CN105826681A

CN105826681A - 一种天线系统

Info

Publication number: CN105826681A
Application number: CN201510560232.7A
Authority: CN
Inventors: 蒋锐
Original assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2015-09-02
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2035-09-02
Also published as: CN105826681B

Abstract

本发明提供了一种天线系统，包括：主板地、天线馈源和天线；所述天线包括：第一天线分支、第二天线分支、第三天线分支、所述第一天线分支的接地路径、第一断口、第二断口及耦合天线分支；其中，所述天线馈源连接在所述耦合天线分支和所述主板地之间，所述第一断口设置在所述第一天线分支与所述第二天线分支之间，所述第二断口设置在所述第一天线分支与所述第三天线分支之间，所述第二天线分支和所述第三天线分支分别与所述主板地相连，所述第一天线分支的接地路径连接在所述第一天线分支和所述主板地之间；所述第一天线分支、所述第二天线分支及所述第三天线分支的长度各不相同。本发明实施例能够增加天线系统的带宽。

Description

一种天线系统

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种天线系统。

背景技术

随着科技的发展，手机、平板电脑等电子设备在人们的日常生活中占据越来越重要的作用。

天线系统为电子设备中发射和接收电磁波的一个重要的部件。例如，在手机的通话过程中，声音信号可以通过手机的振荡器转化为电磁波信号，再通过该天线系统发射出去；并且，该天线信号可以通过手机的检波器接收到电磁波信号再转化为声音信号。

在实际应用中，对于金属边框的电子设备而言，消费者对金属质感的要求越来越高，同时对于电子设备的长度、宽度以及厚度都有较严格的要求，这对于电子设备的天线系统的走线形式造成了较大的限制。而在走线形式受到限制的情况下，天线系统的灵活性较差，这使得电子设备内部的空间利用率较低，从而影响到天线系统的带宽。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是提供一种天线系统，以能够增加天线系统的带宽。

为了解决上述问题，本发明公开了一种天线系统，包括：主板地、天线馈源和天线；

所述天线包括：第一天线分支、第二天线分支、第三天线分支、所述第一天线分支的接地路径、第一断口、第二断口及耦合天线分支；

其中，所述天线馈源连接在所述耦合天线分支和所述主板地之间，所述第一断口设置在所述第一天线分支与所述第二天线分支之间，所述第二断口设置在所述第一天线分支与所述第三天线分支之间，所述第二天线分支和所述第三天线分支分别与所述主板地相连，所述第一天线分支的接地路径连接在所述第一天线分支和所述主板地之间；

所述第一天线分支、所述第二天线分支及所述第三天线分支的长度各不相同。

优选的，所述耦合天线分支位于靠近第一断口的一侧。

优选的，所述耦合天线分支位于靠近第二断口的一侧。

优选的，所述第一天线分支的长度大于所述第二天线分支和所述第三天线分支的长度。

优选的，所述天线分支的材质包括如下材质中的任一：柔性电路板FPC、激光直接成型LDS天线、钢片和铝合金。

优选的，所述天线系统还包括：第一集总元件和第二集总元件，所述第一集总元件连接在所述第三天线分支和所述耦合天线分支之间，所述第二集总元件连接在所述第一天线分支和所述耦合天线分支之间。

与现有技术相比，本发明实施例包括以下优点：

本发明实施例提供的一种天线系统中，由于天线馈源可以利用耦合天线分支与第一天线分支之间的耦合电容，使得能量以耦合馈电的方式通过耦合天线分支传递给第一天线分支，而耦合电容的存在可以使天线馈源的能量更均匀的传递到耦合分支上，使得第一天线分支所获得的能量分布更发散，更有利于辐射，从而增加了第一天线分支的低频带宽；

另外，由于通过第一断口和第二断口可以将天线的走线形式划分为第一天线分支、第二天线分支及第三天线分支共三个天线分支，可以为天线系统带来三个不同频率的带宽；因此可以覆盖更多的频段，可以满足不同运营商的频段要求。

附图说明

图1是本发明一种天线系统实施例一的结构示意图；

图2是本发明实施例的一种仿真驻波的示意图；

图3是本发明一种天线系统实施例二的结构示意图；及

图4是本发明实施例的一种仿真驻波的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

参照图1，示出了本发明一种天线系统实施例一的结构示意图，具体可以包括：主板地101、天线馈源102和天线；

其中，上述天线具体可以包括：第一天线分支1031、第二天线分支1032、第三天线分支1033，第一天线分支1031的接地路径1034、第一断口1035、第二断口1036及耦合天线分支1037；

上述天线馈源102连接在上述耦合天线分支1037和上述主板地101之间；上述第一断口1035设置在上述第一天线分支1031与上述第二天线分支1032之间，上述第二断口1036设置在上述第一天线分支1031与上述第三天线分支1033之间，上述第二天线分支1032和第三天线分支1033分别与上述主板地101相连，上述第一天线分支1031的接地路径1034连接在上述第一天线分支1031和上述主板地101之间；

其中，上述第一天线分支1031、第二天线分支1032及第三天线分支1033的长度各不相同。

本发明实施例中，通过第一断口1035及第二断口1036将第一天线分支1031、第二天线分支1032及第三天线分支1033相互分隔开，第一天线分支1031、第二天线分支1032及第三天线分支1033与天线馈源102并不直接相连，也即天线馈源102的能量不直接传递至第一天线分支1031、第二天线分支1032及第三天线分支1033，而是以耦合馈电的方式通过耦合天线分支1037辐射至第一天线分支1031、第二天线分支1032及第三天线分支1033，第一天线分支1031与主板地101通过第一天线分支的接地路径1034进行能量的传递。

本发明实施例中，天线馈源102将能量通过耦合天线分支1037以耦合馈电的方式辐射至第一天线分支1031，本领域技术人员应该知悉，耦合馈电是基于耦合电容的一种能量传递方式，也即耦合天线分支1037与第一天线分支1031之间存在耦合电容，耦合电容会使天线馈源102的能量更均匀的传递到耦合分支1037上，使得第一天线分支1031获得的能量分布更加发散，更有利于辐射，这样一来，相对于不采用耦合馈电传递能量的天线系统来说，由于能量的均匀分布，整体辐射性能的提高，因此增加了第一天线分支1031的带宽。

在具体实现中，第一天线分支1031、第二天线分支1032及第三天线分支1033的长度可以各不相同，因而上述天线分支工作的频率可以各不相同；进一步的，第一天线分支1031的长度可以大于第二天线分支1032及第三天线分支1033的长度。由于不同的天线长度可以带来不同的工作频率，因此第一天线分支1031工作的频率可以为低频，第二天线分支1032和第三天线分支1033的工作频率可以为高频，也即本发明实施例的天线系统的走线形式可以覆盖一个低频、两个高频的频谱资源。由于各个运营商的频谱资源是各不相同的，因而现在的手机工作频段比较多，本发明实施例的天线系统的走线形式可以覆盖更多的频段，可以满足不同的运营商的频段要求。

在具体实现中，本发明实施例提供的天线系统可以应用于金属中框天线电子设备上，也即上述天线分支的材质可以为金属材质；此外，上述天线分支的材质还可以为柔性电路板(FlexiblePrintedCircuitboard，FPC)或者激光直接成型(LaserDirectStructuring，LDS)天线。其中柔性电路板具有配线密度高、重量轻、厚度薄等特点，因而可以被广泛应用于手机、平板电脑等电子设备产品中；激光直接成型天线是利用激光镭射技术直接在边框上化镀形成的金属天线，具有成本低、布线精准、重量轻、性能高等特点，因而同样可以被广泛应用于手机、平板电脑等电子设备产品中。

可以理解，上述柔性电路板或者激光直接成型天线仅作为本发明实施例中上述天线材料的一种示例，不应理解为是对本发明天线材料的一种限制，实际上，所有可以导电的材料都是可行的，例如：钢片、铝合金等等，本发明实施例对具体的天线的材料不加以限制。

在本发明的一种实施例中，上述耦合天线分支1037可以位于靠近第一断口1035的一侧，以使天线馈源102的能量可以较多的辐射至第一天线分支1031和第二天线分支1032中；

在本发明的另一种实施例中，上述耦合天线分支1037可以位于靠近第二断口1036的一侧，以将天线馈源102的能量可以较多的辐射至第一天线分支1031和第三天线分支1033中；

可以理解，上述耦合天线分支1037的位置位于靠近第一断口1035的一侧和上述耦合天线分支1037位于靠近第二断口1036的一侧，只作为本发明实施例中上述耦合天线分支1037的位置一种示例，而不理解为是对上述耦合天线分支1037的位置的一种限制，实际上，能够使天线馈源102的能量可以通过耦合天线分支1037辐射至第一天线分支1031、第二天线分支1032和第三天线分支1033的耦合天线分支1037的位置均是可行的，本发明实施例对上述耦合天线分支1037的具体位置不做限制。

需要说明的是，不同的天线分支的频段对应的耦合天线分支1037的长度不同，为了适应不同的天线分支的频段要求，需要经过调试过程来确定耦合天线分支1037的长度。

参照图2，示出了本发明实施例的一种示例的仿真驻波的示意图，其中，低频带宽拓展为120MHZ，高频带宽全部覆盖。本发明实施例共采集了5个采样点，其中，横坐标代表采样点的频点，纵坐标代表采样点的回波损耗；由于在规定的频率范围内，回波损耗越小，天线的性能越好，因此从图示中的采样点1(2.3608，-4.492)，采样点2(0.82552，-4.1207)，采样点3(0.9445，-3.9518)，采样点4(1.71，-5.0148)，采样点5(2.69，-6.131)，可以看出本发明实施例中的天线性能较好。

综上，本发明实施例提供的一种天线系统，一方面，由于天线馈源可以利用耦合天线分支1037与第一天线分支1031之间的耦合电容，使得能量以耦合馈电的方式通过耦合天线分支传递给第一天线分支1031，而耦合电容的存在可以使天线馈源102的能量更均匀的传递到耦合分支1037上，使得第一天线分支1031所获得的能量分布更发散，更有利于辐射，从而增加了第一天线分支1031的低频带宽；

由于通过第一断口1035和第二断口1036可以将天线的走线形式划分为第一天线分支1031、第二天线分支1032及第三天线分支1033共三个天线分支，可以为天线系统带来三个不同频率的带宽；因此可以覆盖更多的频段，可以满足不同运营商的频段要求；

另一方面，从本发明的仿真试验结果还可以看出，本发明实施例可以使电场的分布更均匀；通常情况下，人头手的覆盖面积中电场的强度是较强的，因此人头手吸收的电场多，而由于本发明实施例使得电场的均匀更为分布，因此人头手的覆盖面积中电场会相对的减少，以使得人头手对于电场的吸收较少，进而可以提高人头手的总辐射功率(totalradiatedpower，TRP)和总全向灵敏度(totalistropicsensitivity，TIS)的值，因此能够提高信号的辐射效率。

可以理解，上述两个断口的天线系统仅是作为本发明实施例的一个示例，实际上，本发明实施例同样可以适用于两个以上个断口的天线系统中，例如：三个断口的天线系统、四个断口的天线系统等等，本发明实施例对断口的数量不做具体限制。

实施例二

参照图3，示出了本发明一种天线系统实施例二的结构示意图，具体可以包括：主板地301、天线馈源302、天线、第一集总元件304及第二集总原件305；

其中，上述天线303具体可以包括：第一天线分支3031、第二天线分支3032、第三天线分支3033、第一天线分支3031的接地路径3034、第一断口3035、第二断口3036、耦合天线分支3037；

其中，上述天线馈源302连接在上述耦合天线分支3037和上述主板地301之间；上述第一断口3035连接在上述第一天线分支3031与上述第二天线分支3032之间，上述第二断口3036连接在上述第一天线分支3031与上述第三天线分支3033之间，上述第二天线分支3032和第三天线分支3033分别与上述主板地301相连接，上述第一天线分支3031的接地路径3034连接在上述第一天线分支3031和上述主板地301之间，第一集总原件304连接在第二天线分支3032和耦合天线分支3037之间，第二集总元件305连接在第一天线分支3031和耦合天线分支3037之间；

其中，上述第一天线分支3031、第二天线分支3032及第三天线分支3033的长度各不相同。

相对于实施例一，本发明实施例在第二天线分支3032和耦合天线分支3037之间增加了第一集总原件304；在第一天线分支3031和耦合天线分支3037之间增加了第二集总元件305。本发明实施例中，上述第一集总元件304和第二集总元件305可以为固定的电容元件或者固定的电感元件，天线馈源302的能量经由耦合天线分支3037以耦合馈电的方式传递至第一天线分支3031、第二天线分支3032及第三天线分支3033。耦合馈电是基于耦合电容的一种能量传递方式，本领域技术人员应该知悉，耦合电容越大，耦合能力越强，进而能量的传递效率就越高。由于第一集总元件304和第二集总元件305可以调节电路中耦合电容的大小，因此，耦合天线分支3037传递至第一天线分支3031、第二天线分支3032的能量可以通过第一集总元件304和第二集总元件305来调节。第一集总元件304可以调节耦合天线分支3037与第一天线分支3031之间的耦合电容，若第一集总元件304为固定的电容原件，则耦合电容加大，耦合天线分支3037上的能量可以更多的传递至第一天线分支3031上。第二集总元件305可以调节耦合天线分支3037与第二天线分支3032之间的耦合电容，若第二集总元件305为固定的电容原件，则耦合电容加大，耦合天线分支3037上的能量可以更多的传递至第二天线分支3032上。

本发明实施例中，可以通过第一集总元件304和第二集总元件305来调节耦合天线分支3037和第一天线分支3031和第二天线分支3032之间的耦合量，进而可以调节天线馈源传递至第一天线分支3031和第二天线分支3032的能量，相对于实施例一，可以节省对耦合天线分支3037的长度进行调试的过程，从而简化了天线系统的工艺制作流程。

参照图4，示出了本发明实施例的一种示例的仿真驻波的示意图，其中，横坐标代表采样点的频点，纵坐标代表采样点的回波损耗；由图中可知，不同的谐振频率对应不同的回波损耗，由于谐振频率随着耦合电容的改变而变化，耦合电容越大，谐振频率越小，因此本发明实施例可以通过调节集总元件的电容大小，进而调试出在规定频率范围内，能够带来最小的回波损耗的谐振频率。

从本发明的驻真仿波试验可以得到谐振频率随着耦合电容的增大而减小的结果。

可以理解，上述两个断口的天线系统仅是作为本发明实施例的一个示例，实际上，本发明实施例同样可以适用于多个断口的天线系统中，例如：三个断口的天线系统、四个断口的天线系统等等，本发明实施例对断口的数量不做具体限制。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。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、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种天线系统行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种天线系统，其特征在于，包括：主板地、天线馈源和天线；

2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述耦合天线分支位于靠近第一断口的一侧。

3.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述耦合天线分支位于靠近第二断口的一侧。

4.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一天线分支的长度大于所述第二天线分支和所述第三天线分支的长度。

5.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述天线分支的材质包括如下材质中的任一：柔性电路板FPC、激光直接成型LDS天线、钢片和铝合金。

6.根据权利要求1至5所述的任一天线系统，其特征在于，所述天线系统还包括：第一集总元件和第二集总元件，所述第一集总元件连接在所述第三天线分支和所述耦合天线分支之间，所述第二集总元件连接在所述第一天线分支和所述耦合天线分支之间。