CN108390148A - 具有全金属后壳的终端 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种具有全金属后壳的终端，涉及射频天线领域，用于实现全金属后壳情况下的射频天线设计。全金属后壳包括第一金属结构件与第二金属结构件绝缘连接；第一金属结构件的内侧设有金属天线辐射体，第一金属结构件的垂直投影与金属天线辐射体交叠，第一金属结构件与金属天线辐射体之间具有预定的垂直距离；第一金属结构件与金属天线辐射体通过至少一条线路电连接，线路上串联有开关；开关导通时，第一金属结构件与终端的信号源导通，金属天线辐射体以及第一金属结构件作为天线的直接辐射体发射第一频段组的射频信号；开关均断路时，金属天线辐射体激发第一金属结构件发射第二频段组的射频信号。

Description

具有全金属后壳的终端

技术领域

本发明涉及射频天线领域，尤其涉及一种具有全金属后壳的终端。

背景技术

随着金属材质通信终端由于其独特的质感和光泽，逐渐被消费者追捧，已经成为高端机型设计标配，并开始向中低端机型快速普及。同时，整金属机壳材质的通信终端已经成为各通信终端竞品厂家的研发重点。

由于天线辐射的独特性，移动终端天线对走线面积、天线高度、天线净空及天线对周边金属的规避对天线性能有着直接的影响，在现实设计中是必须要保证的。而上述手机的设计趋势，使手机天线设计空间不断缩小，设计高度不断降低以及金属材质越来越普及在手机的ID(Industry Design，工业设计)设计中，手机天线性能的保证越来越成为手机设计的重点。同时，由于4G时代的到来，对手机通信频段带宽的要求也在成倍的增加，手机天线在现有设计环境下的带宽覆盖也成为手机设计的难点。目前全金属后壳的手机天线设计中，通常以后壳的金属体直接馈电方式或对金属体的耦合激发方式的设计形式为主，两者均只能满足一定区间带宽或频率的射频信号发射要求，其宽带和多频性能受限。

发明内容

本申请的实施例提供一种具有全金属后壳的终端，用于实现全金属后壳情况下的射频天线设计，能够在宽带和多频上实现性能的提升。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

提供一种具有全金属后壳的终端，所述全金属后壳包括第一金属结构件和第二金属结构件，所述第一金属结构件与所述第二金属结构件绝缘连接；在所述第一金属结构件的内侧设有金属天线辐射体，所述第一金属结构件的垂直投影与所述金属天线辐射体交叠，所述第一金属结构件与所述金属天线辐射体之间具有预定的垂直距离，所述终端的信号源与所述金属天线辐射体电连接；

所述第一金属结构件与所述金属天线辐射体通过至少一条线路电连接，其中所述线路上串联有开关；

当所述任一条线路上的开关导通时，所述第一金属结构件与所述终端的信号源导通，所述金属天线辐射体以及所述第一金属结构件作为天线的直接辐射体发射第一频段组的射频信号；

当所述至少一条线路上的开关均断路时，所述金属天线辐射体与所述第一金属结构件形成耦合天线；所述金属天线辐射体激发所述第一金属结构件发射第二频段组的射频信号。

本申请的实施例提供的具有全金属后壳的终端，使用了多天线形式的可重构设计，由于第一金属结构件与金属天线辐射体通过至少一条线路电连接，并且线路上串联有开关，因此当开关的状态切换时，可以实现第一金属结构件与金属天线辐射体的导通或断开，实现了天线形式的切换使用，进而在固定的天线结构下相对于之前的天线设计在宽带和多频上实现性能的提升。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请的实施例提供的具有全金属后壳的终端的背面示意图；

图2为本申请的实施例提供的具有全金属后壳的终端的电路示意图；

图3为本申请的另一实施例提供的具有全金属后壳的终端的电路示意；

图4为本申请的实施例提供的具有全金属后壳的终端的等效电路示意图一；

图5为本申请的实施例提供的具有全金属后壳的终端的等效电路示意图二；

图6为本申请的实施例提供的具有全金属后壳的终端的等效电路示意图三。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。

参照图1、2所示，本申请的实施例提供一种具有全金属后壳的终端，全金属后壳包括第一金属结构件11和第二金属结构件12，第一金属结构件11与第二金属结构件12绝缘连接；在第一金属结构件11的内侧设有金属天线辐射体13，第一金属结构件11的垂直投影与金属天线辐射体13交叠，第一金属结构件11与金属天线辐射体13之间具有预定的垂直距离，例如第一金属结构件11设置于金属天线辐射体13的净空区，终端的信号源14与金属天线辐射体13电连接；示例性的，通常对全金属后壳进行开缝设计形成第一金属结构件11和第二金属结构件12，其中第一金属结构件11和第二金属结构件12之间填充绝缘材料将两者绝缘连接。此外，需要说明的是，由于第一金属结构件11用作全金属后壳，因此“内侧”指位于被全金属后壳包围的终端的内部，金属天线辐射体13相对于第一金属结构件11更加靠近终端终端本体。其中，第一金属结构件11的垂直投影与金属天线辐射体13交叠，至少可以包括：第一金属结构件11的垂直投影全部位于金属天线辐射体13内部、或者金属天线辐射体13全部位于第一金属结构件11的垂直投影内部，或者第一金属结构件11的垂直投影与金属天线辐射体13交叠的面积满足设定值，以使得两者可以形成耦合天线。

第一金属结构件11与金属天线辐射体13通过至少一条线路电连接，其中，线路上串联有开关15；

当任一条线路上的开关导通时，第一金属结构件11与终端的信号源14导通，金属天线辐射体13以及第一金属结构件11作为天线的直接辐射体发射第一频段组的射频信号；

当至少一条线路上的开关均断路时，金属天线辐射体13与第一金属结构件11形成耦合天线；金属天线辐射体13激发第一金属结构件11发射第二频段组的射频信号。即，金属天线辐射体13作为耦合天线的初级辐射体，第一金属结构件11作为耦合天线的次级辐射体。

示例性的，终端还可以包括第一匹配电路16，第一匹配电路16的第一端连接终端的信号源14，第一匹配电路16的第二端连接金属天线辐射体13上的第一馈电点131。其中，第一匹配电路16可以为L型匹配电路，其组成包括电容或电感，可以根据实际调试情况设定该匹配电路的具体组成结构。

其中，当任一条线路上的开关导通时，第一金属结构件11和/或金属天线辐射体13形成至少以下天线形式的任一一种：单极天线、平面倒F天线PIFA天线以及环LOOP天线。

例如：第一金属结构件和/或金属天线辐射体形成单极天线时，第一金属结构件和/或金属天线辐射体上不设置接地点。第一金属结构件和/或金属天线辐射体形成平面倒F天线PIFA天线时，第一金属结构件的馈电点的近端设置有接地点；和/或金属天线辐射体的馈电点的近端设置有接地点。第一金属结构件和/或金属天线辐射体形成环LOOP天线时，第一金属结构件的馈电点的远端设置有接地点；和/或，金属天线辐射体的馈电点的远端设置有接地点。图中接地点的形式未示出。

由于第一金属结构件11与金属天线辐射体13的垂直距离较近时，天线的信号辐射能量的转化率较高，因此第一金属结构件11与金属天线辐射体13的垂直距离大于或等于第一阈值并且小于或等于第二阈值。例如：第一金属结构件与金属天线辐射体的垂直距离h∈[1mm，3mm]。

本申请的实施例提供的具有全金属后壳的终端，使用了多天线形式的可重构设计，由于第一金属结构件与金属天线辐射体通过至少一条线路电连接，并且线路上串联有开关，因此当开关的状态切换时，可以实现第一金属结构件与金属天线辐射体的导通或断开，实现了天线形式的切换使用，进而在固定的天线结构下相对于之前的天线设计在宽带和多频上实现性能的提升。与现有技术相比，本发明的创新和积极成果在通过开关实现第一金属结构件与金属天线辐射体的导通或断开，实现了天线形式的切换使用，实现全金属后壳情况下耦合天线形式和其他形式天线的可重构设计。

示例性的，参照图3所示提供一种终端的具体电路的示意图。

终端还包括设置于第一线路L1上的第二匹配电路17；第一线路L1为至少一条线路中的任一一条，第一线路L1上串联有第一开关K1；第一开关K1的一端连接第一馈电点131，第一开关K1的另一端连接第二匹配电路17的第一端，第二匹配电路17的第二端连接第一金属结构件11上的第二馈电点111。其中，第二匹配电路17可以为L型匹配电路，其组成包括电容或电感，可以根据实际调试情况设定该匹配电路的具体组成结构。

第二线路L2的一端连接金属天线辐射体13上的第三馈电点132，第三馈电点132在金属天线辐射体13上位于第一馈电点131的远端；其中图例3中，第一馈电点131位于金属天线辐射体13的右侧边缘，第三馈电点132位于金属天线辐射体13的左侧边缘。第二线路L2的另一端连接第一金属结构件11上的第四馈电点112，其中第四馈电点112位于第一金属结构件112的边缘，其中第二线路L2上串联有第二开关K2。

通过调整第一开关K1和第二开关K2的开关状态，可以实现天线形式的切换，其工作原理如下：如图4、图5和图6分别为天线通过不同开关在不同场景中的天线等效图。

图3中，当第二开关K2状态为导通，第一开关K1状态为断路，此时天线信号经由终端的信号源14和第一匹配电路16输出至连接金属天线辐射体13，形成金属天线辐射体13-第二开关K2-第一金属结构件11为信号电流路径的单极天线形式，其中该单极天线指金属天线辐射体13以及第一金属结构件11均与终端的信号源14导通，天线辐射的射频信号的频率与天线的长度成反比，即天线越长，频率越低，天线的长度由第一馈电点131至第一金属结构件11悬空的末端，其电流路径如图4虚线箭头所示，形成具有自谐振频率f1的天线体。

图5中，当第二开关K2状态为断路，第一开关K1状态为导通，此时天线信号经由终端的信号源14、第一匹配电路16以及第二匹配电路17输出至连接第一金属结构件11，形成第一金属结构件11上的信号电流路径的单极天线形式，其中该单极天线指第一金属结构件11与终端的信号源14导通，天线辐射的射频信号的频率与天线的长度成反比，即天线越长，频率越低，天线的长度由第一馈电点131至第一金属结构件11悬空的末端，其电流路径如图5虚线箭头所示，由于第二馈电点111在第一金属结构件11中部，因此形成具有自谐振频率f2和f3的双频天线体。

图6中，当第二开关K2和第一开关K1状态均为断路，第一金属结构件11与金属天线辐射体13并无电连接。此时天线信号经由终端的信号源14和第一匹配电路16输出至金属天线辐射体13，金属天线辐射体13形成天线的初级辐射体，通过金属天线辐射体13的电磁辐射激发次级辐射体第一金属结构件11形成耦合天线形式，从而形成具有自谐振频率f4的天线体。

由此，通过开关对几种状态的切换，实现天线走线长度及天线原理的可重构。上述图3仅是给出一种示例，当然本申请并不对第一金属结构件11以及金属天线辐射体13上的馈电点以及接地点的位置和数量做限定，具体视天线设计环境及频段需求决定。此外，本申请对金属结构件以及金属天线辐射体的制作工艺不作限定，即可以采用任意现有的制作工艺。

最后应说明的是：以上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，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种具有全金属后壳的终端，其特征在于，所述全金属后壳包括第一金属结构件和第二金属结构件，所述第一金属结构件与所述第二金属结构件绝缘连接；在所述第一金属结构件的内侧设有金属天线辐射体，所述第一金属结构件的垂直投影与所述金属天线辐射体交叠，所述第一金属结构件与所述金属天线辐射体之间具有预定的垂直距离，所述终端的信号源与所述金属天线辐射体电连接；

所述第一金属结构件与所述金属天线辐射体通过至少一条线路电连接，其中所述线路上串联有开关；

当所述任一条线路上的开关导通时，所述第一金属结构件与所述终端的信号源导通，所述金属天线辐射体以及所述第一金属结构件作为天线的直接辐射体发射第一频段组的射频信号；

当所述至少一条线路上的开关均断路时，所述金属天线辐射体与所述第一金属结构件形成耦合天线；所述金属天线辐射体激发所述第一金属结构件发射第二频段组的射频信号。

2.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，还包括第一匹配电路，所述第一匹配电路的第一端连接所述终端的信号源，所述第一匹配电路的第二端连接所述金属天线辐射体上的第一馈电点。

3.根据权利要求2所述的终端，其特征在于，还包括设置于第一线路上的第二匹配电路；所述第一线路为所述至少一条线路中的任一一条，所述第一线路上串联有第一开关；

所述第一开关的一端连接所述第一馈电点，所述第一开关的另一端连接所述第二匹配电路的第一端，所述第二匹配电路的第二端连接所述第一金属结构件上的第二馈电点。

4.根据权利要求2所述的终端，其特征在于，第二线路的一端连接所述金属天线辐射体上的第三馈电点，所述第三馈电点在所述金属天线辐射体上位于所述第一馈电点的远端；

所述第二线路的另一端连接所述第一金属结构件上的第四馈电点，其中所述第四馈电点位于所述第一金属结构件的边缘，其中所述第二线路上串联有第二开关。

5.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，当所述任一条线路上的开关导通时，

所述第一金属结构件和/或金属天线辐射体形成至少以下天线形式的任一一种：单极天线、平面倒F天线PIFA天线以及环LOOP天线。

6.根据权利要求5所述的终端，其特征在于，所述第一金属结构件和/或金属天线辐射体形成单极天线时，所述第一金属结构件和/或金属天线辐射体上不设置接地点。

7.根据权利要求5所述的终端，其特征在于，所述第一金属结构件和/或金属天线辐射体形成平面倒F天线PIFA天线时，所述第一金属结构件的馈电点的近端设置有接地点；

和/或

所述金属天线辐射体的馈电点的近端设置有接地点。

8.根据权利要求5所述的终端，其特征在于，所述第一金属结构件和/或金属天线辐射体形成环LOOP天线时，所述第一金属结构件的馈电点的远端设置有接地点；

和/或

所述金属天线辐射体的馈电点的远端设置有接地点。

9.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述第一金属结构件与所述金属天线辐射体的垂直距离大于或等于第一阈值并且小于或等于第二阈值。