CN108521013B - 终端设备 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种终端设备，包括：显示屏、用于安装所述显示屏的后壳、设于所述后壳顶部的天线、与所述天线相连接的变量元件以及与所述变量元件电连接的控制单元，其中所述控制单元用于调节所述变量元件的参数，以使得所述天线覆盖699‑960MHz、1710‑2170MHz和2300‑2700MHz的通信频段，并使得所述天线能够同时支持699‑960MHz和2300‑2700MHz两个通信频段，或同时支持1710‑2170MHz和2300‑2700MHz两个通信频段。通过有源器件(变量元件和控制单元)控制天线的通信频段，使得天线在同一时刻能够支撑两种通信频段，提高数据传输速率，改善实际用户体验。

Description

终端设备
技术领域
本公开涉及通信领域，尤其涉及一种终端设备。
背景技术
随着通信技术的快速发展，人们对智能终端设备的要求也越来越高。而与此同时，终端设备也正在逐步尺寸更薄、更小等；而这些都给天线设计带来巨大挑战。现有的终端设备在同一时刻只能支持一种通信频段，数据传输速率低，用户体验差。
发明内容
本公开提供一种终端设备。
具体地，本公开是通过如下技术方案实现的：
一种终端设备，包括：
显示屏；
后壳，用于安装所述显示屏；
天线，设于所述后壳的顶部；
变量元件，与所述天线相连接；
控制单元，与所述变量元件电连接，其中所述控制单元用于调节所述变量元件的参数，以使得所述天线覆盖699-960MHz、1710-2170MHz和2300-2700MHz的通信频段，并使得所述天线能够同时支持699-960MHz和2300-2700MHz两个通信频段，或同时支持1710-2170MHz和2300-2700MHz两个通信频段。
可选地，所述天线为单天线；
所述天线包括第一馈电点、第一接地点、第二接地点和第三接地点，所述第一馈电点、所述第一接地点和所述第二接地点互相连接；
所述第一馈电点、所述第二接地点和所述第三接地点均与一变量元件相连接，所述第一接地点接地。
可选地，所述变量元件包括开关、第一电容、第二电容、电阻和第一电感；
所述第一电容与一开关串联，所述电阻也与一开关串联，并且，串联连接的第一电容和开关与串联连接的电阻与开关并联连接；
并联连接的第一电容和电阻一端连接所述第一馈电点，另一端连接所述第一电感一端并连接所述第二电容的一端，所述第一电感的另一端作为射频测试点，所述第二电容的另一端接地；
所述控制单元用于控制所述开关的启闭。
可选地，所述变量元件包括第二电感，所述第二接地点连接接地的第二电感。
可选地，所述变量元件包括第三电感，所述第三接地点连接接地的第三电感。
可选地，所述天线包括第一天线和第二天线；
所述第一天线包括相互连接的第一馈电点、第一接地点和第二接地点，所述第二天线包括第二馈电点；
所述第一馈电点、所述第二接地点和所述第二馈电点均与一变量元件相连接，所述第一接地点接地。
可选地，所述变量元件包括开关、第一电容、第二电容、电阻和第一电感；
所述第一电容与一开关串联，所述电阻也与一开关串联，并且，串联连接的第一电容和开关与串联连接的电阻与开关并联连接；
并联连接的第一电容和电阻一端连接所述第一馈电点，另一端连接所述第一电感一端并连接所述第二电容的一端，所述第一电感的另一端作为射频测试点，所述第二电容的另一端接地；
所述控制单元用于控制所述开关的启闭。
可选地，所述变量元件包括第二电感，所述第二接地点连接接地的第二电感。
可选地，所述变量元件为T型匹配网络或π形匹配网络，所述第二馈电点连接所述T型匹配网络或所述π形匹配网络。
可选地，还包括：
边框，用于将所述显示屏安装至所述后壳上；
所述后壳靠近所述边框的一端、所述边框的顶部以及所述边框的两侧均设有缝隙。
可选地，所述缝隙的宽度大于等于0.5mm并小于等于2mm。
可选地，还包括：
密封件，用于密封所述缝隙。
可选地，所述密封件为注塑条。
可选地，所述显示屏为全面屏。
可选地，所述终端设备为手机。
本公开的有益效果：通过有源器件(变量元件和控制单元)控制天线的通信频段，使得天线在同一时刻能够支撑两种通信频段，提高数据传输速率，改善实际用户体验；将天线设于后壳的顶部，改善了天线的辐射方向图分布，提高了辐射方向图分布的均匀性，并且降低了手持以及不同姿势握持对天线的影响，提高用户体验。
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和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是本公开一示例性实施例示出的一种终端设备的结构示意图；
图2是本公开一示例性实施例示出的一种天线控制电路结构框图；
图3是本公开一示例性实施例示出的一种天线控制电路图；
图4是本公开另一示例性实施例示出的一种终端设备的结构示意图；
图5是本公开另一示例性实施例示出的一种天线控制电路结构框图；
图6是本公开另一示例性实施例示出的一种天线控制电路图。
附图标记：
1：显示屏；2：后壳；21：边框；3：天线；31：第一馈电点；32：第一接地点；33：第二接地点；34：第三接地点；35：第二馈电点；4：变量元件；R1：电阻；C1：第一电容；C2：第二电容；L1：第一电感；L2：第二电感；L3：第三电感；S：开关；5：控制单元；6：密封件；7：筋位；8：前摄像头；9：后摄像头；10：receiver；11：耳机。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
下面结合附图，对本公开的终端设备进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
结合图1至图6，本发明实施例提供一种终端设备，该终端设备可以包括显示屏1、后壳2、天线3、变量元件4和控制单元5。其中，后壳2用于安装显示屏1，天线3设于后壳2的顶部。变量元件4与天线3相连接，控制单元5与变量元件4电连接。在本实施例中，控制单元5用于调节变量元件4的参数(实际为变量元件4的阻抗大小)，以使得天线3覆盖699-960MHz(低频)、1710-2170MHz(中频)和2300-2700MHz(高频)的通信频段，并使得天线3能够同时支持699-960MHz和2300-2700MHz两个通信频段，或同时支持1710-2170MHz和2300-2700MHz两个通信频段。
本发明实施例中，通过有源器件(变量元件4和控制单元5)控制天线3的通信频段，使得天线3在同一时刻能够支撑两种通信频段，提高数据传输速率，改善实际用户体验；将天线3设于后壳2的顶部，改善了天线3的辐射方向图分布，提高了辐射方向图分布的均匀性，并且降低了手持以及不同姿势握持对天线3的影响，提高用户体验。
所述控制单元5可以是中央处理器(central processing unit，CPU)。所述控制单元5还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complex programmable logicdevice，CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array，FPGA)，通用阵列逻辑(generic array logic，GAL)或其任意组合。
本实施例的天线3可以为单天线3，也可以为双天线3。在其中一实施例中，天线3为单天线3。本实施例中，结合图1至图3，天线3包括第一馈电点31、第一接地点32、第二接地点33和第三接地点34。其中，第一馈电点31、第一接地点32和第二接地点33互相连接。第一馈电点31、第二接地点33和第三接地点34均与一变量元件4相连接，第一接地点32接地。本实施例的控制单元5可通过调节上述三个变量元件4中的一者的参数来控制天线3的通信频段，也可通过调节上述三个变量元件4中的两者或者三者的参数来控制天线3的通信频段。
第一馈电点31、第二接地点33和第三接地点34的匹配网络可根据实际需求设计。参见图3，在本实施例中，变量元件4包括开关S、第一电容C1、第二电容C2、电阻R1和第一电感L1。其中，第一电容C1与一开关S串联，电阻R1也与一开关S串联。并且，串联连接的第一电容C1和开关S与串联连接的电阻R1与开关S并联连接。进一步地，并联连接的第一电容C1和电阻R1一端连接第一馈电点31，另一端连接第一电感L1一端并连接第二电容C2的一端，第一电感L1的另一端作为射频测试点，第二电容C2的另一端接地。控制单元5用于控制开关S的启闭。本实施例中，第一电容C1、第二电容C2的容值可调，第一电感L1的电感量、电阻R1的阻值固定。可选地，第一电容C1的容值可以为0.5pF，也可以为1pF，第二电容C2的可调容值范围为0.4pF-2pF，第一电感L1的电感量为1nH，电阻R1的阻值为0欧。
又参见图3，变量元件4还可以包括第二电感L2，第二接地点33连接接地的第二电感L2。第二电感L2的电感量可调，3.3nH-可变(大于或小于3.3nH)。
同样参见图3，变量元件4还可以包括第三电感L3，第三接地点34连接接地的第三电感L3。第三电感L3的电感量可调，3.3nH-可变(大于或小于3.3nH)。
当控制单元5控制与第一电容C1串联的开关S开启，并控制与电阻R1串联的开关S关闭时，天线3可以实现699-960MHz和2300-2700MHz的通信频段。具体地，控制单元5通过调节第一电容C1的容值和第二电感L2的电感量，使得天线3覆盖699-960MHz。同时高次模(即低频产生3倍频)产生高频2300-2690MHz。比如800MHz附近的低频谐振，会同时产生2400MHz(3*800MHz)附近的高频谐振。
当控制单元5控制与第一电容C1串联的开关S关闭，并控制与电阻R1串联的开关S开启时，可以实现中频。具体地，控制单元5通过调节第二电容C2的容值和第三电感L3的电感量，使得天线3覆盖1710-2170MHz的通信频段。
本实施例中，低频和高频可以在相同的状态，天线3可以支持低频+高频的CA组合，提高传输速率，改善用户实际使用体验。
在另一实施例中，所述天线3为双天线3。本实施例中，天线3包括第一天线和第二天线。结合图4至图6，第一天线包括相互连接的第一馈电点31、第一接地点32和第二接地点33，第二天线包括第二馈电点35。其中，第一馈电点31、第二接地点33和第二馈电点35均与一变量元件4相连接，第一接地点32接地。本实施例的控制单元5可通过调节上述三个变量元件4中的一者的参数来控制天线3的通信频段，也可通过调节上述三个变量元件4中的两者或者三者的参数来控制天线3的通信频段。
第一馈电点31、第二接地点33和第二馈电点35的匹配网络可根据实际需求设计。参见图6，在本实施例中，变量元件4包括开关S、第一电容C1、第二电容C2、电阻R1和第一电感L1。第一电容C1与一开关S串联，电阻R1也与一开关S串联。并且，串联连接的第一电容C1和开关S与串联连接的电阻R1与开关S并联连接，并联连接的第一电容C1和电阻R1一端连接第一馈电点31，另一端连接第一电感L1一端并连接第二电容C2的一端，第一电感L1的另一端作为射频测试点，第二电容C2的另一端接地。控制单元5用于控制开关S的启闭。本实施例中，第一电容C1的容值可调，第二电容C2的容值、第一电感L1的电感量、电阻R1的阻值固定。可选地，第一电容C1的容值可以为0.5pF，也可以为1pF，第二电容C2的容值为0.4pF，第一电感L1的电感量为1nH，电阻R1的阻值为0欧。
又参见图6，变量元件4包括第二电感L2，第二接地点33连接接地的第二电感L2。第二电感L2的电感量可调，3.3nH-可变(大于或小于3.3nH)。
同样参见图6，变量元件4为T型匹配网络或π形匹配网络，第二馈电点35连接T型匹配网络或π形匹配网络。
当控制单元5控制与第一电容C1串联的开关S开启，并控制与电阻R1串联的开关S关闭时，第一天线可以实现699-960MHz的通信频段。具体地，控制单元5通过调节第一电容C1的容值和第二电感L2的电感量，使得第一天线覆盖699-960MHz。
当控制单元5控制与第一电容C1串联的开关S关闭，并控制与电阻R1串联的开关S开启时，可以实现中频。具体地，控制单元5通过调节第二电容C2的容值和第一电感L1的电感量，使得第一天线覆盖1710-2170MHz的通信频段。
控制单元5通过控制T型匹配网络或π形匹配网络，使得第二天线覆盖2300-2690MHz的通信频段。
本实施例中，低频和高频可以在相同的状态，天线3可以支持低频+高频的CA组合，提高传输速率，改善用户实际使用体验。
进一步地，本实施例的终端设备还可以包括边框21，用于将显示屏1安装至后壳2上。在一些实施例中，边框21与后壳2一体成型设置，提高结构的强度。在另一些实施例中，边框21与后壳2为两个单独的部件。本实施例中，参见图1，后壳2和边框21通过筋位7装配在一起。
参见图1，在本实施例中，后壳2靠近边框21的一端、边框21的顶部以及边框21的两侧均设有缝隙。在单天线3方案中，缝隙也起到耦合作用，耦合到缝隙外侧的部分也会产生高频，与高次模一起满足高频带宽，即高次模和缝隙外侧之间耦合，产生高频2300-2690MHz。针对单天线3方案和双天线3方案，通过缝隙耦合，可以改善各频段尤其是中、高频性能，改善用户在弱信号情况下的使用体验。
缝隙的宽度(宽度为平行于后壳2的顶部至底部方向的宽度)可根据实际设计需求选择。可选地，缝隙的宽度大于等于0.5mm并小于等于2mm，如可以为1mm、1.5mm等等。
本实施例的后壳2和边框21为金属材质。
进一步地，所述终端设备还可以包括密封件6，用于密封缝隙，实现对天线3的防水、防尘、防震等的保护。可选地，密封件6为注塑条。注塑条的材质可根据需要选择，例如，可以为塑料。
优选地，本实施例的显示屏1为全面屏。
本实施例的终端设备可以为手持终端，例如，手机、平板电脑。以终端设备为手机为例进行说明。
进一步地，手机还可以包括前摄像头8、后摄像头9、receiver10(即受话器，终端设备发出铃音或免提时才工作)和耳机11。其中，前摄像头8靠近显示屏1设置，后摄像头9靠近后壳2设置，并且后摄像头9位于前摄像头8的后方(以显示屏1作为前，后壳2作为后为参照)。receiver10设于前摄像头8和后摄像头9的一侧，耳机11位于耳机11远离前摄像头8和后摄像头9的一侧。本实施例的前摄像头8、后摄像头9、receiver10和耳机11均位于天线3的下方。
以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种终端设备，其特征在于，包括：
显示屏(1)；
后壳(2)，用于安装所述显示屏(1)；
天线(3)，设于所述后壳(2)的顶部；
变量元件(4)，与所述天线(3)相连接；
控制单元(5)，与所述变量元件(4)电连接，其中所述控制单元(5)用于调节所述变量元件(4)的参数，以使得所述天线(3)覆盖699-960MHz、1710-2170MHz和2300-2700MHz的通信频段，并使得所述天线(3)能够同时支持699-960MHz和2300-2700MHz两个通信频段，或同时支持1710-2170MHz和2300-2700MHz两个通信频段；
所述天线(3)包括第一馈电点(31)；
所述变量元件(4)包括开关(S)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、电阻(R1)和第一电感(L1)；
所述第一电容(C1)与一开关(S)串联，所述电阻(R1)也与一开关(S)串联，并且，串联连接的第一电容(C1)和开关(S)与串联连接的电阻(R1)与开关(S)并联连接；
并联连接的第一电容(C1)和电阻(R1)一端连接所述第一馈电点(31)，另一端连接所述第一电感(L1)一端并连接所述第二电容(C2)的一端，所述第一电感(L1)的另一端作为射频测试点，所述第二电容(C2)的另一端接地；
所述控制单元(5)用于控制所述开关(S)的启闭。
2.如权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述天线(3)为单天线；
所述天线(3)还包第一接地点(32)、第二接地点(33)和第三接地点(34)，所述第一馈电点(31)、所述第一接地点(32)和所述第二接地点(33)互相连接；
所述第一馈电点(31)、所述第二接地点(33)和所述第三接地点(34)均与所述变量元件(4)相连接，所述第一接地点(32)接地。
3.如权利要求2所述的终端设备，其特征在于，所述变量元件(4)包括第二电感(L2)，所述第二接地点(33)连接接地的第二电感(L2)。
4.如权利要求2所述的终端设备，其特征在于，所述变量元件(4)包括第三电感(L3)，所述第三接地点(34)连接接地的第三电感(L3)。
5.如权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述天线(3)包括第一天线和第二天线；
所述第一天线包括相互连接的所述第一馈电点(31)、第一接地点(32)和第二接地点(33)，所述第二天线包括第二馈电点(35)；
所述第一馈电点(31)、所述第二接地点(33)和所述第二馈电点(35)均与所述变量元件(4)相连接，所述第一接地点(32)接地。
6.如权利要求5所述的终端设备，其特征在于，所述变量元件(4)包括第二电感(L2)，所述第二接地点(33)连接接地的第二电感(L2)。
7.如权利要求5所述的终端设备，其特征在于，所述变量元件(4)为T型匹配网络或π形匹配网络，所述第二馈电点(35)连接所述T型匹配网络或所述π形匹配网络。
8.如权利要求1所述的终端设备，其特征在于，还包括：
边框，用于将所述显示屏(1)安装至所述后壳(2)上；
所述后壳(2)靠近所述边框的一端、所述边框的顶部以及所述边框的两侧均设有缝隙。
9.如权利要求8所述的终端设备，其特征在于，所述缝隙的宽度大于等于0.5mm并小于等于2mm。
10.如权利要求8所述的终端设备，其特征在于，还包括：
密封件(6)，用于密封所述缝隙。
11.如权利要求10所述的终端设备，其特征在于，所述密封件(6)为注塑条。
12.如权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述显示屏(1)为全面屏。
13.如权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备为手机。
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