CN105789836A - 天线系统和移动终端 - Google Patents

Abstract

提供了一种天线系统和移动终端。天线系统被布置在移动终端中且支持由多个频段组成的宽频带，天线系统包括天线辐射体和可调匹配电路，其中，天线辐射体为条状金属体，作为激励源激励移动终端的地板辐射，条状金属体的长度小于多个频段中最低频段的谐振长度；可调匹配电路连接在天线辐射体和移动终端的射频端口之间，用于调节天线辐射体和射频端口之间的阻抗以在多个频段之间进行切换。本发明实施例的天线辐射体为条状金属体，结构简单易实现，并且能够结合可调匹配电路以实现更大范围的带宽覆盖。

Description

天线系统和移动终端

技术领域

本发明涉及移动通信领域，更具体地，涉及天线系统和移动终端。

背景技术

目前，手机等移动终端的结构越来越复杂，留给天线的空间越来越小。天线的空间小了意味着天线的带宽会变窄。同时，在实际使用中，由于要覆盖多种不同的通信制式，天线经常需要覆盖多个频段。目前天线一般低频段需要覆盖824-960MHz，高频段需要覆盖1710-2170MHz。随着LTE(LongTermEvolution，长期演进)快速进入市场，天线也需要覆盖LTE频段。在典型的LTE系统中，频带最低到698MHz。这就意味着天线低频段需要覆盖698-960MHz。在目前天线所能利用的空间条件下，采用传统的方案无法满足这么宽的带宽。

发明内容

本发明实施例提供一种天线系统和移动终端，能够以简单的天线结构实现宽频带覆盖。

一方面，提供了一种天线系统，所述天线系统被布置在移动终端中且支持由多个频段组成的宽频带，所述天线系统包括天线辐射体和可调匹配电路，其中，所述天线辐射体为条状金属体，作为激励源激励所述移动终端的地板辐射，所述条状金属体的长度小于所述多个频段中最低频段的谐振长度；所述可调匹配电路连接在所述天线辐射体和所述移动终端的射频端口之间，用于调节所述天线辐射体和所述射频端口之间的阻抗以在所述多个频段之间进行切换。

另一方面，提供了一种移动终端，包括地板、射频端口、天线辐射体和可调匹配电路，其中，所述移动终端支持由多个频段组成的宽频带，所述天线辐射体为条状金属体，作为激励源激励所述地板辐射，所述条状金属体的长度小于所述多个频段中最低频段的谐振长度；所述可调匹配电路连接在所述天线辐射体和所述射频端口之间，用于调节所述天线辐射体和所述射频端口之间的阻抗以在所述多个频段之间进行切换；所述可调匹配电路还连接至所述地板。

本发明实施例的天线辐射体为条状金属体，结构简单易实现，并且能够结合可调匹配电路以实现更大范围的带宽覆盖。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的天线系统的示意框图。

图2是本发明另一实施例的天线系统的示意框图。

图3是本发明一个实施例的移动终端的示意框图。

图4是本发明另一实施例的移动终端的示意结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的技术方案，可以应用于各种通信系统或通信协议，例如：全球移动通信系统(GSM，GlobalSystemofMobilecommunication)，码分多址(CDMA，CodeDivisionMultipleAccess)系统，宽带码分多址(WCDMA，WidebandCodeDivisionMultipleAccessWireless)，通用分组无线业务(GPRS，GeneralPacketRadioService)，长期演进(LTE，LongTermEvolution)等。

用户设备(UE，UserEquipment)，也可称之为移动终端(MobileTerminal)、移动用户设备等，可以经无线接入网(例如，RAN，RadioAccessNetwork)与一个或多个核心网进行通信，用户设备可以是移动终端，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语言和/或数据。

应注意，在本发明实施例中，当一个元件被描述为与另一个元件连接时，该“连接”可以是直接连接，例如这两个元件直接接触(如馈点、触点等)或简单地通过连接线路(如电线、馈线等)；该“连接”也可以是间接连接，例如这两个元件通过一个或多个其他元件(如电容、电感、电阻、开关器件或者这些元件的组合等)相互连接。

另外，本发明对“连接”的方式也不做限制，例如可以是电连接、物理连接、近场连接等。

图1是本发明一个实施例的天线系统的示意框图。图1的天线系统100可以被布置在移动终端中。天线系统100可支持由多个频段组成的宽频带。

如图1所示，天线系统100包括天线辐射体110和可调匹配电路120。

天线辐射体110为条状金属体，作为激励源激励移动终端的地板辐射。条状金属体的长度小于上述宽频带的多个频段中最低频段的谐振长度。

可调匹配电路120连接在天线辐射体110和移动终端的射频端口之间，用于调节天线辐射体110和射频端口之间的阻抗以在上述宽频带的多个频段之间进行切换，从而可以匹配天线系统100的工作频段。

本发明实施例的天线辐射体为条状金属体，结构简单易实现，并且能够结合可调匹配电路以实现更大范围的带宽覆盖。

具体地，现有技术中，天线辐射体的结构较复杂，成本和制造难度较高；而在本发明中，使用条状金属体作为天线辐射体110，结构简单易实现，并且也便于安装，节省移动终端的内部空间。

一般而言，天线辐射体110由金属薄片制成，作为激励源激励整个手机地板辐射，其面积最大的平面为矩形或近似矩形(例如金属薄片的两条相邻边可以有一定的倒角，或者金属薄片上可以有穿孔等)。

在一个可选的实施例中，当天线辐射体110被安装在移动终端中时，该平面可以与移动终端的正面(一般为移动终端的显示屏幕所在的平面)相平行或基本平行。该平面具有长边和短边。在一个可选的实施例中，构成天线辐射体110的条状金属体的长边的长度短于或等于移动终端的短边(即上述移动终端的正面的短边)的长度的一半。这样，由于移动终端的短边长度一般为40-60mm左右，因此条状金属体的长度可以为20-30mm左右，远低于低频谐振所需要的长度，能够满足例如LTE系统的低频带覆盖需求。

可选地，作为另一个实施例，天线辐射体110可以被布置为使得条状金属体的长边与移动终端的短边平行。这样比较便于天线辐射体110的安装。

图2是本发明另一实施例的天线系统的示意框图。图2的天线系统200中，与图1相同或相似的部分采用相同或相似的附图标记，并且适当地省略重复的描述。

图2的天线系统200描绘了可调匹配电路的可选结构。如图2所示，可调匹配电路120包括第一开关可调器件121和多路调节元件122-1至122-n。这里，n为正整数。

第一开关可调器件121的第一端与天线辐射体110连接，第一开关可调器件121的第二端与多路调节元件122-1至122-n的第一端分别连接，使得第一开关可调器件121能够在多路调节元件122-1至122-n之间进行切换。

多路调节元件122-1至122-n的第二端接地。

多路调节元件122-1至122-n中的每一路调节元件分别包括电容和/或电感，并且不同路调节元件所包括的元件互不相同。这样，每一路能够实现不同的阻抗，从而能够通过多路调节元件122-1至122-n之间的切换实现对不同频段的支持。但是，本发明对调节元件所包括的元件类型不做限制，例如，除了电容和电感之外，调节元件还可以包括其他元件，如电阻。这些电容、电感或电阻器件，可以是固定参数的，也可以是可调的。

这样，通过第一开关可调器件121在多路调节元件122-1至122-n之间的切换，能够调节天线辐射体110和移动终端的射频端口之间的阻抗，使得在对应状态的频段阻抗匹配最佳，从而实现最大功率传输并辐射。

因此，本发明实施例的天线辐射体结构简单，本身并不需要谐振在低频段，因此长度可以减少很多，非常适应现在移动终端对空间的苛刻要求。可调匹配电路的结构也可以比较简单，例如只需要一个开关121即可。

如图2所示，可调匹配电路120还可以包括第二开关可调器件123。第二开关可调器件123是可选的器件。第二开关可调器件123的第一端与射频端口连接，第二开关可调器件123的第二端与天线辐射体110连接。

可选地，作为一个实施例，本发明的开关可调器件121/123可以包括开关器件或可调电容。另外，开关可调器件121/123或者天线系统中，还可以根据需要增加固定或可调匹配器件，以优化天线匹配。例如，可以在天线辐射体110和开关可调器件121/123之间增加电感或电容等器件(图2中未示出)。

可选地，作为另一实施例，天线系统还可以包括天线支架。天线辐射体可以被固定在天线支架上，例如通过粘贴、螺钉、卡槽、铆钉等方式。可调匹配电路可以被容纳在天线支架中。但本发明对天线辐射体和可调匹配电路的安装方式不作限制。

调节元件122-1至122-n的接地可通过可调匹配电路120内部的接地电路实现，也可以借助于可调匹配电路120外部的接地电路(例如，连接到移动终端的地板)。

图3是本发明一个实施例的移动终端的示意框图。图3的移动终端30包括地板31、射频端口32、天线辐射体33和可调匹配电路34。

移动终端30支持由多个频段组成的宽频带。

天线辐射体33为条状金属体，作为激励源激励地板31辐射。条状金属体的长度小于上述多个频段中最低频段的谐振长度。

可调匹配电路34连接在天线辐射体33和射频端口32之间，用于调节天线辐射体33和射频端口32之间的阻抗以在上述多个频段之间进行切换，从而可以匹配移动终端的工作频段。

可调匹配电路34还连接至地板35。

本发明实施例的天线辐射体为条状金属体，结构简单易实现，并且能够结合可调匹配电路以实现更大范围的带宽覆盖。

地板35也可以称为接地板，例如可以是面积相对较大的金属板，例如置于移动终端30的外壳内或者作为移动终端30的外壳的一部分。

天线辐射体33可以类似于图1或图2的天线辐射体110。例如，作为一个可选的实施例，构成天线辐射体33的条状金属体的长边的长度短于或等于移动终端30的短边的长度的一半。

可选地，作为另一实施例，天线辐射体33可以被布置为使得条状金属体的长边与移动终端30的短边平行。

可调匹配电路34的可选结构可以类似于图2的可调匹配电路120。为避免重复，不再详细描述。

例如，作为一个可选的实施例，可调匹配电路34可包括第一开关可调器件和多路调节元件。第一开关可调器件的第一端与天线辐射体33连接，第一开关可调器件的第二端与多路调节元件的第一端分别连接，使得第一开关可调器件能够在多路调节元件之间进行切换。多路调节元件的第二端分别连接至地板31。多路调节元件中的每一路调节元件分别包括电容和/或电感，并且不同路调节元件所包括的元件互不相同。

可调匹配电路34还可以包括第二开关可调器件。第二开关可调器件的第一端与射频端口32连接，第二开关可调器件的第二端与天线辐射体33连接。

图4是本发明另一实施例的移动终端的示意结构图。图4仅仅描绘了移动终端40的一部分结构。

如图4所示，移动终端40具有地板41。地板41一般由面积相对较大的金属板制成，可以置于移动终端40的外壳内或者作为移动终端40的外壳的一部分。

另外，移动终端40具有天线支架42。在图4的例子中，天线支架42位于移动终端40的一侧(例如，在移动终端40的底侧)。天线辐射体43和可调匹配电路44(图4中仅仅示意性地描绘了可调匹配电路44的一部分)通过天线支架42安装在移动终端40内。例如，由条状金属体构成的天线辐射体43可以安装在天线支架42上，可调匹配电路44可以被容纳在天线支架42内部。但本发明对天线辐射体43和可调匹配电路44的安装方式不做限制，例如，可调匹配电路44的部分元件也可以被安装在天线支架42之上或被安装在天线支架42外部。

天线支架42上还可以安装其他器件，例如USB(UniversalSerialBus，通用串行总线)接口45、扬声器46和麦克风47等，这样可以充分利用移动终端40的内部空间。USB接口45可以用作数据接口和/或电源接口。

如有需要，天线辐射体43可以全部或部分地形成移动终端40的外壳的一部分，这样有可能进一步节省移动终端40的内部空间。

如图4所示，天线辐射体43的长度短于或等于移动终端40的底侧长度(对应于上述图1-图3中“移动终端的短边”)的一半，例如可以是20-30mm左右的长度，远低于低频谐振所需要的长度，因此可以结合可调匹配电路44实现更大的带宽覆盖范围。

可调匹配电路44的结构的一个例子可参照图2所示，为避免重复，不再详细描述。

因此，本发明实施例的天线辐射体为条状金属体，结构简单易实现，并且能够结合可调匹配电路以实现更大范围的带宽覆盖。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种天线系统，所述天线系统被布置在移动终端中且支持由多个频段组成的宽频带，所述天线系统包括天线辐射体和可调匹配电路，其中，

所述天线辐射体为条状金属体，作为激励源激励所述移动终端的地板辐射，所述条状金属体的长度小于所述多个频段中最低频段的谐振长度；

所述可调匹配电路连接在所述天线辐射体和所述移动终端的射频端口之间，用于调节所述天线辐射体和所述射频端口之间的阻抗以在所述多个频段之间进行切换。

2.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述条状金属体的长边的长度短于或等于所述移动终端的短边的长度的一半。

3.根据权利要求1或2所述的天线系统，其中，所述天线辐射体被布置为使得所述条状金属体的长边与所述移动终端的短边平行。

4.根据权利要求1或2所述的天线系统，其中，所述可调匹配电路包括第一开关可调器件和多路调节元件，

所述第一开关可调器件的第一端与所述天线辐射体连接，所述第一开关可调器件的第二端与所述多路调节元件的第一端分别连接，使得所述第一开关可调器件能够在所述多路调节元件之间进行切换；

所述多路调节元件的第二端接地；

所述多路调节元件中的每一路调节元件分别包括电容和/或电感，并且不同路调节元件所包括的元件互不相同。

5.根据权利要求4所述的天线系统，其中，所述可调匹配电路还包括第二开关可调器件，

所述第二开关可调器件的第一端与所述射频端口连接，所述第二开关可调器件的第二端与所述天线辐射体连接。

6.根据权利要求5所述的天线系统，其中，

所述第一开关可调器件包括开关器件或可调电容；或者，

所述第二开关可调器件包括开关器件或可调电容。

7.根据权利要求1所述的天线系统，还包括天线支架，所述天线辐射体被固定在所述天线支架上，所述可调匹配电路被容纳在所述天线支架中。

8.一种移动终端，包括地板、射频端口、天线辐射体和可调匹配电路，其中，所述移动终端支持由多个频段组成的宽频带，

所述天线辐射体为条状金属体，作为激励源激励所述地板辐射，所述条状金属体的长度小于所述多个频段中最低频段的谐振长度；

所述可调匹配电路连接在所述天线辐射体和所述射频端口之间，用于调节所述天线辐射体和所述射频端口之间的阻抗以在所述多个频段之间进行切换；

所述可调匹配电路还连接至所述地板。

9.根据权利要求8所述的移动终端，其中，所述条状金属体的长边的长度短于或等于所述移动终端的短边的长度的一半。

10.根据权利要求8或9所述的移动终端，其中，所述天线辐射体被布置为使得所述条状金属体的长边与所述移动终端的短边平行。

11.根据权利要求8或9所述的移动终端，其中，所述可调匹配电路包括第一开关可调器件和多路调节元件，

所述第一开关可调器件的第一端与所述天线辐射体连接，所述第一开关可调器件的第二端与所述多路调节元件的第一端分别连接，使得所述第一开关可调器件能够在所述多路调节元件之间进行切换；

所述多路调节元件的第二端分别连接至所述地板；

所述多路调节元件中的每一路调节元件分别包括电容和/或电感，并且不同路调节元件所包括的元件互不相同。

12.根据权利要求11所述的天线系统，其中，所述可调匹配电路还包括第二开关可调器件，

所述第二开关可调器件的第一端与所述射频端口连接，所述第二开关可调器件的第二端与所述天线辐射体连接。