CN107046174A - 天线系统及具有该天线系统的通信终端 - Google Patents

天线系统及具有该天线系统的通信终端 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种天线系统及具有该天线系统的通信终端，所述天线系统包括金属背盖，所述金属背盖分为第一金属背盖、第二金属背盖及第三金属背盖，第一金属背盖的左侧区域作为第一天线的辐射主体，第二金属背盖作为所述天线系统的主地，第一金属背盖左侧区域上设置有第一天线馈点，所述第一天线馈点连接至第一馈源，所述第一金属背盖的右侧区域作为第二天线的辐射主体，所述第一金属背盖右侧区域上设置有第二天线馈点，所述第二天线馈点连接至第二馈源。通过本发明可同时形成IFA天线和LOOP天线，满足所述通信终端对宽频带天线的需求，还可降低用户手握所述通信终端时人手对信号的损耗。

Description

天线系统及具有该天线系统的通信终端
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线系统及具有该天线系统的通信终端。
背景技术
随着用户对通信终端外观的要求不断提高，越来越多金属外观的通信终端出现在市场上，但绝大多数通信终端的金属背盖为三段式，极少数通信终端的金属后盖是不开槽或不开缝的。然而三段式的由于极高的普遍率渐渐失去了其外观价值，而且三段式的金属背盖给用户较强的割裂感；而不开槽或不开缝的金属背盖通信终端的天线性能又受到了极大限制，纵观市场，目前这种外观的通信终端其天线性能都不够理想。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种天线系统及具有该天线系统的通信终端，可同时形成IFA天线和LOOP天线，满足全球通等对宽频带天线的需求，还可降低用户手握通信终端时人手对信号的损耗。
一种天线系统，包括设置在通信终端上的金属背盖，所述金属背盖分段隔开为第一金属背盖、第二金属背盖及第三金属背盖，所述第一金属背盖的左侧区域作为第一天线的辐射主体，所述第二金属背盖作为所述天线系统的主地，所述第一金属背盖左侧区域上设置有第一天线馈点，所述第一天线馈点连接至所述通信终端的PCB板上的第一馈源，所述第一金属背盖的右侧区域作为第二天线的辐射主体，所述第一金属背盖右侧区域上设置有第二天线馈点，所述第二天线馈点连接至所述PCB板上的第二馈源。
根据本发明的一个优选实施例，所述第一金属背盖与所述第二金属背盖之间设置有第一微缝隙组，所述第二金属背盖与所述第三金属背盖之间设置有第二微缝隙组。
根据本发明的一个优选实施例，所述第一微缝隙组和所述第二微缝隙组是由缝隙和金属介质相交构成，其中，所述缝隙中填充有电介质。
根据本发明的一个优选实施例，所述第一微缝隙组分为平行设置的第三微缝隙组和第四微缝隙组，所述第三微缝隙组和所述第四微缝隙组相互之间完全分隔开形成一分割处。
根据本发明的一个优选实施例，所述分割处设置有回地点，以电连接所述第一天线的辐射主体和所述主地及电连接所述第二天线的辐射主体和所述主地。
根据本发明的一个优选实施例，所述第一天线的辐射主体上还设置有Wi-Fi天线分支和GPS天线分支。
根据本发明的一个优选实施例，所述第一金属背盖上还设置有有源器件，所述第一天线的谐振频率通过所述有源器件进行调节。
根据本发明的一个优选实施例，所述有源器件为可变电容。
根据本发明的一个优选实施例，所述有源器件为具有多个状态的切换开关。
一种通信终端，包括如所述的天线系统。
由以上技术方案可以看出，本发明所提出的微缝隙组全金属背盖的天线系统减轻了割裂感，同时形成IFA天线和LOOP天线，通过简单的馈电结构设计对天线进行调谐，天线的辐射性能优良，调整天线谐振频率可满足全球通等对宽频段天线的需求。另外可以极大的降低用户手握通信终端时人手对信号的损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明通信终端的金属背盖较佳实施例的背面示意图。
图2是本发明金属背盖的微缝隙组较佳实施例的结构示意图。
图3是本发明天线系统的结构示意图。
图4是本发明单刀双掷开关较佳实施例的结构示意图。
图5是本发明对第二天线馈点进行馈电时的回波损耗示意图。
图6是本发明对第一天线馈点进行馈电时的回波损耗示意图。
图7是本发明通信终端的结构示意图。
主要元件符号说明
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅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做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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文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。本文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例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/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。
请一并参考图1和图2所示，为本发明提供的通信终端的金属背盖的示意图。
所述天线系统100设置在通信终端200的金属背盖1上，金属背盖1的边缘处设有从所述通信终端200的背面延伸至侧面的金属边框2，其中，所述金属背盖1与所述金属边框2可一体成型设计。
所述金属背盖1、金属边框2及通信终端200的前框(图中未显示)组装后可形成一个腔体，所述腔体中设置有用于支撑所述通信终端200的金属结构支撑板(图中未显示)及用于承载各类电子元器件的印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)(图中未显示)等。
所述通信终端200除了正面的显示屏幕外，侧面及背面均为金属，可提高整机的金属质感。
在本实施例中，所述金属背盖1采用横切的方式分段隔开，金属背盖1分为位于上部分的第一金属背盖11、位于中间部分的第二金属背盖12及位于下部分的第三金属背盖13。第一金属背盖11、第二金属背盖12与第三金属背盖13共面设置但彼此之间相互不连接。也就是说，第一金属背盖11与第二金属背盖12之间设置有第一微缝隙组111，第二金属背盖12与第三金属背盖13之间设置有第二微缝隙组112。
在本实施例中，所述第一微缝隙组111还分为相互平行设置的第三微缝隙组1110和第四微缝隙组1111，所述第三微缝隙组1110和所述第四微缝隙组1111相互之间完全分隔开形成一分割处1112。
在一些实施例中，第三微缝隙组1110的长度为10至25mm，第四微缝隙组1111的长度为38至45mm。
在本实施例中，所述微缝隙组(111、1110、1111、112)均是由缝隙113和金属介质114相交构成，其中，缝隙113的宽度大于0.1mm，金属介质114的宽度大于0.3mm。每一微缝隙组中可至少包含3条缝隙113。
在本实施例中，所述缝隙113中填充有电介质。所述电介质可以由塑胶、玻璃、陶瓷等非导电材料制成。
在上述实施例中，采用微缝隙组的金属背盖1可减轻割裂感，比直接采用横切的三段式金属背盖更具美观性和亲和力。
下文中的左侧和右侧皆是以图1所示的金属背盖1的方向为参考方向。
请参阅图3所示，为本发明天线系统的天线的结构示意图。
在本实施例中，第一金属背盖11的左侧区域相对所述第三微缝隙组1110可以作为天线系统100的第一天线20的辐射主体，第二金属背盖12可以作为天线系统100的主地。所述第一天线20可以是Wi-Fi天线或者GPS天线。
所述主地是指参考地，也就是零电位，是其他点电位的参考端，是构成电路信号回路的公共端。
在本实施例中，第一金属背盖11上设置有第一天线馈点21，所述第一天线馈点21可以设置在第一金属背盖11的左侧边缘附近，还可以设置在第一金属背盖11上的其他位置。
所述第一天线馈点21是所述第一天线20的辐射主体上的导电部分的金属点，所述第一天线馈点21作为输入端，可直接连接至所述PCB上的第一馈源22。
在其他实施例中，所述第一天线馈点21还可以通过一个连接件(图中未示出)馈入于所述第一天线20的辐射主体的任何位置处。所述连接件可以是弹片或顶针。
在其他实施例中，为了增加所述第一天线馈点21的耐磨性和防氧化性，可将所述第一天线馈点21电镀黄金。
在本实施例中，所述第一金属背盖11上设置有一个回地点23，以电连接所述第一天线20的辐射主体和主地。具体地，所述回地点23设置在所述分割处1112处。所述回地点23可以通过摄像头接地，或者可以与PCB主板上的地相连实现接地，还可以通过一个或者多个(例如3个)接地点实现接地。
在上述实施例中，所述第一天线馈点21在所述第一馈源22的激励下，通过所述第三微缝隙组1110的物理直馈可形成倒F型(Inverted F-shaped Antenna，IFA)天线。
在一些实施例中，还可通过设置Wi-Fi天线分支和GPS天线分支，从而使得所述第一天线20可以工作在GPS和Wi-Fi频段。
在本实施例中，第一金属背盖11的右侧区域相对所述第四微缝隙组1111可以作为天线系统100的第二天线30的辐射主体，第二金属背盖12可以作为天线系统100的主地。
在本实施例中，第一金属背盖11上设置有第二天线馈点31，所述第二天线馈点31可以设置在第一金属背盖11的右侧边缘附近，还可以设置在第一金属背盖11上的其他位置。
所述第二天线馈点31是所述第二天线30的辐射主体上的导电部分的金属点，所述第二天线馈点31作为输入端，可直接连接至所述PCB上的第二馈源32。
在其他实施例中，所述第二天线馈点31还可以通过一个连接件(图中未示出)馈入于所述第二天线30的辐射主体的任何位置处。所述连接件可以是弹片或顶针。
在其他实施例中，为了增加所述第二天线馈点31的耐磨性和防氧化性，可将所述第二天线馈点31电镀黄金。
在本实施例中，所述第一金属背盖11上的所述回地点23，还用以电连接所述第二天线30的辐射主体和主地。
在上述实施例中，所述第二天线馈点31在所述第二馈源32的激励下，通过所述第四微缝隙组1111的物理直馈可形成环型(LOOP)天线。
在本实施例中，所述第一金属背盖11上还至少设置有一个有源器件215。所述有源器件215的另一端连接所述PCB板上的接地点，以电连接所述第二天线30的辐射主体和主地。所述有源器件215的数量可以依据实际情况自行设置，例如，设置两个或三个等。
在本实施例中，所述有源器件215设置在所述第四微缝隙组1111的上方，且距离所述第二天线馈点31的右侧8至15mm处，优选地，所述有源器件215距离所述第二天线馈点31的右侧10mm处设置。
在本实施例中，可通过有源器件215对天线的谐振频率进行调节，使得天线可处于多个谐振状态，满足用户的不同需求。所述有源器件215也称为可调器件，可以是具有多个状态切换的开关，也可以是可变电容。所述具有多个状态切换的开关为现有技术的天线开关，包括但不限于，单刀四掷开关，单刀双掷开关等。
请一并参阅图4，为本发明采用的单刀双掷开关的结构示意图。
单刀双掷开关101包括两条支路，其中一条支路上串联有电子元器件1011，另一条支路上串联有电子元器件1012。所述电子元器件(1011，1012)可以为电容、电感或者电阻器件。
在本实施例中，单刀双掷开关101的一端(例如图中所示的C端口)连接第二天线30的辐射主体，单刀双掷开关101的另一端(例如图中所示的D端口)连接所述主地。
在其他实施例中，单刀双掷开关101的一端(例如图中所示的D端口)连接第二天线30的辐射主体，单刀双掷开关101的另一端(例如图中所示的C端口)连接所述主地。
所述单刀双掷开关101在所述通信终端200内部电路的控制下，可使得一条支路导通，另一条支路断开。通过电路的控制，单刀双掷开关101可处于两种不同的工作状态，从而使得天线覆盖长期演进(Long Term Evolution，LTE)的频段，以满足所述通信终端200各种网络制式的性能需求。
由于所述的天线系统100的真实辐射体是三维立体的，且第一微缝隙组111上方的立体辐射体全用于天线辐射，这大大增加了天线系统100的辐射面积和体积，和普通的金属框天线或开槽天线相比，带宽更宽，辐射效率更高。另外，由于用户手持所述通信终端200基本是握在下方，即握在所述第二金属背盖12上，故人手对天线性能几乎没有影响，因此，本发明所述的天线系统100的手损相对较小。
参阅图5所示，为本发明天线对第二天线馈点进行馈电时的回波损耗示意图。
图5中水平方向代表频率，竖直方向代表不同频率点的回波损耗。显然，天线系统100的第一天线20有1个谐振状态，其中1575MHz附近的低频谐振状态对应GPS通信频率，可以满足GPS通信。2450MHz附近的中频谐振状态对应Wi-Fi通信频率，可以满足Wi-Fi 2.4G通信。
参阅图6所示，为本发明对所述第一天线馈点21进行馈电时的回波损耗示意图。
在本实施例中，以图3中的有源器件215为所述单刀双掷开关101为例对所述第一天线20的谐振频率进行调节。其中，图6中水平方向代表频率，竖直方向代表不同频率点的回波损耗。图6中上面的图为所述单刀双掷开关101处于第一种状态时的回波损耗示意图，图6中下面的图为所述单刀双掷开关101处于第二种状态时的回波损耗示意图。显然，本发明所提供的第二天线30有2个谐振状态，至少可工作于700MHz-960MHz频段及1700MHz-2700MHz频段，即涵盖至高、中、低频，具有较宽频宽的优点，可以满足700MHz-2700MHz的通信需求。
需要说明的是，上述有源器件215是以单刀双掷开关101为例说明如何调节第一天线20的谐振频率，但调节第一天线20的谐振频率的有源器件215并不限于上述的实施例，可以根据所需的覆盖的频点的需要进行设置，本发明不作限制。在实际调试过程中，有源器件215还可以存在多种状态，从而满足不同的通信需求。
图7是本发明提供的通信终端较佳实施例的结构示意图。
本发明提供的通信终端200包括所述的天线系统100。
尽管未示出，所述通信终端200还可以包括其他部件，例如显示屏幕、存储器等，由于与本发明改进无关，故不在此赘述。
所述通信终端200可为手机、平板电脑、电子书、电子相框、数码相机等具有无线通信功能(例如，GPRS通信、WIFI通信、蓝牙通信等)的通信终端。需要说明的是，所述通信终端200仅为举例，其他现有的或今后可能出现的电子产品如可适应于本发明，也应包含在本发明的保护范围以内，并以引用方式包含于此。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种天线系统，包括设置在通信终端上的金属背盖，所述金属背盖分段隔开为第一金属背盖、第二金属背盖及第三金属背盖，其特征在于，所述第一金属背盖的左侧区域作为第一天线的辐射主体，所述第二金属背盖作为所述天线系统的主地，所述第一金属背盖左侧区域上设置有第一天线馈点，所述第一天线馈点连接至所述通信终端的PCB板上的第一馈源，所述第一金属背盖的右侧区域作为第二天线的辐射主体，所述第一金属背盖右侧区域上设置有第二天线馈点，所述第二天线馈点连接至所述PCB板上的第二馈源。
2.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一金属背盖与所述第二金属背盖之间设置有第一微缝隙组，所述第二金属背盖与所述第三金属背盖之间设置有第二微缝隙组。
3.如权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述第一微缝隙组和所述第二微缝隙组是由缝隙和金属介质相交构成，其中，所述缝隙中填充有电介质。
4.如权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述第一微缝隙组分为平行设置的第三微缝隙组和第四微缝隙组，所述第三微缝隙组和所述第四微缝隙组相互之间完全分隔开形成一分割处。
5.如权利要求3所述的天线系统，其特征在于，所述分割处设置有回地点，以电连接所述第一天线的辐射主体和所述主地及电连接所述第二天线的辐射主体和所述主地。
6.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一天线的辐射主体上还设置有Wi-Fi天线分支和GPS天线分支。
7.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一金属背盖上还设置有有源器件，所述第一天线的谐振频率通过所述有源器件进行调节。
8.如权利要求7所述的天线系统，其特征在于，所述有源器件为可变电容。
9.如权利要求7所述的天线系统，其特征在于，所述有源器件为具有多个状态的切换开关。
10.一种通信终端，其特征在于，所述通信终端包括如权利要求1至9任意一项所述的天线系统。
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