CN108321515B - 一种天线系统及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信领域，公开了一种天线系统及移动终端。该天线系统包括设有馈电点和接地点的电路板、容置电路板的壳体，与馈电点和接地点接触导通且收容于壳体内的天线辐射部；其中，电路板上设置有USB接口，天线辐射部至少部分位于USB接口的正上方；天线辐射部与壳体之间设置有金属调谐部，且金属调谐部位于USB接口的正上方以实现对天线辐射部的中高频调谐。本发明提供的天线系统及移动终端相对于现有技术而言，无需引入射频开关、调谐器等功耗器件，就能够拓宽所需频段带宽，实现通信全频段的覆盖，降低复杂度。

Description

一种天线系统及移动终端
技术领域
本发明涉及通信领域，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，LTE(Long Term Evolution，长期演进)要求天线覆盖的频段越来越宽，而低频(824-960MHz)、中频(1710-2170MHz)及高频(2300-2690MHz)这三个频段比较难以实现，尤其是中高频(1710-2690MHz)。现有技术中，通常通过增加射频开关(RF switch)或者调谐器(tuner)分状态来实现上述中频及高频，或者通过多个天线分频段实现。
但本发明的发明人发现，在现有技术中，随着手机机身搭配金属边框或者直接采用金属外壳的设计被广泛使用，以及现有手机越来越薄，使得天线可用的面积、高度越来越受限制，因此为射频开关、调谐器等预留的空间也越来越小，使得天线无法在各个频段自由切换。
另外，由于在天线中引入射频开关、调谐器等器件均会造成对天线自身的损耗，因此即使手机中预留给天线的空间足够，过多的引入射频开关、调谐器也会给天线带来更多的损耗，从而影响手机等移动终端的待机时长，影响用户体验。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种天线系统及移动终端，无需引入射频开关、调谐器等功耗器件，就能够拓宽所需频段带宽，实现通信全频段的覆盖，降低复杂度。
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，包括设有馈电点和接地点的电路板、容置电路板的壳体，与馈电点和接地点接触导通且收容于壳体内的天线辐射部；其中，电路板上设置有USB(通用串行总线，Universal Serial Bus)接口，天线辐射部至少部分位于USB接口的正上方；天线辐射部与壳体之间设置有金属调谐部，且金属调谐部位于USB接口的正上方以实现对天线辐射部的中高频调谐。
本发明的实施方式还提供了一种移动终端。该移动终端包括本发明任意实施方式提供的天线系统。
本发明实施方式相对于现有技术而言，提供了一种能够拓宽频段带宽的天线系统，该天线系统中通过在USB接口所对的壳体位置上设置一金属调谐部，从而可以利用金属调谐部与天线辐射部产生耦合，达到改变天线阻抗的效果，进而拓宽所需频段带宽，实现通信全频段覆盖的目的，并且该天线系统无需改变现有天线辐射部与电路板之间的设置关系，也不受限于天线辐射部的形状，实现方式简单。
另外，天线系统还包括金属调谐部支架；金属调谐部支架设置在壳体的内壁上，金属调谐部设置于金属调谐部支架上。通过在壳体的内壁上设置用于固定金属调谐部的金属调谐部支架，从而可以在壳体为金属材质时，避免金属调谐部与金属壳体直接接触产生的电磁场相互作用，影响金属调谐部改变天线阻抗。
另外，金属调谐部支架可拆卸的设置在壳体或者电路板上。通过设置金属调谐部支架为可拆卸的设置在壳体或者电路板上，从而可以达到二次利用，以及根据天线系统实际嵌设的移动终端的尺寸更换合适的金属调谐部支架。
另外，金属调谐部设置于壳体的内壁面或者外壁面上。
另外，金属调谐部为柔性电路板或采用激光直接成型技术制成。本发明提供了两种具体结构的金属调谐部，制备方便，操作简单。
另外，天线辐射部通过金属调谐部实现谐振位置调谐，金属调谐部的高次谐振的工作频段覆盖1710MHz-2690MHz。该天线系统中，通过将金属调谐部设置在USB接口对应的壳体上，用金属调谐部与天线辐射部产生耦合，改变天线阻抗的效果，使得天线辐射部能够通过金属调谐部实现谐振位置调谐，从而将高次谐振的工作频段拓宽到1710MHz-2690MHz，进而实现通信全频段的覆盖。
另外，金属调谐部采用铜或镍制成。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的天线系统的爆炸图；
图2是本发明第一实施方式的天线系统中金属调谐部在壳体上设置位置示意图；
图3是本发明第一实施方式的天线系统的反射系数图；
图4是本发明第一实施方式的天线系统的效率图；
图5是本发明第二实施方式的天线系统的爆炸图。
具体实施方式
为使本发明的目的、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发明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，也可以实现本发明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。如图1、图2所示，该天线系统包括电路板10、容置电路板10的壳体20、设置在电路板10上方空间的天线辐射部30及设置在天线辐射部30与壳体20之间的金属调谐部40。
电路板10上设有馈电点12和接地点11，天线辐射部30通过馈电点12和接地点11实现与电路板10的接插导通。
具体的说，馈电点12、接地点11和天线辐射部30均设置在靠近电路板10上USB接口的位置，并且，天线辐射部30至少有部分区域位于USB接口的正上方，金属调谐部40设置在天线辐射部30与所述壳体20之间，且位于USB接口正上方，从而通过电磁耦合，天线辐射部30可以通过金属调谐部40实现谐振位置调谐，达到对天线辐射部30的中高频调谐。
在本实施方式中，为了节省空间，将金属调谐部40设置在壳体20的内壁面上。金属调谐部40可以采用柔性电路板制成并固定在壳体20上，或者采用激光直接成型技术成型在壳体20上，从而可以避免由于碰撞或其他外界因素导致金属调谐部40脱离壳体20。当然，在其他的实施方式中，金属调谐部40也可以设置在壳体20的外壁面上
为了更加直观的看到本实施方式中提供的天线系统的反射系数(return loss)及天线效率，以下结合表1、图3和图4进行具体说明。
如图3所示，应用本实施方式中提供的天线系统(标识为“优化”)，90％以上的频段的反射系数都优于现有天线(标识为“原始”)的反射系数。如图4所示，应用本实施方式中提供的天线系统(标识为“优化”)，90％以上的频段提升的效率均高于现有天线(标识为“原始”)的效率。
表1中给出了3种范围的频段对应的平均效率(avg)、最大效率(max)及最低效率(min)。
Figure BDA0001538852240000041
Figure BDA0001538852240000051
表1
通过上述描述不难发现，与现有的天线相比，本实施方式中提供的天线系统，通过在USB接口上方的壳体20上设置金属调谐部40，从而可以利用金属调谐部40与天线辐射部30产生耦合，达到改变天线阻抗的效果，进而拓宽所需频段带宽，实现通信全频段覆盖的目的，并且该天线系统无需改变现有天线辐射部30与电路板10之间的设置关系，也不受限于天线辐射部30的形状，实现方式简单。
需要说明的是，本实施方式中给出的天线辐射部30的仅为常用的一种天线辐射部的形状，并不对本发明的技术方案构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据需要，设置不同形状的天线辐射部，此处不做限制。
在本实施方式中，金属调谐部40采用铜或镍制成。
需要说明的是，以上仅为举例说明，并不对本发明的技术方案构成限定。在实际应用中，本领域的技术人员可以根据需要，合理设置，此处不做限制。
本发明的第二实施方式与第一实施方式大致相同，如图5所示，区别在于金属调谐部40并不直接设置在壳体20的表面上，而是另外设置一个用于固定金属调谐部40的金属调谐部支架50，从而可以通过金属调谐部支架50实现将金属调谐部40悬浮设置于USB接口上方。
另外，为了使壳体20或金属调谐部支架50能够二次利用，本实施方式中具体采用可拆卸的方式将金属调谐部支架50设置在壳体20或电路板10上，比如卡接等方式。
在本实施方式中，为了天线系统所能拓宽的频段带宽更加稳定，金属调谐部40可以采用柔性电路板制成并固定在金属调谐部支架50上，或者采用激光直接成型技术成型在金属调谐部支架50上，从而可以避免由于碰撞或其他外界因素导致金属调谐部40脱离金属调谐部支架50。
另外，本领域的技术人员也可以根据需要，采用可拆卸的方式将金属调谐部40设置在金属调谐部支架50上，从而可以方便测试人员根据需要，更换金属调谐部进行测试，此处不做限制。
需要说明的是，以上仅为举例说明，并不对本发明的技术方案构成限定。在实际应用中本领域的技术人员可以根据该天线系统的实际使用场景，决定采用可拆卸的方式将金属调谐部支架50设置在壳体20上或者采用一体成型的方式将金属调谐部支架50设置在壳体20上，此处不做限制。
本发明的第三实施方式涉及一种移动终端。该移动终端上可设有如第一实施方式、第二实施方式所述的天线系统(如图1、图5所示)，该移动终端可以是手机、平板电脑或笔记本电脑。
以手机为例，该天线可以作为LTE主天线，也可以放置在手机另一端同时作为LTEMIMO天线或分集接收天线。另外，值得一提的是，可在放置天线的另一侧设置其它的天线，如WIFI天线、蓝牙天线等，这种天线排布方式，有利于获得较佳的空间距离，从而获取更高的隔离度。且本实施方式中，天线的净空区边缘还可设有电子器件的摆放区。该电子器件可以是以下任意一种或其任意组合：USB接头、扬声器、听筒、耳机、摄像头、麦克风。这种设计方式有利于节省空间，提高天线所在区域的空间利用率。
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 (8)

1.一种天线系统，其特征在于，包括设有馈电点和接地点的电路板、容置所述电路板的壳体，与所述馈电点和所述接地点接触导通且收容于所述壳体内的天线辐射部；
其中，所述电路板上设置有USB接口，所述天线辐射部至少部分位于所述USB接口的正上方；所述天线辐射部与所述壳体之间设置有金属调谐部，且所述金属调谐部位于所述USB接口的正上方，所述金属调谐部通过与所述天线辐射部电磁耦合，改变天线阻抗，实现所述天线辐射部的谐振位置调谐，达到对所述天线辐射部的中高频调谐。
2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统还包括金属调谐部支架；
所述金属调谐部支架设置在所述壳体的内壁上，所述金属调谐部设置于所述金属调谐部支架上。
3.根据权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述金属调谐部支架可拆卸的设置在所述壳体或电路板上。
4.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述金属调谐部设置于所述壳体的内壁面或者外壁面上。
5.根据权利要求3或4所述的天线系统，其特征在于，所述金属调谐部为柔性电路板或采用激光直接成型技术制成。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的天线系统，其特征在于，所述金属调谐部的高次谐振的工作频段覆盖1710MHz-2690MHz。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的天线系统，其特征在于，所述金属调谐部采用铜或镍制成。
8.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求1至7任意一项所述的天线系统。
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