CN115149261A - 一种多频天线系统及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多频天线系统及移动终端。包括基板、天线辐射体、电池；其中，天线辐射体包括第一枝节和第二枝节；第一枝节和第二枝节设有天线缝；第一枝节和第二枝节远离天线缝的一端分别设有第一接地点G1和第二接点地G2；第一接地点G1连接基板，第二接点地G2连接电池；基板上设有第一开关S1、馈入点f、滤波网络M2；其中，第一开关S1和馈入点f分别连接在第二枝节上，滤波网络M2连接在第一枝节上；馈入点f上设有用于调节天线阻抗的匹配电路M1。解决了在同一根天线上实现多频段多模式的天线满足了使用需求的问题。

Description

一种多频天线系统及移动终端

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系统及移动终端。

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，而随着新一代通讯网络5G的应用发展，当前各种类型手持终端对5G通信网络的支撑显得尤为重要。5G作为一种新型移动通信网络，不仅要解决人与人之间的通信，为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频等更加身临其境的极致业务体验，更要解决人与物、物与物之间的通信问题，满足移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等物联网应用需求，因此，对手持终端的网络通信能力要求更高，而如何在手持终端狭小的空间内布局多达十个及以上的天线且要保证各天线的性能，难度挑战极大。

综上所述，本发明实际解决的技术问题是，如何解决在同一根天线上实现多频段多模式的天线以满足使用需求的问题。

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系统及移动终端，解决了在同一根天线上实现多频段多模式的天线满足了使用需求的问题。

本发明公开了一种多频天线系统，包括基板、天线辐射体、电池；其中，

天线辐射体包括第一枝节和第二枝节；

第一枝节和第二枝节设有天线缝；

第一枝节和第二枝节远离天线缝的一端分别设有第一接地点G1和第二接点地G2；

第一接地点G1连接基板，第二接点地G2连接电池；

基板上设有第一开关S1、馈入点f、滤波网络M2；其中，

第一开关S1和馈入点f分别连接在第二枝节上，滤波网络M2连接在第一枝节上；

馈入点f上设有用于调节天线阻抗的匹配电路M1；

基于天线缝至第一接地点G1段用于天线谐振f2和f4辐射，基于天线缝至第二接地点G2段用于天线谐振f1和f3及f5辐射，并通过第一开关S1和滤波网络实现多频工作。

优选地，天线缝的宽度大于等于0.5mm。

优选地，天线辐射体为金属边框和/或LDS和/或柔性线路板。

优选地，天线辐射体为金属边框时，金属边框内填充电介质。

优选地，还包括第二开关S2，第二开关S2设于基板上并连接第一枝节；

第一开关S1设于馈入点f和第二接点地G2之间，第一开关S1和第二枝节间串联第一带阻滤波，用于滤波sub6G/n79，当第一开关S1用于低频和/或中频和/或高频切换时，n79谐振不受影响；天线缝至第一接地点G1的1/4波长的本征模态用于实现高频以及n77/n78的辐射，滤波网络M2为n77/n78的第一带通滤波，用于固定实现n77/n78，第二开关S2和第二枝节间串联第二电阻滤波，用于滤波sub6G/n77/n78，当第二开关S2用于高频切换时，n77/n78不受影响。

优选地，第一带通滤波包括第一电感L1和第一电容C1，第一电感L1和第一电容C1串联形成，且第一带通网络的一端连接基板，第一带通网络的另一端连接在第二枝节上。

优选地，第二带阻滤波包括第二电感L2和第二电容C2，第二开关S2的一端并联第二电感L2和第二电容C2，第一枝节并联第二电感L2和第二电容C2的另一端。

优选地，第一带阻滤波包括第三电感L3和第三电容C3，第一开关S1的一端并联第三电感L3和第三电容C3，第二枝节并联第三电感L3和第三电容C3的另一端。

优选地，第二开关S2至少包括四路通路，其中，第二开关S2的三路通过由第五电感L5和第五电容C5组成的第三带阻滤波连接在第一枝节上，另一路连接到串联在由第四电感L4和第四电容C4组成的第二带通滤波上，且第一带通滤波直接连接在第一枝节和基板上，通过第二开关S2切换第一带通滤波和/或第二带通滤波调试n77和/或n78的性能。

有鉴于此，本发明的另一目的在于提供一种移动终端，该移动终端上至少设有一个上述的多频天线系统。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，本发明的有益效果效果在于解决了在同一根天线上实现多频段多模式的天线满足了使用需求的问题，可实现但信号馈入覆盖0.3-6Ghz频带2/3/4/5G全网络制式，充分利用移动终端的电池的侧边空间即节省了整机天线布局空间，又达到了很好的移动终端横屏时的无线通信性能，提升了用户的使用体验。

附图说明

图1为本发明一种多频天线系统及移动终端的多频天线系统的基础架构示意图；

图2为本发明一种多频天线系统及移动终端的多频天线系统包括第二开关S2的架构示意图；

图3为本发明一种多频天线系统及移动终端的多频天线系统包括第五带阻滤波的架构示意图；

图4为本发明一种多频天线系统及移动终端的多频天线系统的滤波网络M2的示意图；

图5为本发明一种多频天线系统及移动终端的多频天线系统的第二带阻滤波的示意图；

图6为本发明一种多频天线系统及移动终端的多频天线系统的第一带阻滤波的示意图；

图7为本发明一种多频天线系统及移动终端的多频天线系统的基础架构的参数的示意图；

图8为本发明一种多频天线系统及移动终端的多频天线系统包括第二开关S2的架构的参数示意图；

图9为手持终端横屏示意图。

附图标记：

1为基板、201为第一枝节、2011为第一接地点G1、202为第二枝节、2021为第二接地点G2、203为天线缝、3为电池、4为第一开关S1、5为馈入点f、6为滤波网络M2、601第一电感L1、602为第一电容C1、7为匹配电路M1、8为第二开关S2、9为第一带阻滤波、901为第三电感L3、902为第三电容C3、10为第二带阻滤波、101为第二电感L2、102为第二电容C2、11为第二带通滤波、110为第四电感L4、111为第四电容C4、12为第三带阻滤波、121为第五电感L5、122为第五电容C5。

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。

参阅图1至6所示，本实施例提供一种多频天线系统，该多频天线系统应用于移动终端，移动终端包括手机、平板、计算机等，该多频天线系统包括基板1、天线辐射体以及电池3；其中，天线辐射体包括第一枝节201和第二枝节202，具体的为，在天线辐射体上设一天线缝203，通过天线缝203将天线辐射体分为两个部分，在图1中所示，在天线缝203的上面的为第一枝节201，在天线缝203的下面的为第二枝节202，且在第一枝节201和第二枝节202上分别设有第一接地点G12011和第二接地点G22021，具体的为，在第一枝节201的上端部设有第一接地点G12011，在第二枝节202的下端部设有第二接地点G22021，因此第一接地点G12011和第二接地点G22021分别在第一枝节201和第二枝节202远离天线缝203的端部。第一接地点G12011连接在基板1上，第二接地点G22021连接在电池3上，且基板1上还设有第一开关S14、馈入点f5、滤波网络M26；其中，第一开关S14和馈入点f5分别连接在第二枝节202上，滤波网络M26连接在第一枝节201上，且馈入点f5上设有用于调节天线阻抗的匹配电路M17；具体为，局域天线缝203至第一接地点G12011段用于天线谐振f2和f4辐射，基于天线缝203至第二接地点G22021段用于天线谐振f1、f3、f5辐射，并通过第一开关S14和滤波网络M26实现多频工作。

需要说明的是，天线缝203的宽度应大于等于0.5mm。

需要说明的是，其天线辐射体包括但不限定为为金属边框、LDS、柔性线路板等。

需要说明的是，当天线辐射体为金属边框时，在金属边框内会填充电介质。

参阅图2所示，本实施例提供的多频天线系统中，在基于上述实施例中后还包括第二开关S28，第二开关S28设于基板1上并连接第一枝节201；第一开关S14设于馈入点f5和第二接地点G22021之间，第一开关S14和第二枝节202串联第一带阻滤波9，用于滤波sub6G/n79，当第一开关S14用于低频和/或中频和/或高频切换时，n79谐振不受影响；天线缝203至第一接地点G12011的1/4波长的本征模态用于实现高频以及n77/n78的辐射，滤波网络M26为n77/n78的第一带通滤波，用于固定实现n77/n78，第二开关S28和第二枝节202之间串联第二电阻滤波，用于滤波sub6G/n77/n78，当第二开关S28用于高频切换时，n77/n78不受影响。需要说明的是，第一带通滤波包括第一电感L1601和第一电容C1602，第一电感L1601和第一电容C1602串联形成，且带通网络的一端连接基板1，带通网络的另一端连接在所述第二枝节202上。第二带阻滤波10包括第二电感L2101和第二电容C2102，第二开关S28的一端并联第二电感L2101和第二电容C2102，第一枝节201并联第二电感L2101和第二电容C2102的另一端。第一带阻滤波9包括第三电感L3901和第三电容C3902，第一开关S14的一端并联第三电感L3901和第三电容C3902，第二枝节202并联第三电感L3901和第三电容C3902的另一端。

参阅图3所示，本实施例提供的多频天线系统中，第二开关S28至少包括四路通路，其中，第二开关S28的三路通过由第五电感L5121和第五电容C5122组成的第三带阻滤波12连接在第一枝节201上，另一路连接到串联在由第四电感L4110和第四电容C4111组成的第二带通滤波11上，且第一带通滤波直接连接在第一枝节201和基板1上，通过第二开关S28切换第一带通滤波和/或第二带通滤波11调试n77和/或n78的性能。

参阅图1所示为本实施例中多频天线系统的基础架构，第一枝节201和第二枝节202为天线辐射体的枝节部分，可以是金属边框或LDS、柔性线路板(FPC)等形式，第一接地点G12011和第二接地点G22021是第一枝节201和第二枝节202的回流地，可以直接金属一体成型，也可以通过金属弹片到基板1上进行下地回流；天线缝203的宽度为0.5mm或者0.5mm以上的缝隙，金属边框一般有电介质填充，LDS、FPC则不需要填充介质；第一枝节201主要由天线缝203到第一接地点G12011回流地这段构成，用于天线谐振f2和f4辐射；第二枝节202主要由天线缝203到第二接地点G22021回流地这段构成，用于填写谐振f1、f3、f5辐射，馈入点f5、调节天线阻抗的匹配电路M17、第一开关S14、滤波网络M26都放置在基板1上。参阅图7所示的，为通过上述基础架构实现的多频天线系统的参数，通过第一开关S14和滤波网络M26可以实现多频工作。

参阅图2所示，该实施例提供的天线系统基于上述实施例所提供的基础架构，并在该基础架构上添加了第二开关S28，从而实现天线谐振2的频宽调谐，覆盖更多的网络频带。具体的为，馈入点f5以及第一开关S14分别通过金属弹片连接在第二枝节202上，可以馈入和接收射频信号(2G/3G/4G/sub6G等)；在馈入点f5连接第一枝节201的馈线上设有可以调节天线阻抗的匹配电路M17，该匹配电路M17可以由多个电容、电感或者可调电容、天线开关等构成，用于整个多频电线系统的带宽和效率优化；第二枝节202的1/4波长的本征模态用于低频(B17/20/28/5/8等)辐射，3/4波长模态用于B41辐射，1个波长模态用于Sub6 n79辐射，考虑到低频带宽以及中高频性能调谐，第一开关S14设于馈入点f5和第二接地点G22021的回流地之间，第一开关S14和天第二枝节202之间预留串接第一带阻滤波9，第一带阻滤波9参阅图6所示，用于滤波Sub6G n79，当第一开关S14用于低频和中高频切换时，n79谐振始终不受影响；第一枝节201主要利用天线缝203到第一接地点G12011回流地1/4波长的本征模态来实现中高频(1.5-2.7Ghz)以及n77/78的辐射，滤波网络M26为n77/n78的第一带通滤波，参阅图4所示，通过金属弹片连接第二枝节202和基板1，用于固定实现n77/n78；第二开关S28位于滤波网络M26和第一接地点G12011回流地之间，用于中高频切换，第二开关S28和第一枝节201间第二电阻滤波，用于滤波Sub6G n77/78，当第二开关S28用于中高频切换时，n77/78谐振始终不受影响；图8所示为通过上述实施例实现的多频天线系统的参数，该天线基础模型可以在B5/B1/B41/n78/n79频段工作，通过第一开关S14，天线谐振f1可以实现如f1-a和f1-b等多谐振调谐；通过第二开关S28，天线谐振f2可以实现f2-a和f2-b等多谐振调谐,且能同时满足4G LTE CA和nr5G endc组合态。图6所示为第一带通滤波的网络形式，第一电感L1601和第一电容C1602串连，而后通过金属弹片连接到基板1的主地，从而实现n77/78天线回流及辐射。图5所示为第二带阻滤波10网络M26形式，由第二电感L2101和第二电容C2102并连，然后串接到第二开关S28通路上，主要用来阻断n77/78频段，可根据实际调谐情况选择合适的L2/C2组合；图6所示为第一带阻滤波9网络M26形式，由第三电感L3901和第三电容C3902并连，然后串接到第一开关S14通路上，主要用来阻断n79频段，可根据实际调谐情况选择合适的L3/C3组合；参阅图9所示，多频天线系统设于移动终端的侧边，当手持移动终端时，该多频天线系统远离人手，因此人体吸收损耗小，可以保证2G/3G/4G/5G良好的网络通信体验，图中虚线框a/b两个侧边区域均可放置。参阅图3所示，该多频天线系统基于上述实施例，第二开关S28的三路通过由第五电感L5121和第五电容C5122组成的第三带阻滤波12连接在第一枝节201上，剩下的一路借位连到由第四电感L4110和第四电容C4111组成的第二带通滤络上，此时另外的第一带通滤波直接连接第一枝节201和基板1，通过第二开关S28切换第一带通滤波来调试n77、n78的性能。

移动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)、导航装置等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。下面，假设终端是移动终端。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)

1.一种多频天线系统，应用于移动终端，其特征在于，包括基板、天线辐射体、电池；其中，

所述天线辐射体包括第一枝节和第二枝节；

所述第一枝节和所述第二枝节设有天线缝；

所述第一枝节和所述第二枝节远离所述天线缝的一端分别设有第一接地点G1和第二接点地G2；

所述第一接地点G1连接所述基板，所述第二接点地G2连接所述电池；

所述基板上设有第一开关S1、馈入点f、滤波网络M2；其中，

所述第一开关S1和所述馈入点f分别连接在所述第二枝节上，所述滤波网络M2连接在所述第一枝节上；

所述馈入点f上设有用于调节天线阻抗的匹配电路M1；

基于天线缝至第一接地点G1段用于天线谐振f2和f4辐射，基于天线缝至第二接地点G2段用于天线谐振f1和f3及f5辐射，并通过第一开关S1和滤波网络实现多频工作。

2.根据权利要求1所述的多频天线系统，其特征在于，所述天线缝的宽度大于等于0.5mm。

3.根据权利要求1所述的多频天线系统，其特征在于，所述天线辐射体为金属边框和/或LDS和/或柔性线路板。

4.根据权利要求3所述的多频天线系统，其特征在于，所述天线辐射体为所述金属边框时，所述金属边框内填充电介质。

5.根据权利要求1所述的多频天线系统，其特征在于，还包括第二开关S2，所述第二开关S2设于所述基板上并连接所述第一枝节；

所述第一开关S1设于所述馈入点f和第二接点地G2之间，所述第一开关S1和所述第二枝节间串联第一带阻滤波，用于滤波sub6G/n79，当第一开关S1用于低频和/或中频和/或高频切换时，n79谐振不受影响；所述天线缝至所述第一接地点G1的1/4波长的本征模态用于实现高频以及n77/n78的辐射，所述滤波网络M2为所述n77/n78的第一带通滤波，用于固定实现n77/n78，所述第二开关S2和所述第二枝节间串联第二电阻滤波，用于滤波sub6G/n77/n78，当第二开关S2用于高频切换时，n77/n78不受影响。

6.根据权利要求5所述的多频天线系统，其特征在于，所述第一带通滤波包括第一电感L1和第一电容C1，所述第一电感L1和所述第一电容C1串联形成，且所述第一带通网络的一端连接所述基板，所述第一带通网络的另一端连接所述在所述第二枝节上。

7.根据权利要求5所述的多频天线系统，其特征在于，所述第二带阻滤波包括第二电感L2和第二电容C2，所述第二开关S2的一端并联所述第二电感L2和所述第二电容C2，所述第一枝节并联所述第二电感L2和所述第二电容C2的另一端。

8.根据权利要求5所述的多频天线系统，其特征在于，所述第一带阻滤波包括第三电感L3和第三电容C3，所述第一开关S1的一端并联所述第三电感L3和所述第三电容C3，所述第二枝节并联所述第三电感L3和所述第三电容C3的另一端。

9.根据权利要求5所述的多频天线系统，其特征在于，所述第二开关S2至少包括四路通路，其中，所述第二开关S2的三路通过由第五电感L5和第五电容C5组成的第三带阻滤波连接在所述第一枝节上，另一路连接到串联在由第四电感L4和第四电容C4组成的第二带通滤波上，且第一带通滤波直接连接在所示第一枝节和所示基板上，通过所示第二开关S2切换所示第一带通滤波和/或所示第二带通滤波调试n77和/或n78的性能。

10.一种移动终端，其特征在于，至少包括如权利要求1至9任一项所述的多频天线系统。

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