CN107851884A - 金属边框天线和终端设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种金属边框天线和终端设备，该金属边框天线包括：N+1个缝隙形成的N段金属辐射单元，N段金属辐射单元之间的N‑1个缝隙两边中，至少一边的金属辐射单元的端部连接接地部，N段金属辐射单元分别与各自连接的馈电支路和接地部形成N个天线，N为不小于3的整数。

Description

金属边框天线和终端设备 技术领域
本发明实施例涉及天线技术，尤其涉及一种金属边框天线和终端设备。
背景技术
随着移动终端技术日新月异的发展，手机、平板电脑等移动终端设备一般都具备蜂窝通信、无线保真(Wireless-Fidelity，简称WiFi)、蓝牙等多种无线通信能力，因此移动终端设备需要配置多根天线或者具备多个谐振频率的天线，以覆盖多种无线通信的频段。
现阶段，为了满足人们对移动终端设备外观简薄化的需求，移动终端设备的天线一般布置在设备内部，外壳一般采用塑料外壳，比如，聚碳酸酯(Polycarbonate，简称PC)塑胶和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(Acrylonitrile Butadiene Styrene，简称ABS)塑料等。但由于金属外壳不仅时尚具有质感，而且还具有更耐用、导热性能好、使用寿命长等优良特性，人们更趋向于购买具有金属外壳和金属边框的移动终端设备，因此，具有金属外壳和金属边框的移动终端设备越来越流行。
然而，在移动终端设备简薄化的设计趋势下，天线能够使用的净空间越来越有限，天线的工作环境越来越差，并且，移动终端设备的金属外壳和金属边框会对移动终端设备中天线发射或接收的电磁波产生屏蔽作用，影响到移动终端设备的通信性能，天线的使用效率低。
发明内容
本发明实施例提供一种金属边框天线和终端设备，通过在终端设备的金属边框上设置多输入多输出的金属边框天线作为终端设备天线的方案，在保证整壳金属的终端设备具有良好天线使用效率的同时，还使得相邻天线之间具有较高的隔离度。
第一方面提供一种金属边框天线，包括：
终端设备的金属边框和N个馈电支路，N为不小于3的整数；
所述金属边框上设置有N+1个缝隙，所述N+1个缝隙之间的金属边框形成N段金属辐射单元，所述N段金属辐射单元分别与所述N个馈电支路连接，所述N段金属辐射单元还分别连接接地部，所述N段金属辐射单元与各自连接的馈电支路以及接地部分别形成N个天线，每个天线至少形成一个辐射路径，每个所述辐射路径具有至少一个谐振频率；
所述N段金属辐射单元之间的N-1个缝隙两边中，至少一边的金属辐射单元的端部连接接地部。
第一方面提供的金属边框天线，通过在终端设备的金属边框上设置N+1个缝隙，N+1个缝隙之间的金属边框形成N段金属辐射单元，N段金属辐射单元分别与对应的馈电支路和接地部连接形成金属边框天线，通过在N段金属辐射单元之间的N-1个缝隙两边中，至少一边的金属辐射单元的端部连接接地部，因此，利用终端设备的金属边框形成的多个独立的天线，其馈电支路和接地部具有相对的位置关系，在增加终端设备的天线通信性能，提高天线使用效率的同时，还保证了相邻天线间具有较高的隔离度。
结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，通过在所述N段金属辐射单元之间的N-1个缝隙两边中至少一边的金属辐射单元端部连接接地部，以使相邻两个天线之间的隔离度均大于预设阈值。通过将N段金属辐射单元之间的N-1个缝隙两边中，其至少一边的金属辐射单元的端部与接地部连接，使得每个天线的馈电部只能和该天线的金属辐射单元或接地部形成谐振频率，馈电部产生的电流在两个金属辐射单元形成的缝隙处，均会被位于金属辐射单元端部的接地部吸收，进而使得每个天线产生的电流均不会干扰到其他天线形成的谐振频率，进而保证了相邻两个天线之间的隔离度均大于预设阈值。
结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，对于每一所述天线，
当所述天线的接地部连接在所述金属辐射单元的一端，则从所述天线的馈电支路到所述接地部形成一个辐射路径，从所述天线的馈电支路到所述金属辐射单元未连接接地部的一端形成另一个辐射路径；
当所述天线的接地部未连接在所述金属辐射单元的一端，则从所述天线的馈电支路到所述金属辐射单元的两端分别形成一个辐射路径，从所述天线 的馈电支路到所述天线的接地部形成另一个辐射路径。
第一方面第二种可能实现方式提供的金属边框天线，通过具体限定天线接地部与其连接的金属辐射单元的位置关系，每个天线都能够形成至少一个不同的谐振频率，在保证相邻天线间隔离度满足要求的基础上，提高了整个金属边框天线的频率覆盖范围，进而提高了天线的使用效率。
结合第一方面第一种和第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述N为3；
所述金属边框天线，具体包括：终端设备的金属边框和3个馈电支路；
所述金属边框上设置有4个缝隙，所述4个缝隙之间的金属边框形成3段金属辐射单元，所述3段金属辐射单元与各自连接的馈电支路以及接地部形成3个天线。
第一方面第三种可能实现方式提供的金属边框天线，通过在金属边框上设置4个缝隙以形成3个金属辐射单元进而与各自连接的馈电支路以及接地部形成3个天线为例进行说明，实现了多输入多输出的天线方案。
结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述3个天线分别位于所述金属边框的顶端和所述顶端的两个边角上。
通过将3个天线分别设置在金属边框的顶端和顶端的两个边角上，能够避免用户使用终端设备时对天线造成的干扰，提高了天线的通信性能。
第二方面提供一种终端设备，包括外壳、金属边框和N个馈源，N为不小于3的整数；
N个所述馈源位于所述外壳内，N个所述馈源均设置于所述终端设备的印制电路板上，每个馈源均包括相互连接的基带处理电路、混频电路和馈电射频电路，所述金属边框上设置有金属边框天线；
所述金属边框天线为第一方面第一种至第四种可能的实现方式中任一种可能的实现方式提供的金属边框天线；
所述金属边框天线的N个馈电支路分别与N个所述馈源连接。
第二方面提供的终端设备，通过将金属边框天线的馈电支路与馈源连接，利用馈源的馈电射频电路为金属边框天线提供激励，利用馈源包括的基带处理电路、混频电路对金属边框天线产生的信号进行处理，提高了天线的通信 性能。
结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述金属边框天线的每一所述馈电支路均包括馈点和匹配电路，每一所述馈点通过对应的所述匹配电路与对应的金属辐射单元连接，每一所述馈点均与所述馈电射频电路连接。
结合第二方面第一种可能的实现方式，在第二方面第二种可能的实现方式中，对于每一所述天线，所述天线的金属辐射单元上还连接有悬浮枝节，从所述馈电支路到所述悬浮枝节形成一个辐射路径。
结合第二方面第一种和第二种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第二方面第三种可能的实现方式中，对于每一所述天线，所述天线的金属辐射单元上还连接有调谐电路，所述调谐电路用于调节所述天线形成的各辐射路径的谐振频率。
结合第二方面第三种可能的实现方式，在第二方面第四种可能的实现方式中，所述调谐电路包括电容和/或电感调谐电路。
本实施例提供的金属边框天线和终端设备，通过在终端设备的金属边框上设置N+1个缝隙，N+1个缝隙之间的金属边框形成N段金属辐射单元，N段金属辐射单元分别与对应的馈电支路和接地部连接形成金属边框天线，并且使N段金属辐射单元之间的N-1个缝隙两边中至少一边的金属辐射单元端部与接地部连接，减少了相邻天线之间的相互干扰，在增加终端设备的天线通信性能，提高天线使用效率的同时，还保证了相邻天线间具有较高的隔离度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的金属边框天线实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的金属边框天线实施例二的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的金属边框天线实施例三的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的金属边框天线实施例四的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的金属边框天线实施例五的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的终端设备实施例一的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
终端设备中具有的天线形式可包括环形天线、倒F形天线、条形天线、平面倒F形天线、隙缝天线、包括多于一种类型的天线结构的混合式天线或其他适当形式的天线。
鉴于具有金属外壳和金属边框的终端设备不仅时尚具有质感，而且更耐用，人们趋向于购买具有金属外壳和金属边框的终端设备。但是，金属外壳和金属边框会对终端设备中天线发射或接收的电磁波产生屏蔽作用，影响到终端设备的通信性能，天线的使用效率低。针对该技术问题，本发明实施例提供了一种金属边框天线和终端设备，通过在终端设备的金属边框上设置具有多输入多输出的金属边框天线作为终端设备天线的方案，在保证整壳金属终端设备具有良好的天线使用效率的同时，还使得相邻天线之间具有较高的隔离度。
图1为本发明实施例提供的金属边框天线实施例一的结构示意图。如图1所示，本发明实施例一提供的金属边框天线，包括：终端设备的金属边框和N个馈电支路，N为不小于3的整数，N个馈电支路分别为V1、V2、...、VN-1和VN。
金属边框上设置有N+1个缝隙，分别为D1、D2、…、DN和DN+1，N+1个缝隙之间的金属边框形成N段金属辐射单元，分别为P1、P2、…、PN-1和PN，N段金属辐射单元分别与上述N个馈电支路连接，N段金属辐射单元还分别连接接地部，图1中的N个接地部分别为G1、G2、…、GN-1、GN，N段金属辐射单元与各自连接的馈电支路以及接地部分别形成N个天线，每个天 线至少形成一个辐射路径，每个辐射路径具有至少一个谐振频率，并且，N段金属辐射单元之间的N-1个缝隙两边中，至少一边的金属辐射单元的端部与接地部连接。
具体的，金属辐射单元P1与馈电支路V1以及接地部G1形成天线T1，金属辐射单元P2与馈电支路V2以及接地部G2形成天线T2，类似的，金属辐射单元PN与馈电支路VN以及接地部GN形成天线TN。
可选的，每段金属辐射单元连接的接地部可包括多个，也即，上述N段金属辐射单元之间的N-1个缝隙两边中，有至少一边的金属辐射单元的端部与至少一个接地部连接。
本发明实施例一提供的金属边框天线，通过在终端设备的金属边框上设置N+1个缝隙，N+1个缝隙之间的金属边框形成N段金属辐射单元，N段金属辐射单元分别与对应的馈电支路和接地部连接形成金属边框天线，通过在N段金属辐射单元之间的N-1个缝隙两边中，至少一边的金属辐射单元的端部连接接地部，因此，利用终端设备的金属边框形成的多个独立的天线，其馈电支路和接地部具有相对的位置关系，在增加终端设备的天线通信性能，提高天线使用效率的同时，还保证了相邻天线间具有较高的隔离度。
图2为本发明实施例提供的金属边框天线实施例二的结构示意图。本发明实施例二是以N等于3为例对上述实施例一的详细说明，也即，本发明实施例二以金属边框天线包括3个馈电支路、金属边框上设置4个缝隙为例进行说明，但本发明实施例提供的金属边框天线中馈电支路和金属边框上设置的缝隙的数量并不以本实施例为限。
如图2所示，本发明实施例二提供的金属边框天线，包括：金属边框和3个馈电支路。具体的，本发明实施例二中的3个馈电支路分别为第一馈电支路11、第二馈电支路21和第三馈电支路31；金属边框上设置的4个缝隙分别为第一缝隙01、第二缝隙02、第三缝隙03和第四缝隙04。第一缝隙01与第二缝隙02之间的金属边框形成第一金属辐射单元12，第二缝隙02与第三缝隙03之间的金属边框形成第二金属辐射单元22，第三缝隙03与第四缝隙04之间的金属边框形成第三金属辐射单元32。第一金属辐射单元12分别与第一馈电支路11、第一接地部13连接形成第一天线100，第二金属辐射单元22分别与第二馈电支路21、第二接地部23连接形成第二天线200，第三 金属辐射单元32分别与第三馈电支路31、第三接地部33连接形成第三天线300。
可选的，本发明实施例形成的N个天线的位置关系是关于金属边框的竖直中心线对称设置的。具体的，当金属边框天线包括三个天线时，这三个天线的位置分别位于金属边框的顶端和该顶端的两个边角上。
由于天线的馈电支路连接在该天线的金属辐射单元上，当馈电支路直接将无线信号传输至馈电支路与该天线的接地部之间的金属辐射单元上时，馈电支路与该接地部之间的金属辐射单元其周围的电场将会发生变化，进而使馈电支路与该接地部之间的金属辐射单元产生谐振，从而向外辐射无线信号；当馈电支路与该接地部之间的金属辐射单元接收无线信号时，信号路径与上述辐射路径的信号路径相反，因此，从馈电支路到该接地部形成一个辐射路径。同理，当馈电支路直接将无线信号传输至馈电支路与金属辐射单元两端之间的金属辐射单元上时，馈电支路与金属辐射单元两端之间的金属辐射单元其周围的电场将会发生变化，进而使馈电支路与金属辐射单元两端之间的金属辐射单元产生谐振，从而向外辐射无线信号；当馈电支路与金属辐射单元两端之间的金属辐射单元接收无线信号时，信号路径与上述辐射路径的信号路径相反，因此，从馈电支路到金属辐射单元的两端也可分别形成一个辐射路径。因此，每个天线可至少形成一个辐射路径，每个辐射路径具有至少一个谐振频率。
具体的，对于每一天线，若天线的接地部连接在该天线的金属辐射单元的一端，则从该天线的馈电支路到该接地部形成一个辐射路径，从该天线的馈电支路到该金属辐射单元未连接接地部的一端形成另一个辐射路径；若天线的接地部未连接在该天线的金属辐射单元的一端，则从该天线的馈电支路到金属辐射单元的两端分别形成一个辐射路径，从该天线的馈电支路到该天线的接地部形成另一个辐射路径。
举例来说，如图2所示，第一天线100的第一接地部13未连接在第一金属辐射单元12的一端，那么从第一馈电支路11到第一金属辐射单元12的两端可分别形成第一辐射路径和第二辐射路径，从第一馈电支路11到第一接地部13形成第三辐射路径。第二天线200的第二接地部23连接在了第二金属辐射单元22的一端，那么从第二馈电支路21到第二接地部23形成第四辐射 路径，从第二馈电支路21到第二金属辐射单元22未连接第二接地部23的一端形成第五辐射路径。同理，第三天线300的第三接地部33连接在了第三金属辐射单元32的一端，那么从第三馈电支路31到第三接地部33形成第六辐射路径，从第三馈电支路31到第三金属辐射单元32未连接第三接地部33的一端形成第七辐射路径。
在本发明实施例中，由于每个辐射路径的谐振频率与馈电支路到该天线的接地部的长度或者与馈电支路到该天线的金属辐射单元两端的长度相关。馈电支路到该天线的接地部的长度越长，该辐射路径的谐振频率越低，馈电支路到该天线的金属辐射单元两端的长度越长，该辐射路径的谐振频率越低。
馈电支路到该天线的接地部或者该天线的金属辐射单元两端的长度为其形成的辐射路径的基模频率工作波长的四分之一。具体的，通过用光速除以基模频率再乘以1/4就是所要求解的馈电支路到该天线的接地部或者该天线的金属辐射单元两端的长度。因此，当确定了馈电支路与该天线金属辐射单元的位置以后，再确定各辐射路径所需工作的谐振频率，即可通过调整馈电支路到该天线的接地部或者该天线的金属辐射单元两端的长度，使形成的辐射路径工作在基模频率。
具体的，如图2所示，在本实施例中，对于第一天线100，当确定好第一馈电支路11与第一金属辐射单元12连接的相对位置以后，若确定第一辐射路径所需工作的谐振频率为5GHz，那么利用光速除以谐振频率5GHz再乘以1/4，算出第一馈电支路11到第一缝隙01这侧的第一金属辐射单元12末端的长度为15毫米，调整第一馈电支路11到第一缝隙01这侧的第一金属辐射单元12末端的长度使其为15毫米，可使形成的第一辐射路径工作在谐振频率为5GHz的工作频率。具体的，同理，调整第一馈电支路11到第二缝隙02这侧的第一金属辐射单元12末端的长度使其为47.6毫米，可形成适用于GPS(约为1.575GHz)工作的第二辐射路径，调整第一馈电支路11到第一接地部13的长度使其为31.2毫米，可形成适用于2.4GHz WiFi工作的第三辐射路径。
对于第二天线200，当确定好第二馈电支路21与第二金属辐射单元22连接的相对位置以后，调整第二馈电支路21到第二接地部23的长度使其为78.1毫米，可形成谐振频率为960MHz的第四辐射路径，调整第二馈电支路 21到第三缝隙03这侧的第二金属辐射单元22末端的长度使其为44.1毫米，可形成谐振频率为1700MHz的第五辐射路径。进一步的，通过调整与每辐射路径连接的调谐电路，可使第四辐射路径工作在低频频段，谐振频率的工作范围为704MHz-960MHz，使第五辐射路径工作在中频频段，谐振频率的工作范围为1700MHz-2170MHz。
对于第三天线300，当确定好第三馈电支路31与第三金属辐射单元32连接的相对位置以后，调整第三馈电支路31到第三接地部33的长度使其为31.2毫米，可形成适用于2.4GHz WiFi工作的第六辐射路径，调整第三馈电支路31到第四缝隙04这侧的第三金属辐射单元32末端的长度使其为15毫米，可形成谐振频率为5GHz的第七辐射路径。
另外，还可分别在上述辐射路径上连接调谐电路，使辐射路径的谐振频率的倍频进入工作频段，从而达到扩展金属边框天线覆盖多频段的目的。这里的倍频可以是一次倍频、二次倍频等。例如，本发明实施例通过在第二金属辐射单元22上连接调谐电路(未示出)，可使第四辐射路径的谐振频率进入基模频率的三倍频的工作频段，进而使第四辐射路径工作在2300MHz-2700MHz的高频频段。
值得说明的是，在本发明实施例提供的金属边框天线中，通过将N段金属辐射单元之间的N-1个缝隙两边中，其至少一边的金属辐射单元的端部与接地部连接以使相邻两个天线之间的隔离度均大于预设阈值。
具体的，本发明实施例提供的金属边框天线，当其相邻天线之间的隔离度达到30dB时，一般能够满足天线系统的要求。可选的，如果考虑到一定的余量，可将上述预设阈值设置为40dB，这样基本可以消除相邻天线之间的干扰问题。但是，对于隔离度的预设阈值选择，可以根据系统的需要进行具体设置，本发明实施例并不对此进行限定。
如图2所示，在本发明实施例二提供的金属边框天线中，第一金属辐射单元12和第二金属辐射单元22之间的第二缝隙02的两边、第二金属辐射单元22和第三金属辐射单元32之间的第三缝隙03的两边，均至少有一边的金属辐射单元端部连接接地部。本发明通过设置馈电支路与接地部之间的相对位置关系，能够保证形成的各个天线间具有较好的隔离度。
举例来说，第二天线200的第二接地部23设置在第二缝隙02的右边， 第三天线300的第三接地部33设置在第三缝隙03的右边，也即，第二接地部23设置在第二金属辐射单元22的左侧端，也即，第三接地部33设置在第三金属辐射单元32的左侧端。值得说明的是，若金属辐射单元具有截面的结构，那么每个天线具有的接地部为至少一个，也即，第二天线200包括多个第二接地部23，第三天线300包括多个第三接地部33，但是对于每个天线包括的接地部的数量，本发明并不对此进行限定。
因此，对于每个天线，该天线的馈电部只能和本天线的金属辐射单元或接地部形成辐射路径，馈电部产生的电流在两个金属辐射单元形成的缝隙处，均会被位于金属辐射单元端部的接地部吸收，因此，每个天线产生的电流均不会干扰到其他天线形成的辐射路径，进而保证了每个天线间具有较高的隔离度。
本发明实施例二提供的金属边框天线，通过在终端设备的金属边框上设置四个缝隙，四个缝隙之间的金属边框形成三段金属辐射单元，三段金属辐射单元分别与对应的馈电支路和接地部连接形成金属边框天线，并且，使N段金属辐射单元之间的N-1个缝隙两边中，至少一边的金属辐射单元的端部与接地部连接。因此，利用终端设备的金属边框形成了多个独立的天线，其馈电支路和接地部具有相对的位置关系，避免了金属外壳和金属边框对终端设备中天线发射或接收的电磁波产生的屏蔽作用，在增加终端设备的天线通信性能，提高天线使用效率的同时，还保证了相邻天线间具有较高的隔离度。
本发明实施例提供的金属边框天线的形式并不以图1和图2所示的金属边框天线为限，下面列举本发明实施例提供的金属边框天线实际的另外几种形式。
图3为本发明实施例提供的金属边框天线实施例三的结构示意图。如图3所示，本实施例的金属边框天线与图2的区别在于，本实施例中，第三天线300中的第三馈电支路31相对靠近第三接地部33。
由于辐射路径的谐振频率均分别与组成各自辐射路径的金属辐射单元的长度相关，辐射路径中金属辐射单元的长度越长，该辐射路径的谐振频率越低。因此，当第三馈电支路31连接在如图3所示的位置时，从第三馈电支路31到第三接地部33形成的第六辐射路径的谐振频率与图2中形成的第六辐射路径的谐振频率不同，此时，第六辐射路径的谐振频率相对较高；从第三 馈电支路31到第三金属辐射单元32未连接第三接地部33的一端形成的第七辐射路径的谐振频率与图2中形成的第七辐射路径的谐振频率不同，此时，第七辐射路径的谐振频率相对较低。
值得说明的是，改变每一天线中馈电支路与金属辐射单元的连接位置均可改变辐射路径的谐振频率，对于馈电支路与金属辐射单元的具体连接位置，本发明实施例并不对此进行限定。
图4为本发明实施例提供的金属边框天线实施例四的结构示意图。如图4所示，本实施例的金属边框天线与图2的区别在于，本实施例中，第一天线100的第一接地部13连接在了第一金属辐射单元12靠近第二天线200的一端，第二天线200的接地部23连接在了第二金属辐射单元22靠近第三天线300的一端，而第三天线300的接地部33未连接在第三金属辐射单元32的一端。
在本发明实施例提供的金属边框天线中，那么从第一馈电支路11到第一金属辐射单元12未连接第一接地部13的一端形成第一辐射路径，而从第一馈电支路11到第一接地部13形成第二辐射路径；从第二馈电支路21到第二金属辐射单元22未连接第二接地部23的一端形成第三辐射路径，从第二馈电支路21到第二接地部23形成第四辐射路径；从第三馈电支路31到第三金属辐射单元32的两端分别形成第五辐射路径和第六辐射路径，从第三馈电支路31到第三接地部33的形成第七辐射路径。同理，每个辐射路径的谐振频率与馈电支路到该天线的接地部的长度或者与馈电支路到该天线的金属辐射单元两端的长度相关。馈电支路到该天线的接地部的长度越长，该辐射路径的谐振频率越低，馈电支路到该天线的金属辐射单元两端的长度越长，该辐射路径的谐振频率越低。
图1、图2、图3、图4所示的金属边框天线仅示出了各辐射路径分别工作在基模频率时的情况。但本发明实施例提供的金属边框天线不限于此，还可以通过调节各天线的匹配电路或者各天线的金属辐射单元上连接的调谐电路，使各辐射路径的基模频率的倍频进入工作频段，从而达到扩展金属边框天线覆盖频段的目的。这里的倍频可以是一次倍频、二次倍频等。
本发明实施例提供的金属边框天线可单独用于覆盖相同的通信频段、重叠的通信频段、或不同的非重叠通信频段，其能够用于实现天线分集方案或 多输入多输出(MIMO)天线方案，且相邻天线之间的隔离度能够满足一定的要求。因此，本发明实施例提供的金属边框天线可用于支持所关注的任何通信频带。例如，具有金属边框天线的终端设备能够实现局域网通信、语音和数据蜂窝电话通信、全球定位系统(GPS)通信、或其他卫星导航系统通信、蓝牙(Bluetooth)通信等。
图5为本发明实施例提供的金属边框天线实施例五的结构示意图。本发明实施例五是在上述实施例二的基础上对图2所示金属边框天线的进一步说明。如图5所示，本发明实施例五提供的金属边框天线，每一馈电支路均包括馈点和匹配电路，每一馈点通过对应的匹配电路与对应的金属辐射单元连接，每一馈点还均与终端设备中的馈电射频电路连接，用于将馈电射频电路提供的无线信号传输至金属边框天线上发射出去，或者将金属边框天线接收的无线信号通过对应的馈点传输至馈电射频电路中。
具体的，如图5所示，第一馈电支路11包括第一馈点111和第一匹配电路112，第二馈电支路21包括第二馈点211和第二匹配电路212，第三馈电支路31包括第三馈点311和第三匹配电路312。第一馈点111一方面通过第一匹配电路112与第一金属辐射单元12连接，另一方面与终端设备中的馈电射频电路连接113连接；第二馈点211一方面通过第二匹配电路212与第二金属辐射单元22连接，另一方面也与终端设备中的馈电射频电路连接213连接；第三馈点311一方面通过第三匹配电路312与第三金属辐射单元32连接，另一方面与终端设备中的馈电射频电路连接313连接。
其中，馈电射频电路包括但不限于GPS系统接收器、无线局域网收发器、蓝牙和御用处理蜂窝语音和数据业务的收发器等。本发明并不对馈电射频电路的形式进行限定。
第一匹配电路112、第二匹配电路212和第三匹配电路312均可采用滤波器等实现，但本发明并不对此进行限定。
可选的，在上述实施例提供的金属边框天线中，对于每一天线，天线的金属辐射单元上还连接有悬浮枝节，从该天线的馈电支路到该天线的悬浮枝节形成一个辐射路径。
举例来说，如图5所示，第一天线100的第一金属辐射单元12上还连接有悬浮枝节121，从第一馈电支路11到悬浮枝节121形成了第八辐射路径。 在本发明实施例提供的金属边框天线中，每一天线的金属辐射单元上均可连接悬浮枝节，本发明可根据实际需要进行设置，本发明并不对此进行限定。
进一步的，在上述实施例提供的金属边框天线中，对于每一天线，天线的金属辐射单元上还连接有调谐电路，该调谐电路用于调节该天线形成的各辐射路径的谐振频率。
举例来说，如图5所示，第二天线200的第二金属辐射单元22上还连接有调谐电路221，调谐电路221用于调节第二天线200形成的第四辐射路径和第五辐射路径的谐振频率。在本发明实施例提供的金属边框天线中，每一天线的金属辐射单元上均可连接调谐电路，本发明可根据实际需要进行具体设置，本发明并不对此进行限定。
可选的，上述调谐电路包括电容和/或电感调谐电路。本领域技术人员能够通过理论计算或者实验的方法，在某个天线的金属辐射单元上设置用于调谐辐射路径的谐振频率的电容和/或电感器件，此处不再赘述。
本发明实施例提供的金属边框天线，通过使馈电支路的馈点通过对应的匹配电路与对应的金属辐射单元连接，使馈点与终端设备的馈电射频电路连接，能够实现馈源中的信号与金属边框电线接收信号之间的通信，通过在天线的金属辐射单元上连接悬浮枝节，从该天线的馈电支路到该悬浮枝节可以形成新的辐射路径，扩宽了金属边框天线的覆盖频段，提高了天线性能，通过在天线的金属辐射单元上连接电容器或/和电感器等调谐电路能够调节该天线形成的辐射路径的谐振频率，可控性和可操作性高。
图6为本发明实施例提供的终端设备实施例一的结构示意图。本发明实施例提供的终端设备，包括：外壳61、金属边框62和N个馈源，N为不小于3的整数；N个馈源位于外壳61内，N个馈源均设置于终端设备的印制电路板上，每个馈源均包括相互连接的基带处理电路、混频电路和馈电射频电路，金属边框62上设置有金属边框天线。本发明实施例中的金属边框天线为图1、图2、图3、图4或图5所示实施例中的任一种金属边框天线。
具体的，本发明实施例是以馈源包括三个为例对本发明实施例提供的终端设备进行说明。如图6所示，本实施例的终端设备包括：外壳61、金属边框62和第一馈源63、第二馈源64、第五馈源65。
第一馈源63、第二馈源64、第五馈源65均位于外壳61内，第一馈源 63、第二馈源64、第三馈源65均设置于终端设备的印制电路板66上，每个馈源均包括相互连接的基带处理电路、混频电路和馈电射频电路，也即，第一馈源63包括第一基带处理电路631、第一混频电路632和第一馈电射频电路633，第二馈源64包括第二基带处理电路641、第二混频电路642和第二馈电射频电路643，第三馈源65包括第三基带处理电路651、第三混频电路652和第三馈电射频电路653。
金属边框62上设置金属边框天线，金属边框天线包括：第一天线621、第二天线622和第三天线623。
其中，第一馈电射频电路633用于处理第一天线621接收的射频信号并将处理后的信号发送给第一混频电路632进行下变频处理，第一混频电路632经下变频得到的中频信号发送给第一基带处理电路631中进行处理，或者第一基带处理电路631将基带信号发送给第一混频电路632进行上变频得到射频信号，然后第一混频电路632将射频信号发送给第一馈电射频电路633并通过第一天线621发射出去。
同理，第二馈电射频电路643用于处理第二天线622接收的射频信号并将处理后的信号发送给第二混频电路642进行下变频处理，第二混频电路642经下变频得到的中频信号发送给第二基带处理电路641中进行处理，或者第二基带处理电路641将基带信号发送给第二混频电路642进行上变频得到射频信号，然后第二混频电路642将射频信号发送给第二馈电射频电路643并通过第二天线622发射出去。
第三馈电射频电路653用于处理第三天线623接收的射频信号并将处理后的信号发送给第三混频电路652进行下变频处理，第三混频电路652经下变频得到的中频信号发送给第三基带处理电路651中进行处理，或者第三基带处理电路651将基带信号发送给第三混频电路652进行上变频得到射频信号，然后第三混频电路652将射频信号发送给第三馈电射频电路653并通过第三天线623发射出去。
值得说明的是，如图6所示的终端设备在其外壳61内还可以包括有其他器件，例如，输入输出设备67、处理器68和存储器69等。其中，输入输出设备67、处理器68和存储器69在图6中的位置只是示例性的说明，本发明实施例并不对此进行限定。
输入输出设备67可用于用于将数据供应给终端设备以及将数据从终端设备提供给外部设备。输入输出设备67可包括触摸屏、按钮、操纵杆、点击转盘、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、扬声器、音频发生器、振动器、照相机、传感器、发光二极管和其他状态指示器、数据端口等。
处理器68可用于接收输入输出设备67输入的数据，并控制终端设备的操作。处理器68可以是一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、电源管理单元、音频编解码芯片、专用集成电路等。
存储器69可包括：诸如硬盘驱动器存储器、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)等等，存储器69用于存储处理器68处理后的数据。
本实施例所示的终端设备可以为手机、平板电脑等任一种需要进行无线通信的便携式终端设备。其中，金属边框天线可以为图1、图2、图3、图4或图5所示实施例中的任一种金属边框天线，金属边框天线的具体结构和实现原理可参见图1、图2、图3、图4或图5所示实施例的金属边框天线，此处不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

  1. 一种金属边框天线，其特征在于，包括：
    终端设备的金属边框和N个馈电支路，N为不小于3的整数；
    所述金属边框上设置有N+1个缝隙，所述N+1个缝隙之间的金属边框形成N段金属辐射单元，所述N段金属辐射单元分别与所述N个馈电支路连接，所述N段金属辐射单元还分别连接接地部，所述N段金属辐射单元与各自连接的馈电支路以及接地部分别形成N个天线，每个天线至少形成一个辐射路径，每个所述辐射路径具有至少一个谐振频率；
    所述N段金属辐射单元之间的N-1个缝隙两边中，至少一边的金属辐射单元的端部连接接地部。
  2. 根据权利要求1所述的金属边框天线，其特征在于，通过在所述N段金属辐射单元之间的N-1个缝隙两边中至少一边的金属辐射单元端部连接接地部，以使相邻两个天线之间的隔离度均大于预设阈值。
  3. 根据权利要求1所述的金属边框天线，其特征在于，对于每一所述天线，
    当所述天线的接地部连接在所述金属辐射单元的一端，则从所述天线的馈电支路到所述接地部形成一个辐射路径，从所述天线的馈电支路到所述金属辐射单元未连接接地部的一端形成另一个辐射路径；
    当所述天线的接地部未连接在所述金属辐射单元的一端，则从所述天线的馈电支路到所述金属辐射单元的两端分别形成一个辐射路径，从所述天线的馈电支路到所述天线的接地部形成另一个辐射路径。
  4. 根据权利要求1-3任一项所述的金属边框天线，其特征在于，所述N为3；
    所述金属边框天线，具体包括：终端设备的金属边框和3个馈电支路；
    所述金属边框上设置有4个缝隙，所述4个缝隙之间的金属边框形成3段金属辐射单元，所述3段金属辐射单元与各自连接的馈电支路以及接地部形成3个天线。
  5. 根据权利要求4所述的金属边框天线，其特征在于，所述3个天线分别位于所述金属边框的顶端和所述顶端的两个边角上。
  6. 一种终端设备，包括外壳、金属边框和N个馈源，N为不小于3的整 数；
    N个所述馈源位于所述外壳内，N个所述馈源均设置于所述终端设备的印制电路板上，每个馈源均包括相互连接的基带处理电路、混频电路和馈电射频电路，其特征在于，所述金属边框上设置有金属边框天线；
    所述金属边框天线为权利要求1-5任一项所述的金属边框天线；
    所述金属边框天线的N个馈电支路分别与N个所述馈源连接。
  7. 根据权利要求6所述的终端设备，其特征在于，所述金属边框天线的每一所述馈电支路均包括馈点和匹配电路，每一所述馈点通过对应的所述匹配电路与对应的金属辐射单元连接，每一所述馈点均与所述馈电射频电路连接。
  8. 根据权利要求7所述的终端设备，其特征在于，对于每一所述天线，所述天线的金属辐射单元上还连接有悬浮枝节，从所述馈电支路到所述悬浮枝节形成一个辐射路径。
  9. 根据权利要求6-8任一项所述的终端设备，其特征在于，对于每一所述天线，所述天线的金属辐射单元上还连接有调谐电路，所述调谐电路用于调节所述天线形成的各辐射路径的谐振频率。
  10. 根据权利要求9所述的终端设备，其特征在于，所述调谐电路包括电容和/或电感调谐电路。
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