移动终端及其天线系统的制作方法

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及到一种移动终端及其天线系统。

背景技术：

移动终端是一种重要的无线电通信设备，而移动终端的天线则是移动终端实现无线电通信的必要条件，它承载着移动终端发送信号和接收信号的重要功能，也是移动终端通信质量的重要影响因素。随着用户对移动终端外观的要求不断提高，越来越多金属外观的移动终端出现在市场上，而为了满足天线性能，通常都需要采用金属后壳作为天线的一部分来辐射。然而，这种天线设计方案，很难在一个载体上实现天线的全频段调谐，并且调谐灵活性和天线辐射性能都比较差，难以满足用户对天线性能的要求。

因此，如何为金属后壳的移动终端设计一种能够实现全频段调谐，以及灵活调整调天线谐振频率的天线系统，是当前亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的为提供一种移动终端及其天线系统，旨在解决金属后壳移动终端的天线系统无法实现全频段调谐的技术问题。

为达以上目的，本发明提出一种移动终端的天线系统，所述系统包括导体制成的后壳，所述后壳分段设置，包括第一背盖和第二背盖，所述第一背盖与所述移动终端的电池相对应，所述天线系统还包括设置于所述移动终端的前壳上的调谐电路和馈电点，所述调谐电路包括依次连接的控制单元、切换开关和至少两个馈地点，所述控制单元控制所述切换开关可切换的连接各个馈地点，所述第二背盖分别连接所述馈地点和所述馈电点；所述控制单元用于：在所有馈地点连接方案中统计出当前状态下的最佳信号方案，选取所述最佳信号方案所对应的馈地点，控制所述切换开关切换连接至选取的所述馈地点。

可选地，所述控制单元用于：

当检测到当前传输的射频信号的频段发生变化时，控制所述切换开关依次连接每一个馈地点来传输当前的射频信号，并获取传输所述射频信号时的信号强度，从获取的所有信号强度中选出最高信号强度，将所述最高信号强度所对应的馈地点连接方案作为所述最佳信号方案。

可选地，所述天线系统还包括连接所述切换开关的第一调谐器件，所述第一调谐器件与所述馈地点并联或串联于所述馈地点与所述切换开关之间。

可选地，所述第一调谐器件为电容和/或电感。

可选地，所述天线系统还包括设置于所述前壳上的寄生天线和第二调谐器件，所述第二调谐器件连接所述寄生天线。

可选地，所述第二调谐器件为可变电容器和/或可变电感器。

可选地，所述第二背盖位于所述移动终端的上端或下端。

可选地，所述馈电点与所述第二背盖相对应，且位于所述移动终端的中部区域。

可选地，所述移动终端下端的中部区域设置有usb接口，当所述第二背盖位于所述移动终端的下端时，所述馈电点位于所述usb接口的侧边。

可选地，所述后壳还包括第三背盖，所述第二背盖和所述第三背盖分置于所述第一背盖的上下两端。

可选地，所述天线系统还包括一个调谐电路和一个馈电点，所述第三背盖分别连接该调谐电路的馈地点和该馈电点。

可选地，所述切换开关为单刀多掷开关。

可选地，所述控制单元用于：

获取当前传输的射频信号的频段，选取与所述频段相对应的馈地点，控制所述切换开关切换连接至选取的所述馈地点。

可选地，所述控制单元用于：

获取当前传输的射频信号的中心频率，根据所述中心频率确定最佳天线长度，比较所述最佳天线长度与每一个馈地点所对应的实际天线长度的大小，选取与所述最佳天线长度最接近的实际天线长度所对应的馈地点，控制所述切换开关切换连接至选取的所述馈地点。

可选地，所述控制单元用于：

根据所述中心频率计算出所述射频信号的波长，将所述波长的四分之一长度作为所述最佳天线长度。

本发明同时提出一种移动终端，所述移动终端包括一天线系统，所述天线系统包括导体制成的后壳，所述后壳分段设置，包括第一背盖和第二背盖，所述第一背盖与所述移动终端的电池相对应，所述天线系统还包括设置于所述移动终端的前壳上的调谐电路和馈电点，所述调谐电路包括依次连接的控制单元、切换开关和至少两个馈地点，所述控制单元控制所述切换开关可切换的连接各个馈地点，所述第二背盖分别连接所述馈地点和所述馈电点。

本发明实施例所提供的一种移动终端的天线系统，通过在移动终端的前壳上设置一个馈电点和多个馈地点，且将部分金属后壳作为天线的辐射主体与馈电点和馈地点连接，并控制切换开关可切换的连接不同的馈地点，实现了天线的全频段调谐。从而，既无需设计天线走线，大大降低了成本，又提高了天线的辐射性能以及天线调谐的灵活性和精准度，增强了天线系统的抗干扰能力。

并且，通过控制单元对馈地点连接方案进行自动匹配来获取最佳天线辐射性能，无需技术人员预先设置和存储相关参数与馈地点的对应关系，提高了智能化水平，减少了前期研发设计的工作量，降低了开发成本，并且进一步提高了调谐的灵活性。

附图说明

图1是本发明一实施例的移动终端的天线系统的结构示意图；

图2是本发明实施例的天线系统的局部结构示意图；

图3-1是本发明实施例的天线系统工作在低频段时移动终端的表面电流分布效果图；

图3-2是本发明实施例的天线系统工作在中频段时移动终端的表面电流分布效果图；

图3-3是本发明实施例的天线系统工作在高频段时移动终端的表面电流分布效果图。

附图中各标注的含义：

10-前壳20-后壳

21-第一背盖22-第二背盖

23-第三背盖30-馈电点

41-馈地点s-切换开关

42-控制单元50-主板

60-寄生天线70-第二调谐器件

80-usb接口

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。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，这里所使用的“终端”、“终端设备”既包括无线信号接收器的设备，其仅具备无发射能力的无线信号接收器的设备，又包括接收和发射硬件的设备，其具有能够在双向通信链路上，执行双向通信的接收和发射硬件的设备。这种设备可以包括：蜂窝或其他通信设备，其具有单线路显示器或多线路显示器或没有多线路显示器的蜂窝或其他通信设备；pcs(personalcommunicationsservice，个人通信系统)，其可以组合语音、数据处理、传真和/或数据通信能力；pda(personaldigitalassistant，个人数字助理)，其可以包括射频接收器、寻呼机、互联网/内联网访问、网络浏览器、记事本、日历和/或gps(globalpositioningsystem，全球定位系统)接收器；常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备，其具有和/或包括射频接收器的常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备。这里所使用的“终端”、“终端设备”可以是便携式、可运输、安装在交通工具(航空、海运和/或陆地)中的，或者适合于和/或配置为在本地运行，和/或以分布形式，运行在地球和/或空间的任何其他位置运行。这里所使用的“终端”、“终端设备”还可以是通信终端、上网终端、音乐/视频播放终端，例如可以是pda、mid(mobileinternetdevice，移动互联网设备)和/或具有音乐/视频播放功能的移动电话，也可以是智能电视、机顶盒等设备。

参照图1，提出本发明一实施例的天线系统，所述天线系统包括后壳20、调谐电路和馈电点30，后壳20分段设置，包括第一背盖21和第二背盖22，第一背盖21与移动终端的电池的位置相对应，第二背盖22与调谐电路和馈电点30的位置相对应，调谐电路和馈电点30设置在移动终端的前壳10上。

如图1所示，本实施例中，后壳20为三段式设置，由第一背盖21、第二背盖22和第三背盖23三段组成。第二背盖22和第三背盖23分置于第一背盖21上下两端，其中，第二背盖22位于移动终端下端(即移动终端的话筒一端)，第三背盖23位于移动终端上端(即移动终端的听筒一端)。第一背盖21与第二背盖22和第三背盖23之间具有缝隙，缝隙中可以填充塑胶等绝缘材料。后壳20由导体制成，优选为金属后壳20。

在其它实施例中，后壳20也可以为两段式设置，第二背盖22可以位于移动终端上端，也可以位于移动终端下端。

如图1所示，调谐电路包括依次连接的控制单元42、切换开关s和至少两个馈地点41。移动终端的主板50(或子板)和第一背盖21作为移动终端的主地；第二背盖22与前壳上的馈电点30以及所有的馈地点41连接，作为天线的辐射主体，如图2所示，馈地点41凸设在前壳10上，当后壳20与前壳10装配在一起时，馈地点41抵接后壳20直接与第二背盖22连接；馈电点30连接集成于主板50(或子板)上的射频模块(图未示)，作为天线的主馈源(激励)。切换开关s优选为单刀多掷开关(通过mipi电路控制)，控制单元42控制切换开关s可切换的连接各个馈地点41。控制单元42优选集成于主板50(或子板)上，例如，由主板50(或子板)上的主控芯片作为控制单元42。

具体实施时，可以通过通信软件改变逻辑值，来控制各个所需频段的馈地点41位置，从而精准调谐中高频频段。可以将调谐控制集成到软件代码里，以供量产修复频偏、拓宽带宽以及对各频段最优设计。

本发明实施例中，控制单元42可以对馈地点连接方案进行自动匹配来获取最佳天线辐射性能，从而精准调谐中高频频段。具体的，控制单元42首先在所有馈地点连接方案中自动统计出当前状态下的最佳信号方案，然后选取最佳信号方案所对应的馈地点41，最后控制切换开关s切换连接至选取的馈地点41，从而获取最佳天线辐射性能。

例如，当检测到当前传输的射频信号的频段发生变化时，控制单元42控制切换开关s依次连接每一个馈地点41来传输当前的射频信号，并获取传输射频信号时的信号强度，遍历所有馈地点41后，从获取的所有信号强度中(每一个馈地点41对应一个信号强度)选出最高信号强度，将最高信号强度所对应的馈地点连接方案作为最佳信号方案，最后控制切换开关s切换连接至最佳信号方案所对应的馈地点41。信号强度的高低可以通过发射或接收信号的功率来判断，当发射或接收信号的功率较大时，则信号强度高，反之则信号强度低。

这种调谐方式完全由控制单元自动进行匹配，无需技术人员预先设置相关参数与馈地点41的对应关系，更加智能化，减少了前期研发设计的工作量，降低了开发成本，并且进一步提高了调谐的灵活性。

在其它实施例中，技术人员也可以预先在移动终端中设置和存储相关参数与馈地点41的对应关系，控制单元42根据预设的相关参数与馈地点41的对应关系进行调谐控制来获取最佳的天线辐射性能。具体的，控制单元42可以通过以下方式控制切换开关s进行馈地点41切换：

方式一、控制单元42获取当前传输的射频信号的频段，根据预设的频段与馈地点的对应关系，选取与当前传输的射频信号的频段相对应的馈地点41，并控制切换开关s切换连接至选取的馈地点41，从而获得最佳的天线辐射性能。

方式二、控制单元42获取当前传输的射频信号的中心频率，根据中心频率确定最佳天线长度，根据预设的馈地点与实际天线长度的对应关系，比较最佳天线长度与每一个馈地点41所对应的实际天线长度的大小，选取与最佳天线长度最接近的实际天线长度(即与最佳天线长度的差值的绝对值最小的实际天线长度)所对应的馈地点41，控制切换开关s切换连接至选取的馈地点41，从而获取最佳天线辐射性能。

理论和实践证明，当天线的长度为无线电信号波长的四分之一时，天线的发射和接收转换效率最高，因此，在确定最佳天线长度时，控制单元42可以首先根据中心频率计算出射频信号的波长，然后将波长的四分之一长度作为最佳天线长度。

例如，假设当前传输的射频信号的中心频率为439mhz，计算出该射频信号的波长＝300/439＝0.683米，则最佳天线长度＝0.683/4＝0.17米。由于每一个馈地点41连接第二背盖22的位置不同，因此切换开关s连接不同的馈地点41时，具有不同的实际天线长度，控制单元42根据预设的馈地点与实际天线长度的对应关系，选取与最佳天线长度最接近的实际天线长度所对应的馈地点41，并控制切换开关s切换连接至选取的馈地点41。

从而，采用一个馈源(馈电点30)和多个馈地点41实现了全频段的天线调谐方式，通过非常简单的馈电点30设计且无天线走线(pattern)，直接用三段式金属后壳20来实现全频段，大大节约了天线成本，提高了天线的辐射性能，同时能够更加灵活地调整天线谐振频率，大大增强天线系统的抗干扰能力。

进一步地，馈电点30与第二背盖22相对应，且位于移动终端的中部区域。也就是说，当第二背盖22位于移动终端上端时，馈电点30位于移动终端上端的中部区域；当第二背盖22位于移动终端下端时，馈电点30位于移动终端下端的中部区域。

如图1和图2所示，移动终端下端的中部区域设置有通用串行总线(universalserialbus，usb)接口80，馈电点30位于usb接口80的侧边(左侧或右侧)。从而可以有效避免人头手问题，使得手握移动终端打电话时人手对信号的损耗相对较小，提升了用户的通话体验，满足了人们对移动终端的天线性能越来越高的要求。

进一步地，天线系统还包括连接切换开关的第一调谐器件(图未示)，第一调谐器件与馈地点41并联或者串联于馈地点41与切换开关s之间。当第一调谐器件与馈地点41并联时，一个馈地点41并联一个调谐器件。当第一调谐器件与馈地点41串联时，可以一个馈地点41串联一个第一调谐器件，也可以多个馈地点41共同串联一个第一调谐器件。第一调谐器件可以是电容、电感或者电容和电感的组合。从而可以根据需要在馈地点41与切换开关s之间增加匹配来调整天线谐振，进一步提高调整的灵活性和精准度。

进一步地，天线系统还包括设置于前壳10上的寄生天线60和第二调谐器件70，第二调谐器件70分别连接寄生天线60和主板50(或子板)，可以通过主板50(或子板)上的控制单元42来对第二调谐器件70进行调谐控制。寄生天线60可以是金属片或者其它导体部件，第二调谐器件70(通过mipi电路控制)可以是可变电容、可变电感或者可变电容和可变电感的组合，如一个可变电容和一个可变电感并联组成第二调谐器件70。通过调整第二调谐器件70对应的逻辑值，可以精准调谐低频频段，可以将调谐控制集成到软件代码里，以供量产修复频偏、拓宽带宽以及对各频段最优设计。

在一可选实施例中，第三背盖23对应的前壳10区域也设置有调谐电路和馈电点30，该第三背盖23分别连接该馈电点30和该调谐电路的馈地点41，两个调谐电路可以复用一个控制单元42。进一步地，第三背盖对应的前壳区域也可以设置寄生天线60和第二调谐器件70，第二调谐器件70分别连接寄生天线60和主板50(或子板)，可以通过主板50(或子板)上的控制单元42来对第二调谐器件70进行调谐控制。

采用本发明实施例的天线系统，可以同时工作在低频、中频和高频全频段，根据实验验证，其完美覆盖0.7g-2.7g频段，并可以进行多频段区间的精准调谐，能够满足目前通信中所有频段的性能需求。

图3-1～3-3所示为本发明实施例的天线系统工作时移动终端的表面电流分布效果图，如图3-1所示，工作在低频段时，表面电流主要分布在后壳20及后壳20边缘的缝隙上，整体敏感区域在后壳20缝隙居中位置，从而可以平衡左右头手对天线性能的影响；如图3-2所示，工作在中频段时，表面电流主要分布在后壳20边缘和后壳20本体居中位置，从而可以有效平衡左右头手对天线性能的影响；如图3-3所示，工作在高频段时，表面电流主要分布在后壳20本体右侧，此部分频段主要为长期演进(longtermevolution，lte)频段，一般不考虑人手问题。

从上述实验及仿真效果可以看出，本发明实施例的天线系统，不但满足了全金属后壳的外观需求，克服了现有全金属后壳(不开塑料窗)的天线系统的技术缺陷，还带来了如下有益效果：

(1)由于设计了多个可调谐的馈地点41位置，直接利用部分金属后壳20做为天线辐射主体，因此不需要单镭雕天线走线，降低了成本，还可以将调谐控制集成到软件代码，以供量产修复频偏、拓宽带宽以及对各频段最优设计；

(2)通过巧妙的设计，将馈电点30设置于移动终端上端和/或下端的中部区域，使得天线系统的低中频段能够平衡好左右头手，从而可以降低手损(手握移动终端打电话时人手对信号的损耗)，且左手和右手的损耗相对均衡。

本发明实施例提供的多频段区间精准调谐的天线系统，能够实现全频段调谐，提升了用户的通话/上网体验，降低了量产后期的维护成本以及前端研发设计成本，满足了人们对移动终端的天线性能不断提高的需求。

本发明同时提出一种移动终端，所述移动终端包括一天线系统，所述天线系统包括导体制成的后壳，所述后壳分段设置，包括第一背盖和第二背盖，所述第一背盖与所述移动终端的电池相对应，所述天线系统还包括设置于所述移动终端的前壳上的调谐电路和馈电点，所述调谐电路包括依次连接的控制单元、切换开关和至少两个馈地点，所述控制单元控制所述切换开关可切换的连接各个馈地点，所述第二背盖分别连接所述馈地点和所述馈电点。本实施例中所描述的天线系统为本发明中上述实施例所涉及的天线系统，在此不再赘述。

本发明实施例的移动终端，通过在前壳上设置一个馈电点和多个馈地点，且将部分金属后壳作为天线的辐射主体与馈电点和馈地点连接，并控制切换开关可切换的连接不同的馈地点，实现了天线的全频段调谐。从而，既无需设计天线走线，大大降低了成本，又提高了天线的辐射性能以及天线调谐的灵活性和精准度，增强了天线系统的抗干扰能力。同时，通过控制单元对馈地点连接方案进行自动匹配来获取最佳天线辐射性能，无需技术人员预先设置和存储相关参数与馈地点的对应关系，提高了智能化水平，减少了前期研发设计的工作量，降低了开发成本，进一步提高了调谐的灵活性。

并且，通过将馈电点设置于移动终端上端和/或下端的中部区域，使得天线系统的低中频段能够平衡好左右头手，从而可以降低天线性能的人头手损耗，并保持左右手损耗均衡。

本领域技术人员可以理解，本发明包括涉及用于执行本申请中所述操作中的一项或多项的设备。这些设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、cd-rom、和磁光盘)、rom(read-onlymemory，只读存储器)、ram(randomaccessmemory，随机存储器)、eprom(erasableprogrammableread-onlymemory，可擦写可编程只读存储器)、eeprom(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。

以上所述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。