一种具有天线功能的振动器及移动终端的制作方法

本实用新型涉及无线通信领域，具体说的是一种具有天线功能的振动器及移动终端。

背景技术：

移动终端中，振动器是必不可少的部件，振动器分为传统振动器和新型振动器。传统的振动器是通过偏心轮的摆动形成振动，它的作用是在用户希望静音的场合通过振动的方式通知使用者来电、闹钟等信息。

目前市场上流行的新型振动器，其外形以立方体为主，长度、宽度以及厚度可以根据终端的外形设计和内部部件摆放灵活变化，同时最主要的优势是其振动幅度可以任意变化，因此它除了具有传统振动器功能之外还可以为用户带来更丰富的体验，比如模仿用户设定的振感，通过不同的反馈告诉用户更多的信息。这类振动器有逐步普及的趋势。

上述新型振动器由内部部件和外壳组成，考虑到其结构的稳定性和牢固性，外壳基本采用金属材料；内部由两大部件组成：永磁铁和电磁铁。永磁铁一般是形状较规则的金属磁铁，电磁铁由金属线圈组成。金属线圈有两个引脚和外部电路相连。

移动终端中，天线作为收发无线信号的部件其作用也是不可或缺的。目前的设计方案主要是在移动终端上设定一块区域放置天线辐射体。由于工作频率和波长的关系，天线工作需要一定的空间尺寸，根据天线辐射原理，距离天线很近的金属部件通常会对天线性能有负面影响。由于振动器的外壳和内部零件以金属成分居多，因此振动器和天线装置需要间隔一定距离放置，这样的设计无法满足移动终端小型化的发展方向。

随着LTE(4G)、802.11a/b/g/n等新一代无线通信技术的进一步成熟、普及和应用，移动终端的所集成的无线通信功能越来越多，因此天线的数量进一步增多：从3G时代的不超过3个天线(2G&3G天线，GPS天线，WiFi&BT天线)增加到4G时代的5个以上天线(2G&3G&4G天线，2G&3G&4G分集天线,GPS天线，WiFi天线1，WiFi天线2，双卡GSM天线)。这些天线需要布局在为了追求大屏幕，大电池容量而设计的本就十分拥挤的移动终端上，这是现在面临的天线设计的挑战，明显现有的器件集成度已经需要优化。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种具有天线功能的振动器及移动终端，最大程度节省空间，提高器件集成度。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种具有天线功能的振动器，包括一磁铁和一线圈，所述一线圈为一天线线圈。

其中，还包括第一引脚和第二引脚，所述第一引脚和第二引脚分别与线圈的两端连接；

还包括滤波合路电路和滤波分路电路，所述滤波合路电路和滤波分路电路均包括低通滤波电路和高通滤波电路；所述滤波合路电路和滤波分路电路中的所述低通滤波电路的一端均与振动器驱动电路连接，另一端与相应的高通滤波电路的一端连接，所述高通滤波电路的另一端均与天线射频电路连接；

所述滤波合路电路中低通滤波电路与高通滤波电路的连接点与第一引脚连接；所述滤波分路电路中低通滤波电路与高通滤波电路的连接点与第二引脚连接。

其中，所述低通滤波电路包括电感，所述高通滤波电路包括电容。

其中，所述磁铁为矩形条状结构，所述线圈位于所述磁铁的一侧边位置。

其中，所述磁铁位于线圈内。

其中，还包括外壳，所述磁铁、线圈、第一引脚和第二引脚位于所述外壳内。

本实用新型提供的另一个技术方案为：

一种移动终端，包括上述的振动器。

其中，还包括主板，所述振动器位于主板的一角。

其中，所述振动器还包括长方形壳体，所述长方形壳体的尺寸为15-25mm*3-5mm*3-5mm。

其中，所述磁铁的尺寸为12-20mm*2-4mm*2-3mm。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型将天线装置集成到振动器内部，与振动器共用磁铁和线圈，通过滤波合路电路和滤波分路电路实现振动器驱动电路的低频信号和天线射频电路的高频信号的合路和分路，确保天线装置以及振动器的正常工作；集成天线辐射天线功能和丰富振动器功能的本实用新型，省去天线装置的空间占用，最大程度上的节省了所占用的空间，优化了天线装置的结构设计以及移动终端的整体设计，为具体设计带来更大灵活性和便利。

附图说明

图1为本实用新型具有天线功能的振动器中第一种线圈和磁铁的结构示意图；

图2为本实用新型具有天线功能的振动器中第二种线圈和磁铁的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一的振动器结构示意图；

图4为本实用新型实施例一的振动器结构的滤波合路电路的结构示意图；

图5为本实用新型实施例一的振动器结构的滤波合路电路的具体结构示意图；

图6为本实用新型实施例一的振动器结构的滤波分路电路的结构示意图；

图7为本实用新型实施例二的移动终端结构示意图；

图8为实施例一的振动器结构中天线的回波损耗仿真结果；

图9为实施例一的振动器结构中天线的辐射效率真结果。

标号说明：

1、磁铁；2、线圈；3、第一引脚；4、第二引脚；5、滤波合路电路；

6、滤波分路电路；7、高通滤波电路；8、振动器驱动电路；

9、天线射频电路；10、低通滤波电路；11、外壳。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本实用新型最关键的构思在于：将天线装置集成到振动器内部，与振动器共用磁铁和线圈，通过滤波合路电路和滤波分路电路实现振动器驱动信号和天线射频信号的合成无耗输入和分离无耗输出，确保天线装置以及振动器的正常工作。

请参照图1至图6，本实用新型提供一种具有天线功能的振动器，包括一磁铁1和一线圈2，所述一线圈为一天线线圈。

请查阅3，进一步的，还包括第一引脚3和第二引脚4，所述第一引脚3第二引脚4分别与线圈2连接；

还包括滤波合路电路5和滤波分路电路6，所述滤波合路电路5和滤波分路电路6均包括低通滤波电路10和高通滤波电路7；每个低通滤波电路10的一端均与振动器驱动电路8连接，另一端与相应的高通滤波电路7的一端连接，每个高通滤波电路7的另一端均与天线射频电路9连接；

所述滤波合路电路5中低通滤波电路10与高通滤波电路7的连接点作为输出端与第一引脚3连接；所述滤波分路电路6中低通滤波电路10与高通滤波电路7的连接点作为输入端与第二引脚4连接。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：提供一种带有天线功能的振动器，将天线装置集成到振动器中，同时利用滤波电路实现振动器驱动信号和天线射频信号的无耗合成输入和无耗分离输出，保证振动器驱动信号和射频信号通路的完整、通畅，不相互干扰。

进一步的，所述低通滤波电路10包括电感，所述高通滤波电路7包括电容。

由上述描述可知，天线射频信号的频率一般在700MHz以上，相对射频信号而言，振动器驱动信号属于低频信号。通过利用电感能够隔离高频信号，而让低频信号无损通过，可以从低通滤波电路的输出端提取振动器驱动信号；利用电容能够隔离低频信号，让高频信号无损通过，可以从高通滤波电路的输出端提取天线射频信号；通过合并低通滤波电路以及高通滤波电路的输出端，可以实现振动器驱动信号和天线射频信号的无损合成，且不会互相影响。

进一步的，所述磁铁1为矩形条状结构，所述线圈2位于所述磁铁1的一侧边位置。

进一步的，所述磁铁1位于线圈2内。

由上述描述可知，提供两种结构形式，一种为线圈2在磁铁1的外侧，如图1所示，一种为磁铁1从线圈2内部穿过，如图2所示。

进一步的，还包括外壳11，所述磁铁1、线圈2、第一引脚3和第二引脚4位于所述外壳11内。

由上述描述可知，将振动器与天线装置的磁铁、线圈和第一引脚、第二引脚封装在外壳内，实现器件的高度集成。

请参与图7，本实用新型提供的另一个技术方案为：

一种移动终端，包括上述的振动器。

由上述描述可知，提供一种移动终端，无需配置天线设备的占用空间，而是利用振动器内的线圈2和磁铁1，将振动器的线圈2通电后产生的交变磁场同时作为天线装置的辐射体。振动器的磁铁1与通电后的线圈2一起提供振动器的驱动信号的同时，还能有效增强天线的性能；最大程度的提高移动终端内器件的集成度，使整体结构缩小，满足移动终端的小型化发展趋势。

请参照图1-图6，本实用新型的实施例一为：

提供一种具有天线功能的振动器，包括磁铁1、金属线圈2、第一引脚3和第二引脚4，所述线圈2临近所述磁铁1设置，但二者之间间隔一定距离，所述第一引脚3和第二引脚4分别与线圈2的两端连接；优选的，所述磁铁1为形状规则的永磁铁，优选为矩形条状结构；所述线圈2为金属线圈组成的电磁铁；所述线圈2同时作为振动器的线圈以及天线线圈。

可选的，所述线圈2与磁铁1的相对位置可以有两种结构形式，一种为金属线圈为具有一开口的圆环型，设置在永磁铁的一侧边位置，结构示意如图1所示；另一种永磁铁从圆环型的金属线圈内部穿过，具体结构参见图2；

优选的，第一引脚3和第二引脚4分为位于圆环型金属线圈的端部，信号由第一引脚3输入后通过第二引脚4输出，即，整个线圈2都作为天线的辐射体，因此，天线的射频信号的波长可以由振动器线圈完整的电长度实现，因此，本实施例的天线的射频信号覆盖范围得到了提高；

优选的，所述振动器还包括一外壳11，所述磁铁1、线圈2、第一引脚3和第二引脚4集成设置在所述外壳11内，实现结构的小型化。

请参阅图3、图4、图5和图6，上述振动器还包括滤波合路电路5和滤波分路电路6，所述滤波合路电路5由一低通滤波电路10和一高通滤波电路7组成；所述滤波分路电路6由一低通滤波电路10和一高通滤波电路7组成；

滤波合路电路5和滤波分路电路6中的所述低通滤波电路10的一端均与振动器驱动电路8连接，另一端均与相应的高通滤波电路7的其中一端连接，而所述高通滤波电路7的另一端均与天线射频电路9连接；

所述滤波合路电路5中，低通滤波电路10与高通滤波电路7连接后，与第一引脚3连接；

所述滤波分路电路6中，低通滤波电路10与高通滤波电路7连接后，与第二引脚4连接；

具体的电路连接如图4至图6所示，滤波合路电路5和滤波分路电路6的结构相同，区别在于各自输出端和输入端的连接不同；优选的，所述低通滤波电路10由一电感构成，所述高通滤波电路7由一电容构成。

本实施例的工作原理为：

天线装置集成到振动器内部，与振动器共用一线圈，具体工作原理为：

振动器的振动驱动信号和天线的射频信号由共同的第一引脚引入，同时加载在线圈上，天线装置利用振动器内的线圈通电后产生交变磁场的特性，将振动器的线圈作为天线射频信号发生器，利用振动器中的磁铁来增强天线的性能，即，将天线装置集成到振动器中，实现天线装置的小型化，集成化，从而减少天线装置的占用空间；同时也不需要额外的物料，大大节约了成本。

天线装置和振动器同时工作时的工作原理为：

如图3所示，将滤波合路电路的输出端作为端口a，输入端分为两路，与低通滤波电路10连接的一路作为端口b与振动器驱动电路8连接，与高通滤波电路7连接的另一路作为端口c与天线射频电路9连接；

将滤波分路电路6的输入端作为端口d，输出端分为两路，与低通滤波电路10连接的一路作为端口e与振动器驱动电路8连接，与高通滤波电路7连接的另一路作为端口f与天线射频电路9连接；

振动器驱动电路8和天线射频电路9同时工作时，信号通路如下：

振动器驱动电路8输出的振动器驱动信号和天线射频电路9输出的射频信号分别通过端口b和端口c输入到滤波合路电路5中，经过滤波合路电路5无损整合振动器驱动信号和射频信号后通过输出端到达端口a，形成振动器驱动、射频混合信号进入线圈2；通过线圈2后到达端口d，经滤波分路电路6的输入端输入后再无损拆分为振动器驱动信号和射频信号，并通过端口e输出振动器驱动信号进入振动器驱动电路8，通过端口f输出射频信号接入天线射频电路9，从而形成各自的信号链路。

通过滤波合路电路5和滤波分路电路6能够实现射频信号以及振动器驱动信号的无损耗合并以及相互隔离，确保振动器和天线装置各自独立不受影响的基于同一磁铁和线圈进行工作，防止振动器在震动过程中夹杂噪声信号，防止天线射频信号收到振动驱动信号的干扰。

请查阅图4和5，具体的，滤波合路电路5的工作原理如下：

振动器驱动信号的频率一般在kHz量级，而天线装置的射频信号一般在700MHz以上，相对于射频信号而言，振动器驱动信号属于低频信号；相反地，相对于振动器驱动信号而言，射频信号是高频信号。根据电路的基本理论，可以用高通滤波电路7、低通滤波电路10将二者合成和分离，且不会互相影响。

具体的说，当振动器驱动信号经端口b进入滤波合路电路5，通过与之连接的低通滤波电路10对其呈低阻状态，可以确保其无损耗的通过；而高通滤波电路7对振动器驱动信号呈高阻状态，振动器驱动信号并不会通过高通滤波电路7到达端口c，因此振动器驱动信号会无损的经端口b输出到端口a。

对于端口c的射频信号而言原理是相同的：射频信号经端口c进入滤波合路电路5，通过与之连接的高通滤波电路7对其呈低阻状态可以无损耗的通过，而低通滤波电路10对射频信号呈高阻状态，射频信号并不会通过低通滤波电路10到达端口b，因此射频信号会无损的经端口c输出达到端口a，这就实现了基于滤波合路电路5的振动器驱动信号、射频信号的合成无耗输入。

请查阅图6，具体的，滤波分路电路6的工作原理如下：

滤波分路电路6的工作原理和滤波合路电路5相同，只是信号流向相反。当振动器驱动信号和射频信号的混合信号经端口d输出到滤波分路电路6；混合信号中的低频(振动器驱动信号)部分只能通过低频滤波电路10，而高频(射频信号)部分只能通过高通滤波电路7，振动器驱动信号和射频信号经过滤波分路电路6实现了无损耗分离，分别到达端口e和端口f，实现了信号的分路，从而保证了振动器驱动信号和射频信号通路的完整、通畅、不受其他信号干扰。

优选的，对于振动器驱动信号和射频信号的滤波分路电路6和滤波合路电路5的组成，可以是电容、电感、电阻及其中的一种或一种以上的组合。

通过上述，实现了将振动器驱动电路和天线射频电路分别输出的振动器驱动信号和射频信号经过滤波合路进行无损耗混合后，输入到同一线圈中，然后再通过滤波分路将混合信号进行无损耗分离后分别输出到振动器驱动电路和天线射频电路，在确保振动器驱动信号和射频信号各自通路完整、；流畅、不受干扰的前提下，最终实现振动器和天线装置共用一线圈和磁铁，各自实现其功能；实现了天线装置集成到振动器内，以最大程度的节省空间的占用。

具体的，请参阅图8和9所示，为本实用新型的天线装置中天线的回波损耗和辐射效率的仿真结果；由图可知，所涉及的天线在设计的频段内可以有较好的回波损耗，以及具有良好的辐射效率。

请参照图7，本实用新型的实施例二为：

本实施例为利用采用实施例一提供的一种天线性能的振动器的移动终端，所述移动终端包括天线装置、实施例一的振动器以及主板；

所述天线装置包括天线射频电路，集成在振动器内的磁铁1、线圈2、第一引脚3和第二引脚4，即所述天线装置与振动器共用一磁铁和线圈；天线射频电路发出的射频信号和振动器驱动电路发出的振动器驱动信号均通过第一引脚3输入到线圈，然后经过第二引脚输出，返回到天线射频电路和振动器驱动电路；射频信号和振动器驱动信号各自的通信链路原理说明参见实施例一。

优选的，所述振动器设置在主板的一角，优选为右上角位置；所述振动器为一长方体形状，外壳尺寸为15-25mm*3-5mm*3-5mm，优选为20mm*4mm*4mm,内部永磁铁尺寸为12-20mm*2-4mm*2-3mm，优选为16mm*3mm*2.5mm；金属线圈和引脚在物理上是连接的。

本实施例提供的移动终端采用具有天线功能的振动器，实现了天线装置的小型化、集成化，有效减少了天线装置所占用的空间，而且不需要额外物料，大大节省了成本；通过将天线装置和振动器整合为一体，实现了移动终端内部器件的高度集成，为移动终端的整体和天线设计带来了更多的灵活性和便利。

综上所述，本实用新型提供的一种具有天线功能的振动器和移动终端，将天线装置和振动器集成在一起，省去了天线装置占用的空间和物料成本；且依然能够确保天线装置以及振动器的正常工作；最大程度上的节省了所占用的空间，优化了天线装置的结构设计以及移动终端的整体设计，为具体设计带来更大灵活性和便利。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。