CN108598684A - 天线系统和移动终端 - Google Patents

Abstract

提供一种天线系统，用于非金属后盖的移动终端，包括金属支撑板、第一主板和第一天线，第一天线设于移动终端的第一短边；第一主板上设有第一馈电部，第一天线包括第一馈点和第一辐射体，第一馈点和第一馈电部电连接，第一辐射体包括第一延伸段和第一接地段，第一延伸段的延伸方向与第一短边的延伸方向相同，第一馈点设于第一延伸段之靠近第二长边处，第一接地段连接在第一延伸段之远离第一馈点一端和金属支撑板之间，以使第一天线构成环天线。通过上述设置，将第一天线设置为环天线，环天线的结构型式可在获得好的辐射性能同时所需的净空区域更小，从而满足在非金属后盖移动终端上的无线通信需要。本发明还提供了一种移动终端。

Description

天线系统和移动终端

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种天线系统和移动终端。

背景技术

随着用户对移动终端屏占比要求的不断提高，越来越多全面屏的移动终端出现在市场上，但只有金属边框的移动终端可以将屏幕的非可视区设计的较小，绝大多数塑料机身全面屏移动终端因无法利用中框设计天线，须为天线留出较大净空，导致屏的非可视区很大，不能发挥出全面屏屏占比高度优势。现已公布的使用在塑料机身全面屏终端上的天线设计几乎都是使用FPC贴在塑料天线支架上，塑料边框因结构设计可靠性需求几乎不能利用或很少利用，这直接导致天线需要较大净空才能达到理想性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种天线系统，满足非金属后盖的移动终端的无线通信需要，且不需要较大的净空。

为实现本发明的目的，本发明提供了如下的技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种天线系统，用于非金属后盖的移动终端，包括金属支撑板、第一主板和第一天线，所述移动终端包括相对的第一短边和第二短边，以及相对的第一长边和第二长边，所述第一长边和所述第二长边连接在所述第一短边和所述第二短边之间，所述第一主板、所述金属支撑板与所述非金属后盖层叠设置，所述第一天线设于所述第一短边；所述第一主板上设有第一馈电部，所述第一天线包括第一馈点和第一辐射体，所述第一馈点和所述第一馈电部电连接，所述第一辐射体包括第一延伸段和第一接地段，所述第一延伸段的延伸方向与所述第一短边的延伸方向相同，所述第一馈点设于所述第一延伸段之靠近所述第二长边处，所述第一接地段连接在所述第一延伸段之远离所述第一馈点一端和所述金属支撑板之间，以使所述第一天线构成环天线。

其中，所述第一接地段自所述金属支撑板上延伸出来，所述第一延伸段与所述第一接地段为一体成型结构，作为所述非金属后盖的支撑骨架，使得所述第一延伸段和所述第一接地段加强所述第一短边方向的移动终端的结构强度。

其中，所述第一延伸段上设有第一调谐点，所述第一主板上设有第一调谐部，所述第一调谐点和所述第一调谐部之间连接有第一调谐件，所述第一调谐件用于调节所述第一天线的辐射性能。

其中，所述第一调谐件为单刀多掷开关配合多个调谐结构，单刀多掷开关选择性的连接不同的调谐结构，以调节所述第一天线的辐射性能。

其中，所述金属支撑板之靠近所述第二长边的边缘设有第一支撑段，所述第一支撑段自所述金属支撑板向所述第一短边方向延伸，且在所述第一延伸段的延伸方向上与所述第一延伸段具有第一间隙，所述第一支撑段用于调节所述第一天线的辐射性能。

其中，所述第一延伸段之靠近所述第一长边的边缘设有第二天线，所述第二天线包括第二延伸段和第二接地段，所述第二延伸段的延伸方向与所述第一延伸段相同，且两者之间具有第二间隙，所述第二接地段连接在所述第二延伸段之远离所述第一延伸段的一端和所述金属支撑板之间。

其中，所述第二延伸段上设有第二调谐点，所述第一主板上设有第二调谐部，所述第二调谐点和所述第二调谐部之间连接有第二调谐件，所述第二调谐件用于调节所述第二天线的辐射性能。

其中，所述第二延伸段上还设有第二馈点，所述第二馈点设于所述第二延伸段之远离所述第二接地段的一端，所述第一主板上设有第二馈电部，所述第二馈点和所述第二馈电部电连接，以使所述第二天线构成环天线。

其中，还包括第二主板和第三天线，所述第二主板和所述金属支撑板层叠设置，所述第三天线设于所述第二短边，所述第二主板上设有第三馈电部，所述第三天线包括第三延伸段和第三馈点，所述第三延伸段的延伸方向与所述第二短边的延伸方向相同，所述第三馈电部和所述第三馈点电连接，以使所述第三天线构成单极天线。

第二方面，本发明实施例提供一种移动终端，包括非金属后盖和第一方面各个实施例中任一所述的天线系统，所述天线系统的金属支撑板与所述非金属后盖层叠设置，用于加强所述移动终端的结构强度。

其中，还包括屏幕，所述屏幕与所述非金属后盖盖合，并覆盖所述金属支撑板。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种天线系统，通过设置金属支撑板为非金属后盖的支撑骨架，加强了移动终端的结构强度，再通过在第一短边方向设置第一天线，减小手持移动终端时握持长边而对天线信号造成衰减影响，并将第一接地段接地至金属支撑板，将第一天线设置为环天线，环天线的结构型式可在获得好的辐射性能同时所需的净空区域更小，从而满足在非金属后盖移动终端上的无线通信需要。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种实施例中的移动终端的天线系统的结构示意图；

图2是一种实施例中的第一调谐件的结构示意图；

图3是一种实施例的天线系统的回波损耗(S11)仿真结果示意图。

具体实施例

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，本发明实施例提供一种移动终端，包括非金属后盖1和本发明实施例提供的天线系统，所述天线系统的金属支撑板2与所述非金属后盖1层叠设置，用于加强所述移动终端的结构强度。移动终端可以为智能手机，手持式平板计算机，笔记本计算机等，通过设置金属支撑板2，加强非金属后盖1的移动终端的结构强度，通过天线系统实现移动终端的无线通信。

一种实施例中，还包括屏幕，所述屏幕与所述非金属后盖1盖合，并覆盖所述金属支撑板2。移动终端的屏幕和非金属后盖1盖合，使得移动终端形成完整的整体，非金属后盖1不会屏蔽天线系统的辐射，使得移动终端可以进行无线通信。屏幕与非金属后盖1之间还可设置中框，屏幕和非金属后盖组装到中框上，使移动终端形成完整的整体。屏幕的显示区域占移动终端的正面的面积可以大于80％，甚至到90％以上，使得移动终端形成窄边框或全面屏结构，更时尚美观，而天线系统通过非金属后盖1辐射电磁波信号，可满足无线通信需要。

请参考图1，本发明实施例提供一种天线系统，用于非金属后盖1的移动终端，包括金属支撑板2、第一主板31和第一天线21，所述移动终端包括相对的第一短边11和第二短边12，以及相对的第一长边13和第二长边14，所述第一长边13和所述第二长边14连接在所述第一短边11和所述第二短边12之间，所述第一主板31、所述金属支撑板2与所述非金属后盖1层叠设置，所述第一天线21设于所述第一短边11；所述第一主板31上设有第一馈电部311，所述第一天线21包括第一馈点211和第一辐射体，所述第一馈点211和所述第一馈电部311电连接，所述第一辐射体包括第一延伸段212和第一接地段213，所述第一延伸段212的延伸方向与所述第一短边11的延伸方向相同，所述第一馈点211设于所述第一延伸段212之靠近所述第二长边14处，所述第一接地段213连接在所述第一延伸段212之远离所述第一馈点211一端和所述金属支撑板2之间，以使所述第一天线21构成环天线。

通过设置金属支撑板2为非金属后盖1的支撑骨架，加强了移动终端的结构强度，再通过在第一短边11方向设置第一天线21，减小手持移动终端时握持长边而对天线信号造成衰减影响，并将第一接地段213接地至金属支撑板2，将第一天线21设置为环天线，环天线的结构型式可在获得好的辐射性能同时所需的净空区域更小，从而满足在非金属后盖移动终端上的无线通信需要。

本实施例中，第一接地段213可自金属支撑板2上延伸出来，第一延伸段212与第一接地段213可为一体成型结构，作为非金属后盖1的支撑骨架，使得第一延伸段212和第一接地段213也可加强第一短边11方向的移动终端的结构强度。金属支撑板2和第一天线21可通过冲压工艺一次制作出相应的图形，工艺简单。

其他实施例中，第一接地段213也可与金属支撑板2通过连接件连接或焊接而固定，第一延伸段212和第一接地段213也可通过连接件连接或焊接而成，如此也可用于制作非金属后盖1的支撑骨架。

非金属后盖1可为塑料、玻璃或陶瓷材质，只要是非金属材质均可，避免对第一天线21的辐射产生屏蔽。

第一延伸段212、第一接地段213和金属支撑板2之间围合形成一镂空空间，该镂空空间为第一天线21的净空区域110，由于后盖为非金属材质，不会屏蔽净空区域110，从而使得第一天线21可产生满足需要的辐射。

第一馈入部311馈入电磁波信号，并通过第一馈点211进入第一天线21产生辐射，第一天线21内产生电流回路，即从第一馈点211流入第一延伸段212、第一接地段213至金属支撑板2而入地，由于馈入的电磁波信号为交流信号，使得第一天线21上产生谐振，进而产生电磁波辐射。

请参考图2，并结合图1，一种实施例中，所述第一延伸段212上设有第一调谐点214，所述第一主板31上设有第一调谐部312，所述第一调谐点214和所述第一调谐部312之间连接有第一调谐件40，所述第一调谐件40用于调节所述第一天线21的辐射性能。

通过第一调谐件40调节第一天线21的辐射性能，使得第一天线21具有较宽的带宽，满足无线通信的需要。具体的，第一调谐件40包括第一端点41和第二端点44，第一端点41和第二端点44之间连接有电感或电容等器件，第一端点41连接至第一调谐点214，第二端点44连接至第一调谐部312，在第一调谐部312处接地，通过电感或电容等器件可调节第一辐射体上的电磁波的辐射频率，进而调节第一天线21的带宽。第一调谐件40的第二端点44还可与金属支撑板2连接，从而通过金属支撑板2接地。

请参考图2，一种实施例中，所述第一调谐件40为单刀多掷开关配合多个调谐结构，单刀多掷开关选择性的连接不同的调谐结构，以调节所述第一天线21的辐射性能。具体的，调谐结构至少包括2个，参考图2，示出了调谐结构为4个的情形，即单刀多掷开关可细化为4个开关，分别为第一开关421、第二开关422、第三开关423和第四开关424，调谐结构为4个，分别为第一调谐结构431、第二调谐结构432、第三调谐结构433和第四调谐结构434，每个调谐结构分别与对应的开关对应，应当理解，第一开关421和第四开关424可为1个开关对应4个不同的连接点，而4个不同的连接点分别对应4个调谐结构，第一调谐结构431至第四调谐结构434为不同的电感或电容，当其中一个开关闭合时，选择对应的电感或电容对第一天线21进行谐振匹配，而为了获得不同的匹配效果，选择不同的开关闭合，从而达到调节第一天线21的辐射性能的效果。第一调谐件40的单刀多掷开关可以由第一主板31上设置的芯片315控制，移动终端运行时，芯片315控制软体对第一调谐件40进行控制，使第一调谐件40的单刀多掷开关选择合适的调谐结构连接，使第一天线21产生合适的辐射，满足无线通信的需要。

请继续参考图1，一种实施例中，所述金属支撑板2之靠近所述第二长边14的边缘设有第一支撑段24，所述第一支撑段24自所述金属支撑板2向所述第一短边11方向延伸，且在所述第一延伸段212的延伸方向上与所述第一延伸段212具有第一间隙101，所述第一支撑段24用于调节所述第一天线21的辐射性能。

由于第一支撑段24与第一延伸段212之间具有第一间隙101，使得第一支撑段24可与与第一延伸段212产生耦合而产生电流流动，进而第一支撑段24上也可产生谐振，发生电磁波辐射，即可调节第一天线21的辐射性能，具体的，可拓宽第一天线21的带宽。

第一支撑段24自金属支撑板2延伸出来，第一支撑段24可与金属支撑板2一体成型，也可固定在金属支撑板2上，其工艺与制作第一天线21相似，参照即可。第一支撑段24还可用于非金属后盖1的支撑骨架，以加强移动终端的结构强度。第一支撑段24上还可开设螺孔等结构，用于固定移动终端内的其他元器件。

一种实施例中，所述第一延伸段212之靠近所述第一长边13的边缘设有第二天线22，所述第二天线22包括第二延伸段221和第二接地段222，所述第二延伸段221的延伸方向与所述第一延伸段212相同，且两者之间具有第二间隙102，所述第二接地段222连接在所述第二延伸段221之远离所述第一延伸段212的一端和所述金属支撑板2之间。

本实施例中，由于第一延伸段212和第二延伸段221之间设有第二间隙102，使得第二天线22可与第一天线21产生耦合，进而使得第二天线22上也有电流流动，产生谐振，发生电磁波辐射，即第二天线22可作为第一天线21的寄生天线，用于调节第一天线21的辐射性能，具体的，可拓宽第一天线21的带宽。

一种实施例中，所述第二延伸段221上设有第二调谐点224，所述第一主板31上设有第二调谐部314，所述第二调谐点224和所述第二调谐部314之间连接有第二调谐件，所述第二调谐件用于调节所述第二天线22的辐射性能。

第二调谐件与第一调谐件40类似，参照即可，通过设置第二调谐点224、第二调谐部314和第二调谐件，使得第二天线22的辐射性能也可进行调节，从而使得第二天线22获得更好的辐射性能，拓宽第一天线21的带宽，使移动终端具有更好的天线性能。

一种实施例中，所述第二延伸段221上还设有第二馈点223，所述第二馈点223设于所述第二延伸段221之远离所述第二接地段222的一端，所述第一主板2上设有第二馈电部313，所述第二馈点223和所述第二馈电部313电连接，以使所述第二天线22构成环天线。

设置第二馈点223和第二馈入部313，使得第二天线22成为独立的天线，而不是第一天线21的寄生天线，可使第二天线22具有某一频段内更好的辐射效果，使得移动终端的无线通信性能更好。第二延伸段221、第二接地段222和金属支撑板2之间围合一镂空空间，该镂空空间为第二天线22的净空区域120，由于后盖为非金属材质，不会屏蔽第二天线的辐射，而第二天线22的环天线的结构型式，具有更好的辐射效果，能使净空区域120的尺寸尽可能的小，加强金属支撑板2对移动终端的结构加强的作用。

一种实施例中，还包括第二主板32和第三天线23，所述第二主板32和所述金属支撑板2层叠设置，所述第三天线23设于所述第二短边12，所述第二主板32上设有第三馈电部321，所述第三天线23包括第三延伸段231和第三馈点233，所述第三延伸段231的延伸方向与所述第二短边12的延伸方向相同，所述第三馈电部321和所述第三馈点233电连接，以使所述第三天线23构成单极天线。

设置第三天线23为单极天线，可作为移动终端的主天线或分集天线，满足3G或4G的通信需求。第三延伸段231的延伸长度可为四分之一波长。与第一天线21类似的，第三延伸段231上也可设有第三调谐点232，第二主板32上也可设有第三调谐部322，还可设置于第一调谐件40类似的结构，连接第三调谐点232和第三调谐部322，与第一支撑段24类似的，还可设置第二支撑段25和第三支撑段26，第二支撑段25与第三延伸段231之间具有第三间隙103，第三支撑段26与第三延伸段231之间具有第四间隙104，通过第三调谐件、第二支撑段25和第三支撑段26对第三天线23的辐射性能进行调节，拓宽第三天线23的带宽，满足无线通信需要。第三天线与金属支撑板2之间具有一镂空空间，该镂空空间形成净空区域130，用于提供第三天线23的辐射空间，由于后盖为非金属材质，不会屏蔽第三天线23的辐射。

请参考图3，对一种实施例的天线系统的第一天线进行仿真，测试回波损耗S11的参数，图中横坐标为频率，单位Hz(赫兹)，纵坐标为回波损耗S11，单位dB(分贝)，结果显示，在750MHz和2600MHz附近产生了谐振，即本发明的天线系统可以满足低频和高频的无线通信需求。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种天线系统，用于非金属后盖的移动终端，其特征在于，包括金属支撑板、第一主板和第一天线，所述移动终端包括相对的第一短边和第二短边，以及相对的第一长边和第二长边，所述第一长边和所述第二长边连接在所述第一短边和所述第二短边之间，所述第一主板、所述金属支撑板与所述非金属后盖层叠设置，所述第一天线设于所述第一短边；所述第一主板上设有第一馈电部，所述第一天线包括第一馈点和第一辐射体，所述第一馈点和所述第一馈电部电连接，所述第一辐射体包括第一延伸段和第一接地段，所述第一延伸段的延伸方向与所述第一短边的延伸方向相同，所述第一馈点设于所述第一延伸段之靠近所述第二长边处，所述第一接地段连接在所述第一延伸段之远离所述第一馈点一端和所述金属支撑板之间，以使所述第一天线构成环天线。

2.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一接地段自所述金属支撑板上延伸出来，所述第一延伸段与所述第一接地段为一体成型结构，作为所述非金属后盖的支撑骨架，使得所述第一延伸段和所述第一接地段加强所述第一短边方向的移动终端的结构强度。

3.如权利要求1或2所述的天线系统，其特征在于，所述第一延伸段上设有第一调谐点，所述第一主板上设有第一调谐部，所述第一调谐点和所述第一调谐部之间连接有第一调谐件，所述第一调谐件用于调节所述第一天线的辐射性能。

4.如权利要求3所述的天线系统，其特征在于，所述第一调谐件为单刀多掷开关配合多个调谐结构，单刀多掷开关选择性的连接不同的调谐结构，以调节所述第一天线的辐射性能。

5.如权利要求1或2所述的天线系统，其特征在于，所述金属支撑板之靠近所述第二长边的边缘设有第一支撑段，所述第一支撑段自所述金属支撑板向所述第一短边方向延伸，且在所述第一延伸段的延伸方向上与所述第一延伸段具有第一间隙，所述第一支撑段用于调节所述第一天线的辐射性能。

6.如权利要求3所述的天线系统，其特征在于，所述第一延伸段之靠近所述第一长边的边缘设有第二天线，所述第二天线包括第二延伸段和第二接地段，所述第二延伸段的延伸方向与所述第一延伸段相同，且两者之间具有第二间隙，所述第二接地段连接在所述第二延伸段之远离所述第一延伸段的一端和所述金属支撑板之间。

7.如权利要求6所述的天线系统，其特征在于，所述第二延伸段上设有第二调谐点，所述第一主板上设有第二调谐部，所述第二调谐点和所述第二调谐部之间连接有第二调谐件，所述第二调谐件用于调节所述第二天线的辐射性能。

8.如权利要求6所述的天线系统，其特征在于，所述第二延伸段上还设有第二馈点，所述第二馈点设于所述第二延伸段之远离所述第二接地段的一端，所述第一主板上设有第二馈电部，所述第二馈点和所述第二馈电部电连接，以使所述第二天线构成环天线。

9.一种移动终端，其特征在于，包括非金属后盖和如权利要求1至8中任一所述的天线系统，所述天线系统的金属支撑板与所述非金属后盖层叠设置，用于加强所述移动终端的结构强度。

10.如权利要求9所述的移动终端，其特征在于，还包括屏幕，所述屏幕与所述非金属后盖盖合，并覆盖所述金属支撑板。