CN108054491A - 天线系统及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种天线系统及移动终端,天线系统包括金属壳体、位于金属壳体内的线路板、第一天线单元及第二天线单元,金属壳体包括辐射边框及接地背壳,辐射边框的两端与接地背壳之间分别形成有第一断口及第二断口,辐射边框具有与线路板上的系统地连接的接地点及与线路板上的射频馈源连接的馈电点,接地点相较于第一断口更靠近第二断口,馈电点相较于第二断口更靠近第一断口;第一天线单元与第二天线单元均与系统地连接,且第一天线单元和第二天线单元均与辐射边框间隔设置,并与辐射边框耦合,第一天线单元位于接地点与馈电点之间,第二天线单元位于馈电点与第一断口之间。该技术方案中,天线系统能够产生多个工作频段,以实现其多功能性。

Description

天线系统及移动终端
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移动终端。
背景技术
随着通信的迅猛发展,移动终端成为人们生活当中必不可少的工具。为了获得更好的外观设计以及手持感觉,金属壳体被越来越多的使用在移动终端的设计当中。但由于金属壳体的使用以及终端厂商对于移动终端的长度和厚度的控制,在一定程度上会挤占天线系统的空间,给天线系统的设计提出了更高的要求。
目前,移动终端中通常存在多种功能的天线,例如:分集天线、主天线、WIFI天线及GPS天线等,但这些天线单独设计会占用较大的空间。
发明内容
本发明提供了一种天线系统及移动终端,能够产生多个工作频段,以实现天线系统的多功能性。
本发明的第一方面提供了一种天线系统,用于移动终端,该天线系统包括金属壳体、线路板、第一天线单元及第二天线单元,
所述线路板位于所述金属壳体内,所述线路板包括系统地及射频馈源,
所述金属壳体包括辐射边框及接地背壳,所述辐射边框的两端与接地背壳之间分别形成有第一断口及第二断口,所述辐射边框具有接地点及馈电点,所述接地点与所述系统地连接,所述馈电点与所述射频馈源连接,所述接地点相较于所述第一断口更靠近所述第二断口,所述馈电点相较于所述第二断口更靠近所述第一断口;
所述第一天线单元与所述第二天线单元均与所述系统地连接,且所述第一天线单元和所述第二天线单元均与所述辐射边框间隔设置,并与所述辐射边框耦合,所述第一天线单元位于所述接地点与所述馈电点之间,所述第二天线单元位于所述馈电点与所述第一断口之间。
优选地,
所述辐射边框上从所述接地点至所述第一断口的部位能够产生第一工作频率;
所述第二天线单元能够产生第二工作频率;
所述辐射边框上从所述馈电点至所述第一断口的部位能够产生第三工作频率;
所述第一天线单元能够产生第四工作频率;
其中,所述第一工作频率、所述第二工作频率、所述第三工作频率及所述第四工作频率依次增大。
优选地,
所述辐射边框上从所述接地点至所述第一断口的部位的高次谐波能够产生第五工作频率,所述第五工作频率大于所述第三工作频率,且小于所述第四工作频率。
优选地,还包括可调谐开关,所述馈电点与所述射频馈源之间连接有所述可调谐开关。
优选地,所述辐射边框上还具有隔离点,所述隔离点位于所述第一断口与所述接地点之间,所述隔离点与所述系统地连接。
优选地,所述第一天线单元为长条状结构,所述第二天线单元为弯折结构。
优选地,所述第二天线单元的辐射路径的长度大于所述第一天线单元的辐射路径的长度。
优选地,所述第一断口和所述第二断口沿所述移动终端的宽度方向相对设置。
优选地,所述第一断口和所述第二断口的宽度均在1.5mm至2mm的范围内,所述宽度所在的方向为所述移动终端的长度方向。
本发明的第二方面提供了一种移动终端,其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,辐射边框通过接地点与馈电点分别与系统地及射频馈源连接,第一天线单元及第二天线单元均与系统地连接,且第一天线单元和第二天线单元均与辐射边框间隔设置,该第一天线单元和第二天线单元通过与辐射边框耦合的方式进行馈电,这样设计增加了天线系统中的辐射路径,从而使该天线系统能够产生多个工作频段,实现天线系统的多功能性。
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结构示意图;
图2为本发明实施例所提供的天线系统的回波损耗图。
附图标记:
10-线路板;
12-第一天线单元;
14-第二天线单元;
16-辐射边框;
160-接地点;
162-馈电点;
164-隔离点;
18-接地背壳;
20-第一断口;
22-第二断口;
24-可调谐开关。
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所示,本发明实施例提供了一种天线系统,可应用于手机、平板电脑等移动终端内。通常情况下,手机、平板电脑等移动终端为矩形结构,其具有长度方向及宽度方向,该长度方向为图1中所示的Y方向,宽度方向为图1中所示的X方向。
天线系统包括金属壳体、线路板10、第一天线单元12及第二天线单元14。该线路板10位于金属壳体内,且线路板10包括系统地及射频馈源。而金属壳体开设有缝隙带,以将金属壳体分成辐射边框16及接地背壳18,该辐射边框16的两端与接地背壳18之间分别形成有第一断口20及第二断口22。优选地,第一断口20和第二断口22沿移动终端的宽度方向相对设置,以降低缝隙带的加工难度。且第一断口20和第二断口22的宽度均在1.5mm至2mm的范围内,该第一断口20及第二断口22的宽度所在的方向为移动终端的长度方向,这样在保证天线的辐射性能的同时,能够提高移动终端的结构强度以及使用安全性。
需要说明的是,上述缝隙带内可填充有绝缘材料,以保证移动终端的结构强度及外观质感。
其中,上述接地背壳18与线路板10上的系统地连接。而辐射边框16具有接地点160及馈电点162,通过接地点160与系统地连接,馈电点162与射频馈源连接,以使辐射边框16作为天线系统的辐射体。优选地,接地点160相较于第一断口20更靠近第二断口22,馈电点162相较于第二断口22更靠近第一断口20,也就是说,接地点160与馈电点162需尽量远离彼此,以增大天线系统的有效辐射路径,从而使天线系统能够产生更多的工作频段。具体地,移动终端包括在自身宽度方向上依次设置的接收器和前置摄像头,接地点160设置在接收器远离前置摄像头的一侧,而馈电点162设置在前置摄像头远离接收器的一侧。
另外,通过增大接地点160与馈地点之间的距离,可缓解低频切换过程中对中、高频的影响。
上述第一天线单元12及第二天线单元14均与系统地连接,且该第一天线单元12与第二天线单元14在移动终端的宽度方向上依次设置。具体地,第一天线单元12位于接地点160与馈电点162之间,第二天线单元14位于馈电点162与第一断口20之间。其中,第一天线单元12和第二天线单元14均与辐射边框16间隔设置,该第一天线单元12和第二天线单元14通过与辐射边框16耦合的方式进行馈电,这样设计增加了天线系统中的辐射路径长度,从而使该天线系统能够产生多个工作频段,实现天线系统的多功能性。
如图1所示,第一天线单元12为长条状结构,第二天线单元14为弯折结构。该第二天线单元14的辐射路径的长度大于第一天线单元12的辐射路径的长度。通过将第二天线单元14设计成弯折结构,可在有限的空间内增加第二天线单元14的有效电长度,使得第二天线单元14能够覆盖更多的工作频段,提高第二天线单元14的辐射性能。
需要说明的是,第一天线单元12及第二天线单元14的形状、大小及位置可调,通过调节第一天线单元12及第二天线单元14的形状、大小及位置,可使第一天线单元12和第二天线单元14满足不同的工作频段及带宽。
基于上述结构,辐射边框16上从接地点160至第一断口20的部位能够产生第一工作频率,该第一工作频率在700MHz至960MHz的范围内。而第二天线单元14能够产生第二工作频率,辐射边框16上从馈电点162至第一断口20的部位能够产生第三工作频率,该第二工作频率及第三工作频率在1710MHz至2690MHz的范围内。第一天线单元12能够产生第四工作频率,该第四工作频率在5150MHz至5850MHz的范围内。其中,第一工作频率、第二工作频率、第三工作频率及第四工作频率依次增大。优选地,该第一工作频率为900MHz,第二工作频率为1800MHz,第三工作频率为2300MHz,第四工作频率为5200MHz。
另外,辐射边框16上从接地点160至第一断口20的部位的高次谐波能够产生第五工作频率,该第五工作频率在3400MHz至3600MHz的范围内。也就是说,第五工作频率大于第三工作频率,且小于第四工作频率。优选地,第五工作频率为3500MHz。
综上可知,本发明的天线系统在金属壳体的环境下以及有限的净空区域内可实现4G LTE(Long Term Evolution,长期演进)全频段、WIFI双频、蓝牙频段以及5G通信频段的覆盖。
在本申请的一个实施例中,天线系统还包括可调谐开关24,上述馈电点162与射频馈源之间连接有此可调谐开关24,具体地,可调谐开关24包括开关本体及多个并列设置的分立元件,各分立元件为电感元件、电容元件、电阻元件中的一种或多种,开关本体能够与各分立元件中的一者连接。其中,通过开关本体与不同的分立元件连接,可对辐射边框16上从接地点160至第一断口20的部位产生的第一工作频率进行调节。
可选地,上述可调谐开关24包括四个不同的分立元件,当开关本体与不同的分立元件连接后,该天线系统覆盖的工作频段的回拨损耗如图2所示。其中,图2中的纵坐标表示回拨损耗,单位:dB;横坐标表示工作频率,单位:MHz(兆赫兹)。
需要说明的是,本发明中的天线系统主要利用了辐射边框16上接地点160至第一断口20的部分,而辐射边框16上接地点160至第二断口22的部分并未被利用。为避免资源浪费,可参照本发明的天线系统在辐射边框16上接地点160至第二断口22的部分也设计近似的天线方案,以实现移动终端内天线的多输入多输出功能,提高移动终端内天线的辐射性能。
其中,当辐射边框16上接地点160至第二断口22的部分也设计近似包括第一天线单元12和第二天线单元14的天线方案时,为了保证各天线之间的隔离度,从而提高天线的辐射性能,优选地,辐射边框16上还具有隔离点164,该隔离点164位于第一断口20与接地点160之间,并与系统地连接,以避免隔离接地点160两侧的天线相互干扰。
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,用于移动终端,其特征在于,包括金属壳体、线路板、第一天线单元及第二天线单元,
所述线路板位于所述金属壳体内,所述线路板包括系统地及射频馈源,
所述金属壳体包括辐射边框及接地背壳,所述辐射边框的两端与接地背壳之间分别形成有第一断口及第二断口,所述辐射边框具有接地点及馈电点,所述接地点与所述系统地连接,所述馈电点与所述射频馈源连接,所述接地点相较于所述第一断口更靠近所述第二断口,所述馈电点相较于所述第二断口更靠近所述第一断口;
所述第一天线单元与所述第二天线单元均与所述系统地连接,且所述第一天线单元和所述第二天线单元均与所述辐射边框间隔设置,并与所述辐射边框耦合,所述第一天线单元位于所述接地点与所述馈电点之间,所述第二天线单元位于所述馈电点与所述第一断口之间。
2.根据权利要求1所述的天线系统,其特征在于,
所述辐射边框上从所述接地点至所述第一断口的部位能够产生第一工作频率;
所述第二天线单元能够产生第二工作频率;
所述辐射边框上从所述馈电点至所述第一断口的部位能够产生第三工作频率;
所述第一天线单元能够产生第四工作频率;
其中,所述第一工作频率、所述第二工作频率、所述第三工作频率及所述第四工作频率依次增大。
3.根据权利要求2所述的天线系统,其特征在于,
所述辐射边框上从所述接地点至所述第一断口的部位的高次谐波能够产生第五工作频率,所述第五工作频率大于所述第三工作频率,且小于所述第四工作频率。
4.根据权利要求1所述的天线系统,其特征在于,还包括可调谐开关,所述馈电点与所述射频馈源之间连接有所述可调谐开关。
5.根据权利要求1所述的天线系统,其特征在于,所述辐射边框上还具有隔离点,所述隔离点位于所述第一断口与所述接地点之间,所述隔离点与所述系统地连接。
6.根据权利要求1所述的天线系统,其特征在于,所述第一天线单元为长条状结构,所述第二天线单元为弯折结构。
7.根据权利要求6所述的天线系统,其特征在于,所述第二天线单元的辐射路径的长度大于所述第一天线单元的辐射路径的长度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的天线系统,其特征在于,所述第一断口和所述第二断口沿所述移动终端的宽度方向相对设置。
9.根据权利要求8所述的天线系统,其特征在于,所述第一断口和所述第二断口的宽度均在1.5mm至2mm的范围内,所述宽度所在的方向为所述移动终端的长度方向。
10.一种移动终端,其特征在于,包括权利要求1至9中任一项所述的天线系统。
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