CN108288767B - 天线系统及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及种天线系统及移动终端。天线系统包括：上边框，具有馈电点、接地点以及连接地，接地点设置于馈电点与连接地之间；系统地；馈源；匹配网络，包括串联设置的一阶带阻滤波器和第一电容件；第一电感件；上边框设置于系统地的一侧外周，系统地与上边框之间形成净空区域；馈源通过所述匹配网络与馈电点连接；接地点通过第一电感件与系统地连接；连接地与系统地连接，以形成GPS天线、WIFI 2.4G天线和WIFI 5G天线。本发明能够使天线系统同时覆盖GPS天线、WIFI 2.4G天线和WIFI 5G天线。

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
在通讯领域，多频段一直是移动通信的发展方向。现有移动终端如手机的天线系统包括后壳和边框，后壳与边框之间设有净空区域，由于受移动终端体积的影响，净空区域较小，且由于在目前的金属边框天线架构中，上天线包含有分集天线和NC天线，分集天线占用了大部分金属边框，所以留给NC天线的辐射体很少，或者说为了保证分集天线性能，NC天线在保证性能的前提下越短越好。因此，留给NC天线的辐射体的长度有限，很难同时覆盖GPS、WIFI 2.4G、WIFI5G，尤其是WIFI 5G频段。然而，WIFI 5G的应用将会成为通信领域的发展趋势，因此，需要尽快提出一种天线系统，同时覆盖GPS、WIFI 2.4G、WIFI 5G。
发明内容
本发明提供了一种天线系统及移动终端，能够解决上述问题。
本发明的第一方面提供了一种天线系统，包括：
上边框，具有馈电点、接地点以及连接地，所述接地点设置于所述馈电点与所述连接地之间；
系统地；
馈源；
匹配网络，包括串联设置的一阶带阻滤波器和第一电容件；
第一电感件；
所述上边框设置于所述系统地的一侧外周，所述系统地与所述上边框之间形成净空区域；
所述馈源通过所述匹配网络与所述馈电点连接；所述接地点通过所述第一电感件与所述系统地连接；所述连接地与所述系统地连接，以形成GPS天线、WIFI 2.4G天线和WIFI5G天线。
可选地，所述一阶带阻滤波器包括并联设置的第二电感件和第二电容件。
可选地，所述匹配网络还包括第三电感件，所述第三电感件串联于所述第一电容件与所述馈源之间。
可选地，所述匹配网络还包括第四电感件，所述第四电感件的一端连接于所述系统地，另一端连接于所述一阶带阻滤波器与所述第一电容件之间。
可选地，所述上边框包括靠近所述接地点的第一端和靠近所述馈电点的第二端；
所述GPS天线、所述WIFI 2.4G天线和所述WIFI 5G天线的主辐射体包括所述上边框上位于所述接地点和所述第二端之间的部分。
可选地，
所述GPS天线的工作频段为1.575GHz±1.023GHz；
所述WIFI 2.4天线的工作频段为2.4GHz～2.5GHz；
所述WIFI 5G天线的工作频段为5.15GHz～5.85GHz。
可选地，所述净空区域包括相互连通的U型缝隙、第一侧缝和第二侧缝，所述U型缝隙与所述上边框相对设置；所述第一侧缝与所述第二侧缝分别设置于所述上边框的两端。
本发明的第二方面提供了一种移动终端，包括如上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，增加一阶带阻滤波器以及第一电感件，当一阶带阻滤波器的频率大于中心频率时，其成容性；当一阶带阻滤波器的频率小于中心频率时，其成感性，因此，通过调节一阶带阻滤波器的频率，能够使天线系统同时覆盖GPS天线、WIFI 2.4G天线和WIFI 5G天线；且通过设置第一电感件，能够调节WIFI 5G天线的高模态，从而覆盖WIFI 5G的全部频段。
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为本发明所提供的天线系统的一种具体实施例的结构示意图；
图2为本发明所提供的天线系统的一种具体实施例的正视图；
图3为本发明所提供的天线系统的一种具体实施例的局部视图；
图4为本发明所提供的天线系统的一种具体实施例的等效电路图；
图5为本发明所提供的天线系统的一种具体实施例的回波损耗图；
图6为本发明所提供的天线系统的一种具体实施例的辐射效率图。
附图标记：
10-上边框；
11-馈电点；
12-接地点；
13-连接地；
14-第一端；
15-第二端；
20-系统地；
30-净空区域；
31-U型缝隙；
32-第一侧缝；
33-第二侧缝；
40-匹配网络；
41-一阶带阻滤波器；
411-第二电感件；
412-第二电容件；
42-第四电感件；
43-第一电容件；
44-第三电感件；
50-第一电感件；
60-馈源。
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1-4所示，本发明实施例提供了一种天线系统，可以应用于移动终端，如手机。天线系统包括上边框10、系统地20、馈源60、匹配网络40和第一电感件50，上边框10具有馈电点11、接地点12以及连接地13，接地点12设置于馈电点11与连接地13之间。匹配网络40包括串联设置的一阶带阻滤波器41和第一电容件43。上边框10设置于系统地20的一侧外周，系统地20与上边框10之间形成净空区域30；馈源60通过匹配网络40与馈电点11连接；接地点12通过第一电感件50与系统地20连接；连接地13系统地20连接，以形成GPS天线、WIFI2.4G天线和WIFI5G天线。
上述天线系统，增加一阶带阻滤波器41以及第一电感件43，当一阶带阻滤波器41的频率大于中心频率时，其成容性；当一阶带阻滤波器41的频率小于中心频率时，其成感性，因此，通过调节一阶带阻滤波器41的频率，能够使天线系统同时覆盖GPS天线、WIFI2.4G天线和WIFI 5G天线；且通过设置第一电感件43，能够调节WIFI 5G天线的高模态，从而覆盖WIFI 5G的全部频段。
可以理解地，天线系统还包括电路板，上述馈源60设置于电路板上。此外，天线系统还可以包括边框，边框环绕设置于系统地20的外周。边框相对的两个侧部均设置有断缝，以在边框的顶部形成上边框10。边框可以为矩形框，上边框10至少包括矩形框的一个宽边部分。上边框10包括靠近接地点12的第一端14和靠近馈电点11的第二端15，如图2-3所示，即第一端14和第二端15位于两个断缝处。
上述净空区域30包括相互连通的U型缝隙31、第一侧缝32和第二侧缝33，如图2-3所示，U型缝隙31与上边框10相对设置；第一侧缝32与第二侧缝33分别设置于上边框10的两端，即上述两个断缝形成了第一侧缝32和第二侧缝33。
由于U型缝隙31太宽会降低整个移动终端的连接强度，而U型缝隙31太窄又会降低天线系统的性能，因此，为了保证移动终端的强度和天线系统的性能，U型缝隙31的宽度D1(如图3所示)为1.5mm～10mm，如2mm、2.5mm、6mm、8mm、9mm、10mm。
同理，第一侧缝32和第二侧缝33的宽度D2(如图3所示)选为1mm～3mm，如1.5mm、2mm、2.5mm
可选地，在边框为矩形框时，边框的尺寸可以为162mm×80mmm×5mm，沿矩形框的宽度方向，馈电点11与边框的外边缘的最小距离L1为5mm，接地点12与边框的外边缘的最小距离L2为23mm，连接地13与接地点12的距离L3为3mm。
其中，如图4所示，一阶带阻滤波器41包括并联设置的第二电感件411和第二电容件412，采用这种方式，可以使该通路在不同频率呈现不同的阻抗特性已达到GPS、WIFI2.4G和WIFI 5G同时实现阻抗匹配。
可选地，一阶带阻滤波器41的中心频率在2.4GHz～5GHz之间，以更好形成与GPS天线、WIFI 2.4G天线以及WIFI 5G天线。
匹配网络40还可以包括第三电感件44，第三电感件44串联于第一电容件43与馈源60之间，通过增加第三电感件44，能够调节WIFI 5G天线的频带带宽，以提高WIFI 5G天线的性能。
进一步地，匹配网络40还包括第四电感件42，第四电感件42的一端连接于系统地20，另一端连接于一阶带阻滤波器41与第一电容件43之间，通过增加第四电感件42，能够对GPS天线的谐振位置进行调节，以提高GPS天线的性能。
具体地，GPS天线、WIFI 2.4G天线和WIFI 5G天线的主辐射体包括上边框10上位于连接地13第二端15之间的部分，也就是说该部分的谐振频率能够覆盖GPS天线、WIFI 2.4G天线和WIFI 5G天线的工作频率。
其中，GPS天线的工作频段为1.575GHz±1.023GHz；WIFI 2.4天线的工作频段为2.4GHz～2.5GHz；WIFI 5G天线的工作频段为5.15GHz～5.85GHz。
需要说明的是，在天线系统中，不仅包括GPS天线、WIFI 2.4G天线和WIFI 5G天线，还包括分集天线，可选地，分集天线也设置于上边框10，分集天线的主辐射体可以包括上边框10上位于第一端14和连接地13的部分，也就是说，本发明的天线系统，分集天线与NC天线(包括GPS天线、WIFI 2.4G天线和WIFI 5G天线)能够同时设置于上边框10，NC天线设置于上边框10的右侧部分(以图3所示的视角进行说明)，分集天线设置于上边框10的左侧部分(以图3所示的视角进行说明)，通过匹配网络40和第一电感件50的设置，实现了在有限的辐射长度下(即上边框10的长度)，同时覆盖了分集天线、GPS天线、WIFI 2.4G天线和WIFI 5G天线。
上述第一电感件50、第二电感件411、第三电感件44和第四电感件42可以均为可调电感件，也可以为定值电感件，具体的电感值可以根据天线系统需要匹配。同理，第一电容件43和第二电容件412可以为可调电容件，具体的电容值可以根据天线系统需要设置。一种实施例中，第一电感件50的电感值为13n，第二电感件411的电感值为5.8n，第三电感件44的电感值为3.9n，第四电感件42的电感值为82n，第一电容件43的电容值为0.3p，第二电容件412的电容值为0.52p。采用上述电感值和电容值的匹配，本发明的天线系统的回波损耗图如图5所示，辐射效率图如图6所示，由图5-6可以看出，GPS天线、WIFI 2.4G天线和WIFI 5G天线的性能良好。
此外，本发明还提供了一种移动终端，如手机，包括上述任一实施例所述的天线系统。
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 (6)

1.一种天线系统，其特征在于，包括：
上边框，具有馈电点、接地点以及连接地，所述接地点设置于所述馈电点与所述连接地之间；
系统地；
馈源；
匹配网络，包括串联设置的一阶带阻滤波器和第一电容件，还包括第三电感件和第四电感件，所述第三电感件串联于所述第一电容件与所述馈源之间；所述第四电感件的一端连接于所述系统地，另一端连接于所述一阶带阻滤波器与所述第一电容件之间，所述一阶带阻滤波器与所述馈电点连接；
第一电感件；
所述上边框设置于所述系统地的一侧外周，所述系统地与所述上边框之间形成净空区域；
所述馈源通过所述匹配网络与所述馈电点连接；所述接地点通过所述第一电感件与所述系统地连接；所述连接地与所述系统地连接，以形成GPS天线、WIFI 2.4G天线和WIFI 5G天线。
2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述一阶带阻滤波器包括并联设置的第二电感件和第二电容件。
3.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述上边框包括靠近所述接地点的第一端和靠近所述馈电点的第二端；
所述GPS天线、所述WIFI 2.4G天线和所述WIFI 5G天线的主辐射体包括所述上边框上位于所述连接地和所述第二端之间的部分。
4.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述GPS天线的工作频段为1.575GHz±1.023GHz；
所述WIFI 2.4G天线的工作频段为2.4GHz～2.5GHz；
所述WIFI 5G天线的工作频段为5.15GHz～5.85GHz。
5.根据权利要求1-4任一项所述的天线系统，其特征在于，所述净空区域包括相互连通的U型缝隙、第一侧缝和第二侧缝，所述U型缝隙与所述上边框相对设置；所述第一侧缝与所述第二侧缝分别设置于所述上边框的两端。
6.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的天线系统。
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