CN106910998A - 一种天线结构及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种天线结构及移动终端，其中天线结构通过将馈源和匹配电路设置于第一金属板上与缝隙相距0～2mm的区域处，且第一开关电路与第一连接金属的第一端相距0～3mm，匹配电路与第一连接金属的第一端相距0～3mm，第一开关电路与第一金属板的第一边缘相距6mm～12mm，第二开关电路与第一边缘相距25mm～35mm，使得第一开关电路和第二开关电路处于不同的开关状态下时，天线结构能够对应于不同的谐振频带，解决了现有技术中存在的在减小天线辐射体尺寸时，天线带宽范围较窄且覆盖面较小的问题。

Description

一种天线结构及移动终端
技术领域
本发明涉及移动终端领域，尤其涉及一种天线结构及移动终端。
背景技术
近年来，移动设备已随着对于更紧凑的移动设备的需求的增长而缩小了尺寸。这样，在移动终端的金属后盖上设计天线，当天线辐射体设计尺寸减小时，天线辐射阻抗会降低，从而导致天线带宽变窄，进而使得天线带宽方面难以实现700M-2700M的宽频段覆盖，即使使用开关也很难在一支天线上实现所有的载波聚合。例如，B39(1880MHz-1920MHz)-B41(2496MHz-2690MHz)载波聚合，要求天线在某个状态下，B39和B41两个频带内能产生良好的辐射性能，但现有技术方案很难使得B39和B41两个频带内产生良好的辐射性能。
综上所述，现有技术存在着在减小天线辐射体尺寸时，天线带宽范围较窄且覆盖面较小的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种天线结构及移动终端，以解决现有技术中存在的在减小天线辐射体尺寸时，天线带宽范围较窄且覆盖面较小的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种天线结构，包括：
第一金属板和第二金属板，所述第一金属板和第二金属板之间具有一预设宽度缝隙，且所述第一金属板和第二金属板电连接；
第一连接金属、第二连接金属以及设置于所述第一金属板上的馈源、匹配电路、第一开关电路和第二开关电路；所述匹配电路的第一端与馈源连接，所述匹配电路的第二端和所述第一开关电路的第一端均与所述第一连接金属的第一端连接，所述第一连接金属的第二端与所述第二金属板连接；所述第二开关电路的第一端与所述第二连接金属的第一端连接，且所述第二连接金属的第二端与所述第二金属板连接；其中，
所述馈源和所述匹配电路设置于所述第一金属板上与所述缝隙相距0～2mm的区域处，所述第一开关电路与第一连接金属的第一端相距0～3mm，所述匹配电路与第一连接金属的第一端相距0～3mm，所述第一开关电路与所述第一金属板的第一边缘相距6mm～12mm，且所述第二开关电路与所述第一边缘相距25mm～35mm；
其中，当所述第一开关电路和第二开关电路处于不同的开关状态下时，所述天线结构对应于不同的谐振频带。
本发明实施例还提供一种移动终端，所述移动终端包括上述的天线结构。
本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
在本发明的实施例中，通过将馈源和匹配电路设置于第一金属板上与缝隙相距0～2mm的区域处，提升了2300M-2700M频带内的辐射效率；此外通过设计第一开关电路与第一连接金属的第一端相距0～3mm，减小了第一开关电路的寄生效应，通过设计匹配电路与第一连接金属的第一端相距0～3mm，提升了2496M-2690M频带内的辐射效率，通过设计第一开关电路与第一金属板的第一边缘相距6mm～12mm，且第二开关电路与第一边缘相距25mm～35mm，有利于将第一开关电路和第二开关电路组合成不同的开关组合状态；这样在天线结构满足以上设计时，能够使得第一开关电路和第二开关电路处于不同的开关状态下时，天线结构能够对应于不同的谐振频带，从而扩展了天线带宽，增加了天线带宽范围以及覆盖面，解决了现有技术中存在的在减小天线辐射体尺寸时，天线带宽范围较窄且覆盖面较小的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示本发明的实施例中天线结构的结构示意图。
具体实施方式
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作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。
如图1所示，为本发明的实施例中天线结构的结构示意图，其中，该天线结构包括：第一金属板1和第二金属板3，第一金属板1和第二金属板3之间具有一预设宽度缝隙2，且第一金属板1和第二金属板3电连接；第一连接金属4、第二连接金属5以及设置于第一金属板1上的馈源6、匹配电路7、第一开关电路8和第二开关电路9；匹配电路7的第一端与馈源6连接，匹配电路7的第二端和第一开关电路8的第一端均与第一连接金属4的第一端连接，第一连接金属4的第二端与第二金属板3连接；第二开关电路9的第一端与第二连接金属5的第一端连接，且第二连接金属5的第二端与第二金属板3连接；其中，
馈源6和匹配电路7设置于第一金属板1上与缝隙2相距0～2mm的区域处，第一开关电路8与第一连接金属4的第一端相距0～3mm，匹配电路7与第一连接金属4的第一端相距0～3mm，第一开关电路8与第一金属板1的第一边缘相距6mm～12mm，且第二开关电路9与第一边缘相距25mm～35mm；其中，当第一开关电路8和第二开关电路9处于不同的开关状态下时，天线结构对应于不同的谐振频带。
具体的，馈源6还与地相接，从而用于为天线结构辐射提供射频能量，匹配电路7由电容电感组成，且匹配电路7与馈源6之间通过短接线连接，此时，第一开关电路8的第二端接地，第一连接金属4的第一端分别与匹配电路7的第二端和第一开关电路8的第一端连接，且第一连接金属4的第二端与第二金属板3连接，这样能够实现射频能量馈入缝隙形成的天线单元，且第一开关电路8能够产生辐射模式调整作用。此外，同样的，第二开关电路9的第二端接地，第二连接金属5的第一端与第二开关电路9的第一端连接，且第二连接金属5的第二端与第二金属板3连接时，第二开关电路9能够产生辐射模式调整作用。
此外，具体的，第一开关电路8与第一连接金属4的第一端相距0～3mm，可以为第一开关电路8的中心位置与第一连接金属4的第一端相距0～3mm。另外，匹配电路7与第一连接金属4的第一端相距0～3mm，可以为匹配电路7的中心位置与第一连接金属4的第一端相距0～3mm。
这样，本实施例通过将馈源6和匹配电路7设置于第一金属板1上与缝隙2相距0～2mm(图1中D1所示距离)的区域处，提升了2300M-2700M频带内的辐射效率，达到了提升天线结构的性能的效果；此外，通过设计第一开关电路8与第一连接金属4的第一端相距0～3mm(图1中D2所示距离)，减小了第一开关电路8的寄生效应，同样在很大程度上提升了天线结构的性能，通过设计匹配电路7与第一连接金属4的第一端相距0～3mm(图1中D3所示距离)，提升了2496M-2690M频带内的辐射效率，同样达到了提升天线结构的性能的效果，通过设计第一开关电路8与第一金属板1的第一边缘相距6mm～12mm(图1中D4所示距离)，第二开关电路9与第一边缘相距25mm～35mm(图1中D5所示距离)，有利于将第一开关电路和第二开关电路组合成不同的开关组合状态。这样，通过以上设计，使得第一开关电路8和第二开关电路9处于不同的开关状态下时，天线结构能够对应于不同的谐振频带，从而扩展了天线带宽，增加了天线带宽范围以及覆盖面，解决了现有技术中存在的在减小天线辐射体尺寸时，天线带宽范围较窄且覆盖面较小的问题。
进一步地，在本发明实施例中，第一金属板1和第二金属板3之间的缝隙2为U形缝隙。当然，缝隙2也可以为直线形缝隙。该缝隙2用于填充非金属材料，从而产生天线单元。当第一金属板1和第二金属板3之间的缝隙2为U形缝隙时，第二金属板3同样为U形状。此时，第二金属板3的U形脚(图中D7所示)的长度可以为6mm至15mm，当然第二金属板3同样存在宽度，第二金属板3的宽度范围可以为1.0mm至15mm。
此外，具体的，为确保第一金属板1和第二金属板3之间的电连接，进而确保能提高天线结构的带宽，天线结构还可以包括短接线10，第一金属板1和第二金属板3可以通过短接线10连接。此时，短接线10可以设置于缝隙2内与第一边缘相距43mm～53mm(图1中D6所示距离)的区域处。当然，第一金属板1和第二金属板3也可以通过短接片连接。此时，短接片设置于缝隙2内与第一边缘相距43mm～53mm(图1中D6所示距离)的区域处。具体的，该短接线10或者短接片将缝隙2分割为左短缝隙和右长缝隙两个部分，从而产生两个天线单元。其中具体的，右长缝隙为图1中D6所示距离对应的缝隙。
在本实施例中，当将馈源6和匹配电路7设置于第一金属板1上与缝隙2相距0～2mm的区域处，并设计第一开关电路8与第一连接金属4的第一端相距0～3mm，匹配电路7与第一连接金属4的第一端相距0～3mm，第一开关电路8与第一金属板1的第一边缘相距6mm～12mm，且第二开关电路9与第一边缘相距25mm～35mm之后，可以设置第一开关电路8和第二开关电路9的不同开关状态组合，并当第一开关电路8和第二开关电路9处于不同的开关状态下时，得到天线结构对应不同的谐振频带，从而扩展了天线结构的带宽范围。
具体的，天线结构还可以包括第一电感件、第二电感件、第一电容件和第二电容件。其中第一电感件、第二电感件、第一电容件和第二电容件用于帮助得到不同的谐振频带。其中，第一开关电路8和第二开关电路9处于不同的开关状态下时，并结合第一电感件、第二电感件、第一电容件和第二电容件，对应的谐振频带可以如下：
当第二开关电路9为断开状态，第一开关电路8为闭合状态，且第一开关电路8的第二端接地，第一开关电路8的第一端通过第一电感件与第一连接金属4的第一端连接时，天线结构的谐振频带包括824MHz-894MHz和2300-2700MHz两个频带；
当第一开关电路8和第二开关电路9均为闭合状态，且第一开关电路8的第二端接地，第一开关电路8的第一端通过第一电感件与第一连接金属4的第一端连接，第二开关电路9的第二端接地，第二开关电路9的第一端通过第二电感件与第二连接金属5的第一端连接时，天线结构的谐振频带包括824MHz-894MHz和2300-2700MHz两个频带或者880MHz-960MHz和2300-2700MHz两个频带；
当第一开关电路8和第二开关电路9均为闭合状态，且第一开关电路8的第二端接地，第一开关电路8的第一端通过第一电容件与第一连接金属的第一端连接，第二开关电路9的第二端接地，第二开关电路9的第一端通过第二电容件与第二连接金属5的第一端连接时，天线结构的谐振频带包括1710MHz-2170MHz频带；
当第一开关电路8和第二开关电路9均为闭合状态，且第一开关电路8的第二端接地，第一开关电路8的第一端通过第一电感件与第一连接金属的4第一端连接，第二开关电路9的第二端接地，第二开关电路9的第一端通过第二电容件与第二连接金属5的第一端连接时，天线结构的谐振频带包括1710MHz-2170MHz频带；
当第一开关电路8和第二开关电路9均为断开状态时，天线结构的谐振频带包括700M-746MHz和2300-2700MHz两个频带。
优选的，在天线结构的谐振频带包括824MHz-894MHz和2300-2700MHz两个频带或者880MHz-960MHz和2300-2700MHz两个频带时，可以通过改变第一电感件和第二电感件的大小，来实现得到824MHz-894MHz和2300-2700MHz两个频带或者880MHz-960MHz和2300-2700MHz两个频带。
这样，在馈源6、匹配电路7、第一开关电路8和第二开关电路9的布局位置条件下，即在布局设置馈源6和匹配电路7设置于第一金属板1上与缝隙2相距0～2mm的区域处，第一开关电路8与第一连接金属4的第一端相距0～3mm，匹配电路7与第一连接金属4的第一端相距0～3mm，第一开关电路8与第一金属板1的第一边缘相距6mm～12mm，且第二开关电路9与第一边缘相距25mm～35mm后，通过将第一开关电路8的不同开关状态和第二开关电路9的不同开关状态进行组合，能够得到不同的谐振频带，从而扩展了天线带宽，实现了700M-2700M的宽频段覆盖，且增加了2300-2700MHz以及2496M-2690M频带内的辐射效率。
此外，通过将第一开关电路8的不同开关状态和第二开关电路9的不同开关状态进行组合，还实现了多频段共辐射体效果，例如700M-746MHz与2300-2700MHz两个频带共辐射体、824MHz-894MHz和2300-2700MHz两个频带共辐射体以及880MHz-960MHz和2300-2700MHz两个频带共辐射体，从而增加了2300-2700MHz频带的组合覆盖，提高了天线结构的整体性能，解决了现有技术中存在的在减小天线辐射体尺寸时，天线带宽范围较窄且覆盖面较小的问题。
进一步地，在本发明实施例中，为了满足载波聚合技术需求，天线结构还包括第一谐振电路和第二谐振电路，第一开关电路8的第二端和第二开关电路9的第二端均接地，且第一开关电路8的第一端通过第一谐振电路与第一连接金属4的第一端连接，第二开关电路9的第一端通过第二谐振电路与第二连接金属5的第一端连接。此时，当第一开关电路8为闭合状态且所述第二开关电路9为断开状态时，天线结构的谐振频带包括1880MHz-1920MHz和2496MHz-2700MHz两个频带；当第一开关电路8和第二开关电路9均为闭合状态时，天线结构的谐振频带包括824MHz-894MHz和1710MHz-2170MHz两个频带。
这样，在第一开关电路8为闭合状态且所述第二开关电路9为断开状态时，此时网络等效特性为1880MHz-1920MHz频带短路，2496MHz-2700MHz频带开路，此时可以产生1880MHz-1920MHz和2496MHz-2700MHz两个频带，从而实现了1880MHz-1920MHz和2496MHz-2700MHz两个频带的聚合载波天线设计。此外，在第一开关电路8和第二开关电路9均为闭合状态时，网络等效特性为824MHz-894MHz频带开路，1710MHz-2170MHz短路，此时可以产生824MHz-894MHz和1710MHz-2170MHz两个频带，从而实现了824MHz-894MHz和1710MHz-2170MHz两个频带的载波聚合天线设计。
这样，本实施例通过将馈源6和匹配电路7设置于第一金属板1上与缝隙2相距0～2mm的区域处，并设计第一开关电路8与第一连接金属4的第一端相距0～3mm，匹配电路7与第一连接金属4的第一端相距0～3mm，第一开关电路8与第一金属板1的第一边缘相距6mm～12mm，且第二开关电路9与第一边缘相距25mm～35mm，并通过在第一开关电路8与第一连接金属4之间串联第一谐振电路，在第二开关电路9与第二连接金属5之间串联第二谐振电路，使得第一开关电路和第二开关电路处于不同的开关状态下时，天线结构能够对应于不同的谐振频带，从而扩展了天线带宽，实现了700M-2700M频带的组合覆盖，提升了2300M-2700M频带以及2496M-2690M频带内的辐射效率，且在单只天线上实现了700M-2700M内824MHz-894MHz和1710MHz-2170MHz两个频带的载波聚合天线设计以及1880MHz-1920MHz和2496MHz-2700MHz两个频带的聚合载波天线设计。
另一方面，本发明实施例提供了一种移动终端，该移动终端包括上述的天线结构。
其中，上述移动终端可以为智能手机、平板电脑等设备。
需要说明的是，本发明实施例提供的移动终端是包括上述天线结构的移动终端，即上述天线结构的所有实施例均适用于该移动终端，且均能达到相同或相似的有益效果。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种天线结构，其特征在于，包括：
第一金属板和第二金属板，所述第一金属板和第二金属板之间具有一预设宽度缝隙，且所述第一金属板和第二金属板电连接；
第一连接金属、第二连接金属以及设置于所述第一金属板上的馈源、匹配电路、第一开关电路和第二开关电路；所述匹配电路的第一端与馈源连接，所述匹配电路的第二端和所述第一开关电路的第一端均与所述第一连接金属的第一端连接，所述第一连接金属的第二端与所述第二金属板连接；所述第二开关电路的第一端与所述第二连接金属的第一端连接，且所述第二连接金属的第二端与所述第二金属板连接；其中，
所述馈源和所述匹配电路设置于所述第一金属板上与所述缝隙相距0～2mm的区域处，所述第一开关电路与第一连接金属的第一端相距0～3mm，所述匹配电路与第一连接金属的第一端相距0～3mm，所述第一开关电路与所述第一金属板的第一边缘相距6mm～12mm，且所述第二开关电路与所述第一边缘相距25mm～35mm；
其中，当所述第一开关电路和第二开关电路处于不同的开关状态下时，所述天线结构对应于不同的谐振频带。
2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构还包括：
第一电感件、第二电感件、第一电容件和第二电容件；其中，
当所述第二开关电路为断开状态，所述第一开关电路为闭合状态，且所述第一开关电路的第二端接地，所述第一开关电路的第一端通过所述第一电感件与所述第一连接金属的第一端连接时，所述天线结构的谐振频带包括824MHz-894MHz和2300-2700MHz两个频带；
当所述第一开关电路和所述第二开关电路均为闭合状态，且所述第一开关电路的第二端接地，所述第一开关电路的第一端通过所述第一电感件与所述第一连接金属的第一端连接，所述第二开关电路的第二端接地，所述第二开关电路的第一端通过所述第二电感件与所述第二连接金属的第一端连接时，所述天线结构的谐振频带包括824MHz-894MHz和2300-2700MHz两个频带或者880MHz-960MHz和2300-2700MHz两个频带；
当所述第一开关电路和所述第二开关电路均为闭合状态，且所述第一开关电路的第二端接地，所述第一开关电路的第一端通过所述第一电容件与所述第一连接金属的第一端连接，所述第二开关电路的第二端接地，所述第二开关电路的第一端通过所述第二电容件与所述第二连接金属的第一端连接时，所述天线结构的谐振频带包括1710MHz-2170MHz频带；
当所述第一开关电路和所述第二开关电路均为闭合状态，且所述第一开关电路的第二端接地，所述第一开关电路的第一端通过所述第一电感件与所述第一连接金属的第一端连接，所述第二开关电路的第二端接地，所述第二开关电路的第一端通过所述第二电容件与所述第二连接金属的第一端连接时，所述天线结构的谐振频带包括1710MHz-2170MHz频带；
当所述第一开关电路和所述第二开关电路均为断开状态时，所述天线结构的谐振频带包括700M-746MHz和2300-2700MHz两个频带。
3.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构还包括：
第一谐振电路和第二谐振电路，所述第一开关电路的第二端和所述第二开关电路的第二端均接地，且所述第一开关电路的第一端通过所述第一谐振电路与所述第一连接金属的第一端连接，所述第二开关电路的第一端通过所述第二谐振电路与所述第二连接金属的第一端连接；其中，
当所述第一开关电路为闭合状态且所述第二开关电路为断开状态时，所述天线结构的谐振频带包括1880MHz-1920MHz和2496MHz-2700MHz两个频带；
当所述第一开关电路和所述第二开关电路均为闭合状态时，所述天线结构的谐振频带包括824MHz-894MHz和1710MHz-2170MHz两个频带。
4.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构还包括短接线，所述第一金属板和所述第二金属板通过所述短接线电连接。
5.根据权利要求4所述的天线结构，其特征在于，所述短接线设置于所述缝隙内与所述第一边缘相距43mm～53mm的区域处。
6.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构还包括短接片，所述第一金属板和所述第二金属板通过所述短接片电连接。
7.根据权利要求6所述的天线结构，其特征在于，所述短接片设置于所述缝隙内与所述第一边缘相距43mm～53mm的区域处。
8.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述缝隙为U形缝隙。
9.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述缝隙为直线形缝隙。
10.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括如权利要求1至9中任一项所述的天线结构。
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