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CN107453023B - 天线系统以及移动终端 - Google Patents

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CN107453023B CN201710482128.XA CN201710482128A CN107453023B CN 107453023 B CN107453023 B CN 107453023B CN 201710482128 A CN201710482128 A CN 201710482128A CN 107453023 B CN107453023 B CN 107453023B
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Abstract

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种天线系统以及移动终端。天线系统包括金属壳体、系统地、主板以及天线单元，系统地与金属壳体连接；主板设置有与系统地连接的主板地、主通路以及匹配网路，匹配网络包括第一匹配元件和第二匹配元件；主通路包括依次串联的第一射频源、第一天线端口、第二天线端口、第二射频源，第一射频源、第一天线端口、第二天线端口以及第二射频源中任意相邻的两者之间至少设置有一个匹配网络，天线单元通过第一天线端口和/或第二天线端口与主板连接，以使天线单元与顶部边框或者底部边框耦合形成第一天线、第二天线以及第三天线。本发明能够尽可能降低制造成本，且在调试中不需要更换主板，方便调试。

Description

天线系统以及移动终端
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种天线系统以及移动终端。
背景技术
目前，具有金属后壳的手机已经成为很多品牌手机的主流结构，N型金属后壳是最近流行的一种三段式结构外形。N型三段式金属后壳手机往往可以通过边框与不同天线单元耦合，形成GPS/WIFI天线系统。一般地，天线系统的主板上仅设置有外接的馈地点和馈电点，在天线系统调试过程中，以方便主板与天线单元连接。但是，由于手机内部结构器件的分布不同或者N型三段式金属边框的外形差异，所需要的天线结构设计和系统主板的射频网络设计就会有所差别。因此，在调试中，常常需要尝试多种天线结构的实现方式，并且，有的仅需要一个射频源，有的甚至需要两个射频源，有的需要多个接地点，有的可能需要用到调谐开关，这样就需要制造多种主板，以实现不同组合方式的天线调试，这样，必然增加制造成本。
发明内容
本发明提供了一种天线系统以及移动终端，能够解决上述问题。
本发明的第一方面提供了一种天线系统，包括金属壳体、系统地、主板以及天线单元；
所述金属壳体包括顶部边框，底部边框以及分别与顶部边框，底部边框设有断缝的中部背壳，所述顶部边框和所述底部边框通过一连接筋与所述中部背壳连接；
所述系统地与所述金属壳体连接；
所述主板设置有与所述系统地连接的主板地、主通路以及匹配网路，所述匹配网络包括第一匹配元件和第二匹配元件；所述主通路包括依次串联的第一射频源、第一天线端口、第二天线端口、第二射频源，所述第一射频源、所述第一天线端口、所述第二天线端口以及所述第二射频源中任意相邻的两者之间至少设置有一个所述匹配网络，所述匹配网路的第一匹配元件串联于所述主通路，所述第二匹配元件的一端连接于主通路，另一端与主板地连接；
所述天线单元通过所述第一天线端口和/或所述第二天线端口与所述主板连接，以使天线单元与所述顶部边框或者所述底部边框耦合形成第一天线、第二天线以及第三天线。
优选地，所述第一天线端口与所述第一射频源之间设置有两个所述匹配网络；所述第一天线端口与所述第二天线端口之间设置有一个所述匹配网络；所述第二天线端口与所述第二射频源之间设置有一个所述匹配网络。
优选地，所述第一匹配元件和/或所述第二匹配元件为电容件、电感件、电阻件以及开关中的一种。
优选地，位于所述第一天线端口与所述第一射频源之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件中，一者为电容件，其余各者均为0欧姆的电阻件；各所述第二匹配元件均为断路状态；
位于所述第一天线端口与所述第二天线端口之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件、各所述第二匹配元件各自为所述电容件、所述电感件、0欧姆的电阻件、断路状态中的一种；
位于所述第二天线端口与所述第二射频源之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件、各所述第二匹配元件均为断路状态；
所述天线单元包括与所述第一天线端口连接的第一金属走线和连接于所述第一金属走线的第二金属走线，所述第一金属走线与所述顶部边框垂直设置；所述第二金属走线至少部分与所述顶部边框相对间隔设置，以使所述天线单元与所述顶部边框相互耦合，形成第一天线、第二天线、第三天线。
优选地，所述顶部边框的一端较另一端靠近所述天线单元，所述第一天线的主辐射体为，所述顶部边框上沿所述顶部边框的周向由所述顶部边框靠近所述天线单元的一端至所述连接筋的部分；所述第二天线的主辐射体为所述第二金属走线；所述第三天线的主辐射体为所述第一金属走线，以及所述顶部边框上沿所述顶部边框的周向由所述顶部边框靠近所述天线单元的一端至所述连接筋的部分。
优选地，位于所述第一天线端口与所述第一射频源之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件中，一者为电容件，其余各者均为0欧姆的电阻件；各所述第二匹配元件中，一者为电感件，其余各者均为断路状态；
位于所述第一天线端口与所述第二天线端口之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件、各所述第二匹配元件均为断路状态；
位于所述第二天线端口与所述第二射频源之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件均为断路状态；各所述第二匹配元件中，最靠近所述第一天线端口的一者为0欧姆电阻件；
所述天线单元包括与所述第一天线端口连接的第三金属走线，和与所述第二天线端口连接的第四金属走线，所述第三金属走线与所述第四金属走线连接，且二者部分相对间隔设置；所述第三金属走线至少部分与所述顶部边框相对间隔设置，以使所述天线单元与所述顶部边框相互耦合，形成第一天线、第二天线、第三天线。
优选地，所述顶部边框的一端较另一端靠近所述天线单元，所述第一天线的主辐射体为，所述顶部边框上沿所述顶部边框的周向由所述顶部边框靠近所述天线单元的一端至所述连接筋的部分；所述第二天线的主辐射体为所述第三金属走线和所述第四金属走线形成的结构；所述第三天线的主辐射体为所述第三金属走线和所述第四金属走线之间的间隔缝隙，以及所述顶部边框上沿所述顶部边框的周向由所述顶部边框靠近所述天线单元的一端至所述连接筋的部分。
优选地，位于所述第一天线端口与所述第一射频源之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件中，一者为电容件，其余各者均为0欧姆的电阻件；各所述第二匹配元件中，均为断路状态；
位于所述第一天线端口与所述第二天线端口之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件、各所述第二匹配元件均为断路状态；
位于所述第二天线端口与所述第二射频源之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件均为0欧姆电阻件；各所述第二匹配元件中，至少一者为电容件，其余各者均为断路状态；
所述天线单元包括与所述第一天线端口连接的第五金属走线和与所述第二天线端口连接的第六金属走线，所述第五金属走线与所述第六金属二者部分相对间隔设置；所述第五金属走线至少部分与所述顶部边框相对间隔设置，以使所述天线单元与所述顶部边框相互耦合，形成第一天线、第二天线、第三天线。
优选地，所述顶部边框的一端较另一端靠近所述天线单元，所述第一天线的主辐射体为，所述顶部边框上沿所述顶部边框的周向由所述顶部边框靠近所述天线单元的一端至所述连接筋的部分；所述第二天线的主辐射体为所述第五金属走线；所述第三天线的主辐射体为所述第六金属走线、所述第五金属走线，以及所述顶部边框上沿所述顶部边框的周向由所述顶部边框靠近所述天线单元的一端至所述连接筋的部分。
本发明还提供一种移动终端，包括如上任一项所述的天线系统。
本发明提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本发明所提供的天线系统，在主板上设置第一射频源、第二射频源、第一天线端口、第二天线端口以及多个匹配网络，在不同天线单元的调试中，能够使天线单元连接第一天线端口和/或第二天线端口，通过各匹配网络中不同元件的组合，控制第一射频源和第二射频源的工作，进而实现一块主板即可适应多种天线单元的调试，因此能够尽可能降低制造成本，且在调试中不需要更换主板，方便调试。
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，并不能限制本发明。
附图说明
图1为本发明所提供的天线系统的一种具体实施例的结构示意图；
图2为本发明所提供的天线系统的一种具体实施例的后视图；
图3为本发明所提供的天线系统中，主通路的一种具体实施例的结构示意图；
图4为第一实施例中天线单元的结构示意图；
图5为第一实施例中主通路的一种具体实施例的结构示意图；
图6为第一实施例的回波损耗图；
图7为第一实施例的辐射效率图；
图8为第二实施例中天线单元的结构示意图；
图9为第二实施例中主通路的一种具体实施例的结构示意图；
图10为第二实施例的回波损耗图；
图11为第二实施例的辐射效率图；
图12为第三实施例中天线单元的结构示意图；
图13为第三实施例中主通路的一种具体实施例的结构示意图；
图14为第三实施例的回波损耗图；
图15为第三实施例的辐射效率图。
附图标记：
10-金属壳体；
11-顶部边框；
111-第一端；
112-第二端；
12-底部边框；
13-中部背壳；
14-断缝；
15-连接筋；
20-中框；
30-主板；
31-主通路；
311-第一射频源；
312-第一天线端口；
313-第二天线端口；
314-第二射频源；
32-匹配网络；
321-第一匹配元件；
322-第二匹配元件；
33-主板地；
40-天线单元；
41-第一金属走线；
42-第二金属走线；
421-过渡段；
422-相对段；
43-第三金属走线；
431-第一段；
432-第二段；
44-第四金属走线；
45-第五金属走线；
46-第六金属走线；
50-摄像头。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
如图1-3所示，本发明实施例提供了一种天线系统，该天线系统可以用于移动终端，如手机上。天线系统包括金属壳体10、系统地(图中未示出)、主板30以及天线单元40，金属壳体10包括顶部边框11、底部边框12以及分别与顶部边框11、底部边框12设有断缝14的中部背壳13，顶部边框11和底部边框12通过一连接筋15与中部背壳13连接，如图2所示，金属壳体10上设有两条断缝14，两条断缝14将金属壳体10分割为顶部边框11、中部背壳13和底部边框12，连接筋15设置于断缝14处，以将顶部边框11和中部背壳13、底部边框12和中部背壳13连接。系统地与金属壳体10连接，以实现金属壳体10接地，从而为整个系统提供稳定的系统地。
主板30设置有与系统地连接的主板地33、主通路31以及匹配网路32，匹配网络32包括第一匹配元件321和第二匹配元件322；如图3所示，主通路31包括依次串联的第一射频源311、第一天线端口312、第二天线端口313、第二射频源314，第一射频源311、第一天线端口312、第二天线端口313以及第二射频源314中任意相邻的两者之间至少设置有一个匹配网络32，也就是说，第一射频源311与第一天线端口312之间、第一天线端口312与第二天线端口313之间、第二天线端口313与第二射频源314之间均设置有匹配网络32，上述各位置处的匹配网络32的数量互不影响，独立设置，即第一射频源311与第一天线端口312之间的匹配网络32的数量、第一天线端口312与第二天线端口313之间的匹配网络32的数量、第二天线端口313与第二射频源314之间的匹配网络32的数量可以相等，也可以均不相等，或者其中两者相等，且与另一者不相等。
其中，匹配网路32的第一匹配元件321串联于主通路31，第二匹配元件322的一端连接于主通路31，另一端与主板地33连接。
天线单元40通过第一天线端口312和/或第二天线端口313与主板30连接，以使天线单元40与顶部边框11或者底部边框12耦合形成第一天线、第二天线以及第三天线，可以理解地，天线单元40可以仅与第一天线端口312或者第二天线端口313连接，也可以同时与第一天线端口312和第二天线端口313连接，不论天线单元40与主板30采用何种方式连接，天线单元40均可以设置于顶部边框11或者底部边框12附近，在天线单元40设置于顶部边框11时，天线单元40与顶部边框11耦合形成第一天线、第二天线以及第三天线；在天线单元40设置于底部边框12时，天线单元40与底部边框12耦合形成第一天线。下面以天线单元40与顶部边框11耦合为例对本发明进行详细阐述。
上述结构，在主板30上设置第一射频源311、第二射频源314、第一天线端口312、第二天线端口313以及多个匹配网络32，在不同天线单元40的调试中，能够使天线单元40连接第一天线端口312和/或第二天线端口313，通过各匹配网络32中不同匹配元件的组合，控制第一射频源311和第二射频源314的工作，进而实现一块主板30适应多种天线单元40的调试，因此，采用这种结构，能够尽可能降低制造成本，且在调试中不需要更换主板30，方便调试。
顶部边框11的一端较另一端靠近天线单元40，即顶部边框11包括两端，分别为第一端111和第二端112，第一端111较第二端112靠近天线单元40。
其中，第一天线为GPS天线，工作频段为1550～1620MHz；第二天线为WIFI2.4天线，工作频段为2412～2482MHZ；第三天线为WIFI5G天线，工作频段为5150～5850MHZ。
由于第一射频源311与第一天线端口312之间的匹配网络32的数量、第一天线端口312与第二天线端口313之间的匹配网络32的数量、第二天线端口313与第二射频源314之间的匹配网络32的数量若设置的太多，则增加主板30的布线难度，因此，优选地，如图3所示，第一天线端口312与第一射频源311之间设置有两个匹配网路32，第一天线端口312与第二天线端口313之间设置有一个匹配网络32，第二天线端口313与第二射频源314之间设置有一个匹配网络32，从而既能够保证各种天线单元40调试的需求，又能够降低主板30设计的难度。
具体地，匹配网络32中，第一匹配元件321和/或第二匹配元件32可以为电容件、电感件、电阻件以及开关中的一种，其中，电容件可以是可调电容件或者是定值电容件；电感件可以为可调电感件或者定值电感件；电阻件可以为可调电阻件或者定值电阻件；开关为仅具有接通和断开功能的普通开关，这样，主通路31能够通过不同匹配元件的组合，实现天线单元40的不同接入方式，从而形成不同的天线。
第一实施例
位于第一天线端口312与第一射频源311之间的匹配网络32中，各第一匹配元件321中，一者为电容件，其余各者均为0欧姆的电阻件；各第二匹配元件322均为断路状态，即第二匹配元件322均为开关，且该开关处于断开状态。
位于第一天线端口312与第二天线端口313之间的匹配网络32中，各第一匹配元件321、各第二匹配元件322各自为电容件、电感件、0欧姆的电阻件、断路状态中的一种，即第一匹配元件321可以为电容件、电感件、0欧姆的电阻件或者开关，且此时的开关处于断开状态；第二匹配元件322可以为电容件、电感件、0欧姆的电阻件或者开关，且开关处于断开状态。
位于第二天线端口313与第二射频源314之间的匹配网络32中，各第一匹配元件321、各第二匹配元件322均为断路状态，即该匹配网络32中的第一匹配元件321、第二匹配元件322均为开关，且该开关处于断开状态，以断开第二射频源314与天线单元40的连接。
如图4所示，天线单元40包括与第一天线端口312连接的第一金属走线41和连接于第一金属走线41的第二金属走线42，第一金属走线41与顶部边框11垂直设置；第二金属走线42至少部分与顶部边框11相对间隔设置，一般地，第二金属走线42包括过渡段421和与顶部边框11相对的相对段422，过渡段421的一端与第一金属走线41连接，另一端与相对段422连接，可选地，过渡段421与顶部边框11平行设置，相对段422可以与顶部边框11的外轮廓一致，以使天线单元40与顶部边框11相互耦合，形成第一天线、第二天线、第三天线，即形成合路单极子耦合天线。
具体地，在图3所示的主通路31中，各匹配网络32的设置如图5所示，第一射频源311与第一天线端口312之间的两个匹配网络中，一个匹配网络32的第一匹配元件321为0欧姆的电阻件，另一个匹配网络32的第一匹配元件321为电容件，该电容件的电容值可以为1.2PF，也可以为其它电容值，具体根据调试需要进行选取；两个匹配网络32的第二匹配元件322均为开关，且两个开关均为断开状态，以N/A(Not Available，未使用)表示断开状态，以下各实施例中相同。第一天线端口312与第二天线端口313之间的匹配网络32的第一匹配元件321和第二匹配元件322均为开关，且该开关均为断开状态，以使第一天线端口312与第二天线端口313在主板30上不导通。第二天线端口313与第二射频源314之间的匹配网络32的第一匹配元件321和第二匹配元件322均为开关，且该开关均为断开状态。此实施例中，第一金属走线41连接第一天线端口312的一端为馈电点，即天线单元40通过电容件与主板30连接，进行馈电。
此实施例中，第一天线的主辐射体为：顶部边框11上沿顶部边框11的周向由顶部边框11靠近天线单元40的一端(即第一端111)至连接筋15的部分，即顶部边框11上位于第一端111与连接筋15之间的部分，该部分的谐振路径长度约为GPS谐振波长的四分之一。
第二天线的主辐射体为第二金属走线42，该部分的谐振路径长度约为WIFI2.4谐振波长的四分之一。
第三天线的主辐射体为第一金属走线41，以及顶部边框11上沿顶部边框11的周向由顶部边框11靠近天线单元40的一端(即第一端111)至连接筋15的部分，也就是说，第一金属走线41产生了一个5GHZ的谐振，其谐振路径长度约为WIFI5G谐振波长的四分之一，谐振位置在5200NHZ附近，同时，顶部边框11上位于第一端111与连接筋15之间的部分的三次谐波也在5GHZ的频段范围内，谐振位置在5700MHZ附近。
采用该结构产生的天线系统的回波损耗图如图6所示，辐射效率图如图7所示。
第二实施例
位于第一天线端口312与第一射频源311之间的匹配网络32中，各第一匹配元件321中，一者为电容件，其余各者均为0欧姆的电阻件；各第二匹配元件322中，一者为电感件，其余各者均为断路状态，即其余各第二匹配元件322均为开关，且开关处于断开状态，第一天线端口312通过串联的电容件与第一射频源311连接，同时通过电感件与主板地33电连接。
位于第一天线端口312与第二天线端口313之间的匹配网络32中，各第一匹配元件321各自为电容件、电感件、0欧姆的电阻件、断路状态中的一种；各第二匹配元件322均为断路状态，即各第一匹配元件321均为开关，且开关处于断开状态，以使第一天线端口312与第二天线端口313在主板30上不直接导通。
位于第二天线端口313与第二射频源314之间的匹配网络32中，各第一匹配元件321均为断路状态，即各第一匹配元件321均为开关，各开关均处于断开状态；各第二匹配元件322中，最靠近第一天线端口312的一者为0欧姆电阻件，其余各者可以为0欧姆的电阻件、开关、电容件或者电感件，以保证第二天线端口313接地，在主通路31中第一天线端口312与第二天线端口313在主板30上不直接不导通，而是通过连接的天线单元导通，以与天线单元形成回路。
如图8所示，天线单元40包括与第一天线端口312连接的第三金属走线43，和与第二天线端口313连接的第四金属走线44，第三金属走线43与第四金属走线44连接，且二者部分相对间隔设置；同时，第三金属走线43至少部分与顶部边框11相对间隔设置，可以理解地，第三金属走线包括第一段431和第二段432，第一段431与第四金属走线44相对间隔设置，二者可以均呈L型结构，L型结构包括相互垂直的第一部分与第二部分，第一部分与顶部边框11垂直，第二部分与顶部边框11平行，第三金属走线43的第一部分与第一天线端口312连接，将馈电点设置于第三金属走线43的第一部分的末端；第四金属走线44的第一部分的末端与第二天线端口313连接，第四金属走线44的第二部分连接于第二段432，将天线单元40的接地点设置于第四金属走线44的第一部分的末端，可选地，在天线单元40所处的一侧，第四金属走线44的第一部分较第三金属走线43的第一部分靠近金属壳体10的外侧；第二段432与顶部边框11的外轮廓一致，以使天线单元40与顶部边框11相互耦合，形成第一天线、第二天线、第三天线，即形成合路PIFA耦合天线。
具体地，在图3所示的主通路31中，各匹配网络32的设置如图9所示，第一射频源311与第一天线端口312之间的两个匹配网络中，一个第一匹配元件321为0欧姆的电阻件，另一个第一匹配元件321为电容件，该电容件的电容值可以为3PF，当然，也可以为其它电容值，具体根据调试需要进行选取；一个第二匹配元件322为电感件，该电感件的电感值为5.1NH，也可以为其它电感值，其余的第二匹配元件322均为开关，且两个开关均为断开状态，即第三金属走线43通过电容件与第一射频源311连接，进行馈电，同时第三金属走线43还通过并联的电感件与主板地33连接，以进行接地。第一天线端口312与第二天线端口313之间的匹配网络32的第一匹配元件321和第二匹配元件322均为断开状态，以断开第一天线端口312与第二天线端口313，进而使第三金属走线43与第四金属走线44不通过主板30电导通。第二天线端口313与第二射频源314之间的匹配网络32的第一匹配元件321均为断开状态；第二匹配元件322为0欧姆的电阻件，以使第四金属走线44通过第二天线端口313与主板地33连接，此实施例中，第三金属走线43连接第一天线端口312的一端为馈电点，即天线单元40的馈电点与第一天线端口312连接，接地点与第二天线端口313连接。
此时，第一天线的主辐射体为：顶部边框11上沿顶部边框11的周向由顶部边框11靠近天线单元40的一端(即第一端111)至连接筋15的部分，即顶部边框11上位于第一端111与连接筋15之间的部分，该部分的谐振路径长度约为GPS谐振波长的四分之一。
第二天线的主辐射体为第三金属走线43和第四金属走线44形成的连接结构，该部分的谐振路径长度约为WIFI2.4谐振波长的四分之一。
第三天线的主辐射体为第三金属走线43和第四金属走线44之间的间隔缝隙，以及顶部边框11上沿顶部边框11的周向由顶部边框11靠近天线单元40的一端(即第一端111)至连接筋15的部分。由第四金属走线44与第三金属走线43的第一段431之间的间隔缝隙路径，产生了一个5GHZ的谐振，其谐振路径长度约为WIFI5G谐振波长的四分之一，谐振位置在5200NHZ附近，同时，顶部边框11上位于第一端111与连接筋15之间的部分的三次谐波也在5GHZ的频段范围内，谐振位置在5700MHZ附近。
采用该结构产生的天线系统的回波损耗图如图10所示，辐射效率图如图11所示。
第三实施例
位于第一天线端口312与第一射频源311之间的匹配网络32中，各第一匹配元件321中，一者为电容件，其余各者均为0欧姆的电阻件；各第二匹配元件322种，均为断路状态，即第二匹配元件322均为开关，且该开关处于断开状态。
位于第一天线端口312与第二天线端口313之间的匹配网络32中，各第一匹配元件321、各第二匹配元件322均为断路状态，即该匹配网络32中的第一匹配元件321、第二匹配元件322均为开关，且开关处于断开状态，以使第一天线端口312与第二天线端口313在主板30上不导通。
位于第二天线端口313与第二射频源314之间的匹配网络32中，各第一匹配元件321均为0欧姆电阻件；各第二匹配元件322中，至少一者为电容件，其余各者均为断路状态，以使第二天线端口313与第二射频源314在主板30上直接导通，同时第二天线端口313通过电容件与主板地33连接。
如图12所示，天线单元40包括与第一天线端口312连接的第五金属走线45和与第二天线端口313连接的第六金属走线46，第五金属走线45与第六金属走线46二者部分相对间隔设置，同时，第五金属走线45至少部分与顶部边框11相对间隔设置，具体地，第五金属走线45与第六金属走线46可以均为L型结构，包括相互垂直连接的第一部分和第二部分，第五金属走线45的第一部分与第六金属走线46的第一部分相对设置，可以二者相互平行，且与顶部边框11垂直；第五金属走线45的第二部分与第六金属走线46的第二部分可以向相反的方向延伸，二者可以与顶部边框11相互平行，可选地，第六金属走线46的第一部分较第五金属走线45的第一部分靠近第一端111，进一步地，第五金属走线45的第二部分较第六金属走线46的第二部分靠近顶部边框11。其中，第五金属走线45的第一部分的末端与第一天线端口312连接，作为第一馈电点，第六金属走线46的第二部分的末端与第二天线端口313连接，作为第二馈电点，以使天线单元40与顶部边框11相互耦合，形成第一天线、第二天线、第三天线即形成GPS、2.4GHZ和5GHZ的双天线系统。
具体地，在图3所示的主通路31中，各匹配网络32的设置如图13所示，第一射频源311与第一天线端口312之间的两个匹配网络中，一个第一匹配元件321为0欧姆的电阻件，另一个第一匹配元件321为电容件，该电容件的电容值可以为1.3PF，当然，也可以为其它电容值；两个匹配网络32的第二匹配元件322均为开关，且两个开关均为断开状态。第一天线端口312与第二天线端口313之间的匹配网络32的第一匹配元件321和第二匹配元件322均为开关，且该开关均为断开状态，以使第一天线端口312与第二天线端口313在主板30上不导通。第二天线端口313与第二射频源314之间的匹配网络32中的第一匹配元件321为0欧姆的电阻件，第二匹配元件322为电容件，该电容件的电容值可以为0.4PF，也可以选择其它电容值。此实施例中，第五金属走线45连接第一天线端口312的一端为第一馈电点，即第一射频源311通过电容件向第五金属走线45馈电；第六金属走线46连接的第二射频源314，即第二射频源314向第六金属走线46馈电，第六金属走线46连接第二天线端口313的一端为第二馈电点。
此时实施例中，第一天线的主辐射体为：顶部边框11上沿顶部边框11的周向由顶部边框11靠近天线单元40的一端至连接筋15的部分，即顶部边框11上位于第一端111与连接筋15之间的部分，该部分的谐振路径长度约为GPS谐振波长的四分之一。
第二天线的主辐射体为第五金属走线45，该部分的谐振路径长度约为WIFI2.4谐振波长的四分之一。
第三天线的主辐射体为第六金属走线46、第五金属走线45、以及顶部边框11上沿顶部边框11的周向由顶部边框11靠近天线单元40的一端(即第一端111)至连接筋15的部分。具体地，第二射频源314主导的第六金属走线46产生了一个5GHZ的谐振，其谐振路径长度约为WIFI5G谐振波长的四分之一，谐振位置在5200NHZ附近；在第五金属走线45为L型结构时，由于其第一部分与第二部分的弯折，使第五金属走线45的等效路径加长了，因此，第五金属走线45还产生了5GHZ的谐振，是WIFI2.4G的二次倍频，谐振位置在5200MHZ，由第一射频源311控制；同时，顶部边框11上位于第一端111与连接筋15之间的部分的三次谐波也在5GHZ的频段范围内，谐振位置在5850MHZ附近，属于第一射频源控制下的寄生谐振。第一射频源和第二射频源314共同作用，使得第三天线5GHz频段实现多输入多输出的MIMO通信性能，从而提升数据利用率。
采用该结构产生的天线系统的回波损耗图如图14所示，辐射效率图如图15所示。
值得说明的是，在上述各实施例中，在实际使用时，在开关为断路状态时，可以直接将连接开关的两端悬置，实际不接入开关元器件。
上述各实施例中，天线单元40的各金属走线如第一金属走线41、第二金属走线42、第三金属走线43、第四金属走线44、第五金属走线45以及第六金属走线46可以为FPC电路板(即柔性电路板)，也可以通过LDS(即激光直接成型技术)工艺制作。
可选地，上述各实施例中，第一天线端口312、第二天线端口313与天线单元40的连接方式可以为焊接、卡接或者通过弹脚连接，优选地，采用弹脚连接，以增加天线单元40与主板30连接的可靠性。
一般地，天线系统还包括中框20，中框20用于支撑主板30，设置于金属壳体10内，中框20与系统地连接，以使整个系统地更稳定。
可以理解地，主板30与金属壳体10之间设置有净空区，沿垂直于中部背壳13的方向上，天线单元40的投影位于净空区的投影边缘内。
显然，上述结构整合了传统耦合三合一天线的实现方式，以一种兼容性的匹配网络32同时兼顾不同形式天线单元40的结构要求，达到调试过程中最多可能性方案的验证。可以理解地，采用本发明的结构，除了可以对上述第一实施例、第二实施例以及第三实施例所列举的天线单元40进行调试外，还可以对其它结构的天线单元40进行调试。
此外，本发明还提供一种移动终端，包括如上任一实施例所述的天线系统。其中，移动终端常常还包括摄像头50，天线单元常常设置于摄像头附近，为了防止摄像头50对天线系统的干扰，摄像头50还与系统地电连接，具体地，如图1所示，可以摄像头50的边缘与主板地33连接，摄像头50的底框与中框20连接，其连接方式可以为直接连接，或者通过金属件、弹脚连接。可以理解地，中框20可以设置于主板30与移动终端的屏幕之间。
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，包括金属壳体、系统地、主板以及天线单元，
所述金属壳体包括顶部边框，底部边框以及分别与顶部边框，底部边框设有断缝的中部背壳，所述顶部边框通过一连接筋与所述中部背壳连接；
所述系统地与所述金属壳体连接；
所述主板设置有与所述系统地连接的主板地、主通路以及匹配网路，所述匹配网络包括第一匹配元件和第二匹配元件；所述主通路包括依次串联的第一射频源、第一天线端口、第二天线端口、第二射频源，所述第一射频源、所述第一天线端口、所述第二天线端口以及所述第二射频源中任意相邻的两者之间至少设置有一个所述匹配网络，所述匹配网路的第一匹配元件串联于所述主通路，所述第二匹配元件的一端连接于主通路，另一端与主板地连接；
所述天线单元通过所述第一天线端口和/或所述第二天线端口与所述主板连接，以使天线单元与所述顶部边框或者所述底部边框耦合形成第一天线、第二天线以及第三天线。
2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一天线端口与所述第一射频源之间设置有两个所述匹配网络；所述第一天线端口与所述第二天线端口之间设置有一个所述匹配网络；所述第二天线端口与所述第二射频源之间设置有一个所述匹配网络。
3.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一匹配元件和/或所述第二匹配元件为电容件、电感件、电阻件以及开关中的一种。
4.根据权利要求3所述的天线系统，其特征在于，位于所述第一天线端口与所述第一射频源之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件中，一者为电容件，其余各者均为0欧姆的电阻件；各所述第二匹配元件均为断路状态；
位于所述第一天线端口与所述第二天线端口之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件各自为所述电容件、所述电感件、0欧姆的电阻件、断路状态中的一种；各所述第二匹配元件均为断路状态；
位于所述第二天线端口与所述第二射频源之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件、各所述第二匹配元件均为断路状态；
所述天线单元包括与所述第一天线端口连接的第一金属走线和连接于所述第一金属走线的第二金属走线，所述第一金属走线与所述顶部边框垂直设置；所述第二金属走线至少部分与所述顶部边框相对间隔设置，以使所述天线单元与所述顶部边框相互耦合，形成第一天线、第二天线、第三天线。
5.根据权利要求4所述的天线系统，其特征在于，所述顶部边框的一端较另一端靠近所述天线单元，所述第一天线的主辐射体为，所述顶部边框上沿所述顶部边框的周向由所述顶部边框靠近所述天线单元的一端至所述连接筋的部分；所述第二天线的主辐射体为所述第二金属走线；所述第三天线的主辐射体为所述第一金属走线，以及所述顶部边框上沿所述顶部边框的周向由所述顶部边框靠近所述天线单元的一端至所述连接筋的部分。
6.根据权利要求3所述的天线系统，其特征在于，位于所述第一天线端口与所述第一射频源之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件中，一者为电容件，其余各者均为0欧姆的电阻件；各所述第二匹配元件中，一者为电感件，其余各者均为断路状态；
位于所述第一天线端口与所述第二天线端口之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件、各所述第二匹配元件均为断路状态；
位于所述第二天线端口与所述第二射频源之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件均为断路状态；各所述第二匹配元件中，最靠近所述第一天线端口的一者为0欧姆电阻件；
所述天线单元包括与所述第一天线端口连接的第三金属走线，和与所述第二天线端口连接的第四金属走线，所述第三金属走线与所述第四金属走线连接，且二者部分相对间隔设置；所述第三金属走线至少部分与所述顶部边框相对间隔设置，以使所述天线单元与所述顶部边框相互耦合，形成第一天线、第二天线、第三天线。
7.根据权利要求6所述的天线系统，其特征在于，所述顶部边框的一端较另一端靠近所述天线单元，所述第一天线的主辐射体为，所述顶部边框上沿所述顶部边框的周向由所述顶部边框靠近所述天线单元的一端至所述连接筋的部分；所述第二天线的主辐射体为所述第三金属走线和所述第四金属走线连接形成的结构；所述第三天线的主辐射体为所述第三金属走线和所述第四金属走线之间的间隔缝隙，以及所述顶部边框上沿所述顶部边框的周向由所述顶部边框靠近所述天线单元的一端至所述连接筋的部分。
8.根据权利要求3所述的天线系统，其特征在于，位于所述第一天线端口与所述第一射频源之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件中，一者为电容件，其余各者均为0欧姆的电阻件；各所述第二匹配元件中，均为断路状态；
位于所述第一天线端口与所述第二天线端口之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件、各所述第二匹配元件均为断路状态；
位于所述第二天线端口与所述第二射频源之间的所述匹配网络中，各所述第一匹配元件均为0欧姆电阻件；各所述第二匹配元件中，至少一者为电容件，其余各者均为断路状态；
所述天线单元包括与所述第一天线端口连接的第五金属走线和与所述第二天线端口连接的第六金属走线，所述第五金属走线与所述第六金属走线二者部分相对间隔设置；所述第五金属走线至少部分与所述顶部边框相对间隔设置，以使所述天线单元与所述顶部边框相互耦合，形成第一天线、第二天线、第三天线。
9.根据权利要求8所述的天线系统，其特征在于，所述顶部边框的一端较另一端靠近所述天线单元，所述第一天线的主辐射体为，所述顶部边框上沿所述顶部边框的周向由所述顶部边框靠近所述天线单元的一端至所述连接筋的部分；所述第二天线的主辐射体为所述第五金属走线；所述第三天线的主辐射体为所述第六金属走线、所述第五金属走线，以及所述顶部边框上沿所述顶部边框的周向由所述顶部边框靠近所述天线单元的一端至所述连接筋的部分。
10.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的天线系统。
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