CN107359419A - 天线系统以及移动终端 - Google Patents

Abstract

本申请涉及通讯技术领域，尤其涉及一种天线系统以及移动终端，包括匹配网络、第一电容件、调谐开关、系统地和主板，主板设置有条形缝隙，条形缝隙具有开口端、第一边和第二边，开口端位于条形缝隙沿其长度方向的一端，开口端连通至所述主板的边缘；条形缝隙的周边与系统地电连接；第一边与第二边沿垂直于长度方向的方向相对，且匹配网络、第一电容件以及调谐开关的两端分别连接于第一边与第二边，第一电容件位于匹配网络与调谐开关之间，以进行容性馈电。本申请仅通过一个调谐开关便能够覆盖多个频段，减少了调谐开关的数量，降低多个调谐开关造成的损耗，从而提升了天线性能。

Description

天线系统以及移动终端

技术领域

本申请涉及通讯技术领域，尤其涉及一种天线系统以及移动终端。

背景技术

目前移动终端如手机，盛行全金属结构，相应的天线采用全金属天线设计，全金属天线设计思路很多，由于全金属天线的固有天线模式比较固定，要覆盖全频段天线设计，因此，多采用双天线切换技术，利用DPDT(Double Pole Double Throw，双刀双掷开关)和多个调谐开关切换天线频段，这种天线系统，由于调谐开关的数量一般大于两个，明显增加设计成本，尤其会增加开关造成的损耗，影响天线性能。

发明内容

本申请提供了一种天线系统以及移动终端，能够解决上述问题。

本申请的第一方面提供了一种天线系统，包括：

匹配网络，

第一电容件，

调谐开关，

系统地，

主板，所述主板设置有条形缝隙，所述条形缝隙的周边与所述系统地电连接；所述条形缝隙具有开口端、第一边和第二边，所述开口端位于所述条形缝隙沿其长度方向的一端，所述开口端连通至所述主板的边缘；所述第一边与所述第二边沿垂直于所述长度方向的方向相对，且所述匹配网络、所述第一电容件以及所述调谐开关的两端分别连接于所述第一边与所述第二边，所述第一电容件位于所述匹配网络与所述调谐开关之间，以进行容性馈电。

优选地，所述第一电容件与所述开口端沿所述长度方向的距离为3～4mm。

优选地，所述调谐开关位于所述条形缝隙的中点与所述第一电容件之间。

优选地，所述调谐开关包括电感件，所述调谐开关具有电感接入状态和开路状态，

当所述调谐开关处于电感接入状态时，所述第一边通过所述电感件与所述第二边在所述调谐开关处接通；

当所述调谐开关处于开路状态时，所述第一边与所述第二边在所述调谐开关处断开。

优选地，所述电感件包括第一电感件和第二电感件，或者所述电感件为可调电感件。

优选地，所述匹配网络包括第二电容件、第三电感件和第四电感件，所述第二电容件与所述第三电感件并联，并联后的电路与所述第四电感件串联。

优选地，所述条形缝隙的长度为40～45mm，

优选地，所述条形缝隙的宽度为2～3mm。

本申请的第二方面提供了一种移动终端，包括如上任一项所述的天线系统。

优选地，所述天线系统的主板上的条形缝隙设置于所述移动终端的顶部。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的天线系统，在主板上设置条形缝隙，条形缝隙的第一边与第二边之间设置有匹配网络、第一电容件以及调谐开关，条形缝隙自身能够产生0.5倍谐振波长，通过第一电容件在馈电点处形成容性馈电，条形缝隙还能够产生0.25倍谐振波长，以产生中高频谐振，再通匹配网络的调谐，能够调谐产生中频谐振，因此，这种天线系统能够同时产生中、低、高频的谐振，同时通过增加调谐开关还能够对低频谐振的谐振频率进行调谐，从而拓宽了低频谐振的频带带宽，显然，本申请的天线系统仅通过一个调谐开关便能够覆盖多个频段，减少了调谐开关的数量，降低多个调谐开关造成的损耗，从而提升了天线系统的性能。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请所提供的天线系统的一种具体实施例的结构示意图；

图2为本申请所提供的天线系统的一种具体实施例的局部放大视图；

图3为本申请所提供的天线系统的一种具体实施例的回波损耗图；

图4为本申请所提供的天线系统的一种具体实施例的辐射效率图。

附图标记：

10-匹配网络；

11-第二电容件；

12-第三电感件；

13-第四电感件；

20-第一电容件；

30-调谐开关；

40-系统地；

50-主板；

51-条形缝隙；

511-开口端；

512-第一边；

513-第二边。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

如图1-2所示，本申请实施例提供了一种天线系统，可用于移动终端，如手机，天线系统包括匹配网络10、第一电容件20、调谐开关30、系统地40以及主板50，系统地40与主板50层叠设置，主板50设置有条形缝隙51，条形缝隙51的周边与系统地40电连接，一般地，沿垂直于主板50的方向，条形缝隙51的投影应位于系统地40的投影内，使条形缝隙51的周边直接与系统地接触连接。条形缝隙51具有开口端511、第一边512和第二边513，如图2所示，开口端511位于条形缝隙51沿长度方向X的一端，且开口端511连通至主板50的边缘，即条形缝隙51的一端连通至主板50的边缘；第一边512与第二边513沿垂直于条形缝隙51的长度方向X的方向相对，即第一边512与第二边513的相对方向垂直于上述长度方向X。匹配网络10、第一电容件20以及调谐开关30的两端分别连接于第一边512与第二边513，也就是说，第一边512与第二边513在三个位置处分别连接，在三个位置处分别通过匹配网络10、第一电容件20和调谐开关30实现连接，且第一电容件20位于匹配网络10与调谐开关30之间，以进行容性馈电，也就是说，第一电容件20与条形缝隙51连接的位置处为馈电点，从而形成第一天线、第二天线以及第三天线。

采用上述天线系统，主板50上设置条形缝隙51，条形缝隙51的第一边512与第二边513之间设置有匹配网络10、第一电容件20以及调谐开关30，条形缝隙51自身能够产生0.5倍谐振波长，通过增加第一电容件20，在馈电点处形成容性馈电，条形缝隙51还能够产生0.25倍谐振波长，以产生中高频谐振，再通匹配网络10的调谐，又能够调谐产生中频谐振，因此，这种天线系统能够同时产生中、低、高频的谐振，同时通过增加调谐开关30还能够对低频谐振的谐振频率进行调谐，从而拓宽了低频谐振的频带带宽，显然，本申请的天线系统仅通过一个调谐开关30便能够覆盖多个频段，能够有利于CA(载波聚合：指把零碎的LTE频段合并成一个虚拟的更宽的频段)，以提高数据传输速率，减少延迟；同时减少了调谐开关30的数量，降低了多个调谐开关造成的损耗，从而使天线性能得到了提升。

通常，条形缝隙51呈矩形结构，开口端511位于矩形结构的一条宽边处，第一边512和第二边513分别为矩形结构的两条长边，矩形结构的三条边(除开口端511所在的一边)均与系统地40连接。

由于条形缝隙51的长度会影响天线系统的频率，因此，为了满足本申请的天线系统的频率要求，条形缝隙51的长度L优选为40～45mm，如40mm、41mm、43mm、44mm、45mm。

虽然条形缝隙51的宽度越大，高频频段会越明显，但考虑到主板50上除了设置条形缝隙51外，还会连接各种元器件，而主板50的空间有限，为了既保证高频段的性能要求，又能够有足够的空间设置电子元器件，条形缝隙51的宽度W设置为2～3mm，如2mm、2.5mm、3mm。

可选地，第一电容件20与开口端511的距离为3～4mm，如3mm、3.2mm、3.5mm、4mm，以便于第一电容件20与开口端511之间设置匹配网络10。

通过测试，条形缝隙51的周边的电流分布，条形缝隙51的中点处与开口端511之间的电流强度比其余区域的电流强度大，因此，调谐开关30优选设置于条形缝隙51的中点与第一电容件20(或者馈电点)之间，以在调谐的过程中，使电流强度的变化更加明显，使低频频段的带宽更易调节。

具体地，如图2所示，调谐开关30包括电感件，调谐开关30具有电感接入状态和开路状态，当调谐开关30处于电感接入状态时，第一边512通过电感件与第二边513在调谐开关30处接通，此时，第一边512还通过匹配网络10以及第一电容件20与第二边513在其它位置处接通；当调谐开关30处于开路状态时，第一边512与第二边513在调谐开关30处断开，此时，第一边512仅通过匹配网络10以及第一电容件20与第二边513接通。

其中，上述电感件包括第一电感件和第二电感件，第一电感件与第二电感件的电感值不同，上述电感接入状态，可以通过第一电感件或者第二电感件实现。当然，上述电感件也可以为可调电感件，以调节不同的电感值，使接入第一边512与第二边513之间的电感件的电感值不同。可选地，第一电感件的电感值为50NH，第二电感件的电感值为25NH，在电感件为可调电感件时，可调电感件的电感值为50NH、25NH，或者其它值。

可选地，匹配网络10为LC网络，如图2所示，匹配网络10包括第二电容件11、第三电感件12和第四电感件13，第二电容件11与第三电感件12并联，并联后的电路与第四电感件13串联，以通过串并联的LC网络进行调谐，从而更易调谐得到中频频段。

可以理解地，匹配网络10、第一电容件20与调谐开关30均位于条形缝隙51靠近开口端511的一侧，以使匹配网络10、第一电容件20与调谐开关30对电流强度的调谐更明显。

上述各实施例中，第一天线的工作频段(即低频频段)为700～960M HZ，第二天线的工作频段(即中频频段)为1710～2170MHZ，第三天线的工作频段(即高频频段)为2300～2690MHZ。采用上述实施例的天线系统的回波损耗图如图3所示，辐射效率图如图4所示，其中，图3-4中的多条曲线为调谐开关30处于不同状态时形成的回波损耗曲线和辐射效率曲线，具体地，曲线S1、曲线S4分别为调谐开关30处于开路状态时天线系统的回波损耗曲线和辐射效率曲线；曲线S2、曲线S5分别为调谐开关30处于第一电感件(电感值为50NH)接入状态时天线系统的回波损耗曲线和辐射效率曲线；曲线S3、曲线S6分别为调谐开关30处于第二电感件(电感值为25NH)接入状态时天线系统的回波损耗曲线和辐射效率曲线。

此外，本申请还提供了一种移动终端，如手机、平板电脑等，移动终端，移动终端包括如上任一实施例所述的天线系统。

在移动终端采用上述天线系统时，为了降低人手对天线系统的影响，条形缝隙51设置于移动终端的顶部，如图1中主板50的右上角。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天线系统，其特征在于，包括：

匹配网络，

第一电容件，

调谐开关，

系统地，

主板，所述主板设置有条形缝隙，所述条形缝隙的周边与所述系统地电连接；所述条形缝隙具有开口端、第一边和第二边，所述开口端位于所述条形缝隙沿其长度方向的一端，所述开口端连通至所述主板的边缘；所述第一边与所述第二边沿垂直于所述长度方向的方向相对，且所述匹配网络、所述第一电容件以及所述调谐开关的两端分别连接于所述第一边与所述第二边，所述第一电容件位于所述匹配网络与所述调谐开关之间，以进行容性馈电。

2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一电容件与所述开口端沿所述长度方向的距离为3～4mm。

3.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述调谐开关位于所述条形缝隙的中点与所述第一电容件之间。

4.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述调谐开关包括电感件，所述调谐开关具有电感接入状态和开路状态，

当所述调谐开关处于电感接入状态时，所述第一边通过所述电感件与所述第二边在所述调谐开关处接通；

当所述调谐开关处于开路状态时，所述第一边与所述第二边在所述调谐开关处断开。

5.根据权利要求4所述的天线系统，其特征在于，所述电感件包括第一电感件和第二电感件，或者所述电感件为可调电感件。

6.根据权利要求1-5任一项所述的天线系统，其特征在于，所述匹配网络包括第二电容件、第三电感件和第四电感件，所述第二电容件与所述第三电感件并联，并联后的电路与所述第四电感件串联。

7.根据权利要求1-5任一项所述的天线系统，其特征在于，所述条形缝隙的长度为40～45mm。

8.根据权利要求1-5任一项所述的天线系统，其特征在于，所述条形缝隙的宽度为2～3mm。

9.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的天线系统。

10.根据权利要求9所述的移动终端，其特征在于，所述天线系统的主板上的条形缝隙设置于所述移动终端的顶部。