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CN108417966A - 一种天线系统及移动终端 - Google Patents

一种天线系统及移动终端 Download PDF

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CN108417966A CN201810071729.6A CN201810071729A CN108417966A CN 108417966 A CN108417966 A CN 108417966A CN 201810071729 A CN201810071729 A CN 201810071729A CN 108417966 A CN108417966 A CN 108417966A
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Abstract

本发明实施例涉及通讯技术领域，公开了一种天线系统及移动终端。应用于移动终端，该移动终端包括金属边框和收容于金属边框内且与金属边框一体连接的金属中框，所述天线系统包括至少一组形成于所述金属中框及所述金属边框的天线组，每个所述天线组包括间隔设置的第一天线和第二天线；所述第一天线包括设置于所述金属中框上与所述金属边框交接处的第一天线槽，所述第二天线包括设置于所述金属边框上的第二天线槽，所述第一天线和所述第二天线沿所述金属边框周向方向间隔排布。本发明中，使得终端在原有基础上增设至少一个的天线组，保证终端能够满足多频段的工作要求和数据传输要求。

Description

一种天线系统及移动终端
技术领域
本发明实施例涉及通讯技术领域，特别涉及一种天线系统及移动终端。
背景技术
随着通信技术的不断发展，在虚拟现实、无人机、自动驾驶这些炫酷的热门技术背后，都能看到第五代移动通信技术(Fifth-Generation，简称“5G”)的身影。第五代移动通信技术，是4G之后的延伸，正在研究中，5G网络的理论下行速度为10Gb/s(相当于下载速度1.25GB/s)，在容量方便，5G通信技术将比4G实现单位面积移动数据流量增长1000倍；在传输速率方面，典型用户数据速率提升10倍到100倍，峰值传输速率可达10Gbps(4G为100Mbps),由此可见，5G将在方方面面全面超越4G，实现真正意义的融合性网络。
国际电信联盟ITU在2015年6月召开的ITU-RWP5D第22次会议上明确了5G的主要应用场景，ITU定义了三个主要应用场景：增强型移动宽带、大规模机器通信、高可靠低延时通信。这3个应用场景分别对应着不同的关键指标，其中增强型移动带宽场景下用户峰值速度为20Gbps，最低用户体验速率为100Mbps。
发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的移动终端设计偏向于全面屏、陶瓷或玻璃后壳以及金属中框的结构。对于全面屏的通讯设备，传统的天线布局空间已经十分紧张了，在此基础上设置更多频段的更多数量的天线有设计难度，且在多频段天线的布局中还要考虑天线之间隔离度、相关性的要求，进一步提升了设计困难。
发明内容
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，使得终端在原有基础上增设至少一个天线组，保证终端能够满足多频段的工作要求和数据传输要求，并保证天线之间良好的隔离度和相关性。
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且与所述金属边框连接的金属中框，其特征在于，所述天线系统包括至少一组形成于所述金属中框及所述金属边框的天线组，每个所述天线组包括间隔设置的第一天线和第二天线；
所述第一天线包括设置于所述金属中框上与所述金属边框交接处的第一天线槽、设置在所述金属边框上并与所述第一天线槽的一个末端贯通的断缝和形成于所述金属边框的第一辐射臂，其中，所述第一天线槽沿所述金属边框的周向方向延伸，所述第一辐射臂的一端与所述断缝相接，所述第一辐射臂的另一端与所述第一天线槽的远离所述断缝的另一末端相接；
所述第二天线包括设置于所述金属边框上的第一缝隙和与所述第一缝隙贯通的第二缝隙，所述第一缝隙沿所述金属边框的周向方向延伸，所述第二缝隙沿垂直于所述第一缝隙的方向延伸，以将位于所述第一缝隙边缘的金属边框分割为第一分支和第二分支；
所述第一天线和所述第二天线沿所述金属边框周向方向间隔排布。
本发明的实施方式还提供了一种移动终端，包括上述实施方式所涉及的天线系统。
本发明实施方式相对于现有技术而言，提供的天线系统能够在不影响原有天线的情况下，提高数据传输容量和数据传输通道，且天线系统中的每个天线组包括两个具有不同辐射机理的天线，并且两个天线没有互相接触，不会影响彼此的传输信号，保证了良好的隔离度。
优选的，所述第一天线的所述断缝位于所述第一天线槽的远离所述第二天线的末端。
优选的，所述天线系统还包括设置于所述金属中框之上的电路板，所述电路板上设置有第一馈电点、第二馈电点和第一接地点；
所述第一馈电点与所述第一辐射臂电连接，以供所述第一天线馈电；
所述第二馈电点与所述第一分支的靠近所述第二缝隙的末端连接，所述第一接地点与所述第二分支的靠近所述第二缝隙的末端连接，以供所述第二天线馈电和接地。
优选的，所述第一天线槽的宽度不大于1mm；所述第一缝隙和所述第二缝隙的宽度均不大于1mm。
优选的，所述金属边框包括两个相对设置的长边和两个连接所述长边的短边；所述第一天线和所述第二天线形成于所述长边上。
优选的，其特征在于，所述第一天线的工作频段覆盖3300MHz-3600MHz和4800MHz-5000MHz，所述第二天线的工作频段覆盖3300MHz-3600MHz和4800MHz-5000MHz。
附图说明
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。
图1是本发明第一实施方式中移动终端的结构示意图；
图2是本发明第一实施方式中天线系统的结构示意图；
图3是本发明第一实施方式中天线组的结构示意图；
图4是本发明第一实施方式中天线组与电路板的连接示意图；
图5是本发明第一实施方式中另一天线系统的结构示意图；
图6是本发明第一实施方式中另一天线系统的结构示意图；
图7是本发明第一实施方式中第一天线和第二天线的辐射效率波形图；
图8是本发明第一实施方式中第一天线和第二天线的反向传输系数波形图；
图9是本发明第一实施方式中第一天线和第二天线的包络相关系数的示意图。
具体实施方式
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。
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，其结构如图1所示，移动终端包括金属边框40和收容于金属边框40内且与金属边框40连接的金属中框30。其中，图示1中该金属边框40包括两个相对设置的长边和两个连接长边的短边，分别为第一短边41、第一长边42、第二短边43、第二长边44。
如图2、图3和图4所示，该天线系统包括：至少一个天线组100，每个天线组包括第一天线10和第二天线20。
第一天线10包括设置于所述金属中框30上与所述金属边框40交接处的第一天线槽11、设置在所述金属边框40上并与所述第一天线槽11的一个末端贯通的断缝12和形成于所述金属边框40的第一辐射臂10a。
其中，所述第一天线槽11沿所述金属边框40的周向方向延伸，所述第一辐射臂10a的一端与所述断缝12相接，所述第一辐射臂10a的另一端与所述第一天线槽11的远离所述断缝12的另一末端相接。
所述第二天线20包括设置于所述金属边框40上的第二天线槽21，所述第二天线槽21包括的第一缝隙22和与所述第一缝隙22贯通的第二缝隙23，所述第一缝隙22沿所述金属边框40的周向方向延伸，所述第二缝隙23沿垂直于所述第一缝隙22的方向延伸，以将位于所述第一缝隙22边缘的金属边框40分割为第一分支20a和第二分支20b；
所述第一天线10和所述第二天线20沿所述金属边框40周向方向间隔排布。
所述天线系统还包括设置于所述金属中框30之上的电路板50，所述电路板50上设置有第一馈电点51、第二馈电点52和第一接地点53；其中，所述第一馈电点51与所述第一辐射臂10a电连接，以供所述第一天线10馈电；所述第二馈电点52与所述第一分支20a的靠近所述第二缝隙23的末端连接，所述第一接地点53与所述第二分支20b的靠近所述第二缝隙23的末端连接，以供所述第二天线20馈电和接地。
具体的，第一天线10的断缝12设置在第一天线槽11远离第二天线20的末端。第一天线10的电磁波通过断缝12辐射出去，因此将断缝12远离第二天线20设置，将有助于提升第一天线10和第二天线20的隔离度。需要说明的是，断缝12可以是移动终端ID设计中形成的，也可以是专门为第一天线10设置的，因此，第一天线10对应位置的断缝12可根据需要灵活设置。
传统的主天线、分集天线、GPS天线、Wi-Fi天线通常设置于金属边框40的短边上，因此，在本实施方式中，第一天线10和第二天线20优选设置在长边上，以避开传统的天线区域。具体的，第一天线10和第二天线20可以都形成于第一长边42，也可以形成于第二长边44。
具体的，第一天线槽11的宽度不大于1mm；第一缝隙22和第二缝隙23的宽度也不大于1mm。需要说明的是，本实施方式中给出的都是优选的取值，第一天线槽11和第一缝隙22、第二缝隙23的宽度不限于本实施方式的取值。
在本实施方式中，所述天线系统为MIMO(多入多出，Multiple-Input Multiple-Output)天线系统，移动终端可设置至少一组的天线组100，充分利用移动终端的金属边框40和金属中框30，提高终端数据传输效率，改善终端的通讯质量。
具体的，移动终端可设置多组天线组，如图5所示，所述天线系统为4*4天线组，其中图示左边的终端边框设置一个天线组200，右侧设置一个天线组300，每组天线组均有两根天线。此外，如图6所示，所述天线系统还可设置8*8天线组，具体可以左侧设置两个天线组200和500，右侧设置两个天线组300和400。此处仅为举例说明，具体设置天线组的个数和位置可根据终端数据传输或通讯质量要求自行设定。其中，天线组200、天线组300、天线组400以及天线组500的具体结构与天线组100的具体结构相同或相似。
相对于现有技术而言，提供的天线系统能够在不影响原有天线的情况下，提高数据传输容量和数据传输通道，且天线系统中的每个天线组包括两个具有不同辐射机理的天线，并且两个天线没有互相接触，不会影响彼此的传输信号，保证了良好的隔离度。
在本实施方式中，第一天线10和第二天线20的工作频段相同，均覆盖3300MHz-3600MHz和4800MHz-5000MHz。
第一天线10和第二天线20的工作辐射的效率如图7所示，在上述具体实施方式中第一天线10和第二天线20对应的工作频率下，第一天线10和第二天线20的辐射效率较高，辐射效率均在-7.5dB以上；第一天线10和第二天线20的反向传输系数如图8所示，其中，两个天线在上述具体实施方式中第一天线10和第二天线20对应的工作频率下的反向传输系数都在-10dB以下。第一天线10和第二天线20的ECC(包络相关系数，Envelope CorrelationCoefficient)波形如图9所示，在对应的工作频段，第一天线10和第二天线20的ECC较好，均在0.05以下。
需要说明的是，在其他的实施方式中，第一天线10和第二天线20还可设计为其他形式的天线，例如双频单极子。
值得一提的是，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。
本发明第二实施方式涉及一种移动终端，包括上述第一实施方式中涉及的天线系统，且该移动终端为全面屏。
具体的，该移动终端能够在5G的频段工作。
相对于现有技术而言，本发明的实施方式能够在全屏幕的终端实现数据传输效率增加，且改善终端的通讯质量，在现有终端空间十分有限的情况下，增设天线，提高用户体验。
当然，该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。总线接口在总线和相控阵天线系统之间提供接口。经处理器处理的数据通过相控阵天线系统在无线介质上进行传输，进一步，相控阵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。
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。

Claims (7)

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且与所述金属边框连接的金属中框，其特征在于，所述天线系统包括至少一组形成于所述金属中框及所述金属边框的天线组，每个所述天线组包括间隔设置的第一天线和第二天线；
所述第一天线包括设置于所述金属中框上与所述金属边框交接处的第一天线槽、设置在所述金属边框上并与所述第一天线槽的一个末端贯通的断缝和形成于所述金属边框的第一辐射臂，其中，所述第一天线槽沿所述金属边框的周向方向延伸，所述第一辐射臂的一端与所述断缝相接，所述第一辐射臂的另一端与所述第一天线槽的远离所述断缝的另一个末端相接；
所述第二天线包括设置于所述金属边框上的第二天线槽，所述第二天线槽包括第一缝隙和与所述第一缝隙贯通的第二缝隙，所述第一缝隙沿所述金属边框的周向方向延伸，所述第二缝隙沿垂直于所述第一缝隙的方向延伸，以将位于所述第一缝隙边缘的金属边框分割为第一分支和第二分支；
所述第一天线和所述第二天线沿所述金属边框周向方向间隔排布。
2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一天线的所述断缝位于所述第一天线槽的远离所述第二天线的末端。
3.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统还包括设置于所述金属中框之上的电路板，所述电路板上设置有第一馈电点、第二馈电点和第一接地点；
所述第一馈电点与所述第一辐射臂电连接，以供所述第一天线馈电；
所述第二馈电点与所述第一分支的靠近所述第二缝隙的末端连接，所述第一接地点与所述第二分支的靠近所述第二缝隙的末端连接，以供所述第二天线馈电和接地。
4.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一天线槽的宽度不大于1mm；所述第一缝隙和所述第二缝隙的宽度均不大于1mm。
5.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述金属边框包括两个相对设置的长边和两个连接所述长边的短边；所述第一天线和所述第二天线形成于所述长边上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的天线系统，其特征在于，所述第一天线的工作频段覆盖3300MHz-3600MHz和4800MHz-5000MHz，所述第二天线的工作频段覆盖3300MHz-3600MHz和4800MHz-5000MHz。
7.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的天线系统。
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