CN108288759B - 一种天线系统及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种天线系统，应用于移动终端，所述移动终端包括金属边框，所述天线系统还包括第一辐射部、第二辐射部和馈电点接入部；所述第二辐射部由所述底部边框形成，所述第一辐射部贴合在所述底盖的内侧空间并围设在所述底部边框旁边，所述馈电点接入部位于所述第一辐射部与所述底部边框围设的空间内，并贴合在所述底盖的内侧空间。本发明实施方式相对于现有技术而言，天线系统的第二辐射部由底部边框形成，从而减少了天线占用的空间；第一辐射部贴合在底盖的内侧空间，通过贴合在底盖内侧空间，增加了天线的走线空间，同时增加了天线高度，提高了天线系统的接收或发送信号的能力。

Description

一种天线系统及移动终端

技术领域

本发明实施例涉及通信领域，特别涉及一种天线系统及移动终端。

背景技术

随着通信技术的迅猛发展，无线移动装置越来越多，特别是手机，人们不在只满足于简单的通话功能，对手机的质感要求也越来越高，因而手机机身采用金属外壳或金属边框的设计被广泛使用。

但本发明的发明人发现，在采用全金属外壳或金属边框的移动终端的设计中，一个技术难点是金属壳体会在一定程度上屏蔽天线接收和发送的信号，严重影响天线的性能。并且，随着现有的手机越来越薄，预留给天线的空间变得越来越小，天线的环境变得越来越差，这就进一步限制了天线的辐射性能还有天线的带宽。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种天线系统和移动终端，在薄型移动终端的情况下，增加天线的走线空间，提高天线接收或发送信号的能力。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种天线系统，应用于移动终端，移动终端包括外壳以及设于外壳内的电路板，外壳包括后盖以及沿后盖的周缘弯折延伸的金属边框，后盖包括非金属顶盖、非金属底盖以及连接非金属顶盖和非金属底盖的金属中盖，金属边框分为顶部边框、底部边框、左侧边框和右侧边框，顶部边框设置在后盖的顶部并与非金属顶盖连接，底部边框设置在后盖的底部并与非金属底盖连接，左侧边框设置在后盖的左侧并与金属中盖连接，右侧边框设置在后盖的右侧并与金属中盖连接；

天线系统包括：设置于电路板上的馈电点、第一接地点、第二接地点以及调谐开关；天线系统还包括第一辐射部、第二辐射部和馈电点接入部；

第二辐射部由底部边框形成，底部边框包括与左侧边框连接的第一弧形转角边框、与右侧边框连接的第二弧形转角边框、夹设于第一弧形转角边框和第二弧形转角边框的直线边框，第一弧形转角边框和直线边框之间设有第一断缝，第二弧形转角边框和直线边框之间设有第二断缝；

第一辐射部贴合在底盖的内侧空间并围设在底部边框旁边，第一辐射部包括与第一弧形转角边框连接的第一末端部，与直线边框连接的第二末端部；馈电点接入部位于第一辐射部与底部边框围设的空间内，并贴合在底盖的内侧空间，馈电点接入部与直线边框连接；第一辐射部与第一接地点电连接并通过调谐开关与第二接地点电连接，馈电点接入部与馈电点电连接；第一辐射部的一端与第一弧形转角边框连接，第一辐射部的另一端以及馈电点接入部均与直线边框连接；

第一辐射部的第一末端部与第一接地点连接，第一辐射部还通过调谐开关与第二接地点连接，馈电点接入部与馈电点连接。

本发明的实施方式还提供了一种移动终端，包括上述的天线系统。

本发明实施方式相对于现有技术而言，天线系统包括了第一辐射部、第二辐射部和馈电点接入部；而第二辐射部由底部边框形成，从而减少了天线占用的空间，且底部边框设置有两个断缝，便于第二辐射部产生的信号可以通过两个断缝向外辐射；第一辐射部贴合在底盖的内侧空间，增加了天线的走线空间，同时增加了天线高度，提高了天线系统的接收和发送信号的能力，且无需占用音腔BOX的空间。第一辐射部通过调谐开关与第二接地点电连接，从而使得该天线系统的覆盖更多的频段，增强天线系统的适用性。

另外，第一辐射部还包括依次相连的第一辐射段、第二辐射段和第三辐射段；第一辐射段与第二末端部相接并沿垂直该直线边框的方向延伸且与第二辐射段的一端连接；第二辐射段沿平行于直线边框的方向延伸且与第三辐射段的一端连接；第三辐射段向第一末端部延伸并与第一末端部连接，第三辐射段与第二辐射段之间的夹角为钝角。第一辐射部通过第一辐射段、第二辐射段和第三辐射段之间的连接，最大的限度的增加了天线系统的高度，从而增加天线系统的收发信号的能力。

另外，第一辐射部还包括第五辐射段和第六辐射段，第六辐射段与设置在电路板上的调谐开关电连接，用于调节天线系统的工作频段；第五辐射段从第二辐射段中间位置向靠近直线边框的方向延伸，且与第六辐射段的一端连接；第六辐射段与第五辐射段之间的夹角为直角，第六辐射段沿平行于直线边框的方向延伸并穿过第一辐射段的中间位置，第六辐射段远离第五辐射段的另一端与调谐开关电连接。第五辐射段和第六辐射段连接，增加了第一辐射部的走线空间，进一步提高天线系统的收发信号的能力，同时第六辐射段与调谐开关电连接，通过调谐开关可以进一步调节天线系统的工作频段。

另外，调谐开关分别工作于四个工作状态：当调谐开关切换至第一工作状态时，天线系统覆盖824MHZ至894MHZ；当调谐开关切换至第二工作状态时，天线系统覆盖880MHZ至960MHZ；当调谐开关切换至第三工作状态时，天线系统覆盖880MHZ至960MHZ、1710MHZ至1880MHZ；当所述调谐开关切换至第四工作状态时，天线系统覆盖1850MHZ至2170MHZ以及2500MHZ至2690MHZ。当调谐开关处于不同的工作状态时，天线系统覆盖不同的工作频段，增强了天线系统的辐射的覆盖范围。

另外，第一末端部、第二末端部和馈电点接入部均与第二辐射部采用螺接的方式连接固定。采用螺接的方式连接固定不仅连接的牢固，且使得第一末端部、第二末端部以及馈电点接入部均与第二辐射部充分接触。

另外，电路板朝向底盖的一侧设有与第一接地点连接的第一金属弹片，与馈电点连接的第二金属弹片以及与通过调谐开关与第二接地点连接的第三金属弹片；第一末端部与第一金属弹片连接，馈电点接入部与第二金属弹片连接，第六辐射段远离第五辐射段的一端与第三金属弹片连接。通过设置金属弹片，便于第一末端部与第一接地点电连接，馈电点接入部与馈电点电连接，第六辐射段远离第五辐射段的一端通过调谐开关与第二接地点电连接。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明第一实施方式中移动终端的结构示意图；

图2是根据本发明第一实施方式中天线系统中第二辐射部的结构示意图；

图3是根据本发明第一实施方式中天线系统中第一辐射部的结构示意图；

图4是根据本发明第一实施方式中天线系统中各个部件的连接关系示意图；

图5是根据本发明第一实施方式中天线系统中调谐开关的结构示意图；

图6是根据本发明第一实施方式中天线系统中的原理示意图；

图7是根据本发明第一实施方式中天线系统中设置连接器的位置示意图。

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，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种天线系统，应用于移动终端，移动终端可以是智能手机、PAD等。本实施方式中，移动终端以智能手机为例进行说明。移动终端的结构如图1所示，包括外壳以及设于外壳内的电路板(图1中示出)，外壳包括后盖以及沿后盖的周缘弯折延伸的金属边框，后盖包括非金属顶盖1011、非金属底盖1012以及连接非金属顶盖1011和非金属底盖1012的金属中盖1013，金属边框分为顶部边框1021、底部边框1022、左侧边框1023和右侧边框1024，顶部边框1021设置在后盖的顶部并与非金属顶盖1011连接，底部边框1022设置在后盖的底部并与非金属底盖1012连接，左侧边框1023设置在后盖的左侧并与金属中盖1013连接，右侧边框1024设置在后盖的右侧并与金属中盖1013连接。

天线系统具体结构如图2、图3和图4所示。天线系统包括：设置于电路板20上的馈电点202、第一接地点201、第二接地点203以及调谐开关204；天线系统还包括第一辐射部304、第二辐射部305和馈电点接入部306。

如图2中所示，第二辐射部305由底部边框形成，底部边框包括与左侧边框1023连接的第一弧形转角边框1022a、与右侧边框1024连接的第二弧形转角边框1022b、夹设于第一弧形转角边框1022a和第二弧形转角边框1022b的直线边框1022c，第一弧形转角边框1022a和直线边框1022c之间设有第一断缝3051，第二弧形转角边框1022b和直线边框1022c之间设有第二断缝3052。

第一辐射部的具体结构如图3所示，第一辐射部304贴合在底盖1012的内侧空间并围设在底部边框旁边，第一辐射部304包括与第一弧形转角边框1022a连接的第一末端部3041，与直线边框1022c连接的第二末端部3042；馈电点接入部306位于第一辐射部304与底部边框围设的空间内，并贴合在底盖1012的内侧空间，馈电点接入部306与直线边框1022c连接；第一辐射部304的一端与第一弧形转角边框1022a连接，第一辐射部304的另一端以及馈电点接入部306均与直线边框1022c连接。

如图3中所示，第一辐射部304还包括依次相连的第一辐射段3043、第二辐射段3044和第三辐射段3045；第一辐射段3043与第二末端部3042相接并沿垂直该直线边框1022c的方向延伸且与第二辐射段3044的一端连接；第二辐射段3044沿平行于直线边框1022c的方向延伸且与第三辐射段3045的一端连接；第三辐射段3045向第一末端部3041延伸并与第一末端部3041连接，第三辐射段3045与第二辐射段3044之间的夹角为钝角。

具体实施中，第一辐射部304还包括第五辐射段3046和第六辐射段3047；第五辐射段3046从第二辐射段3044中间位置向靠近直线边框1022c的方向延伸，且与第六辐射段3047的一端连接；第六辐射段3047与第五辐射段3046之间的夹角为直角，第六辐射段3047沿平行于直线边框1022c的方向延伸并穿过第一辐射段3043的中间位置。

具体的说，第一辐射部304可以为FPC天线也可以采用LDS工艺制成。第一辐射段3043与第二末端部3042的总长度应最大限度的接近该移动终端的底盖1012内侧空间的宽度，即金属中盖1013距底部边框1022的距离，例如，假设底盖内侧空间的宽度为9.2mm，那么该第一辐射段和第二末端部的总长度可以设为9.0mm。第二末端部3042与直线边框1022c连接，第一末端部3041的一端与第一弧形转角边框1022a连接。

如图3、图4中所示，第一末端部3041上设置有与第一接地点201电连接的接地位a，馈电点接入部306设置有与馈电点202连接的馈电位b，第六辐射段3047设置有与第二接地点203连接的开关位c。具体的，在电路板20朝向底盖的一侧设有与第一接地点201连接的第一金属弹片201a，与馈电点202连接的第二金属弹片202b，与第二接地点203连接的第三金属弹片203c。当移动终端的外壳与电路板20契合时，贴合在底盖1012上的第一末端部3041通过与第一金属弹片201a抵接而与第一接地点201电连接，馈电点接入部306通过与第二金属弹片202a抵接而与馈电点202电连接，第六辐射段3047远离第五辐射段3046的一端通过与第三金属弹片203a抵接而与调谐开关204电连接，再进一步连接至第二接地点203电连接。

此外，值得一提的是，在电路板20上设置3处精密连接器(Pogo Pin)连接电路板和金属中盖1013，如图7所示，在图1、2、3处各设置一个Pogo Pin，使金属中盖充分的接地，从而防止杂波的产生。

上述结构中，通过金属弹片连接，在外力的作用下，也不易发生连接脱落的情况，确保了天线系统的稳定性，同时，电路板20与金属中盖1013通过精密连接器连接，使得金属中盖1013充分接地，防止了杂波的产生，进一步增强了天线系统的接收/发送信号的能力。

具体实施中，第一末端部3041、第二末端部3042和馈电点接入部306均与第二辐射部采用螺接的方式连接固定，其螺接点分别如图4中所示的A、B、D。具体的，第一末端部3041的一端可以设置螺孔，第二辐射部305中的第一弧形转角边框1022a也设置同样的螺孔，以便第一末端部3041与第一弧形转角边框1022a采用螺接方式固定。第二末端部3042的一端和馈电点接入部306的一端也设置螺孔，直线边框1022c的对应位置也设置螺孔，以便第二末端部3042的一端和馈电点接入部306的一端分别与直线边框1022c采用螺接方式固定。

具体实施中，调谐开关分别工作于四个工作状态：当调谐开关切换至第一工作状态时，天线系统覆盖824MHZ至894MHZ；当调谐开关切换至第二工作状态时，天线系统覆盖880MHZ至960MHZ；当调谐开关切换至第三工作状态时，天线系统覆盖880MHZ至960MHZ、1710MHZ至1880MHZ；当调谐开关切换至第四工作状态时，天线系统覆盖1850MHZ至2170MHZ以及2500MHZ至2690MHZ。

具体的说，调谐开关的具体结构如图5所示，第一辐射部304的第六辐射段3047远离第五辐射段3046的另一端与调谐开关的射频控制端口RFC电连接，RFC与电平端口VBATT连接，调谐开关通过与控制器连接的控制端口CTRL连接，从而实现对调谐开关进行工作状态的切换。其中，当开关切至RF1端口时，调谐开关切换至第一工作状态，RF1端口连接的调谐电路的阻抗为12PF，此时，天线系统覆盖824MHZ至894MHZ；当开关切至RF2端口时，调谐开关切换至第二工作状态，RF2端口连接的调谐电路的阻抗为2.2NH，天线系统覆盖880MHZ至960MHZ、1710MHZ至1880MHZ；当开关切至RF3端口时，调谐开关切换至第三工作状态，RF3端口连接的调谐电路的阻抗为0Ω；当开关切至RF4端口时，调谐开关切换至第四工作状态，RF4端口连接的调谐电路的阻抗为0.5PF，天线系统覆盖1850MHZ至2170MHZ以及2500MHZ至2690MHZ。

通过调谐开关切换不同的端口，连接不同阻抗的调谐电路，改变天线系统的阻抗，从而实现天线系统切换不同的工作频段，增大了天线系统的工作频段。图6为该天线系统的原理图，其中，单虚线标识低频辐射区(824MHZ至960MHZ)和中频辐射区(1710MHZ至1880MHZ)，而粗体虚线表示高频辐射区1850MHZ至2170MHZ和2500MHZ至2690MHZ。

值得一提的是，该天线系统设置于移动终端的底部，其中，移动终端的底部位于移动终端显示屏的下方区域，该移动终端底部可以包括音腔BOX、USB接口等；当然，若移动终端中的指纹识别模组也可以位于该移动终端的底部。如图4所示，天线系统中的第一辐射部贴合于底盖1012的内侧空间的左侧，靠近左侧边框1023的位置。在该底盖的内侧空间的中间区域为指纹识别模组和USB接口的预留空间，中间区域的右侧，即靠近右侧边框1024的区域为音腔BOX的预留空间。当然，此处仅为举例说明，并不对本发明的技术方案的保护范围构成限定。

本发明实施方式相对于现有技术而言，天线系统包括了第一辐射部、第二辐射部和馈电点接入部；而第二辐射部由底部边框形成，从而减少了天线占用的空间，且底部边框设置有两个断缝，便于第二辐射部产生的信号可以通过两个断缝向外辐射；第一辐射部贴合在底盖的内侧空间，通过贴合在底盖内侧空间，增加了天线的走线空间，同时增加了天线高度，提高了天线系统的接收或发送信号的能力，且由于天线系统无需占用音腔BOX的空间，可以减小移动终端的厚度，减少移动终端的体积。且第一辐射部通过调谐开关与第二接地点电连接，从而使得该天线系统的覆盖更多的频段，增强天线系统的适用性。

本发明的第二实施方式提供了一种移动终端，该移动终端包括上述第一实施方式所提供的天线系统。

当然，该移动终端还应当包括处理器、存储器等硬件，其中，存储器和处理器采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器和存储器的各种电路链接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和天线系统之间提供接口。经处理器处理的数据通过天线系统在无线介质上进行传输，进一步，天线系统还接收数据并将数据传送给处理器。处理器负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种天线系统，应用于移动终端，所述移动终端包括外壳以及设于所述外壳内的电路板，所述外壳包括后盖以及沿所述后盖的周缘弯折延伸的金属边框，所述后盖包括非金属顶盖、非金属底盖以及连接所述非金属顶盖和所述非金属底盖的金属中盖，所述金属边框分为顶部边框、底部边框、左侧边框和右侧边框，所述顶部边框设置在所述后盖的顶部并与所述非金属顶盖连接，所述底部边框设置在所述后盖的底部并与所述非金属底盖连接，所述左侧边框设置在所述后盖的左侧并与所述金属中盖连接，所述右侧边框设置在所述后盖的右侧并与所述金属中盖连接；其特征在于，

所述天线系统包括：设置于所述电路板上的馈电点、第一接地点、第二接地点以及调谐开关；所述天线系统还包括第一辐射部、第二辐射部和馈电点接入部；

所述第二辐射部由所述底部边框形成，所述底部边框包括与所述左侧边框连接的第一弧形转角边框、与所述右侧边框连接的第二弧形转角边框、夹设于所述第一弧形转角边框和所述第二弧形转角边框的直线边框，所述第一弧形转角边框和所述直线边框之间设有第一断缝，所述第二弧形转角边框和所述直线边框之间设有第二断缝；

所述第一辐射部贴合在所述底盖的内侧空间并围设在所述底部边框旁边，所述第一辐射部包括与所述第一弧形转角边框连接的第一末端部，与所述直线边框连接的第二末端部；

所述馈电点接入部位于所述第一辐射部与所述底部边框围设的空间内，并贴合在所述底盖的内侧空间，所述馈电点接入部与所述直线边框连接；

所述第一辐射部与所述第一接地点电连接并通过所述调谐开关与所述第二接地点电连接，所述馈电点接入部与所述馈电点电连接；所述第一辐射部的一端与所述第一弧形转角边框连接，所述第一辐射部的另一端以及所述馈电点接入部均与所述直线边框连接；

所述第一辐射部的所述第一末端部与所述第一接地点连接，所述第一辐射部还通过所述调谐开关与所述第二接地点连接，所述馈电点接入部与所述馈电点连接。

2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一辐射部还包括依次相连的第一辐射段、第二辐射段和第三辐射段；

所述第一辐射段与所述第二末端部相接并沿垂直所述直线边框的方向延伸且与所述第二辐射段的一端连接；

所述第二辐射段沿平行于所述直线边框的方向延伸且与所述第三辐射段的一端连接；

所述第三辐射段向所述第一末端部延伸并与所述第一末端部连接，所述第三辐射段与所述第二辐射段之间的夹角为钝角。

3.根据权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述第一辐射部还包括第五辐射段和第六辐射段，所述第六辐射段与设置在所述电路板上的调谐开关电连接，用于调节所述天线系统的工作频段；

所述第五辐射段从第二辐射段中间位置向靠近所述直线边框的方向延伸，且与所述第六辐射段的一端连接；

所述第六辐射段与所述第五辐射段之间的夹角为直角，所述第六辐射段沿平行于所述直线边框的方向延伸并穿过所述第一辐射段的中间位置，所述第六辐射段远离所述第五辐射段的另一端与所述调谐开关电连接。

4.根据权利要求3所述的天线系统，其特征在于，所述调谐开关分别工作于四个工作状态：

当所述调谐开关切换至第一工作状态时，所述天线系统覆盖824MHZ至894MHZ；

当所述调谐开关切换至第二工作状态时，所述天线系统覆盖880MHZ至960MHZ；

当所述调谐开关切换至第三工作状态时，所述天线系统覆盖880MHZ至960MHZ、1710MHZ至1880MHZ；

当所述调谐开关切换至第四工作状态时，所述天线系统覆盖1850MHZ至2170MHZ以及2500MHZ至2690MHZ。

5.根据权利要求4所述的天线系统，其特征在于，所述第一末端部、所述第二末端部和所述馈电点接入部均与所述第二辐射部采用螺接的方式连接固定。

6.根据权利要求5中所述的天线系统，其特征在于，所述电路板朝向所述底盖的一侧设有与所述第一接地点连接的第一金属弹片，与馈电点连接的第二金属弹片以及与通过所述调谐开关与第二接地点连接的第三金属弹片；

所述第一末端部与所述第一金属弹片连接，所述馈电点接入部与所述第二金属弹片连接，所述第六辐射段远离所述第五辐射段的一端与所述第三金属弹片连接。

7.一种移动终端，其特征在于，包括：如权利要求1至6中任一项所述的天线系统。

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