CN110620290B - 一种多天线结构及移动通讯设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多天线结构及移动通讯设备，涉及通讯终端技术领域。能够在狭小的空间下布置多天线结构。本发明多天线结构，包括辐射体，辐射体包括第一馈电点、第二馈电点和第三馈电点，第二馈电点位于第一馈电点和第三馈电点之间；第一信号源，第一信号源通过第一匹配电路与辐射体的第一馈电点电连接；第二信号源，第二信号源包括第一接入点和第二接入点，第一接入点通过第二匹配电路与辐射体的第三馈电点连接，第二接入点通过第三匹配电路与辐射体的第二馈电点连接，还包括切换开关，切换开关的固定端与第二馈电点连接，切换开关的活动端选择性的连接地或者连接第二接入点，活动端与第二接入点之间设有第三匹配电路。本发明可用于手机天线。

Description

一种多天线结构及移动通讯设备
技术领域
本发明涉及通讯终端技术领域，尤其涉及一种多天线结构及移动通讯设备。
背景技术
随着5G技术研究的深入，多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技术将成为5G产品的标配。MIMO技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高***信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。
由于移动通讯设备(如手机)需要对多制式、5G多天线进行兼容设计，天线的数量比现有产品有所增加；同时消费者对手机外观(如屏占比)和金属外壳的青睐，导致天线设计空间越来越狭窄。因此，多天线设计和天线设计空间环境的不断恶化形成的矛盾也愈加明显，成为移动通讯设备信号类设计的难点。
发明内容
本发明的实施例提供一种多天线结构及移动通讯设备，能够在狭小的空间下布置多天线结构。
为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种多天线结构，包括：辐射体，所述辐射体包括第一馈电点、第二馈电点和第三馈电点，所述第二馈电点位于所述第一馈电点和第三馈电点之间；第一信号源，所述第一信号源通过第一匹配电路与所述辐射体的第一馈电点电连接；第二信号源，所述第二信号源包括第一接入点和第二接入点，所述第一接入点通过第二匹配电路与所述辐射体的第三馈电点连接，所述第二接入点通过第三匹配电路与所述辐射体的第二馈电点连接，还包括切换开关，所述切换开关的固定端与所述第二馈电点连接，所述切换开关的活动端选择性的连接地或者连接所述第二接入点，所述活动端与所述第二接入点之间设有第三匹配电路，当所述切换开关切换至第一工作位置时，所述切换开关将所述辐射体的第二馈电点与地连通，将所述辐射体的第二馈电点与所述第三匹配电路断开；当所述切换开关切换至第二工作位置时，所述切换开关将所述辐射体的第二馈电点与所述第三匹配电路连通，将所述辐射体的第二馈电点与地断开。
另一方面，本发明的实施例还提供了一种移动通讯设备，包括上述技术方案所述的多天线结构。
本发明实施例提供的多天线结构及移动通讯设备，本发明实施例提供的多天线结构，当需要第一信号源和第二信号源在双天线的场景下同时工作时，可将切换开关切换至第一工作位置，使切换开关将所述辐射体的第二馈电点与地连通，将所述辐射体的第二馈电点与所述第三匹配电路断开，由此，可使第一馈电点至辐射体一端以及第三馈电点至辐射体另一端分别形成天线分支，同时由于第二馈电点的接地可使两天线具有较高的隔离度；当需要第一信号源和第二信号源实现双频工作时，可将切换开关切换至第二工作位置，使切换开关将所述辐射体的第二馈电点与所述第三匹配电路连通，将所述辐射体的第二馈电点与地断开，由此，可使第一信号源具有第一频率的天线分支，第二信号源通过两个馈入点分别至辐射体两侧具有两个频率的天线分支。此时第二信号源具有多频工作场景。以上通过切换开关在两种工作位置之间的切换，可实现同频高隔离度和多馈入多频天线的兼容，从而能够实现在狭小的空间下布置多天线结构。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例多天线结构的结构示意图；
图2为本发明实施例多天线结构当切换开关切换至第一工作位置时的结构示意图；
图3为本发明实施例多天线结构当切换开关切换至第二工作位置时的结构示意图；
图4为本发明实施例移动通讯设备中金属后壳的局部结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
参见图1，本发明的实施例提供的多天线结构，包括：辐射体1，所述辐射体1包括第一馈电点11、第二馈电点12和第三馈电点13，所述第二馈电点12位于所述第一馈电点11和第三馈电点13之间；第一信号源2，所述第一信号源2通过第一匹配电路21与所述辐射体1的第一馈电点11电连接；第二信号源3，所述第二信号源3包括第一接入点31和第二接入点32，所述第一接入点31通过第二匹配电路33与所述辐射体1的第三馈电点13连接，所述第二接入点32通过第三匹配电路34与所述辐射体1的第二馈电点12连接，还包括切换开关4，所述切换开关4的固定端41与第二馈电点12连接，所述切换开关的活动端42选择性的连接地或者连接所述第二接入点32，所述活动端42与所述第二接入点32之间设有第三匹配电路34。如图2所示，当所述切换开关4切换至第一工作位置时，所述切换开关4将所述辐射体1的第二馈电点12与地连通，将所述辐射体1的第二馈电点12与所述第三匹配电路34断开；如图3所示，当所述切换开关4切换至第二工作位置时，所述切换开关4将所述辐射体1的第二馈电点12与所述第三匹配电路34连通，将所述辐射体1的第二馈电点12与地断开。
本发明实施例提供的多天线结构，当需要第一信号源2和第二信号源3在双天线的场景下同时工作时，可将切换开关4切换至第一工作位置，使切换开关4将所述辐射体1的第二馈电点12与地连通，将所述辐射体1的第二馈电点12与所述第三匹配电路34断开，由此，可使第一馈电点11至辐射体1一端以及第三馈电点13至辐射体1另一端分别形成天线分支，同时由于第二馈电点12的接地可使两天线具有较高的隔离度；当需要第一信号源2和第二信号源3实现双频工作时，可将切换开关4切换至第二工作位置，使切换开关4将所述辐射体1的第二馈电点12与所述第三匹配电路34连通，将所述辐射体1的第二馈电点12与地断开，由此，可使第一信号源2具有第一频率的天线分支，第二信号源3通过两个馈入点分别至辐射体1两侧具有两个频率的天线分支。此时第二信号源3具有多频工作场景。以上通过切换开关4在两种工作位置之间的切换，可实现同频高隔离度和多馈入多频天线的兼容，从而能够实现在狭小的空间下布置多天线结构。
需要说明的是，匹配电路(即第一匹配电路21、第二匹配电路33、第三匹配电路34)的作用是将天线的自阻抗调节到与信号源相同，从而可以实现将最大比率的电流能量通过天线转化为电磁辐射能量。匹配电路的构成可以为电容、电感，本领域技术人员可以根据不同的产品、不同的设计场景选择匹配电路的部件搭配和参数值，在此不具体限定。
如图1所示，辐射体1可以为长条状结构，所述第一馈电点11、第二馈电点12和第三馈电点13沿所述辐射体1的同一直线方向依次排列。需要说明的是，辐射体1的形状并不限于长条状，还可以是其它任何形状。
如图1所示，可将所述第一馈电点11靠近所述辐射体1的第一端14设置，所述第三馈电点13靠近所述辐射体1的第二端15设置，辐射体的第一端14和第二端15与第一馈电点11、第二馈电点12和第三馈电点13位于同一直线上。为了实现同频双天线同时工作，所述第一馈电点11到所述辐射体1的第一端14的距离等于所述第三馈电点13到所述辐射体1的第二端15的距离。由此，如图2所示，当切换开关4切换至第一工作位置时，可使第一馈电点11至辐射体1第一端14以及第三馈电点13至辐射体1第二端15分别形成第一频率f1的天线分支，并且由于第二馈电点12的接地可使两同频天线具有较高的隔离度，由此，当所述切换开关4切换至所述第一工作位置时，所述第一信号源2和所述第二信号源3可以实现同频双天线同时工作。
为了实现多频工作场景，如图3所示，可将切换开关4切换至第二工作位置，使第一信号源2通过第一馈电点11到辐射体1的第一端14形成第一频率f1的天线分支，第二信号源3通过第二馈电点12到辐射体1的第一端14形成第二频率f2的天线分支，第二信号源3通过第三馈电点13到辐射体1的第二端15形成第一频率f1的天线分支。此时，由于第一信号源2和第二信号源3均形成有一个第一频率f1的天线分支，为了防止相互干扰，可使第一信号源2和第二信号源3在传输同频信号时采用时分复用模式传输信号。第一信号源2和第二信号源3在传输不同频信号时可以同时传输。
本申请实施例对辐射体1的形式不做限制，辐射体1可以为单极天线、PIFA天线或LOOP天线等形式，也就是说，辐射体1上可以增加用于改变天线功能的接地点。需要说明的是，这些改变天线功能的接地点与提高天线隔离度的效果无关。
另一方面，本申请实施例提供了一种移动通讯设备，包括上述任一实施例所述的多天线结构。
本发明实施例提供的移动通讯设备，由于采用了上述任一实施例所述的多天线结构，当移动通讯设备需要第一信号源2和第二信号源3在同频双天线的场景下同时工作时，可将切换开关4切换至第一工作位置，使切换开关4将所述辐射体1的第二馈电点12与地连通，将所述辐射体1的第二馈电点12与所述第三匹配电路34断开，由此，可使第一馈电点11至辐射体1一端以及第三馈电点13至辐射体1另一端分别形成天线分支，同时由于第二馈电点12的接地可使两天线具有较高的隔离度；当移动通讯设备需要第一信号源2和第二信号源3实现双频工作时，可将切换开关4切换至第二工作位置，使切换开关4将所述辐射体1的第二馈电点12与所述第三匹配电路34连通，将所述辐射体1的第二馈电点12与地断开，由此，可使第一信号源2具有第一频率的天线分支，第二信号源3通过两个馈入点分别至辐射体1两侧具有两个频率的天线分支。此时第二信号源3具有多频工作场景。以上通过切换开关4在两种工作位置之间的切换，可实现同频高隔离度和多馈入多频天线的兼容，从而能够实现在狭小的空间下布置多天线结构。
为了节省空间，当移动通讯设备包括金属外壳时，可利用金属外壳形成辐射体1，即在金属外壳上单独形成一部分用作辐射体1，且将该部分与金属外壳的其余部分绝缘连接。由此，可节省材料和安装空间。并且由于多天线共用了一个辐射体1，因此不需要将金属外壳切分成多块，使得工艺简单且结构齐整。
具体地，如图4所示，金属外壳包括金属后壳5和辐射体1，所述金属后壳5和辐射体1绝缘连接，所述金属后壳5为参考地，所述辐射体1的接地点与所述金属后壳5连接。由此，利用金属外壳同时形成参考地与辐射体1，从而可进一步节省安装空间和材料成本。
如图4所示，所述辐射体1为长条状结构且沿移动通讯设备的宽度方向延伸，由此可将辐射体1对应金属后壳5的宽度尺寸设计，使移动通讯设备的背部结构更紧凑、整齐。
为了使金属后壳5和辐射体1的连接更稳固，如图4所示，可将辐射体1的第一端14和第二端15形成弯折部，金属后壳5对应弯折部的位置形成凹陷部，从而将弯折部与凹陷部配合连接，以提高连接的稳定性。
需要说明的是，本申请实施例的移动通讯设备可以是手机、可通话的平板电脑等通讯设备，在此不做限定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种多天线结构，其特征在于，包括：
辐射体，所述辐射体包括第一馈电点、第二馈电点和第三馈电点，所述第二馈电点位于所述第一馈电点和第三馈电点之间；
第一信号源，所述第一信号源通过第一匹配电路与所述辐射体的第一馈电点电连接；
第二信号源，所述第二信号源包括第一接入点和第二接入点，所述第一接入点通过第二匹配电路与所述辐射体的第三馈电点连接，还包括切换开关，所述切换开关的固定端与所述第二馈电点连接，所述切换开关的活动端选择性的连接地或者连接所述第二接入点，所述活动端与所述第二接入点之间设有第三匹配电路，
当所述切换开关切换至第一工作位置时，所述切换开关将所述辐射体的第二馈电点与地连通，将所述辐射体的第二馈电点与所述第三匹配电路断开；当所述切换开关切换至第二工作位置时，所述切换开关将所述辐射体的第二馈电点与所述第三匹配电路连通，将所述辐射体的第二馈电点与地断开。
2.根据权利要求1所述的多天线结构，其特征在于，所述第一馈电点、第二馈电点和第三馈电点沿同一直线方向依次排列。
3.根据权利要求2所述的多天线结构，其特征在于，所述辐射体包括第一端和第二端，所述第一端和第二端与所述第一馈电点、第二馈电点、以及第三馈电点均位于同一直线上，所述第一馈电点靠近所述辐射体的第一端设置，所述第三馈电点靠近所述辐射体的第二端设置，且所述第一馈电点到所述辐射体的第一端的距离等于所述第三馈电点到所述辐射体的第二端的距离。
4.根据权利要求3所述的多天线结构，其特征在于，当所述切换开关切换至所述第二工作位置时，所述第一信号源和所述第二信号源的同频信号通过时分复用模式传输。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的多天线结构，其特征在于，所述辐射体为单极天线、PIFA天线或LOOP天线。
6.一种移动通讯设备，其特征在于，包括权利要求1～5中任一项所述的多天线结构。
7.根据权利要求6所述的移动通讯设备，其特征在于，所述移动通讯设备包括金属外壳，所述辐射体为所述金属外壳的一部分。
8.根据权利要求7所述的移动通讯设备，其特征在于，所述金属外壳包括金属后壳和辐射体，所述金属后壳和辐射体绝缘连接，所述金属后壳为参考地，所述辐射体的接地点与所述金属后壳连接。
9.根据权利要求8所述的移动通讯设备，其特征在于，所述辐射体为长条状结构且沿移动通讯设备的宽度方向延伸。
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