天线的工作状态进行控制。

在其中一个实施例中，还包括第一匹配单元，设置于所述第一天线和所述第一馈电端口之间，用于协调所述第一天线。

在其中一个实施例中，还包括第二调节单元，设置于所述第二开关单元和所述第一天线之间，用于对所述第一天线的工作频段进行调节。

在其中一个实施例中，所述第二调节单元由电容形成或者由电容、电感串联形成。

在其中一个实施例中，所述第一调节单元为电感。

在其中一个实施例中，所述第一天线为横向设置的“F”型天线结构且“F”的开口朝所述天线地设置；所述“F”型天线结构包括第一辐射体、第二辐射体以及第三辐射体；所述第一辐射体一端分别与所述第一调节单元、第一开关单元连接，另一端连接于所述第二辐射体上；所述第二辐射体一端与所述第三辐射体的一端连接；所述第三辐射体的另一端接地；所述第一辐射体和所述第三辐射体均设置于所述第二辐射体的同侧；所述第二开关单元与所述第二辐射体连接。

在其中一个实施例中，还包括第二天线以及第二馈电端口；所述第二天线一端与所述第二馈电端口连接，另一端与所述天线地连接；所述第一天线上和所述天线地连接的一端、所述第二天线上和所述天线地连接的一端相互连接形成一体结构。

在其中一个实施例中，所述第一天线上未和所述第二天线连接的一端、所述第二天线上未和所述第一天线连接的一端之间形成有预设宽度的间隙。

一种移动终端，包括天线装置，所述天线装置包括天线地，所述天线装置还包括：第一馈电端口，用于与射频单元连接并与所述射频单元进行信号传输；第一天线，分别与所述第一馈电端口以及所述天线地连接；第一调节单元，一端连接于所述第一馈电端口与所述第一天线之间，另一端与第一开关单元连接；所述第一调节单元用于对所述第一天线的工作频段进行调节；第一开关单元，另一端与所述天线地连接；第二开关单元，一端与所述第一天线上远离所述天线地的天线结构连接，另一端与所述天线地连接；以及控制单元，分别与所述第一开关单元和所述第二开关单元连接，用于分别控制所述第一开关单元和所述第二开关单元的闭合以及断开，从而对所述第一天线的工作状态进行控制。

在其中一个实施例中，所述移动终端还包括第一壳体以及第二壳体；所述天线装置还包括第二天线以及第二馈电端口；所述第二天线一端与所述第二馈电端口连接，另一端与所述天线地连接；所述第一天线上和所述天线地连接的一端、所述第二天线上和所述天线地连接的一端相互连接形成框体；所述框体分别与所述第一壳体和第二壳体连接形成所述移动终端的外壳。

上述移动终端及天线装置，控制单元可以分别对第一开关单元以及第二开关单元的闭合以及断开进行控制，从而使得第一天线可以工作在三个不同的工作状态中，实现天线装置的多频带。上述移动终端及天线装置，其无需通过增加寄生谐振天线即可实现天线装置的多频带，因此可以节省增加寄生谐振天线所需的空间，使得天线装置的空间尺寸较小。

附图说明

图1为一实施例中的天线装置的平面结构示意图；

图2为图1所示实施例中天线装置工作在第一种工作状态时第一馈电端口的频率响应图；

图3为图1所示实施例中天线装置工作在第二种工作状态时第一馈电端口的频率响应图；

图4为图1所示实施例中天线装置工作在第三种工作状态时第一馈电端口的频率响应图；

图5为另一实施例中的天线装置的平面结构示意图；

图6为图5所示实施例中的天线装置中第二馈电端口的频率响应图；

图7为一实施例中的移动终端的结构示意图；

图8为图7所示实施例中移动终端的框体与其内部设备的链接示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种天线装置，可以用于移动终端的无线通讯过程。该天线装置包括天线地、第一馈电端口、第一天线、第一调节单元、第一开关单元、第二开关单元以及控制单元。具体地，天线地可以为天线装置所在的移动终端的主板或者其他金属地。第一馈电端口用于与射频单元连接，从而与射频单元进行信号传输。第一天线分别与第一馈电端口以及天线地连接。第一调节单元一端连接于第一馈电端口和第一天线之间，另一端则与第一开关单元连接。第一开关单元的另一端与天线地连接。第二开关单元一端与第一天线上远离天线地的天线结构连接，另一端则与天线地连接。控制单元分别与第一开关单元、第二开关单元连接，用于分别控制第一开关单元以及第二开关单元的闭合以及断开，从而对第一天线的工作状态进行控制，进而实现天线装置的多频带。

上述移动终端，控制单元可以分别对第一开关单元以及第二开关单元的闭合以及断开进行控制，从而使得第一天线可以工作在三个不同的工作状态中，实现天线装置的多频带。上述天线装置，其无需通过增加寄生谐振天线即可实现天线装置的多频带，因此可以节省增加寄生谐振天线所需的空间，使得天线装置的空间尺寸较小。

图1为一实施例中的天线装置的平面结构示意图。如图1所示，该天线装置包括天线地100、第一馈电端口200、第一天线300、第一调节单元410、第一开关单元420、第二开关单元430以及控制单元440。

在本实施例中，第一天线300为横向设置的“F”型天线结构且“F”的开口朝天线地100设置。具体地，第一天线300包括第一辐射体310、第二辐射体320以及第三辐射体330。其中，第一辐射体310一端分别与第一调节单元410、第一馈电端口200连接，另一端则与第二辐射体320连接。第一调节单元410的另一端则与第一开关单元420连接。第一开关单元420的另一端与天线地100连接。在本实施例中，第一调节单元410为电感元件，用于对第一天线300的工作频段进行调节。第一开关单元420则为单刀单掷开关，其包括闭合以及断开两个状态。第二辐射体320包括第一辐射部322以及第二辐射部324。第一辐射部322的一端与第一辐射体310连接，另一端与第三辐射体330的一端连接。第二辐射部324的一端与第一辐射体310连接。第三辐射体330的另一端则与天线地100连接。第二开关单元430的一端连接于第二辐射部324上，另一端则与天线地100连接。在本实施例中，第二开关单元430同样为单刀单掷开关，包括闭合以及断开两个工作状态。

控制单元440分别与第一开关单元420以及第二开关单元430连接，用于分别控制第一开关单元420和第二开关单元430的闭合以及断开，从而对第一天线300的工作状态进行控制，实现天线装置的多频带工作。具体地，第一天线300包括三种工作状态：

在第一种工作状态时，控制单元440控制第一开关单元420以及第二开关单元430均断开。此时，第一天线300工作在环路天线(由第一馈电端口200、第一辐射体310、第一辐射部322、第三辐射体330以及天线地100形成)和倒F天线(由第一馈电端口200、第一辐射体310、第二辐射体320、第三辐射体330以及天线地100形成)模式。在本状态时，第一天线300覆盖高频分集频段以及低频分集频段，如图2所示。图2为第一种工作状态中第一馈电端口200的频率响应图，其横坐标为频率，单位为GHz；纵坐标为回波损耗，单位为dB。该状态下，第一天线300覆盖的频段包括第一频段和第二频段。第一频段为1.805GHz～2.69GHz，是4G移动通信中的高频分集频段。第二频段为0.824GHz～0.96GHz，是低频分集频段的一部分。

在第二种工作状态时，控制单元440控制第一开关单元420闭合、第二开关单元430断开。此时，第一天线300仍工作在环路天线和倒F天线模式。但是由于第一开关单元420的闭合，使得第一调节单元410也处于工作状态，其会对第一天线300的工作频段进行调节，使其能够覆盖低频分集频段的另一部分，从而克服单一倒F天线结构不能完全覆盖低频分集频段的缺点。图3为第二种工作状态中第一馈电端口200的频率响应图，其横坐标为频率，单位为GHz；纵坐标为回波损耗，单位为dB。该状态下，第一天线300的工作频段还覆盖了0.7GHz～0.824GHz频段部分，即其覆盖了低频分集的另一部分频段。

在第三种工作状态时，控制单元440控制第一开关单元420断开，第二开关单元430闭合。此时，第一天线300工作在环路天线模式，即第一天线300为由第一馈电端口200、第一辐射体310、第二辐射部324、第二开关单元430以及天线地100形成的环路天线，其工作在GPS频段，对应图4中的1.575GHz。

图5为另一实施例中的天线装置的平面结构示意图。本实施例在图1所示的天线装置的基础上还包括第一匹配单元450、第二调节单元460，以及第二馈电端口500和第二天线600。

第一匹配单元450连接于第一馈电端口200和第一辐射体310之间，用于调节第一天线300，以提高第一天线300的性能。第二调节单元460用于对第一天线300的工作频段进行调节。第二调节单元460一端与第二开关430连接，另一端则与第二辐射部324连接。在本实施例中，第二调节单元460由电容、电感串联形成。在其他的实施例中，第二调节单元460也可以仅由电容形成。

第二天线600为环路天线结构，其一端与第二馈电端口500连接，另一端则与天线地100连接。第二电线200工作在WIFI频段，如图6所示。图6为第二馈电端口500的频率响应图，其横坐标为频率，单位为GHz；纵坐标为回波损耗，单位为dB。第二天线600的WIFI频段对应图5中的2.4GHz～2.5GHz。

上述天线装置能够覆盖GPS(1.575GHz)、高频分集(1.805GHz～2.69GHz)、低频分集(0.7GHz～0.96GHz)以及WIFI通信频段(2.4GHz～2.5GHz)，可广泛应用于手机等移动终端中。

在本实施例中，第一天线300上和天线地100连接的一端、第二天线600上和天线地100连接一端相互连接形成一体结构，从而有利于进一步节省天线装置的空间尺寸且便于天线装置的安装固定。并且，第一天线300上未与第二天线600连接的一段、第二天线600上未与第一天线300连接的一端之间形成有间隙700。该间隙700的预设宽度在0.5～10mm。

本发明中还提供一种移动终端，其包括前述实施例中的天线装置，用于实现无线通讯。在本实施例中，移动终端为手机。在其他的实施例中，移动终端也可以为数码相机等需要进行无线通讯的电子设备中。图7为一实施例中的移动终端的结构示意图，图8则为图7所示实施例中的移动终端的框体(即天线装置)与其内部设备的连接示意图。

移动终端包括第一壳体710、第二壳体720、框体730以及内部设备。框体730分别与第一壳体710、第二壳体720连接，从而形成移动终端的外壳，用来固定并保护移动终端的内部设备。其中，框体730为全金属边框，其由成一体结构的天线装置形成。因此天线装置在实现无线通讯的同时还能作为壳体对移动终端的内部设备进行保护。在本实施例中，天线装置不会占用移动终端的过多的内部空间，从而有利于实现移动终端的小型化发展。

由天线装置形成的框体730上设置有第一接口740，即第一接口740设置于天线装置中第一天线300和第二天线600之间形成的间隙处。在本实施例中，第一接口740为耳机接口。在其他的实施例中，第一接口740也可以为USB等其他接口。在本实施例中，天线装置中的天线地100为移动终端的PCB主板。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种天线装置，包括天线地，其特征在于，还包括：

第一馈电端口，用于与射频单元连接并与所述射频单元进行信号传输；

第一天线，分别与所述第一馈电端口以及所述天线地连接；

第一调节单元，一端连接于所述第一馈电端口与所述第一天线之间，另一端与第一开关单元连接；所述第一调节单元用于对所述第一天线的工作频段进行调节；

第一开关单元，另一端与所述天线地连接；

第二开关单元，一端与所述第一天线上远离所述天线地的天线结构连接，另一端与所述天线地连接；所述第二开关单元连接于所述天线结构上且未处于所述天线结构的末端；以及

控制单元，分别与所述第一开关单元和所述第二开关单元连接，用于分别控制所述第一开关单元和所述第二开关单元的闭合以及断开，从而对所述第一天线的工作状态进行控制；

其中，所述第一天线包括第一辐射体、第二辐射体以及第三辐射体；所述第一辐射体一端通过所述第一调节单元与所述第一开关单元连接，另一端连接于所述第二辐射体上；所述第二辐射体一端与所述第三辐射体的一端连接；所述第三辐射体的另一端接地；所述第一辐射体和所述第三辐射体均设置于所述第二辐射体的同侧；所述第二开关单元与所述第二辐射体连接。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，还包括第一匹配单元，设置于所述第一天线和所述第一馈电端口之间，用于协调所述第一天线。

3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，还包括第二调节单元，设置于所述第二开关单元和所述第一天线之间，用于对所述第一天线的工作频段进行调节。

4.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述第二调节单元由电容形成或者由电容、电感串联形成。

5.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一调节单元为电感。

6.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一天线为横向设置的“F”型天线结构且“F”的开口朝所述天线地设置。

7.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，还包括第二天线以及第二馈电端口；所述第二天线一端与所述第二馈电端口连接，另一端与所述天线地连接；所述第一天线上和所述天线地连接的一端、所述第二天线上和所述天线地连接的一端相互连接形成一体结构。

8.根据权利要求7所述的天线装置，其特征在于，所述第一天线上未和所述第二天线连接的一端、所述第二天线上未和所述第一天线连接的一端之间形成有预设宽度的间隙。

9.一种移动终端，包括天线装置，所述天线装置包括天线地，其特征在于，所述天线装置还包括：

第一馈电端口，用于与射频单元连接并与所述射频单元进行信号传输；

第一天线，分别与所述第一馈电端口以及所述天线地连接；

第一调节单元，一端连接于所述第一馈电端口与所述第一天线之间，另一端与第一开关单元连接；所述第一调节单元用于对所述第一天线的工作频段进行调节；

第一开关单元，另一端与所述天线地连接；

第二开关单元，一端与所述第一天线上远离所述天线地的天线结构连接，另一端与所述天线地连接；所述第二开关单元连接于所述天线结构上且未处于所述天线结构的末端；以及

控制单元，分别与所述第一开关单元和所述第二开关单元连接，用于分别控制所述第一开关单元和所述第二开关单元的闭合以及断开，从而对所述第一天线的工作状态进行控制；

其中，所述第一天线包括第一辐射体、第二辐射体以及第三辐射体；所述第一辐射体一端通过所述第一调节单元与所述第一开关单元连接，另一端连接于所述第二辐射体上；所述第二辐射体一端与所述第三辐射体的一端连接；所述第三辐射体的另一端接地；所述第一辐射体和所述第三辐射体均设置于所述第二辐射体的同侧；所述第二开关单元与所述第二辐射体连接。

10.根据权利要求9所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端还包括第一壳体以及第二壳体；

所述天线装置还包括第二天线以及第二馈电端口；所述第二天线一端与所述第二馈电端口连接，另一端与所述天线地连接；所述第一天线上和所述天线地连接的一端、所述第二天线上和所述天线地连接的一端相互连接形成框体；

所述框体分别与所述第一壳体和第二壳体连接形成所述移动终端的外壳。