CN209374674U - 复合天线及移动终端 - Google Patents

Abstract

本申请复合天线设置于移动终端内，包括馈点、第一走线区、第二走线区、第三走线区、第一调谐单元、第二调谐单元和第三调谐单元。所述馈点通过所述第一调谐单元和所述第二调谐单元与所述第一走线区连接，所述馈电还通过所述第一调谐单元和所述第三调谐单元与所述第三走线区连接。所述第二走线区与所述移动终端的一侧金属边框连接，所述第一走线区与所述第二走线区间隔层设置且部分重叠。所述第一走线区用于形成WIFI2.4G谐振和蓝牙谐振，所述第二走线区用于与所述第一走线区耦合形成GPS谐振，所述第三走线区用于形成WIFI5G谐振。本申请复合天线通过层叠耦合等形式来形成谐振，可以有效减小天线的面积，同时满足移动终端的正常信号收发需求。

Description

复合天线及移动终端

技术领域

本申请涉及移动终端领域，尤其涉及一种集成度较高的复合天线，以及包含此复合天线的移动终端。

背景技术

随着通讯技术的发展，移动终端尺寸趋于小型化、轻薄化，且功能日趋丰富，需要面对的使用场景也越来越广。由此预留给天线的区域越来越有限，但天线的使用环境日趋恶劣。如何在有限的空间里提供性能良好的天线解决方案显得越来越重要。目前，市场上大部分的GPS、BT、WIFI天线都是采用同一结构，同一结构的天线通过调谐器件的组合来覆盖所有频段，即通过三合一/四合一的天线设计方式来提高空间的利用率。因为天线附近通常放置着大量的器件，在平衡天线性能与天线布线空间的同时，还要考虑移动终端内部环境的影响。特别是一些金属结构的应用，会造成天线的发射和接收不良，导致性能下降，影响用户体验。因此，在空间与环境的限制下，实现更高的辐射效率以及更优的辐射分布一直都是天线调试努力的方向。

当前绝大部分的三合一/四合一天线都采用传统的倒F型、倒L形结构，以及单极子天线或环形天线等。由于空间与环境的限制，三合一天线/四合一天线的效率提升非常有限，在一些复杂地区很难接收到信号。例如在大城市之类散射、衍射较为丰富的地区，GPS的信号相对较弱，上述类型的天线很难接收到卫星导航信号，导致接收不良。

实用新型内容

本申请提出一种结构简单的复合天线，可有效提升移动终端的信号收发性能，具体包括如下技术方案：

一种复合天线，设置于移动终端内，所述复合天线包括馈点、第一走线区、第二走线区、第三走线区、第一调谐单元、第二调谐单元和第三调谐单元，所述移动终端包括一侧金属边框，所述馈点通过所述第一调谐单元分别与所述第二调谐单元和所述第三调谐单元连接，所述第二调谐单元与所述第一走线区连接，所述第三调谐单元与所述第三走线区连接，所述第二走线区与所述金属边框连接，所述第一走线区与所述第二走线区层叠且间隔设置，所述第一走线区与所述第二走线区部分重叠，所述第一走线区用于形成WIFI 2.4G谐振和蓝牙谐振，所述第二走线区用于与所述第一走线区耦合形成GPS谐振，所述第三走线区用于形成WIFI 5G谐振。

其中，所述移动终端包括电路板和后盖，所述第一走线区和所述第二走线区分别形成于所述电路板和所述后盖上。

其中，所述移动终端还包括靠近所述屏幕的金属板，所述电路板位于所述金属板和所述后盖之间，所述第一走线区和所述第二走线区分别形成于所述电路板和所述金属板上。

其中，所述第三走线区和所述第一走线区同时位于所述电路板、或所述后盖、或所述金属板上。

其中，所述第一走线区、所述第二走线区、所述第三走线区通过LDS、FPC或3D打印中的一者或多者形成。

其中，所述第一走线区的平面图形呈直角梯形，直角梯形的所述第一走线区包括相对的直边和斜边，所述直边靠近所述第二走线区，所述斜边连接于所述第二调谐单元。

其中，所述直角梯形的所述斜边包括相邻的长边和短边，所述斜边和所述长边的夹角大于等于30度，且小于等于60度。

其中，所述第一走线区与所述第二走线区之间的间隔距离为0.5～2mm。

其中，所述第一走线区与所述第二走线区的重叠面积大于等于20mm²，且小于等于60mm²。

本申请还涉及一种移动终端，所述移动终端包括上述复合天线。

本申请复合天线，通过依次连接的所述馈点和所述第一调谐单元、所述第二调谐单元以及所述第一走线区，形成了WIFI 2.4G谐振和蓝牙谐振；通过所述第二走线区与所述移动终端的一侧所述金属边框连接，使得所述第二走线区接地并形成寄生电路，再通过所述第一走线区和所述第二走线区的间隔层叠结构，形成了耦合的GPS谐振；通过依次连接的馈点和所述第一调谐单元、所述第三调谐单元以及所述第三走线区，形成了WIFI 5G谐振。由此，本申请复合天线得以实现四合一天线的功能。在有限的空间和环境条件下，通过层叠耦合等形式来形成谐振，有效减小了天线占用的面积，同时满足移动终端的正常信号收发需求。

附图说明

图1是本申请复合天线的示意图；

图2是本申请复合天线另一实施例的示意图；

图3是本申请第一走线区的示意图；

图4是本申请复合天线GPS、WIFI 2.4G的谐振曲线图；

图5是本申请复合天线WIFI 5G的谐振曲线图；

图6是本申请复合天线GPS的谐振方向图；

图7是本申请复合天线GPS另一侧的谐振方向图；

图8是本申请复合天线WIFI 2.4G的谐振方向图；

图9是本申请复合天线WIFI 2.4G另一侧谐的振方向图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1所示的复合天线100。该复合天线100设置于移动终端200内。复合天线100包括馈点104、第一走线区110、第二走线区120、第三走线区130、第一调谐单元101、第二调谐单元102和第三调谐单元103。移动终端200包括一侧的金属边框210。复合天线100位于靠近金属边框210的位置。馈点104与第一调谐单元101的一端连接，第一调谐单元101的另一端分别与第二调谐单元102和第三调谐单元103连接。即第一调谐单元101在远离馈电104的一端分成两路，其中一路与第二调谐单元102连接，另一路与第三调谐单元103连接。第二调谐单元102远离第一调谐单元101的一端与第一走线区110连接，第三调谐单元103远离第一调谐单元101的一端与第三走线区130连接。第二走线区120连接于金属边框210。金属边框210接地，以使得第二走线区120通过金属边框210接地，并形成寄生电路。第一走线区110与第二走线区120需要层叠设置，且第一走线区110与第二走线区120之间为间隔设置，二者互不接触。第一走线区110与第二走线区120在层叠方向上需要形成部分面积重叠。由此，本申请复合天线100从馈点104出发，可以形成四个不同的谐振频段：

WIFI 2.4G谐振和蓝牙谐振：由馈点104出发，经由第一调谐单元101、第二调谐单元102至第一走线区110。第一走线区110通过第一调谐单元101和第二调谐单元102的配合调谐，可以形成WIFI 2.4G频段的谐振频率。同时，因为WIFI 2.4G频段与蓝牙的频段接近，因此该谐振频段还兼具蓝牙谐振的功能；

GPS谐振：由馈点104出发，经由第一调谐单元101、第二调谐单元102至第一走线区110。第一走线区110同样通过第一调谐单元101和第二调谐单元102的配合调谐，并通过层叠且间隔设置的第一走线区101和第二走线区102之间的面积重叠部分相互耦合，其中第二走线区102因为连接于金属边框210而形成了寄生电路，由此形成GPS频段的谐振频率；

WIFI 5G谐振：由馈点104出发，经由第一调谐单元101、第三调谐单元103至第三走线区130，第三走线区130通过第一调谐单元101和第三调谐单元103的配合调谐，可以形成WIFI 5G频段的谐振频率。

由此，本申请复合天线100得以通过第一走线区110形成WIFI2.4G谐振和蓝牙谐振，通过第二走线区120与第一走线区110的耦合形成GPS谐振，通过第三走线区130形成WIFI5G谐振，实现了四合一天线的复合天线功能。本申请复合天线100还通过第一走线区110和第二走线区120之间的层叠设置，减小了复合天线100的面积占比，使得复合天线100在更小的面积内实现四合一天线的功能，节约了移动终端200内的空间，有利于移动终端200的进一步小型化和轻薄化。通过对第一调谐单元101和第二调谐单元102的配合调谐，以及第一调谐单元101和第三调谐单元103的配合调谐的优化，还能在空间与内部环境的限制下，进一步优化天线的方向图。配以走线结构的调整，优化馈线与空间的阻抗匹配，增加了带宽，提升了性能，改善了用户体验。

一种实施例，移动终端200包括电路板220和后盖230。层叠且间隔设置的第一走线区110和第二走线区120可以分别形成于电路板220和后盖230上。因为电路板220与后盖230之间也为层叠设置，且电路板220与后盖230之间通常不会直接接触，因此将第一走线区110设置于电路板220上，同时将第二走线区120设置于后盖230上，可以实现第一走线区110和第二走线区120之间的层叠且间隔设置。反之，将第一走线区110设置于后盖230上，将第二走线区120设置于电路板220上，也可以实现第一走线区110和第二走线区120之间的层叠且间隔设置。可以理解的，馈点104、第一调谐单元101和第二调谐单元102都宜设置于电路板220上，因此当第一走线区110设置于后盖230上时，需要在电路板220上设置与后盖230之间的导电搭接，以使得第一走线区110能与电路板220上的第二调谐单元102相互导通，满足馈点104依次连接第一调谐单元101、第二调谐单元102和第一走线区110的结构要求。可以理解的，电路板220与后盖230之间的导电搭接可以通过导电弹片等方式实现。

一种实施例见图2，移动终端200还包括靠近屏幕的金属板240。金属板240与电路板230间隔设置，金属板240位于电路板220远离和后盖230一侧，即电路板220位于金属板240和后盖230之间。第一走线区110和第二走线区120也可以分别形成于电路板220和金属板240上。类似的设置方法，第一走线区110可以设置于电路板220上，此时第二走线区120设置于金属板240上；或第一走线区110设置于金属板240上，第二走线区120设置于电路板220上。同样的，当第一走线区110设置于金属板240上时，需要在电路板220上设置与金属板240之间的导电搭接，以使得第一走线区110能与电路板220上的第二调谐单元102相互导通，满足馈点104依次连接第一调谐单元101、第二调谐单元102和第一走线区110的结构要求。因为电路板220与金属板240之间的位置相对固定，因此电路板220与金属板240之间的导电搭接可以通过导线等方式来实现。

还有一种实施例，第一走线区110设置于电路板220上时，第二走线区120通过固连于电路板220上的天线支架(图中未示)来实现。天线支架可设于电路板220靠近后盖230一侧，也可以设置于电路板靠近金属板240一侧。

一种实施例，第三走线区130和可以与第一走线区110同时位于电路板220、或后盖230、或金属板240上，而第三调谐单元103宜设置在电路板220上。第三走线区130同第一走线区110同层设置，可以使得第三走线区130与第一走线区110在同一工序中完成制作，简化制作工艺。可以理解的，当第三走线区130设置于后盖230或金属板240上时，因为第三调谐单元103通常设置在电路板220上，因此需要在电路板220和后盖230，或电路板220与金属板240之间设置导电搭接，以使得第三调谐单元103和第三走线区130之间实现导通。第三走线区130的导电搭接的方式与第一走线区110的相关导电搭接方式可以采用相同的结构，简化装配工艺。

第一走线区110、第二走线区120、第三走线区130可以通过现有的布线工艺进行布线。如LDS、FPC或3D打印等工艺。其中因为第一走线区110和第三走线区130通常为同层设置，因此第一走线区110和第三走线区130的制作工艺宜相同，而第二走线区120的制作工艺可以与第一走线区110或第三走线区130的制作工艺不同。具体的制作工艺可以根据其对应的结构层来设置，本申请对此不做特别的限定。

关于第一走线区110和第二走线区120之间的耦合形成GPS谐振，一种实施例见图3，为了得到更优质的天线方向图，将第一走线区110的平面图形调试为直角梯形40。直角梯形40包括有相互平行的长边41和短边42，以及一侧的直边43和另一侧的斜边44。第一走线区110需要沿长边41和短边42的方向与第二调谐单元102连接。且第一走线区110的直边43靠近第二走线区120，以使得直边43一侧与第二走线区120发生耦合。而第一走线区110的斜边44一侧与第二调谐单元102相互连接。进一步的，设置斜边44和长边41之间的夹角大于等于30度，且小于等于60度。可以进一步提升GPS谐振的方向图，使得GPS的上半空间辐射能力。

一种可选的实施例，设置第一走线区110与第二走线区120之间的间隔距离为0.5～2mm。也即电路板220和后盖230之间的间隔距离保持在0.5～2mm，或电路板220与金属板240之间的间隔距离保持在0.5～2mm，更或者当第二走线区120设置于天线支架上时，天线支架与电路板220的距离保持在哎0.5～2mm范围之内，包括端点。第一走线区110与第二走线区120之间的距离限制可以保证二者实现可靠的耦合现象，增强GPS谐振的振幅，提高移动终端200的GPS信号收发能力。

一种可选的实施例，第一走线区110与第二走线区120的重叠面积大于等于20mm²，且小于等于60mm²。第一走线区110与第二走线区120的耦合面积控制在本范围内，可以保证第一走线区110和第二走线区120之间的耦合效果。图4至图9为本申请复合天线100的谐振曲线图和天线方向图，可以看到本申请复合天线100在采用上述实施方式后，GPS谐振的上半空辐射能力得到提升，可以有效与卫星实现数据收发功能。同时WIFI 2.4G、蓝牙、WIFI5G的全方位辐射能力也得到了保持，保证了移动终端200的WIFI信号和蓝牙信号正常收发。

本申请涉及的移动终端200，包括上述复合天线100。可以理解的，在本申请移动终端200设置了上述复合天线100后，能够在复合天线100面积缩小的前提下获得更大的内部空间，有利于内部器件的排放，以及实现移动终端200的小型化和轻薄化。同时，移动终端200在采用本申请复合天线100后，其信号收发能力得到提升，特别是显著降低GPS定位失常、定位精度下降、甚至出现错误的情况，提供了良好的用户体验。本申请移动终端200可以面对复杂的应用场景，同时保证GPS、WIFI以及蓝牙信号的有效收发。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合天线，设置于移动终端内，其特征在于，所述复合天线包括馈点、第一走线区、第二走线区、第三走线区、第一调谐单元、第二调谐单元和第三调谐单元，所述移动终端包括一侧金属边框，所述馈点通过所述第一调谐单元分别与所述第二调谐单元和所述第三调谐单元连接，所述第二调谐单元与所述第一走线区连接，所述第三调谐单元与所述第三走线区连接，所述第二走线区与所述金属边框连接，所述第一走线区与所述第二走线区层叠且间隔设置，所述第一走线区与所述第二走线区部分重叠，所述第一走线区用于形成WIFI2.4G谐振和蓝牙谐振，所述第二走线区用于与所述第一走线区耦合形成GPS谐振，所述第三走线区用于形成WIFI5G谐振。

2.根据权利要求1所述的复合天线，其特征在于，所述移动终端包括电路板和后盖，所述第一走线区和所述第二走线区分别形成于所述电路板和所述后盖上。

3.根据权利要求2所述的复合天线，其特征在于，所述移动终端还包括屏幕，以及靠近所述屏幕的金属板，所述电路板位于所述金属板和所述后盖之间，所述第一走线区和所述第二走线区分别形成于所述电路板和所述金属板上。

4.根据权利要求3所述的复合天线，其特征在于，所述第三走线区和所述第一走线区同时位于所述电路板、或所述后盖、或所述金属板上。

5.根据权利要求1～4任一项所述的复合天线，其特征在于，所述第一走线区、所述第二走线区、所述第三走线区通过LDS、FPC或3D打印中的一者或多者形成。

6.根据权利要求1～4任一项所述的复合天线，其特征在于，所述第一走线区的平面图形呈直角梯形，直角梯形的所述第一走线区包括相对的直边和斜边，所述直边靠近所述第二走线区，所述斜边连接于所述第二调谐单元。

7.根据权利要求6所述的复合天线，其特征在于，所述直角梯形的所述斜边包括相邻的长边和短边，所述斜边和所述长边的夹角大于等于30度，且小于等于60度。

8.根据权利要求1～4任一项所述的复合天线，其特征在于，所述第一走线区与所述第二走线区之间的间隔距离为0.5～2mm。

9.根据权利要求8所述的复合天线，其特征在于，所述第一走线区与所述第二走线区的重叠面积大于等于20mm²，且小于等于60mm²。

10.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括权利要求1～9任一项所述的复合天线。