CN105655685B - 一种基于无断点金属中框的移动终端及天线系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无断点金属中框的移动终端及天线系统，该天线系统包括信号收发器、天线选择模块、第一天线馈电点、第一天线、第二天线馈电点、相隔预设距离的第二天线以及WIFI走线分支，由于第一天线是将移动终端的主板作为主地的，而地会对天线方向性有一定的引导作用，因此，第一天线的方向性的下半球性能非常好，而第二天线设置在WIFI走线分支和主地之间，因为WIFI走线分支与主地连接，等效于地，因此，WIFI走线分支的设计使得第二天线的方向性的上半球性能非常好，不管是移动终端为哪种放置状态，第一天线和第二天线中总有一根天线的方向性能是好的，场景适用范围广，实现了GPS方向性的自适应调整，改善了GPS的综合性能。

Description

一种基于无断点金属中框的移动终端及天线系统

技术领域

本发明涉及移动终端技术领域，特别是涉及一种基于无断点金属中框的移动终端及天线系统。

背景技术

随着用户对移动终端外观的要求的不断提高，越来越多的金属外观的移动终端出现在市场上，很多移动终端的中框为金属中框，为了保证GPS天线的效果，大部分移动终端的金属中框中都设置有塑胶隔断点。只有很少一部分的移动终端的金属中框是闭环无断点的。

现有技术已经公布的使用在无断点金属中框移动终端上的是环形缝隙天线，利用在无断点金属中框上增加非金属窗口，形成loop天线的框架，从而实现GPS天线的设计。但类似这样的方案，存在着手机在正立放置时天线方向性的上半球效率较差的严重缺陷，天线的方向性主要集中在整机底部，也即手机在正立时天线方向性在上半球的辐射性能差，在下半球的辐射性能好，可见这种天线形式的移动终端对于有些使用场景并不适用，GPS的综合性能较差。

因此，如何解决上述提到的现有技术中的缺点是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种天线系统，用户可以根据移动终端的不同的放置状态来决定使用第一天线还是第二天线，不管是移动终端为哪种放置状态，第一天线和第二天线中总有一根天线的方向性能是好的，场景适用范围广，实现了GPS方向性的自适应调整，改善了GPS的综合性能；本发明的另一目的是提供一种包括上述天线系统的基于无断点金属中框的移动终端。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种天线系统，应用于基于无断点金属中框的移动终端，包括信号收发器、天线选择模块、第一天线馈电点、第一天线、第二天线馈电点、相隔预设距离的第二天线以及WIFI走线分支，所述移动终端的主板作为所述天线系统的主地，其中：

所述信号收发器与所述天线选择模块连接，所述天线选择模块分别通过所述第一天线馈电点与所述第一天线连接，通过所述第二天线馈电点与所述第二天线连接；所述天线选择模块用于接收中央处理器依据传感器采集到的所述移动终端的放置状态信号生成控制信号，并依据所述控制信号选择所述第一天线或者所述第二天线与所述信号收发器连接；

所述第一天线包括所述第一天线馈电点与天线接地点之间的所述移动终端的顶部的金属中框以及所述天线接地点与所述主地之间的天线走线，其中，所述第一天线馈电点馈入所述移动终端的顶部的金属中框的一侧，所述天线接地点馈入所述移动终端的顶部的所述金属中框的另一侧；

沿所述第一天线馈电点的顶部的金属中框方向的外侧设置有WIFI地馈点，所述WIFI走线分支与所述WIFI地馈点连接，所述第二天线设置在所述WIFI走线分支与所述主地之间。

优选地，所述WIFI走线分支沿平行于所述移动终端的顶部的金属中框的方向设置。

优选地，所述第二天线沿平行于所述WIFI走线分支的方向设置。

优选地，所述天线选择模块包括SPDT、第一天线匹配电路以及第二天线匹配电路，其中：

所述SPDT的动端与所述信号收发器连接，所述SPDT的第一不动端与所述第一天线匹配电路的一端连接，所述第一天线匹配电路的另一端与所述第一天线馈电点连接，所述SPDT的第二不动端与所述第二天线匹配电路的一端连接，所述第二天线匹配电路的另一端与所述第二天线馈电点连接，所述SPDT的控制端与所述中央处理器连接。

优选地，所述第二天线馈电点设置在所述移动终端的净空区域。

优选地，所述主地还包括模内钢片。

优选地，所述预设距离为1mm。

优选地，所述天线选择模块具体用于：

当所述中央处理器依据所述传感器采集到的所述移动终端的放置状态为倒置状态时，所述天线选择模块接收所述中央处理器生成并发送的第一控制信号，并依据所述第一控制信号选择所述第一天线与所述信号收发器连接；

当所述中央处理器依据所述传感器采集到的所述移动终端的放置状态为正立状态时，所述天线选择模块接收所述中央处理器生成并发送的第二控制信号，并依据所述第二控制信号选择所述第二天线与所述信号收发器连接。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于无断点金属中框的移动终端，包括背盖以及上述所述的天线系统，其中，所述背盖为非金属背盖。

本发明提供了一种基于无断点金属中框的移动终端及天线系统，其中，该天线系统包括第一天线和第二天线，由于第一天线是将移动终端的主板作为主地的，而地会对天线方向性有一定的引导作用，因此，第一天线的方向性的下半球性能非常好，而第二天线设置在WIFI走线分支和主地之间，因为WIFI走线分支与主地连接，等效于地，因此，WIFI走线分支的设计使得第二天线的方向性的上半球性能非常好，也即，用户可以根据移动终端的不同的放置状态来决定使用第一天线还是第二天线，不管是移动终端为哪种放置状态，第一天线和第二天线中总有一根天线的方向性能是好的，场景适用范围广，实现了GPS方向性的自适应调整，改善了GPS的综合性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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。

图1为本发明提供的一种移动终端正立时，天线系统的结构示意图；

图2为本发明提供的一种天线选择模块的结构示意图；

图3为本发明提供的一种天线系统中第一天线的S11状态图；

图4为本发明提供的一种天线系统中第一天线的方向图；

图5为本发明提供的一种天线系统中第二天线的S11状态图；

图6为本发明提供的一种天线系统中第二天线的方向图；

图7为本发明提供的一种移动终端的背面结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种天线系统，用户可以根据移动终端的不同的放置状态来决定使用第一天线还是第二天线，不管是移动终端为哪种放置状态，第一天线和第二天线中总有一根天线的方向性能是好的，场景适用范围广，实现了GPS方向性的自适应调整，改善了GPS的综合性能；本发明的另一核心是提供一种包括上述天线系统的基于无断点金属中框的移动终端。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

请参照图1，图1为本发明提供的一种移动终端正立时，天线系统的结构示意图，该天线系统应用于基于无断点金属中框的移动终端，包括：

信号收发器11、天线选择模块12、第一天线馈电点13、第一天线14、第二天线馈电点16、相隔预设距离的第二天线17以及WIFI走线分支18，移动终端的主板作为天线系统的主地，其中：

信号收发器11与天线选择模块12连接，天线选择模块12分别通过第一天线馈电点13与第一天线14连接，通过第二天线馈电点16与第二天线17连接；天线选择模块12用于接收中央处理器依据传感器采集到的移动终端的放置状态信号生成控制信号，并依据控制信号选择第一天线14或者第二天线17与信号收发器11连接；

作为优选地，天线选择模块12包括SPDT(Single Pole Double Throw，单刀双掷开关)、第一天线匹配电路以及第二天线匹配电路，其中：

SPDT的动端与信号收发器11连接，SPDT的第一不动端与第一天线匹配电路的一端连接，第一天线匹配电路的另一端与第一天线馈电点13连接，SPDT的第二不动端与第二天线匹配电路的一端连接，第二天线匹配电路的另一端与第二天线馈电点16连接，SPDT的控制端与中央处理器连接。

作为优选地，第二天线馈电点16设置在移动终端的净空区域。

具体地，请参照图2，图2为本发明提供的一种天线选择模块的结构示意图。

另外，天线选择模块12具体用于：

当中央处理器依据传感器采集到的移动终端的放置状态为倒置状态时，天线选择模块12接收中央处理器生成并发送的第一控制信号，并依据第一控制信号选择第一天线14与信号收发器11连接；

当中央处理器依据传感器采集到的移动终端的放置状态为正立状态时，天线选择模块12接收中央处理器生成并发送的第二控制信号，并依据第二控制信号选择第二天线17与信号收发器11连接。

可以理解的是，这里的天线选择模块12可以根据中央处理器的控制信号来对第一天线14和第二天线17进行切换，以覆盖更多的用户使用场景，能够保证移动终端的GPS性能始终都很好。第一天线14包括第一天线馈电点13与天线接地点15之间的移动终端的顶部的金属中框以及天线接地点15与主地之间的天线走线，其中，第一天线馈电点13馈入移动终端的顶部的金属中框的一侧，天线接地点15馈入移动终端的顶部的金属中框的另一侧；

可以理解的是，第一天线馈电点13馈入该移动终端的顶部的金属中框的右侧，天线接地点15馈入移动终端的顶部的金属中框的左侧，也即，第一天线馈电点13经过顶部的金属中框到达天线接地点15，天线接地点15再通过天线走线与主地连接，形成了LOOP形式的天线，以满足GPS频段的需求。因此第一天线14是以移动终端的主板作为主地的，因此，主地会在一定程度上把GPS天线的方向性引导至移动终端整机的下方，也即此时第一天线14的整机的GPS上半球性能较差，下半球性能较好，也即整机底部的性能较好。

具体地，请参照图3和图4，其中，图3为本发明提供的一种天线系统中第一天线的S11状态图，图4为本发明提供的一种天线系统中第一天线的方向图，其中，图4的y方向为垂直于该移动终端的顶部的金属中框的方向。

从图3中可看出，第一天线在GPS频段和WIFI能够得到良好的匹配；从图4中可看出，条纹密集集中在下半球，也即第一天线的下半球性能较好。

作为优选地，主地还包括模内钢片。

沿第一天线馈电点13的顶部的金属中框方向的外侧设置有WIFI地馈点，WIFI走线分支18与WIFI地馈点连接，第二天线17设置在WIFI走线分支18与主地之间。

可以理解的是，第二天线17与第二天线馈电点16连接，形成MOLOPOLE形式或者IFA形式的天线，以满足GPS频段的需求。

另外，为了改善第二天线17的性能，在第一天线馈电点13的外侧(这里的外侧也即指从移动终端的顶部的金属中框的中点指向第一天线馈电点13的方向的一侧，也即第一天线馈电点13的右侧)设置有WIFI地馈点，WIFI走线分支18与第二天线17相隔预设距离，因为WIFI走线分支18与主地连接，等效于地，而地会对天线方向性有一定的引导作用，因此，调整预设距离也即调整WIFI走线分支18与第二天线17之间的耦合距离，，就可有效提高第二天线17的GPS上半球方向的性能，实现了第一天线14和第二天线17在方向性上的互补。

具体地，请参照图5和图6，其中，图5为本发明提供的一种天线系统中第二天线的S11状态图，图6为本发明提供的一种天线系统中第二天线的方向图，其中，图6的y方向为垂直于该移动终端的顶部的金属中框的方向。

从图5中可看出，第二天线在GPS频段和WIFI仍然能够得到良好的匹配；从图6中可看出，条纹密集集中在上半球，也即第二天线的上半球性能较好。

另外，第二天线17和WIFI走线分支18之间的预设距离，作为优选地，预设距离为1mm。当然，这里的预设距离还可以为其他数值，本发明在此不作特别的限定，能实现本发明目的即可。

作为优选地，WIFI走线分支18沿平行于移动终端的顶部的金属中框的方向设置。

作为优选地，第二天线17沿平行于WIFI走线分支18的方向设置。

当然，这里的WIFI走线分支18也可以不平行与移动终端的顶部的金属中框的方向，第二天线17沿也可不平行于WIFI走线分支18的方向，本发明在此不做特别的限定，能实现本发明目的即可。

本发明提供了一种天线系统，该天线系统包括第一天线和第二天线，由于第一天线是将移动终端的主板作为主地的，而地会对天线方向性有一定的引导作用，因此，第一天线的方向性的下半球性能非常好，而第二天线设置在WIFI走线分支和主地之间，因为WIFI走线分支与主地连接，等效于地，因此，WIFI走线分支的设计使得第二天线的方向性的上半球性能非常好，也即，用户可以根据移动终端的不同的放置状态来决定使用第一天线还是第二天线，不管是移动终端为哪种放置状态，第一天线和第二天线中总有一根天线的方向性能是好的，场景适用范围广，实现了GPS方向性的自适应调整，改善了GPS的综合性能。

另外，本发明提供的天线系统是基于无断点金属中框的移动终端的，能够降低天线系统对于无断点金属中框移动终端的结构要求，大大地增强移动终端的结构强度，能够通过简单的馈电结构设计显著地提高天线的辐射性能。

另外，就调整天线谐振频率这方面来说，现有技术中的天线需要改变结构件及其磨具(例如金属中框及模内钢片)，过程复杂，周期长，灵活性差。而本申请中只需调整第二天线的天线长短即可对谐振频率进行调整，灵活性好。

与上述天线系统实施例相对应地，本发明还提供了一种基于无断点金属中框的移动终端，请参照图7，图7为本发明提供的一种移动终端的背面结构示意图。

该移动终端包括背盖2以及如上述所述的天线系统，其中，背盖2为非金属背盖。

具体地，对于该移动终端中的天线系统的具体介绍请参照上述天线系统实施例，本实施例在此不再赘述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种天线系统，应用于基于无断点金属中框的移动终端，其特征在于，包括信号收发器、天线选择模块、第一天线馈电点、第一天线、第二天线馈电点、相隔预设距离的第二天线以及WIFI走线分支，所述移动终端的主板作为所述天线系统的主地，其中：

所述信号收发器与所述天线选择模块连接，所述天线选择模块分别通过所述第一天线馈电点与所述第一天线连接，通过所述第二天线馈电点与所述第二天线连接；所述天线选择模块用于接收中央处理器依据传感器采集到的所述移动终端的放置状态信号生成控制信号，并依据所述控制信号选择所述第一天线或者所述第二天线与所述信号收发器连接；

所述第一天线包括所述第一天线馈电点与天线接地点之间的所述移动终端的顶部的金属中框以及所述天线接地点与所述主地之间的天线走线，其中，所述第一天线馈电点馈入所述移动终端的顶部的金属中框的一侧，所述天线接地点馈入所述移动终端的顶部的所述金属中框的另一侧；

沿所述第一天线馈电点的顶部的金属中框方向的外侧设置有WIFI地馈点，所述WIFI走线分支与所述WIFI地馈点连接，所述第二天线设置在所述WIFI走线分支与所述主地之间。

2.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述WIFI走线分支沿平行于所述移动终端的顶部的金属中框的方向设置。

3.如权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述第二天线沿平行于所述WIFI走线分支的方向设置。

4.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述天线选择模块包括SPDT、第一天线匹配电路以及第二天线匹配电路，其中：

所述SPDT的动端与所述信号收发器连接，所述SPDT的第一不动端与所述第一天线匹配电路的一端连接，所述第一天线匹配电路的另一端与所述第一天线馈电点连接，所述SPDT的第二不动端与所述第二天线匹配电路的一端连接，所述第二天线匹配电路的另一端与所述第二天线馈电点连接，所述SPDT的控制端与所述中央处理器连接。

5.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第二天线馈电点设置在所述移动终端的净空区域。

6.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述主地还包括模内钢片。

7.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述预设距离为1mm。

8.如权利要求1-7任一项所述的天线系统，其特征在于，所述天线选择模块具体用于：

当所述中央处理器依据所述传感器采集到的所述移动终端的放置状态为倒置状态时，所述天线选择模块接收所述中央处理器生成并发送的第一控制信号，并依据所述第一控制信号选择所述第一天线与所述信号收发器连接；

当所述中央处理器依据所述传感器采集到的所述移动终端的放置状态为正立状态时，所述天线选择模块接收所述中央处理器生成并发送的第二控制信号，并依据所述第二控制信号选择所述第二天线与所述信号收发器连接。

9.一种基于无断点金属中框的移动终端，其特征在于，包括背盖以及如权利要求1-8任一项所述的天线系统，其中，所述背盖为非金属背盖。