CN108270068A - 具有全金属后壳的终端 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种具有全金属后壳的终端，涉及射频天线领域，用于实现全金属后壳情况下的射频天线设计。全金属后壳包括第一金属后壳和第二金属后壳，第一金属后壳与第二金属后壳无电连接，在第一金属后壳的净空投影区设有金属天线辐射体，终端的信号馈电源通过开关分别与第一金属后壳或金属天线辐射体导通馈电；当信号馈电源与第一金属后壳导通馈电时，第一金属后壳作为第一频段组天线的直接辐射体；当信号馈电源与金属天线辐射体导通时馈电时，金属天线辐射体作为耦合天线的初级辐射体将第一金属后壳耦合激发，通过第一金属后壳的辐射实现第二频段组的天线设计覆盖。本申请实施例应用于终端的射频天线设计。

Description

具有全金属后壳的终端

技术领域

本发明涉及射频天线领域，尤其涉及一种具有全金属后壳的终端。

背景技术

随着金属材质通信终端由于其独特的质感和光泽，逐渐被消费者追捧，已经成为高端机型设计标配，并开始向中低端机型快速普及。其中，整金属机壳材质的通信终端已经成为各通信终端竞品厂家的研发重点。

由于射频天线辐射的独特性，通信终端天线对走线面积，天线高度、天线净空及天线对周边金属的规避对天线性能有着直接的影响，在现实设计中是必须要保证的。而整金属机壳材质的设计趋势，使终端的射频天线设计空间不断缩小，设计高度不断降低。这种射频天线设计环境的恶化，导致其性能无法达到国内外运营商的空中下载技术(Over TheAir，OTA)测试要求。

发明内容

本申请的实施例提供一种具有全金属后壳的终端，用于实现全金属后壳情况下的射频天线设计。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种具有全金属后壳的终端，所述全金属后壳包括第一金属后壳和第二金属后壳，所述第一金属后壳与所述第二金属后壳无电连接，在所述第一金属后壳的净空投影区设有金属天线辐射体，所述终端的信号馈电源通过开关分别与所述第一金属后壳或所述金属天线辐射体导通馈电；

当所述信号馈电源与所述第一金属后壳导通馈电时，所述第一金属后壳作为第一频段组天线的直接辐射体；

当所述信号馈电源与所述金属天线辐射体导通时馈电时，所述金属天线辐射体作为耦合天线的初级辐射体将所述第一金属后壳耦合激发，通过所述第一金属后壳的辐射实现第二频段组的天线设计覆盖。

本申请的实施例提供的具有全金属后壳的终端，使用了多天线形式的可重构设计，通过不同的天线形式，实现在固定天线环境下相对于之前的天线设计在宽带和多频上性能的提升。与现有技术相比，本发明的创新和积极成果在通过对两个金属天线体的切换使用，实现全金属后壳情况下耦合天线形式和其他形式天线的可重构设计。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请的实施例提供的具有全金属后壳的终端的背面示意图；

图2为本申请的实施例提供的具有全金属后壳的终端的电路示意图一；

图3为本申请的实施例提供的具有全金属后壳的终端的电路示意图二；

图4为本申请的实施例提供的具有全金属后壳的终端的电磁辐射示意图一；

图5为本申请的实施例提供的具有全金属后壳的终端的电磁辐射示意图二；

图6为本申请的实施例提供的具有全金属后壳的终端的电路示意图三。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。

本申请实施例提供了一种具有全金属后壳的终端，参照图1和图2中所示，全金属后壳包括第一金属后壳11和第二金属后壳12，第一金属后壳11与第二金属后壳12通过开缝断开，因此无电连接，在第一金属后壳11的净空投影区设有金属天线辐射体13，终端的信号馈电源14通过开关15分别与第一金属后壳11或金属天线辐射体12导通馈电。

其中，第一金属后壳11作为耦合天线的次级辐射体，第二金属后壳12为接地部分，不作为天线。在第一金属后壳11投影区下方为天线净空区，金属天线辐射体13作为耦合天线的初级辐射体。

当信号馈电源14与第一金属后壳11导通馈电时，第一金属后壳11作为第一频段组天线的直接辐射体；当信号馈电源14与金属天线辐射体13导通时馈电时，金属天线辐射体13作为耦合天线的初级辐射体将第一金属后壳11耦合激发，通过第一金属后壳11的辐射实现第二频段组的天线设计覆盖。由此，通过第一频段组和第二频段组的兼容设计，实现同一天线设计环境下宽频/多频的天线设计。

可选的，第一金属后壳11可以独立不接地以实现单极天线设计形式；或者，在第一金属后壳11的馈电点旁增加至少一个接地点以实现平面倒F天线(Printed Inverted-FAntenna，PIFA)天线设计形式；或者，在第一金属后壳11距离馈电点远端增加至少一个接地点以实现环(LOOP)天线设计形式。

可选的，上述接地点可以通过开关来选择导通或断路，通过接地点的选取或位置的改变可以实现天线辐射体自谐振频率的改变，从而实现多频的覆盖兼容设计。

可选的，第一金属后壳11与旁边接地的其他金属体的距离大于等于1mm；与第一金属后壳11接近的其他金属体在靠近第一金属后壳11的位置多点接地，以防止对第一金属后壳11辐射信号的耦合吸收。

可选的，金属天线辐射体13作为耦合天线的初级辐射体，其本体为独立的金属走线并且不接地。

可选的，第一金属后壳11和金属天线辐射体13以电磁辐射的形式相互作用，并没有电连接。为了保证电磁能量的耦合效率，金属天线辐射体13的尽量靠近第一金属后壳11。

可选的，在第一金属后壳11被激发辐射的场景下，金属天线辐射体13可以通过接地作为第一金属后壳11的耦合部分，用以扩展第一金属后壳11的频段带宽。

可选的，第一金属后壳11和第二金属后壳12可以为金属结构件、或者为冲压、激光直接成型(Laser Direct Structuring，LDS)、柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)走线方式的一种。

可选的，第一金属后壳11和金属天线辐射体13应远离同频耦合金属走线或器件，并远离同频干扰源。

现有的具有全金属后壳的终端的天线设计，以金属后壳结构件为天线本体的多LOOP设计方式为主，由于天线设计形式的局限性，在低频段的带宽及多频段的覆盖都有或多或少的设计缺陷。本设计结合了传统的天线设计技术，使用了多天线形式的可重构设计，通过不同的天线形式，实现在固定天线环境下相对于之前的天线设计在宽带和多频上性能的提升。与现有技术相比，本发明的创新和积极成果在通过对两个金属天线体的切换使用，实现耦合天线形式和其他形式天线的可重构设计。

示例性的，参照图3中所示，为一种终端的具体电路的示意图。其中，该终端还可以包括匹配电路16和匹配电路17。信号馈电源14通过有源开关15选择切换后可以分别通过匹配电路16和匹配电路17与第一金属后壳11或金属天线辐射体13导通。第一金属后壳11通过接地点111和接地点112接地，其中，有源开关18控制接地点111的接地导通或判断，其作用是用以调谐不同天线状态下的天线谐振频率。其工作原理如下：

当有源开关15选择导通金属天线辐射体13，并且第一金属后壳11与信号馈电源14并无电连接，此时的天线原理为耦合天线形式，金属天线辐射体13作为耦合天线的初级辐射体，第一金属后壳11作为耦合天线的次级辐射体。有源开关18断路，第一金属后壳11只通过接地点112接地，此时信号馈电源14通过金属天线辐射体13耦合辐射激发第一金属后壳11，第一金属后壳11具有频段1的自谐振，最终通过第一金属后壳11形成辐射电磁波。

参照图4中所示，为对应的电磁辐射示意图。金属天线辐射体13作为耦合天线的初级辐射体激发第一金属后壳11，第一金属后壳11通过接地点112形式具有自谐振频率f1的次级辐射体。

当有源开关15选择导通第一金属后壳11，并且金属天线辐射体13与信号馈电源14并无电连接，此时天线通过第一金属后壳11及其接地点形成直接辐射的LOOP天线形式，金属天线辐射体13不作为天线的任何组成部分。有源开关18短路接地，在信号馈电源14通过第一金属后壳11的接地点111和接地点112可以构成两个LOOP天线形式，第一金属后壳11具有频段2和频段3的双频段电磁谐振并形成辐射电磁波。

示例性的，参照图5中所示，为对应的电磁辐射示意图。此时第一金属后壳11作为双LOOP天线形式并且具有频段f2和频段f3的直接辐射体，形成天线辐射。

参照图6中所示，为一种终端的又一具体电路的示意图。其与图3所示电路区别在于：没有接地点111、接地点112以及有源开关18，金属天线辐射体13上新增接地点131，金属天线辐射体13通过有源开关19选择性接地。其工作原理如下：

当有源开关15选择导通金属天线辐射体13，并且第一金属后壳11与信号馈电源14并无电连接，此时的天线原理为耦合天线形式，金属天线辐射体13作为耦合天线的初级辐射体，第一金属后壳11作为耦合天线的次级辐射体。此时信号馈电源14通过金属天线辐射体13耦合辐射激发第一金属后壳11，第一金属后壳11具有频段f4的自谐振，最终通过第一金属后壳11形成辐射电磁波。

当有源开关15选择导通第一金属后壳11，金属天线辐射体13与信号馈电源14并无电连接，并且金属天线辐射体13通过有源开关19短路接地，构成接地的耦合谐振分支。此时第一金属后壳11构成具有自谐振频段f5的单极天线形式直接辐射；金属天线辐射体13通过短路接地后构成接近第一金属后壳11的寄生耦合体，形成对第一金属后壳11阻抗的寄生改变，使单极天线第一金属后壳11同时具有频段f6的自谐振频率并形成有效辐射。

本设计相比现有的天线设计，具有如下创新点：

通过信号对初级辐射体或次级辐射体的选择馈入，使天线形式在耦合合天线或单极、LOOP、PIFA等现有常规天线间形成切换，实现在单一金属外观辐射下多天线形式对天线频段的多覆盖，变相实现多频段设计或宽频设计的性能优化。

在天线切换的同时，通过开关实现初级辐射体与寄生辐射体的设计兼容，使天线辐射体兼具这两种功能，并配合天线原理形式的改变实现宽频设计。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种具有全金属后壳的终端，其特征在于，所述全金属后壳包括第一金属后壳和第二金属后壳，所述第一金属后壳与所述第二金属后壳无电连接，在所述第一金属后壳的净空投影区设有金属天线辐射体，所述终端的信号馈电源通过开关分别与所述第一金属后壳或所述金属天线辐射体导通馈电；

当所述信号馈电源与所述第一金属后壳导通馈电时，所述第一金属后壳作为第一频段组天线的直接辐射体；

当所述信号馈电源与所述金属天线辐射体导通时馈电时，所述金属天线辐射体作为耦合天线的初级辐射体将所述第一金属后壳耦合激发，通过所述第一金属后壳的辐射实现第二频段组的天线设计覆盖。

2.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述第一金属后壳独立不接地以实现单极天线设计形式；或者，在所述第一金属后壳的馈电点旁增加至少一个接地点以实现平面倒F天线PIFA天线设计形式；或者，在第一金属后壳距离所述馈电点远端增加至少一个接地点以实现环LOOP天线设计形式。

3.根据权利要求2所述的终端，其特征在于，所述接地点通过开关选择导通或断路。

4.根据权利要求2所述的终端，其特征在于，与所述第一金属后壳接近的其他金属体在靠近所述第一金属后壳的位置多点接地，以防止对所述第一金属后壳辐射信号的耦合吸收。

5.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述金属天线辐射体的本体为独立的金属走线并且不接地。

6.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，在所述第一金属后壳被激发辐射的场景下，所述金属天线辐射体接地以作为所述第一金属后壳的耦合部分，用以扩展所述第一金属后壳的频段带宽。

7.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述第一金属后壳和所述第二金属后壳为金属结构件、或者为冲压、激光直接成型LDS、柔性电路板FPC走线方式中的一种。