CN105305028A - 移动终端的天线结构及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动终端的天线结构，通过将天线部环绕设置于移动终端的外壳周围，且天线部为一体成型。因而，天线部能够贴合于移动终端的外壳周围，无需在移动终端的内部增加天线组件，使得移动终端的内部组件减少，从而达到优化移动终端可用空间的效果。同时，每两个天线部之间预留断缝，并通过控制电路控制开关模块的导通与断开，进而达到控制天线结构的工作频段，使得天线结构在优化的情况下，工作频段也变得多样。此外，还提供一种移动终端。

Description

移动终端的天线结构及移动终端

技术领域

本发明涉及天线，特别是涉及可优化利用空间的移动终端的天线结构及移动终端。

背景技术

移动终端的使用越来越广泛，而移动终端的轻、薄、小也成为一种衡量标准。为满足小型移动终端的需求，制造商不断努力改进移动终端的结构来实现。例如改进天线组件中的无线通信电路，或是改变导电结构，由于导电组件可以影响射频性能，所以，将天线并入到包括导电结构的电子装置中这一操作要求非常高。现有的设备上的天线可用空间的尺寸固定，因而不利于射频性能发挥。

发明内容

基于此，有必要提供一种可优化利用空间的移动终端的天线结构及移动终端。

一种移动终端的天线结构，设置于所述移动终端的外壳与金属地板上，所述天线结构包括：多个天线部、多个耦合部、控制电路及多个开关模块；

所述多个天线部依次环绕排列于所述外壳的金属边框上且一体成型；所述多个天线部的末端分别与所述金属地板的相连；每两个天线部之间预留断缝，每两个天线部为一组天线部单元，在每组天线部单元中设置一个耦合部和一个开关模块，该耦合部与其中一个天线部耦合连接，并使一个开关模块分别连接另一个天线部与金属地板；所述控制电路连接每个开关模块，所述控制电路用于控制每个开关模块的导通与断开。

在其中一个实施例中，所述每组天线部单元包括第一天线部和第二天线部；

所述第一天线部和所述第二天线部的末端连接所述金属地板；所述第一天线部和所述第二天线部的自由端弯折后非接触相对设置；其中，通过一个开关模块连接所述第一天线部及所述金属地板，所述第二天线部与一个耦合部耦合连接。

在其中一个实施例中，所述多个天线部分为两组天线部单元，两组天线部单元中的耦合部和开关模块分别以金属底板的中心为中心点呈中心对称设置。

在其中一个实施例中，所述每组天线部单元还包括匹配网络，所述匹配网络用于连接所述天线部单元与所述开关模块。

在其中一个实施例中，所述每组天线部单元还包括第一射频输入模块；所述第一射频输入模块用于连接所述匹配网络与所述金属地板。

在其中一个实施例中，所述每组天线部单元还包括第二射频输入模块，所述第二射频输入模块设置于所述耦合部上。

在其中一个实施例中，所述开关模块包第一开关模块和第二开关模块，所述第一开关模块和所述第二开关模块分别连接不同的天线部单元；

所述第一开关模块包括第一开关和第一电感；所述第一开关和所述第一电感串联后分别连接所述金属地板和所述天线部单元；

所述第二开关模块包括第三开关和第三电感；所述第三开关和所述第三电感串联后分别连接所述金属地板及所述天线部单元。

在其中一个实施例中，所述开关模块还包括第三开关模块；所述第三开关模块与一组天线部单元连接、及与所述控制电路和所述金属地板连接。

在其中一个实施例中，所述第三开关模块包括第二开关、第二电感和第一电容；所述第二开关、所述第二电感和所述电容依次串联后分别连接所述金属地板和一组天线部单元，其中所述第二开关还与所述控制电路连接。

此外，还提供一种可优化利用空间的移动终端。

一种移动终端，所述移动终端包括：上述天线结构。

上述移动终端的天线结构及移动终端通过将天线部环绕设置于移动终端的外壳周围，且天线部为一体成型。因而，天线部能够贴合于移动终端的外壳周围，无需在移动终端的内部增加天线组件，使得移动终端的内部组件减少，从而达到优化移动终端可用空间的效果。同时，每两个天线部之间预留断缝，并通过控制电路控制开关模块的导通与断开，进而达到控制天线结构的工作频段，使得天线结构在优化的情况下，工作频段也变得多样。

附图说明

图1为移动终端的天线结构示意图之一；

图2为移动终端的天线结构示意图之二；

图3为移动终端的天线结构示意图之三；

图4为第一射频输入单元的频率响应图之一；

图5为第一射频输入单元的频率响应图之二；

图6为第一射频输入单元的频率响应图之三；

图7为第二射频输入单元的频率响应图；

图8为第三射频输入单元的频率响应图之一；

图9为第三射频输入单元的频率响应图之二；

图10为第四射频输入单元的频率响应图；

图11为第一天线部与第二天线部的隔离度曲线图；

图12为第三天线部与第四天线部的隔离度曲线图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，为一种移动终端的天线结构示意图之一。

一种移动终端的天线结构，设置于所述移动终端的外壳与金属地板100上，所述天线结构包括：多个天线部(包括第一天线部101、第二天线部201、第三天线部301、第四天线部401)、多个耦合部(包括第一耦合部202、第二耦合部402)、控制电路501及多个开关模块(包括第一开关模块102、第二开关模块302、第三开关模块602)。多个天线部依次环绕排列于外壳金属边框上且一体成型；多个天线部的末端分别与金属地板100相连；每两个天线部之间预留断缝，每两个天线部为一组天线部单元，在每个天线部单元中设置一个耦合部和一个开关模块，该耦合部与其中一个天线部耦合连接，并使一个开关模块分别连接另一个天线部与金属地板100；控制电路501连接每个开关模块，控制电路501用于控制每个开关模块的导通与断开。

多个天线部可以具有沿垂直于金属地板100方向的厚度。例如，多个天线部可以用移动终端的金属边框替代，从而多个线部能够贴合于移动终端的外壳周围，无需在移动终端的内部增加天线组件，使得移动终端的内部组件减少，从而达到优化移动终端可用空间的效果。当然，多个天线部也可以与移动终端的金属边框分体设置，例如，多个天线部可以贴合在移动终端的金属边框的内侧，本实施例的方式可以方便更换和维修。

在一个实施例中，耦合部包括第一耦合部202和第二耦合部402。

在一个实施例中，每组天线部单元还包括第一天线部101和第二天线部201。第一天线部101和第二天线部201的末端连接金属地板100；第一天线部101和第二天线部201的自由端弯折后非接触相对设置；其中，通过一个开关模块连接第一天线部101及金属地板100，第二天线部201与一个耦合部耦合连接。

具体的，第一开关模块102连接第一天线部101及金属地板100。第二天线部201与第一耦合部202耦合连接。

多个天线部分为两组天线部单元，两组天线部单元中的耦合部和开关模块分别以金属底板100的中心为中心点呈对称设置。

在又一个实施例中，每组天线部单元还包括第三天线部301和第四天线部401。第三天线部301和第四天线部401的末端连接金属地板100；第三天线部301和第四天线部401的自由端弯折后非接触相对设置；其中，通过一个开关模块连接第三天线部301及金属地板100，第四天线部401与一个耦合部耦合连接。

具体的，第二开关模块302连接第三天线部301及金属地板100，第四天线部401与第二耦合部402耦合连接。

在本实施例中，每个天线部单元还包括第一射频输入模块；第一射频输入模块用于连接匹配网络与金属地板100。

第一射频输入模块包括第一射频输入单元103与第三射频输入单元303。第一射频输入单元103连接第一开关模块102及金属地板100。

第三射频输入单元303连接第二开关模块302及金属地板100。

每个天线部单元还包括第二射频输入模块，第二射频输入模块设置于所述耦合部上。

第二射频输入模块包括第二射频输入单元203和第四射频输入单元403。第二射频输入单元203设置于第一耦合部202上；第四射频输入单元403设置于第二耦合部402上。

在一个实施例中，每个天线部单元还包括匹配网络，匹配网络用于连接天线部单元与开关模块。

具体的，匹配网络包括第一匹配网络104和第二匹配网络304。第一匹配网络104用于连接第一开关模块102与第一天线部101。第二匹配网络304用于连接第二开关模块302与第三天线部301。

第一匹配网络104用于第一射频输入模块103与移动终端之间的匹配。第一匹配网络104还用于第一天线部101与移动终端之间的共轭匹配。

第二匹配网络304的功能与第一匹配网络104相类似，在此不再赘叙。

在一个实施例中，开关模块包第一开关模块102和第二开关模块302，第一开关模块103和第二开关模块302分别连接不同的天线部单元；

第一开关模块102包括第一开关和第一电感；第一开关和第一电感串联后分别连接金属地板100和天线部。具体为，第一开关连接金属地板100和第一电感，第一电感远离第一开关的一端连接第一天线部101。

在其他实施例中，第一电感和第一天线部101之间还可以连接匹配网络。

第二开关模块302包括第三开关和第三电感；第三开关和第三电感串联后分别连接金属地板100及天线部。具体为，第三开关连接金属地板100和第三电感，第三电感远离第三开关的一端连接第三天线部301。

在其他实施例中，第三电感和第三天线部301之间还可以连接匹配网络。

在一个实施例中，移动终端的天线结构还包括第三开关模块602；第三开关模块602与一组天线部单元连接、及与控制电路501和金属地板100连接。

第三开关模块602包括第二开关、第二电感和第一电容；第二开关、第二电感和电容依次串联后分别连接金属地板100和所述天线部单元，其中第二开关还与控制电路501连接。

在本发明的一个实施例中，当移动终端的天线结构包括第一天线部101、第二天线部201、第三天线部301、第四天线部401、第一开关模块102、第一射频输入单元103、第一匹配网络104、第二射频输入单元203、第二开关模块302、第三射频输入单元303、第二匹配网络304、第四射频输入单元403、第一耦合部202、第二耦合部402、金属地板100、控制电路501及第三开关模块602。

在本实施例中，第一天线部101的末端连接金属地板100，自由端弯折90°；对应的，第二天线部201的末端连接金属地板100，自由端弯折90°。弯折后的第一天线部101的自由端与弯折后的第二天线部201的自由端相对设置，且两者之间预留的断缝宽度在0.5-10mm。

第一开关模块102分别连接金属地板100、控制电路501及第一匹配网络104与第一射频单元103的公共连接点。第一射频输入单元103分别连接金属地板100与第一匹配网络104，第一匹配网络104远离第一射频输入单元103的一端接第一天线部101。

第一耦合部202上设置第二射频输入单元203，第一耦合部202一端连接金属地板100后与第二天线部201耦合连接。

在本实施例中，第三天线部301端连接金属地板100，自由端弯折90°；对应的，第四线部41的末端连接金属地板100，自由端弯折90°。弯折后的第三天线部31的自由端与弯折后的第四天线部401的自由端相对设置，且两者之间预留的断缝宽度在0.5-10mm。

第二开关模块302分别连接金属地板100、控制电路501及第二匹配网络304与第三射频单元303的公共连接点。第三射频输入单元303分别连接金属地板100与第二匹配网络304，第二匹配网络304远离第三射频输入单元303的一端接第三天线部301。

第二耦合部402上设置第四射频输入单元403，第二耦合部402一端连接金属地板100后与第四天线部401耦合连接。

第三开关模块602连接金属地板100与第一天线部101。

控制电路501分别与第一开关模块102、第二开关模块302及第三开关模块602中的开关连接。

基于上述实施例，控制电路501控制第一开关模块102和第三开关模块602断开时，第一天线部101工作于环路天线和倒F天线模式。工作频率覆盖高频分集频段和低频分集频段的一部分。具体的频段分布如图4所示。

图4为第一射频输入单元的频率响应图之一，横轴为频率，单位GHz，纵轴为S11，单位dB。第一天线部101的第一频段对应图中的1.805GHz～2.69GHz，是4G移动手机中常用的高频分集频段。第一天线部101的第二工作频段对应图中的0.824GHz～0.96GHz，是低频分集频段的一部分。

控制电路501控制第一开关模块102导通、第三开关模块602断开时，第一天线部101工作于环路天线和倒F天线模式，第一天线覆盖高频分集频段和低频分集频段的另一部分，具体如图5所示。

图5为第一射频输入单元的频率响应图之二，横轴为频率，单位GHz，纵轴为S11，单位dB。第一天线部100的工作频段对应图中的0.7GHz～0.824GHz，是低频分集的另一部分频段。

控制电路501控制第一开关模块102断开、第三开关模块602导通，第一天线部101从第一射频输入单元103经过第一匹配网络104、第三开关模块602到金属地板组成环路天线，工作在GPS频段，如图6所示。

图6为第一射频输入单元的频率响应图之三，横轴为频率，单位GHz，纵轴为S11，单位dB。第一天线部101的GPS频段对应图中的1.575GHz。

第二天线部201通过第一耦合部202耦合，然后连接到金属地板100组成环路天线。工作在WIFI的低频频段(2.4GHz～2.5GHz)和高频频段(5GHz～6GHz)，如图7所示。

图7为第二射频输入单元的频率响应图，横轴为频率，单位GHz，纵轴为S22，单位dB。第二天线部201的WIFI频段对应图中的2.4GHz～2.5GHz和5GHz～6GHz。

控制电路501控制第二开关模块302导通，第三天线部301工作于环路天线和倒F天线模式，覆盖高频频段和低频频段的一部分，具体如图8所示。

图8为第三射频输入单元的频率响应图之一。横轴为频率，单位GHz，纵轴为S33，单位dB。第三天线部301的第一频段对应图中的0.7GHz～0.88GHz，是移动通信中常用的低频频段的一部分。第三天线部301的第二工作频段对应图中的1.71GHz～2.69GHz，是高频频段。

控制电路501控制第二开关模块302断开，第三天线部301工作于环路天线和倒F天线模式，覆盖低频频段的另一部分，具体如图9所示。

图9为第三射频输入单元的频率响应图之二。横轴为频率，单位GHz，纵轴为S33，单位dB。第三天线部301的第一频段对应图中的0.75GHz～0.96GHz，是移动通信中常用的低频频段的一部分。

控制电路501控制第二开关模块302导通或断开时，两种情况下，第三天线部的工作频段组合后覆盖完整的低频频段(0.7GHz～0.96GHz)和高频频段(1.71GHz～2.69GHz)。

第四天线部401通过第二耦合部402耦合后连接到金属地板100组成环路天线，工作在WIFI的低频频段(2.4GHz～2.5GHz)和高频频段(5GHz～6GHz)，如图10所示。

图10为第四射频输入单元的频率响应图，横轴为频率，单位GHz，纵轴为S44，单位dB。第四天线部401的WIFI频段对应图中的2.4GHz～2.5GHz和5GHz～6GHz。

在本实施例中，第一天线部101和第三天线部301的隔离度如图11所示，横轴为频率，单位GHz，纵轴为S31，单位dB。

第二天线部201和第四天线部401的隔离度如图12所示，横轴为频率，单位GHz，纵轴为S24，单位dB。

基于上述所有实施例，第一开关模块102中的第一电感、第二开关模块302中的第二电感、第三开关模块602中的第三电感和第一电容可根据用户需求使用或者去除，去除的情况如图2所示。

基于上述所有实施例，第三天线部301、第二匹配网络304、第三射频输入单元303、第二开关模块302连接后的位置，可与第四天线部401、第二耦合部402、第四射频输入单元403连接后的位置对调，且对调后不影响第三天线部301与第四天线部401的工作频段范围。

一种移动终端，包括：上述天线结构。

上述移动终端的天线结构及移动终端通过将天线部环绕设置于移动终端的外壳周围，且天线部为一体成型。因而，天线部能够贴合于移动终端的外壳周围，无需在移动终端的内部增加天线组件，使得移动终端的内部组件减少，从而达到优化移动终端可用空间的效果。同时，每两个天线部之间预留断缝，并通过控制电路501控制开关模块的导通与断开，进而达到控制天线结构的工作频段，使得天线结构在优化的情况下，工作频段也变得多样。

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)

1.一种移动终端的天线结构，设置于所述移动终端的外壳与金属地板上，其特征在于，所述天线结构包括：多个天线部、多个耦合部、控制电路及多个开关模块；

所述多个天线部依次环绕排列于所述外壳的金属边框上且一体成型；所述多个天线部的末端分别与所述金属地板的相连；每两个天线部之间预留断缝，每两个天线部为一组天线部单元，在每组天线部单元中设置一个耦合部和一个开关模块，该耦合部与其中一个天线部耦合连接，并使一个开关模块分别连接另一个天线部与金属地板；所述控制电路连接每个开关模块，所述控制电路用于控制每个开关模块的导通与断开。

2.根据权利要求1所述的移动终端的天线结构，其特征在于，所述每组天线部单元包括第一天线部和第二天线部；

所述第一天线部和所述第二天线部的末端连接所述金属地板；所述第一天线部和所述第二天线部的自由端弯折后非接触相对设置；其中，通过一个开关模块连接所述第一天线部及所述金属地板，所述第二天线部与一个耦合部耦合连接。

3.根据权利要求2所述的移动终端的天线结构，其特征在于，所述多个天线部分为两组天线部单元，两组天线部单元中的耦合部和开关模块分别以金属底板的中心为中心点呈中心对称设置。

4.根据权利要求1或2所述的移动终端的天线结构，其特征在于，所述每组天线部单元还包括匹配网络，所述匹配网络用于连接所述天线部单元与所述开关模块。

5.根据权利要求4所述的移动终端的天线结构，其特征在于，所述每组天线部单元还包括第一射频输入模块；所述第一射频输入模块用于连接所述匹配网络与所述金属地板。

6.根据权利要求1所述的移动终端的天线结构，其特征在于，所述每组天线部单元还包括第二射频输入模块，所述第二射频输入模块设置于所述耦合部上。

7.根据权利要求1所述的移动终端的天线结构，其特征在于，所述开关模块包第一开关模块和第二开关模块，所述第一开关模块和所述第二开关模块分别连接不同的天线部单元；

所述第一开关模块包括第一开关和第一电感；所述第一开关和所述第一电感串联后分别连接所述金属地板和所述天线部单元；

所述第二开关模块包括第三开关和第三电感；所述第三开关和所述第三电感串联后分别连接所述金属地板及所述天线部单元。

8.根据权利要求1所述的移动终端的天线结构，其特征在于，所述开关模块还包括第三开关模块；所述第三开关模块与一组天线部单元连接、及与所述控制电路和所述金属地板连接。

9.根据权利要求1所述的移动终端的天线结构，其特征在于，所述第三开关模块包括第二开关、第二电感和第一电容；所述第二开关、所述第二电感和所述电容依次串联后分别连接所述金属地板和一组天线部单元，其中所述第二开关还与所述控制电路连接。

10.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括：权利要求1至9中任意一项权利要求所述的天线结构。