CN106602222B - 移动终端及其天线装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种移动终端及其天线装置，所述天线装置包括由导体制成的后盖、由绝缘体制成的前壳以及位于后盖和前壳之间的印刷电路板，前壳上布置有与后盖耦合的导电体，导电体连接印刷电路板的射频信号源作为主天线，后盖的至少一部分连接印刷电路板的地作为主天线的寄生单元。从而，通过在前壳上布置与后盖耦合的导电体，并让导电体连接印刷电路板的射频信号源作为主天线，实现中高频谐振，后盖的至少一部分连接印刷电路板的地作为寄生单元，实现低频谐振。从而使得主天线以前壳上的导电体而非后盖作为主要辐射体，不再与GPS/WIFI天线共用一个辐射体，大大减小了低频天线和高频天线之间的相互影响和干扰，提高了天线性能。

Description

移动终端及其天线装置
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别是涉及到一种移动终端及其天线装置。
背景技术
随着用户对移动终端的外观要求不断提高，越来越多的移动终端采用全金属后盖。为了满足天线性能需求，避免金属后盖屏蔽天线信号，通常将金属后盖纳入天线设计。现有的金属后盖天线通常为平面倒F形天线(Planar Inverted F-shaped Antenna，PIFA)和环型天线，且为直接馈入接触方式，具体设计方案为：金属后盖通常采用三段式结构，分为上端部分、中间部分和下端部分，金属后盖的上端部分和下端部分分别连接印刷电路板(PCB)的射频信号源，中间部分连接印刷电路板的地，且中间部分分别与上端部分和下端部分之间有间隙且电性连接，从而使得金属后盖的上端部分和下端部分成为天线辐射体。
金属后盖上端(靠近听筒)为上天线，下端(靠近麦克风)为下天线。一般的，上天线包括主天线和GPS/WIFI天线(也可以布局在下天线)，其中，GPS为Global PositioningSystem的简称，中文名称为全球定位系统，WIFI为Wireless-Fidelity的简称，中文名称为无线保真。由于主天线和GPS/WIFI天线共用同一辐射体(即金属后盖上端部)，导致两个天线会相互影响和干扰，因此隔离度较差，从而影响天线性能。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种移动终端及其天线装置，旨在解决全金属后盖的移动终端的天线隔离度较差的技术问题。
为达以上目的，本发明提出一种移动终端的天线装置，所述天线装置包括由导体制成的后盖、由绝缘体制成的前壳以及位于所述后盖和所述前壳之间的印刷电路板，所述前壳上布置有与所述后盖耦合的导电体，所述导电体连接所述印刷电路板的射频信号源作为主天线，所述后盖的至少一部分连接所述印刷电路板的地作为所述主天线的寄生单元。
可选地，所述导电体为导体走线。
可选地，所述导体走线为金属走线。
可选地，所述后盖包括主盖板和第一副盖板，所述第一副盖板和所述导电体均靠近所述移动终端的听筒一端，所述主盖板与所述第一副盖板之间具有缝隙且与所述第一副盖板电性连接，所述主盖板和所述第一副盖板分别连接所述印刷电路板的地。
可选地，所述后盖还包括第二副盖板，所述第二副盖板与所述主盖板之间具有缝隙且与所述主盖板电性连接，所述第一副盖板与所述第二副盖板分别位于所述主盖板的两端，所述第二副盖板连接所述印刷电路板的射频信号源。
可选地，所述后盖包括主盖板和分别位于所述主盖板两端的第一副盖板和第二副盖板，所述主盖板与所述第一副盖板和所述第二副盖板之间具有缝隙且分别与所述第一副盖板和所述第二覆盖电性连接，所述导电体为分别对应所述第一副盖板和所述第二副盖板的两个，所述主盖板、所述第一副盖板和所述第二副盖板分别连接所述印刷电路板的地。
可选地，通过调整所述导电体的尺寸、形状和/或位置来实现中高频频段的调谐。
可选地，通过调整所述主盖板与所述第一副盖板电性连接的位置来实现低频和中频频段的调谐。
可选地，所述后盖为金属后盖。
可选地，所述前壳为塑料前壳。
可选地，所述导电体通过弹片式连接器与所述印刷电路板连接。
本发明同时提出一种移动终端，所述移动终端包括一天线装置，所述天线装置包括由导体制成的后盖、由绝缘体制成的前壳以及位于所述后盖和所述前壳之间的印刷电路板，所述前壳上布置有与所述后盖耦合的导电体，所述导电体连接所述印刷电路板的射频信号源作为主天线，所述后盖的至少一部分连接所述印刷电路板的地作为寄生单元。
本发明实施例所提供的一种天线装置，通过在前壳上布置与后盖耦合的导电体，并让导电体连接印刷电路板的射频信号源作为主天线，实现中高频谐振，后盖的至少一部分连接印刷电路板的地作为主天线的寄生单元，实现低频谐振。从而使得主天线以前壳上的导电体而非后盖作为主要辐射体，不再与GPS/WIFI天线共用一个辐射体，大大减小了主天线与GPS/WIFI天线之间的相互影响和干扰，通过耦合寄生提升了整个天线系统的低频谐振及其隔离度，解决了全金属后盖的移动终端的天线隔离度较差的技术问题，提高了天线性能。
附图说明
图1是本发明的移动终端的天线装置的结构示意图(剖视图)；
图2是图1中的前壳的结构示意图；
图3是图1中的后盖的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，这里所使用的“终端”、“终端设备”既包括无线信号接收器的设备，其仅具备无发射能力的无线信号接收器的设备，又包括接收和发射硬件的设备，其具有能够在双向通信链路上，执行双向通信的接收和发射硬件的设备。这种设备可以包括：蜂窝或其他通信设备，其具有单线路显示器或多线路显示器或没有多线路显示器的蜂窝或其他通信设备；PCS(Personal Communications Service，个人通信系统)，其可以组合语音、数据处理、传真和/或数据通信能力；PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)，其可以包括射频接收器、寻呼机、互联网/内联网访问、网络浏览器、记事本、日历和/或GPS(Global Positioning System，全球定位系统)接收器；常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备，其具有和/或包括射频接收器的常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备。这里所使用的“终端”、“终端设备”可以是便携式、可运输、安装在交通工具(航空、海运和/或陆地)中的，或者适合于和/或配置为在本地运行，和/或以分布形式，运行在地球和/或空间的任何其他位置运行。这里所使用的“终端”、“终端设备”还可以是通信终端、上网终端、音乐/视频播放终端，例如可以是PDA、MID(Mobile Internet Device，移动互联网设备)和/或具有音乐/视频播放功能的移动电话，也可以是智能电视、机顶盒等设备。
参照图1-图3，提出本发明的移动终端的天线装置一实施例，所述天线装置包括由导体制成的后盖10、由绝缘体制成的前壳20以及位于后盖10与前壳20之间的印刷电路板30，后盖10优选为金属后盖10(也可以为其它的导电后盖)，前壳20优选为塑料前壳20(也可以为其它的绝缘前壳)。
如图2所示，本实施例中，前壳20上靠近移动终端的听筒一端(即移动终端的上端)布置有导电体21，该导电体21与后盖10耦合，并连接印刷电路板30的射频信号源以作为主天线(上天线的主天线)，后盖10的至少一部分连接印刷电路板30的地以作为主天线的寄生单元，从而使得主天线以前壳上的导电体而非后盖为主要辐射体。为了便于控制尺寸、形状和位置，导电体21优选为导体走线(Pattern)，本实施例优选金属走线，当然导电体21也可以是其它形式，如金属片、金属丝等，本发明对此不作限定。导电体21优选通过弹片式或顶针式连接器与印刷电路板30连接，当然也可以采用其它连接方式。
如图1所示，后盖10整体上包括主体部和于主体部边缘弯折延伸形成的边框部，前壳20上的导电体21与后盖10的主体部和边框部之间均有间隙，因此前壳20上的导电体21与后盖10之间实际上是立体耦合，即：导电体21在X轴和Y轴上与后盖10的边框部耦合，在Z轴上与后盖10的主体部耦合。
如图3所示，本实施例中，后盖10为三段式结构，由三部分组成，分别为第一副盖板12、主盖板11和第二副盖板13，第一副盖板12和第二副盖板13分别位于主盖板11的上下两端，换言之，第一副盖板12靠近移动终端的听筒一端，第二副盖板13靠近移动终端的麦克风一端。
主盖板11与第一副盖板12之间以及主盖板11与第二副盖板13之间均具有缝隙101，缝隙101的宽度优先大于0.3mm，缝隙101内可以填充电介质，电介质可以由塑胶、玻璃、陶瓷等非导电材料制成。主盖板11与第一副盖板12之间以及主盖板11与第二副盖板13之间通过衔接带102电性连接，且主盖板11与印刷电路板30的地相连接，与印刷电路板30一起构成移动终端的主地。可选地，在第一副盖板12上可以放置移动终端的摄像头、听筒、耳机座等器件，在主盖板11上可以放置印刷电路板30、电池等器件，主盖板11可以通过弹片式或顶针式连接器与印刷电路板30连接，在第二副盖板13上可以放置USB座、麦克风、喇叭等器件。
本实施例中，第一副盖板12作为移动终端的上天线，与印刷电路板30的地连接，与前壳20上作为主天线的导电体21立体耦合，成为该主天线的寄生单元，通过耦合寄生改善整个天线系统的低频谐振及其隔离度。第二副盖板13作为移动终端的下天线，仍然与印刷电路板30的射频信号源连接。射频信号源通过切换开关可切换的连接前壳20的导电体21和后盖10的第二副盖板13，以在上天线和下天线之间切换。
此时，GPS/WIFI天线可以继续使用后盖10的第一副盖板12作为辐射体，也可以在前壳20上另外设置一个导电体21作为GPS/WIFI天线的辐射体。
本实施例的天线装置，由三段式金属后盖10及其缝隙101以及金属走线(导电体21)组成，金属走线(导电体21)、金属后盖10均作为天线系统的主要辐射体。
在其它实施例中，前壳20上的上下两端各有一个导电体21，分别对应第一副盖板12和第二副盖板13。第一副盖板12和第二副盖板13分别与印刷电路板30的地连接，且分别与前壳20上作为主天线的导电体21立体耦合，使得第一副盖板12和第二副盖板13均成为该主天线的寄生单元。
在另一些实施例中，后盖10也可以为两段式结构，由两部分组成，只包括第一副盖板12和主盖板11，即相当于前述实施例中的第二副盖板13与主盖板11连为一体。第一副盖板12与印刷电路板30的地连接，与前壳20上作为主天线的导电体21立体耦合，成为该主天线的寄生单元。
还有一些实施例中，后盖10也可以为两段式结构，由两部分组成，只包括第二副盖板13和主盖板11，即相当于前述实施例中的第一副盖板12与主盖板11连为一体。第二副盖板13与印刷电路板30的地连接，与前壳20上作为主天线的导电体21立体耦合，成为该主天线的寄生单元。此时，GPS/WIFI天线位于移动终端下端，可以使用后盖10的第二副盖板13作为辐射体，也可以在前壳20上另外设置一个导电体21作为GPS/WIFI天线的辐射体。
采用本发明实施例的天线装置，可以通过前壳20上端的主天线实现中高频谐振，通过后盖10上端的寄生单元实现低频谐振，经过试验验证，低频的表面电流主要分布在前壳20的金属走线(导电体21)和后盖10边缘的缝隙上，中高频的表面电流主要分布在前壳20的金属走线(导电体21)和后盖10边缘居中位置，但金属走线(导电体21)表面电流居多，这样可以减弱对附近天线的影响和干扰，提升相邻两天线之间的隔离度。
本发明实施例的天线装置，采用馈源馈线(即前壳20的金属走线)为辅，地馈寄生金属后盖10为主，馈源馈线与地馈寄生金属后盖10立体耦合的辐射形式，通过改变馈源电流走向及辐射方向来提高隔离度。利用寄生金属后盖10作为天线的低频谐振，馈源馈线与金属后盖10立体耦合做为天线的中高频谐振，在较小空间内实现天线全频段覆盖。
本发明实施例的天线装置，可以同时工作在低频、中频、高频，根据实验验证，可覆盖824-960MHZ，1900-2690MHZ频段区域，可以满足目前通信的所有频段的性能需求。可以通过调整导电体21的尺寸、形状和/或位置来实现高频频段的精准调谐，特别是当导电体21为可控的金属走线时，更能灵活地调整天线的谐振频率。可以通过调整主盖板11与第一副盖板12和/或第二副盖板13电性连接的位置(即衔接带102的位置)来实现低频和中频频段的调谐。
进一步地，本发明实施例中，还在寄生单元与印刷电路板30之间连接一调谐器件(图未示出)，即调谐器件一端连接寄生单元，一端连接印刷电路板30的地。本实施例中，第一副盖板12为寄生单元，第一副盖板12通过调谐器件连接印刷电路板30的地，从而量产后期则可以通过调节调谐器件来调整低频和中频的谐振，满足一致性偏差和用户实际体验。
调谐器件优选布置在印刷电路板30上。调谐器件可以为可变电容器和可变电感器等有源调谐器件中的一种或至少两种的组合，也可以是由不同的电容器(电容值不同)的组合、不同的电感器(电感值不同)的组合或者电容器和电感器的组合，与开关一起组成的调谐电路，还可以是现有技术中的其它调谐器件。本实施例中，优选可变电容器作为调谐器件，量产后期则可以通过软件改变可变电容器的电容值，来调整低频和中频的谐振，从而满足一致性偏差和用户实际体验。
在其它实施例中，当第二副盖板13也作为寄生单元时，第二副盖板13也可以通过调谐器件连接印刷电路板30的地(当然也可以不连接调谐器件)。
从而，通过在寄生单元与印刷电路板30之间连接一调谐器件，使得量产后期可以通过调节调谐器件来调整低频和中频的谐振，从而满足一致性偏差和用户实际体验。
本发明实施例的天线装置，通过在前壳20上布置与后盖10耦合的导电体21，并让导电体21连接印刷电路板30的射频信号源作为主天线，实现中高频谐振，后盖10的至少一部分连接印刷电路板30的地作为寄生单元，实现低频谐振。从而使得主天线以前壳20上的导电体21而非后盖10作为主要辐射体，不再与GPS/WIFI天线共用一个辐射体，大大减小了主天线与GPS/WIFI天线之间的相互影响和干扰，通过耦合寄生提升了整个天线系统的低频谐振及其隔离度，解决了全金属后盖的移动终端的天线隔离度较差的技术问题，提高了天线性能。
进一步通过在寄生单元与印刷电路板30之间连接一调谐器件，使得量产后期可以通过调节调谐器件来调整低频和中频的谐振，从而满足一致性偏差和用户实际体验。
本发明实施例的天线装置的高隔离度的低中高频的调谐方案，能够提升用户体验/上网体验，大大提升了用户在弱信号下的通话流畅能力，减少了量产后由于弱信号问题带来的投诉，提升了用户体验。
本发明同时提出一种移动终端，所述移动终端包括一天线装置，所述天线装置包括由导体制成的后盖、由绝缘体制成的前壳以及位于所述后盖和所述前壳之间的印刷电路板，其特征在于，所述前壳上布置有与所述后盖耦合的导电体，所述导电体连接所述印刷电路板的射频信号源作为主天线，所述后盖的至少一部分连接所述印刷电路板的地作为主天线的寄生单元。本实施例中所描述的天线装置为本发明中上述实施例所涉及的天线装置，在此不再赘述。
本发明实施例的移动终端，通过在前壳上布置与后盖耦合的导电体，并让导电体连接印刷电路板的射频信号源作为主天线，实现中高频谐振，后盖的至少一部分连接印刷电路板的地作为寄生单元，实现低频谐振。从而使得主天线以前壳上的导电体而非后盖作为主要辐射体，不再与GPS/WIFI天线共用一个辐射体，大大减小了主天线与GPS/WIFI天线之间的相互影响和干扰，通过耦合寄生提升了整个天线系统的低频谐振及其隔离度，解决了全金属后盖的移动终端的天线隔离度较差的技术问题，提高了天线性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种移动终端的天线装置，包括由导体制成的后盖、由绝缘体制成的前壳以及位于所述后盖和所述前壳之间的印刷电路板，其特征在于，所述前壳上布置有与所述后盖耦合的导电体，所述导电体连接所述印刷电路板的射频信号源作为主天线，所述后盖的至少一部分连接所述印刷电路板的地作为所述主天线的寄生单元，使得主天线以所述导电体为主要辐射体，GPS/WIFI天线使用所述后盖作为辐射体，通过所述主天线实现中高频谐振，通过所述寄生单元实现低频谐振，所述后盖包括主体部和于主体部边缘弯折延伸形成的边框部，所述前壳上的所述导电体与所述后盖的所述主体部和所述边框部之间均有间隙，所述导电体在X轴和Y轴上与所述后盖的所述边框部耦合，在Z轴上与所述后盖的所述主体部耦合。
2.根据权利要求1所述的移动终端的天线装置，其特征在于，所述导电体为导体走线。
3.根据权利要求2所述的移动终端的天线装置，其特征在于，所述导体走线为金属走线。
4.根据权利要求1-3任一项所述的移动终端的天线装置，其特征在于，所述后盖包括主盖板和第一副盖板，所述第一副盖板和所述导电体均靠近所述移动终端的听筒一端，所述主盖板与所述第一副盖板之间具有缝隙且与所述第一副盖板电性连接，所述主盖板和所述第一副盖板分别连接所述印刷电路板的地。
5.根据权利要求4所述的移动终端的天线装置，其特征在于，所述后盖还包括第二副盖板，所述第二副盖板与所述主盖板之间具有缝隙且与所述主盖板电性连接，所述第一副盖板与所述第二副盖板分别位于所述主盖板的两端，所述第二副盖板连接所述印刷电路板的射频信号源。
6.根据权利要求1-3任一项所述的移动终端的天线装置，其特征在于，所述后盖包括主盖板和分别位于所述主盖板两端的第一副盖板和第二副盖板，所述主盖板与所述第一副盖板和所述第二副盖板之间具有缝隙且分别与所述第一副盖板和所述第二副盖板电性连接，所述导电体为分别对应所述第一副盖板和所述第二副盖板的两个，所述主盖板、所述第一副盖板和所述第二副盖板分别连接所述印刷电路板的地。
7.根据权利要求1-3任一项所述的移动终端的天线装置，其特征在于，通过调整所述导电体的尺寸、形状和/或位置来实现中高频频段的调谐。
8.根据权利要求4所述的移动终端的天线装置，其特征在于，通过调整所述主盖板与所述第一副盖板电性连接的位置来实现低频和中频频段的调谐。
9.根据权利要求1-3任一项所述的移动终端的天线装置，其特征在于，所述后盖为金属后盖。
10.根据权利要求1-3任一项所述的移动终端的天线装置，其特征在于，所述前壳为塑料前壳。
11.根据权利要求1-3任一项所述的移动终端的天线装置，其特征在于，所述导电体通过弹片式连接器与所述印刷电路板连接。
12.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的天线装置。
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