CN110931940A - 一种天线结构和移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种天线结构及移动终端。所述天线结构包括上天线，用于收发低频段的信号；下天线，用于收发中高频段的信号；低频滤波网络与所述上天线相连，用于通过低频段的信号；高频滤波网络与所述下天线相连，用于通过中高频段的信号；所述上天线与所述低频滤波网络之间设置上天线匹配网络，所述下天线与所述高频滤波网络之间设置下天线匹配网络。本方案通过在天线馈线两个分支处分别增加高频滤波网络和低频滤波网络，将原来一个天线所需要实现的频段性能，通过上天线和下天线两个天线来实现，减少了单个天线所需要实现的频段，使天线在严苛的环境中也能实现相应的天线性能水准，天线设计所要求的空间更小。

Description

一种天线结构和移动终端

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种天线结构和移动终端。

背景技术

天线是移动终端产品中的重要组成部分，随着移动终端性能的不断提升以及功能的不断增多，对天线设计的要求也不断提高。目前常规的天线设计中，所有的频段都集成在一个天线上，所需要实现的带宽非常宽，各个频段性能并不能做到最优，尤其当天线环境比较差，净空区比较小时。通过一些切换方案可以将天线进行拆分，但天线的射频架构非常复杂，导致成本比较高；比如可以通过增加切换开关的方式来拆分天线，如图1所示，在天线分支处增加一个单刀双掷开关，通过控制开关的切换，利用两段不同的天线来分别实现低频天线和中高频天线，但增加切换开关会引入损耗，开关物料也需要一定的成本。

发明内容

本发明实施例提供一种天线结构和移动终端，对单个天线进行拆分。

本发明实施例提供的一种天线结构，包括：

上天线，用于收发低频段的信号；

下天线，用于收发中高频段的信号；

低频滤波网络与所述上天线相连，用于通过低频段的信号；

高频滤波网络与所述下天线相连，用于通过中高频段的信号；

所述上天线与所述低频滤波网络之间设置上天线匹配网络，所述下天线与所述高频滤波网络之间设置下天线匹配网络。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述天线结构包括天线馈线，所述天线馈线包括上分支馈线和下分支馈线，所述上分支馈线连接所述上天线，所述下分支馈线连接所述下天线。

可选的，在本发明的一些实施例中，包括：所述天线馈线自射频前端器件延伸至电路板上，所述天线馈线在所述电路板上分支为所述上分支馈线和所述下分支馈线。

可选的，在本发明的一些实施例中，包括：所述射频前端器件包括射频前端模组和射频连接器。

可选的，在本发明的一些实施例中，包括：

所述低频滤波网络一端与所述上分支馈线相连，所述低频滤波网络另一端与所述上天线匹配网络相连；

所述高频滤波网络一端与所述下分支馈线相连，所述高频滤波网络另一端与所述下天线匹配网络相连。

可选的，在本发明的一些实施例中，包括：

所述上天线匹配网络一端与所述低频滤波网络相连，所述上天线匹配网络另一端与所述上天线相连，用于匹配所述上分支馈线和所述上天线之间的阻抗；

所述下天线匹配网络一端与所述高频滤波网络相连，所述下天线匹配网络另一端与所述下天线相连，用于匹配所述下分支馈线和所述下天线之间的阻抗。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述低频段包括600Mhz-960Mhz，所述中高频段包括1700Mhz-2700Mhz。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述天线结构还包括无线收发两用机，所述收发两用机内设置射频芯片，所述无线收发两用机与所述射频前端器件连接。

相应的，本发明实施例还提供的一种移动终端，包括：所述上天线位于所述移动终端长度方向的顶部，所述下天线位于所述移动终端长度方向的底部。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述移动终端，包括上述的天线结构。

本发明实施例提供的天线结构和移动终端，所述天线结构包括上天线，用于收发低频段的信号；下天线，用于收发中高频段的信号；低频滤波网络与所述上天线相连，用于通过低频段的信号；高频滤波网络与所述下天线相连，用于通过中高频段的信号；所述上天线与所述低频滤波网络之间设置上天线匹配网络，所述下天线与所述高频滤波网络之间设置下天线匹配网络。因此，该方案通过在天线馈线两个分支处分别增加高频滤波网络和低频滤波网络，避免了两个分支的信号相互影响以及分支走线对信号带来的额外衰减，将原来一个天线所需要实现的频段性能，通过上天线和下天线两个天线来实现，减少了单个天线所需要实现的频段和带宽，使天线在严苛的环境中(比如净空区小，金属器件多)也能实现相应的天线性能水准，或者说天线拆分设计所要求的空间更小；两个天线之间是通过馈线直接连接，不需要增加切换开关，避免了开关器件引入的损耗，也避免了开关器件的成本以及软件控制上的复杂度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是背景技术中现有的天线拆分方法的结构示意图；

图2是本发明第一实施例提供的天线结构的示意图；

图3是本发明第二实施例提供的天线结构的示意图；

图4是本发明实施例提供的移动终端的结构示意图。

具体实施方式

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，本领域技术人员在没有作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。

本发明的说明书和附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本文中术语“系统”和“网络”在本文中常被可互换使用，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明实施例提供一种天线结构和移动终端。本发明实施例提供的天线结构集成在移动终端中，移动终端可以为手机、平板电脑、笔记本电脑等设备。设置有天线结构的移动终端可以通过无线网络与网络设备(例如，服务器)或其他移动终端(例如，智能手机)通信，完成与网络设备或其他移动终端之间的信息收发。

如图2所示，本发明实施例提供的一种天线结构包括：上天线203，用于收发低频段的信号；下天线204，用于收发中高频段的信号；低频滤波网络207与上天线204相连，用于通过低频段的信号；高频滤波网络208与下天线204相连，用于通过中高频段的信号；上天线203与低频滤波网络207之间设置上天线匹配网络205，下天线204与高频滤波网络208之间设置下天线匹配网络206。

其中，本发明实施例中的天线是cellular(无线通信技术)天线，即蜂窝通讯系统的天线，就是常规说的手机主天线，cellular天线支持高中低频各个不同频段的信号；低频段包括600Mhz(Mega Hertz，兆赫)-960Mhz，中高频段包括1700Mhz-2700Mhz；上天线203、下天线204是自定义的天线名称，即上天线203为设置在移动终端顶部区域的天线，上天线203设计为实现低频天线性能，用于接收/发射低频段的无线信号，低频天线的特性是可以避免头部的SAR(Specific Absorption Rate，电磁波吸收比值或比吸收率)超标；下天线204为设置在移动终端底部区域的天线，下天线204设计为实现中高频天线性能，用于接收/发射中高频段的无线信号。

其中，本发明实施例提供的天线结构还包括天线馈线，天线馈线是指连接天线与收、发信机传送射频能量的传输线，天线馈线自射频(Radio Frequency，RF)芯片引出，从射频前端器件202延伸至电路板上，射频前端器件202包括射频前端模组和射频连接器(RFconnector)，即天线馈线从射频芯片引出，经过射频前端模组和射频连接器，延伸至电路板。天线馈线在电路板上分支成两路即分支为上分支馈线和下分支馈线，上分支馈线连接上天线203，下分支馈线连接下天线204。射频前端模组是射频电路前面的一个模块集，可能是电源模块，也可能是各种接口。

其中，在天线馈线的两个分支处各设置一个滤波网络，滤波网络由多个电容电感组成，上分支馈线上设置低频滤波网络207，用于低频段的信号通过，下分支馈线上设置高频滤波网络208，用于中高频段的信号通过，这样设计的目的是为了避免两个分支的信号相互影响，以及分支走线对信号带来额外衰减。从射频芯片发出的信号，低频段的无线电信号只能通过低频滤波网络207至上天线203，中高频段的无线电信号只能通过高频滤波网络208至下天线204，高频滤波网络208和低频滤波网络207保证了两条支路上的无线电信号同时工作，同时也能避免一条支路上的匹配调试通过馈线影响另外一条支路。

在本发明实施例中，各个分支馈线上设置的滤波网络实际上是设计选频电路，各选频电路选择所设频段的信号通过，使得各分支馈线所连接的天线实现此频段的性能；通过设置两个滤波网络将单个天线拆分为上、下两个天线，用来支持不同的频段，不用将所有频段都集中在一个天线上，所需的天线设计空间更小。

其中，在靠近上、下天线位置，上、下天线各设置一组天线匹配网络，用于调整天线馈线阻抗与天线阻抗适配。具体地，上天线203与低频滤波网络207之间设置上天线匹配网络205，上天线匹配网络205一端与低频滤波网络207相连，上天线匹配网络205另一端与上天线203相连，用于匹配上分支馈线和上天线203之间的阻抗；下天线204与高频滤波网络208之间设置下天线匹配网络206，下天线匹配网络206一端与高频滤波网络208相连，下天线匹配网络206另一端与下天线204相连，用于匹配下分支馈线和下天线204之间的阻抗。

其中，本发明实施例中的天线结构还包括无线收发两用机201，无线收发两用机201内设置射频芯片，无线收发两用机201与射频前端器件202连接。无线收发两用机201是安装在一个部件上并共用一部分相同电路的无线电发报机和收报机，通常便携或机动使用。

本发明实施例通过在天线馈线两个分支处分别增加高频滤波网络208和低频滤波网络207，避免了两个分支的信号相互影响以及分支走线对信号带来的额外衰减，将原来一个天线所需要实现的频段性能，通过上天线203和下天线204这两个天线来实现，减少了单个天线所需要实现的频段和带宽，使天线在严苛的环境中(比如净空区小，金属器件多)也能实现相应的天线性能水准，或者说天线进行拆分设计所要求的空间更小；两个天线之间通过馈线直接连接，不需要增加切换开关，避免了开关器件引入的损耗，也避免了开关器件的成本以及软件控制上的复杂度。

可选的，在其他实施例中，单个天线还可以分为2个以上的天线，滤波网络和匹配网络的数目根据天线的数目设置。例如，如图3所示，天线馈线在电路板上分支为三路，即分支为第一分支馈线、第二分支馈线和第三分支馈线。第一分支馈线连接第一天线303，第一天线303设计为低频天线性能，用于接收/发射低频段的无线信号；第二分支馈线连接第二天线304，第二天线304设计为中频天线性能，用于接收/发射中频段的无线信号；第三分支馈线连接第三天线305，第三天线305设计为高频天线性能，用于接收/发射高频段的无线信号。

其中，在第一分支馈线上设置低频滤波网络309，用于通过低频段的无线信号，在第二分支馈线上设置中频滤波网络310，用于通过中频段的无线信号，在第三分支馈线上设置高频滤波网络311，用于通过高频段的无线信号。从射频芯片发出的无线电信号，低频段的无线电信号只能通过低频滤波网络309至第一天线303，中频段的无线电信号只能通过中频滤波网络310至第二天线304，高频段的无线电信号只能通过高频滤波网络311至第三天线305，高频滤波网络311、中频滤波网络310和低频滤波网络309保证了三条支路上的无线电信号同时工作，同时也能避免一条支路上的匹配调试通过馈线影响其他的支路。

其中，在各个滤波网络和各天线之间设置天线匹配网络，用于调整各个分支馈线阻抗与各天线阻抗适配。具体地，第一天线303与低频滤波网络309之间设置第一天线匹配网络306，第一天线匹配网络306一端与低频滤波网络309相连，第一天线匹配网络306另一端与第一天线303相连，用于匹配第一分支馈线和第一天线303之间的阻抗；第二天线304与中频滤波网络310之间设置第二天线匹配网络307，第二天线匹配网络307一端与中频滤波网络310相连，第二天线匹配网络307另一端与第二天线304相连，用于匹配第二分支馈线和第二天线304之间的阻抗；第三天线305与高频滤波网络311之间设置第三天线匹配网络308，第三天线匹配网络308一端与高频滤波网络311相连，第三天线匹配网络308另一端与第三天线305相连，用于匹配第三分支馈线和第三天线305之间的阻抗。

其中，无线收发两用机201和射频前端器件202相连，无线馈线从射频前端器件202延伸至射频电路板上，在射频电路板上分支为第一分支馈线、第二分支馈线和第三分支馈线。

其中，本发明实施例中的天线结构设置在移动终端中；可选的，第一天线303设置在移动终端长度方向的顶部区域，第二天线304、第三天线305设置在移动终端长度方向的底部区域。

相应的，本发明实施例还提供一种移动终端，其包括本发明实施例所述的天线结构。如图4所示，该移动终端可以包括射频(RF，Radio Frequency)电路401、包括有一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器402、输入单元403、显示单元404、传感器405、音频电路406、无线保真(WiFi，Wireless Fidelity)模块407、包括有一个或者一个以上处理核心的处理器408、以及电源409等部件。本领域技术人员可以理解，图4中示出的移动终端结构并不构成对移动终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：

RF电路401可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将基站的下行信息接收后，交由一个或者一个以上处理器408处理；另外，将涉及上行的数据发送给基站。通常，RF电路401包括但不限于天线、至少一个放大器、调谐器、一个或多个振荡器、用户身份模块(SIM，Subscriber Identity Module)卡、收发信机、耦合器、低噪声放大器(LNA，Low Noise Amplifier)、双工器等。此外，RF电路401还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。所述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于全球移动通讯系统(GSM，Global System of Mobile communication)、通用分组无线服务(GPRS，GeneralPacket Radio Service)、码分多址(CDMA，Code Division MultipleAccess)、宽带码分多址(WCDMA，Wideband Code Division Multiple Access)、长期演进(LTE，Long TermEvolution)、电子邮件、短消息服务(SMS，Short Messaging Service)等。

在本发明实施例中，RF电路401包括上述实施例中任一实施例所描述的天线结构。

存储器402可用于存储软件程序以及模块，处理器408通过运行存储在存储器402的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器402可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据移动终端的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器402还可以包括存储器控制器，以提供处理器408和输入单元403对存储器402的访问。

输入单元403可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。具体地，在一个具体的实施例中，输入单元403可包括触敏表面以及其他输入设备。触敏表面，也称为触摸显示屏或者触控板，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触敏表面上或在触敏表面附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的，触敏表面可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器408，并能接收处理器408发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触敏表面。除了触敏表面，输入单元403还可以包括其他输入设备。具体地，其他输入设备可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。

显示单元404可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及终端的各种图形用户接口，这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。显示单元604可包括显示面板，可选的，可以采用液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)、有机发光二极管(OLED，Organic Light-Emitting Diode)等形式来配置显示面板。进一步的，触敏表面可覆盖显示面板，当触敏表面检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器608以确定触摸事件的类型，随后处理器408根据触摸事件的类型在显示面板上提供相应的视觉输出。虽然在图4中，触敏表面与显示面板是作为两个独立的部件来实现输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触敏表面与显示面板集成而实现输入和输出功能。

移动终端还可包括至少一种传感器405，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板的亮度，接近传感器可在终端移动到耳边时，关闭显示面板和/或背光。作为运动传感器的一种，重力加速度传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；至于终端还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。

音频电路406、扬声器，传声器可提供用户与移动终端之间的音频接口。音频电路406可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器，由扬声器转换为声音信号输出；另一方面，传声器将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路406接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器408处理后，经RF电路401以发送给比如另一移动终端，或者将音频数据输出至存储器402以便进一步处理。音频电路406还可能包括耳塞插孔，以提供外设耳机与移动终端的通信。

WiFi属于短距离无线传输技术，移动终端通过WiFi模块407可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图4示出了WiFi模块407，但是可以理解的是，其并不属于终端的必须构成，完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。

处理器408是移动终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器402内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器402内的数据，执行移动终端的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。可选的，处理器408可包括一个或多个处理核心；优选的，处理器408可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器408中。

移动终端还包括给各个部件供电的电源409(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器408逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源409还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。

尽管未示出，移动终端还可以包括摄像头、蓝牙模块等，在此不再赘述。具体在本实施例中，移动终端中的处理器408会按照如下的指令，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器402中，并由处理器408来运行存储在存储器402中的应用程序，从而实现各种功能。

本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。

以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。

以上对本发明实施例所提供的一种天线结构和移动终端进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上的改变之处，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种天线结构，其特征在于，包括：

上天线，用于收发低频段的信号；

下天线，用于收发中高频段的信号；

低频滤波网络与所述上天线相连，用于通过低频段的信号；

高频滤波网络与所述下天线相连，用于通过中高频段的信号；

所述上天线与所述低频滤波网络之间设置上天线匹配网络，所述下天线与所述高频滤波网络之间设置下天线匹配网络。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构包括天线馈线，所述天线馈线包括上分支馈线和下分支馈线，所述上分支馈线连接所述上天线，所述下分支馈线连接所述下天线。

3.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于，包括：所述天线馈线自射频前端器件延伸至电路板上，所述天线馈线在所述电路板上分支为所述上分支馈线和所述下分支馈线。

4.根据权利要求3所述的天线结构，其特征在于，包括：所述射频前端器件包括射频前端模组和射频连接器。

5.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，包括：

所述低频滤波网络一端与所述上分支馈线相连，所述低频滤波网络另一端与所述上天线匹配网络相连；

所述高频滤波网络一端与所述下分支馈线相连，所述高频滤波网络另一端与所述下天线匹配网络相连。

6.根据权利要求5所述的天线结构，其特征在于，包括：

所述上天线匹配网络一端与所述低频滤波网络相连，所述上天线匹配网络另一端与所述上天线相连，用于匹配所述上分支馈线和所述上天线之间的阻抗；

所述下天线匹配网络一端与所述高频滤波网络相连，所述下天线匹配网络另一端与所述下天线相连，用于匹配所述下分支馈线和所述下天线之间的阻抗。

7.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述低频段包括600Mhz-960Mhz，所述中高频段包括1700Mhz-2700Mhz。

8.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构还包括无线收发两用机，所述无线收发两用机与所述射频前端器件连接。

9.一种移动终端，其特征在于，包括：所述上天线位于所述移动终端长度方向的顶部，所述下天线位于所述移动终端长度方向的底部。

10.根据权利要求9所述的移动终端，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的天线结构。

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