CN113314845B - 一种多频点天线及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多频点天线及移动终端，多频点天线包括馈电点、第一接地点、第二接地点、第一天线段、第二天线段及第三天线段；馈电点连接于第一天线段上，第一接地点与金属边框上的第一连接点相连接，第二接地点与装配金属边框上的第二连接点相连接，金属边框上设置有天线槽；第一天线段、第二天线段相连接及第三天线段连接于第三连接点；第一天线段通过侧弹连接于金属边框上。本发明通过将第一接地点和第二接地点与金属边框相连接，并且通过侧弹将第一天线段与金属边框相连接，将金属边框作为天线的一部分，使得天线可以集成多个频段，且仅需要在金属边框上开设一个天线槽，提高了天线的集成度及应用该天线的移动终端的牢固性和外观美观度。

Description

一种多频点天线及移动终端
技术领域
本发明涉及移动终端技术领域，特别涉及一种多频点天线及移动终端。
背景技术
随着移动通信的迅速发展，移动终端功能日益丰富，如，GSP，BT/WIFI(2.4GHz)，WIFI(5GHz)等应用逐步普及，需要更多的天线去覆盖新的频段范围，使得越来越多的移动终端不仅仅只有一个主天线，还会结合很多的辅天线，例如，GSP天线，BT天线和WIFI天线等。特别是5G(The 5th Generation，第五代无线通信技术)手机，相对于传统的4G(The 4thGeneration，***无线通信技术)手机，5G手机的天线设计难度大大增加。例如，以连接天线(即GPS、Wi-Fi、蓝牙)为例，一般来说，4G手机有1个Wi-Fi 2.4G频点，1个Wi-Fi 5G频点，1个蓝牙频点(蓝牙与Wi-Fi2.4G同频)，1个GPS(Global Positioning System)频点L1(Level1)；5G手机有2个Wi-Fi 2.4G频点，2个Wi-Fi 5G频点，1个蓝牙频点(蓝牙与Wi-Fi 2.4G同频)，2个GPS频点L1(Level 1)和L5(Level 5)。
然而，在移动终端内部留给天线的空间十分有限，特别是随着全面屏手机使得天线的净空间缩小至1mm到1.5mm，使得天线的辐射环境越来越恶劣，影响移动端的信号质量。特别是对于5G全面屏手机，进一步增加了天线设计难度。目前为了保证5G全面屏手机关于连接天线(即GPS、Wi-Fi、蓝牙)的信号质量，5G全面屏手机所使用的连接天线普遍设置有两根天线或者三根天线，当设置有两根天线时，两根天线中的第一根天线集成Wi-Fi 2.4G(蓝牙)、Wi-Fi 5G和GPS L1，两根天线中的第二根天线集成Wi-Fi 2.4G、Wi-Fi 5G和GPS L5；当设置有三根天线时，三根天线中的第一根天线集成Wi-Fi 2.4G(蓝牙)、Wi-Fi 5G和GPS L1，三根天线中的第二根天线集成Wi-Fi 2.4G、Wi-Fi 5G，三根天线中的第三根天线只做GPSL5。这样虽然可以满足信号要求，但是由于需要设置多根天线，降低了天线集成度，并且对配置金属边框的手机而言，需要开设多个天线槽，降低了金属边框的结构牢固性，进而降低了手机的结构牢固性。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种多频点天线及移动终端。
为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面提供了一种多频点天线，所述的多频点天线包括馈电点、第一接地点、第二接地点、第一天线段、第二天线段及第三天线段；馈电点连接于第一天线段上，第一接地点与装配所述多频点天线的移动终端的金属边框上的第一连接点相连接，第二接地点与装配所述多频点天线的移动终端的金属边框上的第二连接点相连接，第一连接点和第二连接点之间的金属边框上设置有天线槽；所述第一天线段、第二天线段相连接以及第三天线段连接于第三连接点；所述第一天线段远离第三连接点的一端通过侧弹连接于金属边框上。
所述多频点天线，其中，所述侧弹连接于天线槽与第一连接点之间的金属边框上。
所述多频点天线，其中，所述第一天线段包括第一子天线和第二子天线，第一子天线的一端与侧弹连接，另一端与第二子天线的一端相连接，第二子天线的另一端与第二天线段相连接，馈电点连接于第一子天线和第二子天线的连接点。
所述多频点天线，其中，所述第二天线段平行与所述第二连接点与天线槽之间的金属边框。
所述多频点天线，其中，所述第三天线段包括第三子天线和第四子天线，第三子天线与第四子天线连接并且第四子天线垂直于第三子天线；第三子天线未与第四子天线连接的一端连接于第三连接点，第四子天线未与第三子天线连接的一端悬空。
所述多频点天线，其中，所述馈电点到第二天线端远离第三连接点一端的长度为35mm。
所述多频点天线，其中，所述第一连接点与天线槽靠近第一连接点的第一端之间的金属边框的纵向长度为21mm。
所述多频点天线，其中，所述第二连接点与天线槽靠近第二连接点的第二端之间的金属边框的横向长度为26mm，纵向长度为10.5mm。
所述多频点天线，其中，所述侧弹与所述金属边框的连接点与天线槽靠近第一连接点的第一端之间的金属边框的纵向长度为13mm，所述天线槽的纵向长度为1.5mm。
本发明实施例第二方面提供了一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括金属边框天线和激光直接成型天线，所述激光直接成型天线装配于移动终端的塑料支架。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种多频点天线及移动终端，所述的多频点天线包括馈电点、第一接地点、第二接地点、第一天线段、第二天线段及第三天线段；馈电点连接于第一天线段上，第一接地点与装配所述多频点天线的移动终端的金属边框上的第一连接点相连接，第二接地点与装配所述多频点天线的移动终端的金属边框上的第二连接点相连接，第一连接点和第二连接点之间的金属边框上设置有天线槽；所述第一天线段、第二天线段相连接以及第三天线段连接于第三连接点；所述第一天线段远离第三连接点的一端通过侧弹连接于金属边框上。本发明通过将第一接地点和第二接地点与金属边框相连接，并且通过侧弹将第一天线段与金属边框相连接，将金属边框作为天线的一部分，使得天线可以集成多个频段，并且仅需要在金属边框上开设一个天线槽，这样不但提高了天线的集成度，也提高了应用该天线的移动终端的牢固性和外观美观度。
附图说明
图1为本发明提供的多频点天线的结构示意图。
图2为未设置匹配电路的GPS谐振的S11图。
图3为设置匹配电路的GPS谐振的S11图。
图4为图2对应的史密斯圆图。
图5为图3对应的史密斯圆图。
图6为本发明提供的多频点天线的S11图。
具体实施方式
本发明提供一种多频点天线及移动终端，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。
还需说明的是，本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。
此外，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该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
发明人经过研究发现，随着移动通信的迅速发展，移动终端功能日益丰富，如，GSP，BT/WIFI(2.4GHz)，WIFI(5GHz)等应用逐步普及，需要更多的天线去覆盖新的频段范围，使得越来越多的移动终端不仅仅只有一个主天线，还会结合很多的辅天线，例如，GSP天线，BT天线和WIFI天线等。特别是5G(The 5th Generation，第五代无线通信技术)手机，相对于传统的4G(The 4th Generation，***无线通信技术)手机，5G手机的天线设计难度大大增加。例如，以连接天线(即GPS、Wi-Fi、蓝牙)为例，一般来说，4G手机有1个Wi-Fi 2.4G频点，1个Wi-Fi 5G频点，1个蓝牙频点(蓝牙与Wi-Fi 2.4G同频)，1个GPS(GlobalPositioning System)频点L1(Level 1)；5G手机有2个Wi-Fi 2.4G频点，2个Wi-Fi 5G频点，1个蓝牙频点(蓝牙与Wi-Fi 2.4G同频)，2个GPS频点L1(Level 1)和L5(Level 5)。
然而，在移动终端内部留给天线的空间十分有限，特别是随着全面屏手机使得天线的净空间缩小至1mm到1.5mm，使得天线的辐射环境越来越恶劣，影响移动端的信号质量。特别是对于5G全面屏手机，进一步增加了天线设计难度。目前为了保证5G全面屏手机的信号质量，5G全面屏手机所使用的连接天线普遍设置有两根天线或者三根天线，当设置有两根天线时，两根天线中的第一根天线集成Wi-Fi 2.4G(蓝牙)、Wi-Fi 5G和GPS L1，两根天线中的第二根天线集成Wi-Fi 2.4G、Wi-Fi 5G和GPS L5；当设置有三根天线时，三根天线中的第一根天线集成Wi-Fi 2.4G(蓝牙)、Wi-Fi 5G和GPS L1，三根天线中的第二根天线集成Wi-Fi 2.4G、Wi-Fi 5G，三根天线中的第三根天线只做GPS L5。这样虽然可以满足信号要求，但是由于需要设置多根天线，降低了天线集成度，并且对配置金属边框的手机而言，需要开设多个天线槽，降低了金属边框的结构牢固性，进而降低了手机的结构牢固性。
为了解决上述问题，在本申请实施例中，多频点天线包括馈电点、第一接地点、第二接地点、第一天线段、第二天线段及第三天线段；馈电点连接于第一天线段上，第一接地点与装配所述多频点天线的移动终端的金属边框上的第一连接点相连接，第二接地点与装配所述多频点天线的移动终端的金属边框上的第二连接点相连接，第一连接点和第二连接点之间的金属边框上设置有天线槽；所述第一天线段、第二天线段相连接以及第三天线段连接于第三连接点；所述第一天线段远离第三连接点的一端通过侧弹连接于金属边框上。本发明通过将第一接地点和第二接地点与金属边框相连接，并且通过侧弹将第一天线段与金属边框相连接，将金属边框作为天线的一部分，使得天线可以集成多个频段，并且仅需要在金属边框上开设一个天线槽，这样不但提高了天线的集成度，也提高了应用该天线的移动终端的牢固性和外观美观度。
下面结合附图，通过对实施例的描述，对发明内容作进一步说明。
本实施例提供了一种多频点天线，如图1所示，多频点天线包括馈电点1、第一接地点2、第二接地点3、第一天线段8、第二天线段9即第三天线段10；馈电点1连接于第一天线段8上，第一接地点2与装配所述多频点天线的移动终端的金属边框上的第一连接点4相连接，第二接地点3与装配所述多频点天线的移动终端的金属边框上的第二连接点5相连接，以使得位于第一连接点4和第二连接点5之间的金属边框作为多频点天线的一部分，第一连接点4和第二连接点5之间的金属边框上设置有天线槽12，天线槽12与第一连接点4之间的金属边框作为多频点天线的第一金属天线6，天线槽12与第二连接点5之间的金属边框作为多频点天线的第二金属天线7；所述第一天线段8、第二天线段9以及第三天线段10连接于第三连接点14；所述第一天线段8远离第三连接点的一端通过侧弹13连接于第一金属天线6上，并且侧弹13与第一金属天线6的连接点位于第一连接点4与天线槽12之间。本实施例将第一接地点和第二接地点与金属边框相连接，并且通过侧弹将第一天线段8与第一金属天线6相连接，将金属边框作为天线的一部分，使得天线可以集成多个频段，并且仅需要在金属边框上开设一个天线槽，这样不但提高了天线的集成度，也提高了应用该天线的移动终端的牢固性和外观美观度。
在本实施例的一个实现方式中，所述第一天线段8、第二天线段9和第三天线段10为一体成型结构，并且所述第一天线段8、第二天线段9和第三天线段10采用激光直接成型，并且第一天线段8、第二天线段9和第三天线段10构成的天线组件设置于移动终端中的塑料支架上，该天线组件与位于第一连接点4和第二连接点5之间的金属边框共同作用，使得该天线集成多频点。在一个具体实现方式中，多频点天线集成的频段包括GPS L1频段、GPS L5频段、Wi-Fi 2.4G(蓝牙)频段、Wi-Fi 5G频段和LTE Band32频段，其中，GPS L1频段的频率范围为1575MHz，GPS L5频段的频率范围为1176MHz，Wi-Fi2.4G(蓝牙)频段对应的频率范围为2400-2500MHz，Wi-Fi5G频段对应的频率范围为5150-5850MHz，LTE Band32频段对应的频率范围为1452～1496MHz。当然，Wi-Fi2.4G(蓝牙)指的是Wi-Fi2.4G频段和蓝牙频段，Wi-Fi2.4G频段的频率范围和蓝牙频段的频率范围相同，并且蓝牙包括传统蓝牙和低功耗蓝牙。
天线槽12与第二连接点5之间的第二金属天线7未与馈电点1直接物理连接，通过第二金属天线7对GPS L1频段和GPS L5频段起到耦合作用。如图1所示，第二金属天线7平行于第二天线段9，并且第二金属天线7的横向长度为26mm，纵向长度为10.5mm，通过该长度来确保GPS L1频段和GPS L5频段对应的频率范围。并且，当第二金属天线7的横向长度大于26mm或纵向长度大于10.5mm时，GPS L1和L5的谐振点会向低发生频偏；反之，当第二金属天线7的横向长度小于26mm，或者纵向长度小于10.5mm时，GPS L1和L5的谐振点会向高发生频偏。
如图1所示，第一天线段8包括第一子天线81和第二子天线82，第一子天线81的一端与侧弹13连接，另一端与第二子天线82的一端相连接，第二子天线82的另一端与第二天线段9相连接，馈电点1连接于第一子天线81和第二子天线82的连接点。可以理解的是，第一天线段8中以与馈电点1的连接点将第一天线段8分为第一子天线81和第二子天线82。此外，如图1所述，第二子天线82和第二天线段9的长度和为35mm，如果第二子天线82和第二天线段9的长度和大于35mm，则GPS L1和L5的谐振点会向低发生频偏；如果第二子天线82和第二天线段9的长度和小于35mm，则GPS L1和L5的谐振点会向高发生频偏。
在本实施例的一个实现方式中，为了提供GPS L1和L5的谐振点的准确性，所述多频点天线还包括匹配电路11，匹配电路11包括电容和电感，馈电点1与匹配电路11连接，匹配电路11与第一天线段8连接。其中，从第一天线段8出发，先串联所述电容再并联所述电感，其中，所述电容可以为1.8pF电容，电感为7.5nH电感。由如图2所示的未设置匹配电路11的多频点天线的GPS L1和L5的谐振的S11(Return Loss，回波损耗)图和如图3所示的设置匹配电路11的多频点天线的GPS L1和L5的谐振的S11(Return Loss，回波损耗)图可知，经过第二金属天线7、第一天线段8中的第二子天线82和第二天线段9的共同作用的GPS L1和L5的谐振向低发生频偏，如图2中两个箭头所示，L5的谐振点M1向低频偏到了如图2中的第一箭头所指的谐振，L1的谐振点M2向低频偏到了如图2中的第二箭头所指的谐振。此外，由如图4所示的图2所示的S11图对应的Smith(史密斯)圆图，和如图5所示的图3所示的S11图对应的Smith(史密斯)圆图可知，经过第二金属天线7、第一天线段8中的第二子天线82和第二天线段9的共同作用的GPS L1和L5谐振位于左上象限。经过匹配电路11的1.8pF的电容的作用是将L1和L5的谐振从左上象限拉到左下象限，7.5nH电感的作用是将L1和L5位于左下象限的谐振向史密斯圆图中心靠近。此外，由于B32和GPS L1的频率点相近，且GPS L1的带宽足够宽以至于可以覆盖B32的频点，因此B32和GPS L1的天线性能基本相近。
如图1所示，第一金属天线6与侧弹13的连接点与天线槽12的距离为13mm，天线槽12的纵向宽度为1.5mm，第一金属天线6与侧弹13的连接点与第一连接点4之间的距离为8mm，第一连接点4与第一接地点2对应的接地区域的距离为7mm。第一金属天线6为Wi-Fi2.4G谐振的主要来源，其中，第一金属天线6作为Wi-Fi 2.4G谐振的IFA(Inverted FAntenna，倒F型天线)天线的主要构成部分，在GPS L1和L5谐振的基础上，从馈电点出发，通过第一子天线81后通过侧弹13与第一金属天线6进行物理连接，以调出2.4G谐振，如图3中的标号M3到标号M4之间的谐振。从天线原理可知，2.4G谐振主要来自于以第一金属天线6为主的IFA(Inverted F Antenna，倒F型天线)天线，该IFA天线的有效辐射长度为13mm，馈电点1与第一接地点2的纵向距离为8mm，通过主IFA天线保证Wi-Fi 2.4G频点的稳定性和一致性。此外，IFA天线的有效辐射长度对Wi-Fi 2.4G的谐振比较敏感，如果有效辐射长度偏长，则Wi-Fi 2.4G的谐振会向低频偏；如果有效辐射长度偏短，则Wi-Fi 2.4G的谐振会向高频偏。
如图1所示，所述第三天线段10包括第三子天线102和第四子天线101，第三子天线102与第四子天线101连接，并且第四子天线101垂直于第三子天线102；第三子天线102未与第四子天线101连接的一端连接于第三连接点，第四子天线101未与第三子天线103连接的一端悬空。其中，第三天线段10用于调出Wi-Fi 5G的谐振，在上述GPS和Wi-Fi 2.4G谐振的基础上，通过增加第三天线段10来调出Wi-Fi 5G的谐振，如图6中的标号M5到标号M6之间的谐振。其中，第四子天线101的长度为6mm，第四子天线101的长度会影响Wi-Fi 5G的谐振，如果第四子天线101的长度偏长，则Wi-Fi 5G的谐振会向低频偏；如果第四子天线101的长度偏短，则Wi-Fi5G的谐振会向高频偏。
综上所述，本实施例提供了一种多频点天线，所述的多频点天线包括馈电点、第一接地点、第二接地点、第一天线段、第二天线段及第三天线段；馈电点连接于第一天线段上，第一接地点与装配所述多频点天线的移动终端的金属边框上的第一连接点相连接，第二接地点与装配所述多频点天线的移动终端的金属边框上的第二连接点相连接，第一连接点和第二连接点之间的金属边框上设置有天线槽；所述第一天线段、第二天线段相连接以及第三天线段连接于第三连接点；所述第一天线段远离第三连接点的一端通过侧弹连接于金属边框上。本发明通过将第一接地点和第二接地点与金属边框相连接，并且通过侧弹将第一天线段与金属边框相连接，将金属边框作为天线的一部分，使得天线可以集成多个频段，并且仅需要在金属边框上开设一个天线槽，这样不但提高了天线的集成度，也提高了应用该天线的移动终端的牢固性和外观美观度。
本实施例提供了一种移动终端，所述移动终端包括金属边框天线和激光直接成型天线，所述激光直接成型天线装配于移动终端的塑料支架，并且所述金属边框天线和激光直接成型天线位于移动终端背部左上角区域，所述金属边框天线和激光直接成型天线的上方净空为1mm，左右两侧的天线净空为0.2mm，并且，金属边框天线和激光直接成型天线受头手的影响较小，并且通过金属边框天线和激光直接成型天线的共同作用，使得一根天线集成了GPS L1、GPS L5、Wi-Fi 2.4G(包括蓝牙)、Wi-Fi 5G和LTE B32五个频点，且五个频点的自由空间和头手模式下的天线性能较好，同时仅需在金属边框上开设一个天线槽，提高了移动终端的结构牢固性和外观美观性。在本实施例的一个具体实现方式中，所述移动终端可以为全面屏手机或曲面屏手机。
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。

Claims (8)

1.一种多频点天线，其特征在于，所述的多频点天线包括馈电点、第一接地点、第二接地点、第一天线段、第二天线段以及第三天线段；馈电点连接于第一天线段上，第一接地点与装配所述多频点天线的移动终端的金属边框上的第一连接点相连接，第二接地点与装配所述多频点天线的移动终端的金属边框上的第二连接点相连接，第一连接点和第二连接点之间的金属边框上设置有天线槽；所述第一天线段、第二天线段相连接以及第三天线段连接于第三连接点；所述第一天线段远离第三连接点的一端通过侧弹连接于金属边框上；
所述侧弹连接于天线槽与第一连接点之间的金属边框上；
所述侧弹与所述金属边框的连接点与天线槽靠近第一连接点的第一端之间的金属边框的纵向长度为13mm，所述天线槽的纵向长度为1.5mm；第三天线段用于调出Wi-Fi 5G的谐振。
2.根据权利要求1所述多频点天线，其特征在于，所述第一天线段包括第一子天线和第二子天线，第一子天线的一端与侧弹连接，另一端与第二子天线的一端相连接，第二子天线的另一端与第二天线段相连接，馈电点连接于第一子天线和第二子天线的连接点。
3.根据权利要求1所述多频点天线，其特征在于，所述第二天线段平行与所述第二连接点与天线槽之间的金属边框。
4.根据权利要求1所述多频点天线，其特征在于，所述第三天线段包括第三子天线和第四子天线，第三子天线与第四子天线连接并且第四子天线垂直于第三子天线；第三子天线未与第四子天线连接的一端连接于第三连接点，第四子天线未与第三子天线连接的一端悬空。
5.根据权利要求1所述多频点天线，其特征在于，所述馈电点到第二天线端远离第三连接点一端的长度为35mm。
6.根据权利要求1所述多频点天线，其特征在于，所述第一连接点与天线槽靠近第一连接点的第一端之间的金属边框的纵向长度为21mm。
7.根据权利要求1所述多频点天线，其特征在于，所述第二连接点与天线槽靠近第二连接点的第二端之间的金属边框的横向长度为26mm，纵向长度为10.5mm。
8.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括金属边框以及如权利要求1-7任意一项所述的多频点天线，所述多频点天线装配于移动终端的塑料支架。
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