CN108400425A

CN108400425A - 一种移动终端及其天线

Info

Publication number: CN108400425A
Application number: CN201710068644.8A
Authority: CN
Inventors: 郁小民; 郑小飞
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2017-02-08
Filing date: 2017-02-08
Publication date: 2018-08-14
Anticipated expiration: 2037-02-08
Also published as: CN108400425B; WO2018145451A1

Abstract

本发明公开了一种移动终端的天线，所述天线包括移动终端的N段金属边框、金属地层、馈电电路和频率切换装置，所述N为大于等于1的整数；所述N段金属边框中至少一段金属边框，用于通过馈电点接入所述馈电电路，接入所述馈电电路的金属边框作为所述天线的辐射体，所述辐射体辐射电磁波使所述天线收发信号；所述金属地层设置在所述移动终端壳体内；所述频率切换装置，用于控制不同段的金属边框接入所述馈电电路，使所述天线工作在不同的频率。本发明还公开了一种设置有所述天线的移动终端。

Description

一种移动终端及其天线

技术领域

本发明涉及终端通信技术，尤其涉及一种移动终端及其天线。

背景技术

为了使移动终端如手机的外观越来越时尚，手感越来越舒适，现有的手机越来越多地使用金属材料制作手机外壳。但是，当使用金属材料制作手机外壳时，金属外壳会阻挡手机天线信号的收发，从而导致手机信号变差。

为了解决这一问题，目前通过如下方式设计手机天线：将手机金属边框作为手机辐射体的一部分，并结合在手机内部的支架走线共同形成手机天线。

在实现上述技术方案的过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：在设计手机天线时，为了使手机天线能够工作在不同的频段，手机内部的支架走线有时需要与金属边框接触，此时，由于支架走线与金属边框的接触位置会受到手机其它结构的限制，导致手机天线设计困难；另外，手机天线需要通过支架走线，会占用手机较大的空间，导致手机内其它结构设计困难。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种移动终端及其天线，能使得移动终端天线的设计及移动终端内部结构的设计更加容易。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种移动终端的天线，所述天线包括移动终端的N段金属边框、金属地层、馈电电路和频率切换装置，所述N为大于等于1的整数；

所述N段金属边框中至少一段金属边框，用于通过馈电点接入所述馈电电路，接入所述馈电电路的金属边框作为所述天线的辐射体，所述辐射体辐射电磁波使所述天线收发信号；

所述金属地层设置在所述移动终端壳体内；

所述频率切换装置，用于控制不同段的金属边框接入所述馈电电路，使所述天线工作在不同的频率。

可选的，所述频率切换装置为M个单刀多掷开关，M为大于等于1的整数。

可选的，所述N为5，所述M为2，所述单刀多掷开关为单刀4掷开关；所述天线包括5段金属边框和2个单刀4掷的开关；

所述5段金属边框包括第一侧边框、第一拐角边框、底端边框、第二拐角边框和第二侧边框；所述第一侧边框设置于所述移动终端长边的一侧，所述第二侧边框设置于所述移动终端另一长边的一侧，所述底端边框设置于所述移动终端的底端，所述第一拐角边框设置于所述第一侧边框与所述底端边框之间，所述第二拐角边框设置于所述第二侧边框与所述底端边框之间；

所述天线还包括第一空引脚和第二空引脚，所述2个单刀4掷开关包括第一单刀4掷开关和第二单刀4掷开关；所述第一单刀4掷开关的一端与所述底端边框连接，所述第一单刀4掷开关的另一端在所述第一侧边框、所述第一拐角边框、所述金属地层或所述第一空引脚之间切换，使所述天线工作在不同的频段；所述第二单刀4掷开关的一端与所述底端边框连接，所述第二单刀4掷开关的另一端在所述第二侧边框、所述第二拐角边框、所述金属地层或所述第二空引脚之间切换，使所述天线工作在不同的频段。

可选的，所述馈电点设置于所述底端边框。

可选的，所述N段金属边框为对称结构。

可选的，所述M为偶数时，所述M个单刀多掷的开关设置于所述移动终端的对称位置。

可选的，所述金属地层为镁铝合金材料。

本发明实施例还提供了一种移动终端，所述移动终端设置有本发明实施提供的任意一种移动终端的天线。

本发明实施例提供的移动终端及其天线，天线的辐射体为移动终端的多段金属边框，而在移动终端的内部并没有设置辐射体，从而使得天线收发信号不再受移动终端外壳屏蔽及其它影响，进而提高天线收发信号的能力；而且，天线的辐射体为移动终端的多段金属边框时，也为移动终端的壳体内部节省了空间，使得移动终端其它结构的设计更加方便。另外，本发明实施例提供的移动终端天线在调节天线的工作频率时，通过M个单刀多掷的开关进行调节，而不需要其它电路设置，减少移动终端内电路的设置；同样，也为移动终端的壳体内部节省了空间，使得移动终端其它结构的设计更加方便；而且，只需要通过M个单刀多掷的开关就可以调节天线的工作频率，所以，调节频段的操作过程方便。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种移动终端的天线示意图；

图2为本发明实施例提供的一种图1下端的放大示意图；

图3A为本发明实施例提供的一种移动终端的天线的回波损耗示意图；

图3B为本发明实施例提供的又一种移动终端的天线的回波损耗示意图；

图3C为本发明实施例提供的再一种移动终端的天线的回波损耗示意图；

图3D为本发明实施例提供的另一种移动终端的天线的回波损耗示意图；

图3E为本发明实施例提供的又一种移动终端的天线的回波损耗示意图。

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。

本发明实施例中，移动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移动电话、智能电话、笔记本电脑、数字广播接收器、个人数字助理(PDA)、平板电脑(PAD)、便携式多媒体播放器(PMP)、导航装置等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。下面，假设终端是移动终端。然而，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。

实施例一

本发明实施例提供一种移动终端的天线，参照图1所示，该移动终端的天线包括：移动终端的N段金属边框100、金属地层200、馈电电路(图1中未示出)和频率切换装置400。

其中，金属地层200为长方形板状结构，设置在移动终端壳体内，作为天线的接地。可选的，金属地层200的面积大小与移动终端的面积大小相同，并设置在移动终端壳体中间；这里，金属地层200的面积是指长方形的面积，移动终端的面积可以为屏幕的面积。

可选的，金属地层200为任何可以导电的金属材料。比如金属地层200为镁铝合金材料。金属地层200的厚度可以为0.4-0.6毫米，金属地层200的厚度可以根据移动终端的具体结构进行设置，当移动终端内部的空间较大时，金属地层200的厚度较厚，比如可以为0.6毫米；当移动终端内部的空间较小时，金属地层200的厚度较薄，比如可以为0.4毫米。

其中，N段金属边框100中至少一段金属边框通过馈电点301接入馈电电路，这里，所述馈电点301可以设置在接入馈电电路的至少一段金属边框上；接入馈电电路的金属边框作为天线的辐射体；馈电电路中的电流通过馈电点301流入辐射体，辐射体内的电流产生电磁波；辐射体辐射电磁波使天线收发信号。其中，N为大于等于1的整数。

其中，频率切换装置400，用于控制不同段的金属边框接入馈电电路，使所述天线工作在不同的频段。

其中，馈电电路可以设置在移动终端的主板上，有关馈电电路的其它相关内容不做具体介绍。

进一步的，参照图1或图2所示，对N段金属边框100和频率切换装置400做进一步介绍：

对于N段金属边框100，由上述内容可知，当不同段的金属边框接入到馈电电路时，天线工作在不同的频段。示例性的，当N为5时，天线包括5段金属边框，仍参照图1或图2所示，5段金属边框分别为第一侧边框101、第一拐角边框102、底端边框103、第二拐角边框104和第二侧边框105；第一侧边框101设置于移动终端长边的一侧，第二侧边框105设置于移动终端另一长边的一侧，底端边框103设置于移动终端的底端，第一拐角边框102设置于第一侧边框101与底端边框103之间，第二拐角边框104设置于第二侧边框105与底端边框103之间。

示例性的，当只有底端边框103接入到馈电电路中时，天线工作在第一频段，比如为990兆赫兹；当底端边框103和第一侧边框101同时接入到馈电电路时，天线工作在第二频段，比如为2.25吉赫兹。

另外，需要说明的是，当天线包括5段金属边框时，第一侧边框101和第二侧边框105用于加长天线的辐射体，从而使天线的辐射体的长度可长可短，进而可以使天线工作在更多的频段，起到优化天线的作用。

另外，天线的每个工作频段可以对应一个天线种类，比如，当天线工作在1575兆赫兹时，天线种类为全球定位系统(GPS，Global Positioning System)天线；当天线工作在2.4吉赫兹时，天线的种类为无线保真(WIFI，WIreless-FIdelity)天线。

进一步的，N段金属边框之间设置有缝隙，缝隙可以由手机外壳的非金属材料填充。可选的，缝隙的大小可以为0.5-2.0毫米。缝隙的大小还可以根据移动终端的实际情况(比如移动终端自身的结构大小等)进行确定，本发明实施例对此不做限制。

可选的，当移动终端为手机时，馈电点301可以设置于底端边框103，此时底端边框103为天线的主辐射体，即用于通话的辐射体。

另外，当移动终端的侧边框并非全部都用于作为天线的辐射体时，没有被作为天线辐射体的边框可以是金属边框，也可以是非金属边框。比如，在图1所示的移动终端边框中，只有两侧底端的边框是天线的辐射体，而顶端边框并不是天线的辐射体；所在顶端边框(顶端有三个边框)即可以是具有导电的金属材料也可以是不具有导电性能的非金属材料。

可选的，N段金属边框100为对称结构。示例性的，参照图1，图1中的5段金属边框关于过移动终端重心且垂直底端边框103的直线对称。

可选的，N段金属边框100为铝合金材料。

对于频率切换装置400，可选的，频率切换装置400为M个单刀多掷开关，M为大于等于1的整数。

示例性的，天线包括2个单刀4掷开关，也即M为2，单刀多掷开关为单刀4掷开关。2个单刀4掷开关分别为第一单刀4掷开关401和第二单刀4掷开关402。另外，天线还包括第一空引脚106和第二空引脚107(可以为图2中的空白部分，即空的没有连接任何部件)。

进一步的，两个单刀4掷开关通过如下方法调节天线的工作频段：第一单刀4掷开关401的一端401a与底端边框103连接(如图2所示)，第一单刀4掷开关401的另一端401b在第一侧边框101、第一拐角边框102、金属地层200或第一空引脚106之间切换，使天线工作在不同的频段；比如，第一单刀4掷开关401的另一端401b连接在金属地层200时，只有底端边框103接入馈电电路，此时天线的工作频率是990兆赫兹；当第一单刀4掷开关401另一端401b连接在第一侧边框101时，除底端边框103接入馈电电路外，第一侧边框101也接入馈电电路，此时天线的工作频率是2.25吉赫兹。同理，第二单刀4掷开关402的一端402a与底端边框103连接，第二单刀4掷开关402的另一端402b在第二侧边框105、第二拐角边框104、金属地层200或第二空引脚107之间切换，同样也可以使天线工作在不同的频段。

另外，第一空引脚106和第二空引脚107的位置设置如下：将第一空引脚106和第二空引脚设107设置在M个单刀多掷开关的附近，并保证M个单刀多掷开关的另一端能够连接到第一空引脚106和第二空引脚107即可；或者，直接将M个单刀多掷开关的另一端掷空即可。

进一步的，由于频率切换装置400包括2个单刀4掷开关，而每一个开关都可以有四种不同的连接方法，所以总共有16种不同的连接接法。为了描述方便，将与第一单刀4掷开关401另一端401b与各金属边框的连接位置(第一侧边框101、第一拐角边框102、金属地层200和第一空引脚106)分别依次记为a1、a2、a3和a4；将与第二单刀4掷开关402另一端402b与各金属边框的连接位置(第二侧边框105、第二拐角边框104、金属地层200和第二空引脚107)分别依次记为b1、b2、b3和b4。则16种不同的连接接法包括：(a1，b1)、(a1，b2)、(a1，b3)、(a1，b4)、(a2，b1)、(a2，b2)、(a2，b3)、(a2，b4)、(a3，b1)、(a3，b2)、(a3，b3)、(a3，b4)、(a4，b1)、(a4，b2)、(a4，b3)、(a4，b4)。

由上述内容可知，由于当N的值较大时，即天线包括较多段金属边框，金属边框与单刀多掷开关的连接方式较多；当N的值较小时，即天线包括较少段金属边框，金属边框与单刀多掷开关的连接方式较少。因此，N的值可以根据移动终端所需天线的工作频段多少的实际情况进行设置，当移动终端所需天线的工作频段较多时，N的值较大；当移动终端所需天线的工作频段较少时，N的值较小，以保证天线所包括的频段满足移动终端使用。

需要说明的是，当第一单刀4掷开关401或第二单刀4掷开关402连接在金属地层200时，天线包括一个馈电点和至少一个接地点，即此时天线为平面倒F型天线(PIFA，Planar Inverted F-shaped Antenna)。当第一单刀4掷开关401或第二单刀4掷开关402任何一端都没有连接在金属地层200时，天线只包括一个馈电点，没有包括接地点，即此时天线为单极子天线(Monopole Antenna)，有关平面倒F型天线和单极子天线的工作原理为现有技术在此不做赘述。

可选的，仍参照图1或图2，M为偶数时，M个单刀多掷的开关设置于移动终端的对称位置。比如，图1和图2中，天线包括两个单刀多掷开关，两个单刀多掷开关过移动终端重心且垂直底端边框103的直线对称

需要说明的是，频率切换装置400还可以为其它数目个单刀多掷开关，可以设置1至4个，实际应用中一般设置1个或2个。当频率切换装置400包括较多个单刀多掷开关时，频率切换装置400可以调节出较多的金属边框与频率切换装置400的连接方式，使天线包括更多不同数目及不同形状的辐射体，这里所述不同形状主要是指天线辐射体的长短不同，进而使得天线包括较多的工作频段；当频率切换装置400包括较少个单刀多掷开关时，频率切换装置400可以调节出较少的金属边框与频率切换装置400的连接方式，从而天线包括的不同数目及不同形状的辐射体也较少，进而使得天线的工作频段也较少。所以频率切换装置400包括的单刀多掷开关的数目由移动终端所需的天线的实际情况决定，当移动终端需要工作频段较多的天线时，频率切换装置400包括较多数目个单刀多掷的开关；当移动终端需要工作频段较少的天线时，频率切换装置400包括较少数目个单刀多掷开关。示例性的，当移动终端需要10个工作频段的天线时，频率切换装置400包括三个单刀多掷的开关；当移动终端需要四个工作频段的天线时，对应的频率切换装置400包括一个单刀多掷开关。

还需要说明的是，频率切换装置400还可以为M个多刀多掷开关。比如，频率切换装置400还可以为一个双刀双掷开关。可选的，该双刀双掷开关安装在上述第一单刀4掷开关401所安装的位置，当然该双刀双掷开关也可以安装在上述第二单刀4掷开关402的位置。此时，双刀双掷开关的共包括三个连接端，分别为第一连接端，第二连接端(第一个带掷刀的端)和第三连接端(第二个带掷刀的端)。

示例性的，仍以图1或图2中的示子为例，此时，双刀双掷开关的第一连接端连接底端边框103，第二连接端连接金属地层200，第三连接端连接第一侧边框101构成平面倒F型天线。当然也可以构成单极子天线，连接方法如下：将第一连接端仍然连接底端边框103，第二连接端连接第一侧边框101，第三连接端连接第一空引脚106。当然，当频率切换装置400为双刀双掷开关时，还有其它的连接方法，在此不做一一详述。

另外，参照图3A-3E，本发明实施例还给出了当N为5，频率切换装置400为两个单刀4掷开关时的5种连接方式对应的回波损耗图。5种连接方式分别为(a3，b3)、(a1，b3)、(a3，b1)、(a2，b2)和(a2，b1)。如图3A所示，当连接方式为(a3，b3)时，天线的工作频率包括为850兆赫兹、1.85吉赫兹和2.25吉赫兹；如图3B所示，当连接方式为(a1，b3)时，天线的工作频率为2.1吉赫兹；如图3C所示，当连接方式为(a3，b1)时，天线的工作频率为2.42吉赫兹；如图3D所示，当连接方式为(a2，b2)时，天线的工作频率990兆赫兹；如图3E所示，当连接方式为(a2，b1)时，天线的工作频率为2.65吉赫兹。

另外，还需要说明的是，还可以使用移动终端的其它金属边框作为天线辐射体的一部分，结合其它结构设计出不同的天线。比如，还可以利用移动终端的底端边框和顶端边框作为天线辐射体的一部分，并在移动终端的后壳上通过激光直接成型(Laser DirectStructuring，LDS)技术走线与底端边框和顶端边框接触，同样也可以作为天线的辐射体，以设计出所需要的天线。还可以设计出其它不同的天线，在此不做一一详述。

综上所述，本发明实施例提供的移动终端的天线，天线的辐射体为移动终端的多段金属边框，而在移动终端的内部并没有设置辐射体，从而使得天线收发信号不再受移动终端外壳屏蔽及其它影响，进而提高天线收发信号的能力；而且，天线的辐射体为移动终端的多段金属边框时，也为移动终端的壳体内部节省了空间，使得移动终端其它结构的设计更加方便。另外，本发明实施例提供的移动终端天线在调节天线的工作频率时，通过M个单刀多掷的开关进行调节，而不需要其它电路设置，减少移动终端内电路的设置，同样也为移动终端的壳体内部节省了空间，使得移动终端其它结构的设计更加方便；而且只需要通过M个单刀多掷的开关就可以调节天线的工作频率，所以调节频段的操作过程方便。

实施例二

本发明实施例还提供一种移动终端，移动终端设置有实施例一所示的任意一种天线。

需要说明的是，所有该移动终端实施例中涉及到的天线内容可以参见方法实施例一中的具体描述，在此不做赘述。

综上所述，本发明实施例提供的移动终端的天线，天线的辐射体为移动终端的多段金属边框，而在移动终端的内部并没有设置辐射体，从而使得天线收发信号不再受移动终端外壳屏蔽及其它影响，进而提高天线收发信号的能力；而且，天线的辐射体为移动终端的多段金属边框时，也为移动终端的壳体内部节省了空间，使得移动终端其它结构的设计更加方便。另外，本发明实施例提供的移动终端天线在调节天线的工作频率时，通过M个单刀多掷的开关进行调节，而不需要其它电路设置，减少移动终端内电路的设置；同样，也为移动终端的壳体内部节省了空间，使得移动终端其它结构的设计更加方便；而且，只需要通过M个单刀多掷的开关就可以调节天线的工作频率，所以，调节频段的操作过程方便。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1.一种移动终端的天线，其特征在于，所述天线包括移动终端的N段金属边框、金属地层、馈电电路和频率切换装置，所述N为大于等于1的整数；

所述金属地层设置在所述移动终端壳体内；

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述频率切换装置为M个单刀多掷开关，M为大于等于1的整数。

3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述N为5，所述M为2，所述单刀多掷开关为单刀4掷开关；所述天线包括5段金属边框和2个单刀4掷的开关；

4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述馈电点设置于所述底端边框。

5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述N段金属边框为对称结构。

6.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述M为偶数时，所述M个单刀多掷的开关设置于所述移动终端的对称位置。

7.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述金属地层为镁铝合金材料。

8.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端设置有权利要求1至7任一项所述的天线。