CN106961005A - 一种终端及其天线结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种终端及其天线结构。天线结构适用于金属外壳的终端，天线结构包括天线辐射区和与所述天线辐射区耦合的USB‑C接口。天线辐射区为通过微缝系将所述终端的金属外壳分隔出，微缝系将天线辐射区与金属接地区进行分隔，有益于优化天线结构的辐射性能，使用微缝系代替三段式金属后壳结构，提升了终端外壳的美观性。USB‑C接口与天线辐射区耦合产生超高频谐振，并且所述天线辐射区连接用于调节所述天线结构谐振频率的调节装置，且天线辐射区上设置馈电点，使用耦合馈电，采用调节装置调节天线结构的谐振频率，获得不同的频段组合，实现天线结构国内全网通频段的覆盖。

Description

一种终端及其天线结构

【技术领域】

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种终端及其天线结构。

【背景技术】

近些年，随着移动终端智能手机的快速发展，智能手机进入全金属工业设计时代，全金属结构的复杂电磁环境和有限的空间给手机天线设计带来巨大的挑战。当前全金属整机金属结构，天线的净空区环境越来越来小，净空区周围摆放的器件很多等因素，导致全金属外壳手机天线性能越来越难以实现宽频带和高辐射效率，而市场对于实现国内全网通和海外频段(700MHZ)通信的手机天线的宽带和性能有很广泛的需求，因此全金属国内全网通和海外频段通信的手机天线成为广大学者和厂商的研究热点。

因此，如何设计一种适用于全金属外壳移动终端的且能实现宽频带和高辐射效率的天线结构成为亟待解决的技术问题。

【发明内容】

本发明针对现有技术中全金属外壳手机天线性能越来越难以实现宽频带和高辐射效率的技术问题，提供一种终端及其天线结构，技术方案如下：

为实现上述目的，本发明提供一种天线结构，适用于金属外壳的终端，所述天线结构包括：

通过微缝系将所述终端的金属外壳分隔出的天线辐射区，所述天线辐射区上设置馈电点，所述馈电点连接可调电容，所述可调电容用于根据接收到的控制信号控制调节所述可调电容的容量，以调节所述天线结构谐振频率；所述馈电点还连接调谐开关；以及

与所述天线辐射区耦合的USB接口。

可选地，所述USB接口为USB-C接口,所述USB-C接口与所述天线辐射区之间具有缝隙。

可选地，所述USB-C接口设置于所述天线辐射区端部居中位置的对应位置。

可选地，所述USB-C接口中心与所述天线辐射区端部居中位置的垂直距离范围为0.5-2.5mm。

可选地，所述天线辐射区端部居中位置距离所述馈电点4-6mm。

可选地，所述USB-C接口连接至所述终端的电路板的地。

可选地，所述天线辐射区连接至所述终端的电路板的地。

可选地，所述调谐开关包括位于所述USB接口远离所述馈电点的一侧的单刀双掷开关，所述单刀双掷开关包括动端和不动端，所述不动端连接至所述馈电点，所述不动端用于根据接收到的控制信号控制接入两个调节电路中的任意一个或断开。

可选地，所述微缝系的宽度范围为1.5-2.5mm。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种终端，包括：如上述的天线结构。

本发明实施例的有益效果在于，本发明实施例提供的天线结构，适用于金属外壳的终端，所述天线结构包括天线辐射区和与所述天线辐射区耦合的USB-C接口。天线辐射区为通过微缝系将所述终端的金属外壳分隔出，微缝系将天线辐射区与金属接地区进行分隔，有益于优化天线结构的辐射性能，使用微缝系代替三段式金属后壳结构，提升了终端外壳的美观性。USB-C接口与天线辐射区耦合产生超高频谐振，并且所述天线辐射区连接用于调节所述天线结构谐振频率的调节装置，且天线辐射区上设置馈电点，使用耦合馈电，采用调节装置调节天线结构的谐振频率，获得不同的频段组合，实现天线结构国内全网通频段的覆盖。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为实现本发明各个实施例的移动终端的硬件结构示意图；

图2为如图1所示的移动终端的无线通信系统示意图；

图3为本发明实施例提供的天线结构的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的终端的结构示意图；

图5为本发明另一实施例提供的天线结构的结构示意图；

图6a、6b为本发明另一实施例提供的天线结构的驻波图；

图7为本发明另一实施例提供的终端的结构示意图；

图8为本发明又一实施例提供的天线结构的结构示意图；

图9a、9b、9c、9d为本发明又一实施例提供的天线结构的阻抗特性图；

图10a、10b、10c为本发明又一实施例提供的天线结构的远场效果图；

图11a、11b、11c、11d为本发明再一实施例提供的天线结构的阻抗特性图；

图12a、12b、12c为本发明再一实施例提供的天线结构的远场效果图；

图13为本发明另一实施例提供的天线结构的驻波图；

图14a、14b为本发明另一实施例提供的天线结构的效率对比图；

图15为本发明又一实施例提供的天线结构的驻波图；

图16a、16b为本发明又一实施例提供的天线结构的效率对比图；

图17a、17b为本发明再一实施例提供的天线结构的效率对比图；

图18为本发明又一实施例提供的天线结构的效率对比图；

图19为本发明再一实施例提供的天线结构的效率对比图；

图20为本发明再一实施例提供的终端的结构示意图；

图21为本发明还一实施例提供的天线结构的结构示意图；

图22为本发明还一实施例提供的终端的结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

移动终端可以以各种形式来实施。例如，本发明中描述的终端可以包括诸如移动电话、智能电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、导航装置等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。下面，假设终端是移动终端。然而，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。

图1为实现本发明各个实施例的移动终端的硬件结构示意。

移动终端100可以包括无线通信单元110、输出单元150、存储器160、接口单元170、控制器180和电源单元190等等。图1示出了具有各种组件的移动终端，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件。可以替代地实施更多或更少的组件。将在下面详细描述移动终端的元件。

无线通信单元110通常包括一个或多个组件，其允许移动终端100与无线通信系统或网络之间的无线电通信。例如，无线通信单元可以包括广播接收模块111、移动通信模块112、无线互联网模块113、短程通信模块114和位置信息模块115中的至少一个。

广播接收模块111经由广播信道从外部广播管理服务器接收广播信号和/或广播相关信息。广播信道可以包括卫星信道和/或地面信道。广播管理服务器可以是生成并发送广播信号和/或广播相关信息的服务器或者接收之前生成的广播信号和/或广播相关信息并且将其发送给终端的服务器。广播信号可以包括TV广播信号、无线电广播信号、数据广播信号等等。而且，广播信号可以进一步包括与TV或无线电广播信号组合的广播信号。广播相关信息也可以经由移动通信网络提供，并且在该情况下，广播相关信息可以由移动通信模块112来接收。广播信号可以以各种形式存在，例如，其可以以数字多媒体广播(DMB)的电子节目指南(EPG)、数字视频广播手持(DVB-H)的电子服务指南(ESG)等等的形式而存在。广播接收模块111可以通过使用各种类型的广播系统接收信号广播。特别地，广播接收模块111可以通过使用诸如多媒体广播-地面(DMB-T)、数字多媒体广播-卫星(DMB-S)、数字视频广播-手持(DVB-H)，前向链路媒体(MediaFLO^@)的数据广播系统、地面数字广播综合服务(ISDB-T)等等的数字广播系统接收数字广播。广播接收模块111可以被构造为适合提供广播信号的各种广播系统以及上述数字广播系统。经由广播接收模块111接收的广播信号和/或广播相关信息可以存储在存储器160(或者其它类型的存储介质)中。

移动通信模块112将无线电信号发送到基站(例如，接入点、节点B等等)、外部终端以及服务器中的至少一个和/或从其接收无线电信号。这样的无线电信号可以包括语音通话信号、视频通话信号、或者根据文本和/或多媒体消息发送和/或接收的各种类型的数据。

无线互联网模块113支持移动终端的无线互联网接入。该模块可以内部或外部地耦接到终端。该模块所涉及的无线互联网接入技术可以包括WLAN(无线LAN)(Wi-Fi)、Wibro(无线宽带)、Wimax(全球微波互联接入)、HSDPA(高速下行链路分组接入)等等。

短程通信模块114是用于支持短程通信的模块。短程通信技术的一些示例包括蓝牙^TM、射频识别(RFID)、红外数据协会(IrDA)、超宽带(UWB)、紫蜂^TM等等。

位置信息模块115是用于检查或获取移动终端的位置信息的模块。位置信息模块的典型示例是GPS(全球定位系统)。根据当前的技术，GPS模块115计算来自三个或更多卫星的距离信息和准确的时间信息并且对于计算的信息应用三角测量法，从而根据经度、纬度和高度准确地计算三维当前位置信息。当前，用于计算位置和时间信息的方法使用三颗卫星并且通过使用另外的一颗卫星校正计算出的位置和时间信息的误差。此外，GPS模块115能够通过实时地连续计算当前位置信息来计算速度信息。

接口单元170用作至少一个外部装置与移动终端100连接可以通过的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。识别模块可以是存储用于验证用户使用移动终端100的各种信息并且可以包括用户识别模块(UIM)、客户识别模块(SIM)、通用客户识别模块(USIM)等等。另外，具有识别模块的装置(下面称为"识别装置")可以采取智能卡的形式，因此，识别装置可以经由端口或其它连接装置与移动终端100连接。接口单元170可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到移动终端100内的一个或多个元件或者可以用于在移动终端和外部装置之间传输数据。

另外，当移动终端100与外部底座连接时，接口单元170可以用作允许通过其将电力从底座提供到移动终端100的路径或者可以用作允许从底座输入的各种命令信号通过其传输到移动终端的路径。从底座输入的各种命令信号或电力可以用作用于识别移动终端是否准确地安装在底座上的信号。输出单元150被构造为以视觉、音频和/或触觉方式提供输出信号(例如，音频信号、视频信号、警报信号、振动信号等等)。输出单元150可以包括显示单元151、音频输出模块152、警报单元153等等。

显示单元151可以显示在移动终端100中处理的信息。例如，当移动终端100处于电话通话模式时，显示单元151可以显示与通话或其它通信(例如，文本消息收发、多媒体文件下载等等)相关的用户界面(UI)或图形用户界面(GUI)。当移动终端100处于视频通话模式或者图像捕获模式时，显示单元151可以显示捕获的图像和/或接收的图像、示出视频或图像以及相关功能的UI或GUI等等。

同时，当显示单元151和触摸板以层的形式彼此叠加以形成触摸屏时，显示单元151可以用作输入装置和输出装置。显示单元151可以包括液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管LCD(TFT-LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、柔性显示器、三维(3D)显示器等等中的至少一种。这些显示器中的一些可以被构造为透明状以允许用户从外部观看，这可以称为透明显示器，典型的透明显示器可以例如为TOLED(透明有机发光二极管)显示器等等。根据特定想要的实施方式，移动终端100可以包括两个或更多显示单元(或其它显示装置)，例如，移动终端可以包括外部显示单元(未示出)和内部显示单元(未示出)。触摸屏可用于检测触摸输入压力以及触摸输入位置和触摸输入面积。

音频输出模块152可以在移动终端处于呼叫信号接收模式、通话模式、记录模式、语音识别模式、广播接收模式等等模式下时，将无线通信单元110接收的或者在存储器160中存储的音频数据转换音频信号并且输出为声音。而且，音频输出模块152可以提供与移动终端100执行的特定功能相关的音频输出(例如，呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出模块152可以包括扬声器、蜂鸣器等等。

警报单元153可以提供输出以将事件的发生通知给移动终端100。典型的事件可以包括呼叫接收、消息接收、键信号输入、触摸输入等等。除了音频或视频输出之外，警报单元153可以以不同的方式提供输出以通知事件的发生。例如，警报单元153可以以振动的形式提供输出，当接收到呼叫、消息或一些其它进入通信(incomingcommunication)时，警报单元153可以提供触觉输出(即，振动)以将其通知给用户。通过提供这样的触觉输出，即使在用户的移动电话处于用户的口袋中时，用户也能够识别出各种事件的发生。警报单元153也可以经由显示单元151或音频输出模块152提供通知事件的发生的输出。

存储器160可以存储由控制器180执行的处理和控制操作的软件程序等等，或者可以暂时地存储己经输出或将要输出的数据(例如，电话簿、消息、静态图像、视频等等)。而且，存储器160可以存储关于当触摸施加到触摸屏时输出的各种方式的振动和音频信号的数据。

存储器160可以包括至少一种类型的存储介质，所述存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等等。而且，移动终端100可以与通过网络连接执行存储器160的存储功能的网络存储装置协作。

控制器180通常控制移动终端的总体操作。例如，控制器180执行与语音通话、数据通信、视频通话等等相关的控制和处理。另外，控制器180可以包括用于再现(或回放)多媒体数据的多媒体模块1810，多媒体模块1810可以构造在控制器180内，或者可以构造为与控制器180分离。控制器180可以执行模式识别处理，以将在触摸屏上执行的手写输入或者图片绘制输入识别为字符或图像。

电源单元190在控制器180的控制下接收外部电力或内部电力并且提供操作各元件和组件所需的适当的电力。

这里描述的各种实施方式可以以使用例如计算机软件、硬件或其任何组合的计算机可读介质来实施。对于硬件实施，这里描述的实施方式可以通过使用特定用途集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为执行这里描述的功能的电子单元中的至少一种来实施，在一些情况下，这样的实施方式可以在控制器180中实施。对于软件实施，诸如过程或功能的实施方式可以与允许执行至少一种功能或操作的单独的软件模块来实施。软件代码可以由以任何适当的编程语言编写的软件应用程序(或程序)来实施，软件代码可以存储在存储器160中并且由控制器180执行。

至此，己经按照其功能描述了移动终端。下面，为了简要起见，将描述诸如折叠型、直板型、摆动型、滑动型移动终端等等的各种类型的移动终端中的滑动型移动终端作为示例。因此，本发明能够应用于任何类型的移动终端，并且不限于滑动型移动终端。

如图1中所示的移动终端100可以被构造为利用经由帧或分组发送数据的诸如有线和无线通信系统以及基于卫星的通信系统来操作。

现在将参考图2描述其中根据本发明的移动终端能够操作的通信系统。

这样的通信系统可以使用不同的空中接口和/或物理层。例如，由通信系统使用的空中接口包括例如频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)和通用移动通信系统(UMTS)(特别地，长期演进(LTE))、全球移动通信系统(GSM) 等等。作为非限制性示例，下面的描述涉及CDMA通信系统，但是这样的教导同样适用于其它类型的系统。

参考图2，CDMA无线通信系统可以包括多个移动终端100、多个基站(BS)270、基站控制器(BSC)275和移动交换中心(MSC)280。MSC280被构造为与公共电话交换网络(PSTN)290形成接口。MSC280还被构造为与可以经由回程线路耦接到基站270的BSC275形成接口。回程线路可以根据若干己知的接口中的任一种来构造，所述接口包括例如E1/T1、ATM，IP、PPP、帧中继、HDSL、ADSL或xDSL。将理解的是，如图2中所示的系统可以包括多个BSC2750。

每个BS270可以服务一个或多个分区(或区域)，由多向天线或指向特定方向的天线覆盖的每个分区放射状地远离BS270。或者，每个分区可以由用于分集接收的两个或更多天线覆盖。每个BS270可以被构造为支持多个频率分配，并且每个频率分配具有特定频谱(例如，1.25MHz,5MHz等等)。

分区与频率分配的交叉可以被称为CDMA信道。BS270也可以被称为基站收发器子系统(BTS)或者其它等效术语。在这样的情况下，术语"基站"可以用于笼统地表示单个BSC275和至少一个BS270。基站也可以被称为"蜂窝站"。或者，特定BS270的各分区可以被称为多个蜂窝站。

如图2中所示，广播发射器(BT)295将广播信号发送给在系统内操作的移动终端100。如图1中所示的广播接收模块111被设置在移动终端100处以接收由BT295发送的广播信号。在图2中，示出了几个全球定位系统(GPS)卫星300。卫星300帮助定位多个移动终端100中的至少一个。

在图2中，描绘了多个卫星300，但是理解的是，可以利用任何数目的卫星获得有用的定位信息。如图1中所示的GPS模块115通常被构造为与卫星300配合以获得想要的定位信息。替代GPS跟踪技术或者在GPS跟踪技术之外，可以使用可以跟踪移动终端的位置的其它技术。另外，至少一个GPS卫星300可以选择性地或者额外地处理卫星DMB传输。

作为无线通信系统的一个典型操作，BS270接收来自各种移动终端100的反向链路信号。移动终端100通常参与通话、消息收发和其它类型的通信。特定基站270接收的每个反向链路信号被在特定BS270内进行处理。获得的数据被转发给相关的BSC275。BSC提供通话资源分配和包括BS270之间的软切换过程的协调的移动管理功能。BSC275还将接收到的数据路由到MSC280，其提供用于与PSTN290形成接口的额外的路由服务。类似地，PSTN290与MSC280形成接口，MSC与BSC275 形成接口，并且BSC275相应地控制BS270以将正向链路信号发送到移动终端100。

基于上述移动终端硬件结构以及通信系统，提出本发明下面各个实施例。

实施例一

如图3所示，本发明实施例提供的天线结构100，适用于金属外壳的终端(即上述的移动终端)，图3中的XYZ坐标系的XY平面可理解为终端屏幕所在表面，或终端金属背板所在平面，Z轴垂直于XY平面，图3中XYZ坐标系在下述实施例及其他附图中的XYZ坐标系相同，均为终端参照坐标系。所述天线结构100包括天线辐射区20和与所述天线辐射区20耦合的USB接口，在一些实施例中，USB接口可以为USB2.0、USB3.0或为USB-C接口。图3以USB-C接口10为例进行说明。天线辐射区20为通过微缝系30将所述终端的金属外壳40分隔出，微缝系30将天线辐射区20与金属接地区50进行分隔，有益于优化天线结构的辐射性能，使用微缝系30代替三段式金属后壳结构，提升了终端外壳的美观性。终端通过微缝系将金属外壳分隔成天线辐射区20与金属接地区50，天线辐射区20相当于天线主体，相对于相关技术中需要将天线电路蚀刻在塑胶件上或额外使用金属微带作为天线的方式相比，不需要增加天线走线，并且能够节省终端的内部空间，降低终端的生产成本。

微缝系30对天线辐射区20与金属接地区50产生隔离效果，避免了金属外壳对天线信号产生干涉的影响；而且终端外观上很难看出所述缝隙系30，不影响使用该金属外壳终端的外观整体感及美感。

具体地，所述微缝系的宽度范围为1.5-2.5mm，具体可为2mm。微缝系30可以横向或纵向贯穿金属外壳40。金属外壳40为终端的周侧边框或背板，或为周侧边框与背板的连接体。所述金属外壳40上设有至少一个微缝系30。所述至少一个微缝系30由微缝形成。所述微缝系30可以包含数个微缝，并且数个微缝间隔排列设置或者交叉设置。每两个微缝之间可以填充非金属材质。

USB-C接口10与天线辐射区20耦合产生超高频谐振，并且所述天线辐射区20连接用于调节所述天线结构谐振频率的调节装置60，且天线辐射区20上设置馈电点21，使用耦合馈电，采用调节装置60调节天线结构100的谐振频率，获得不同的频段组合，实现天线结构100国内全网通频段的覆盖。天线结构100利用USB-C接口10与天线辐射区20耦合产生所需谐振，不需要额外增加天线走线，能够节省终端的内部空间，降低终端的生产成本。

进一步地，所述天线辐射区20设置接地点22连接至所述终端的电路板51的地。具体地，可通过金属弹片与螺钉连接天线辐射区20与PCB板小板，通过PCB板小板连接到金属接地区50。接地点22与所述馈电点21位于所述USB接口的同一侧。

进一步地，USB-C接口10与所述天线辐射区20之间具有缝隙(图未示)。更进一步地，USB-C接口10设置于所述天线辐射区20端部居中位置的对应位置。具体地，天线辐射区20端部可以为终端底部，即USB-C接口10开设在终端底部居中位置。需要说明的是，居中位置并不代表一定位于天线辐射区20端部的中点，USB-C接口10开稍微偏向天线辐射区20端部两侧均是可以的，居中位置只是相对性的描述。

进一步地，USB-C接口10的中心与所述天线辐射区20端部居中位置的垂直距离范围为0.5-2.5mm。也可以说，USB-C接口10与所述天线辐射区20之间缝隙的宽度范围为0.5-2.5mm。可选地，该垂直距离为1-2mm。在一些实施例中，在上述垂直距离范围内，USB-C接口10连接至所述终端的电路板15的地，低频三倍频和USB-C接口10与天线辐射区20耦合共同产生超高频谐振。低频谐振大概在900MHZ，低频三倍频大概在2700MHZ位置，USB-C接口10与所述天线辐射区20耦合，相当于在USB-C接口10与天线辐射区20之间存在寄生电容，谐振频率往低偏移，从而共同产生谐振，覆盖2300-2500MHZ频段。具体地，可通过金属弹片与螺钉连接USB-C接口10与PCB板小板，通过PCB板小板连接到金属接地区50。

可选地，接地点22与馈电点21位于USB-C接口10的同一侧。接地点22到USB-C接口10的距离大于馈电点21到USB-C接口10的距离。具体地，接地点22到USB-C接口10的距离可设置成10-20mm。在一些可选实施例中，所述天线辐射区20端部居中位置与所述馈电点21的距离范围为4-6mm，具体可以为5mm。由于USB-C接口10设置于所述天线辐射区20端部居中位置的对应位置，可近似认为，USB-C接口10与所述馈电点21的距离范围为4-6mm。

进一步地，所述调节装置60包括可调电容61，所述可调电容61用于根据接收到的控制信号控制调节所述可调电容61的容量，以调节所述谐振频率。

更进一步地，所述调节装置60还包括位于所述USB-C接口10远离所述馈电点21的一侧的单刀双掷开关62，所述单刀双掷开关62包括动端和不动端，所述不动端连接至所述馈电点21，所述不动端用于根据接收到的控制信号控制接入两个调节电路中的任意一个或断开。

具体地，每个谐振频率调节电路中可以包括多个不同大小的电容器件，或者包括多个不同大小的电感器件，通过将不同电容容量的电容或不同电感接入电路，以获得不同谐振频率，进一步获得不同的谐振频段。通过选择性接入电容或电感来改变天线路径的的长短来实现谐振频率的微调整。

前期无源调试过程中，确定馈电点21，接地点22和单刀双掷开关62的位置，然后通过调试可调电容31和单刀双掷开关62来实现多种组合频段，实现国内全网通频段的覆盖。

具体地，天线结构100包括但不限于以下三种实施方式。

实施方式一

断开单刀双掷开关62，可调电容31加载4.7PF，此时通过馈电点21耦合馈电，天线会产生一个低频谐振(880-960MHz)，一个中频谐振(1710-1880MHz)，和一个超高频谐振(2300-2500MHz)。低频谐振和中频谐振是由平面倒置天线PIFA(Planar Inverted-FAntenna)本体谐振产生，超高频是由低频三倍频和USB-C接口10与天线辐射区10耦合共同产生。

实施方式二

断开单刀双掷开关62，通过改变可调电容31的值，实现中频谐振的拉动，分别加载1.8PF和1.2PF，使中频谐振往高频偏移，分别覆盖1850-1990MHz和1920-2170MHz频段。

实施方式三

打开单刀双掷开关62，将开关打向RF1通道，加载1.5NH电感，低频谐振向850MHz偏移，覆盖824-880MHz频段。将开关打向RF2通道，加载1.5PF电容，超高频往高移动，实现2500-2700MHz频段的覆盖。

通过以上三种组合状态，天线结构100可以获得宽频带，覆盖824-960MHz和1710-2700MHz，实现国内全网通频段。

图4为本发明实施例的终端的结构框图。如图4所示，根据本发明的实施例的终端400，包括上述任一项技术方案所述的天线结构100，因此，该终端400包括上述任一项技术方案所述的天线结构100的技术效果，此处不再详述。

实施例二

在另一实施例中，如图5所示，本发明实施例提供的天线结200，适用于金属外壳的终端，与上述实施例不同的是，所述天线结200除了包括天线辐射区20和与所述天线辐射区20耦合的USB-C接口10，还包括金属边框80。金属边框80包括与所述天线辐射区20耦合的金属片81和与所述金属片81连接的金属短接针82，所述金属片81设置在靠近所述终端的天线辐射区20底部，所述金属短接针82与所述天线辐射区81连接。

金属片81与所述天线辐射区20耦合，产生低频分支电流。通过加入金属短接针82，就会让天线结200低频分支电流流向和金属片81上的电流流向产生反向，天线等效电流路径增长。

进一步地，所述金属片81与靠近USB-C接口10的天线辐射区20耦合端部的距离范围为1.5-2.5mm。该距离范围可保证金属片81与所述天线辐射区20耦合的谐振频率为所需频率，从而提升天线的辐射性能。

进一步地，所述金属片81延伸至所述天线辐射区20一侧且金属片81末端连接所述金属短接针82，所述金属片81较长的一端俯视时的投影长度范围为54-66mm。该距离范围可保证金属片81与所述天线辐射区20耦合的谐振频率为所需频率，从而进一步提升天线的辐射性能。其中，俯视金属片81的角度为图4中从上往下看的角度。

图6a、6b为天线结200的驻波回损图，其中横坐标为频率，纵坐标为回波损耗。从图6a、6b中可以清楚看到，天线结200加入金属边框80，金属边框80包括与所述天线辐射区20耦合的金属片81和与金属片81连接的金属短接针82，可以让低频分支与金属片81产生耦合作用，使低频工作在700MHz左右。同时高频谐振没有受到明显影响。

本发明实施例的有益效果在于，本发明实施例提供的天线结200，除了具有上述实施例一实现天线结构覆盖国内全网通频段的效果外，通过加入包括金属片81与金属短接针82的金属边框80，可以让低频分支与金属片81产生耦合作用，使低频工作在700MHz左右，实现天线结构覆盖海外频段(700MHZ)的效果，天线结200的宽带和性能实现了国内全网通和海外频段(700MHZ)通信，成为全金属外壳的终端的覆盖国内全网通和海外频段的天线结200。

在另一实施例中，本发明实施例提供的专用保护套，适用于金属外壳的终端，包括金属边框80，所述金属边框80包括与终端的天线辐射区20耦合的金属片81 和与所述金属片81连接的金属短接针82，所述金属片81设置在靠近所述终端的天线辐射区20底部，所述金属短接针82与所述天线辐射区20连接。

通过在专用保护套中加入包括金属片81与金属短接针82的金属边框80，可以让上述实施例的天线机构200的低频分支与金属片81产生耦合作用，使低频工作在700MHz左右，实现天线结构200覆盖海外频段(700MHZ)的效果，专用保护套可协助天线结构200的宽带和性能实现了国内全网通和海外频段(700MHZ)通信。

图7为本发明实施例的终端的结构框图。如图7所示，根据本发明的实施例的终端500，包括上述任一项技术方案所述的天线结构200，因此，该终端500包括上述任一项技术方案所述的天线结构200的技术效果，此处不再详述。

实施例三

在又一实施例中，如图8所示，本发明实施例提供的天线结构300，适用于金属外壳的终端，所述天线结构300包括天线辐射区20和与所述天线辐射区20耦合的USB-C接口10，与实施例一不同的是，天线辐射区20上设置多个馈电点21，多个馈电点21通过切换开关(图未示)将射频信号和接地信号切换至不同的馈电点21，以获得不同的谐振频率。

本发明实施例的有益效果在于，在用户握持终端的过程中，可能会遮挡天线结构300的馈电点21，当馈电点21被用户的手覆盖而影响信号馈入，进而影响天线的辐射性能。通过在天线结构300的天线辐射区20上设置多个馈电点21，多个馈电点21通过切换开关将射频信号和接地信号切换至不同的馈电点21，以获得不同的谐振频率。使用切换开关将射频信号和接地信号切换至不同的馈点，相当于进行虚拟天线的切换，更改了天线结构300的电流路径，获得不同的谐振，满足了多频段的使用需求，通过射频信号和接地信号组合成更多的谐振状态，满足了单一馈点无法覆盖的带宽需求，可以成功实现左右手握持下，天线性能的平衡。

具体地，多个馈电点21包括位于所述USB-C接口10一侧的第一激励馈电点211和位于USB-C接口10另一侧的第二激励馈电点212；可选地，第一激励馈电点211和第二激励馈电点212可设置在PCB板小板上。所述切换开关根据接收到的控制信号将射频信号和接地信号切换至第一激励馈电点211或第二激励馈电点212，其中，所述控制信号为判断到射频信号强度在对应频段小于该对应频段的相应阈值时产生。

具体地，该对应频段的相应阈值可参照下述仿真试验的数据图表设置，以通过馈电点21的切换，实现左右手握持下，天线性能的平衡。

当终端的天线结构300工作在低频区间(低频部分)，终端的处理器判断接收到的射频信号强度小于该低频区间的低频阈值时生成控制信号并发送给切换开关；当终端的天线结构300工作在中频区间(低频部分与高频部分之间的为中频部分)，终端的处理器判断接收到的射频信号强度小于该中频区间的中频阈值时生成控制信号并发送给切换开关；当终端的天线结构300工作在高频区间(高频部分)，终端的处理器判断接收到的射频信号强度小于该高频区间的高频阈值时生成控制信号并发送给切换开关。

通过在终端上仿真验证，得出以下数据图表。FS空间(自由空间)下，Feed_1(第一激励馈电点211)激励时天线称为ANT1，如图9a、9b、9c、9d示出天线ANT1阻抗特性。图10a、10b、10c示出天线ANT1的远场效果图。图10a的频率F＝920MHz，图10b的频率F＝1710MHz，图10c的频率F＝2670MHz。FS空间下，Feed_2(第二激励馈电点212)激励时天线称为ANT0，如图11a、11b、11c、11d示出天线ANT0阻抗特性。图12a、12b、12c示出天线ANT0的远场效果图。图12a的频率F＝800MHz，图12b的频率F＝1710MHz，图12c的频率F＝2670MHz。

通过在终端上对左手握持终端与右手握持终端进行仿真验证，得出以下数据图表。图13为天线ANT0在自由空间、左手模式和右手模式下性能对比的驻波图。图14a、14b为天线ANT0在自由空间、左手模式和右手模式下的效率对比图。图15为天线ANT1在自由空间、左手模式和右手模式下性能对比的驻波图。图16a、16b为天线ANT1在自由空间、左手模式和右手模式下的效率对比图。从驻波对比数据上可以看出：左右手对天线ANT0在自由空间下的性能都有影响；左手模式对天线性能的影响最为严重，中频已经完全牺牲掉。

图17a、17b示出右手模式下最好的效率跟左手模式下最好的效率。例如右手模式下，Feed_1(第一激励馈电点211)激励时天线ANT1的效率，或者左手模式下，Feed_2(第二激励馈电点212)激励时天线ANT0的效率。从图17a、17b的图示的效率对比发现，右手模式下最好的效率跟左手模式下最好的效率基本吻合，性能相当。左右手下通过切换虚拟天线ANT0/ANT1，可以实现天线低频性能和高频性能的平衡。

图18示出左手模式下，通过Feed_1(第一激励馈电点211)激励时天线ANT1与Feed_2(第二激励馈电点212)激励时天线ANT0之间的切换的效率对比图。

通过图18所示的效率对比发现，左手模式下通过切换激励馈电点，相当于天线切换天线，相比之前不能切换的天线性能有大幅度提升：低频谐振发生频偏，但效率没有衰减，中频部分有7db左右的提升，超高频有4～5db的提升。

图19示出右手模式下，通过Feed_1(第一激励馈电点211)激励时天线ANT1与Feed_2(第二激励馈电点212)激励时天线ANT0之间的切换的效率对比图。

通过图19所示的效率对比发现，右手模式下通过切换激励馈电点，相当于天线切换天线，相比之前不能切换的天线性能有大幅度提升：低频谐振发生频偏，但效率没有衰减，中频部分有5db左右的提升，超高频有2～3db的提升。

综上所述，通过切换激励馈电点，相当于切换了虚拟天线，可以成功实现终端在左右手握持下，天线性能的平衡；且利用切换的技术，左右手握持下性能有3～5db的性能提升。

图20为本发明实施例的终端600的结构框图。如图20所示，根据本发明的实施例的终端600，包括上述任一项技术方案所述的天线结构300，因此，该终端600包括上述任一项技术方案所述的天线结构300的技术效果，此处不再详述。

实施例四

如图21所示，本发明实施例提供的天线结构700，适用于金属外壳的终端，所述天线结构700包括天线辐射区20、与所述天线辐射区20耦合的USB-C接口10，与实施例三不同的是，天线结构700还包括金属边框80。金属边框80包括与所述天线辐射区20耦合的金属片81和与所述金属片81连接的金属短接针82，所述金属片81设置在靠近所述终端的天线辐射区20底部，所述金属短接针82与所述天线辐射区81连接。天线辐射区20上设置多个馈电点21，多个馈电点21通过切换开关(图未示)将射频信号和接地信号切换至不同的馈电点21，以获得不同的谐振频率。

本发明实施例的有益效果在于，天线辐射区20为通过微缝系30将所述终端的金属外壳分隔出，微缝系30将天线辐射区20与金属接地区40进行分隔，有益于优化天线结构的辐射性能，使用微缝系30代替三段式金属后壳结构，提升了终端外壳的美观性。USB-C接口10与天线辐射区20耦合产生超高频谐振，并且所述天线辐射区30连接用于调节所述天线结构谐振频率的调节装置60，且天线辐射区20上设置馈电点21，使用耦合馈电，采用调节装置60调节天线结构100的谐振频率，获得不同的频段组合，实现天线结构100全网通频段的覆盖。

通过加入包括金属片81与金属短接针82的金属边框80，可以让低频分支与金属片81产生耦合作用，使低频工作在700MHz左右，实现天线结构覆盖海外频段(700MHZ)的效果，天线结200的宽带和性能实现了国内全网通和海外频段(700MHZ)通信，成为全金属外壳的终端的覆盖国内全网通和海外频段的天线结200。

在用户握持终端的过程中，可能会遮挡天线结构300的馈电点21，当馈电点21被用户的手覆盖而影响信号馈入，进而影响天线的辐射性能。通过在天线结构300的天线辐射区20上设置多个馈电点21，多个馈电点21通过切换开关将射频信号和接地信号切换至不同的馈电点21，以获得不同的谐振频率。使用切换开关将射频信号和接地信号切换至不同的馈点，相当于进行虚拟天线的切换，更改了天线结构300的电流路径，获得不同的谐振，满足了多频段的使用需求，通过射频信号和接地信号组合成更多的谐振状态，满足了单一馈点无法覆盖的带宽需求，可以成功实现左右手握持下，天线性能的平衡。

在另一实施例中，本发明实施例提供的专用保护套，适用于金属外壳的终端，包括金属边框80，所述金属边框80包括与终端的天线辐射区20耦合的金属片81和与所述金属片81连接的金属短接针82，所述金属片81设置在靠近所述终端的天线辐射区20底部，所述金属短接针82与所述天线辐射区20连接。

图22为本发明实施例的终端800的结构框图。如图22所示，根据本发明的实施例的终端800，包括上述任一项技术方案所述的天线结构700，因此，该终端600包括上述任一项技术方案所述的天线结构700的技术效果，此处不再详述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天线结构，适用于金属外壳的终端，其特征在于，所述天线结构包括：

通过微缝系将所述终端的金属外壳分隔出的天线辐射区，所述天线辐射区上设置馈电点，所述馈电点连接可调电容，所述可调电容用于根据接收到的控制信号控制调节所述可调电容的容量，以调节所述天线结构谐振频率；所述馈电点还连接调谐开关；以及

与所述天线辐射区耦合的USB接口。

2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述USB接口为USB-C接口，所述USB-C接口与所述天线辐射区之间具有缝隙。

3.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述USB-C接口设置于所述天线辐射区端部居中位置的对应位置。

4.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于，所述USB-C接口中心与所述天线辐射区端部居中位置的垂直距离范围为0.5-2.5mm。

5.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于，所述天线辐射区端部居中位置距离所述馈电点4-6mm。

6.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述USB-C接口连接至所述终端的电路板的地。

7.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线辐射区上设置接地点，所述接地点与所述馈电点位于所述USB接口的同一侧。

8.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述调谐开关包括位于所述USB接口远离所述馈电点的一侧的单刀双掷开关，所述单刀双掷开关包括动端和不动端，所述不动端连接至所述馈电点，所述不动端用于根据接收到的控制信号控制接入两个调节电路中的任意一个或断开。

9.如权利要求1-8任一项所述的天线结构，其特征在于，所述微缝系的宽度范围为1.5-2.5mm。

10.一种终端，其特征在于，包括：如权利要求1至9中任一项所述的天线结构。