CN110911842B - 一种具有共辐射体天线的终端 - Google Patents
一种具有共辐射体天线的终端 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供了一种具有共辐射体天线的终端,所述终端包括非接地金属边框、第一馈源、第二馈源、第一金属体、第二金属体、第一控制开关和第二控制开关;第一控制开关的第一信号端分别连接第一金属体和非接地金属边框,第一控制开关的第二信号端用于连接终端的第一馈源,用于控制第一馈源与第一金属体及非接地金属边框之间的信号通断;第二控制开关的第一信号端分别连接第二金属体和非接地金属边框,第二控制开关的第二信号端用于连接终端的第二馈源,用于控制第二馈源与第二金属体及非接地金属边框之间的信号通断。本申请提供的具有共辐射体天线终端,保证终端中共辐射体多天线的辐射效率,并实现共辐射体多天线之间的高隔离度。
Description
技术领域
本申请涉及通信设备技术领域,尤其涉及一种具有共辐射体天线的终端。
背景技术
天线是一种变换器,它把传输线上传播的导行波变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波,或者进行相反的变换。因此,天线是实现手机等通信终端通信功能的重要器件之一。在手机等通信终端中,天线辐射性能受其净空区以及天线周边金属的影响。
目前,由于全金属材质及高屏占手机具有独特的外观和科技感,其越来越受消费者追捧。但是随着全金属材质及高屏占手机的发展,手机中用于设置天线的手机净空区将越来越狭小。然而目前,为适应手机多功能发展的需求,天线架构不断向多天线形式发展,因此越来越狭小的手机净空区限制了传统架构天线在手机上的安装使用。为适应手机净空区越来越狭小以及全金属材质手机的发展趋势,手机天线架构中逐渐出现借用手机金属边框作为天线辐射体的天线架构。图1为一种具有典型双馈源金属边框架构天线的手机结构示意图。如图1所示,WiFi馈源01和分集馈源02分别电连接非接地金属边框03,形成WiFi天线和分集天线共辐射体架构。所述非接地金属边框03是手机金属边框的一部分,其两端与手机金属边框的其他部分存在开缝且其与手机合金板绝缘,为独立非接地金属边框。
为便于上述双馈源金属边框架构天线的使用,将非接地边框的中间接地,用于保证WiFi天线和分集天线的隔离度。具体的,通过非接地边框的中间接地位置将WiFi天线和分集天线串扰的信号流走。但是,将WiFi天线和分集天线串扰的信号流走等同于直接将WiFi馈源01和分集馈源02传输的部分信号流走,将造成该部分信号的浪费。并且非接地边框03中间接地使WiFi馈源01和分集馈源02分别使用非接地边框03的侧边部分作为辐射体,当在双手握持手机的场景下,左手或右手握持非接地金属边框03的侧边部分所在范围,将会造成WiFi天线或分集天线的辐射效率降低。
发明内容
本申请提供了一种具有共辐射体天线的终端,保证终端中共辐射体多天线的辐射效率,并实现共辐射体多天线之间的高隔离度。
本申请提供了一种具有共辐射体天线的终端,所述终端包括非接地金属边框、第一馈源、第二馈源、第一金属体、第二金属体、第一控制开关和第二控制开关;
所述第一控制开关的第一信号端分别连接所述第一金属体和所述非接地金属边框,所述第一控制开关的第二信号端用于连接所述终端的第一馈源,用于控制第一馈源与所述第一金属体及所述非接地金属边框之间的信号通断;
所述第二控制开关的第一信号端分别连接所述第二金属体和所述非接地金属边框,所述第二控制开关的第二信号端用于连接所述终端的第二馈源,用于控制第二馈源与所述第二金属体及所述非接地金属边框之间的信号通断。
本申请提供的具有共辐射体天线的终端,包括非接地金属边框、第一馈源、第二馈源、第一金属体、第二金属体、第一控制开关和第二控制开关,第一控制开关的第一信号端分别连接第一金属体和非接地金属边框,第二控制开关的第一信号端分别连接所述第二金属体和非接地金属边框,实现将通信终端的非接地金属边框作为共辐射体天线的共辐射体,第一金属体和第二金属体用作天线分支,形成双天线共辐射体架构。在使用时,可根据所选择的主使用状态天线,通过控制第一控制开关和第二控制开关实现第一金属体和第二金属体选择性导通,实现双天线选择切换使用天线共辐射体的状态,如此可避免双天线共辐射体出现串扰信号,又保证双天线之间信号的高隔离度。在本申请中,将非接地金属边框作为共辐射体天线的共辐射体,非接地金属边框所属区域净空好,其受人体、干扰源辐射体或其他耦合金属等的干扰最小,在实际使用时,非接地金属边框将是天线中电流辐射最强场区,辐射强度大,保证了主使用状态天线的辐射效率。因此,本申请提供的具有共辐射体天线终端,保证终端中共辐射体多天线的辐射效率,并实现共辐射体多天线之间的高隔离度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中一种具有典型双馈源金属边框架构天线的手机的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种具有共辐射体天线的终端的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种手机终端的壳体结构示意图;
图4为本申请实施例提供的另一种具有共辐射体天线的终端结构示意图。
其中:
01-WiFi馈源,02-分集馈源,03-非接地金属边框,1-非接地金属边框,2-第一馈源,3-第二馈源,4-第一金属体,5-第二金属体,6-第一控制开关,7-第二控制开关,8-第一金属边框,9-第二金属边框,10-第一匹配器件,11-第二匹配器件,12-第三匹配器件,13-第四匹配器件,14-第一匹配电路,15-第二匹配电路,16-第一阻抗电路,161-第三控制开关、162-第一接地匹配件,163-第二接地匹配件,17-第二阻抗电路,171-第四控制开关,172-第三接地匹配件,173-第四接地匹配件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本申请实施例提供的具有共辐射体天线的终端,包括手机、PC等具有金属边框的终端。为便于描述,下面以手机为例进行本申请实施例的详细阐述。
如附图2所示,本申请实施例提供的具有共辐射体天线的终端,包括非接地金属边框1、第一馈源2、第二馈源3、第一金属体4、第二金属体5、第一控制开关6和第二控制开关7;
所述第一控制开关6的第一信号端分别连接所述第一金属体4和所述非接地金属边框1,所述第一控制开关6的第二信号端用于连接所述终端的第一馈源2,用于控制第一馈源2与所述第一金属体4及所述非接地金属边框1之间的信号通断;
所述第二控制开关7的第一信号端分别连接所述第二金属体5和所述非接地金属边框1,所述第二控制开关7的第二信号端用于连接所述终端的第二馈源3,用于控制第二馈源3与所述第二金属体5及所述非接地金属边框1之间的信号通断。
非接地金属边框1为手机金属边框的一部分,其与手机终端的参考地绝缘,即非接地金属边框1与手机合金底板绝缘,为独立非接地金属边框。非接地金属边框1位于手机侧边的中心位置。优选的,非接地金属边框1位于手机顶部或底部的中心位置,如附图3所示。手机顶部或底部的中心位置为手机净空环境相对其他位置较好区域,手机净空是指远离金属元件、隔离电池、振荡器、屏蔽罩、摄像头等部件。当非接地金属边框1位于手机顶部或底部的中心位置时,受人体、干扰源辐射体或其他耦合金属干扰最小,便于实现其作为天线使用时具有较强的电流辐射。在本申请实施例中,非接地金属边框1的长度为15-30mm。下面主要以非接地金属边框1位于手机顶部进行阐述说明,如附图2所示,当非接地金属边框1位于手机底部的时候与非接地金属边框1位于手机顶部相似。
第一馈源2和第二馈源3为手机天线馈源,是指连接天线的辐射器,用于产生射频信号。在本申请中,第一馈源2或第二馈源3为WiFi天线馈源或4G分集天线馈源等。在本申请实施例中可以包括第一馈源2和第二馈源3,但不限于只包括第一馈源2和第二馈源3,还可以包括其他馈源,具体可根据手机终端天线的实际需求数量确定。
第一金属体4和第二金属体5可选铜、铝、金或银等金属材质,用作天线分支。通常,第一金属体4和第二金属体5为形状规则的金属片状结构,长度为5-20mm。在本申请中,为保证第一金属体4和第二金属体5使用时的电流辐射强度,将第一金属体4和第二金属体5设置在手机净空区。
在本申请实施例中,第一控制开关6和第二控制开关7为可被电气控制的开关,通过电气控制第一控制开关6和第二控制开关7的信号选择通断,如由手机主芯片负责控制第一控制开关6和第二控制开关7的逻辑输出和切换。在本申请实施例中,第一控制开关6包括第一信号端和第二信号端,第二控制开关7包括第一信号端和第二信号端。为便于描述,选择第一控制开关6的一接线端为第一信号端,另一接线端为第二信号端,选择第二控制开关7的一接线端为第一信号端,另一接线端为第二信号端。在本申请实施例具体实施方式中,第一控制开关6和第二控制开关7选择有源开关,优选双掷有源开关。双掷有源开关的切换由手机主芯片对比多天线状态后的信号强度来识别工作场景,并由手机主芯片负责开关的逻辑输出和切换。
在本申请实施例中,第一控制开关6的第一信号端分别连接第一金属体4和非接地金属边框1,通过第一控制开关6实现第一金属体4及非接地金属边框1信号的通断,即通过第一控制开关6实现第一金属体4或非接地金属边框1的选择使用。优选的,第一控制开关6的第一信号端分别连接第一金属体4的端侧和非接地金属边框1的端侧。如此,有助于保证手机在使用天线时,第一金属体4或非接地金属边框1得到充分的使用。
在本申请实施例中,第二控制开关7的第一信号端分别连接第二金属体5和非接地金属边框1,通过第二控制开关7实现第二金属体5及非接地金属边框1信号的通断,即通过第二控制开关7实现第二金属体5或非接地金属边框1的选择使用。优选的,第二控制开关7的第一信号端分别连接第二金属体5的端侧和非接地金属边框1的端侧。如此,有助于保证手机在使用天线时,第二金属体5或非接地金属边框1得到充分的使用。
在本申请实施例中,非接地金属边框1的一端连接第一控制开关6的第一信号端,非接地金属边框1的另一端连接第二控制开关7的第一信号端。第一金属体4与第二金属体5设置在即靠近手机净空区中心又远离非接地金属边框1的位置。如,第一金属体4的一端靠近非接地金属边框1的一侧端,另一端远离所述非接地金属边框1的一侧端;第二金属体5的一端靠近非接地金属边框1的另一侧端,另一端远离所述非接地金属边框1的另一侧端。
本申请提供的具有共辐射体天线的终端,包括非接地金属边框1、第一馈源2、第二馈源3、第一金属体4、第二金属体5、第一控制开关6和第二控制开关7,第一控制开关6的第一信号端分别连接第一金属体4和非接地金属边框1,第二控制开关7的第一信号端分别连接所述第二金属体5和非接地金属边框1,实现将通信终端的非接地金属边框1作为共辐射体天线的共辐射体,第一金属体4和第二金属体5用作天线分支,形成双天线共辐射体架构。如此在使用时,可根据所选择的主使用状态天线,通过控制第一控制开关6和第二控制开关7实现第一金属体4和第二金属体5选择性导通,实现双天线选择切换使用天线共辐射体的状态,如此可避免双天线共辐射体出现串扰信号,又保证双天线之间信号的高隔离度。
在本申请实施例中,将非接地金属边框1作为共辐射体天线的共辐射体,非接地金属边框1所属区域净空好,距离参考地距离较远,其受人体、干扰源辐射体或其他耦合金属等的干扰最小。在实际使用时,非接地金属边框1将是天线中电流辐射最强场区,辐射强度大,保证了主使用状态天线的辐射效率。因此,本申请提供的具有共辐射体天线终端,保证终端中共辐射体多天线的辐射效率,并实现共辐射体多天线之间的高隔离度。
以第一馈源2为WiFi天线馈源以及第二馈源3为4G分集天线馈源为例:当WiFi天线为主要业务时,控制第一控制开关6接通非接地金属边框1,第一金属体4悬置,控制第二控制开关7接通第二金属体5,形成辐射效率较高的WiFi天线以及辐射效率相对低一些的4G分集天线。当4G分集天线为主要业务时,控制第一控制开关6接通第一金属体4,控制第二控制开关7接通非接地金属边框1,第二金属体5悬置,形成辐射效率较高的4G分集天线以及辐射效率相对低一些的WiFi天线。如此,实现WiFi天线和4G分集天线的兼容设计,可根据具体使用场景进行通过第一控制开关6和第二控制开关7进行切换使用。
进一步,在本申请实施例提供的具有共辐射体天线的终端中,还包括第一金属边框8和第二金属边框9。如附图3所示,第一金属边框8和第二金属边框9为手机金属边框的一部分,第一金属边框8和第二金属边框9与非接地金属边框1之间分别具有开缝,第一金属边框8和第二金属边框9位于非接地金属边框1的两端。第一金属边框8用于连接第一控制开关6的第二信号端和第一馈源2,第二金属边框9用于连接第二控制开关7的第二信号端和第二馈源3。第一金属边框8和第二金属边框9用作天线的天线臂。第一金属边框8与第一金属体4或非接地金属边框1搭接,形成第一馈源频段的自谐振;第二金属边框9与第二金属体5或非接地金属边框1搭接,形成第二馈源频段的自谐振。通过第一金属边框8和第二金属边框9可延长第一馈源天线的天线长度和第二馈源天线的天线长度,如此可有效降低第一馈源天线和第二馈源天线的工作频率,便于实现天线工作频率的降低。
在本申请具体实施方式中,本申请实施例提供的具有共辐射体天线的终端中,如附图4所示,所述终端还包括第一匹配器件10、第二匹配器件11、第三匹配器件12和第四匹配器件13;第一匹配器件10串联于第一控制开关6的第一信号端和非接地金属边框1之间;第二匹配器件11串联于所述第一控制开关6的第一信号端和第一金属体4之间;第三匹配器件12串联于第二控制开关7的第一信号端和非接地金属边框1之间;第四匹配器件13串联于所述第二控制开关7的第一信号端和第二金属体5之间。第一匹配器件10、第二匹配器件11、第三匹配器件12和第四匹配器件13是由电容、电感组成的匹配网络,用作所属天线自阻抗的调谐。
进一步,为便于本申请实施例提供的具有共辐射体天线的终端中天线带通状态下自阻抗的调谐,所述终端还包括匹配电路或阻抗电路,用于第一馈源天线或第二馈源天线谐振频段的调整。
在本申请具体实施方式中,本申请实施例提供的具有共辐射体天线的终端中,如附图4所示,所述终端还包括第一匹配电路14,第一匹配电路14串联于第一馈源2和第一金属边框8之间。进一步,本申请实施例提供的具有共辐射体天线的终端中,还包括第二匹配电路15,第二匹配电路15串联于第二馈源3和所述第二金属边框9之间。
第一匹配电路14和第二匹配电路15由电容、电感器件或微带线等组成,可以设计为L型、π型或其他形式的谐振匹配网络结构。具体的,可以采用一个或多个电容或电感或电容和电感组合形成,如附图4所示,第一匹配电路14和第二匹配电路15为L型结构,但不局限于L型结构。第一匹配电路14用作第一馈源天线的调谐等效电阻,实现对第一馈源天线阻抗的调谐,第二匹配电路15用作第二馈源天线的调谐等效电阻,实现对第二馈源天线阻抗的调谐。如此便于实现第一馈源天线和第二馈源天线谐振频段的调整。
进一步优化技术方案,本申请实施例提供的具有共辐射体天线的终端中,如附图4所示,所述终端还包括第一阻抗电路16,第一阻抗电路16连接第一馈源2和第一金属边框8。第一阻抗电路16用于第一馈源天线谐振频率的调整。在本申请具体实施方式中,第一阻抗电路16包括第三控制开关161、第一接地匹配件162和第二接地匹配件163,所述第三控制开关161的第一信号端分别连接第一接地匹配件162和第二接地匹配件163,第三控制开关161的第二信号端连接第一馈源2。通过控制第三控制开关161的通断切换,实现第三控制开关161与第一接地匹配件162或第二接地匹配件163的接通,实现对第一馈源天线自阻抗的调谐,使第一馈源天线的谐振频率处于工作频段。
进一步,本申请实施例提供的具有共辐射体天线的终端中,如附图4所示,所述终端还包括第二阻抗电路17,第二阻抗电路17连接第二馈源3和第二金属边框9。第二阻抗电路17用于第一馈源天线谐振频率的调整。在本申请具体实施方式中,第二阻抗电路17包括第四控制开关171、第三接地匹配件172和第四接地匹配件173,第四控制开关171的第一信号端分别连接第三接地匹配件172和第四接地匹配件173,第四控制开关171的第二信号端连接第二馈源3。通过控制第四控制开关171的通断切换,实现第四控制开关171与第三接地匹配件172和第四接地匹配件173。
本申请实施例提供的具有共辐射体天线的终端,实现其内部天线充分利用非接地金属边框1周围的净空环境,进而实现多天线对共辐射体高辐射电流区域的设计,通过开关的搭接实现有限辐射环境下天线的高辐射效率设计兼容。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种具有共辐射体天线的终端,其特征在于,所述终端包括非接地金属边框、第一馈源、第二馈源、第一金属体、第二金属体、第一控制开关和第二控制开关;所述非接地金属边框与所述终端的参考地绝缘;
所述第一控制开关的第一信号端分别连接所述第一金属体和所述非接地金属边框的端侧,所述第一控制开关的第二信号端连接所述终端的第一馈源,用于控制第一馈源与所述第一金属体及所述非接地金属边框之间的信号通断;
所述第二控制开关的第一信号端分别连接所述第二金属体和所述非接地金属边框的端侧,所述第二控制开关的第二信号端连接所述终端的第二馈源,用于控制第二馈源与所述第二金属体及所述非接地金属边框之间的信号通断。
2.根据权利要求1所述的终端,其特征在于,所述第一金属体与所述第二金属体分别设置在所述终端的净空区。
3.根据权利要求1所述的终端,其特征在于,所述非接地金属边框位于所述终端侧边的中心位置。
4.根据权利要求1所述的终端,其特征在于,所述终端还包括第一金属边框和第二金属边框,所述第一金属边框和第二金属边框与所述非接地金属边框之间分别具有开缝;
所述第一金属边框用于连接所述第一控制开关的第二信号端和所述第一馈源,所述第二金属边框用于连接所述第二控制开关的第二信号端和所述第二馈源。
5.根据权利要求1所述的终端,其特征在于,所述天线还包括第一匹配器件、第二匹配器件、第三匹配器件和第四匹配器件;
所述第一匹配器件串联于所述第一控制开关的第一信号端和所述非接地金属边框之间;
所述第二匹配器件串联于所述第一控制开关的第一信号端和所述第一金属体之间;
所述第三匹配器件串联于所述第二控制开关的第一信号端和所述非接地金属边框之间;
所述第四匹配器件串联于所述第二控制开关的第一信号端和所述第二金属体之间。
6.根据权利要求4所述的终端,其特征在于,所述终端还包括第一匹配电路和第二匹配电路;
所述第一匹配电路串联于所述第一馈源和所述第一金属边框之间,所述第二匹配电路串联于所述第二馈源和所述第二金属边框之间。
7.根据权利要求4所述的终端,其特征在于,所述终端还包括第一阻抗电路和/或第二阻抗电路,所述第一阻抗电路连接所述第一馈源和所述第一金属边框,所述第二阻抗电路连接所述第二馈源和所述第二金属边框。
8.根据权利要求7所述的终端,其特征在于,所述第一阻抗电路包括第三控制开关、第一接地匹配件和第二接地匹配件,所述第三控制开关的第一信号端分别连接所述第一接地匹配件和第二接地匹配件,所述第三控制开关的第二信号端连接所述第一馈源。
9.根据权利要求7所述的终端,其特征在于,所述第二阻抗电路包括第四控制开关、第三接地匹配件和第四接地匹配件,所述第四控制开关的第一信号端分别连接所述第三接地匹配件和第四接地匹配件,所述第四控制开关的第二信号端连接所述第二馈源。
10.根据权利要求7所述的终端,其特征在于,所述第一控制开关和所述第二控制开关为双掷有源开关。
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