天线系统及金属框移动终端的制作方法

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线系统及金属框移动终端。

背景技术：

目前，带有金属框的机身一体化手机由于其外形美观、密闭性好的优点越来越受到广大用户的青睐，与此同时，随着手机功能的强大，手机对其天线的带宽覆盖范围要求也越来越高，手机天线根据手机不同的工作状态(如通话状态，wifi启用状态，gps启用状态等)需要同时覆盖多个频段，并且需要在这些频段之间能够进行自由切换，因而如何为金属框手机合理地设计手机天线成为了目前亟待解决的问题之一。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提出一种天线系统及金属框移动终端，旨在实现天线在不同工作频段之间的自由切换，从而提高天线性能。

为实现上述目的，本发明提供一种天线系统，包括pcb板和与所述pcb板连接的主天线，所述主天线包括第一金属段、第一天线分支、第二天线分支和第三天线分支，其中：

所述第一天线分支、所述第二天线分支和所述第三天线分支的一端分别与所述第一金属段连接，所述第二天线分支与所述第一金属段的连接结点位于所述第一天线分支和所述第三天线分支与所述第一金属段的连接结点之间；所述第一天线分支的另一端与所述pcb板的接地端连接，所述第二天线分支的另一端通过第一连接单元与所述pcb板的接地端连接，所述第三天线分支的另一端与所述pcb板的馈电端连接；

所述第一连接单元至少包括第一开关，所述第一开关用于在接收到第一控制指令时，控制断开所述第二天线分支与所述pcb板的接地端之间的连接。

优选地，所述第一连接单元还包括并行连接的第一电感和第二电感，所述第一开关还用于在接收到第一切换指令时，控制接通所述第一电感或所述第二电感。

优选地，所述第一电感和所述第二电感的电感值分别为82nh和6.8nh。

优选地，所述第四天线分支、所述第五天线分支和所述第六天线分支的一端分别与所述第二金属段连接，所述第五天线分支与所述第二金属段的连接结点位于所述第四天线分支和所述第六天线分支与所述第二金属段的连接结点之间；所述第四天线分支的另一端通过第二连接单元与所述pcb板的接地端连接，所述第五天线分支的另一端与所述pcb板的馈电端连接，所述第六天线分支的另一端通过电阻单元与所述pcb板的接地端连接；

所述第二连接单元至少包括第二开关，所述第二开关用于在接收到第二控制指令时，控制断开所述第四天线分支与所述pcb板的接地端之间的连接；所述电阻单元包括串行连接的零欧姆电阻和第三开关，所述第三开关用于在接收到第三控制指令时，控制断开所述第六天线分支与所述pcb板的接地端之间的连接。

优选地，所述第二连接单元还包括并行连接的第三电感、第四电感和第五电感，所述第二开关还用于在接收到第二切换指令时，控制接通所述第三电感或第四电感或第五电感。

优选地，所述第三电感、第四电感和第五电感的电感值分别为47nh、18nh和9.1nh。

优选地，所述第一金属段位于所述pcb板的第一边缘外侧且保持与所述第一边缘平行，所述第二金属段位于所述pcb板的第二边缘外侧且保持与所述第二边缘平行，其中所述第一边缘和所述第二边缘为所述pcb板相对的两边。

优选地，所述第一金属段的长度为40mm～55mm，所述第二金属段的长度为40mm～55mm。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种金属框移动终端，所述金属框移动终端包括如上所述的天线系统，其中，所述移动终端的金属框用于容纳所述pcb板，所述金属框靠近所述主天线的一侧开设有第一缝隙和第二缝隙，所述第一缝隙和所述第二缝隙之间的部分作为所述第一金属段；所述金属框靠近所述分集天线的一侧开设有第三缝隙和第四缝隙，所述第三缝隙和所述第四缝隙之间的部分作为所述第二金属段。

优选地，所述金属框内还容纳有一显示屏，所述显示屏靠近所述第一金属段的一侧到所述第一金属段的距离为2.8mm，所述显示屏靠近所述第二金属段的一侧到所述第二金属段的距离为1mm。

本发明提出的天线系统，通过对第一开关进行不同状态的切换，能够在同一个天线主体上实现多种不同的天线连接模式，进而实现了天线在不同工作频段之间的自由切换，提高了天线性能。

附图说明

图1为本发明天线系统的主天线一实施例的结构示意图；

图2为本发明天线系统的主天线另一实施例的结构示意图；

图3为本发明天线系统的分集天线一实施例的结构示意图；

图4为本发明天线系统的分集天线另一实施例的结构示意图；

图5为本发明金属框移动终端一实施例的结构示意图。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“横向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”、“第四”“第五”、“第六”仅用于描述的目的，而不能理解指示或暗示的重要性。

本发明提供一种天线系统。

参照图1，图1为本发明天线系统的主天线一实施例的结构示意图。

本实施例天线系统包括pcb板和与所述pcb板连接的主天线，所述主天线包括第一金属段1、第一天线分支11、第二天线分支12和第三天线分支13，其中：

所述第一天线分支11、所述第二天线分支12和所述第三天线分支13的一端分别与所述第一金属段1连接，所述第二天线分支与所述第一金属段的连接结点位于所述第一天线分支和所述第三天线分支与所述第一金属段的连接结点之间；所述第一天线分支11的另一端与所述pcb板的接地端连接，所述第二天线分支12的另一端通过第一连接单元14与所述pcb板的接地端连接，所述第三天线分支13的另一端与所述pcb板的馈电端15连接；

所述第一连接单元14至少包括第一开关10，所述第一开关10用于在接收到第一控制指令时，控制断开所述第二天线分支12与所述pcb板的接地端之间的连接。

在上述天线系统中，第一连接单元14可以集成在pcb板上，pcb板即电路印刷板(printedcircuitboard)，在实际运用当中，该pcb板可以是电子设备(如智能手机、平板电脑)的主板；pcb板上包括馈点端，用于实现主天线和pcb板上的无线信号收发单元之间的信号传输。

在主天线中，第一开关10可以是单刀单掷开关，也可以是单刀多掷开关，可选地，pcb板上还包括一控制单元，用于根据电子设备的工作频段控制切换第一开关10的状态。

通过对第一开关10进行不同状态的切换，能够在天线主体上实现至少两种天线连接模式，即：当第一开关10为空掷状态时，形成了一个由第一金属段1、第一天线分支11和第三天线分支13组成的环形天线；当第一开关10接通第二天线分支与pcb板的接地端之间的连接时，能够形成一个由第一金属段1、第二天线分支12和第三天线分支13组成的小环形天线。

此外，第一连接单元14还可以包括与第一开关10串联的电感或电阻，通过改变相应的电感值或电阻值，也能够实现不同的天线连接模式，具体实施时可以根据天线工作频段的需要进行灵活设置。

本实施例通过控制第一开关的打开或关闭，能够在同一个天线主体上实现多种不同的天线连接模式，进而实现了天线在不同工作频段之间的自由切换，提高了天线性能；此外上述设计还具有结构简单、易于实现的优点。

进一步地，参照图2，图2为本发明天线系统的主天线另一实施例的结构示意图。

基于上述的实施例，本实施例中所述第一连接单元14还包括并行连接的第一电感l1和第二电感l2，所述第一开关10还用于在接收到第一切换指令时，控制接通所述第一电感l1或所述第二电感l2。

其中，第一电感l1可以取值为82nh，第二电感l2可以取值为6.8nh。当第一开关10接通第一电感l1时，相当于形成了一个由第一金属段1、第一天线分支11和第三天线分支13组成的环形天线，且该环形天线中间对接地端并82nh的电感，根据射频原理，此时天线有三个谐振模，分别落在880～960mhz，1850～1990mhz，2500～2690mhz三个频段范围内；当第一开关10接通第二电感l2时，由于第二电感l2的电感值足够小，此时相当于对接地端短路，由此形成了一个由第一金属段1、第二天线分支12和第三天线分支13组成的小环形天线，根据射频原理，该小环形天线的谐振在1920～2710mhz频段范围。

本实施例通过第一开关切换连接不同的电感，由于电感值的不同，可以实现天线同时工作在不同的频段，提高了天线性能。

进一步地，参照图3，图3为本发明天线系统的分集天线一实施例的结构示意图。

基于上述的实施例，本实施例天线系统还可以包括与所述pcb板连接的分集天线，所述分集天线包括第二金属段2、第四天线分支21、第五天线分支22和第六天线分支23，其中：

所述第四天线分支21、所述第五天线分支22和所述第六天线分支23的一端分别与所述第二金属段2连接，所述第五天线分支22与所述第二金属段2的连接结点位于所述第四天线分支21和所述第六天线分支23与所述第二金属段2的连接结点之间；所述第四天线分支21的另一端通过第二连接单元24与所述pcb板的接地端连接，所述第五天线分支22的另一端与所述pcb板的馈电端15连接，所述第六天线分支23的另一端通过电阻单元25与所述pcb板的接地端连接；

所述第二连接单元24至少包括第二开关20，所述第二开关20用于在接收到第二控制指令时，控制断开所述第四天线分支21与所述pcb板的接地端之间的连接；所述电阻单元25包括串行连接的零欧姆电阻r和第三开关30，所述第三开关30用于在接收到第三控制指令时，控制断开所述第六天线分支23与所述pcb板的接地端之间的连接。

在本实施例的天线系统中，与主天线负责射频信号的收发不同的是，分集天线主要负责射频信号的接收，从而提高整个天线系统的接收性能。

在分集天线中，第二开关20和第三开关30可以是单刀单掷开关，也可以是单刀多掷开关，其工作状态也可以由pcb板上的控制单元进行控制切换。

通过对第二开关20和第三开关30进行不同状态的切换，能够在天线主体上实现至少两种天线连接模式，即：当第二开关20和第三开关30均为空掷状态时，形成了一个由第二金属段2和第五天线分支22组成的单极天线；当第二开关20和第三开关30分别接通四天线分支21和第六天线分支23与pcb板的接地端之间的连接时，形成了一个由第二金属段2、第四天线分支21、第五天线分支22和第六天线分支23组成的pifa天线(一种倒f型天线)，其中，零欧姆电阻r连接于pcb板两个接地端点之间，用于将接地端线分为两个网络。

此外，第二连接单元24还可以包括与第二开关20串联的电感或电阻，通过改变相应的电感值或电阻值，也能够实现不同的天线连接模式，具体实施时可以根据天线工作频段的需要进行灵活设置。

本实施例通过控制第二开关和第三开关的打开或关闭，能够在同一个天线主体上实现多种不同的天线连接模式，进而实现了天线在不同工作频段之间的自由切换，进一步提高了天线性能。

进一步地，在天线布局上，所述第一金属段1可以位于所述pcb板的第一边缘外侧且保持与所述第一边缘平行，所述第二金属段2可以位于所述pcb板的第二边缘外侧且保持与所述第二边缘平行，其中所述第一边缘和所述第二边缘为所述pcb板相对的两边；为保证天线有一个较大的净空区，第一金属段1与pcb板的第一边缘外侧的距离可以设置为1mm～4mm，第一金属段2与pcb板的第二边缘外侧的距离可以设置为0.7mm～3mm。

对应地，第一金属段的长度可以为40mm～55mm，第二金属段的长度可以为40mm～55mm；

进一步地，参照图4，图4为本发明天线系统的分集天线另一实施例的结构示意图。

基于上述的实施例，本实施例中所述第二连接单元24还包括并行连接的第三电感l3、第四电感l4和第五电感l5，所述第二开关20还用于在接收到第二切换指令时，控制接通所述第三电感l3或第四电感l4或第五电感l5。

其中，第三电感l3、第四电感l4和第五电感l5的电感值可以分别取为47nh、18nh和9.1nh。在第三开关30闭合的情况下，根据射频原理，当第二开关20接通第三电感l3时，天线谐振落在880～960mhz范围；当第二开关20接通第四电感l4时，天线谐振落在2300～2400mhz范围；当第二开关20接通第五电感l5时，天线谐振落在2500～2690mhz范围。

本实施例通过第二开关20切换连接不同的电感，由于电感值的不同，可以实现天线同时工作在不同的频段，进一步提高了天线性能。

此外，本发明还提供一种金属框移动终端，所述金属框移动终端包括如上所述的天线系统。

参照图5，图5为本发明金属框移动终端一实施例的结构示意图。本实施例移动终端可以为智能手机、平板电脑等具有一体化金属外壳的设备，金属框即移动终端的金属边框。

在具体实施时，所述移动终端的金属框用于容纳所述pcb板，所述金属框靠近所述主天线的一侧开设有第一缝隙101和第二缝隙102，所述第一缝隙101和所述第二缝隙102之间的部分作为所述第一金属段1；所述金属框靠近所述分集天线的一侧开设有第三缝隙103和第四缝隙104，所述第三缝隙103和所述第四缝隙104之间的部分作为所述第二金属段2。

进一步地，所述金属框内还容纳有一显示屏3，所述显示屏3靠近所述第一金属段1的一侧到所述第一金属段1的距离为2.8mm，所述显示屏3靠近所述第二金属段2的一侧到所述第二金属段2的距离为1mm。

上述将主天线和分集天线相对设置的结构设计，降低了天线的耦合程度，同时保证了天线具有一定的净空区，有利于保证天线性能，且符合智能手机等绝大多数移动终端的结构特点。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上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它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。