一种金属环全面屏的天线结构及其移动终端的制作方法

文档序号:14682526发布日期:2018-06-12 22:35阅读:112来源:国知局
本发明涉及移动终端结构
技术领域
:,尤其涉及一种金属环全面屏的天线结构及其移动终端。
背景技术
::随着移动终端技术的发展,人们对移动终端产品的要求越来越高,如今移动终端不只是一种工具,更具有装饰品的属性,轻盈纤细的机身也能增加时尚的感觉,成为更多用户的选择。因此各大移动终端厂商也在不断加强技术研发,试图将移动终端做的更薄。另外,还追求将屏幕做的更大,特别是屏幕占比要求越来越高,还提出了全面屏的概念,全面屏是移动终端业界对于超高屏占比移动终端设计的一个比较宽泛的定义。从字面上解释就是手机的正面全部都是屏幕,移动终端的四个边框位置都是采用无边框设计,追求接近100%的屏占比。但由于受限于目前的技术,当前的全面屏移动终端暂时只是超高屏占比的移动终端,没有能做到移动终端正面屏占比100%的移动终端。现在业内所说的全面屏移动终端是指真实屏占比可以达到80%以上,拥有超窄边框设计的移动终端。全面屏移动终端的外观设计感得到大幅提升,但其对天线设计也带来了巨大的难题和挑战。18∶9全面屏移动终端的天线空间受到严重压缩,加大天线设计难度,使得上下天线性能很难完全覆盖低频+中频+高频的全频段设计。特别是异型屏设计将上天线空间压缩至几乎没有净空区,导致上天线的性能不足以支持目前一般解决手握问题时,将发射天线切换到上天线的需求,严重影响用户体验。技术实现要素:本发明的主要目的在于提出一种金属环全面屏的天线结构及其移动终端,针对现有移动终端的全面屏挤占了天线的空间,使得天线效率变差,最终影响了天线的整体发射功率的技术问题。为了解决上述技术问题,本发明提供了一种金属环全面屏的天线结构,用于移动终端实现网络通信,包括金属背板、环绕所述金属背板的金属边框以及所述金属边框上设置有若干断缝和馈电点,所述断缝将所述金属边框分成第一金属边条、第二金属边条、第三金属边条以及第四金属边条,所述金属背板与所述第三金属边条或者第四金属边条组成第一天线体,所述金属背板和所述第一金属边条或者第二金属边条组成第二天线体,所述第一天线体通过所述馈电点与射频收发芯片连接形成低频和中频天线,所述第二天线体通过所述馈电点与所述射频收发芯片连接形成高频天线。进一步的,所述第一金属边条和所述第二金属边条分别设置在所述金属背板的右侧和左侧,所述第三金属边条和所述第四金属边条分别设置在所述金属背板的上端和下端。进一步的,所述第四金属边条上设置有第一馈电点,所述第三金属边条设置有第二馈电点,所述第一馈电点和所述第二馈电点通过第一双刀双掷开关与所述射频收发芯片连接。进一步的,所述第一金属边条上设置有第三馈电点,所述第二金属边条设置有第四馈电点,所述第三馈电点和所述第四馈电点通过第二双刀双掷开关与所述射频收发芯片连接。进一步的,所述第一双刀双掷开关和所述第二双刀双掷开关连接到一RF射频前端板,所述RF射频前端板与所述射频收发芯片连接。进一步的,所述第一馈电点设置在所述金属边框下端,位于两个断缝之间,与所述第四金属边条连接。进一步的,所述第二馈电点设置在所述金属边框上端,位于两个断缝之间,与所述第三金属边条连接。进一步的,所述第三馈电点和第四馈电点设置在所述金属边框的下端,位于两个断缝的外侧,所述第三馈电点与所述第一金属边条连接,所述第四馈电点与所述第二金属边条连接。基于同一发明构思,本发明的另一方面还提供了一种移动终端,具有上述的金属环全面屏的天线结构。本发明技术方案的有益效果:本发明的金属环全面屏的天线结构及其移动终端,通过断缝将金属边框分成了四个部分,其中左右两侧的金属边条和金属背板形成的第一天线体是对应低频、中频天线,其中上下两端的金属边条和金属背板形成的第二天线体是对应高频天线,当手握移动终端时,其中一侧的金属边条被手遮挡影响射频信号质量时,通过第一双刀双掷开关和第二双刀双掷开关分别进行上下两端以及左右两侧的金属边条的馈电点切换,从而消除由于用户的手遮挡造成的射频信号波动问题,确保低频、中频、高频全频段的射频信号质量稳定。附图说明图1是实现本发明各个实施例的一种移动终端的硬件结构示意图;图2是本发明实施例提供的一种通信网络系统架构图;图3是本发明实施例提供的一种金属环全面屏的天线结构示意图;图4是本发明实施提供的一种近似环全面屏的电路原理结构示意图;图5是本发明实施提供的右手持移动终端时天线结构遮挡示意图;图6是本发明实施提供的左手持移动终端时天线结构遮挡示意图;本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。在后续的描述中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明,其本身没有特定的意义。因此,“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。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(PersonalDigitalAssistant,PDA)、便捷式媒体播放器(PortableMediaPlayer,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。后续描述中将以移动终端为例进行说明,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。请参阅图1,其为实现本发明各个实施例的一种移动终端的硬件结构示意图,该移动终端100可以包括:RF(RadioFrequency,射频)单元101、WiFi模块102、音频输出单元103、A/V(音频/视频)输入单元104、传感器105、显示单元106、用户输入单元107、接口单元108、存储器109、处理器110、以及电源111等部件。本领域技术人员可以理解,图1中示出的移动终端结构并不构成对移动终端的限定,移动终端可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。下面结合图1对移动终端的各个部件进行具体的介绍:射频单元101可用于收发信息或通话过程中,信号的接收和发送,具体的,将基站的下行信息接收后,给处理器110处理;另外,将上行的数据发送给基站。通常,射频单元101包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外,射频单元101还可以通过公共交通费用快捷支付与网络和其他设备通信。上述公共交通费用快捷支付可以使用任一通信标准或协议,包括但不限于GSM(GlobalSystemofMobilecommunication,全球移动通讯系统)、GPRS(GeneralPacketRadioService,通用分组无线服务)、CDMA2000(CodeDivisionMultipleAccess2000,码分多址2000)、WCDMA(WidebandCodeDivisionMultipleAccess,宽带码分多址)、TD-SCDMA(TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess,时分同步码分多址)、FDD-LTE(FrequencyDivisionDuplexing-LongTermEvolution,频分双工长期演进)和TDD-LTE(TimeDivisionDuplexing-LongTermEvolution,分时双工长期演进)等。WiFi属于短距离无线传输技术,移动终端通过WiFi模块102可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等,它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图1示出了WiFi模块102,但是可以理解的是,其并不属于移动终端的必须构成,完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。音频输出单元103可以在移动终端100处于呼叫信号接收模式、通话模式、记录模式、语音识别模式、广播接收模式等等模式下时,将射频单元101或WiFi模块102接收的或者在存储器109中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且,音频输出单元103还可以提供与移动终端100执行的特定功能相关的音频输出(例如,呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出单元103可以包括扬声器、蜂鸣器等等。A/V输入单元104用于接收音频或视频信号。A/V输入单元104可以包括图形处理器(GraphicsProcessingUnit,GPU)1041和麦克风1042,图形处理器1041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元106上。经图形处理器1041处理后的图像帧可以存储在存储器109(或其它存储介质)中或者经由射频单元101或WiFi模块102进行发送。麦克风1042可以在电话通话模式、记录模式、语音识别模式等等运行模式中经由麦克风1042接收声音(音频数据),并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频(语音)数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由射频单元101发送到移动通信基站的格式输出。麦克风1042可以实施各种类型的噪声消除(或抑制)算法以消除(或抑制)在接收和发送音频信号的过程中产生的噪声或者干扰。移动终端100还包括至少一种传感器105,比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地,光传感器包括环境光传感器及接近传感器,其中,环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板1061的亮度,接近传感器可在移动终端100移动到耳边时,关闭显示面板1061和/或背光。作为运动传感器的一种,加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小,静止时可检测出重力的大小及方向,可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等;至于手机还可配置的指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器,在此不再赘述。显示单元106用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元106可包括显示面板1061,可以采用液晶显示器(LiquidCrystalDisplay,LCD)、有机发光二极管(0rganicLight-EmittingDiode,OLED)等形式来配置显示面板1061。用户输入单元107可用于接收输入的数字或字符信息,以及产生与移动终端的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地,用户输入单元107可包括触控面板1071以及其他输入设备1072。触控面板1071,也称为触摸屏,可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板1071上或在触控面板1071附近的操作),并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。触控面板1071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中,触摸检测装置检测用户的触摸方位,并检测触摸操作带来的信号,将信号传送给触摸控制器;触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给处理器110,并能接收处理器110发来的命令并加以执行。此外,可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板1071。除了触控面板1071,用户输入单元107还可以包括其他输入设备1072。具体地,其他输入设备1072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种,具体此处不做限定。进一步的,触控面板1071可覆盖显示面板1061,当触控面板1071检测到在其上或附近的触摸操作后,传送给处理器110以确定触摸事件的类型,随后处理器110根据触摸事件的类型在显示面板1061上提供相应的视觉输出。虽然在图1中,触控面板1071与显示面板1061是作为两个独立的部件来实现移动终端的输入和输出功能,但是在某些实施例中,可以将触控面板1071与显示面板1061集成而实现移动终端的输入和输出功能,具体此处不做限定。接口单元108用作至少一个外部装置与移动终端100连接可以通过的接口。例如,外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/0)端口、视频I/0端口、耳机端口等等。接口单元108可以用于接收来自外部装置的输入(例如,数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到移动终端100内的一个或多个元件或者可以用于在移动终端100和外部装置之间传输数据。存储器109可用于存储软件程序以及各种数据。存储器109可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等;存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外,存储器109可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。处理器110是移动终端的控制中心,利用各种接口和线路连接整个移动终端的各个部分,通过运行或执行存储在存储器109内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器109内的数据,执行移动终端的各种功能和处理数据,从而对移动终端进行整体监控。处理器110可包括一个或多个处理单元;优选的,处理器110可集成应用处理器和调制解调处理器,其中,应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等,调制解调处理器主要处理公共交通费用快捷支付。可以理解的是,上述调制解调处理器也可以不集成到处理器110中。移动终端100还可以包括给各个部件供电的电源111(比如电池),优选的,电源111可以通过电源管理系统与处理器110逻辑相连,从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。尽管图1未示出,移动终端100还可以包括蓝牙模块等,在此不再赘述。为了便于理解本发明实施例,下面对本发明的移动终端所基于的通信网络系统进行描述。请参阅图2,图2为本发明实施例提供的一种通信网络系统架构图,该通信网络系统为通用移动通信技术的LTE系统,该LTE系统包括依次通讯连接的UE(UserEquipment,用户设备)201,E-UTRAN(EvolvedUMTSTerrestrialRadioAccessNetwork,演进式UMTS陆地无线接入网)202,EPC(EvolvedPacketCore,演进式分组核心网)203和运营商的IP业务204。具体地,UE201可以是上述终端100,此处不再赘述。E-UTRAN202包括eNodeB2021和其它eNodeB2022等。其中,eNodeB2021可以通过回程(backhaul)(例如X2接口)与其它eNodeB2022连接,eNodeB2021连接到EPC203,eNodeB2021可以提供UE201到EPC203的接入。EPC203可以包括MME(MobilityManagementEntity,移动性管理实体)2031,HSS(HomeSubscriberServer,归属用户服务器)2032,其它MME2033,SGW(ServingGateWay,服务网关)2034,PGW(PDNGateWay,分组数据网络网关)2035和PCRF(PolicyandChargingRulesFunction,政策和资费功能实体)2036等。其中,MME2031是处理UE201和EPC203之间信令的控制节点,提供承载和连接管理。HSS2032用于提供一些寄存器来管理诸如归属位置寄存器(图中未示)之类的功能,并且保存有一些有关服务特征、数据速率等用户专用的信息。所有用户数据都可以通过SGW2034进行发送,PGW2035可以提供UE201的IP地址分配以及其它功能,PCRF2036是业务数据流和IP承载资源的策略与计费控制策略决策点,它为策略与计费执行功能单元(图中未示)选择及提供可用的策略和计费控制决策。IP业务204可以包括因特网、内联网、IMS(IPMultimediaSubsystem,IP多媒体子系统)或其它IP业务等。虽然上述以LTE系统为例进行了介绍,但本领域技术人员应当知晓,本发明不仅仅适用于LTE系统,也可以适用于其他公共交通费用快捷支付系统,例如GSM、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA以及未来新的网络系统等,此处不做限定。基于上述移动终端100硬件结构、通信网络系统提出本发明方法各个实施例。实施例1如图3、4所示,本发明实施例提供了一种金属环全面屏的天线结构,用于移动终端实现网络通信,包括金属背板10、环绕所述金属背板10的金属边框20以及所述金属边框20上设置有若干断缝70和馈电点,所述断缝70将所述金属边框分成第一金属边条21、第二金属边条22、第三金属边条23以及第四金属边条24,所述金属背板10与所述第三金属边条23或者第四金属边条24组成第一天线体,所述金属背板10和所述第一金属边条21或者第二金属边条22组成第二天线体,所述第一天线体通过所述馈电点与射频收发芯片WTR60连接形成低频和中频天线,所述第二天线体通过所述馈电点与所述射频收发芯片WTR60连接形成高频天线。其中,所述第一金属边条21和所述第二金属边条22分别设置在所述金属背板10的右侧和左侧,所述第三金属边条23和所述第四金属边条24分别设置在所述金属背板10的上端和下端。第一天线体是金属背板10和第一金属边条21或者金属背板10和第二金属边条22;第二天线体是金属背板10和第三金属边条23或者金属背板10和第四金属边条24。其中,所述第四金属边条24上设置有第一馈电点(Ant1)11,所述第三金属边条23设置有第二馈电点(Ant2)12,所述第一馈电点(Ant1)11和所述第二馈电点(Ant2)12通过第一双刀双掷开关30与所述射频收发芯片WTR60连接。其中,所述第一金属边条21上设置有第三馈电点(Ant3)13,所述第二金属边条22设置有第四馈电点(Ant4)14,所述第三馈电点(Ant3)13和所述第四馈电点(Ant4)14通过第二双刀双掷开关与所述射频收发芯片WTR60连接。其中,所述第一双刀双掷开关30和所述第二双刀双掷开关40连接到一RF射频前端板(RFFrontEnd)50,所述RF射频前端板(RFFrontEnd)50与所述射频收发芯片WTR60连接。其中,所述第一馈电点(Ant1)11设置在所述金属边框20下端,位于两个断缝70之间,与所述第四金属边条24连接。其中,所述第二馈电点(Ant2)12设置在所述金属边框20上端,位于两个断缝70之间,与所述第三金属边条23连接。其中,所述第三馈电点(Ant3)13和第四馈电点(Ant4)14设置在所述金属边框20的下端,位于两个断缝70的外侧,所述第三馈电点(Ant3)13与所述第一金属边条21连接,所述第四馈电点(Ant4)14与所述第二金属边条22连接。本发明的技术方案设置主路天线和辅路天线,将主路天线拆分为第一馈电点Ant1与第三馈电点Ant3,辅路天线拆分为第二馈电点第二馈电点Ant2与第四馈电点Ant4,其中第一馈电点Ant1与第二馈电点Ant2支持低频+中频频段,而第三馈电点Ant3与第四馈电点Ant4支持高频频段。并且,将高频的第三馈电点Ant3与第四馈电点Ant4分别放在移动终端底部的左右两端。频段拆分后第一馈电点Ant1/第二馈电点Ant2减少高频频段需求,可降低设计难度并有效提升性能。利用2个双刀双掷开关DPDT分别连接第一馈电点Ant1/第二馈电点Ant2与第三馈电点Ant3/第四馈电点Ant4,其中,第一双刀双掷开关30连接第一馈电点Ant1和第二馈电点Ant2,第二双刀双掷开关40连接第三馈电点Ant3和第四馈电点Ant4。如图5所示,右手握持移动终端时,第三馈电点Ant3受手影响性能下降,高频天线智能切换到第四馈电点Ant4保证高频天线信号稳定。如图6所示,当左手握持移动终端时,维持高频第三馈电点Ant3为主路天线。同样的,当第一馈电点Ant1被手碰触而性能下降时,也可智能切换至第二馈电点Ant2,确保用户体验。实施例2基于同一发明构思,本发明的另一方面还提供了一种移动终端,具有上述的金属环全面屏的天线结构,具体地,如图3、4所示,包括金属背板10、环绕所述金属背板10的金属边框20以及所述金属边框20上设置有若干断缝70和馈电点,所述断缝70将所述金属边框分成第一金属边条21、第二金属边条22、第三金属边条23以及第四金属边条24,所述金属背板10与所述第三金属边条23或者第四金属边条24组成第一天线体,所述金属背板10和所述第一金属边条21或者第二金属边条22组成第二天线体,所述第一天线体通过所述馈电点与射频收发芯片WTR60连接形成低频和中频天线,所述第二天线体通过所述馈电点与所述射频收发芯片WTR60连接形成高频天线。其中,所述第一金属边条21和所述第二金属边条22分别设置在所述金属背板10的右侧和左侧,所述第三金属边条23和所述第四金属边条24分别设置在所述金属背板10的上端和下端。第一天线体是金属背板10和第一金属边条21或者金属背板10和第二金属边条22;第二天线体是金属背板10和第三金属边条23或者金属背板10和第四金属边条24。其中,所述第四金属边条24上设置有第一馈电点(Ant1)11,所述第三金属边条23设置有第二馈电点(Ant2)12,所述第一馈电点(Ant1)11和所述第二馈电点(Ant2)12通过第一双刀双掷开关30与所述射频收发芯片WTR60连接。其中,所述第一金属边条21上设置有第三馈电点(Ant3)13,所述第二金属边条22设置有第四馈电点(Ant4)14,所述第三馈电点(Ant3)13和所述第四馈电点(Ant4)14通过第二双刀双掷开关与所述射频收发芯片WTR60连接。其中,所述第一双刀双掷开关30和所述第二双刀双掷开关40连接到一RF射频前端板(RFFrontEnd)50,所述RF射频前端板(RFFrontEnd)50与所述射频收发芯片WTR60连接。其中,所述第一馈电点(Ant1)11设置在所述金属边框20下端,位于两个断缝70之间,与所述第四金属边条24连接。其中,所述第二馈电点(Ant2)12设置在所述金属边框20上端,位于两个断缝70之间,与所述第三金属边条23连接。其中,所述第三馈电点(Ant3)13和第四馈电点(Ant4)14设置在所述金属边框20的下端,位于两个断缝70的外侧,所述第三馈电点(Ant3)13与所述第一金属边条21连接,所述第四馈电点(Ant4)14与所述第二金属边条22连接。本发明的金属环全面屏的天线结构及其移动终端,通过断缝将金属边框分成了四个部分,其中左右两侧的金属边条和金属背板形成的第一天线体是对应低频、中频天线,其中上下两端的金属边条和金属背板形成的第二天线体是对应高频天线,当手握移动终端时,其中一侧的金属边条被手遮挡影响射频信号质量时,通过第一双刀双掷开关和第二双刀双掷开关分别进行上下两端以及左右两侧的金属边条的馈电点切换,从而消除由于用户的手遮挡造成的射频信号波动问题,确保低频、中频、高频全频段的射频信号质量稳定。需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的
技术领域
:,均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3 当前第1页1 2 3 
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