一种天线结构及通信终端的制作方法

1.本技术实施例涉及电子设备领域，尤其涉及一种天线结构及通信终端。


背景技术：

2.随着通信技术的发展，通讯设备(例如手机、电话手表等)所需要支持的 频段越来越多、带宽要求越来越宽，传统的天线已经很难满足所需支持的带宽 要求。为了满足单用户峰值速率和系统容量提升的要求，lte
‑
advanced系统引 入一项增加传输带宽的技术，也就是ca(carrier aggregation，载波聚合)。
3.对于天线端，需要同时存在多个载波频段，为了提高天线传输效果，需要 对天线进行载波频段调节。目前，对天线端的载波频段进行调节一般是通过调 谐开关器件进行的，但是调谐开关器件在调谐时，会对整个频段进行同步调节， 天线调谐效果不理想。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种天线结构及通信终端，以提高天线调谐效果。
5.在第一方面，本技术实施例提供了一种天线结构，包括第一天线辐射体、 第二天线辐射体、调谐开关器件和多个调谐电抗元件，其中：
6.所述第一天线辐射体和所述第二天线辐射体相耦合，所述第一天线辐射体 设置有用于收发射频信号的天线馈电点，所述第二天线辐射体设置有接地点以 及调谐点，所述第二天线辐射体的调谐点，设置在所述第二天线辐射体的目标 频段电流分布集中区域；
7.多个所述调谐电抗元件的一端通过所述调谐开关器件与所述第二天线辐射 体的调谐点连接，另一端接地，所述调谐开关器件用于控制所述调谐电抗元件 与所述第二天线辐射体之间的通断。
8.进一步的，所述调谐开关器件为单刀多掷开关。
9.进一步的，所述调谐电抗元件包括电容、电感和电阻中的一种或多种的组 合。
10.进一步的，所述第二天线辐射体的调谐点，设置在所述第二天线辐射体的 低频电流分布集中区域。
11.进一步的，所述第一天线辐射体包括一体成型的第一天线本体和天线馈电 点，所述天线馈电点从所述第一天线本体的中部凸出并延伸设置，所述第一天 线本体靠近所述第二天线辐射体的端部往回弯折并延伸，另一端朝外延伸。
12.进一步的，所述第二天线辐射体包括一体成型的第二天线本体、调谐点和 接地点，所述调谐点从所述第二天线本体远离所述第一天线辐射体的端部凸出 并延伸设置，所述接地点从所述第二天线本体中位于所述调谐点和所述第一天 线辐射体之间的位置凸出并延伸设置。
13.在第二方面，本技术实施例提供了一种通信终端装置，包括主板和如第一 方面所述的天线结构，其中：
14.所述第一天线辐射体和所述第二天线辐射体设置在所述主板上，所述第一 天线
辐射体的天线馈电点与所述主板的射频端连接，所述第二天线辐射体的接 地点与所述主板的地层连接；
15.所述调谐阻抗元件的接地端与所述主板的地层连接，所述调谐开关器件与 所述主板连接，所述主板用于对所述调谐开关器件的工作进行控制，以及用于 向所述第一天线辐射体发送或从向所述第一天线辐射体接收射频信号。
16.进一步的，所述主板上设置有天线支架，所述第一天线辐射体和所述第二 天线辐射体设置在所述天线支架上。
17.进一步的，所述第一天线辐射体和所述第二天线辐射体设置在所述天线支 架背向所述主板的一侧，所述第一天线辐射体的天线馈电点沿所述天线支架的 侧边向所述主板延伸，所述第二天线辐射体的接地点和调谐点分别沿所述天线 支架的侧边向所述主板延伸。
18.进一步的，所述天线支架采用非金属材料制成。
19.本技术实施例通过调谐开关器件控制调谐电抗元件与第二天线辐射体之间 的通断，从而切换接入到第二天线辐射体中的调谐阻抗元件，以通过不同的调 谐阻抗元件实现不同的调谐作用，并通过调谐开关器件切换调谐电抗元件进行 调谐时，只针对目标频段进行调谐，其他频段保持不变，从而对低、中、高频 进行更精细的载波聚合，提高天线调谐效果，实现单天线扩频。
附图说明
20.图1是本技术实施例提供的一种天线结构的电路结构示意图；
21.图2是本技术实施例提供的一种第一天线辐射体和第二天线辐射体的结构 示意图；
22.图3是本技术实施例提供的一种天线s参数在不同调谐电抗元件下的变化 示意图；
23.图4是本技术实施例提供的一种通信终端的结构示意图；
24.图5是本技术实施例提供的主板、调谐开关器件与控制调谐电抗元件的连 接关系示意图；
25.图6是本技术实施例提供的一种低频电流的分布示意图；
26.图7是本技术实施例提供的一种中频电流的分布示意图；
27.图8是本技术实施例提供的一种高频电流的分布示意图。
28.附图标记：1、第一天线辐射体；101、第一天线本体；102、天线馈电点； 2、第二天线辐射体；201、第二天线本体；202、调谐点；203、接地点；3、调 谐开关器件；4、调谐电抗元件；5、主板；501、基材；502、地层；6、天线支 架。
具体实施方式
29.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本技术 具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅 仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。
30.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、
ꢀ“
连接”、
“
固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸 连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可 以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用 关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术 中的具体含义。
31.图1给出了本技术实施例提供的一种天线结构的电路结构示意图，参考图1， 该天线结构包括第一天线辐射体1、第二天线辐射体2、调谐开关器件3和多个 调谐电抗元件4。
32.其中，本实施例提供的第一天线辐射体1和第二天线辐射体2相耦合，并 且第一天线辐射体1设置有用于收发射频信号的天线馈电点102，第二天线辐射 体2设置有接地点203以及调谐点202。第一天线辐射体1和第二天线辐射体2 相耦合形成耦合馈点天线，向第一天线辐射体1的天线馈线点发送电信号(例 如射频信号)，电信号将通过第一天线辐射体1耦合到第二天线辐射体2上。 可选的，第一天线辐射体1和第二天线辐射体2采用金属材质(例如铜)，并 采用lds化镀或者fpc工艺制成。
33.进一步的，本方案设置有多个调谐电抗元件4，多个调谐电抗元件4的一端 通过调谐开关器件3与第二天线辐射体2的调谐点202连接，另一端接地。其 中，本实施例提供的调谐电抗元件4包括电容、电感和电阻中的一种或多种的 组合，并且每个调谐电抗元件4的电抗值不相同。
34.本实施例提供的调谐开关器件3用于控制调谐电抗元件4与第二天线辐射 体2之间的通断。具体的，本实施例提供的调谐开关器件3采用单刀多掷开关， 其中调谐开关器件3具有固定端和多个活动端，调谐开关器件3的固定端与第 二天线辐射体2的调谐点202连接，调谐开关器件3的每个活动端各与一个调 谐电抗元件4的一端连接。其中，调谐开关器件3可由单个单刀多掷开关构成， 也可由多个单刀多掷开关构成，以实现更多活动端的扩展，接入更多的调谐电 抗元件4。
35.其中调谐开关器件3为单刀多掷开关，调谐电抗元件4为电容、电感或电 阻。调谐开关器件3的固定端与第二天线辐射体2的调谐点202电连接，调谐 开关器件3的活动端分别与一个调谐电抗元件4对应，并与对应的调谐电抗元 件4电的第一端电连接，各个调谐电抗元件4的第二端接地。可通过控制调谐 开关器件3中固定端与活动端的连接或断开，控制连通于第二天线辐射体2的 调谐电抗元件4，并由该调谐电抗元件4实现对耦合馈点天线的调谐。通过调谐 开关器件3切换接入到第二天线辐射体2的调谐电抗元件4，切换不同的孔径， 从而实现天线频段的切换(即s参数(散射参数)的切换)。
36.图2是本技术实施例提供的一种第一天线辐射体和第二天线辐射体的结构 示意图。示例性的，如图2所示，本实施例提供的第一天线辐射体1包括一体 成型的第一天线本体101和天线馈电点102，天线馈电点102从第一天线本体 101的中部凸出并延伸设置，第一天线本体101靠近第二天线辐射体2的端部往 回弯折并延伸，另一端朝外延伸。本实施例提供的第二天线辐射体2包括一体 成型的第二天线本体201、调谐点202和接地点203，其中调谐点202从第二天 线本体201远离第一天线辐射体1的端部凸出并延伸设置，接地点203从第二 天线本体201中位于调谐点202和第一天线辐射体1之间的位置凸出并延伸设 置。
37.可选的，本实施例提供的第二天线辐射体2的调谐点202，设置在第二天线 辐射体2的目标频段电流分布集中区域。其中目标频段电流分布集中区域包括 低频电流分布集中区域、中频电流分布集中区域和高频电流分布集中区域。本 实施例以低频电流分布集中区
域作为目标频段电流分布集中区域为例进行描 述。其中，低频电流分布集中区域可以是频段在0.5～1.5ghz的电流分布集中区 域。
38.本实施例提供的目标频段电流分布集中区域可理解为第一天线辐射体1和 第二天线辐射体2在工作时，目标频段的电流在第一天线辐射体1和第二天线 辐射体2上集中分布的区域。其中第一天线辐射体1和第二天线辐射体2上各 频段电流的分布集中区域，可根据具体的第一天线辐射体1和第二天线辐射体2 确定。例如，向第一天线辐射体1发送射频信号，第一天线辐射体1和第二天 线辐射体2之间经过耦合，其产生的不同频段的电流，并对不同频段的电流进 行检测得到各频段电流的分布集中区域，或者是通过仿真软件对第一天线辐射 体1和第二天线辐射体2的工作进行仿真，根据仿真结果确定各频段电流的分 布集中区域。
39.图3是本技术实施例提供的一种天线s参数在不同调谐电抗元件下的变化 示意图，如图3所示，其中纵坐标表示第一天线辐射体1和第二天线辐射体2 相耦合形成的耦合馈点天线的s参数，横坐标表示电流频率，图中示出了7种 不同的调谐电抗元件4下s参数在不同频段的变化情况，从图3中可知，调谐 电抗元件4的变化对低频范围的s参数影响较大，而对中高频的s参数影响较 小，那么在通过调谐开关器件3切换调谐电抗元件4调谐的过程中，只针对低 频进行调谐，中、高频始终不变，从而可以满足任意不同频段的低频和中、高 频进行载波聚合的要求，真正实现单天线扩频。
40.上述，通过调谐开关器件3控制调谐电抗元件4与第二天线辐射体2之间 的通断，从而切换接入到第二天线辐射体2中的调谐阻抗元件，改变天线结构 的s参数，并通过不同的调谐阻抗元件实现不同的调谐作用。传统调谐方案在 对天线的调谐过程中，一般是对全频段进行调谐，本方案通过调谐开关器件3 切换调谐电抗元件4进行调谐时，只针对低频进行调谐，中、高频保持不变， 从而对不同频段的低频和中、高频进行载波聚合，真正实现单天线扩频。
41.图4是本技术实施例提供的一种通信终端的结构示意图，该通信终端可以 是手机、平板、可穿戴设备(例如智能手表)等，本技术不做限定。如图4所 示，该通信终端包括主板5和上述实施例提供的天线结构。
42.由上述实施例可知，天线结构包括第一天线辐射体1、第二天线辐射体2、 调谐开关器件3和多个调谐电抗元件4。其中，第一天线辐射体1和第二天线辐 射体2设置在主板5上，第一天线辐射体1的天线馈电点102与主板5的射频 端(可由主板5上安装的控制器或天线控制电路提供)连接，第二天线辐射体2 的接地点203与主板5的地层502连接。
43.具体的，本实施例提供的主板5包括基材501和地层502，基材501采用 fr4材料制成，地层502采用金属材料制成(例如铜)，其中地层502作为主 板5的公共接地端。主板5上设置有长条形设置的天线支架6，第一天线辐射体 1和第二天线辐射体2设置在天线支架6上，该天线支架6采用非金属材料(例 如塑料支架)制成。第一天线辐射体1和第二天线辐射体2设置在天线支架6 背向主板5的一侧，第一天线辐射体1的天线馈电点102沿天线支架6的侧边 向主板5延伸，第二天线辐射体2的接地点203和调谐点202分别沿天线支架6 的侧边向主板5延伸。通过天线支架6为第一天线辐射体1和第二天线辐射体2 提供安装位置，并有效减少主板5上的元器件对第一天线辐射体1和第二天线 辐射体2造成的电磁干扰。
44.进一步的，调谐阻抗元件的接地端与主板5的地层502连接，调谐开关器 件3固定
安装在主板5上，主板5与调谐开关器件3的控制端电连接，主板5 用于对调谐开关器件3的工作进行控制(即控制调谐开关器件3中与固定管电 连接的活动端)，以及用于向第一天线辐射体1发送或从向第一天线辐射体1 接收射频信号。
45.图5是本技术实施例提供的主板、调谐开关器件与控制调谐电抗元件的连 接关系示意图，如图5所示，调谐开关器件3为单刀多掷开关，调谐电抗元件4 为电容、电感或电阻。调谐开关器件3的固定端与第二天线辐射体2的调谐点 202电连接，调谐开关器件3的活动端分别与一个调谐电抗元件4对应，并与对 应的调谐电抗元件4电的第一端电连接，各个调谐电抗元件4的第二端连接到 主板5的地层502，主板5电连接于调谐开关器件3的控制端。
46.图6是本技术实施例提供的一种低频电流的分布示意图，图7是本技术实 施例提供的一种中频电流的分布示意图，图8是本技术实施例提供的一种高频 电流的分布示意图。主板5在向第一天线辐射体1发送射频信号时，第一天线 辐射体1和第二天线辐射体2之间经过耦合，其产生的不同频段的电流分布如 图6
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8所示，图中6
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8中的点状即为对应频段电流的分布，点状越密，对应频段 电流在该位置分布越集中。可知天线结构的低频电流集中分布在第二天线辐射 体2的调谐点202附近，并且在该位置中频电流和高频电流的分布较少，在调 谐点202中切换调谐阻抗元件，提高低频调谐的效果，并且不会对中高频段造 成太大影响。
47.上述，通过调谐开关器件3控制调谐电抗元件4与第二天线辐射体2之间 的通断，从而切换接入到第二天线辐射体2中的调谐阻抗元件，改变天线结构 的s参数，并通过不同的调谐阻抗元件实现不同的调谐作用。传统调谐方案在 对天线的调谐过程中，一般是对全频段进行调谐，难以做到对特定频段的调谐， 本方案通过调谐开关器件3切换调谐电抗元件4进行调谐时，只针对低频进行 调谐，中、高频保持不变，从而对不同频段的低频和中、高频进行载波聚合， 真正实现单天线扩频。
48.上述仅为本技术的较佳实施例及所运用的技术原理。本技术不限于这里所 述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整 及替代均不会脱离本技术的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本技术进 行了较为详细的说明，但是本技术不仅仅限于以上实施例，在不脱离本技术构 思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本技术的范围由权利要求的 范围决定。