天线系统及移动终端的制作方法

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种天线系统及移动终端。

背景技术：

目前，具有金属边框的移动终端在设计天线系统时，常采用主板上的射频馈电端激励天线单元作为天线系统的第一辐射体，然后该天线单元再与金属边框间接耦合，使得该金属边框作为天线系统的第二辐射体，其中，这两个辐射体共同作用，以使天线系统产生的谐振满足带宽要求。

但这种方式对天线单元与金属边框之间的耦合距离具有一定要求，当该移动终端的显示屏采用曲面屏时，该曲面屏的粘胶位置会占据天线单元与金属边框之间的耦合空间，因此，容易导致天线单元与金属边框之间的耦合激励效果变差，从而降低了天线系统的辐射性能。另外，主板上的净空面积也会对天线单元与金属边框之间耦合激励造成一定的影响。具体地，主板上的净空面积越小，也就说明了主板上布置的金属元件越多，这些金属元件容易导致天线单元与金属边框之间的耦合激励效果变差，从而降低了天线系统的辐射性能。

技术实现要素：

本发明提供了一种天线系统及移动终端，能够降低天线单元与金属边框之间的耦合距离及主板上的净空面积对天线性能的影响，提高天线单元与金属边框之间的激励效果，从而提高天线系统的辐射性能。

本发明的第一方面提供了一种天线系统，其包括金属边框、主板、第一导电件、第二导电件、三合一天线单元及分集天线单元，

所述主板包括系统地、第一射频馈电端及第二射频馈电端，所述三合一天线单元与所述第一射频馈电端连接，所述分集天线单元与所述第二射频馈电端电连接，

所述金属边框包括分体设置的辐射部及接地部，所述辐射部与所述接地部之间具有缝隙带，

所述三合一天线单元和所述分集天线单元分别通过所述第一导电件和所述第二导电件与所述辐射部连接，

所述辐射部具有与所述系统地连接的第一接地点及第二接地点，所述第一接地点和所述第二接地点设置在所述分集天线单元与所述三合一天线单元之间。

优选地，所述缝隙带具有相对设置的第一断口及第二断口，所述三合一天线单元位于所述第一断口与所述分集天线单元之间，所述分集天线单元位于所述三合一天线单元与所述第二断口之间；

所述第一接地点比所述第二接地点更靠近所述三合一天线单元；

所述三合一天线单元包括第一子段和第二子段，所述第一子段的一端通过所述第一导电件与所述辐射部连接，所述第一子段的另一端与所述第一射频馈电端连接，所述第二子段包括连接端和自由端，所述连接端与所述第一子段连接，所述自由端向所述第一断口所在的方向延伸。

优选地，所述辐射部上从所述第一接地点至所述第一断口的部位和所述第一子段能够产生gps天线的工作频段，

所述辐射部上从所述第一导电件至所述第一断口的部位和所述第一子段能够产生wifi2.4g天线及蓝牙天线的工作频段，

所述第一子段上从所述第一射频馈电端至所述连接端的部位和所述第二子段能够产生wifi5g天线的工作频段。

优选地，所述缝隙带具有相对设置的第一断口及第二断口，所述三合一天线单元位于所述第一断口与所述分集天线单元之间，所述分集天线单元位于所述三合一天线单元与所述第二断口之间；

所述第二导电件包括第一导电部和第二导电部；

所述天线系统还包括第一电容元件，所述分集天线单元包括间隔设置的第一子单元及第二子单元，

所述第一子单元位于所述第二子单元与第二断口之间，所述第一子单元的一端与所述第二射频馈电端连接，所述第一子单元的另一端通过所述第一导电部与所述辐射部连接，

所述第二子单元包括连接段和与所述连接段连接的延伸段，所述延伸段向远离所述第一子单元的方向延伸，所述连接段的一端通过所述第二导电部与所述辐射部连接，所述连接段的另一端通过所述第一电容元件与所述系统地连接。

优选地，所述辐射部上从所述第一导电部至第二断口的部位和所述第一子单元能够产生第一工作频段；

所述辐射部上从所述第二接地点至第二断口的部位和所述第一子单元能够产生第二工作频段；

所述辐射部上从所述第一导电部至与所述第二导电部的部位、所述第一子单元及所述第二子单元能够产生第三工作频段；

所述辐射部上从所述第一导电部至所述第二导电部的部位、所述第一子单元及所述连接段能够产生所述第四工作频段；

所述第一工作频段、所述第二工作频段及所述第三工作频段均小于所述第四工作频段，所述第二工作频段、所述第三工作频段均小于所述第一工作频段，所述第二工作频段小于所述第三工作频段。

优选地，所述第一接地点比所述第二接地点更靠近所述三合一天线单元，

所述天线系统还包括调谐开关，所述调谐开关设置在所述第二接地点与所述第二导电件之间，且所述调谐开关连接所述辐射部与所述系统地。

优选地，所述天线系统还包括wifi5g天线单元、第三导电件及连接件，所述主板还包括第三射频馈电端，

所述wifi5g天线单元通过所述第三导电件与所述第三射频馈电端连接，所述wifi5g天线单元通过所述连接件与所述系统地连接。

优选地，所述wifi5g天线单元与所述辐射部间隔设置。

优选地，所述天线系统还包括第二电容元件，

所述wifi5g天线单元包括主枝节以及与所述主枝节连接的第一子枝节、第二子枝节和第三子枝节，所述第一子枝节、所述第二子枝节及所述第三子枝节均向远离所述辐射部的方向延伸，所述第二子枝节位于所述第一子枝节及所述第三子枝节之间，

所述第一子枝节通过所述第二电容元件与所述系统地连接，

所述第二子枝节通过所述第三导电件与所述第三射频馈电端连接，

所述第三子枝节通过所述连接件与所述系统地连接。

本发明的第二方面提供了一种移动终端，其包括上述任一项所述的天线系统。

本发明提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本发明所提供的天线系统中的三合一天线单元和分集天线单元分别通过第一导电件和第二导电件与所述辐射部连接，以激励辐射部工作，这种激励辐射部的方式相较于天线单元通过间接耦合激励金属边框的方式，对天线单元与金属边框之间的间距大小以及主板上的净空面积没有太大要求，也就是说，天线单元与金属边框之间的间距大小以及主板上的净空面积不会影响天线系统与金属边框之间的激励效果，从而能够提升天线系统的辐射性能。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的天线系统的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的天线系统的分解结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的天线系统中，三合一天线单元与第一射频馈电端之间的匹配网络的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的天线系统中，分集天线单元与第二射频馈电端之间的匹配网络的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的天线系统中，分集天线的回波损耗图；

图6为本发明实施例所提供的天线系统中，三合一天线的回波损耗图；

图7为本发明实施例所提供的天线系统中，wifi5g天线的回波损耗图；

图8为本发明实施例所提供的天线系统中，分集天线的辐射效率图；

图9为本发明实施例所提供的天线系统中，三合一天线与wifi5g天线的辐射效率图；

图10a至图10c为本发明实施例所提供的天线系统中，三合一天线与分集天线在多个状态下的传输损耗图；

图11为本发明实施例所提供的天线系统中，三合一天线与wifi5g天线的传输损耗图；

图12为本发明实施例所提供的天线系统中，分集天线与wifi5g天线的传输损耗图。

附图标记：

10-金属边框；

100-辐射部；

100a-第一接地点；

100b-第二接地点；

101-接地部；

102-第一断口；

103-第二断口；

20-主板；

30-第一导电件；

40-第二导电件；

400-第一导电部；

401-第二导电部；

50-三合一天线单元；

500-第一子段；

501-第二子段；

60-分集天线单元；

600-第一子单元；

601-第二子单元；

601a-连接段；

601b-延伸段；

80-wifi5g天线单元；

801-主枝节；

802-第一子枝节；

803-第二子枝节；

804-第三子枝节；

90-第三导电件；

91-连接件；

920-第一并联电感元件；

921-第二并联电感元件；

922-第一串联电容元件；

923-第一端口；

924-第二端口；

930-第三并联电感元件；

931-第二串联电容元件；

932-第三端口；

933-第四端口。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种天线系统，该天线系统可应用于手机等移动终端中，该天线系统可包括金属边框10、主板20、第一导电件30、第二导电件40、三合一天线单元50及分集天线单元60。

上述主板20包括系统地、第一射频馈电端及第二射频馈电端，上述三合一天线单元50和分集天线单元60可采用导电的金属材料制成，该三合一天线单元50和分集天线单元60均为天线系统的辐射体，具体地，该三合一天线单元50可与第一射频馈电端连接，此第一射频馈电端能够激励三合一天线单元50产生辐射；该分集天线单元60可与第二射频馈电端电连接，此第二射频馈电端能够激励分集天线单元60产生辐射。优选地，该三合一天线单元50和分集天线单元60可通过金属弹脚分别与第一射频馈电端和第二射频馈电端电连接，以保证三合一天线单元50与第一射频馈电端、分集天线单元60与第二射频馈电端连接之间的连接可靠性。

另外，上述金属边框10可包括分体设置的辐射部100及接地部101，该接地部101可与系统地连接，以作为天线系统的参考地，而三合一天线单元50和分集天线单元60可分别通过第一导电件30及第二导电件40与该辐射部100连接，以激励辐射部100产生辐射，也就是说，该辐射部100与三合一天线单元50及分集天线单元60一同作为天线系统的辐射体。

本实施例中，由于三合一天线单元50和分集天线单元60分别通过第一导电件30和第二导电件40与所述辐射部100连接，以实现对辐射部100的激励，这种激励辐射部100的方式相较于天线单元通过间接耦合激励金属边框10的方式，对天线单元与金属边框10之间的间距大小以及主板20上的净空面积没有太大要求，也就是说，天线单元与金属边框10之间的间距大小以及主板20上的净空面积不会影响天线系统与金属边框10之间的激励效果，从而能够提升天线系统的辐射性能。

值得说明的是，上述辐射部100与接地部101之间具有缝隙带，该缝隙带内可填充有绝缘材料，这样设计不仅利于天线系统的辐射，而且还能够保证移动终端的结构强度以及使用安全性。

另外，上述辐射部100具有与系统地连接的第一接地点100a及第二接地点100b，此第一接地点100a和第二接地点100b设置在分集天线单元60与三合一天线单元50之间，以增加分集天线单元60与三合一天线单元50之间的隔离度。

具体地，上述缝隙带具有相对设置的第一断口102及第二断口103，该第一断口102及第二断口103可在辐射部100的长度方向上相对设置，这样设计不仅可以提高具有该金属边框10的移动终端的外观质感，而且还可以降低金属边框10的加工难度，提高加工效率。而上述三合一天线单元50位于第一断口102与分集天线单元60之间，分集天线单元60位于三合一天线单元50与第二断口103之间，且第一接地点100a比第二接地点100b更靠近三合一天线单元50，也就是说，该第一断口102、三合一天线单元50、第一接地点100a、第二接地点100b、分集天线单元60及第二断口103沿辐射部100的长度方向依次排布。其中，该辐射部100的长度方向为图1中所示的y方向。

基于上述三合一天线单元50、第一接地点100a、第二接地点100b和分集天线单元60之间的位置关系，在本发明的一个实施例中，可选地，上述三合一天线单元50包括第一子段500和第二子段501，第一子段500的一端可通过第一导电件30与辐射部100连接，优选地，该第一导电件30可为弹性件，以保证第一子段500与辐射部100的连接可靠性；且该第一子段500的另一端与第一射频馈电端连接，优选地，该第一子段500的另一端可通过具有弹性的金属弹脚与第一射频馈电端电连接，以保证第一子段500与第一射频馈电端的连接可靠性。而第二子段501包括连接端和自由端，该连接端与第一子段500连接，而自由端向第一断口102所在的方向延伸，这样设计可适当增加三合一天线单元50的辐射长度，便于三合一天线单元50产生多个工作频段。

具体地，上述辐射部100上从第一接地点100a至第一断口102的部位和第一子段500能够产生gps天线的工作频段，也就是说，辐射部100上从第一接地点100a至第一断口102的部位和第一子段500产生的谐振位于gps天线的工作频段内，该谐振长度是gps天线的波长的二分之一，另外，该辐射部100上从第一接地点100a至第一断口102的部位和第一子段500产生的三次谐振位于wifi5g天线的工作频段内。

上述辐射部100上从第一导电件30至第一断口102的部位和第一子段500能够产生wifi2.4g天线及蓝牙天线的工作频段，也就是说，辐射部100上从第一导电件30至第一断口102的部位和第一子段500产生的谐振位于wifi2.4g天线及蓝牙天线的工作频段内，该谐振长度是wifi2.4g天线及蓝牙天线的波长的二分之一。

上述第一子段500上从第一射频馈电端至连接端的部位和第二子段501能够产生wifi5g天线的工作频段，也就是说，第一子段500上从第一射频馈电端至连接端的部位和第二子段501产生的谐振位于wifi5g天线的工作频段内，该谐振长度是wifi5g天线的波长的二分之一，且该第一子段500上从第一射频馈电端至连接端的部位和第二子段501产生的谐振能够辅助上述辐射部100上从第一接地点100a至第一断口102的部位和第一子段500产生的三次谐振，以拓展三合一天线中的wifi5g天线的带宽。

基于上述三合一天线单元50、第一接地点100a、第二接地点100b及分集天线单元60之间的位置关系，在本发明的一个实施例中，可选地，该天线系统还包括第一电容元件，而上述第二导电件40包括第一导电部400和第二导电部401；上述分集天线单元60包括间隔设置的第一子单元600及第二子单元601，该第一子单元600位于第二子单元601与第二缺口之间，也就是说，沿辐射部100的长度方向，第二子单元601、第一子单元600及第二缺口依次排布。其中，第一子单元600的一端与第二射频馈电端连接，优选地，该第一子单元600的一端通过金属弹脚与该第二射频馈电端电连接，以保证第一子单元600与第二射频馈电端的连接可靠性；而第一子单元600的另一端通过第一导电部400与辐射部100连接，优选地，该第一导电部400为弹性件，以保证第一子单元600与辐射部100的连接可靠性。

而上述第二子单元601包括连接段601a和与连接段601a连接的延伸段601b，该延伸段601b向远离第一子单元600的方向延伸，而连接段601a的一端通过第二导电部401与辐射部100连接，优选地，该第二导电部401为弹性件，以保证第二导电部401与辐射部100的连接可靠性，从而保证第二子单元601与辐射部100的连接可靠性；且连接段601a的另一端通过第一电容元件与系统地连接，通过调整电容元件的参数值，从而可实现分集天线的带宽的调整。

基于上述分集天线单元60与辐射部100的具体结构及其连接关系，该分集天线单元60与辐射部100能够产生多个工作频段，具体地：

辐射部100上从第一导电部400至第二缺口的部位及第一子单元600能够产生第一工作频段，也就是说，该辐射部100上从第一导电部400至第二缺口的部位及第一子单元600产生的谐振位于分集天线的第一工作频段内，该谐振长度为第一工作频段波长的二分之一；

辐射部100上从第二接地点100b至第二缺口的部位及第一子单元600能够产生第二工作频段，也就是说，该辐射部100上从第二接地点100b至第二缺口的部位及第一子单元600产生的谐振位于分集天线的第二工作频段内，该谐振长度为第二工作频段波长的二分之一；

辐射部100上从第一导电部400至与第二导电部401的部位、第一子单元600及第二子单元601能够产生第三工作频段，也就是说，该辐射部100上从第一导电部400至与第二导电部401的部位、第一子单元600及第二子单元601产生的谐振位于分集天线的第三工作频段内，该谐振长度为第三工作频段波长的二分之一；

辐射部100上从第一导电部400至第二导电部401的部位、第一子单元600及连接段601a能够产生第四工作频段，也就是说，该辐射部100上从第一导电部400至第二导电部401的部位、第一子单元600及连接段601a产生的谐振位于分集天线的第四工作频段内，该谐振长度为第四工作频段波长的二分之一。

其中，上述第一工作频段、第二工作频段及第三工作频段均小于第四工作频段，第二工作频段、第三工作频段均小于第一工作频段，第二工作频段小于第三工作频段，具体地，第一工作频段在2100mhz左右，第二工作频段在690～960mhz范围内，第三工作频段在1710mhz左右，第四工作频段在2400mhz左右。

基于上述第一接地点100a、第二接地点100b与三合一天线单元50的位置关系，优选地，天线系统还包括调谐开关，该调谐开关设置在第二接地点100b与第二导电件40之间，且调谐开关连接辐射部100与系统地。该调谐开关与第一电容元件有近似并联组合的效应，此效应影响第一工作频段和第三工作频段，以及第四工作频段的表现形式；一般情况下，第一工作频段和第三工作频段合并表现为一个谐振，以增强带宽；其中，通过调节调谐开关及第一电容元件的参数值，由于寄生效应引起的等效谐振长度变化，使得第一工作频段、第三工作频段以及第四工作频段能够发生部分谐振偏移。

在本发明的一个实施例中，上述天线系统还包括wifi5g天线单元80、第三导电件90及连接件91，主板20还包括第三射频馈电端，wifi5g天线单元80通过第三导电件90与第三射频馈电端连接，wifi5g天线单元80通过连接件91与系统地连接，这样设计可以实现天线系统中wifi5g天线的多输入多输出功能，加强该通信通道的数据利用率，从而加强wifi5g天线的辐射性能。

值得说明的是，上述连接件91和第三导电件90可为金属弹脚，以保证wifi5g天线单元80与系统地及第三射频馈电端的连接可靠性。

其中，上述wifi5g天线单元包括主枝节801以及与主枝节801连接的第一子枝节802、第二子枝节803和第三子枝节804，第一子枝节802、第二子枝节803及第三子枝节804均向远离辐射部100的方向延伸，第二子枝节803位于第一子枝节802及第三子枝节804之间。且天线系统还包括第二电容元件，第一子枝节802通过第二电容元件与系统地连接，第二子枝节803通过第三导电件90与第三射频馈电端连接，第三子枝节804通过连接件91与系统地连接。

本实施例中，通过加载第二电容元件增加了wifi5g天线单元的谐振路径，增强了wifi5g天线单元的容性耦合作用，并使得wifi5g天线单元产生双谐振波形，具体地：

主枝节801上从第二子枝节803向第三子枝节804所在的方向延伸的部位、第二子枝节803及第三子枝节804能够产生wifi5g天线的一个谐振(在5700mhz左右)，该谐振长度为其工作频段波长的二分之一；

主枝节801上从第一子枝节802至第三子枝节804的部位、第一子枝节802、第二子枝节803及第三子枝节804能够产生wifi5g天线的另一个谐振(在5250mhz左右)，该谐振长度为其工作频段波长的二分之一。可选地，上述wifi5g天线单元80与辐射部100间隔设置，以降低辐射部100对wifi5g天线的影响，提高wifi5g天线单元80的辐射性能。

值得注意的是，wifi5g天线和三合一天线结合第一射频端和第二射频端，使得该天线系统在wifi5ghz频段实现mimo(multiple-inputmultiple-output，多输入多输出)通讯性能，提高了数据利用率。

在本发明的一个实施例中，上述三合一天线单元50、分集天线单元60及wifi5g天线单元80可以为fpc电路板(即柔性电路板)，也可以通过lds(即激光直接成型技术)制作。另外，该三合一天线单元50与第一射频馈电端之间、分集天线单元60与第二射频馈电端之间及wifi5g天线单元80与第三射频馈电端之间可分别通过一匹配网络连接。通过调节匹配网络的参数值，可对三合一天线、分集天线及wifi5g天线的带宽进行调整，达到天线的阻抗匹配调节。

具体地，本发明图3示出了三合一天线单元50与第一射频馈电端之间的匹配网络，该匹配网络包括第一并联电感元件920、第二并联电感元件921、第一串联电容元件922、第一端口923及第二端口924，其中，第一端口923与三合一天线单元50连接，第二端口924与第一射频馈电端连接，该第一端口923及第二端口924之间串联有第一串联电容元件922，而第一并联电感元件920和第二并联电感元件921位于第一端口923和第二端口924之间，且第一并联电感元件920与第二并联电感元件921的一端分别与系统地连接，另一端分别连接在第一串联电容元件922的两侧，其中，第一串联电容元件922的数值可为0.7pf，第一并联电感元件920的数值可为7.5nh，第二并联电感元件921的数值可为3nh，但值得说明的是，第一串联电容元件922的数值、第一并联电感元件920的数值及第二并联电感元件921的数值不局限于本发明提供的数值，也可为其它数值，视具体情况而定。

且本发明图4示出了分集天线单元60与第二射频馈电端之间的匹配网络，该匹配网络包括第二串联电容元件931、第三并联电感元件930、第三端口932及第四端口933，其中，第三端口932与分集天线单元60连接，第四端口933与第二射频馈电端连接，该第三端口932及第四端口933之间串联有该第二串联电容元件931，而第三并联电感元件930的一端与系统地连接，另一端与第二串联电容元件931连接，其中，第二串联电容元件931的数值可为1.2pf，第三并联电感元件930的数值可为10nh，但值得说明的是，第二串联电容元件931的数值和第三并联电感元件930的数值不局限于本发明提供的数值，也可为其它数值，视具体情况而定。

其中，各天线单元与系统地的连接处也可加载零欧姆电阻或电容、电感等集总元件，也可起到调整天线辐射性能的作用。基于上述结构，本发明实施例的天线系统中三合一天线、分集天线及wifi5g天线的回波损耗分别如图5、图6及图7所示；且该分集天线的辐射效率如图8所示，三合一天线与wifi5g天线的辐射效率如图9所示；而三合一天线与分集天线在多个状态下的传输损耗如图10a至图10c所示，三合一天线与wifi5g天线的传输损耗如图11所示，分集天线与wifi5g天线的传输损耗如图12所示。

另外，本发明还提供了一种移动终端，其包括上述任一实施例的天线系统。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。