天線系統及具有該天線系統的通信終端的製作方法

2023-09-20 10:39:10

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種天線系統及具有該天線系統的通信終端。

背景技術：

隨著手機、平板電腦等通信終端的不斷發展，人們對通信終端的外觀要求也越來越高。而具有金屬背蓋的通信終端，由於其具有的質感和耐磨性能受到了廣大消費者的喜愛。

但是，全金屬殼體會給天線設計帶來很大的困難，用非金屬材質代替覆蓋在天線區域，使得天線可以將能量輻射出去，是目前普遍採用的解決方案。然而，挖掉天線區域的金屬不但影響外觀，同時影響整機的結構強度，增加了生產工藝的難度。

技術實現要素：

鑑於以上內容，有必要提供一種天線系統及具有該天線系統的通信終端，通過將通信終端的位於頂部的金屬背蓋作為天線輻射主體，並饋入合適的天線饋點，同時實現了雙天線的功能，又保證了整機的美觀。

一種天線系統，包括金屬背蓋，所述金屬背蓋分段隔開為第一金屬背蓋及第二金屬背蓋，所述第一金屬背蓋作為所述天線系統的輻射主體，所述第二金屬背蓋接地，所述第一金屬背蓋與所述第二金屬背蓋之間設置有連接件以電連接所述第一金屬背蓋與所述第二金屬背蓋。

根據本發明的一個優選實施例，所述連接件一側的所述第一金屬背蓋的區域為第一天線的輻射主體，所述連接件另一側的所述第一金屬背蓋的區域為第二天線的輻射主體。

根據本發明的一個優選實施例，所述第二金屬背蓋的左側且相對所述第一天線的輻射主體設置有第一耦合天線，所述第一耦合天線上饋入了第一天線饋點以使得所述第一耦合天線與所述第一天線的輻射主體之間形成耦合饋電；

所述第二金屬背蓋的右側且相對所述第二天線的輻射主體設置有第二耦合天線，所述第二耦合天線上饋入了第二天線饋點以使得所述第二耦合天線與所述主第二天線的輻射主體之間形成耦合饋電。

根據本發明的一個優選實施例，所述第一天線的輻射主體上還設置有電容或者電感元件，所述第一天線的輻射主體通過所述電容或者電感元件接地。

根據本發明的一個優選實施例，所述第二天線的輻射主體上還設置有有源器件，所述第二天線的輻射主體通過所述有源器件接地。

根據本發明的一個優選實施例，所述第一耦合天線的諧振頻率及所述第二耦合天線的諧振頻率通過所述有源器件進行調節。

根據本發明的一個優選實施例，所述有源器件為具有多個狀態的切換開關或可變電容。

根據本發明的一個優選實施例，所述第一金屬背蓋呈倒「U」型結構。

根據本發明的一個優選實施例，所述第一金屬背蓋與所述第二金屬背蓋之間填充有電介質。

一種通信終端，所述通信終端包括所述的天線系統。

由以上技術方案可以看出，本發明的天線系統不僅實現了雙天線的功能，而且將金屬背蓋分割成為弧線形的結構，比設置為直線型的結構更具美觀性和親和力，第一金屬背蓋的區域非常小而第二金屬背蓋佔據了整個金屬背蓋的大部分區域，可以給人更好的整體感。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明天線系統較佳實施例的平面示意圖。

圖2是本發明天線系統較佳實施例的立體示意圖。

圖3是本發明天線系統的天線饋點的分布位置示意圖。

圖4是對第一天線饋點進行饋電時的回波損耗示意圖。

圖5a是對第二天線饋點進行饋電時的回波損耗示意圖。

圖5b是對第二天線饋點進行饋電時的回波損耗的另一示意圖。

圖6是本發明通信終端的結構示意圖。

主要元件符號說明

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖和具體實施例對本發明進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

需要說明的是，當組件被稱為「固定於」另一個組件，它可以直接在另一個組件上或者也可以存在居中的組件。當一個組件被認為是「連接」另一個組件，它可以是直接連接到另一個組件或者可能同時存在居中組件。當一個組件被認為是「設置於」另一個組件，它可以是直接設置在另一個組件上或者可能同時存在居中組件。本文所使用的術語「垂直的」、「水平的」、「左」、「右」以及類似的表述只是為了說明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。本文所使用的術語「及/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

同時參考圖1和圖2所示，為本發明提供的天線系統100的示意圖。

所述天線系統100設置在金屬背蓋1上，金屬背蓋1的邊緣處設有從通信終端200的背面延伸至側面的金屬邊框2。通信終端200除了正面的顯示屏幕外，側面及背面均為金屬，提高了整機的金屬質感。

在本實施例中，所述金屬背蓋1分段隔開，金屬背蓋1分為第一金屬背蓋11、第二金屬背蓋12、第三金屬背蓋13。其中，所述第一金屬背蓋11呈倒「U」型結構，所述第三金屬背蓋13呈「U」型結構。

在本實施例中，第一金屬背蓋11、第二金屬背蓋12、第三金屬背蓋13共面設置但彼此之間相互不連接。也就是說，第一金屬背蓋11與第二金屬背蓋12之間形成第一縫隙111，第二金屬背蓋12與第三金屬背蓋13之間形成第二縫隙112。

在本實施例中，所述第一縫隙111的寬度在0.8mm與3mm之間，優選地，第一縫隙111的寬度為2mm。第二縫隙112的寬度在0.8mm與3mm之間，優選地，第二縫隙112的寬度為2mm。

第一金屬背蓋11的形狀及大小與第三金屬背蓋13的形狀及大小在一些實施例中相同，在另一些實施例中可以不相同。在本實施例中，第一金屬背蓋11的面積及第三金屬背蓋13的面積遠小於第二金屬背蓋12的面積。

在上述實施例中，將第一金屬背蓋11與第三金屬背蓋13設置為弧線形的結構，比設置為直線型的結構更具美觀性和親和力。此外，第二金屬背蓋12佔據了整個金屬背蓋1的大部分區域，可以給人更好的整體感。

在本實施例中，所述第一縫隙111和所述第二縫隙112中分別填充有電介質。所述電介質可以由塑膠、玻璃、陶瓷等非導電材料製成。

需要說明的是，本發明上述實施例中的金屬背蓋1被分段隔開為三段式的金屬背蓋(第一金屬背蓋11、第二金屬背蓋12及第三金屬背蓋13)，但在其他實施例中，所述金屬背蓋1還可以被分段隔開為兩段式的金屬背蓋，例如，位於上部的呈倒「U」型的第一金屬背蓋以及第二金屬背蓋。即上述實施例中的第二金屬背蓋12與第三金屬背蓋13是一體設置的，第二金屬背蓋12與第三金屬背蓋13之間沒有縫隙。

在本實施例中，第一金屬背蓋11可以作為天線系統100的輻射主體。具體地，可以將第一金屬背蓋11的左側區域配置為第一天線的輻射主體10，將第一金屬背蓋11的右側區域配置為第二天線的輻射主體20。其中，在本實施例中，所述第一天線的輻射主體10可以為WBG(Wi-Fi/Bluetooth/GPS)天線的輻射主體，所述第二天線的輻射主體20可以為主天線的輻射主體。

上述提到的主天線的形式主要為倒F天線(Inverted-F Antenna，IFA)、PIFA(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)或單極子(Monopole)天線。

在上述實施例中，將第一金屬背蓋11設置為WBG天線及主天線的共同輻射主體，能夠同時滿足WBG天線及主天線的通信需求。

請一併參閱圖3，在本實施例中，第一金屬背蓋11上還設置有連接件121。所述連接件121可以是金屬彈片。所述連接件121設置在所述第一天線的輻射主體10和所述第二天線的輻射主體20之間。優選地，所述連接件121靠近所述第一天線的輻射主體10設置。

在本實施例中，所述連接件121還連接於所述第二金屬背蓋12。第二金屬背蓋12作為天線系統100的主地，可以放置PCB主板、電池(圖中未示)等。所述主地是指參考地，也就是零電位，是其他點電位的參考端，是構成電路信號迴路的公共端。

在一些實施例中，第二金屬背蓋12可以通過攝像頭(圖未示)接地，或者可以與PCB主板上的地相連實現接地，還可以通過多個(例如3個)接地點實現接地。

在上述實施例中，通過連接件121將第一金屬背蓋11與第二金屬背蓋12電連接，以將天線系統100的輻射主體與主地連接起來，同時可以將第一天線的輻射主體10和第二天線的輻射主體20隔離開來，以避免信號幹擾。

請參閱圖3所示，為本發明天線系統天線饋點的分布位置示意圖。

在本實施例中，所述第一天線的輻射主體10附近還設置有第一耦合天線21。第一耦合天線21與第一天線的輻射主體10之間的距離小於5mm。所述第一耦合天線21上設置有第一天線饋點31。

所述第一天線饋點31可以直接饋入於所述第一耦合天線21的任何位置處。此外，所述第一天線饋點31還可以通過一個連接件(圖中未示出)饋入於所述第一耦合天線21的任何位置處。所述連接件可以是彈片或頂針。優選地，所述第一天線饋點31直接饋入於距離所述第一耦合天線21的左側邊緣5mm處。

在本實施例中，所述第一天線饋點31是所述第一耦合天線21上的導電部分的金屬點。所述第一天線饋點31作為輸入端，可直接電連接至所述PCB上的功率放大器(圖中未示)或通過一個匹配電路電連接至所述PCB上的功率放大器。所述匹配電路可以為現有技術的常規匹配電路(例如，並聯和串聯電路)。

為了增加所述第一天線饋點31的耐磨性和防氧化性，可將所述第一天線饋點31電鍍黃金。

在上述實施例中，通過在所述第一耦合天線21上饋入第一天線饋點31實現了所述第一耦合天線21與第一天線的輻射主體10之間的耦合饋電。通過耦合饋電可以使得第一耦合天線21與第一天線的輻射主體10物理上不接觸，走線長度更小，第一天線的輻射主體10的輻射效果更好。

在其他實施例中，第一天線的輻射主體10與第二金屬背蓋12之間還可以設置有電容或者電感元件。優選地，所述電容或者電感元件設置在距離所述連接件左側7mm處。

在本實施例中，所述第二天線的輻射主體20附近還設置有第二耦合天線22。第二耦合天線22與第二天線的輻射主體20之間的距離小於5mm。

所述第二耦合天線22上設置有第二天線饋點32。所述第二天線饋點32可以直接饋入於所述第二耦合天線22的任何位置處。此外，所述第二天線饋點32還可以通過一個連接件(圖中未示出)饋入於所述第二耦合天線22的任何位置處。所述連接件可以是彈片或頂針。優選地，所述第二天線饋點32直接饋入於距離所述第二耦合天線22的右側邊緣10mm處。

在本實施例中，所述第二天線饋點32是所述第二耦合天線22上的導電部分的金屬點。所述第二天線饋點32作為輸入端，可直接電連接至所述PCB上的功率放大器(圖中未示)或通過一個匹配電路電連接至所述PCB上的功率放大器。所述匹配電路可以為現有技術的常規匹配電路(例如，並聯和串聯電路)。

為了增加所述第二天線饋點32的耐磨性和防氧化性，可將所述第二天線饋點32電鍍黃金。

在上述實施例中，通過在所述第二耦合天線22上饋入第二天線饋點32實現了所述第二耦合天線22與第二天線的輻射主體20之間的耦合饋電，通過耦合饋電可以使得第二耦合天線22與第二天線的輻射主體20物理上不接觸，走線長度更小，第二天線的輻射主體20的輻射效果更好。

在其他實施例中，第二天線的輻射主體20與第二金屬背蓋12之間還可以設置有有源器件。優選地，所述有源器件設置在距離所述連接件右側20mm處。所述有源器件也稱為可調器件，例如，可以是具有多個狀態切換的開關，也可以是可變電容。所述具有多個狀態切換的開關為現有技術的天線開關，包括但不限於，單刀四擲開關，開關的每一條支路上還可串聯不同大小的電容或電感等電子元器件。

在本實施例中，可通過所述有源器件對第二天線的諧振頻率進行調節，使得所述第二天線可處於多個諧振狀態，滿足用戶的不同需求。所述第二天線是指將所述第二天線的輻射主體20與所述第二耦合天線22作為一個整體而言的。

另外，為便於更好的理解本發明，可將所述第一天線的輻射主體10與所述第一耦合天線21作為一個整體稱之為第一天線。由此可知，所述的通信終端200可以實現雙天線(第一天線、第二天線)的功能。

參閱如圖4所示，為對第一天線饋點31進行饋電時的回波損耗示意圖。

圖4中水平方向代表頻率(單位為GHz)，豎直方向代表不同頻率點的回波損耗。顯然，所述天線系統100有1個諧振狀態，其中1.575GHz附近的低頻對應GPS通信頻率，可以滿足GPS通信。2.45GHz附近的中頻對應Wi-Fi以及Bluetooth通信頻率，可以滿足Wi-Fi 2.4G以及Bluetooth通信。5.5GHz附近的高頻對應Wi-Fi 5G通信頻率，可以滿足Wi-Fi 5G通信。

參閱如圖5a及5b所示，為對第二天線饋點32進行饋電時的回波損耗示意圖。

在本實施例中，所述有源器件以單刀雙擲開關為例調節所述第二耦合天線的諧振頻率。圖5a及圖5b中水平方向均代表頻率(單位為GHz)，豎直方向均代表不同頻率點的回波損耗。顯然，天線系統100可以有2個諧振狀態，其中，圖5a是所述單刀雙擲開關處於第一種狀態時的回波損耗示意圖，圖5b是所述單刀雙擲開關處於第二種狀態時的回波損耗示意圖。由此可知，單刀雙擲開關處於不同的狀態時，天線系統100的諧振頻率有所不同。本發明所提供的天線系統100至少可工作於700MHz-960MHz頻段及1700MHz-2700MHz頻段，即涵蓋至高、中、低頻，具有較寬頻寬的優點。

需要說明的是，上述有源器件是以單刀雙擲開關為例說明如何調節第二耦合天線22的諧振頻率，但調節第二耦合天線22的諧振頻率的有源器件並不限於上述的實施例，可以根據所需的覆蓋的頻點的需要進行設置，本發明不作限制。在實際調試過程中，有源器件還可以存在多種狀態，從而滿足不同的通信需求。

圖6是本發明提供的通信終端較佳實施例的結構示意圖。

本發明提供的通信終端200包括所述的天線系統100。

儘管未示出，所述通信終端200還可以包括其他部件，例如顯示屏幕、存儲器等，由於與本發明改進無關，故不在此贅述。

所述通信終端200可為手機、平板電腦、電子書、電子相框、數位相機等具有無線通信功能(例如，GPRS通信、WIFI通信、藍牙通信等)的通信終端。

需要說明的是，所述通信終端200僅為舉例，其他現有的或今後可能出現的電子產品如可適應於本發明，也應包含在本發明的保護範圍以內，並以引用方式包含於此。

最後應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。