CN105006645A - 组合天线***及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种组合天线***及移动终端，其中，组合天线***包括：设置在移动终端后部的金属壳，且金属壳包括第一边壳、中壳以及设置在第一边壳和中壳之间的第一缝隙；和多区间可调谐天线，同时覆盖低频段、中频段和高频段，并包括：第一金属走线，分别与第一边壳和移动终端内部的射频电源电连接；第二金属走线，与第一金属走线相间隔设置，且第二金属走线与第一边壳电连接；本发明提供的组合天线***，与全金属外壳匹配，并可通过调节第一金属走线与第二金属走线上耦合间距的大小实现耦合调谐，从而相对提高产品的辐射效率，使产品满足未来移动终端各种网络制式的性能需求。

Description

组合天线***及移动终端

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体而言，涉及一种组合天线***及具有该组合天线***的移动终端。

背景技术

在手机、平板电脑等移动终端设备行业中，随着用户对产品的外观和手感的体验要求不断提高，使得具有的良好触感和优异的耐磨性能金属装饰类移动产品成为该行业中的消费主流，但是，由于金属后壳和金属边框等装饰所特有的屏蔽性能会严重降低天线的使用可靠性，故而，在顺应产品发展趋势的同时，对各大厂商在天线的设计上提出了更高的要求。

为解决该技术问题，现有技术中提出PIFA/缝隙天线组成的天线***，该***通过电路板上的开关控制接地点的通断以产生所需频段，但是，由于射频链路中大量开关结构的引入增加了天线***的附加损耗，从而降低了天线***的辐射效率；此外，该***中对馈源/地衔位置以及整机的长度和宽度依赖性较大，且馈源两侧的高频分支和低频分支之间存在程度较深相互影响，由于该天线***本身的谐振频率不易调试，则在生产过程中出现的任何尺寸偏差都会造成天线***的谐振频率的偏移，这一方面进一步增加了天线***的损耗，另一方面容易降低天线高频和超高频部分的稳定性，且使得高频和超高频的频带偏窄，从而降低产品整机使用可靠性。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种可匹配全金属外壳，辐射效率高，且可覆盖高频段、中频段和低频段的组合式天线***。

本发明的另一个目的在于提供一种具有上述组合天线***的移动终端。

为实现上述目的，本发明第一方面的实施例提供了一种组合天线***，用于移动终端，包括：设置在所述移动终端后部的金属壳，且所述金属壳包括第一边壳、中壳以及设置在所述第一边壳和所述中壳之间的第一缝隙；多区间可调谐天线，同时覆盖低频段、中频段和高频段，包括：第一金属走线，分别与所述第一边壳和所述移动终端内部的射频馈源电连接；和第二金属走线，与所述第一金属走线相间隔设置，且所述第二金属走线与所述第一边壳电连接。

值得说明的是，本方案中所述低频段指代频率在0.68GHz～1GHz，所述中频段指代频率在1.5GHz～2.2GHz，所述高频段指代频率在2.2GHz～2.7GHz。

本发明第一方面的实施例提供的组合天线***，利用第一边壳作为辐射主体，以此解决天线与金属大面积共存的问题，从而实现产品与全金属外壳的匹配，此外，本方案通过设计第一金属走线和第二金属走线的电长度、馈电位置及两者间或其分支上的耦合强度可控制其覆盖低频、中频和高频，且通过调节第一金属走线与第二金属走线上耦合间距的大小可进一步对该多区间可调谐天线调谐，这降低了产品对金属后壳加工精度的依赖性，并使产品可在低频段、中频段和高频段上均具有最大的辐射效率，从而使产品满足未来移动终端各种网络制式的性能需求。

另外，本发明提供的上述实施例中的组合天线***还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述多区间可调谐天线还包括：可调器件，设置在所述移动终端内部，并与所述第二金属走线电连接，且所述可调器件的逻辑值可调。

具体地，可调器件包括电容、电感、射频开关或由电容和电感构成的匹配电路，相应地，逻辑值可为电容值和/或电感值或射频开关的逻辑信号，则可通过改变逻辑值以改变第三金属走线上的耦合状态，以此实现多区间可调谐天线调谐；进一步地，可利用移动终端的软件与逻辑值匹配，则在产品的使用过程中，通过更新软件实现对逻辑值的控制。

根据本发明的一个实施例，所述金属壳还包括第二边壳以及设置在所述第二边壳和所述中壳之间的第二缝隙；其中，所述第二边壳上设置有至少一个覆盖高频段的立体耦合天线。

该结构利用第二边壳作为辐射主体，加强产品在高频部分辐射性能的同时，可避免对低频段和中频段的影响。

根据本发明的一个实施例，所述第二边壳上设置有两个覆盖高频段的所述立体耦合天线，且两个所述立体耦合天线分别位于所述第二边壳的两端。

根据本发明的一个实施例，所述第二边壳包括底板及与所述底板连接的端板和侧板；所述立体耦合天线包括第三金属走线，所述第三金属走线与所述移动终端内部的射频馈源电连接，且所述第三金属走线与所述底板、所述端板和所述侧板之间分别具有第一间隙、第二间隙和第三间隙，以使所述第三金属走线同时与所述底板、所述端板和所述侧板通过耦合方式传递能量。

根据本发明的一个实施例，所述组合天线***还包括：接地装置，位于所述第二缝隙内，并将所述第二边壳接地，且所述接地装置将所述第二缝隙分隔为多个子缝隙；其中，所述立体耦合天线与一所述子缝隙相对设置。

根据本发明的一个实施例，与所述立体耦合天线相对的所述子缝隙的长度为10mm～30mm。

具体地，第二边壳的中部与中壳(主地)之间利用钢片连接，并将两个立体耦合天线设置在第二边壳两端以利用空间上的距离保证两个立体耦合天线之间的隔离度；此外，钢片将第二缝隙分割为多个子缝隙，则通过设置钢片在第二缝隙上的位置，控制与立体耦合天线相对的该子缝隙的长度为10mm～30mm，以使其调谐组合天线***的中频部分。

本领域技术人员可以理解的是，本方案中可通过调节第三金属走线的电长度、形状和馈电位置控制其主导高频段工作，另外，该结构中第三金属走线分别与底板、侧板和端板耦合馈电，则通过调节第一间隙、第二间隙和第三间隙的大小可调谐该立体耦合天线的各个频段，以此降低其辐射损耗。

根据本发明的一个实施例，两个所述立体耦合天线之间的所述底板上设置有摄像头孔；和/或两个所述立体耦合天线之间的所述端板上设置有耳机孔。

通过该结构来提高两个立体耦合天线之间的隔离度，以进一步削弱两个立体耦合天线之间的电流和信号交互。

根据本发明的一个实施例，所述第二边壳位于所述中壳的上侧，所述第一边壳位于所述中壳的下侧。

通过设置该结构以使主导低频段和主导中频段的多区间可调谐天线位于移动终端的下部，以此降低移动终端执行通话功能时的人体手部和头部对信号的影响。

另外，本方案中第一缝隙和第二缝隙可利用非金属物质进行填充。

本发明第二方面的实施例提供了一种移动终端，包括有上述任一项实施例中所述的组合天线***。

本发明第二方面的实施例提供的移动终端，通过设置上述任一项实施例中所述的组合天线***，从而具有所述组合天线***所具有的一切有益效果，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例所述组合天线***的结构示意图；

图2是图1中所示A部的放大结构示意图；

图3是图1中所示B部的放大结构示意图；

图4是本发明所述第三金属走线与第二边壳的位置关系示意图；

其中，图1至图4中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100第一边壳，110多区间可调谐天线，112第一金属走线，111第二金属走线，200中壳，300第二边壳，301底板，302端板，303侧板，310(310a，310b)立体耦合天线，311a第三金属走线，400第一缝隙，500第二缝隙。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图4描述根据本发明一些实施例所述组合天线***。

如图1和图2所示，本发明第一方面的实施例提供的组合天线***，用于移动终端，包括：设置在移动终端后部的金属壳，且金属壳包括第一边壳100、中壳200以及设置在第一边壳100和中壳200之间的第一缝隙400；和多区间可调谐天线110，同时覆盖低频段、中频段和高频段。

具体地，多区间可调谐天线110包括：第一金属走线112，位于第一边壳100的内侧的一端，第一金属走线112与移动终端内部的射频馈源电连接，并与第一边壳100电连接；和第二金属走线111，位于第一边壳100上远离第一金属走线112的一端，并与第一边壳100电连接。

值得说明的是，本方案中所述低频段指代频率在0.68GHz～1GHz，所述中频段指代频率在1.5GHz～2.2GHz，所述高频段指代频率在2.2GHz～2.7GHz。

本发明第一方面的实施例提供的组合天线***，利用第一边壳100作为辐射主体，以此解决天线与金属大面积共存的问题，从而实现产品与全金属外壳的匹配，此外，本方案通过设计第一金属走线112和第二金属走线111的电长度、馈电位置及两者间或其分支上的耦合强度可控制其对低频、中频和高频的覆盖，且通过调节第一金属走线112与第二金属走线111上耦合间距的大小可进一步对该多区间可调谐天线110调谐，这降低了产品对金属后壳加工精度的依赖性，并使产品可在低频段、中频段和高频段上均具有最大的辐射效率，从而使产品满足未来移动终端各种网络制式的性能需求。

在本发明的一个实施例中，多区间可调谐天线110还包括：可调器件，设置在移动终端内部，并与第二金属走线111电连接，且可调器件的逻辑值可调。

具体地，可调器件包括电容、电感、射频开关或由电容和电感构成的匹配电路，相应地，逻辑值可为电容值和/或电感值或射频开关的逻辑信号，则可通过改变逻辑值以改变第二金属走线111上的耦合状态，以此实现多区间可调谐天线110调谐；进一步地，可利用移动终端的软件与逻辑值匹配，则在产品的使用过程中，通过更新软件实现对逻辑值的控制。

具体而言，本方案中射频馈源将能量馈入第一金属走线112，并通过第一金属走线112将能量传递给第一边壳100以实现能量的辐射和传递，随后，传递的能量依次经第一边壳100、可调器件后到达第二金属走线111，该第二金属走线111形成该多区间可调谐天线110的中频段和高频段的寄生分支，并产生高频段和中频段的谐振；当然，本方案中所述第一金属走线112和第二金属走线111的具体形状不受附图1和2的限制，设计人员通过设置第一金属走线112和第二金属走线111的分支数量、各分支的长度及各分支之间的耦合间距可控制该多区间可调谐天线110同时主导低频、中频和高频的各个频段。

此外，第一金属走线112和第二金属走线111上耦合产生谐振，设计人员可综合对产品的工作频段需求和移动终端的尺寸要求，通过调节第一金属走线112和第二金属走线111上的耦合间距可调谐该多区间可调谐天线在0.68GHz～1GHz和1.5GHz～2.7GHz的各个频段，以此，可减少整机的低频损耗，且在用户手持移动终端时，可有效降低人体左右手的损耗。

在本发明的一个实施例中，如图1和图3所示，金属壳还包括第二边壳300以及设置在第二边壳300和中壳200之间的第二缝隙500；其中，第二边壳300上设置有至少一个覆盖高频段的立体耦合天线310。

该结构利用第二边壳300作为辐射主体，加强产品在高频部分辐射性能的同时，可避免对低频段和中频段的影响。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，第二边壳300上设置有两个覆盖高频段的立体耦合天线310，分别为图中所示立体耦合天线310a和立体耦合天线310b，且立体耦合天线310a和立体耦合天线310b分别位于第二边壳300的两端。

进一步地，如图3和图4所示，第二边壳300包括底板301及与底板301连接的端板302和侧板303；例如，立体耦合天线310a包括第三金属走线311a，具体地，第三金属走线311a与移动终端内部的射频馈源电连接，且第三金属走线311a与底板301、端板302和侧板303之间分别具有第一间隙、第二间隙和第三间隙，以使第三金属走线311a同时与底板301、端板302和侧板303通过耦合方式传递能量。

另外，组合天线***还包括：接地装置(图中未示出)，位于第二缝隙500内，并将第二边壳300接地，且接地装置将第二缝隙500分隔为多个子缝隙；其中，与立体耦合天线310相对的一子缝隙的长度为10mm～30mm。

具体而言，本方案中所述第三金属走线311a的具体形状并不受图3和图4的限制，设计人员通过设置第三金属走线311a的分支数量、各分支的长度可控制该立体耦合天线310a主导高频段工作，并利用第三金属走线311a与分别与底板301、侧板303和端板302耦合馈电，通过控制第一间隙的大小s1、第二间隙的大小s2和第三间隙的大小s3以调谐高频的各个频段；则在上述结构中，设计人员可综合对产品的工作频段需求和移动终端的尺寸要求，设置适合的第一间隙、第二间隙和第三间隙的具体参数，优选地，在本方案中，第一间隙的宽度s1为4.5mm～7.5mm，第二间隙的宽度s2为0.5mm～2.0mm，第三间隙的宽度s3为0.5mm～2.0mm，在第二缝隙500宽度为1.3mm～2.0mm时，以调谐该立体耦合天线310a在1.5GHz～2.7GHz之间的各个频段。

在本发明的一个具体实施例中，在立体耦合天线310a中，第一间隙的宽度s1为5.7mm，第二间隙的宽度s2为1.1mm，第三间隙的宽度s3为1.1mm；在立体耦合天线310b中，第一间隙的宽度s1为5.7mm，第二间隙的宽度s2为0.8mm，第三间隙的宽度s3为0.8mm；且设置第二缝隙500宽度为1.8mm；且设置可调器件为可调电容(32CK417R)和/或SPDT射频开关(SKY13489)。

在本发明的另一个具体实施例中，在立体耦合天线310a中，第一间隙的宽度s1为6mm，第二间隙的宽度s2为1.1mm，第三间隙的宽度s3为1.1mm；在立体耦合天线310b中，第一间隙的宽度s1为6mm，第二间隙的宽度s2为1.1mm，第三间隙的宽度s3为1.1mm；且设置第二缝隙500宽度为1.9mm；且设置可调器件为可调电容(32CK417R)和/或SPDT射频开关(SKY13489)。

在本发明的另一个具体实施例中，在立体耦合天线310a中，第一间隙的宽度s1为6.5mm，第二间隙的宽度s2为0.8mm，第三间隙的宽度s3为0.8mm；在立体耦合天线310b中，第一间隙的宽度s1为6mm，第二间隙的宽度s2为1.1mm，第三间隙的宽度s3为1.1mm；且设置第二缝隙500宽度为2mm；且设置可调器件为可调电容(32CK417R)和/或SPDT射频开关(SKY13489)。

结合以上具体实施例给出的特征，本方案提供的组合天线***可实现覆盖0.68GHz～0.96GHz频段和1.7GHz～2.7GHz频段，并保证其在各个频段上均具有最大的辐射效率，从而使产品满足未来移动终端各种网络制式的性能需求。

在本发明的一个实施例中，优选地，两个立体耦合天线310之间的底板301上设置有摄像头孔；和/或两个立体耦合天线310之间的端板302上设置有耳机孔。

通过该结构来提高两个立体耦合天线310之间的隔离度，以进一步削弱两个立体耦合天线310之间的电流和信号交互。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，第二边壳300位于中壳200的上侧，第一边壳100位于中壳200的下侧。

通过设置该结构以使主导低频段和主导中频段的多区间可调谐天线110位于移动终端的下部，以此降低移动终端执行通话功能时的人体手部和头部对信号的影响。

另外，本方案中第一缝隙和第二缝隙可利用非金属物质进行填充。

本发明第二方面的实施例提供了一种移动终端，包括有上述任一项实施例中所述的组合天线***。

本发明第二方面的实施例提供的移动终端，通过设置上述任一项实施例中所述的组合天线***，从而具有所述组合天线***所具有的一切有益效果，在此不再赘述。

综上所述，本发明提供的组合天线***，利用第一边壳作为辐射主体，以此解决天线与金属大面积共存的问题，从而实现产品与全金属外壳的匹配，此外，本方案通过设计第一金属走线和第二金属走线的电长度、馈电位置及两者间或其分支上的耦合强度可控制其覆盖低频、中频和高频，且通过调节第一金属走线与第二金属走线上耦合间距的大小可进一步调谐天线覆盖高频、中频和低频的各个频段，这降低了产品对金属后壳加工精度的依赖性，并使产品可在低频段、中频段和高频段上均具有最大的辐射效率，从而使产品满足未来移动终端各种网络制式的性能需求。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“电连接”、“设置”等术语均应做广义理解，例如，“电连接”可以是实现电流或信号交互的直接相连，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在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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单元必须具有特定的方向、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。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种组合天线***，用于移动终端，其特征在于，包括：

设置在所述移动终端后部的金属壳，且所述金属壳包括第一边壳、中壳以及设置在所述第一边壳和所述中壳之间的第一缝隙；和

多区间可调谐天线，同时覆盖低频段、中频段和高频段，包括：第一金属走线，分别与所述第一边壳和所述移动终端内部的射频馈源电连接；和

第二金属走线，与所述第一金属走线相间隔设置，且所述第二金属走线与所述第一边壳电连接。

2.根据权利要求1所述的组合天线***，其特征在于，所述多区间可调谐天线还包括：

可调器件，设置在所述移动终端内部，并与所述第二金属走线电连接，且所述可调器件的逻辑值可调。

3.根据权利要求1或2所述的组合天线***，其特征在于，所述金属壳还包括第二边壳以及设置在所述第二边壳和所述中壳之间的第二缝隙；

其中，所述第二边壳上设置有至少一个覆盖高频段的立体耦合天线。

4.根据权利要求3所述的组合天线***，其特征在于，

所述第二边壳上设置有两个覆盖高频段的所述立体耦合天线，且两个所述立体耦合天线分别位于所述第二边壳的两端。

5.根据权利要求3所述的组合天线***，其特征在于，

所述第二边壳包括底板及与所述底板连接的端板和侧板；

所述立体耦合天线包括第三金属走线，所述第三金属走线与所述移动终端内部的射频馈源电连接，且所述第三金属走线与所述底板、所述端板和所述侧板之间分别具有第一间隙、第二间隙和第三间隙，以使所述第三金属走线同时与所述底板、所述端板和所述侧板通过耦合方式传递能量。

6.根据权利要求3所述的组合天线***，其特征在于，还包括：

接地装置，位于所述第二缝隙内，并将所述第二边壳接地，且所述接地装置将所述第二缝隙分隔为多个子缝隙；

其中，所述立体耦合天线与一所述子缝隙相对设置。

7.根据权利要求6所述的组合天线***，其特征在于，

与所述立体耦合天线相对的所述子缝隙的长度为10mm～30mm。

8.根据权利要求4所述的组合天线***，其特征在于，

两个所述立体耦合天线之间的所述底板上设置有摄像头孔；和/或

两个所述立体耦合天线之间的所述端板上设置有耳机孔。

9.根据权利要求3所述的组合天线***，其特征在于，

所述第二边壳位于所述中壳的上侧，所述第一边壳位于所述中壳的下侧。

10.一种移动终端，其特征在于，包括有如权利要求1至9中任一项所述的组合天线***。