一种移动终端的天线及移动终端的制作方法

一种移动终端的天线及移动终端的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种移动终端的天线及移动终端，在所述移动终端的表面设置有金属件，在所述天线中设置有一呈S型或U型的调谐部，天线的信号馈点靠移动终端的一侧布设；所述金属件作为天线的一部分，连通天线的调谐部，并通过天线的调谐部连通天线的信号馈点；所述金属件远离调谐部的一侧连通电路板的地层；所述调谐部将天线的敏感区域调谐到远离移动终端周边的区域。本发明在包含金属装饰件的天线设计中，将天线的信号馈点靠边布设，并在信号馈点与金属装饰件之间设计调谐部，通过采用这样的技术方案可以在满足天线对宽频带宽覆盖要求的同时，实现天线敏感点对人手（人体）的规避，实现了天线良好的人手（人体）性能。
【专利说明】一种移动终端的天线及移动终端
【技术领域】
[0001]本发明属于移动终端【技术领域】，具体地说，是涉及一种应用于移动终端的天线以及采用所述天线的移动终端。
【背景技术】
[0002]天线是移动终端必需的重要组成部分，它是移动终端发射和接收电磁波的一个重要装置。在移动终端进行信号传输的过程中，天线负责将电信号转化为电磁波辐射出去，并及时地将接收到的电磁波转化为电信号。
[0003]随着移动终端技术的发展，为了满足外观的需求，越来越多的移动终端在表面设置有金属装饰件，以增强移动终端的金属质感。但是，在移动终端的表面设置金属装饰件，会对移动终端中的天线性能产生严重影响，导致天线辐射功率的降低。为了避免金属装饰件对天线性能的影响，现有技术中将金属装饰件作为天线的一部分加以利用，以同时满足移动终端的外观需求和天线功能的实现。如图1所示的天线，其中，I为安装于移动终端表面的金属装饰件；2为天线的调谐部；3为寄生天线分支；4为移动终端内部的PCB板。将金属装饰件I的一端通过连接器5连通天线的调谐部2，并通过天线的调谐部2连通PCB板4上的信号馈点?，形成天线的主通路；将金属装饰件I的另一端通过连接器6连通寄生天线分支3，并通过寄生天线分支3连通PCB板的地层。由此，便将移动终端上的金属装饰件I接入到天线中，形成天线的一部分。
[0004]在现有兼容金属边框或者金属装饰件作为天线一部分的天线解决方案中，为了满足低频宽频带宽的设计需 要，天线的馈电点^大都采用居中布局的设计方式，即布设在PCB板4居中的位置，如图1所示。这种馈电点居中且兼容金属装饰件的天线布局方式，使得天线发射信号的敏感区域位于人手(人体)容易触摸到的地方，天线的敏感区容易受到人手(人体)影响，使得天线信号的发射和接收性能受到影响，进而影响了移动终端的正常使用，存在着人手(人体)性能不好的缺陷。

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于提供一种新型的天线，将配置在移动终端上的金属件作为天线的一部分使用，并通过合理布局天线的馈电位置，从而在实现移动终端对宽频带覆盖的同时，解决了天线人手(人体)性能不好的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现:
一种移动终端的天线，包括设置在移动终端表面的金属件，在所述天线中设置有一调谐部，所述调谐部呈S型或U型，天线的信号馈点靠移动终端的一侧布设；所述金属件作为天线的一部分，连通天线的调谐部，并通过天线的调谐部连通天线的信号馈点；所述金属件远离调谐部的一侧连通电路板的地层；所述调谐部将天线的敏感区域调谐到远离移动终端周边的区域。
[0007]为了将天线的敏感区域调整到人手(人体)不易触摸到的地方，以保证移动终端在手持状态下仍能保持良好的射频性能，本发明将所述天线调谐部的走线方向朝向移动终端的中间区域，进而将天线的敏感区域调谐到移动终端的中间位置，即整机端面相对居中的位置，由此便规避了人手(人体)效应。
[0008]为了改善天线的高频带宽，满足移动终端对宽频覆盖的需求，在所述天线中还设置有用于扩展高频带宽的高频寄生分支，所述高频寄生分支与天线的调谐部相耦合。如果天线的调谐部与高频寄生分支直接耦合无法满足移动终端对高频带宽的覆盖要求，则可以在所述调谐部的基础上再连接一个调谐分支，利用所述调谐分支与高频寄生分支进行耦合，以解决高频带宽不够的缺陷。
[0009]优选的，所述高频寄生分支的走线方向优选朝向移动终端的中间区域，以进一步优化手持状态下天线的射频性能。
[0010]进一步的,所述高频寄生分支连通接地馈点,所述接地馈点布设在电路板上,且与电路板的地层连通。
[0011]优选的，所述接地馈点优选相邻天线的信号馈点布设，且位于信号馈点的内侧。
[0012]基于上述天线的结构设计，本发明还提出了一种采用所述天线设计的移动终端，在所述移动终端的表面设置有金属件，将所述金属件作为天线的一部分，连通天线的调谐部，并通过天线的调谐部连通天线的信号馈点；所述天线的调谐部呈S型或U型，将所述天线的信号馈点靠移动终端的一侧布设；所述金属件远离调谐部的一侧连通电路板的地层；调节天线调谐部的走线，将天线的敏感区域调谐到远离移动终端周边的区域，即人手(人体)不易触及的区域，由此来改善天线的人手(人体)性能。
[0013]与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是:本发明的天线将移动终端表面布设的金属件作为天线的一部分加以利用，形成Loop形式天线，实现了低频天线的谐振，在满足对天线低频带宽位置调谐的基础上，通过将天线的信号馈点靠边布设，即靠近移动终端的一侧布设，通过将天线的调谐部设计成S型、或U型，从而很容易将天线的敏感区域调整到人手(人体)不易触摸到的地方，实现了天线敏感点对人手(人体)的规避，使天线在手持状态下仍能保持良好的射频性能。
[0014]结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
【专利附图】

【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为现有兼容金属装饰件的天线结构示意图；
图2为本发明实施例中提出的具有金属件的移动终端的结构示意图；
图3为本发明实施例中提出的天线的截面示意图；
图4为本发明实施例中提出的天线的调谐部与高频寄生分支的走线示意图；
图4-1为图4中231段的走线示意图；
图4-2为图4中232段的走线示意图；图4-3为图4中234段的走线示意图；
图5为本发明实施例中提出的天线的立体结构示意图；
图6为本发明实施例中提出的天线的回波损耗曲线图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细地说明。
[0018]本发明针对设置有金属装饰条的移动终端，提出了一种天线的结构设计。由于金属装饰条的存在，导致采用常规技术设计的天线，其辐射性能变得很差，几乎无法工作。为了规避金属装饰条对天线性能的影响，本发明将金属装饰条作为天线的一部分加以利用，并通过在电路板上合理布局天线的馈电位置，从而为天线预留出足够的空间用于调谐部的布设，由此一来，不仅可以提高天线设计形式的自由度，而且通过对天线调谐部的走线形式进行调节，还能够很容易地将天线的敏感区域调整到移动终端的中间位置，即手持状态下人手(人体)不易触及到的区域，从而在方便对天线的谐振频率和覆盖带宽进行调谐的基础上，有效地规避了手持效应的影响。
[0019]此外，本发明通过在天线中设计与调谐部相耦合的高频寄生分支，以满足移动终端对宽频段覆盖的需求。
[0020]下面以手机作为所述的移动终端为例，通过一个具体的实施例，对本发明所提出的天线的具体结构设计及其工作原理进行详细地阐述。
[0021]实施例一，在目前的很多手机产品上，为了追求外观的时尚性和美观度，往往需要在手机的表面安装金属条进行装饰，以增强手机的金属质感。如图2所示，在某些手机外壳的上表面，位于触摸屏10上侧和下侧的外壳边缘位置处分别安装有一个金属条11、12，由于手机中的天线通常也是布设在手机机壳中的顶部区域或者底部区域，因此这些金属条
11、12便位于了天线的净空设计区域内。常规的天线设计方式由于无法实现金属条11、12对天线净空区域的有效规避，因此导致天线的辐射效率降低，使得设计有金属装饰条的手机，其天线的辐射性能难以得到保证，尤其是当手持通话或者手持上网状态时，天线的性能会更差。
[0022]为了提高该类装饰有金属条的手机天线的辐射效率，以增强其射频信号的收发强度，现有技术中采用将金属条作为天线的一部分的方案，在这种技术方案中为满足天线对宽频带宽的覆盖，天线的馈电点大都采用居中布局的设计方式，即布设在PCB板居中的位置。这种馈电点居中且兼容金属装饰件的天线布局方式，使得天线发射信号的敏感区域位于人手(人体)容易触摸到的地方，天线的敏感区容易受到人手(人体)影响，使得天线信号的发射和接收性能受到影响，进而影响了移动终端的正常使用。
[0023]为了满足天线对宽频带宽的覆盖要求的同时改善手机的人手(人体)性能，本实施例提出了一种技术方案:合理布局天线的馈电位置，并增加一呈S型或U型的调谐部，以方便地调谐天线的敏感区域，使其位于人手(人体)不易触及的区域。
[0024]图3、图5分别为本实施例所提出的天线的截面示意图和立体结构示意图，假设金属条12为布设在手机外壳上且位于天线净空区域内的金属件，以下统一用金属件12进行表述。将所述金属件12与布设在手机内部的天线走线23连通，具体来讲，本实施例在所述天线走线23中设置有一调谐部，例如图4、图5中的231段和232段，将所述金属件12连通所述的调谐部，使金属件12成为天线的一部分，并通过天线走线23连通布设在电路板22上的信号馈点?，实现射频信号的馈入。将金属件12远离天线走线23的一侧接地，例如连通电路板22的地层，由此形成一个回路。整个回路形成一个Loop形式的天线，负责低频天线的谐振，同时在高频频段也会产生一个谐振。
[0025]为了方便地调谐天线的敏感区域，使敏感区域能够规避到人手(人体)不易触及到的地方，本实施例首先改变天线的馈电位置，将天线的信号馈点?靠边布局，即布设在电路板22上靠近手机一侧的位置，如图3所示，例如布设在电路板22的右侧靠近边缘的位置。通过将天线的信号馈点?靠边布设，从而可以为天线走线23预留出足够的布设空间，用于天线调谐部的设计，实现调谐部走线形式的自由调节。通过在天线中设计调谐部，从而可以轻松地对天线的谐振位置进行调谐优化，以期覆盖手机需要的频段位置，有效避免了金属装饰件对天线设计带来的不灵活性。与此同时，通过调节天线调谐部的走线形式和方向，由此可以方便地将天线的敏感区域调谐到人手(人体)不易触摸到的区域，例如调谐到远离移动终端周边的区域，这里的周边除了包括手机的上、下、左、右四个边框外，还包括手机上、下表面四周边缘的区域，即手持时人手通常握持的区域，从而有效解决了此种兼容金属件的天线形式对人手(人体)效应敏感的缺陷。
[0026]作为本实施例的一种优选设计方式，可以将天线的调谐部的走线方向朝向手机的中间区域，即调谐部的走线向手机的中间区域延伸。如图3所示，对于信号馈点?靠右布局的天线，其调谐部的走线可以向左侧延伸，由此便可以将天线的敏感区域调谐到整机的中间位置，在用户手持手机通话时，可以有效地规避人手和人头对天线辐射功率的影响，确保天线的辐射性能保持良好。
[0027]为了对天线回路的长短实现自由调节，以方便天线谐振位置的调谐，本实施例将天线的调谐部设计成S型或者U型，结合图4-图5所示，如图4中231、232两段即构成一个S型曲线形式的调谐部。其中，231段的走线形式参见图4-1所示，232段的走线形式参见图4-2所示。将金属件12的一端通过导体弹片27、26连接端子238，所述导体弹片26与27电连接。将所述端子238连接调谐部的231段，通过231段连接232段，所述232段连接端子237，通过端子237连接信号馈电弹片25，进而经由信号馈电弹片25连接电路板22上的信号馈点?，以实现射频信号的馈入。所述电路板22可以是手机主板，也可以是专为天线设计的天线小板。将金属件12的另一端通过接地弹片28连接电路板22的地层，由此一来，射频信号便可以从信号馈点?经由信号馈电弹片25馈入天线，经过端子237与天线的调谐部连接，然后通过端子238、导体弹片26、27与金属件12互联，最后通过接地弹片28连接到地。这个回路可以看成是一个Loop天线形式，其能有效覆盖目前移动终端常用的GSM850和GSM900频段，同时该回路在高频段也会有谐振带宽。
[0028]图3中，通过将天线的馈电位置靠边布局，这样就为S型或U型调谐部发挥作用做出了铺垫。
[0029]本实施例通过将天线的调谐部设计成S型或者U型，这些形状不仅可以方便、有效地调节天线回路的长短和形状，实现对低频谐振频段的轻松调谐，而且对于高频带宽的优化也非常有用。此外，正是由于调谐部的存在，才能保证手机在手持状态下天线的辐射性能良好。究其原因是，从天线的信号馈入端子237到金属件12，天线需要经过232和231两段，通过该部分能够将天线的敏感区域布局到整机端面的中间位置，也即用户使用时人手(人体)不易触及到的区域，从而保持手持状态下手机射频性能良好。
[0030]由于这种Loop形式的天线结构对高频带宽的调谐能力有限，不能使天线在高频段覆盖较宽的频率范围，因此，为了进一步优化天线的高频带宽，以满足手机高频段带宽的覆盖要求，本实施例优选在所述的天线中进一步设计高频寄生分支235，参见图4、图5所示，通过端子236连接接地弹片24，进而通过接地弹片24连接布设在电路板22上的接地馈点，所述接地馈点与电路板22的地层连通，结合图3、图5所示，由此使得金属件12的地与高频寄生分支235的地相通。利用高频寄生分支235与天线调谐部的耦合作用，可以实现对天线高频带宽的有效拓展，进而解决了 Loop天线形式高频带宽不够的缺陷。
[0031]本实施例将高频寄生分支235设计成适用于与天线调谐部耦合的形状，通过耦合对手机的高频带宽加以优化，使得天线可以覆盖DCS1800，PCS1990, WCDMA BI, B2, B3, B5，B8等频段。
[0032]在设计高频寄生分支235与天线的调谐部耦合时，可以首先根据天线在低频段所需的谐振位置以及敏感区的有效规避要求，调整天线调谐部的走线形式，形成S型或U型，作为调谐部的主通路部分。然后，设计高频寄生分支235，使其与调谐部的主通路部分相耦合。如果走线形式确定后的主通路部分与所述高频寄生分支235直接耦合，即能满足天线对高频带宽的覆盖要求，则在天线的调谐部仅设计所述的主通路部分即可；如果走线形式确定后的主通路部分直接与高频寄生分支235耦合，无法满足天线对高频带宽的覆盖要求，则在设计天线的调谐部时，可以在所述主通路部分的基础上再进一步设计一个调谐分支234，其形状如图4-3所示，与231段和232段连接在一起，参见图4所示。利用所述调谐分支234与高频寄生分支235进行耦合，以有效实现带宽的覆盖。
[0033]作为本实施例的一种优选设计方案，所述高频寄生分支235的走线方向也优选朝向移动终端的中间区域，其连通的接地馈点优选相邻天线的信号馈点布设，且位于信号馈点的内侧，以进一步优化手持状态下天线的射频性能。
[0034]在本实施例中，电路板22的地层可以与PCB主地或者整机的主参考地相连；弹片24、25、26、27、28也可以采用Pogo Pin等能够实现电互联的装置实现天线走线23与电路板22的连通，本实施例并不仅限于以上举例。
[0035]图6为本实施例所设计的天线的回波损耗曲线图，由图6可以清楚地看出:本实施例所设计的天线较大范围的覆盖了低频频段和高频频段，有效扩展了手机的工作频段。
[0036]在本实施例中，所述天线的调谐部231、232、234和高频寄生分支235，可以设计在手机机壳上面，也可以做在支架上面，当然，也可以采用冲压技术直接内嵌在手机机壳的内侧面上，本实施例对此不进行具体限制。
[0037]本实施例通过将手机上的金属装饰条与手机天线结合，实现了二者之间的良好兼容，通过合理设置天线的馈电位置，并设计天线的调谐部和高频寄生分支，从而在实现宽频覆盖的同时避免了手持效应的影响，确保了天线的辐射性能。
[0038]本实施例的天线结构设计，解决了目前高端手机追求的金属装饰与天线设计原则之间产生的冲突，可以广泛应用在手机、平板电脑等对外观有特殊要求的移动终端产品中，以满足该类产品对时尚外观的设计要求。
[0039]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种移动终端的天线，包括设置在移动终端表面的金属件，其特征在于:在所述天线中设置有一调谐部，所述调谐部呈S型或U型，天线的信号馈点靠移动终端的一侧布设；所述金属件作为天线的一部分，连通天线的调谐部，并通过天线的调谐部连通天线的信号馈点；所述金属件远离调谐部的一侧连通电路板的地层；所述调谐部将天线的敏感区域调谐到远离移动终端周边的区域。
2.根据权利要求1所述的移动终端的天线，其特征在于:所述天线调谐部的走线方向朝向移动终端的中间区域，将天线的敏感区域调谐到移动终端的中间位置。
3.根据权利要求1所述的移动终端的天线，其特征在于:在所述天线中还设置有用于扩展高频带宽的高频寄生分支，所述高频寄生分支与天线的调谐部相耦合。
4.根据权利要求1所述的移动终端的天线，其特征在于:在所述天线中还设置有用于扩展高频带宽的高频寄生分支，在所述天线的调谐部上还连接有一调谐分支，所述调谐分支与高频寄生分支相耦合。
5.根据权利要求3或4所述的移动终端的天线，其特征在于:所述高频寄生分支的走线方向朝向移动终端的中间区域。
6.根据权利要求5所述的移动终端的天线，其特征在于:所述高频寄生分支连通接地馈点，所述接地馈点布设在电路板上，且与电路板的地层连通。
7.根据权利要求6所述的移动终端的天线，其特征在于:所述接地馈点相邻天线的信号馈点布设，且位于信号馈点的内侧。
8.一种移动终端，其特征在于:设置有如权利要求1至7中任一项所述的移动终端的天线。
【文档编号】H01Q1/36GK103887597SQ201410121810
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】郑江伟 申请人:青岛海信移动通信技术股份有限公司