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CN111816983A - 一种终端天线系统及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种终端天线系统及移动终端，包括金属中框、位于所述金属中框内的调频单元、系统地、与所述系统地电连接的电路板，所述金属中框的底端设置第一缝隙和第二缝隙，形成第一金属段和第二金属段，还包括金属连接片，所述金属连接片悬浮于所述电路板上方，所述金属连接片的第一端与信号馈电端连接，所述金属连接片的第二端与调频单元连接，所述金属连接片的第三端与第二金属段连接，所述金属连接片、调频单元、第二金属段构成所述终端天线系统的主辐射臂，所述第一金属段构成所述终端天线系统的寄生辐射臂。本发明可以解决现有技术中由于需要在金属中框底部破孔放入SIM卡托，占用大量的XY向空间，影响天线系统辐射模式的问题。

Description

一种终端天线系统及移动终端
技术领域
本申请属于无线通信技术领域，尤其是涉及一种终端天线系统及移动终端。
背景技术
随着人们对电子终端产品轻薄的需求，以及当下曲面屏幕，甚至“瀑布屏幕”(曲率更高的曲面屏，达75％以上)的流行和推广，SIM卡座和卡托便不能放在终端的两侧。同时，考虑到一般性的移动终端顶部均带有摄像头和各类传感器检测器，所以，当下很多终端厂家会乐于在产品堆叠设计时，把SIM卡座和卡托放置在终端底部，以有效利用底部空间，在尽量紧凑的环境下完成各功能的堆叠设计。
然而，对于当下流行的金属中框堆叠形式的移动终端产品，因为底部SIM卡座和卡托的引入，需要金属中框底部破孔，放入卡托，占用了大量的XY向空间，导致底部天线系统所需的断缝位置会非常受限。因为SIM卡托破孔部分前后，需要保留完整连续的金属部分，顾在此形式的堆叠限制下，断缝位置只能设置在SIM卡托破孔部分的左右侧。
公开号108336480A的专利申请文献中公开了一种天线系统及移动终端，涉及一种利用金属中框和断缝实现的天线系统，通过加入开关调谐系统，实现现有4G蜂窝网络下，0.7-0.96GHz和1.71-2.69GHz的全频段覆盖。
上述专利申请文献中的天线系统，因为SIM卡座和卡托的引入，需要金属中框底部破孔，放入卡托，占用了大量的XY向空间，导致与其中一侧的断缝，以及其第一辐射部和第二辐射部的电连接存在干涉。此时，若非改变断缝和电连接的位置，无法使用天线系统。但无论外移还是内移断缝，因为SIM卡座和卡托占用X向尺寸较大，均会严重影响该天线系统的辐射模式。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中由于需要在金属中框底部破孔放入卡托，占用了大量的XY向空间，影响天线系统辐射模式的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种终端天线系统及移动终端，本发明实施方案设置了悬浮于电路板上方的金属连接片，通过调整金属连接片的尺寸，能灵活适用于日益紧凑恶化的下天线环境，对比仅用金属中框实现的天线系统更具备灵活性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明第一方面提供一种终端天线系统，包括金属中框、位于所述金属中框内的系统地以及与所述系统地电连接的电路板，所述电路板上设置有调频单元和阻抗匹配单元，所述金属中框的底端设置第一缝隙和第二缝隙，所述第一缝隙和第二缝隙填充有非导电材料，所述第一缝隙一侧的第一金属段形成第一天线单元，所述第一缝隙与第二缝隙之间的第二金属段形成第二天线单元；
所述终端天线系统还包括金属连接片，所述金属连接片悬浮于所述电路板上方，所述金属连接片上设置有馈电点、接触点和搭接点，所述金属连接片形成第三天线单元；
所述阻抗匹配单元与所述金属连接片的馈电点连接，所述调频单元与金属连接片的接触点连接，所述金属连接片的搭接点与第二金属段连接，所述金属连接片和第二金属段构成所述终端天线系统的主辐射臂，实现4G频率范围中的低频和中频，所述第一金属段构成所述终端天线系统的寄生辐射臂，实现4G频率范围中的高频。
本发明第二方面提供一种移动终端，包括本发明第一方面所述的终端天线系统。
本发明的有益效果是：本发明设置了悬浮于电路板上方的金属连接片，通过调整金属连接片的尺寸，能灵活适用于日益紧凑恶化的下天线环境，对比仅用金属中框实现的天线系统更具备灵活性。
本发明基于SIM卡下出的堆叠需求，实现现有4G蜂窝网络下，0.7-0.96GHz和1.71-2.69GHz的全频段覆盖。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
图1是本申请实施例的终端天线系统的结构示意图；
图2是本申请实施例的调频单元和阻抗匹配单元的电路原理图；
图3是本申请实施例的天线系统效率图。
图中的附图标记为：1-金属连接片，2-第二金属段，3-第一金属段，4-USB接口，5-SIM卡座卡托模组，6-电路板，7-第一缝隙，8-第二缝隙，9-系统地，10-金属中框，11-馈电点，12-接触点和13-搭接点，14-阻抗匹配单元，15-孔径调谐开关网络。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例所述的终端可以以各种形式来实施，例如，本发明中描述的终端可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、便捷式媒体播放器(Portable Media Player，PMP)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端，以及诸如数字TV、台式计算机等固定终端。
实施例1
本实施例提供一种终端天线系统，可应用于手机、平板等移动终端。通常情况下，手机、平板电脑等移动终端为矩形或者圆角矩形结构，其具有长度方向及宽度方向。
如图1所示，本实施例所述终端天线系统包括金属中框10、位于所述金属中框10内的系统地9以及与所述系统地9电连接的电路板6，所述金属中框的底端设置第一缝隙7和第二缝隙8，需要说明的，所述第一缝隙7和第二缝隙8填充有非导电材料，以保证移动终端的结构强度及外观质感。
第一缝隙7和第二缝隙8将金属中框10的底部边框进行了分割，得到第一金属段3和第二金属段2，所述第一金属段3形成第一天线单元，所述第二金属段2形成第二天线单元。
本实施例的终端天线系统还包括金属连接片1，所述金属连接片1悬浮于所述电路板6上方，所述金属连接片1上设置有馈电点11、接触点12和搭接点13，所述金属连接片1形成第三天线单元。
所述电路板6上设置有调频单元和阻抗匹配单元，所述阻抗匹配单元与所述金属连接片的馈电点11连接，所述调频单元与金属连接片的接触点12电连接，所述金属连接片的搭接点13与第二金属段8连接。所述金属连接片1和第二金属段8构成所述终端天线系统的主辐射臂，实现4G频率范围中的低频和中频；所述第一金属段7构成所述终端天线系统的寄生辐射臂，实现4G频率范围中的高频。
本实施例的电路板为PCB板，与系统地相连，主要用于放置各类电子器件，其中的第一缝隙7和第二缝隙8的宽度一般不少于0.5mm。
可选的是，第一金属段7上设置有接地点，所述第一金属段7通过接地点与系统地9连接；所述第二金属段8位于第一缝隙7和第二缝隙8之间，悬空于所述系统地9。
第二金属段8为悬空于系统地的金属中框的一段，行程第二天线单元。第二天线单元的左右两侧由金属中框上的第一缝隙7和第二缝隙8隔开于系统地，上部由天线净空区隔开于系统地，本实施例的天线净空区仅1mm。本实施例的金属连接片与第二天线单元共同构成所述终端天线系统的主辐射臂，其基模和倍频模式用于实现4G频率范围中的低频和中频。
第一金属段3构成第一天线单元，为寄生辐射臂，同样为金属中框的一段，区别在于第一金属段3的其中一端设置接地点与系统地相连，另一端通过第一缝隙7与第二天线单元相隔。其主要作用是通过寄生耦合的作用实现4G频段范围中的高频。
本实施例所描述的天线系统支持现有4G蜂窝网络下，0.7-0.96GHz和1.71-2.69GHz的全频段覆盖。
可选的是，所述第二缝隙8设置于移动终端的USB接口和SIM卡座卡托模组之间。
考虑到现有技术中SIM卡座卡托模组从上而下贯穿金属中框和系统地，占用大量的XY空间，本实施例将第二缝隙8设置于USB接口4和SIM卡座卡托模组5之间，满足移动终端堆叠设计的需求。
可选的是，所述金属连接片悬浮于所述电路板的高度大于等于0.5mm。
可选的是，如图2所示，所述阻抗匹配单元14包括第一电感L1，所述第一电感L1的一端接地，另一端连接所述金属连接片的馈电点11，并连接射频收发模块。
射频收发模块可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送。通过设置阻抗匹配单元，使得终端天线系统馈电点阻抗匹配到50欧姆。
可选的是，本实施例的所述调频单元为孔径调谐开关网络，可以克服因天线面积和效率降低所导致的问题。
如图2所示，所述孔径调谐开关网络15包括孔径调谐开关TS、第二电感L2、第三电感L3和第四电感L4，所述孔径调谐开关TS为四刀开关，所述第二电感L2、第三电感L3和第四电感L4的一端分别对应连接所述孔径调谐开关TS的三个端部，所述第二电感L2、第三电感L3和第四电感L4的另一端均与所述金属连接片的接触点12连接。
本实施例的金属连接片可以是金属图案层。
进一步地，本实施例中，当所述孔径调谐开关网络切换至第一工作状态时，所述天线系统覆盖705-805MHz、1710-1920MHz和2500-2690MHz；
当所述孔径调谐开关网络切换至第二工作状态时，所述天线系统覆盖790-894MHz，1800-1920MHz和2500-2690MHz；
当所述孔径调谐开关网络切换至第三工作状态时，所述天线系统覆盖880-960MHz，1920-2170MHz和2300-2400MHz。
可选的是，所述第一缝隙和第二缝隙的宽度大于等于0.5mm。
如图3所示，为本实施例所述天线系统的天线效率图。其中，虚线为本发明实施例孔径调谐开关网络三种工作状态的辐射效率，其余实线为孔径调谐开关网络三种工作状态的总效率，谐振所覆盖的各频率，低频峰值效率均有-8dB以上，中高频峰值效率均有-5dB以上，可以满足一般移动终端的天线性能要求。
本实施例所述的天线系统，能够完整覆盖现有4G蜂窝网络下，0.7-0.96GHz和1.71-2.69GHz的全频段。
通过设置金属连接片能够满足复杂终端产品堆叠环境下天线体辐射长度的需求，通过调整金属连接片的尺寸，能灵活适用于日益紧凑恶化的天线环境，对比仅用金属中框实现的天线系统更具备灵活性。
实施例2：
本实施例提供一种移动终端，包括本发明实施例1所述的终端天线系统。
在本实施方式中，终端天线系可满足4G天线的频段需求及5G天线的频段需求，有效利用移动终端空间，解决移动终端空间不足的问题。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种终端天线系统，包括金属中框、位于所述金属中框内的系统地以及与所述系统地电连接的电路板，所述电路板上设置有调频单元和阻抗匹配单元，所述金属中框的底端设置第一缝隙和第二缝隙，所述第一缝隙和第二缝隙填充有非导电材料，所述第一缝隙一侧的第一金属段形成第一天线单元，所述第一缝隙与第二缝隙之间的第二金属段形成第二天线单元，其特征在于：
所述终端天线系统还包括金属连接片，所述金属连接片悬浮于所述电路板上方，所述金属连接片上设置有馈电点、接触点和搭接点，所述金属连接片形成第三天线单元；
所述阻抗匹配单元与所述金属连接片的馈电点连接，所述调频单元与金属连接片的接触点连接，所述金属连接片的搭接点与第二金属段连接，所述金属连接片和第二金属段构成所述终端天线系统的主辐射臂，实现4G频率范围中的低频和中频，所述第一金属段构成所述终端天线系统的寄生辐射臂，实现4G频率范围中的高频。
2.根据权利要求1所述的终端天线系统，其特征在于，所述第二缝隙设置于移动终端的USB接口和SIM卡座卡托模组之间。
3.根据权利要求2所述的终端天线系统，其特征在于，所述第一金属段上设置有接地点，所述第一金属段通过接地点与系统地连接；所述第二金属段位于第一缝隙和第二缝隙之间，悬空于所述系统地。
4.根据权利要求1所述的终端天线系统，其特征在于，所述金属连接片悬浮于所述电路板的高度大于等于0.5mm。
5.根据权利要求1所述的终端天线系统，其特征在于，所述阻抗匹配单元包括第一电感，所述第一电感的一端接地，另一端连接所述金属连接片的馈电点，并连接射频收发模块。
6.根据权利要求1所述的终端天线系统，其特征在于，所述调频单元为孔径调谐开关网络。
7.根据权利要求5所述的终端天线系统，其特征在于，所述孔径调谐开关网络包括孔径调谐开关、第二电感、第三电感和第四电感，所述孔径调谐开关为四刀开关，所述第二电感、第三电感和第四电感的一端分别对应连接所述孔径调谐开关的三个端部，所述第二电感、第三电感和第四电感的另一端均与所述金属连接片的接触点连接。
8.根据权利要求6所述的终端天线系统，其特征在于，当所述孔径调谐开关网络处于至第一工作状态时，所述天线系统覆盖705-805MHz、1710-1920MHz和2500-2690MHz；
当所述孔径调谐开关网络处于至第二工作状态时，所述天线系统覆盖790-894MHz，1800-1920MHz和2500-2690MHz；
当所述孔径调谐开关网络处于至第三工作状态时，所述天线系统覆盖880-960MHz，1920-2170MHz和2300-2400MHz。
9.根据权利要求1所述的终端天线系统，其特征在于，所述第一缝隙和第二缝隙的宽度大于等于0.5mm。
10.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的终端天线系统。
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Denomination of invention: A terminal antenna system and mobile terminal

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Granted publication date: 20220610

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Pledgor: KUNSHAN RUIXIANG XUNTONG COMMUNICATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980052317

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