CN107611566A - 天线系统及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天线系统及移动终端。该天线系统包括金属壳体和电路板；电路板上分别设置有馈电点和馈地点；金属壳体包括金属底板和沿金属底板的外轮廓线延伸的金属边框；金属边框包括连接段和悬空段，连接段与金属底板连接，悬空段与金属底板之间留有间隙；天线系统包括至少一个辐射体，其中，至少一个辐射体形成于悬空段，至少一个辐射体与馈电点电连接；所述金属边框在所述金属底板上的正投影均位于所述金属底板的外轮廓线所包围的范围内。该方案提升了移动终端的外观品质。

Description

天线系统及移动终端

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移动终端。

背景技术

具有金属壳体的移动终端由于在结构强度和材质质感等方面的优势，深受消费者的青睐。目前，大部分移动终端在金属壳体的金属底板和金属边框上开设缝隙，将金属壳体分割为电性隔离的几部分，这些电性隔离的部分馈电之后分别形成为具有不同工作频率的天线，从而构成移动终端的多天线系统。

然而，当金属壳体上开设缝隙后，缝隙内需填充绝缘材料，金属壳体与绝缘材料存在色差，这使得金属壳体的外观一致性较差。尤其是当缝隙开设在金属底板上时，这种外观上的差异尤其明显，严重降低了移动终端的外观品质。

因此，有必要提出一种天线系统及包含此天线系统的移动终端，其具有良好的外观品质。

发明内容

本发明提供了一种天线系统及移动终端，能够在保证天线性能的基础上提升移动终端的外观品质。

本发明提供了一种天线系统，包括金属壳体和电路板；所述电路板上分别设置有馈电点和馈地点；所述金属壳体包括金属底板和沿所述金属底板的外轮廓线延伸的金属边框；所述金属边框在所述金属底板上的正投影均位于所述金属底板的外轮廓线所包围的范围内。

所述金属边框包括连接段和悬空段，所述连接段与所述金属底板连接，所述悬空段与所述金属底板之间留有间隙；

所述天线系统包括至少一个辐射体，其中，至少一个辐射体形成于所述悬空段，且至少一个辐射体与所述馈电点电连接；

优选地，所述连接段包括第一连接段、与所述第一连接段相对的第二连接段以及连接所述第一连接段和所述第二连接段的第三连接段；

所述悬空段包括依次排布的过渡分支、第一分支和第二分支；

所述过渡分支的一端与所述第一连接段连接，另一端与所述第一分支之间留有第一缝隙；所述第一分支和所述第二分支之间留有第二缝隙；所述第二分支远离所述第一分支的一端与所述第二连接段连接；

所述第一分支与所述馈电点电连接，所述第一分支形成为第一辐射体；所述第二分支与所述第一分支耦合形成为第二辐射体。

优选地，所述第一分支和所述第二分支均为L形结构，且均包括水平段和竖直段；所述第一分支的竖直段与所述第二分支的竖直段互相平行；

所述第一分支的水平段和所述第二分支的水平段朝靠近彼此的方向延伸，且两者之间留有所述第二缝隙。

优选地，所述馈地点通过馈地路径与所述第一分支连接，所述馈地路径上设有匹配电路以调节所述第一辐射体的工作频率。

优选地，所述天线系统还包括连接所述第一分支和所述电路板的第一可调谐器件，所述第一可调谐器件为可调电容或射频开关。

优选地，所述天线系统还包括与所述第二分支间隔设置的金属走线，所述金属走线与所述第二分支耦合以形成第三辐射体。

优选地，所述金属走线采用柔性电路板或由激光直接成型技术制成。

优选地，所述馈电点通过馈电路径与所述第一分支连接；所述天线系统还包括连接所述馈电路径与所述金属走线的第二可调谐器件，所述第二可调谐器件为可调电容或射频开关。

优选地，将所述第一可调谐器件和所述第二可调谐器件均设置于开路状态，其工作频率覆盖2300-2690MHz；

仅将所述第二可调谐器件设置于开路状态，切换所述第一可调谐器件的不同工作状态，其工作频率覆盖700MHz-960MHz；

仅将所述第一可调谐器件设置于开路状态，切换所述第二可调谐器件的不同工作状态，其工作频率覆盖1710MHz-2170MHz。

本发明还提供了一种移动终端，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：

本发明提供了一种天线系统，天线系统通过悬空段发射和接收电磁波，辐射体不再形成于金属底板，由此避免了在金属底板上开设缝隙，更无需在金属底板上填充绝缘材料，提升了移动终端的外观品质。

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为本申请优选实施例提供的移动终端的金属壳体的示意图；

图2为本申请优选实施例提供的移动终端的部分结构的示意图；

图3为本申请优选实施例提供的天线系统的示意图；

图4-图6为本申请优选实施例提供的天线系统在第一可调谐器件和第二可调谐器件的不同工作状态下的反射系数曲线图；

图7为本申请优选实施例提供的天线系统的效率图。

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1-3所示，本申请提供了一种天线系统，该天线系统包括金属壳体1和电路板2。

电路板2上设置有馈电点21、馈地点22、馈电路径23和馈地路径24，馈电路径23与馈电点21电连接以实现天线系统信号能量的传输，馈地路径24与馈地点22电连接用于实现天线系统接地。

金属壳体1包括金属底板11和沿金属底板11的外轮廓线延伸的金属边框12。金属底板11为平板结构，金属边框12为环形结构。金属边框12在金属底板11上的正投影位于金属底板11的外轮廓线所包围的范围内。具体而言，金属边框12包括连接段121和悬空段122。其中，金属边框12上与金属底板11直接相连的部分为连接段121，与金属底板11不相连的一段为悬空段122。在垂直于金属底板11的方向上，悬空段122与金属底板11之间留有间隙53。

该天线系统包括至少一个辐射体，以接收和发射电磁波，且至少一个辐射体形成于悬空段122，同时至少一个辐射体与馈电点21电连接。

根据以上的描述，一方面，从移动终端的背面看，金属壳体1上看不出任何缝隙，这样保证了移动终端的外观品质。另一方面，金属边框12上设有悬空段122，并将悬空段122设计为天线系统的辐射体，通过调整悬空段的结构和尺寸可以使得天线系统覆盖多个工作频段，满足辐射性能需求。

在本申请优选实施中，如图1所示，连接段121包括第一连接段121a、与第一连接段121a相对的第二连接段121b以及连接第一连接段121a和第二连接段121b的第三连接段121c。本实施例中，第三连接段121c分别与第一连接段121a和第二连接段121b垂直相接。但是，在其它一些实施例中，第三连接段121c与第一连接段121a以及第三连接段121c与第二连接段121b的相接方式不仅限于垂直相接，还可以呈锐角或钝角的角度相接。此外，连接段121也不仅限于包括第一连接段121a、第二连接段121b以及第三连接段121c三者，例如，在其它一些实施例中，在上述三者的基础上，还可以包括第四连接段第五连接段等。

在本申请优选实施中，如图1所示，悬空段122包括依次排布的过渡分支122a、第一分支122b和第二分支122c，过渡分支122a的一端与第一连接段121a连接，另一端与第一分支122b之间留有第一缝隙51；第一分支122b和第二分支122c之间留有第二缝隙52；第二分支122c远离第一分支122b的一端与第二连接段122b连接。第一分支122b和第二分支均为L形结构，且均包括水平段和竖直段，第一分支122b的竖直段与第二分支的竖直段互相平行，第一分支122b的水平段和第二分支122c的水平段朝靠近彼此的方向延伸，且第一分支122b的水平段与第二分支122c的水平段通过第二缝隙52间隔开。

在本申请优选实施中，如图3所示，第一分支122b通过馈线23与馈电点21电连接，第一分支122b形成为第一辐射体；第二分支122c与第一分支122b相耦合，第二分支122c形成为天线系统的第二辐射体。并且将第一分支122b和第二分支122c设置为不同的尺寸，使得第一辐射体与第二辐射体的电长度不同，从而使它们工作在不同的频段。在本实施例中，第一辐射体主要用于辐射低频段(700-960MHz)，第二辐射体用于辐射高频段(2300-2690MHz)。

在本申请优选实施中，如图3所示，为了在中频段(1710-2170MHz)拥有良好的辐射性能，天线系统还包括金属走线3。金属走线3设置在金属边框12内靠近第二分支122c的一侧，金属走线3也设置为L形结构，其竖直段与第二分支122c的竖直段之间留有第三缝隙，其水平段与第二分支122c的水平段之间留有第四缝隙。当第三缝隙和第四缝隙的宽度设置合理时，该金属走线3通过与第二分支122c耦合，成为天线系统的第三辐射体。通过调整金属走线3的长度，改变其工作频段。当然，在其他的实施例中，可以不加设金属走线3，也可以根据实际环境，改变金属走线3的位置和形状。通常情况下，金属走线3可以采用柔性电路板或激光直接成型技术制成，并通过设置在电路板2上的支撑件支撑。支撑件可以是塑料的天线支架，也可以是Speaker box。

根据前述已知，电路板2上设置有馈地点22，如图3所示，馈地点22通过馈地路径24与第一分支122b连接，事实上第一辐射体的电长度取决于自馈地点22沿馈地路径24、第一分支122b至第一缝隙51的电流路径的长度。在本申请优选实施例中，馈地路径24上设置有匹配电路43，通过改变匹配电路43的元件值，可以改变第一辐射体的等效电长度，从而可以灵活地调整第一辐射体的工作频段。通常，匹配电路43可以是电容或电感元件，也可以是可调谐器件。当然，在其他的实施例中，匹配电路并不是必须设置的。

在本申请优选实施例中，如图3所示，天线系统还包括连接第一分支122b和电路板2的第一可调谐器件41，以及连接馈电路径23与金属走线3的第二可调谐器件42。第一可调谐器件41和第二可调谐器件42均具有多种不同的工作状态，通过切换第一可调谐器件41和第二可调谐器件42的工作状态，可以改变天线结构或辐射体的等效电长度，从而调节天线系统的工作频段。本实施例中，第一可调谐器件41用来调谐第一辐射体的等效电长度，进而在低频段实现工作频率的切换。第二可调谐器件42用来调谐第三辐射体的等效电长度，进而在中频段实现工作频率的切换。

通常，可选择可调电容或者射频开关作为可调谐器件。以射频开关为例，射频开关的工作状态可分为1个开路状态和多个非开路状态；在每种工作状态下，射频开关可等效为一种电路。通过切换射频开关的不同工作状态，相当于将不同的等效电路接入到天线系统中，从而获得具有不同电流分布的天线系统，进而调节天线系统的工作频段。

如图4所示，将第一可调谐器件41和第二可调谐器件42均设置于开路状态时(state1)，天线系统的工作频率覆盖2300MHz-2690MHz。

如图5所示，仅将第二可调谐器件42设置于开路状态时，切换第一可调谐器件41的不同工作状态，共通过7个状态(state2～state8)，天线系统实现700MHz-960MHz的工作频率覆盖。

如图6所示，仅将第一可调谐器件41设置于开路状态时，切换第二可调谐器件42的不同工作状态，共通过4个状态(state9～state12)，天线系统实现1710MHz-2170MHz的工作频率覆盖。

由此，该天线系统实现了低频段(700MHz-960MHz)、中频段(1710MHz-2170MHz)以及高频段(2300MHz-2690MHz)的覆盖。并且通过前述各状态的组合，该天线系统在各个频段都具有较高的效率，如图7所示。

基于前述的天线系统，本发明还提供了一种移动终端，该移动终端包括上述任一实施例中的天线系统。

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，其特征在于，包括金属壳体和电路板；所述电路板上分别设置有馈电点和馈地点；所述金属壳体包括金属底板和沿所述金属底板的外轮廓线延伸的金属边框；所述金属边框在所述金属底板上的正投影均位于所述金属底板的外轮廓线所包围的范围内；

所述金属边框包括连接段和悬空段，所述连接段与所述金属底板连接，所述悬空段与所述金属底板之间留有间隙；

所述天线系统包括至少一个辐射体，其中，至少一个辐射体形成于所述悬空段，且至少一个辐射体与所述馈电点电连接。

2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述连接段包括第一连接段、与所述第一连接段相对的第二连接段以及连接所述第一连接段和所述第二连接段的第三连接段；

所述悬空段包括依次排布的过渡分支、第一分支和第二分支；

所述过渡分支的一端与所述第一连接段连接，另一端与所述第一分支之间留有第一缝隙；所述第一分支和所述第二分支之间留有第二缝隙；所述第二分支远离所述第一分支的一端与所述第二连接段连接；

所述第一分支与所述馈电点电连接，所述第一分支形成为第一辐射体；所述第二分支与所述第一分支耦合形成为第二辐射体。

3.根据权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述第一分支和所述第二分支均为L形结构，且均包括水平段和竖直段；所述第一分支的竖直段与所述第二分支的竖直段互相平行；

所述第一分支的水平段和所述第二分支的水平段朝靠近彼此的方向延伸，且两者之间留有所述第二缝隙。

4.根据权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述馈地点通过馈地路径与所述第一分支连接，所述馈地路径上设有匹配电路以调节所述第一辐射体的工作频率。

5.根据权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统还包括连接所述第一分支和所述电路板的第一可调谐器件，所述第一可调谐器件为可调电容或射频开关。

6.根据权利要求5所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统还包括与所述第二分支间隔设置的金属走线，所述金属走线与所述第二分支耦合以形成第三辐射体。

7.根据权利要求6所述的天线系统，其特征在于，所述金属走线采用柔性电路板或由激光直接成型技术制成。

8.根据权利要求6所述的天线系统，其特征在于，所述馈电点通过馈电路径与所述第一分支连接；所述天线系统还包括连接所述馈电路径与所述金属走线的第二可调谐器件，所述第二可调谐器件为可调电容或射频开关。

9.根据权利要求8所述的天线系统，其特征在于，

将所述第一可调谐器件和所述第二可调谐器件均设置于开路状态，其工作频率覆盖2300-2690MHz；

仅将所述第二可调谐器件设置于开路状态，切换所述第一可调谐器件的不同工作状态，其工作频率覆盖700MHz-960MHz；

仅将所述第一可调谐器件设置于开路状态，切换所述第二可调谐器件的不同工作状态，其工作频率覆盖1710MHz-2170MHz。

10.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的天线系统。