CN106486762B - 一种天线装置及终端 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种天线装置及终端。该天线装置包括：导电底板，所述导电底板为具有凸起部的板状；接地框，所述接地框包绕所述导电底板，所述接地框与所述导电底板之间设置有绝缘间隙，并且所述凸起部背离所述接地框并且朝向金属基板延伸；天线短接组件，包括第一短接杆、第二短接杆和控制件，所述第一短接杆和所述第二短接杆在所述控制件的控制下交替地电性连接所述导电底板和所述接地框，降低了在使用过程中用户的身体对发射信号的影响。

Description

一种天线装置及终端

技术领域

本发明涉及终端技术领域，尤其涉及一种天线装置及终端。

背景技术

随着用户需求的不断增长，移动终端市场上出现了具有金属外观的移动终端，用户对于此类终端的天线性能有了更高的要求，尤其是金属外观的天线本体设置在一级外观面上，使得用户有机会直接触碰到天线，由此造成天线的效率降低，不能良好地工作。因此，需要一种天线装置及终端，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种天线装置及终端，降低了在使用过程中用户的身体对发射信号的影响。

本发明采用的技术方案是：

一种天线装置，其包括：导电底板，所述导电底板为具有凸起部的板状；接地框，所述接地框包绕所述导电底板，所述接地框与所述导电底板之间设置有绝缘间隙，并且所述凸起部背离所述接地框并且朝向金属基板延伸；天线短接组件，包括第一短接杆、第二短接杆和控制件，所述第一短接杆和所述第二短接杆在所述控制件的控制下交替地电性连接所述导电底板和所述接地框。

优选地，所述第一短接杆和所述第二短接杆分别自所述接地框的侧边向内延伸，其中所述第一短接杆和所述第二短接杆上分别设置有用于触碰所述导电底板的短接点。

优选地，所述天线短接组件，还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述第一短接杆的短接点触碰或者离开所述导电底板，以及所述第二短接杆的短接点触碰或者离开所述导电底板。

优选地，所述第一短接杆和所述第二短接杆分别自所述接地框的侧边向内延伸17mm～30mm，并且所述短接点分别设置于所述第一短接杆的端部和所述第二短接杆的端部。

优选地，所述短接点距离所述接地框的底部为8mm～15mm。

优选地，所述导电底板包括分别设置于所述凸起部两侧的第一平台部和第二平台部，所述凸起部形成天线馈电点，所述第一平台部和所述第二平台部分别与所述金属基板之间设置有绝缘体。

优选地，所述接地框的靠近所述第一平台部的侧边为第一侧边，所述接地框的靠近所述第二平台的侧边为第二侧边，所述天线馈电点距离所述接地框的第一侧边为28mm～50mm。

优选地，所述绝缘体沿所述第一短接杆方向的长度为17mm～30mm。

优选地，所述凸起部设置有接地点，所述接地点自所述导电底板和所述金属基板的连接处延伸至所述接地框的底部，所述接地点距离所述接地框的第二侧边的距离为28mm～50mm。

本发明还提供了一种终端，其中，所述终端包括中框、金属基板和根据上文所述的天线装置，所述金属基板容纳于所述中框内，所述天线装置中的接地框与所述中框对接，以组成矩形框架，其中，所述凸起部电性连接于所述金属基板。

优选地，所述金属基板与所述导电底板一体成型。

优选地，所述终端还包括信号强度检测单元，其中：所述信号强度检测单元，用于检测天线信号的质量，如果天线信号的质量变差，则向所述天线装置发送切换信号，以使所述第一短接杆和所述第二短接杆交替地电性连接所述导电底板和所述接地框；所述天线装置还用于：当所述第一短接杆和所述第二短接杆交替地电性连接所述导电底板和所述接地框，并且每执行一次后向所述信号强度检测单元发送检测信号，以使所述信号强度检测单元检测天线信号。

优选地，所述终端还包括外界物体侦测单元，用于：检测外界物体是否靠近，当外界物体靠近时，向所述天线装置发送切换信号，以使所述第一短接杆和所述第二短接杆交替地电性连接所述导电底板和所述接地框。

优选地，所述终端还包括移动业务检测单元，用于：检测终端的业务量是否发生变化，如果终端的业务量发生变化，则向所述天线装置发送切换信号，以使所述第一短接杆和所述第二短接杆交替地电性连接所述导电底板和所述接地框。

采用上述技术方案，本发明至少具有下列效果：

本发明提供的天线装置适用于金属外观天线，可以根据用户当前的使用情况，灵活调整天线的辐射模式，降低了用户的身体在使用中对于天线造成的影响，使得手机接收信号的信噪比得到提升，从而提高用户的体验。

附图说明

图1为本发明第一实施例的天线装置的示意图；

图2为本发明第二实施例的天线装置中第一短接杆的短接点和第二短接杆的短接点交替碰触导电底板时反射系数的曲线图；

图3为图2所示天线装置中第一短接杆的短接点碰触导电底板在900MHZ时的电流分布图；

图4为图2所示天线装置中第一短接杆的短接点碰触导电底板在1800MHZ时的电流分布图；

图5为图2所示天线装置中第一短接杆的短接点碰触导电底板在2300MHZ时的电流分布图；

图6为图2所示天线装置中第一短接杆的短接点碰触导电底板在2600MHZ时的电流分布图；

图7为图2所示天线装置中第二短接杆的短接点碰触导电底板在900MHZ时的电流分布图；

图8为图2所示天线装置中第二短接杆的短接点碰触导电底板在1800MHZ时的电流分布图；

图9为图2所示天线装置中第二短接杆的短接点碰触导电底板在2300MHZ时的电流分布图；

图10为图2所示天线装置中第二短接杆的短接点碰触导电底板在2600MHZ时的电流分布图；

图11为图2所示天线装置在左手手握移动终端的情况下，第一短接杆的短接点和第二短接杆的短接点交碰触导电底板时的效率曲线图；

图12为右手手握移动终端的情况下，第一短接杆和第二短接杆交替电性连接导电底板和接地框的效率曲线图；

图13为在左手握移动终端在人头的左侧接听电话的情况下，第一短接杆和第二短接杆交替电性连接导电底板和接地框的效率曲线图；

图14为在右手握移动终端在人头的右侧接听电话的情况下，第一短接杆和第二短接杆交替电性连接导电底板和接地框的效率曲线图；

图15为本发明第四实施例的终端的方框图；

图16为本发明第五实施例的终端的方框图；

图17为本发明第六实施例的终端的方框图。

其中，1-导电底板；11-凸起部；2-接地框；21-接地框的底部；3-第一短接杆；4-第二短接杆；5-馈电点；6-接地点；7-绝缘间隙；8-绝缘体；9-金属基板。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。

本发明提供的天线装置包括导电底板1、接地框2和天线短接组件，可以控制导电底板1上的电流分布，以此在不同操作过程中尽可能地避免人体对移动终端通讯信号的影响。下面将详细地描述本发明的天线装置及其各个部件。

第一实施例

如图1所示，本实施例提供的天线装置中，导电底板1构造为具有凸起部11的板状。导电底板1可以由能够导电的金属材料制成，目的是实现天线装置的电流通过凸起部导入至移动终端的金属基板9，同时利用其周边的金属结构进行辐射，从而实现移动终端通讯信号的收发。接地框2构造为U型，由此可以包绕导电底板1，并且接地框2与导电底板1之间设置有绝缘间隙7，绝缘间隙7的设置目的实现接地框2与导电底板1之间的隔离，其中凸起部11背离接地框2并且朝向金属基板9延伸。通过第一短接杆3和第二短接杆4实现导电底板1和接地框2之间的电导通，以此控制导电底板1上的电流分布。天线短接组件包括第一短接杆3、第二短接杆4和控制件，并且第一短接杆3和第二短接杆4在控制件的控制下交替地电性连接导电底板1和接地框2。基于此种方式，通过第一短接杆3和第二短接杆4交替地实现导电底板1和接地框2的电性连接，以此控制导电底板1上的电流分布。绝缘间隙7可以是空气间隙，也可以在该空气间隙中填充非导电材料。

第二实施例

如图1所示，相对于第一实施例，本发明的第二实施例中，第一短接杆3和第二短接杆4分别自接地框2的侧边向内延伸，其中第一短接杆3和第二短接杆4上分别设置有用于触碰导电底板1的短接点。作为优选地，如图1所示的第一短接杆3和第二短接杆4相对设置，第一短接杆3和第二短接杆4相对设置可以使得导电底板1上的电流分布尽可能地不重合，以较好地控制导电底板1上的电流分布。

进一步地，第一短接杆3和第二短接杆4分别自接地框的侧边向内延伸17mm～30mm，并且短接点分别设置于第一短接杆的端部和第二短接杆的端部，短接点分别设置于短接杆的端部有利于缩短短接杆的长度，使得天线短接组件的结构尽可能地简化。本实施例中，第一短接杆、第二短接杆、第一平台部和第二平台部中的“第一”和“第二”仅是为了区分它们之间的相对位置，并没有特别地限定。

另外，上述第一短接杆3和第二短接杆4向内延伸的距离是依据终端常规的尺寸进行的设计，手机的常规宽度也就是接地框的宽度为70mm～120mm，经过反复试验得出的长度。下面一系列的长度和距离也是基于手机的常规宽度进行的设计。并且短接点距离接地框的底部为8mm～15mm。优选地，如图1所示，导电底板1包括分别设置于凸起部两侧的第一平台部和第二平台部上，凸起部形成天线馈电点5，第一平台部和第二平台部分别与金属基板9之间设置有绝缘体。第一平台部和第二平台部分别与金属基板9之间设置绝缘体的目的是用于天线信号辐射。进一步地，接地框的靠近第一平台部的侧边为第一侧边，接地框的靠近第二平台的侧边为第二侧边，天线馈电点距离接地框的第一侧边为28mm～50mm。绝缘体沿第一短接杆3的长度方向设置绝缘层，绝缘层长度为17mm～30mm。优选地，凸起部设置有接地点，接地点自导电底板和金属基板的连接处延伸至接地框的底部，接地点距离接地框的第二侧边的距离为28mm～50mm。

由此可以看出，本实施例中的天线装置具有两种工作状态：状态一：第一短接杆3的短接点断开，第二短接杆4的短接点导通。状态二：第一短接杆3的短接点导通，第二短接杆4的短接点断开。图2给出了两种不同状态下，天线装置在自由空间内的反射系数，其中虚线为状态一的反射系数S-Parameter，量级为分贝Magnitude in dB，实线是状态二的反射系数。可以看出，天线装置在两种不同状态下都能够覆盖包括2G、3G、LTE的相关频段，例如800MHz～960MHz以及1710MHz～2690MHz。

图3至图6示出的是本实施例中的天线装置在状态二：在第一短接杆3的短接点导通，第二短接杆4的短接点断开的情况下，导电底板1，以及金属基板9一部分上的电流分布情况，其中不同阴影中颜色最浅的S部分是电流密度大的区域。而图7至图10示出的是天线装置在状态一：第一短接杆3的短接点断开，第二短接杆4的短接点导通的情况下，导电底板1，以及金属基板9的一部分上的电流分布情况。

通过比对，在状态一和状态二的情况下，导电底板1上的电流分布是不同的，并且随着第一短接杆3的短接点和第二短接杆4的短接点的交替切换，导电底板1上的电流密度大的区域，即阴影部分也随之在导电底板1的靠近第一短接杆3的区域和靠近第二短接杆4的区域进行变化，从而可以采用不同的通信频段2G、3G或者LTE等。

作为优选地，天线短接组件，还包括控制单元，控制单元用于分别控制：第一短接杆3的短接点触碰或者离开导电底板1，以及第二短接杆4的短接点触碰或者离开导电底板1。控制单元可以采用电磁铁原理来实现第一短接杆3的短接点或者第二短接杆4的短接点触碰或者离开导电底板1，也可以是采用微机电系统MEMS开关来控制短接点的导通或者断开，还可以是其他能够实现上述动作的任意结构，在此不做限定。

第三实施例

如图1所示，本实施例提供的终端包括中框、金属基板9和根据上文所述的天线装置。其中，图中示出的中框呈U型，金属基板9容纳于中框内，天线装置中的接地框2与中框对接，从而组成移动终端的矩形框架，其中，凸起部连接于金属基板9。进一步地，金属基板9与导电底板1一体成型。

图11和图12给出了本实施例中的具有天线装置的终端在左手和右手中握持的情况下，在不同频率的辐射效率曲线图，横轴为频率(Frequency)，单位是GHz，纵轴为总效率Total Efficiency。其中实线为天线装置在状态一下的辐射效率曲线，虚线为天线装置在状态二下的辐射效率曲线。另外，由于900MHz、1800MHz、2300MHz以及2600MHz这四个频率可以对应不同的通信频段，由此可以涵盖2G、3G以及LTE。因此，在表1统计了在900MHz、1800MHz、2300MHz以及2600MHz频率下，在左手手握和右手手握的情况下的辐射效率值。可以清楚地看到，在左手握持和右手握持的不同情况下，可以合理地选择天线装置处于状态一或者状态二，能够显著地提升天线装置的辐射效率，也就是说，可以实现天线装置的辐射效率更好。

表1

图13和图14给出了本实施例中具有天线装置的移动终端在左手握持同时在人的左耳边进行通话的情况下，以及在右手握持同时在人的右耳边进行通话的情况下在不同频率的辐射效率曲线，其中实线为天线装置在状态一下的辐射效率曲线，虚线为天线装置在状态二下的辐射效率曲线。表2统计了在900MHz、1800MHz、2300MHz以及2600MHz频率下，分别处于状态一和状态二下的左手手握在人的左耳边进行通话，以及右手手握在人的右耳边进行通话的辐射效率值。可以清楚地看到，通过合理地选择天线装置处于状态一的条件下，还是处于状态二的条件下，能够显著地提升天线装置的辐射效率

表2

第四实施例

如图15所示，本实施例提供的终端10包括天线装置100之外，还包括信号强度检测单元101，其中：信号强度检测单元101，用于检测天线信号的质量，如果天线信号的质量变差，则向天线装置发送切换信号，以使第一短接杆3和第二短接杆4交替地电性连接导电底板1和接地框2。

天线装置100还用于：当第一短接杆3和第二短接杆4交替地电性连接导电底板1和接地框2，并且每执行一次后向信号强度检测单元发送检测信号，以使信号强度检测单元检测天线信号。

采用本实施例的终端执行的流程为：信号强度检测步骤：信号强度检测单元检测天线信号的质量，如果天线信号的质量变差，则执行天线状态切换步骤。天线状态切换步骤：天线装置的控制件切换第一短接杆3和第二短接杆4的工作状态，以使第一短接杆3和第二短接杆4交替地电性连接导电底板1和接地框2，并且每执行一次交替后返回执行信号强度检测步骤。

在这种情况下，信号强度检测步骤中会持续检测天线信号的质量，如果天线信号的质量变差，则会执行天线状态切换步骤，以进行状态的切换，然后再执行信号强度检测步骤，以进行天线信号强度的确认。如果天线信号有提升，则保持切换后的状态。如果没有提升反而下降了，则就通知天线系统进行一次切换，以切换回原有的状态。从而可以实时检测天线信号强度，以确保天线信号始终处于较好的接收状态。

第五实施例

如图16所示，在第四实施例的基础上，本实施的终端还包括外界物体侦测单元102，外界物体侦测单元用于：检测外界物体是否靠近，当外界物体靠近时，向天线装置发送切换信号，以使第一短接杆3和第二短接杆4交替地电性连接导电底板1和接地框2。

因此，在天线状态切换步骤之前，终端执行的流程还包括外界物体侦测步骤：外界物体侦测单元102检测外界物体是否靠近，在外界物体靠近的条件下，转由天线装置执行天线状态切换步骤。

当外界物体侦测步骤中检测到有外界物体的接近，比如手握，手握打电话等情况后，则执行天线状态切换步骤，进行状态的切换，然后再执行信号强度检测步骤，以获取天线信号强度的比对，如果切换后的天线信号相比与切换之前的天线信号有提升，则保持切换后的状态。如果相比与切换之前的天线信号没有提升，则切换回原来的状态。

第六实施例

如图17所示，在第四实施例的基础上，本实施例的终端还包括移动业务检测单元103，用于：检测终端的业务量是否发生变化，如果终端的业务量发生变化，则想天线装置发送切换信号，以使第一短接杆3和第二短接杆4交替地电性连接导电底板1和接地框2。

因此，在天线状态切换步骤之前，该终端执行的流程还包括移动业务检测步骤，由移动业务检测单元检测终端的业务量是否发生变化，如果终端的业务量发生变化，则执行天线状态切换步骤。

在这种情况下，在移动业务检测步骤中，检测到移动终端的业务质量，如通话质量或者数据吞吐率发生变化，则执行天线状态切换步骤，以进行状态的切换，然后再执行信号强度检测步骤，以此判断相比于切换之前，天线信号强度是否有提升。如果信号有提升就保持切换后的状态。如果没有提升，则再进行一次状态切换，以切换回原来的状态。由此能够提升用户在移动通信网络，如GSM、CDMA、LTE以及GPS、WIFI以及未来的5G通信模块下的用户体验。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims (13)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：

导电底板，所述导电底板为具有凸起部的板状；

接地框，所述接地框包绕所述导电底板，所述接地框与所述导电底板之间设置有绝缘间隙，并且所述凸起部背离所述接地框并且朝向金属基板延伸；

天线短接组件，包括第一短接杆、第二短接杆和控制件，所述第一短接杆和所述第二短接杆在所述控制件的控制下交替地电性连接所述导电底板和所述接地框；

所述天线短接组件，还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述第一短接杆的短接点触碰或者离开所述导电底板，以及所述第二短接杆的短接点触碰或者离开所述导电底板；

所述导电底板包括分别设置于所述凸起部两侧的第一平台部和第二平台部，所述凸起部形成天线馈电点；

所述凸起部设置有接地点，所述接地点自所述导电底板和所述金属基板的连接处延伸至所述接地框的底部。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一短接杆和所述第二短接杆分别自所述接地框的侧边向内延伸，其中所述第一短接杆和所述第二短接杆上分别设置有用于触碰所述导电底板的短接点。

3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述第一短接杆和所述第二短接杆分别自所述接地框的侧边向内延伸17mm～30mm，并且所述短接点分别设置于所述第一短接杆的端部和所述第二短接杆的端部。

4.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述短接点距离所述接地框的底部为8mm～15mm。

5.根据权利要求3或4所述的天线装置，其特征在于，所述第一平台部和所述第二平台部分别与所述金属基板之间设置有绝缘体。

6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，所述接地框的靠近所述第一平台部的侧边为第一侧边，所述接地框的靠近所述第二平台部的侧边为第二侧边，所述天线馈电点距离所述接地框的第一侧边为28mm～50mm。

7.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述绝缘体沿所述第一短接杆方向的长度为17mm～30mm。

8.根据权利要求6或7所述的天线装置，其特征在于，所述接地点距离所述接地框的第二侧边的距离为28mm～50mm。

9.一种终端，其特征在于，所述终端包括中框、金属基板和根据权利要求1至8中任一项所述的天线装置，所述金属基板容纳于所述中框内，所述天线装置中的接地框与所述中框对接，以组成矩形框架，其中，所述凸起部电性连接于所述金属基板。

10.根据权利要求9所述的终端，其特征在于，所述金属基板与所述导电底板一体成型。

11.根据权利要求9或10所述的终端，其特征在于，所述终端还包括信号强度检测单元，其中：

所述信号强度检测单元，用于检测天线信号的质量，如果天线信号的质量变差，则向所述天线装置发送切换信号，以使所述第一短接杆和所述第二短接杆交替地电性连接所述导电底板和所述接地框；

所述天线装置还用于：

当所述第一短接杆和所述第二短接杆交替地电性连接所述导电底板和所述接地框，并且每执行一次后向所述信号强度检测单元发送检测信号，以使所述信号强度检测单元检测天线信号。

12.根据权利要求11所述的终端，其特征在于，所述终端还包括外界物体侦测单元，用于：

检测外界物体是否靠近，当外界物体靠近时，向所述天线装置发送切换信号，以使所述第一短接杆和所述第二短接杆交替地电性连接所述导电底板和所述接地框。

13.根据权利要求11所述的终端，其特征在于，所述终端还包括移动业务检测单元，用于：

检测终端的业务量是否发生变化，如果终端的业务量发生变化，则向所述天线装置发送切换信号，以使所述第一短接杆和所述第二短接杆交替地电性连接所述导电底板和所述接地框。