一种天线系统及移动终端

摘要

本发明实施例涉及通信领域，公开了一种天线系统及移动终端。本发明中，天线系统包括：由馈电点馈电的第一辐射部和第二辐射部；第一辐射部由第一短轴边框形成，第二辐射部由与第一短轴边框间隔设置的金属化图案层形成，并设置于电路板背离金属中框一侧的空间内，其包括第一辐射体和与第一辐射体间隔设置的第二辐射体；第一辐射体与馈电点和第一接地点电连接；第二辐射体与第二接地点电连接；第二辐射体与第一辐射体电磁耦合；该天线系统使得终端能够在天线净空区很少的情况下实现良好的辐射性能。

权利要求

1.一种天线系统，应用于移动终端，所述移动终端包括金属边框和收容于所述金属边框内的金属中框，所述金属边框包括依次首尾相接的第一短轴边框、第一长轴边框、第二短轴边框、第二长轴边框，其特征在于，在沿第一长轴边框的方向上，所述金属中框与所述第一短轴边框的距离小于6mm；

所述天线系统包括：位于所述金属中框之上的电路板以及设置于所述电路板上的调谐开关、馈电点、第一接地点、第二接地点、第三接地点、第四接地点和第五接地点；所述天线系统还包括由所述馈电点馈电的第一辐射部和第二辐射部；

所述第一辐射部由所述第一短轴边框形成，其包括依次相连的第一金属边框、第一绝缘间隙、第二金属边框、第二绝缘间隙和第三金属边框；所述第三金属边框与所述第四接地点和所述第五接地点电连接；所述第二金属边框与所述馈电点和所述第三接地点电连接，以形成一IFA天线；其中，所述第二金属边框通过所述调谐开关与所述第三接地点电连接，并通过切换所述调谐开关的工作状态，切换所述第二金属边框的辐射频段；

所述第二辐射部由与所述第一短轴边框间隔设置的金属化图案层形成，并设置于所述电路板背离所述金属中框一侧的空间内，其包括第一辐射体和与所述第一辐射体间隔设置的第二辐射体；所述第一辐射体与所述馈电点和所述第一接地点电连接；所述第二辐射体与所述第二接地点电连接；所述第二辐射体与所述第一辐射体电磁耦合，以与所述第一辐射体共同形成一带有寄生体的IFA天线。

2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述电路板的背离所述金属中框的表面上设置有与所述第一接地点连接的第一弹脚、与所述第二接地点连接的第二弹脚、与所述调谐开关连接的第三弹脚和与所述馈电点连接的第六弹脚，所述电路板的朝向所述金属中框的表面上设置有与所述第四接地点连接的第四弹脚和与所述第五接地点连接的第五弹脚和与所述第六弹脚电连接的第七弹脚。

3.根据权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统还包括架设于所述电路板背离所述金属中框一侧的非金属支架，所述第二辐射部的金属化图案层设置在所述非金属支架背离所述电路板的表面上，并延伸至所述非金属支架朝向所述电路板的表面上，分别与所述第一弹脚、所述第二弹脚连接以实现接地，并与所述第六弹脚连接以实现馈电。

4.根据权利要求3所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统还包括设置在所述非金属支架上的连接部，所述连接部由设置在所述非金属支架背离所述电路板的表面上的金属化图案层形成，并延伸至所述非金属支架朝向所述电路板的表面上，与所述第三弹脚连接以实现接地。

5.根据权利要求4所述的天线系统，其特征在于，所述第二金属边框朝向所述电路板的方向上设置有与所述连接部连接的第一凸起以实现接地，所述第二金属边框朝向所述电路板的方向上还设置有与所述第七弹脚连接的第二凸起以实现馈电；所述第三金属边框朝向所述电路板的方向上设置有与所述第四弹脚连接的第三凸起和与所述第五弹脚连接的第四凸起以实现接地。

6.根据权利要求5所述的天线系统，其特征在于，所述调谐开关分别工作于三个工作状态：

当所述调谐开关处于至第一工作状态时，所述天线系统覆盖700MHz-762MHz和2300-

2690MHz；

当所述调谐开关处于至第二工作状态时，所述天线系统覆盖824MHz-894MHz和1710-

2690MHz；

当所述调谐开关处于至第三工作状态时，所述天线系统覆盖880MHz-960MHz和1710-

2690MHz。

7.根据权利要求6所述的天线系统，其特征在于，所述调谐开关外围分别设置有第一匹配网络、第二匹配网络和第三匹配网络；当所述调谐开关在第一工作状态时，通过所述第一匹配网络与所述第三弹脚连接；当所述调谐开关在第二工作状态时，通过所述第二匹配网络与所述第三弹脚连接；当所述调谐开关在第三工作状态时，通过所述第三匹配网络与所述第三弹脚连接。

8.根据权利要求7所述的天线系统，其特征在于，所述第四接地点与所述第四弹脚之间连接有第四匹配网络，所述第五接地点与所述第五弹脚之间连接有第五匹配网络，所述馈电点与所述第六弹脚之间连接有第六匹配网络。

9.根据权利要求4所述的天线系统，其特征在于，所述连接部和所述第二辐射部的金属化图案层由柔性电路板或激光直接成型技术制成。

10.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的天线系统。

说明书

一种天线系统及移动终端

技术领域

[0001] 本发明实施例涉及通信领域，特别涉及一种天线系统及移动终端。

背景技术

[0002] 无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，近些年信息通信领域中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。无线通信技术已应用在诸多领域，如手机、笔记型计算机等。出于美观的考量，各领域大多将天线置于电子装置的壳体内。此类天线为隐藏式天线，该类天线包括平面倒F型天线、平面螺旋天线等。随着手持通讯产品不断的发展，越来越多的新技术、新工艺被应用到电子装置的研发里来。近些年由于对整机质感要求提高，屏幕的屛占比愈来越高。

[0003] 然而，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：随着人们对电子产品的轻薄与多样化的要求，容纳天线的空间越来越小。当天线与其他电子器件靠近时，其他电子器件运行产生的电磁辐射会影响天线的性能。在终端高屏占比的情况下，天线环境越来越差的条件下，天线的辐射性能还有天线的带宽被终端的一些物理特性给局限住了，而如何挑战这些物理特性突破天线性能上的极限将会是现今所要面临到的重点问题。

发明内容

[0004] 本发明实施方式的目的在于提供一种天线系统及移动终端，使得移动终端能够在天线净空区很少的情况下，调谐天线的频宽，并且具有更宽的高频带宽。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种天线系统，应用于移动终端，所述移动终端包括金属边框和收容于所述金属边框内的金属中框，所述金属边框包括依次首尾相接的第一短轴边框、第一长轴边框、第二短轴边框、第二长轴边框，在沿第一长轴边框的方向上，所述金属中框与所述第一短轴边框的距离小于6mm；其特征在于，[0006] 所述天线系统包括：位于所述金属中框之上的电路板以及设置于所述电路板上的调谐开关、馈电点、第一接地点、第二接地点、第三接地点、第四接地点和第五接地点；所述天线系统还包括由所述馈电点馈电的第一辐射部和第二辐射部；

[0007] 所述第一辐射部由所述第一短轴边框形成，其包括依次相连的第一金属边框、第一绝缘间隙、第二金属边框、第二绝缘间隙和第三金属边框；所述第三金属边框与所述第四接地点和所述第五接地点电连接；所述第二金属边框与所述馈电点和所述第三接地点电连接，以形成一IFA天线；其中，所述第二金属边框通过所述调谐开关与所述第三接地点电连接，并通过切换所述调谐开关的工作状态，切换所述第二金属边框的辐射频段；

[0008] 所述第二辐射部由与所述第一短轴边框间隔设置的金属化图案层形成，并设置于所述电路板背离所述金属中框一侧的空间内，其包括第一辐射体和与所述第一辐射体间隔设置的第二辐射体；所述第一辐射体与所述馈电点和所述第一接地点电连接；所述第二辐射体与所述第二接地点电连接；所述第二辐射体与所述第一辐射体电磁耦合，以与所述第一辐射体共同形成一带有寄生体的IFA天线。

[0009] 本发明的实施方式还提供了一种移动终端，包括如上述实施方式提及的天线系统。

[0010] 与现有技术相比，本实施方式中提供的天线系统的第一辐射体和第二辐射体与移动终端的第一辐射部搭配，共同构成天线系统。第一辐射部通过调谐开关，可以实现低频段的切换，而第一辐射体和第二辐射体配合第一辐射部，可以实现良好的中高频性能，工作频段完全覆盖1710-2700MHz，不会出现部分频段的缺失现象。

[0011] 另外，所述电路板的背离所述金属中框的表面上设置有与所述第一接地点连接的第一弹脚、与所述第二接地点连接的第二弹脚、与所述调谐开关连接的第三弹脚和与所述馈电点连接的第六弹脚，所述电路板的朝向所述金属中框的表面上设置有与所述第四接地点连接的第四弹脚和与所述第五接地点连接的第五弹脚和与所述第六弹脚电连接的第七弹脚。

[0012] 另外，所述天线系统还包括架设于所述电路板背离所述金属中框一侧的非金属支架，所述第二辐射部的金属化图案层设置在所述非金属支架背离所述电路板的表面上，并延伸至所述非金属支架朝向所述电路板的表面上，分别与所述第一弹脚、所述第二弹脚连接以实现接地，并与所述第六弹脚连接以实现馈电。

[0013] 另外，所述天线系统还包括设置在所述非金属支架上的连接部，所述连接部由设置在所述非金属支架背离所述电路板的表面上的金属化图案层形成，并延伸至所述非金属支架朝向所述电路板的表面上，与所述第三弹脚连接以实现接地。

[0014] 另外，所述第二金属边框朝向所述电路板的方向上设置有与所述连接部连接的第一凸起以实现接地，所述第二金属边框朝向所述电路板的方向上还设置有与所述第七弹脚连接的第二凸起以实现馈电；所述第三金属边框朝向所述电路板的方向上设置有与所述第四弹脚连接的第三凸起和与所述第五弹脚连接的第四凸起以实现接地。

[0015] 另外，所述调谐开关分别工作于三个工作状态：

[0016] 当所述调谐开关处于至第一工作状态时，所述天线系统覆盖700MHz-762MHz和2300-2690MHz；

[0017] 当所述调谐开关处于至第二工作状态时，所述天线系统覆盖824MHz-894MHz和1710-2690MHz；

[0018] 当所述调谐开关处于至第三工作状态时，所述天线系统覆盖880MHz-960MHz和1710-2690MHz。

[0019] 另外，所述调谐开关外围分别设置有第一匹配网络、第二匹配网络和第三匹配网络；当所述调谐开关在第一工作状态时，通过所述第一匹配网络与所述第三弹脚连接；当所述调谐开关在第二工作状态时，通过所述第二匹配网络与所述第三弹脚连接；当所述调谐开关在第三工作状态时，通过所述第三匹配网络与所述第三弹脚连接。

[0020] 另外，所述第四接地点与所述第四弹脚之间连接有第四匹配网络，所述第五接地点与所述第五弹脚之间连接有第五匹配网络，所述馈电点与所述第六弹脚之间连接有第六匹配网络。

[0021] 另外，所述连接部和所述第二辐射部的金属化图案层由柔性电路板或激光直接成型技术制成。

附图说明

[0022] 一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

[0023] 图1是本发明第一实施方式的移动终端的结构示意图；

[0024] 图2是本发明第一实施方式的天线系统的结构示意图；

[0025] 图3是本发明第一实施方式的天线系统的分解示意图；

[0026] 图4是本发明第一实施方式的电路板及其上部件的示意图；

[0027] 图5是本发明第一实施方式的第一辐射部的结构示意图；

[0028] 图6是本发明第一实施方式的第二辐射部的结构示意图；

[0029] 图7是本发明第一实施方式的各部件的连接关系示意图；

[0030] 图8是本发明第一实施方式的各部件的连接关系的另一示意图；

[0031] 图9是本发明第一实施方式的天线系统的效率图；

[0032] 图10是本发明第一实施方式的天线系统的反射系数曲线图。

具体实施方式

[0033] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。

[0034] 本发明的第一实施方式涉及一种天线系统，应用于移动终端，天线系统及移动终端的结构参见图1至图10。如图1所示，移动终端包括金属边框和收容于金属边框内的金属中框20，金属边框包括依次首尾相接的第一短轴边框101、第一长轴边框102、第二短轴边框103、第二长轴边框104，在沿第一长轴边框102的方向上，金属中框20与第一短轴边框101的距离w小于6mm。

[0035] 天线系统的结构如图2所示，该天线系统的分解示意图如图3所示。该天线系统包括：位于金属中框20之上的电路板15、第一辐射部30、第二辐射部40、连接部50以及设置于电路板15背离金属中框20且用于承接第二辐射部40和连接部50的非金属支架16。

[0036] 具体的，如图4所示，电路板15包括背离金属中框20的第一表面1501和朝向金属中框的第二表面1502。第一表面上设置有调谐开关105、馈电点106、第一接地点1001、第二接地点1002、第三接地点1003；第二表面上设置有第四接地点1004和第五接地点1005。

[0037] 具体的，如图5所示，第一辐射部30由第一短轴边框101形成，其包括依次相连的第一金属边框1011、第一绝缘间隙1014、第二金属边框1012、第二绝缘间隙1015和第三金属边框1013。其中，第三金属边框1013与第四接地点1004和第五接地点1005电连接；第二金属边框1012与馈电点106和第三接地点1003电连接，以形成一IFA天线。并且，第二金属边框1012通过调谐开关105与第三接地点1003电连接，并通过切换调谐开关105的工作状态，切换第二金属边框1012的辐射频段。

[0038] 具体的，如图6所示，第二辐射部40由与第一短轴边框101间隔设置的金属化图案层形成，并设置于电路板15背离金属中框一侧的空间内，其包括第一辐射体11和与第一辐射体间隔设置的第二辐射体12。其中，第一辐射体11与馈电点106和第一接地点1001电连接；第二辐射体12与第二接地点1002电连接；第二辐射体12与第一辐射体11电磁耦合，以与第一辐射体11共同形成一带有寄生体的IFA天线。

[0039] 具体的，连接部50由金属化图案层形成并设置在非金属支架16的表面。通过连接部50，上述第二金属边框1012和调谐开关105形成电连接，进而接入第三接地点1003。

[0040] 具体的，非金属支架16包括背离金属中框20的第三表面1601和朝向金属中框20的第四表面1602，且该非金属支架16上设置有贯穿其上的若干通孔以连接第三表面1601和第四表面1602。上述第二辐射部40和连接部50均设置在非金属支架16的第三表面1601上，并通过上述通孔延伸至非金属支架16的第四表面1602上。

[0041] 本实施方式中，各部件的连接关系如图4、7、8所示。

[0042] 参阅图4，电路板15的背离金属中框20的表面，即第一表面1501上设置有与第一接地点1001连接的第一弹脚151、,与第二接地点1002连接的第二弹脚152、通过调谐开关105与第三接地点1003连接的第三弹脚153和与馈电点106连接的第六弹脚156，电路板15的朝向金属中框20的表面，即第二表面1502上设置有与第四接地点1004连接的第四弹脚154和与第五接地点1005连接的第五弹脚155以及与第六弹脚156电连接的第七弹脚157。

[0043] 参阅图4和图7，第一辐射体11包括设置于非金属支架16的第三表面1601的第一馈电支节111和第一接地支节112。第一馈电支节111和第一接地支节112分别通过通孔延伸至非金属支架16的第四表面1602上形成第一延伸馈电支节111’和第一延伸接地支节112’。其中，第一弹脚151弹接至上述第一延伸接地支节112’，第六弹脚156弹接至上述第一延伸馈电支节111’，使得第一辐射体11实现馈电与接地。

[0044] 参阅图4和图7，第二辐射体12包括设置于非金属支架16的第三表面1601的第二接地支节121。第二接地支节121通过通孔延伸至非金属支架16的第四表面1602上形成第二延伸接电支节121’。其中，第二弹脚152弹接至上述第二延伸接地支节121’，使得第二辐射体12实现接地，成为寄生体，与第一辐射体形成电磁耦合。

[0045] 参阅图4和图7，连接部50包括设置于非金属支架16的第三表面1601的第三接地支节51。第三接地支节51通过通孔延伸至非金属支架16的第四表面1602上形成第三延伸接电支节51’。其中，第三弹脚153弹接至上述第三延伸接地支节51’，使得连接部50实现接地。

[0046] 参与图4、图7和图8，第二金属边框1012朝向电路板15的方向上设置有与连接部50的第三延伸接地支节51’连接的第一凸起171以实现接地，第二金属边框1012朝向电路板15的方向上还设置有与第七弹脚157连接的第二凸起172以实现馈电，使得天线系统的能量传输至第二金属边框1012上，第二金属边框1012向外辐射电磁波。第三金属边框1013朝向电路板15的方向上设置有与第四弹脚154连接的第三凸起173和与第五弹脚155连接的第四凸起174以实现充分接地。

[0047] 本实施方式中，接地点与馈电点与天线间可以接入匹配网络以调谐天线性能。

[0048] 参阅图4，调谐开关105外围分别设置有第一匹配网络201、第二匹配网络202和第三匹配网络203；当调谐开关105处于第一工作状态时，选择第一匹配网络201接入电路，并通过第一匹配网络201与第三弹脚153连接；当调谐开关105处于第二工作状态时，选择第二匹配网络202接入电路，并通过第二匹配网络202与第三弹脚153连接；当调谐开关105在第三工作状态时，选择第三匹配网络203接入电路，并通过第三匹配网络203与第三弹脚153连接。

[0049] 通过切换调谐开关105的工作状态，即选择不同的匹配网络接入电路，可以使天线系统工作在不同频段，从而通过多个工作状态，实现所需频段的覆盖。本实施方式中，当调谐开关105切换至第一工作状态时，天线系统覆盖700MHz-762MHz和2300-2690MHz；当调谐开关105切换至第二工作状态时，天线系统覆盖824MHz-894MHz和1710-2690MHz；当调谐开关105切换至第三工作状态时，天线系统覆盖880MHz-960MHz和1710-2690MHz。

[0050] 此外，其他的接地点和馈电点也可以通过匹配网络接入天线。参阅图4，本实施方式中，第四接地点1004与第四弹脚154之间连接有第四匹配网络204，第五接地点1005与第五弹脚155之间连接有第五匹配网络205，馈电点106与第六弹脚156之间连接有第六匹配网络206。通过调节这些匹配网络，可以尽可能的提高天线系统的效率。

[0051] 需要说明的是，本领域技术人员可以理解，本实施方式并不对匹配网络进行限制，应当根据天线系统的实际环境调试。

[0052] 本实施方式中，连接部50和第二辐射部40的金属化图案层可以由柔性电路板或激光直接成型技术制成。需要说明的是，本领域技术人员可以理解，实际应用中，也可以采用其他工艺将连接部50和第二辐射部40的金属化图案层布设于相应的区域，本实施方式不限制具体布设连接部50和第二辐射部40的金属化图案层的方法。

[0053] 该天线系统的效率图如图9所示，反射系数曲线图如图10所示，图9和图10中，曲线1代表第一工作状态，曲线2代表第二工作状态，曲线3代表第三工作状态。由图9和图10可知，三种状态中，1710MHz-2700MHz频段内，天线系统的效率均高于25％，反射系数均小于-
6dB，说明该天线系统的中高频性能良好。并且，该天线系统的三种状态分别覆盖了700MHz-
762MHz频段、824MHz-894MHz频段和880MHz-960MHz频段，说明天线系统可以实现900MHz频段至700MHz频段的切换，且效率在20％左右。

[0054] 与现有技术相比，本实施方式中提供的天线系统的第一辐射体11和第二辐射体12与移动终端的第一辐射部30搭配，共同构成天线系统。第一辐射部30通过调谐开关105，可以实现低频段的切换，而第一辐射体11和第二辐射体12配合第一辐射部30，可以实现良好的中高频性能，工作频段完全覆盖1710-2700MHz，不会出现部分频段的缺失现象。

[0055] 本发明的第二实施方式提供了一种移动终端，该移动终端包括上述第一实施方式所提供的天线系统。该移动终端尤其适用于全面屏的电子装置。

[0056] 当然，该移动终端还应当包括处理器、存储器等硬件，其中，存储器和处理器采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器和存储器的各种电路链接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和天线系统之间提供接口。经处理器处理的数据通过天线系统在无线介质上进行传输，进一步，天线系统还接收数据并将数据传送给处理器。处理器负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。

[0057] 本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。