CN105490004B - 一种移动终端天线***及移动终端 - Google Patents

一种移动终端天线***及移动终端 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种移动终端天线***及移动终端，移动终端天线***包括与移动终端金属壳体非电性连接的金属导体、近场通信NFC馈源、分集天线馈源、带阻滤波电路、加载电路和参考地；NFC馈源通过第一匹配电路与金属导体连接；分集天线馈源通过第二匹配电路与金属导体连接；带阻滤波电路一端与金属导体连接，另一端接参考地；加载电路一端与金属导体连接，另一端接参考地；NFC馈源、第一匹配电路、金属导体、带阻滤波电路、加载电路和参考地形成NFC天线***；分集天线馈源、第二匹配电路、金属导体、带阻滤波电路和参考地形成分集天线***；NFC天线***和分集天线***共用金属导体作为天线辐射体，本发明解决了单独设计NFC天线成本较高的问题。

Description

一种移动终端天线***及移动终端
技术领域
本发明涉及移动终端技术领域，尤其涉及一种移动终端天线***及移动终端。
背景技术
目前，智能移动终端一般都设计有近场通信(Near Field Communication，NFC)功能，相应地，需要NFC天线来实现NFC功能。NFC是一种极短距离的无线射频识别通讯协议技术标准，NFC技术主要基于13.56MHz频率运行的射频技术，其传输范围小，但传输快、能耗低。
在智能移动终端中，往往还设置有全球定位***(Global Positioning System，GPS)天线、分集天线和主天线等多个天线，而NFC天线都是单独设计的，且一般由绕线/印刷/蚀刻工艺制作的电路线圈与抗干扰能力的铁氧体材料组成，增加了天线成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种移动终端天线***及移动终端，以使NFC天线与分集天线共用一个天线，降低天线成本。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种移动终端天线***，包括与移动终端金属壳体非电性连接的金属导体、近场通信NFC馈源、分集天线馈源、带阻滤波电路、加载电路和参考地；
所述NFC馈源通过第一匹配电路与所述金属导体连接；所述分集天线馈源通过第二匹配电路与所述金属导体连接；所述带阻滤波电路一端与所述金属导体连接，另一端接参考地；所述加载电路一端与所述金属导体连接，另一端接参考地；所述NFC馈源、第一匹配电路、金属导体、带阻滤波电路、加载电路和参考地形成NFC天线***；所述分集天线馈源、第二匹配电路、金属导体、带阻滤波电路和参考地形成分集天线***；所述NFC天线***和所述分集天线***共用所述金属导体作为天线辐射体；
所述第一匹配电路用于匹配NFC天线的谐振频率；所述第二匹配电路用于展宽分集天线的带宽；所述带阻滤波电路在NFC天线或分集天线工作时，形成短路点，用于匹配NFC天线***或分集天线***的输入阻抗；所述加载电路用于调节NFC天线的谐振频率以及减小NFC天线的尺寸。
另一方面，本发明实施例提供了一种移动终端，所述移动终端包括上述一方面中所述的移动终端天线***。
本发明的有益效果是：本发明提供的移动终端天线***及移动终端，通过设置带阻滤波电路，使得NFC天线或分集天线工作时，形成短路点，用于匹配NFC天线***或分集天线***的输入阻抗，通过设置加载电路，调节NFC天线的谐振频率以及减小NFC天线的尺寸，同时滤除分集信号，带阻滤波电路和加载电路可使NFC天线和分集天线正常工作，本发明将NFC馈源和分集天线馈源连接到同一个金属导体上，使得NFC天线和分集天线共用一根天线，节省了由电路线圈与铁氧体材料组成的、单独设计的NFC天线的成本，从而降低了整机天线的成本。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其他特征和优点，附图中：
图1是本发明实施例一提供的移动终端天线***的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的NFC天线***等效结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的分集天线***等效结构示意图；
图4是本发明实施例一提供的第一匹配电路的结构示意图；
图5是本发明实施例一提供的第二匹配电路的结构示意图；
图6是本发明实施例一提供的带阻滤波电路的结构示意图；
图7是本发明实施例一提供的加载电路的结构示意图；
图8是本发明实施例二提供的移动终端天线***的结构示意图；
图9是本发明实施例二提供的GPS天线***等效结构示意图；
图10是本发明实施例二提供的第三匹配电路的结构示意图；
图11是本发明实施例二提供的移动终端金属壳体的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
本实施例提供的移动终端天线***，其可以运用在各种移动终端中，例如，移动终端可以包括经无线接入网RAN与一个或多个核心网进行通信的用户设备，该用户设备可以是移动电话(“蜂窝”电话)、具有移动终端的计算机等，例如，用户设备还可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语音和/或数据。又例如，该移动终端可以包括手机、平板电脑、个人数字助理PDA、销售终端POS或车载电脑等。
图1是本发明实施例一提供的移动终端天线***的结构示意图。如图1所示，该移动终端天线***包括与移动终端金属壳体1非电性连接的金属导体2、NFC馈源3、分集天线馈源4、带阻滤波电路5、加载电路6和参考地7；示例性的，金属壳体1和金属导体2可以通过塑胶件进行固定。
其中，NFC馈源3通过第一匹配电路8与金属导体2连接；分集天线馈源4通过第二匹配电路9与金属导体2连接；带阻滤波电路5一端与金属导体2连接，另一端接参考地7；加载电路6一端与金属导体2连接，另一端接参考地7；NFC馈源3、第一匹配电路8、金属导体2、带阻滤波电路5、加载电路6和参考地7形成NFC天线***；分集天线馈源4、第二匹配电路9、金属导体2、带阻滤波电路5和参考地7形成分集天线***；NFC天线***和分集天线***共用金属导体2作为天线辐射体。
本实施例中，第一匹配电路8用于匹配NFC天线的谐振频率；第二匹配电路9用于展宽分集天线的带宽；带阻滤波电路5在NFC天线或分集天线工作时，形成短路点，用于匹配NFC天线***或分集天线***的输入阻抗；加载电路6用于调节NFC天线的谐振频率以及减小NFC天线的尺寸。
具体的，NFC天线工作时，其等效电路如图2所示，虚线箭头表示等效电流路径，图1中的带阻滤波电路5对NFC信号来说等效为短路状态，NFC馈源3、第一匹配电路8、金属导体2、加载电路6和参考地7形成倒F天线(inverted-F antenna，IFA)；分集天线工作时，其等效电路如图3所示，虚线箭头表示等效电流路径，图1中的带阻滤波电路5对分集信号来说等效为短路状态，图1中的加载电路6对分集信号来说等效为开路状态，分集天线馈源4、第二匹配电路9、金属导体2和参考地7形成IFA天线。
示例性的，参见图4，本实施例的第一匹配电路8可以包括第一电容C1和第一电感L1；其中，第一电容C1的一端和第一电感L1的一端相连后与金属导体2连接，第一电容C1的另一端与NFC馈源3连接，第一电感L1的另一端接参考地7。经调试，设置合适的C1和L1的值，可以使NFC天线的谐振频率在13.56MHz，满足NFC天线的工作频率。
参见图5，第二匹配电路9可以包括第二电容C2和第二电感L2；其中，第二电容C2的一端和第二电感L2的一端相连后与金属导体2连接，第二电感L2的另一端与分集天线馈源4连接，第二电容C2的另一端接参考地7。设置合适的C2和L2的值，可以扩展分集天线的带宽，适应分集天线的工作频带。
参见图6，带阻滤波电路5可以包括第四电容C4和第四电感L4；其中，第四电容C4的一端和第四电感L4的一端相连后与金属导体2连接，第四电容C4的另一端和第四电感L4的另一端相连后接参考地7。NFC天线工作时，C4等效为开路状态，L4等效为短路状态；分集天线工作时，C4等效为短路状态，L4等效为开路状态。
参见图7，加载电路6可以包括第五电容C5和第五电感L5；其中，第五电容C5的一端与金属导体2连接，第五电容C5的另一端与第五电感L5的一端相连，第五电感L5的另一端接参考地7。其中，L5的电感值较大，NFC天线工作时，该加载电路6为电容加载，可以稳定NFC天线的谐振频率；分集天线工作时，该加载电路6等效为开路状态。
本发明实施例一提供的移动终端天线***，通过设置带阻滤波电路，使得NFC天线或分集天线工作时，形成短路点，用于匹配NFC天线***或分集天线***的输入阻抗，通过设置加载电路，调节NFC天线的谐振频率以及减小NFC天线的尺寸，同时滤除分集信号，带阻滤波电路和加载电路可使NFC天线和分集天线正常工作，本发明将NFC馈源和分集天线馈源连接到同一个金属导体上，使得NFC天线和分集天线共用一根天线，节省了由电路线圈与铁氧体材料组成的、单独设计的NFC天线的成本，从而降低了整机天线的成本。
实施例二
图8是本发明实施例二提供的移动终端天线***的结构示意图，与实施例一不同的是，本实施例还包括GPS馈源和第三匹配电路。如图8所示，该移动终端天线***包括与移动终端金属壳体1非电性连接的金属导体2、NFC馈源3、分集天线馈源4、带阻滤波电路5、加载电路6、参考地7、GPS馈源10和第三匹配电路11；示例性的，金属壳体1和金属导体2可以通过塑胶件进行固定。
其中，NFC馈源3通过第一匹配电路8与金属导体2连接；分集天线馈源4通过第二匹配电路9与金属导体2连接；带阻滤波电路5一端与金属导体2连接，另一端接参考地7；加载电路6一端与金属导体2连接，另一端接参考地7；GPS馈源10通过第二匹配电路9与金属导体2连接；第三匹配电路11一端与金属导体2连接，另一端接参考地7；NFC馈源3、第一匹配电路8、金属导体2、带阻滤波电路5、加载电路6和参考地7形成NFC天线***；分集天线馈源4、第二匹配电路9、金属导体2、带阻滤波电路5和参考地7形成分集天线***；GPS馈源10、第二匹配电路9、金属导体2、第三匹配电路11和参考地7形成GPS天线***；NFC天线***、分集天线***和GPS天线***共用金属导体2作为天线辐射体。
本实施例中，第一匹配电路8用于匹配NFC天线的谐振频率；第二匹配电路9用于展宽分集天线的带宽；带阻滤波电路5在NFC天线或分集天线工作时，形成短路点，用于匹配NFC天线***或分集天线***的输入阻抗；加载电路6用于调节NFC天线的谐振频率以及减小NFC天线的尺寸；第三匹配电路11用于配合第二匹配电路9，将GPS天线的谐振点调节到GPS天线的谐振频率上，同时滤除NFC信号和分集信号；相应地，带阻滤波电路5还用于滤除GPS信号。
具体的，NFC天线工作时，其等效电路如图2所示，虚线箭头表示等效电流路径，图8中的带阻滤波电路5对NFC信号来说等效为短路状态，第三匹配电路11对NFC信号来说等效为开路状态，NFC馈源3、第一匹配电路8、金属导体2、加载电路6和参考地7形成倒F天线(inverted-F antenna，IFA)；分集天线工作时，其等效电路如图3所示，虚线箭头表示等效电流路径，图8中的带阻滤波电路5对分集信号来说等效为短路状态，图8中的加载电路6和第三匹配电路11对分集信号来说等效为开路状态，分集天线馈源4、第二匹配电路9、金属导体2和参考地7形成IFA天线；GPS天线工作时，其等效电路如图9所示，虚线箭头表示等效电流路径，图8中的带阻滤波电路5和加载电路6对GPS信号来说等效为开路状态，GPS馈源10、第二匹配电路9、金属导体2、第三匹配电路11和参考地7形成环状Loop天线。
示例性的，参见图10，本实施例的第三匹配电路11可以包括第三电容C3和第三电感L3；第三电容C3的一端与金属导体2连接，第三电容C3的另一端与第三电感L3的一端相连，第三电感L3的另一端接参考地7。由于GPS天线的工作频段低于分集天线的工作频段，高于NFC天线的工作频率，因此设置合适的C3和L3的值，该第三匹配电路11同时可以用作带通滤波器，以滤除NFC信号和分集信号，导通GPS信号。
本实施例中，通过带阻滤波电路5和第三匹配电路11的配合使用，使得NFC天线、分集天线和GPS天线可以共用金属导体，减少了天线辐射体的个数，降低了天线成本。
进一步的，如图11所示，上述金属导体2可以与移动终端金属壳体1的侧面12形成移动终端的外周边框，金属壳体1的底面可以做移动终端的金属支撑板或电池后盖，金属壳体1的下面还设有移动终端的后盖，本实施例的金属导体2可以作为移动终端的上边框。
另外，还可以去掉上述移动终端金属壳体1的下边框，在移动终端下端固定另一个金属导体作为移动终端的下边框，以组成其他天线结构。
本发明实施例二所提供的移动终端天线***，在同一金属导体上增加GPS馈源和用于匹配GPS天线谐振频率的第三匹配电路，形成GPS天线***，进一步降低了天线成本。
实施例三
本发明实施例三提供的移动终端，包括本发明实施例提供的移动终端天线***。该移动终端的金属边框作为内置天线的辐射体，且多种功能的天线可以共用一个金属边框，降低了天线成本。
其中，移动终端可以为智能手机、平板电脑或个人数字助理等。
本发明实施例三所提供的移动终端，包括本发明实施例所提供的移动终端天线***，具备相应的功能和有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种移动终端天线***，其特征在于，包括与移动终端金属壳体非电性连接的金属导体、近场通信NFC馈源、分集天线馈源、带阻滤波电路、加载电路和参考地；
所述NFC馈源通过第一匹配电路与所述金属导体连接；所述分集天线馈源通过第二匹配电路与所述金属导体连接；所述带阻滤波电路一端与所述金属导体连接，另一端接参考地；所述加载电路一端与所述金属导体连接，另一端接参考地；所述NFC馈源、第一匹配电路、金属导体、带阻滤波电路、加载电路和参考地形成NFC天线***；所述分集天线馈源、第二匹配电路、金属导体、带阻滤波电路和参考地形成分集天线***；所述NFC天线***和所述分集天线***共用所述金属导体作为天线辐射体；
所述第一匹配电路用于匹配NFC天线的谐振频率；所述第二匹配电路用于展宽分集天线的带宽；所述带阻滤波电路在NFC天线或分集天线工作时，形成短路点，用于匹配NFC天线***或分集天线***的输入阻抗；所述加载电路用于调节NFC天线的谐振频率以及减小NFC天线的尺寸；
所述***还包括全球定位***GPS馈源和第三匹配电路；
所述GPS馈源通过所述第二匹配电路与所述金属导体连接；所述第三匹配电路一端与所述金属导体连接，另一端接参考地；所述GPS馈源、第二匹配电路、金属导体、第三匹配电路和参考地形成GPS天线***；
所述第三匹配电路用于配合所述第二匹配电路，将GPS天线的谐振点调节到GPS天线的谐振频率上，同时滤除NFC信号和分集信号；相应地，所述带阻滤波电路还用于滤除GPS信号，根据所述带阻滤波电路和所述第三匹配电路的配合，所述NFC天线***、所述分集天线***和所述GPS天线***共用所述金属导体作为天线辐射体。
2.根据权利要求1所述的移动终端天线***，其特征在于，所述第一匹配电路包括第一电容和第一电感；所述第一电容的一端和第一电感的一端相连后与所述金属导体连接，所述第一电容的另一端与所述NFC馈源连接，所述第一电感的另一端接参考地。
3.根据权利要求1所述的移动终端天线***，其特征在于，所述第二匹配电路包括第二电容和第二电感；所述第二电容的一端和第二电感的一端相连后与所述金属导体连接，所述第二电感的另一端与所述分集天线馈源连接，所述第二电容的另一端接参考地。
4.根据权利要求1所述的移动终端天线***，其特征在于，所述第三匹配电路包括第三电容和第三电感；所述第三电容的一端与所述金属导体连接，所述第三电容的另一端与所述第三电感的一端相连，所述第三电感的另一端接参考地。
5.根据权利要求1所述的移动终端天线***，其特征在于，所述带阻滤波电路包括第四电容和第四电感；所述第四电容的一端和所述第四电感的一端相连后与所述金属导体连接，所述第四电容的另一端和所述第四电感的另一端相连后接参考地。
6.根据权利要求1所述的移动终端天线***，其特征在于，所述加载电路包括第五电容和第五电感；所述第五电容的一端与所述金属导体连接，所述第五电容的另一端与所述第五电感的一端相连，所述第五电感的另一端接参考地。
7.根据权利要求1-6任一所述的移动终端天线***，其特征在于，所述金属导体与移动终端金属壳体的侧面形成所述移动终端的外周边框。
8.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括权利要求1-7任一所述的移动终端天线***。
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