CN107039745A - 天线系统及平板电脑 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通讯技术领域,尤其涉及一种天线系统及平板电脑。该天线系统包括接地板、金属后壳、第一耦合单元和第二耦合单元,金属后壳包括顶壳、中壳及底壳,顶壳和底壳均与中壳之间具有缝隙带,顶壳或底壳包括第一辐射部和第二辐射部;第一耦合单元与第一辐射部间隔设置并耦合,以形成第一天线,第二耦合单元与第二辐射部间隔设置并耦合,以形成第二天线。这样设计不仅降低了第一耦合单元和第二耦合单元与金属后壳的顶壳和/或底壳的组装难度,而且还避免了第一耦合单元和第二耦合单元与金属后壳的顶壳或底壳出现接触不良的问题。
Description
技术领域
本发明涉及通讯技术领域,尤其涉及一种天线系统及平板电脑。
背景技术
目前,具有金属后壳的平板电脑已经成为很多品牌平板电脑的主流结构,在设计该平板电脑的天线时,通常采用天线与金属后壳连接的方式进行天线辐射,但这种方式存在天线调试困难,且天线的各个频段无法同时达到较好性能的问题,并且还存在组装生产过程困难,容易出现天线与金属后壳接触不良问题。
发明内容
本发明提供了一种天线系统及平板电脑,能够解决上述技术问题。
本发明的第一方面提供了一种天线系统,用于平板电脑,包括金属后壳、收容于所述金属后壳内的接地板、与所述接地板电连接的基板,以及第一耦合单元和第二耦合单元;
所述金属后壳包括沿其长度方向依次设置的顶壳、中壳及底壳,所述顶壳和所述底壳均与所述中壳之间具有缝隙带,所述顶壳或所述底壳用作所述天线系统的辐射体,且所述辐射体包括第一辐射部和第二辐射部;
所述第一耦合单元包括分别设置所述基板上的第一接地点、第一馈电点以及第一金属走线;所述第一接地点与所述接地板连接,且所述第一金属走线与所述第一馈电点连接;所述第一金属走线与所述第一辐射部间隔设置并相互耦合,以使所述第一耦合单元与所述第一辐射部耦合形成第一天线;所述第一辐射部与所述第一金属走线构成所述第一天线的低频辐射部分;
所述第二耦合单元与所述第一耦合单元间隔设置,并包括分别设置所述基板上的第二接地点、第二馈电点、第二金属走线,以及与所述第二接地点电连接的寄生天线;所述第二接地点与所述接地板连接,所述第二金属走线与所述第二馈电点连接,且所述寄生天线与第二接地点连接;所述寄生天线与所述第二金属走线间隔设置并相互耦合,且所述第二金属走线与所述第二辐射部间隔设置并相互耦合,以使所述第二耦合单元与所述第二辐射部耦合形成第二天线;所述第二金属走线与所述第二辐射部构成所述第二天线的中频辐射部分,且所述寄生天线与所述第二金属走线构成所述第二天线的高频辐射部分。
优选地,所述缝隙带具有邻近所述第一耦合单元的第一开口端和邻近所述第二耦合单元的第二开口端;所述第一接地点位于所述第一开口端和所述第一馈电点之间,所述第二接地点位于所述第二开口端与所述第二馈电点之间。
优选地,所述天线系统还包括设置于所述第一馈电点和所述第二馈电点之间的第一接地端子,以及设置于所述第一接地端子和所述第二馈电点之间的第二接地端子;
所述第一接地端子与所述第一馈电点之间的距离大于所述第一接地端子与所述第二馈电点之间的距离;所述辐射体通过所述第一接地端子和所述第二接地端子与所述接地板电连接。
优选地,所述天线系统还包括设置于所述第一馈电点与所述第一接地端子之间的调谐开关;所述调谐开关分别与所述接地板和所述辐射体电连接,用于调谐所述第一天线的频率。
优选地,所述调谐开关为可变电容。
优选地,所述辐射体上从所述第一开口端延伸至所述第一接地端子的部分为所述第一辐射部,所述辐射体上从所述第二接地端子延伸至所述第二开口端的部分为所述第二辐射部。
优选地,所述第一天线具有第一工作频段,所述第一工作频段的范围为791-960MHz;
所述第二天线具有第二工作频段和第三工作频段,所述第二工作频段的范围为1710-2170MHz,所述第三工作频段的范围为2300-2690MHz。
优选地,所述中壳和所述接地板之间还设置有至少一个地连接点。
优选地,所述第一金属走线的长度大于所述第二金属走线的长度,且所述第二金属走线的长度大于所述寄生天线的长度。
本发明的第二方面提供了一种平板电脑,包括上述任一项所述的天线系统。
本发明提供的技术方案可以达到以下有益效果:
本发明所提供的天线系统包括第一耦合单元和第二耦合单元,该第一耦合单元和第二耦合单元通过与金属后壳的顶壳和/或底壳间接耦合,即:第一耦合单元与顶壳和/或底壳的第一辐射部间隔设置并耦合,第二耦合单元与金属辐射体的第二辐射部间隔设置并耦合,以实现第一天线和第二天线辐射,这样设计不仅简化了第一耦合单元和第二耦合单元与金属后壳的顶壳和/或底壳组装难度,而且还避免了第一耦合单元和第二耦合单元与金属后壳的顶壳和/或底壳出现接触不良的问题。另外,本发明的第一耦合单元和第二耦合单元分开设计,使每个天线覆盖的频段减少,不仅利于第一天线和第二天线带宽的提升,而且还能有效降低天线调试难度,对载波聚合组合有很大的帮助。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本发明。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的天线系统的爆炸结构示意图;
图2为图1中所示的A部的放大结构示意图;
图3为图1中所示的B部的放大结构示意图;
图4为本发明实施例所提供的天线系统的第一视角的结构简图;
图5为本发明实施例所提供的天线系统的第二视角的结构简图;
图6为本发明实施例所提供的天线系统的第三视角的结构简图;
图7为本发明实施例所提供的天线系统的频段示意图;
图8为本发明实施例所提供的天线系统的第一天线的天线效率示意图;
图9为本发明实施例所提供的天线系统的第二天线的天线效率示意图。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
如图1至图6所示,本发明实施例提供了一种可应用于平板电脑的天线系统,该天线系统包括金属后壳1、收容于金属后壳1内的接地板2和基板5、以及沿金属后壳1的宽度方向间隔设置在基板5上的第一耦合单元3和第二耦合单元4。其中,该基板5与该接地板2电连接该金属后壳1呈三段式结构,该三段式的金属后壳1包括沿其长度方向依次设置的顶壳13、中壳10及底壳11,该顶壳13和底壳11均与中壳10之间具有缝隙带12,而缝隙带12内可填充有绝缘物质,这样设计不仅利于天线系统的辐射,还能够保证平板电脑使用安全性及结构强度。
其中,金属后壳1的中壳10与接地板2之间设置有至少一个地连接点20,该金属后壳1的中壳10通过各个地连接点20与接地板2连接,以消除天线系统的杂波,改善天线系统的性能。而金属后壳1的顶壳13或底壳11可用作天线系统的辐射体。在本实施例中具体地,该基板5设置在靠近底壳11的位置处,因此采用底壳11作为辐射体。其中,该辐射体可包括第一辐射部11a和第二辐射部11b,且设置有第一耦合单元3和第二耦合单元4的基板5与具有第一辐射部11a和第二辐射部11b的底壳11间隔设置,即基板5与底壳11不接触。因此,该第一耦合单元3与第一辐射部11a间隔设置并相互耦合并形成第一天线,而第二耦合单元4与第二辐射部11b间隔设置并相互耦合并形成第二天线。
本发明中,通过第一耦合单元3与底壳11的第一辐射部11a间隔设置并耦合,通过第二耦合单元4与底壳11的第二辐射部11b间隔设置并耦合,分别形成第一天线和第二天线,这样设计避免了第一耦合单元3和第二耦合单元4与金属后壳1的底壳11直接接触,从而避免了第一耦合单元3和第二耦合单元4与金属后壳1出现接触不良的问题,并且还有效简化了第一耦合单元3和第二耦合单元4与金属后壳1的组装难度,从而提高了平板电脑的组装效率。另外,本发明的第一耦合单元3和第二耦合单元4采用分开设计的方式,使每个天线覆盖的频段减少,这样不仅有利于第一天线和第二天线带宽的提升,并且还可降低第一天线和第二天线的频段调试难度,对载波聚合组合有很大的帮助。
具体地,上述第一耦合单元3包括分别设置在基板5上的第一接地点30、第一馈电点31以及第一金属走线32。其中,该第一接地点30与接地板2连接。第一馈电点31与平板电脑内的射频馈源电连接,但不与金属后壳1的底壳11接触。而第一金属走线32则与所述第一馈电点31串联以实现电连接。其中,第一金属走线32可通过第一馈电点31与射频馈源电连接,该第一金属走线32能够从射频馈源处获得信号并与第一辐射部11a耦合,以实现第一天线的辐射。
而上述第二耦合单元4则包括分别设置在基板5上的第二接地点40、第二馈电点41、第二金属走线42以及寄生天线43。其中,第二接地点40与接地板2连接。第二馈电点41与平板电脑内的射频馈源电连接。第二金属走线42与第二馈电点41串联以实现电连接。而寄生天线43则与第二接地点40电连接。其中,第二金属走线42可通过第二馈电点41与射频馈源电连接,该第二金属走线42能够从射频馈源处获得信号并与第二辐射部11b耦合,以实现第二天线的辐射,值得说明的是,该第二天线中的寄生天线43可通过与第二金属走线42耦合获得能量,即:该寄生天线43作为寄生元件,以增加第二天线的带宽。
进一步如图4所示,在本实施例中,在底壳11和中壳10之间设有缝隙带12,且该缝隙带12具有沿金属后壳1的宽度方向相对设置的第一开口端12a和第二开口端12b。其中,第一耦合单元3靠近第一开口端12a设置,第二耦合单元4靠近第二开口端12b设置,这样设计可降低第一耦合单元3和第二耦合单元4之间的相互影响。
在本发明的实施例中,第一耦合单元3中的第一接地点30位于第一开口端12a和第一馈电点31之间,第二耦合单元4的第二接地点40位于第二开口端12b与第二馈电点41之间。
优选地,天线系统还包括设置于第一馈电点31和第二馈电点41之间的第一接地端子6以及设置于第一接地端子6和第二馈电点41之间的第二接地端子7,该第一接地端子6和第二接地端子7可实现底壳11(辐射体)与接地板2的电连接。其中,该第一接地端子6与第一馈电点31之间的距离远大于第一接地端子6与第二馈电点41之间的距离。其中,底壳11上从第一开口端12a延伸至第一接地端子6的部分为第一辐射部11a,底壳11上从第二接地端子7延伸至第二开口端12b的部分为第二辐射部11b,通过在第一馈电点31和第二馈电点41之间设置第一接地端子6和第二接地端子7,可增加第一天线和第二天线之间的隔离度。
优选地,天线系统还包括设置于第一馈电点31与第一接地端子6之间的调谐开关8,该调谐开关8分别与接地板2和底壳11电连接。通过增加调谐开关8可对第一天线的频率进行调谐,以增加第一天线的带宽。其中,该调谐开关8优选为可调电容。
在本发明中,如图7至图9所示,第一天线为低频天线,其具有第一工作频段,该第一工作频段的范围为791-960MHz。而第二天线为中高频天线,其具有第二工作频段和第三工作频段,第二工作频段的范围为1710-2170MHz,第三工作频段的范围为2300-2690MHz。因此,第一金属走线32以及第一辐射部构成了该第一天线的低频辐射部分,以使该提第一天线可工作在791-960MHz的频段范围内。而第二天线可实现中频和高频辐射。其中,第二金属走线42和第二辐射部共同构成了该第二天线的中频辐射部分,使该第二天线可工作在1710-2170MHz的频段范围内;寄生天线43和第二金属走线42则构成该第二天线的高频辐射部分,使该第二天线可工作在2300-2690MHz的频段范围内。第一金属走线32的长度大于第二金属走线42的长度,且第二金属走线42的长度大于寄生天线43的长度。该第一金属走线32、第二金属走线42及寄生天线43的具体长度与天线的工作频段相关,金属走线越长,则天线的工作频段越低。
进一步如图8-9所示,可以看出,该第一天线的天线效率大致为-5dB,而第二天线的天线效率大致为-3.4dB。
如图3至图5所示,第一金属走线32、第二金属走线42以及寄生天线43均为弯折结构,这样设计可避免金属走线和寄生天线对基板上其他元器件的干扰,为其他元器件提供更多的布置空间。
值得说明的是,本发明中提到的第一金属走线32的长度、第二金属走线42的长度及寄生天线43的长度均为第一金属走线32、第二金属走线42及寄生天线43的实际展开长度。
另外,本发明还提供了一种平板电脑,其包括上述任一实施例所述的天线系统。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种天线系统,用于平板电脑,其特征在于,包括金属后壳、收容于所述金属后壳内的接地板、与所述接地板电连接的基板,以及第一耦合单元和第二耦合单元;
所述金属后壳包括沿其长度方向依次设置的顶壳、中壳及底壳,所述顶壳和所述底壳均与所述中壳之间具有缝隙带,所述顶壳或所述底壳用作所述天线系统的辐射体,且所述辐射体包括第一辐射部和第二辐射部;
所述第一耦合单元包括分别设置所述基板上的第一接地点、第一馈电点以及第一金属走线;所述第一接地点与所述接地板连接,且所述第一金属走线与所述第一馈电点连接;所述第一金属走线与所述第一辐射部间隔设置并相互耦合,以使所述第一耦合单元与所述第一辐射部耦合形成第一天线;所述第一辐射部与所述第一金属走线构成所述第一天线的低频辐射部分;
所述第二耦合单元与所述第一耦合单元间隔设置,并包括分别设置所述基板上的第二接地点、第二馈电点、第二金属走线,以及与所述第二接地点电连接的寄生天线;所述第二接地点与所述接地板连接,所述第二金属走线与所述第二馈电点连接,且所述寄生天线与第二接地点连接;所述寄生天线与所述第二金属走线间隔设置并相互耦合,且所述第二金属走线与所述第二辐射部间隔设置并相互耦合,以使所述第二耦合单元与所述第二辐射部耦合形成第二天线;所述第二金属走线与所述第二辐射部构成所述第二天线的中频辐射部分,且所述寄生天线与所述第二金属走线构成所述第二天线的高频辐射部分。
2.根据权利要求1所述的天线系统,其特征在于,所述缝隙带具有邻近所述第一耦合单元的第一开口端和邻近所述第二耦合单元的第二开口端;所述第一接地点位于所述第一开口端和所述第一馈电点之间,所述第二接地点位于所述第二开口端与所述第二馈电点之间。
3.根据权利要求2所述的天线系统,其特征在于,还包括设置于所述第一馈电点和所述第二馈电点之间的第一接地端子,以及设置于所述第一接地端子和所述第二馈电点之间的第二接地端子;
所述第一接地端子与所述第一馈电点之间的距离大于所述第一接地端子与所述第二馈电点之间的距离;所述辐射体通过所述第一接地端子和所述第二接地端子与所述接地板电连接。
4.根据权利要求3所述的天线系统,其特征在于,还包括设置于所述第一馈电点与所述第一接地端子之间的调谐开关;所述调谐开关分别与所述接地板和所述辐射体电连接,用于调谐所述第一天线的频率。
5.根据权利要求4所述的天线系统,其特征在于,所述调谐开关为可变电容。
6.根据权利要求3所述的天线系统,其特征在于,所述辐射体上从所述第一开口端延伸至所述第一接地端子的部分为所述第一辐射部,所述辐射体上从所述第二接地端子延伸至所述第二开口端的部分为所述第二辐射部。
7.根据权利要求6所述的天线系统,其特征在于,所述第一天线具有第一工作频段,所述第一工作频段的范围为791-960MHz;
所述第二天线具有第二工作频段和第三工作频段,所述第二工作频段的范围为1710-2170MHz,所述第三工作频段的范围为2300-2690MHz。
8.根据权利要求1所述的天线系统,其特征在于,所述中壳和所述接地板之间还设置有至少一个地连接点。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的天线系统,其特征在于,所述第一金属走线的长度大于所述第二金属走线的长度,且所述第二金属走线的长度大于所述寄生天线的长度。
10.一种平板电脑,其特征在于,包括如权利要求1至9中任一项所述的天线系统。
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GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20191119 Termination date: 20210120 |