CN105337036B - 移动终端及其天线结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种天线结构，包括：金属片壳，整体为矩形，在靠近其中一个侧边的位置开设有与该侧边平行、宽度为0.5毫米至5毫米的缝隙；馈电端口，与金属片壳电连接；以及谐振电路，两端分别连接在金属片壳的缝隙的两侧。上述天线结构能够实现多频段工作，且尺寸较小，所需的空间较小，实用性较强。本发明还公开一种具有上述天线结构的通信终端。

Description

移动终端及其天线结构

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种移动终端及其天线结构。

背景技术

随着移动通信的发展，应用于手机上的频带也越来越多，这就要求手机要具有良好的兼容性，可同时工作在多个频带上。这就对手机内置天线提出了更高的要求，既要满足小型化要求，又要满足同时工作于多个频带的要求。

实现手机天线多频带工作的方法一般为：在手机的金属边框上设置多个不同长度的缝隙、将金属边框的上下部分用非金属材料覆盖、增加天线的尺寸或者添加多个寄生谐振等方式，使手机天线实现多频带工作。而上述解决方法常常因为手机设备上的手机天线可用空间的尺寸而不利于在手机设备中使用。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够多频段工作且尺寸较小的天线结构。

一种天线结构，用于作为背壳，包括：

金属片壳，整体为矩形，在靠近其中一个侧边的位置开设有与所述侧边平行、宽度为0.5毫米至5毫米的缝隙；

馈电端口，与所述金属片壳电连接；以及

谐振电路，两端分别连接在所述金属片壳的缝隙的两侧。

在其中一个实施例中，所述谐振电路包括串联的第一电容和第一电感，所述第一电容和所述第一电感的谐振频率为第一预设值。

在其中一个实施例中，所述第一电容为可调电容。

在其中一个实施例中，所述第一预设值为1.6GHz～2.4GHz之间的任意值。

在其中一个实施例中，所述天线结构还包括匹配电路，所述匹配电路的一端与所述馈电端口电连接，另一端与所述金属片壳的缝隙的第二侧电连接；

其中，所述馈电端口与所述金属片壳的缝隙的第一侧电连接，所述金属片壳的缝隙的第二侧与所述金属片壳的缝隙的第一侧相对。

在其中一个实施例中，所述匹配电路包括第二电容，所述第二电容为可调电容。

在其中一个实施例中，所述缝隙的宽度为1.5毫米至2毫米。

在其中一个实施例中，所述金属片壳包括第一段、第二段和金属连接部件；所述第一段和所述第二段通过所述金属连接部件固定连接，且所述第一段和所述第二段之间形成所述缝隙。

在其中一个实施例中，所述金属连接部件与所述第一段、第二段一体成型。

另外，本发明还提出一种移动终端，包括上述任意一种天线结构，所述天线结构同时作为所述移动终端的背盖。

上述天线结构和具有其的移动终端，在金属片壳上靠近其中一个边侧的位置开设有缝隙，馈电端口与金属片壳电连接，谐振电路的两端分别连接在金属片壳的缝隙的两侧。其对于不同频段的信号，电流会分别通过对应的电路路径实现多频段工作，而谐振电路设置在该空隙中，因此结构尺寸较小，所需的空间较小，实用性较强。

附图说明

图1为本发明天线结构一个实施例的结构示意图；

图2为本发明天线结构一个实施例中的第一种电流路径的示意图；

图3为本发明天线结构一个实施例中的第二种电流路径的示意图；

图4为本发明天线结构一个实施例中的第三种电流路径的示意图；

图5为本发明天线结构一个实施例中的频率响应示意图；

图6为本发明天线结构另一个实施例中的频率响应示意图；

图7为本发明天线结构一个实施例中的金属片壳的结构示意图；

图8为本发明天线结构另一个实施例中的金属片壳的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明天线结构及具有其的通信终端的具体实施方式进行说明。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。

参见图1，一个实施例中，天线结构用于作为背壳，可以包括金属片壳100、馈电端口300和谐振电路。其中，金属片壳100整体为矩形，在靠近其中一个侧边的位置开设有宽度为0.5毫米至5毫米的缝隙200。缝隙200与该侧边平行。馈电端口300与金属片壳100电连接。谐振电路的两端分别连接在金属片壳100的缝隙200的两侧。

一个实施例中，谐振电路为LC电路500，可以包括串联的第一电容和第一电感。其中，第一电容和第一电感的谐振频率为第一预设值。具体的，该第一预设值可以为1.6GHz～2.4GHz之间的任意值。

优选的，天线结构还包括匹配电路400。匹配电路400的一端与馈电端口300电连接。匹配电路400的另一端与金属片壳100的缝隙200的第二侧电连接。其中，馈电端口300与金属片壳100的缝隙200的第一侧电连接。且金属片壳100的缝隙200的第二侧与金属片壳100的缝隙200的第一侧相对。具体的，该匹配电路400至少包括第二电容。如图1所示的方向，金属片壳100的缝隙200的第一侧为缝隙200的下侧，金属片壳100的缝隙200的第二侧为缝隙200的上侧。

本实施例中，电流在该天线结构中共有三种电流路径，分别如下：

参见图1和图2，馈电端口300与金属片壳100电连接的位置为起始位置，金属片壳100的缝隙200的第二侧与缝隙200的开口对应的位置为结束位置。第一种电流路径为：由起始位置开始，经金属片壳100绕到结束位置。图2中较粗的带箭头的虚线即为第一种电流路径。第一种电流路径的长度为第一种电流路径中金属片壳100的长度。一个实施例中，第一种电流路径的长度可以设置为GPS频段波长的四分之一。

参见图1和图3，第二种电流路径为：由起始位置开始，依次经缝隙200的第一侧对应的金属片壳100、LC电路500和缝隙200的第二侧对应的金属片壳100，直至结束位置。图3中较粗的带箭头的虚线即为第二种电流路径。第二种电流路径的长度为第二种电流路径中金属片壳100的长度。一个实施例中，第二种电流路径的长度可以设置为WIFI(WirelessFidelity，无线保真)的2.4G频段对应波长的四分之一。

参见图1和图4，第三种电流路径为：由起始位置开始，依次经过馈电端口300、匹配电路400和金属片壳100，直至结束位置。图4中较粗的带箭头的虚线即为第三种电流路径。第三种电流路径的长度为第三种电流路径中金属片壳100的长度。一个实施例中，第三种电流路径的长度可以设置为WIFI的5G频段对应波长的四分之一。本实施例中，馈电端口300设置在缝隙200中。当然，在其他实施例中，馈电端口300也可以设置在通信终端的电路板上，与金属片壳100电连接。

以下以第一预设值为2.1GHz为例，对天线结构进行进一步说明。

具体的，当频率低于2.1GHz时，谐振电路呈现电容特性，对电流产生阻断效果。此时，天线结构中的电流的路径为：由起始位置开始，依次经缝隙200的第一侧对应的金属片壳100、LC电路500和缝隙200的第二侧对应的金属片壳100，直至结束位置，产生GPS谐振。即，此时电流的路径为前述的第一种电流路径。

当频率高于2.1GHz时，例如频率为2.4GHz，谐振电路呈现电感特性，不再对电流产生阻断效果。此时，天线结构中的电流的路径为：由起始位置开始，依次经缝隙200的第一侧对应的金属片壳100、LC电路500和缝隙200的第二侧对应的金属片壳100，直至结束位置，产生2.4G谐振，对应WIFI的2.4G频段。即，此时电流的路径为前述的第二种电流路径。

在高频段，例如5GHz至6GHz，谐振电路呈现高阻状态。此时，电流主要分布在金属片壳100的末端，产生5GHz～6GHz谐振，覆盖高频WIFI的5G频段。具体的，天线结构中的电流的路径为：由起始位置开始，依次经过馈电端口300、匹配电路400和金属片壳100，直至结束位置，产生2.4G谐振，对应WIFI的2.4G频段。即，此时电流的路径为前述的第三种电流路径。

优选的，第一电容和第二电容均可以为可调电容。通过调节第一电容和/或第二电容的大小，能够使得天线结构与更多频段的外界信号进行谐振，接收或发送信息，更好的实现多频段工作。

参见图5，在上述天线结构的频率响应图中，横坐标为Frequency(频率)，单位为GHz；纵轴为S11(回波损耗特性)参数，单位为dB。由图5可知，上述天线结构产生了三个谐振的工作频段。其中，图5中左侧的波谷为频率较低的频段，覆盖了GPS的1.575GHz。图5中居中的波谷为频率相对居中的频段，覆盖了WIFI的2.4GHz～2.5GHz。图5中右侧的波谷为频率较高的频段，覆盖了WIFI的5GHz～6GHz。另外，图5中也给出了与三个波谷相关的四个典型点的坐标。

参见图6，在上述天线结构的频率响应图中，横坐标为Frequency(频率)，单位为GHz；纵轴为VSWR(Voltage Standing Wave Ratio，电压驻波比)。由图6可知，上述天线结构产生了三个谐振的工作频段。其中，图6中左侧的波谷为频率较低的频段，覆盖了GPS的1.575GHz。图6中居中的波谷为频率相对居中的频段，覆盖了WIFI的2.4GHz～2.5GHz。图6中右侧的波谷为频率较高的频段，覆盖了WIFI的5GHz～6GHz。另外，图6中也给出了与三个波谷相关的四个典型点的坐标。

参见图7，一个实施例中，金属片壳100可以为一个整片结构，在靠近其中一个侧边的位置开设缝隙200。参见图8，另一个实施例中，金属片壳100可以包括第一段110、第二段120和金属连接部件130。第一段110和第二段120通过金属连接部件130连接在一起。且第一段110和第二段120之间形成缝隙200。第一段110和第二段120与金属连接部件130之间的连接方式可以为焊接、压铸、螺丝连接、弹脚接触等良导电性的金属连接。优选的，金属连接部件130与第一段110、第二段120可以一体成型，这样既可以减少生产工艺流程，也能够保证连接的牢固性。

优选的，缝隙200的宽度为1.5毫米至2毫米之间的任意值。在此宽度范围内，既能够保证整个金属片壳100具有较高的结构牢固性，也能够保证金属片壳100的外观美观性。一个实施例中，缝隙200的宽度为2毫米。缝隙200的长度方向可以为沿着金属片壳100较长边的方向，也可以沿着金属片壳100较短边的方向。

另外，金属片壳100壳可以为平面结构，也可以弯曲，具有一定的弧度，以适应采用上述天线结构的通信终端的外形设计。

上述天线结构以谐振电路为LC电路500进行说明，但并不以此为限。在其他实施例中，谐振电路还可以为其他电路。当然，上述天线结构也可以包括多个LC电路500，且各个LC电路500的谐振频段不同。

上述天线结构，在金属片壳100上靠近其中一个边侧的位置开设有缝隙200，馈电端口300与金属片壳100电连接，谐振电路的两端分别连接在金属片壳100的缝隙200的两侧。其对于不同频段的信号，电流会分别通过对应的电路路径实现多频段工作，而谐振电路设置在空隙中，因此结构尺寸较小，所需的空间较小，实用性较强。

一个实施例中，还公开了一种通信终端，包括上述任意一种天线结构，同时天线结构作为通信终端的背盖。该通信终端具有上述天线结构所具有的优点。该通信终端可以为手机、平板电脑等终端。

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本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)

1.一种天线结构，用于作为背壳，其特征在于，包括：

金属片壳，整体为矩形，在靠近其中一个侧边的位置开设有与所述侧边平行、宽度为0.5毫米至5毫米的缝隙；

馈电端口，与所述金属片壳电连接；以及

谐振电路，两端分别连接在所述金属片壳的缝隙的两侧，所述谐振电路具有电容特性、电感特性和高阻特性，所述电容特性、所述电感特性和所述高阻特性分别对应三个工作模式；

匹配电路，所述匹配电路的一端与所述馈电端口电连接，另一端与所述金属片壳的缝隙的第二侧电连接，所述缝隙包括相对的第一侧和所述第二侧。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述谐振电路包括串联的第一电容和第一电感，所述第一电容和所述第一电感的谐振频率为第一预设值。

3.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述第一电容为可调电容。

4.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述第一预设值为1.6GHz～2.4GHz之间的任意值。

5.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述馈电端口与所述金属片壳的缝隙的所述第一侧电连接。

6.根据权利要求5所述的天线结构，其特征在于，所述匹配电路包括第二电容，所述第二电容为可调电容。

7.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述缝隙的宽度为1.5毫米至2毫米。

8.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述金属片壳包括第一段、第二段和金属连接部件；所述第一段和所述第二段通过所述金属连接部件连接，且所述第一段和所述第二段之间形成所述缝隙。

9.根据权利要求8所述的天线结构，其特征在于，所述金属连接部件与所述第一段、第二段一体成型。

10.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求1至9任意一项所述的天线结构，所述天线结构同时作为所述移动终端的背盖。