CN113437480B - 一种多频天线装置及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多频天线装置及移动终端，涉及通信技术领域，包括第一天线辐射部、第二天线辐射部、一天线缝隙；第一天线辐射部和第二天线辐射部上远离天线缝隙一端分别设有第一接地点和第二接地点；第一天线辐射部与天线缝隙之间连接第一天线开关和滤波网络；第二天线辐射部连接有馈电点，且在馈电点与第二接地点之间连接第二天线开关；馈电点上设有馈路匹配；通过第二天线开关切换实现LTE低频谐振模式与LTE中频谐振模式的切换；通过第一天线开关实现LTE高频谐振模式与LTE中频谐振模式的切换，并在第一天线开关切换至LTE高频谐振模式后，通过滤波网络和馈路匹配实现WIFI5G/Sub6G谐振模式，用于解决在同一根天线实现多频段多模式的天线以满足使用需求的问题。

Description

一种多频天线装置及移动终端
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多频天线装置及移动终端。
背景技术
具有无线通讯功能的电子产品，如笔记本电脑、个人数字助理(Personal DigitalAssistant)等，通过天线来发射或接收无线电波，以传递或交换无线电信号，进而存取无线网路。因此，为了让使用者能更方便地存取无线通讯网路，理想天线的频宽应在许可范围内尽可能地增加，而尺寸则应尽量减小，以配合电子产品体积缩小的趋势。此外，随着无线通讯技术不断演进，电子产品所配置的天线数量可能增加。
随着下一代移动通信技术(5G)的逐步发展，5G技术也逐步的应用到移动通信网络中，对于满足移动智能终端普及和移动互联网发展起到了重要的促进作用，5G在移动终端的应用普及，意味着移动终端内天线需要实现的频段越来越多，直观影响就是电子产品中天线的数量越来越多，考虑到各天线的性能以及相互间的隔离度影响，挑战无疑是巨大的，因此，用同一根天线实现多频段多模式的天线设计也越来越重要。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种多频天线装置及移动终端，用于解决在同一根天线实现多频段多模式的天线以满足使用需求的问题。
本发明公开了一种多频天线装置，
包括第一天线辐射部和第二天线辐射部；
所述第一天线辐射部和所述第二天线辐射部之间设有一天线缝隙；
所述第一天线辐射部和所述第二天线辐射部上远离所述天线缝隙一端分别设有第一接地点和第二接地点；
所述第一天线辐射部与所述天线缝隙之间连接有接地的第一天线开关和滤波网络；
所述第二天线辐射部在靠近所述天线缝隙一侧连接有用于馈入和接收射频信号的馈电点，且在所述馈电点与所述第二接地点之间连接有接地的第二天线开关；
所述馈电点上设有用于调节天线阻抗的馈路匹配；
基于所述馈电点至所述第二接地点的辐射段，通过所述第二天线开关切换实现LTE低频谐振模式与LTE中频谐振模式的切换；基于所述第一接地点至所述天线缝隙的辐射段，通过所述第一天线开关实现LTE高频谐振模式与LTE中频谐振模式的切换，并在所述第一天线开关切换至LTE高频谐振模式后，通过所述滤波网络和所述馈路匹配实现WIFI5G\Sub6G谐振模式。
优选地，所述天线缝隙宽度不低于0.5mm，且所述天线缝隙内填充有电介质。
优选地，基于所述馈电点至所述第二接地点的辐射段，通过所述第二天线开关实现LTE低频谐振模式的切换；
基于所述馈电点至所述第二天线开关的辐射段，实现LTE中频谐振模式的切换；
调节所述馈路匹配和所述滤波网络实现WIFI5G/Sub6G谐振模式与LTE低频谐振模式/LTE低频谐振模式/LTE低频谐振模式的同步使用。
优选地，当所述第二天线开关至所述馈电点的辐射段长度超出阈值，则可使得谐振频率落入LTE中频谐振B1模式范围内；
在所述第二天线开关上连接第一电感，以使谐振频率由LTE中频谐振B1模式切换至LTE中频谐振B3模式。
优选地，当所述第二天线开关至所述馈电点的辐射段长度未超出阈值，则可使得谐振频率落入LTE中频谐振B3模式范围内；
将所述第二天线开关上连接至所述馈路匹配上，以使谐振频率由LTE中频谐振B3模式切换至LTE中频谐振B1模式。
优选地，所述馈路匹配由多个第一电容和第二电感构成。
优选地，所述滤波网络包括一并联的第三电容和第三电感，以及在所述第三电容和第三电感并联后串联的第四电感；
通过调整第三电容、第三电感以及第四电感的值，以调节所述天线缝隙对于不同频段的工作尺寸。
优选地，所述调整第三电容、第三电感以及第四电感的值，包括：
调整第三电容、第三电感以及第四电感的值，使得所述滤波网络在3GHz附近呈开路高阻态，在5.5GHz左右呈短路低阻态，在3GHz到5.5GHz之间呈随频率变化的电容。
优选地，所述WIFI5G\Sub6G谐振模式下，所述天线缝隙为1/4λ谐振波长。
本发明还提供一种移动终端，包括：
主板、包裹所述主板的金属框架以及上述任一项所述的天线装置；
所述天线装置分布于所述移动终端的顶端、底端或侧边的金属框架上。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
本方案中提供的天线装置包括第一天线辐射部、第二天线辐射部以及天线缝隙，基于第二天线辐射部上馈电点至第二接地点的辐射段，利用第二天线开关切换实现LTE低频谐振模式与LTE中频谐振模式的切换；基于第一天线辐射部上第一接地点至天线缝隙的辐射段，利用第一天线开关实现LTE高频谐振模式与LTE中频谐振模式的切换，并在第一天线开关切换至LTE高频谐振模式后，通过滤波网络和馈路匹配实现WIFI5G/Sub6G谐振模式，同时通过调节所述馈路匹配和所述滤波网络实现WIFI5G/Sub6G谐振模式与LTE低频谐振模式/LTE低频谐振模式/LTE低频谐振模式的同步使用，实现多频的效果，解决在同一根天线实现多频段多模式的天线以满足使用需求的问题。
附图说明
图1为本发明所述一种多频天线装置及移动终端实施例一和实施例二的结构示意图；
图2为本发明所述一种多频天线装置及移动终端实施例一中用于体现滤波网络的结构示意图；
图3为本发明所述一种多频天线装置及移动终端实施例一中用于体现本实施方式天线可以实现LTE全频段工作，同时WIFI5G能保持和LTE全频段同时存在的示意图；
图4为本发明所述一种多频天线装置及移动终端实施例一中用于体现本实施方式天线可以实现LTE全频段工作，n79和LTE全频段同时存在的示意图；
图5为本发明所述一种多频天线装置及移动终端实施例一中用于体现本实施方式天线可以实现LTE全频段工作，n77/n78和LTE全频段同时存在的另一示意图。
附图标记：
G1-第一接地点；G2-第二接地点；S1-第一天线开关；S2-第二天线开关；f-馈电点，M-馈电匹配；LC-滤波网络；C3-第三电容；L3-第三电感；L4-第四电感；5-第一辐射部；6-第二辐射部；7-天线缝隙；8-主板。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
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”。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
实施例一：本实施方式提供了一种多频天线装置，参阅图1，用于针对天线越来越多的频段需求，以及越来越紧张的天线设计空间，设计实现全频段LTE、WIFI5G、Sub6G等功能的多频多模集成天线，该天线可以使用金属中框、金属后壳、LDS/FPC等方式实现，其中图1中中间区域2为主板，四周深色线框1为手机金属边框(或金属后壳、LDS、FPC等)，具体的，包括第一天线辐射部5和第二天线辐射部6；所述第一天线辐射部5和所述第二天线辐射部6之间设有一天线缝隙7；作为优选地，为了进一步减少第一天线辐射部5与第二天线辐射部6之间的相互干扰，所述天线缝隙7宽度不低于0.5mm，且所述天线缝隙7内填充有电介质，作为解释的，一般认为电阻率超过10欧·厘米的物质便归于电介质，在静电场中，电介质内部可以存在电场。
在上述实施方式中，所述第一天线辐射部5和所述第二天线辐射部6上远离所述天线缝隙7一端分别设有第一接地点(跨缝下地点)G1和第二接地点(远馈下地点)G2；如图所示，第一接地点G1和第二接地点G2之间这一段区域(l1+l2+l3)为天线辐射部分，天线缝隙7至第一接地点G1为第一天线辐射部5，天线缝隙7至第二接地点G2为第二天线辐射部6。所述第一天线辐射部5与所述天线缝隙7之间连接有接地的第一天线开关S1和滤波网络LC；所述第二天线辐射部6在靠近所述天线缝7隙一侧连接有用于馈入和接收射频信号的馈电点f，该射频信号包括2G/3G/4G/WIFI5G/Sub6G等。且在所述馈电点f与所述第二接地点G 2之间连接有接地的第二天线开关S2，所述馈电点f上设有用于调节天线阻抗的馈路匹配M；
在本实施方式中，基于所述馈电点f至所述第二接地点G2的辐射段，通过所述第二天线开关S2切换实现LTE低频谐振模式与LTE中频谐振模式的切换；基于所述第一接地点G1至所述天线缝隙7的辐射段，通过所述第一天线开关S1实现LTE高频谐振模式与LTE中频谐振模式的切换，并在所述第一天线开关S1切换至LTE高频谐振模式后，通过所述滤波网络LC和所述馈路匹配M实现WIFI5G/Sub6G谐振模式。
具体的，在上述实施方式中，基于所述馈电点f至所述第二接地点G2的辐射段，通过所述第二天线开关S2实现LTE低频谐振模式的切换；即与馈电点f同侧远离馈电点f的第二接地G2，馈电点f到第二接地点G2即l2+l3这段实现LTE低频谐振①(如B8)，LTE低频谐振通过第二天线开关S2切换可实现B5/B20/B28等其余低频频段。
基于所述馈电点f至所述第二天线开关S2的辐射段，第二天线开关S2直接连接天线辐射部分(即第二天线辐射部6)和地，实现LTE中频谐振模式②(B1/B3)的切换；作为可选的，当所述第二天线开关S2至所述馈电点f的辐射段长度超出阈值，则可使得谐振频率落入LTE中频谐振B1模式范围内，在所述第二天线开关S2上连接第一电感(图中未画出)，以使谐振频率由LTE中频谐振B1模式切换至LTE中频谐振B3模式，具体的，前述第一电感为外接一电感；作为另一可选的，当所述第二天线开关S2至所述馈电点f的辐射段长度未超出阈值，则可使得谐振频率落入LTE中频谐振B3模式范围内；将所述第二天线开关S2上连接至所述馈路匹配M上，以使谐振频率由LTE中频谐振B3模式切换至LTE中频谐振B1模式，所述阈值为使得所述第二天线开关S2至所述馈电点f的辐射段L2的长度能使LTE中频谐振落到B1模式，具体可根据具体使用场景下设置。
上述通过所述第一天线开关S1实现LTE高频谐振模式与LTE中频谐振模式的切换，并在所述第一天线开关S1切换至LTE高频谐振模式后，通过所述滤波网络LC和所述馈路匹配M实现WIFI5G/Sub6G谐振模式，第一接地点G1和天线缝隙12(即l1)之间放置天线所述第一天线开关S1以及旁路的滤波LC，LC为滤波网络，直接连接天线辐射部分(即第一天线辐射部5)和地，天线缝隙7到第一接地点G1可以实现LTE高频谐振③(如B40/B41)，天线缝隙7到滤波网络LC到地，可以实现WIFI5G/Sub6G谐振④，并且该WIFI5G/Sub6G谐振不受第一天线开关S1切换的影响，满足WIFI5G/Sub6G需要常在的天线设计需求，且所述WIFI5G/Sub6G谐振模式下，所述天线缝隙7为1/4λ谐振波长(即为跨缝1/4λ)，有较好的天线效率。
在上述实施方式中，参阅图2，所述滤波网络LC包括一并联的第三电容L3和第三电感C3，以及在所第三电容L3和第三电感C3并联后串联的第四电感C4；即由第三电感L3和第三电容C3并联，而后再串联上第四电感L4，通过调整第三电容、第三电感以及第四电感的值，以调节所述天线缝隙对于不同频段的工作尺寸。具体的，所述调整第三电容、第三电感以及第四电感的值，包括：调整第三电容、第三电感以及第四电感的值，使得所述滤波网络在3GHz附近呈开路高阻态，在5.5GHz左右呈短路低阻态，在3GHz到5.5GHz之间呈随频率变化的电容，利用该滤波网络的上述特性，调节天线体跨缝部分对于不同频段的工作尺寸，从而实现一个多频的效果。
如图3所示，调节所述馈路匹配和所述滤波网络实现WIFI5G/Sub6G谐振模式④与LTE低频谐振模式①/LTE低频谐振模式②/LTE低频谐振模式③的同步使用，即本实施方式中的天线装置可以在LTE B8/B3/B41/WIFI 5G频段工作，通过第一天线开关S1和第二天线开关S2调谐可以实现LTE全频段工作(即LTE低频谐振模式①/LTE低频谐振模式②/LTE低频谐振模式③的同步使用)，同时WIFI5G能保持和LTE全频段同时存在。具体的，上述调整包括作为可选的实施方式如图4，通过调整馈点匹配M、跨缝加载滤波网络LC中各器件的值(即上述第三电容、第三电感以及第四电感的值)，可以在实现天线在LTE B8/B3/B41/n79频段上工作，通过第一天线开关S1和第二天线开关S2调谐可以实现LTE全频段工作，同时n79能保持和LTE全频段同时存在；作为另一可选的实施方式如图5，通过调整馈点匹配M、跨缝加载滤波网络LC中各器件的值(即上述第三电容、第三电感以及第四电感的值)，可以在实现天线在LTE B8/B3/B41/n77/n78频段上工作，通过第一天线开关S1和第二天线开关S2调谐可以实现LTE全频段工作，同时n77/n78能保持和LTE全频段同时存在，实现全频段LTE、WIFI5G、Sub6G等功能。
本方案中提供的天线装置包括第一天线辐射部5、第二天线辐射部6以及天线缝隙7，基于馈电点f至第二接地点G2的辐射段，利用第二天线开关S2切换实现LTE低频谐振模式与LTE中频谐振模式的切换(如上述B8/B5/B20/B28等低频频段)，以及结合馈电点f上馈路匹配M实现LTE中频谐振模式(如B1/B3)的切换；基于第一天线辐射部5上第一接地点G1至天线缝隙7的辐射段，利用第一天线开关S1实现LTE高频谐振模式(如B40/B41))与LTE中频谐振模式的切换，并在第一天线开关切换至LTE高频谐振模式后，通过滤波网络和馈路匹配实现WIFI5G/Sub6G谐振模式，同时通过调节所述馈路匹配和所述滤波网络实现WIFI5G/Sub6G谐振模式与LTE低频谐振模式/LTE低频谐振模式/LTE低频谐振模式的同步使用，实现多频的效果。
实施例二：本实施方式提供一种移动终端，参阅图1，包括：主板8、包裹所述主板8的金属框架(图中与第一辐射部5和第二辐射部6重合位置)以及上述实施例一种所述的天线装置；该天线装置可以天线可以使用金属中框、金属后壳、LDS/FPC等方式实现，所述天线装置分布于所述移动终端的顶端、底端或侧边的金属框架上。
智能终端可以以各种形式来实施。例如，本发明中描述的终端可以包括诸如移动电话、智能电话、笔记本电脑、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、导航装置等等的智能终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。下面，假设终端是智能终端。然而，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种多频天线装置，其特征在于：
包括第一天线辐射部和第二天线辐射部；
所述第一天线辐射部和所述第二天线辐射部之间设有一天线缝隙；
所述第一天线辐射部和所述第二天线辐射部上远离所述天线缝隙一端分别设有第一接地点和第二接地点；
所述第一天线辐射部与所述天线缝隙之间连接有接地的第一天线开关和滤波网络；
所述滤波网络设置位于所述第一天线开关的旁路；
所述第二天线辐射部在靠近所述天线缝隙一侧连接有用于馈入和接收射频信号的馈电点，且在所述馈电点与所述第二接地点之间连接有接地的第二天线开关；
所述馈电点上设有与所述第二天线开关选择连接用于调节天线阻抗的馈路匹配；
基于所述馈电点至所述第二接地点的辐射段，通过所述第二天线开关切换实现LTE低频谐振模式与LTE中频谐振模式的切换；基于所述第一接地点至所述天线缝隙的辐射段，通过所述第一天线开关实现LTE高频谐振模式与LTE中频谐振模式的切换，并在所述第一天线开关切换至LTE高频谐振模式后，通过所述滤波网络和所述馈路匹配实现WIFI5G/Sub6G谐振模式。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于：
所述天线缝隙宽度不低于0.5mm，且所述天线缝隙内填充有电介质。
3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于：
基于所述馈电点至所述第二接地点的辐射段，通过所述第二天线开关实现LTE低频谐振模式的切换；
基于所述馈电点至所述第二天线开关的辐射段，实现LTE中频谐振模式的切换；
调节所述馈路匹配和所述滤波网络实现WIFI5G/Sub6G谐振模式与LTE高频谐振模式/LTE中频谐振模式/LTE低频谐振模式的同步使用。
4.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于：
当所述第二天线开关至所述馈电点的辐射段长度超出阈值，则可使得谐振频率落入LTE中频谐振B1模式范围内；
在所述第二天线开关上连接第一电感，以使谐振频率由LTE中频谐振B1模式切换至LTE中频谐振B3模式。
5.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于：
当所述第二天线开关至所述馈电点的辐射段长度未超出阈值，则可使得谐振频率落入LTE中频谐振B3模式范围内；
将所述第二天线开关上连接至所述馈路匹配上，以使谐振频率由LTE中频谐振B3模式切换至LTE中频谐振B1模式。
6.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于：
所述馈路匹配由多个第一电容和第二电感构成。
7.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于：
所述滤波网络包括一并联的第三电容和第三电感，以及在所述第三电容和第三电感并联后串联的第四电感；
通过调整第三电容、第三电感以及第四电感的值，以调节所述天线缝隙对于不同频段的工作尺寸。
8.根据权利要求7所述的天线装置，其特征在于，所述调整第三电容、第三电感以及第四电感的值，包括：
调整第三电容、第三电感以及第四电感的值，使得所述滤波网络在3GHz附近呈开路高阻态，在5.5GHz左右呈短路低阻态，在3GHz到5.5GHz之间呈随频率变化的电容。
9.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于：
所述WIFI5G/Sub6G谐振模式下，所述天线缝隙为1/4λ谐振波长。
10.一种移动终端，其特征在于，包括：
主板、包裹所述主板的金属框架以及上述权利要求1-9中任一项所述的天线装置；
所述天线装置分布于所述移动终端的顶端、底端或侧边的金属框架上。
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