CN105186133A - 一种天线通信系统及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天线通信系统及电子设备，该天线通信系统包括天线、天线小板及天线支架；天线设置在天线支架上，天线支架上设置有第一走线区域和第二走线区域，天线的高频谐振单元和耦合谐振单元的走线设置在第一走线区域，天线的低频谐振单元的第一部分走线设置在第一走线区域，低频谐振单元的第二部分走线设置在第二走线区域，低频谐振单元的第一部分走线通过天线小板上的金属USB座与低频谐振单元的第二部分走线耦接。通过上述方式，本发明的金属USB座与天线相连，从而使得金属USB座外围的金属固定部分成为天线谐振单元的一部分，避免金属USB座对天线性能的影响，并且不增加成本。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术领域，特别是涉及一种天线通信系统及电子设备。
背景技术
随着移动互联网4G的普及，天线所要求的频率范围越来越宽，而同时手机的功能也越来越多，内部空间也越来越小。手机天线性能的好坏，与手机天线的空间大小及空间内是否有金属成分有很大的关系，而一方面，手机内置的功能越来越多，电池越来越大，而手机本身的厚度尺寸却越来越轻薄，另一方面，目前业内的手机出于使用方便及美观的目的，都会把金属USB座放在手机底部的中间部位，而由于金属USB座本身是采用金属外壳，这必然会对天线的性能产生一定的影响。而现有大部分手机，往往采用将金属USB座置于手机底部中间的方式。
目前各大手机制造商采用的处理方式及其缺陷分别是：
苹果手机，采用非金属定制的USB座，对天线影响小，但该方案需要定制专门的非金属座，成本及生产规模要求高，另一方面，由于强度上的要求，USB座需要额外的结构固定，设计难度大，成本也高，不适合中小厂商；
三星手机，采用塑料外壳的机型，天线走线避开金属USB座，而此类方案由于金属USB座所占用的空间需要避开，对天线的空间要求相对较高，而实际上这块被占用的空间无法使用，天线性能也会相应受影响；
除苹果手机以外的金属机型，由于手机金属外壳或边框与金属USB座位置相重叠或者非常靠近，又无法采用非金属的定制USB座，则采用金属USB座浮空不接地，或通过电感或磁珠接地的方式，使金属USB对于天线处于交流的高阻状态，减小对天线的影响，但该方案由于USB座本体仍然处于天线净空区内，金属USB座不接地或通过电感，磁珠之类接地，USB座上的金属部分仍然会和天线产生互耦，其实际性能存在很大的不确定性，USB座一方面会因为耦合降低天线的效率，一方面本身也会产生干扰，耦合进无用的信号干扰天线的接收。
发明内容
本发明提供一种天线通信系统及电子设备，将金属USB座的边框与天线相连，使得金属USB座外围的金属固定部分成为天线谐振单元的一部分，以避免金属USB座对天线性能的影响。
本发明的一方面提供一种天线通信系统，其包括天线、天线小板及天线支架；天线设置在天线支架上，天线支架上设置有第一走线区域和第二走线区域，天线的高频谐振单元和耦合谐振单元的走线设置在第一走线区域，天线的低频谐振单元的第一部分走线设置在第一走线区域，低频谐振单元的第二部分走线设置在第二走线区域，低频谐振单元的第一部分走线通过天线小板上的金属USB座与低频谐振单元的第二部分走线耦接。
其中，金属USB座的两侧分别设有第一螺丝柱及第二螺丝柱，天线支架上相应设有第一螺丝孔及第二螺丝孔，天线支架通过第一螺丝孔和第二螺丝孔固定在第一螺丝柱及第二螺丝柱上，低频谐振单元的第一部分走线通过第一螺丝孔和第一螺丝柱耦接，第一螺丝柱通过天线小板与金属USB座耦接，金属USB座与第二螺丝柱耦接，第二螺丝柱通过第二螺丝孔与低频谐振单元的第二部分走线耦接，以使低频谐振单元的第一部分走线通过天线小板上的金属USB座与低频谐振单元的第二部分走线耦接。
其中，天线小板上还设有第一天线信号馈点、第一耦合谐振单元馈点、第一天线地馈点，第一耦合谐振单元馈点及第一天线地馈点与天线小板的地耦接，并且，第一耦合谐振单元馈点及第一天线地馈点还与天线支架上的天线耦接；天线支架上设有第二天线信号馈点、第二耦合谐振单元馈点及第二天线地馈点，第二天线信号馈点与第一天线信号馈点耦接，第二耦合谐振单元馈点与第一耦合谐振单元馈点耦接，第二天线地馈点与第一天线地馈点耦接。
其中，天线的走线为不锈钢片、铜片、FPC或LDS中的任一种材质构成。
本发明的另一方面提供一种电子设备，该电子设备包括天线通信系统，天线通信系统包括天线、天线小板及天线支架；天线设置在天线支架上，天线支架上设置有第一走线区域和第二走线区域，天线的高频谐振单元和耦合谐振单元的走线设置在第一走线区域，天线的低频谐振单元的第一部分走线设置在第一走线区域，低频谐振单元的第二部分走线设置在第二走线区域，低频谐振单元的第一部分走线通过天线小板上的金属USB座与低频谐振单元的第二部分走线耦接。
其中，金属USB座的两侧分别设有第一螺丝柱及第二螺丝柱，天线支架上相应设有第一螺丝孔及第二螺丝孔，天线支架通过第一螺丝孔和第二螺丝孔固定在第一螺丝柱及第二螺丝柱上，低频谐振单元的第一部分走线通过第一螺丝孔和第一螺丝柱耦接，第一螺丝柱通过天线小板与金属USB座耦接，金属USB座与第二螺丝柱耦接，第二螺丝柱通过第二螺丝孔与低频谐振单元的第二部分走线耦接，以使低频谐振单元的第一部分走线通过天线小板上的金属USB座与低频谐振单元的第二部分走线耦接。
其中，天线小板上还设有第一天线信号馈点、第一耦合谐振单元馈点、第一天线地馈点，第一耦合谐振单元馈点及第一天线地馈点与天线小板的地耦接，并且，第一耦合谐振单元馈点及第一天线地馈点还与天线支架上的天线耦接；天线支架上设有第二天线信号馈点、第二耦合谐振单元馈点及第二天线地馈点，第二天线信号馈点与第一天线信号馈点耦接，第二耦合谐振单元馈点与第一耦合谐振单元馈点耦接，第二天线地馈点与第一天线地馈点耦接。
其中，天线的走线为不锈钢片、铜片、FPC或LDS中的任一种材质构成。
其中，电子设备还包括电路板及射频电缆，射频电缆分别与电路板及天线小板耦接。
其中，电路板上设有处理和存储模块、输入输出模块、移动电话收发电路、WIFI和蓝牙收发电路及GPS接收电路，移动电话收发电路产生或接收无线通信信号，无线通信信号通过射频电缆传输至第一天线信号馈点上，以使无线通信信号通过第一天线信号馈点所在的天线小板传输至天线。
通过上述方案，本发明的有益效果是：区别于现有技术，本发明的天线通信系统包括天线、天线小板及天线支架；天线设置在天线支架上，天线支架上设置有第一走线区域和第二走线区域，天线的高频谐振单元和耦合谐振单元的走线设置在第一走线区域，天线的低频谐振单元的第一部分走线设置在第一走线区域，低频谐振单元的第二部分走线设置在第二走线区域，低频谐振单元的第一部分走线通过天线小板上的金属USB座与低频谐振单元的第二部分走线耦接，从而本发明的金属USB座与天线相连，实现金属USB座外围的金属固定部分成为天线谐振单元的一部分，避免金属USB座对天线性能的影响，并且不增加成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本发明电子设备的结构示意图；
图2是图1的天线支架的结构示意图；
图3是图1中的天线与金属USB座连接的示意图；
图4是本发明电子设备的框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请一并参看图1至图3，电子设备1包括天线通信系统，该天线通信系统包括天线20、天线小板30及天线支架40，其中，图1中所示的电子设备1只显示了天线通信系统上的天线小板30的结构，图2显示天线支架40的结构，这里说明的是，图2所示的天线支架40是相应装配在图1所示的电子设备1的天线小板30上的，这里以两个图示以方便说明。如图1所示，电子设备1还包括电路板50、电池60及射频电缆70，其中电路板50设置在电子设备1的上部，电子设备1的中部为电池60，底部为天线小板30，射频电缆70分别耦接电路板50及天线小板30。其中，电子设备1可以为手机或平板电脑等，这里以手机为例说明。
在本实施例中，天线小板30上设有喇叭31、麦克风32、第一天线信号馈点33、第一耦合谐振单元馈点34、第一天线地馈点35、射频电缆连接器36及金属USB座37，在其他实施例中，天线小板30上还可设置其他元器件。其中，第一耦合谐振单元馈点34及第一天线地馈点35与天线小板30的地耦接，金属USB座37设置在天线小板30的中间，即金属USB座37设置在电子设备1的底部中间位置。
请进一步参看图2和图3，天线20设置在天线支架40上，第一耦合谐振单元馈点34及第一天线地馈点35还与天线支架40上的天线20耦接。天线支架40上设置有第一走线区域41和第二走线区域42，其中，天线20包括高频谐振单元21、耦合谐振单元22及低频谐振单元23，天线20的高频谐振单元21、耦合谐振单元22及低频谐振单元23形成一共同走线区域，该区域被分为左右两部分，即第一走线区域41和第二走线区域42，本实施例中左半部为第一走线区域41，右半部为第二走线区域42。其中，高频谐振单元21和耦合谐振单元22的走线设置在第一走线区域41，天线20的低频谐振单元23的第一部分走线也设置在第一走线区域41，低频谐振单元23的第二部分走线设置在第二走线区域42，低频谐振单元23的第一部分走线通过天线小板30上的金属USB座37与低频谐振单元23的第二部分走线耦接，从而实现金属USB座37与低频谐振单元23串联。其中，天线20的走线可以为不锈钢片、铜片、FPC或LDS等各类导电材质构成。
在本实施例中，在天线小板30上的金属USB座37的两侧分别设有第一螺丝柱38及第二螺丝柱39。天线支架40上相应设有第一螺丝孔43及第二螺丝孔44，天线支架40通过第一螺丝孔43及第二螺丝孔44固定在第一螺丝柱38及第二螺丝柱39上，其中，低频谐振单元23的第一部分走线通过第一螺丝孔43和第一螺丝柱38耦接，第一螺丝柱38通过天线小板30与金属USB座37耦接，金属USB座37与第二螺丝柱39耦接，第二螺丝柱39通过第二螺丝孔44与低频谐振单元23的第二部分走线耦接，从而使得低频谐振单元23的第一部分走线通过天线小板30上的金属USB座37与低频谐振单元23的第二部分走线耦接。
其中，天线支架40上还相应设有第二天线信号馈点45、第二耦合谐振单元馈点46及第二天线地馈点47，第二天线信号馈点45与第一天线信号馈点33耦接，第二耦合谐振单元馈点46与第一耦合谐振单元馈点34耦接，第二天线地馈点47与第一天线地馈点35耦接。请结合图2参看图3，图3中以倒F结构的天线为例说明，图3中所示的是天线20与金属USB座37串联的示意图。其中，图3显示了第二天线信号馈点45与第一天线信号馈点33耦接后的天线信号馈点11、第二耦合谐振单元馈点46与第一耦合谐振单元馈点34耦接后的耦合谐振单元馈点12及第二天线地馈点47与第一天线地馈点35耦接后的天线地馈点13。其中，天线信号馈点11位于中间，右侧为天线20的谐振单元，谐振单元用于产生天线辐射信号，其包括高频谐振单元21、耦合谐振单元22和低频谐振单元23，这是因为移动射频中的射频信号分为低频信号(700MHz-960MHz)，高频信号(1710MHz-2700MHz)，而这两个频点的差异较大，所以一般在设计倒F天线时设计两个谐振单元，即高频谐振单元21，主要用于谐振辐射高频信号，低频谐振单元23，主要用于谐振辐射低频信号。而又由于通常高频信号的带宽过宽，一个谐振单元无法实现从(1710MHz-2700MHz)高达1GHz带宽的谐振辐射，通常会在高频谐振单元21附近设计一个耦合谐振单元22，用以增加高频谐振单元21的谐振带宽；左侧为天线20的接地回路及天线地馈点13，用以调节天线信号的回流路径长短，可有效的缩小天线20谐振单元的大小。由于天线20的设计原理，天线20的低频谐振单元23的谐振长度(即物理长度)长于高频谐振单元21的谐振长度，因此，本发明中金属USB座37与低频谐振单元23串联设计。在其他实施例中，电子设备1的电线20还可以为环形天线、带状天线、平面倒F型天线、缝隙天线等其他类型的天线形式。
结合图1参考图4，图4本发明电子设备1的框图。如图4所示，电子设备1包括处理和存储模块51、输入输出模块52及无线通信电路53，其中，无线通信电路53又包括移动电话收发电路531、WIFI和蓝牙收发电路532、GPS接收电路533及天线20，其中移动电话收发电路531、WIFI和蓝牙收发电路532及GPS接收电路533设置在电子设备1的电路板50上。其实现场景如下：移动电话收发电路531产生或接收无线通信信号，该无线通信信号通过射频电缆70传输至天线小板30的射频电缆连接器36上，从而通过射频电缆连接器36传输至第一天线信号馈点33上，从而使得该无线通信信号通过第一天线信号馈点33所在的天线小板30传输至天线20以进行发送或接收信号。这里的射频电缆70和射频电缆连接器36也可以为射频传输线(图未示)。
本发明还提供一种天线通信系统，该天线通信系统为上述电子设备1中的天线通信系统，在此不再赘述。
综上所述，本发明的天线通信系统包括天线20、天线小板30及天线支架40；天线20设置在天线支架40上，天线支架40上设置有第一走线区域41和第二走线区域42，天线20的高频谐振单元21和耦合谐振单元22的走线设置在第一走线区域41，天线20的低频谐振单元23的第一部分走线设置在第一走线区域41，低频谐振单元23的第二部分走线设置在第二走线区域42，低频谐振单元23的第一部分走线通过天线小板30上的金属USB座37与低频谐振单元23的第二部分走线耦接，从而实现金属USB座37与天线20相连，使得金属USB座37外围的金属固定部分成为天线20谐振单元的一部分，避免金属USB座37对天线20性能的影响，并且该设计不增加成本，同时实现金属USB座37居中的美观效果。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种天线通信系统，其特征在于，所述天线通信系统包括天线、天线小板及天线支架；
所述天线设置在所述天线支架上，所述天线支架上设置有第一走线区域和第二走线区域，所述天线的高频谐振单元和耦合谐振单元的走线设置在所述第一走线区域，所述天线的低频谐振单元的第一部分走线设置在所述第一走线区域，所述低频谐振单元的第二部分走线设置在所述第二走线区域，所述低频谐振单元的第一部分走线通过所述天线小板上的金属USB座与所述低频谐振单元的第二部分走线耦接。
2.根据权利要求1所述的天线通信系统，其特征在于，所述金属USB座的两侧分别设有第一螺丝柱及第二螺丝柱，所述天线支架上相应设有第一螺丝孔及第二螺丝孔，所述天线支架通过所述第一螺丝孔和第二螺丝孔固定在所述第一螺丝柱及第二螺丝柱上，所述低频谐振单元的第一部分走线通过所述第一螺丝孔和所述第一螺丝柱耦接，所述第一螺丝柱通过所述天线小板与所述金属USB座耦接，所述金属USB座与所述第二螺丝柱耦接，所述第二螺丝柱通过所述第二螺丝孔与所述低频谐振单元的第二部分走线耦接，以使所述低频谐振单元的第一部分走线通过所述天线小板上的金属USB座与所述低频谐振单元的第二部分走线耦接。
3.根据权利要求2所述的天线通信系统，其特征在于，所述天线小板上还设有第一天线信号馈点、第一耦合谐振单元馈点、第一天线地馈点，所述第一耦合谐振单元馈点及所述第一天线地馈点与所述天线小板的地耦接，并且，所述第一耦合谐振单元馈点及所述第一天线地馈点还与所述天线支架上的天线耦接；所述天线支架上设有第二天线信号馈点、第二耦合谐振单元馈点及第二天线地馈点，所述第二天线信号馈点与所述第一天线信号馈点耦接，所述第二耦合谐振单元馈点与所述第一耦合谐振单元馈点耦接，所述第二天线地馈点与所述第一天线地馈点耦接。
4.根据权利要求1所述的天线通信系统，其特征在于，所述天线的走线为不锈钢片、铜片、FPC或LDS中的任一种材质构成。
5.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括天线通信系统，所述天线通信系统包括天线、天线小板及天线支架；所述天线设置在所述天线支架上，所述天线支架上设置有第一走线区域和第二走线区域，所述天线的高频谐振单元和耦合谐振单元的走线设置在所述第一走线区域，所述天线的低频谐振单元的第一部分走线设置在所述第一走线区域，所述低频谐振单元的第二部分走线设置在所述第二走线区域，所述低频谐振单元的第一部分走线通过所述天线小板上的金属USB座与所述低频谐振单元的第二部分走线耦接。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述金属USB座的两侧分别设有第一螺丝柱及第二螺丝柱，所述天线支架上相应设有第一螺丝孔及第二螺丝孔，所述天线支架通过所述第一螺丝孔和第二螺丝孔固定在所述第一螺丝柱及第二螺丝柱上，所述低频谐振单元的第一部分走线通过所述第一螺丝孔和所述第一螺丝柱耦接，所述第一螺丝柱通过所述天线小板与所述金属USB座耦接，所述金属USB座与所述第二螺丝柱耦接，所述第二螺丝柱通过所述第二螺丝孔与所述低频谐振单元的第二部分走线耦接，以使所述低频谐振单元的第一部分走线通过所述天线小板上的金属USB座与所述低频谐振单元的第二部分走线耦接。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述天线小板上还设有第一天线信号馈点、第一耦合谐振单元馈点、第一天线地馈点，所述第一耦合谐振单元馈点及所述第一天线地馈点与所述天线小板的地耦接，并且，所述第一耦合谐振单元馈点及所述第一天线地馈点还与所述天线支架上的天线耦接；所述天线支架上设有第二天线信号馈点、第二耦合谐振单元馈点及第二天线地馈点，所述第二天线信号馈点与所述第一天线信号馈点耦接，所述第二耦合谐振单元馈点与所述第一耦合谐振单元馈点耦接，所述第二天线地馈点与所述第一天线地馈点耦接。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述天线的走线为不锈钢片、铜片、FPC或LDS中的任一种材质构成。
9.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括电路板及射频电缆，所述射频电缆分别与所述电路板及所述天线小板耦接。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电路板上设有处理和存储模块、输入输出模块、移动电话收发电路、WIFI和蓝牙收发电路及GPS接收电路，所述移动电话收发电路产生或接收无线通信信号，所述无线通信信号通过所述射频电缆传输至所述第一天线信号馈点上，以使所述无线通信信号通过所述第一天线信号馈点所在的所述天线小板传输至所述天线。
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