本发明涉及一种天线，尤其涉及一种运用在通讯电子产品领域的天线系统及通讯终端。
背景技术：
随着移动通讯技术的发展，手机、pad、笔记本电脑等逐渐成为生活中不可或缺的电子产品，并且该类电子产品都更新为增加天线系统使其具有通讯功能的电子通讯产品。
5g作为全球业界的研发焦点，其三个主要应用场景：增强型移动宽带、大规模机器通信、高可靠低延时通信。这三个应用场景分别对应着不同的关键指标，其中增强型移动带宽场景下用户峰值速度为20gbps，最低用户体验速率为100mbps。毫米波独有的高载频、大带宽特性是实现5g超高数据传输速率的主要手段，因此，毫米波频段丰富的带宽资源为高速传输速率提供了保障。
然而，毫米波由于该频段电磁波剧烈的空间损耗，利用毫米波频段的无线通信系统需要采用相控阵的架构。通过移相器使得各个阵元的相位按一定规律分布，从而形成高增益波束，并且通过相移的改变使得波束在一定空间范围内扫描。
采用3d玻璃的移动终端架构是未来的主流方向。因为3d玻璃具有轻薄、抗指纹、耐候性及出色的触控手感等特点。且对于无线充电和5g毫米波天线等技术具有优越物理性能。
因此，有必要提供一种新的天线系统及通讯终端解决上述问题。
技术实现要素：
本发明需要解决的技术问题是提供一种频段宽、覆盖效率高且信号稳定的天线系统及通讯终端。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种天线系统，包括电路板和分别固定于所述电路板的至少三个天线阵列，每个所述天线阵列包括多个呈阵列设置的天线单元，所述电路板包括电路芯片和依次叠设且电连接的第一pcb、第一fpc、第二pcb、第二fpc及第三pcb，所述电路芯片固定于所述第一pcb并电连接；所述第一fpc包括夹设于所述第一pcb与所述第二pcb之间的第一主体部和由所述第一主体部反向弯折延伸并与所述第一主体部平行的第一延伸部，所述第二fpc包括夹设于所述第二pcb与所述第三pcb之间的第二主体部以及由所述第二主体部的相邻两侧分别向所述第三pcb方向垂直延伸的第二延伸部和第三延伸部，所述第一延伸部和所述第二延伸部位于所述电路板的同一侧，且所述第一延伸部、所述第二延伸部及所述第三延伸部两两相互垂直；三个所述天线阵列分别贴设于所述第一延伸部、所述第二延伸部和所述第三延伸部且沿各自长度方向排列。
优选的，每个所述天线阵列包括四个所述天线单元且呈线性阵列排布。
优选的，所述天线单元为毫米波天线。
优选的，三个所述天线阵列通过印刷方式分别形成于所述第一延伸部、所述第二延伸部和所述第三延伸部。
优选的，所述电路芯片包括rfic。
本发明还提供了一种通讯终端，包括壳体、装配于壳体的并围成收容空间的显示屏、收容于所述收容空间的主板以及本发明提供的上述天线系统，所述电路板与所述主板电连接。
优选的，所述壳体和所述显示屏均为3d玻璃制成。
优选的，所述第一延伸部、所述第二延伸部和所述第三延伸部分别贴设于所述壳体和所述显示屏的内侧。
优选的，所述天线系统包括两个，分别设置于所述通讯终端的所述壳体内侧及所述显示屏内侧，且两个所述天线系统位于所述通讯终端的不同侧的相对两端。
与相关技术相比，本发明的天线系统包括三个天线阵列且分别固定于fpc上，从而形成三个独立的fpc天线阵列结构，并利用fpc的柔性弯折使三个天线阵列形成两两相互垂直的相控阵结构，实现所述天线系统对不同空间方向的覆盖，能更灵活地管理天线系统的空间覆盖，实现全频段覆盖，稳定性好。运用该天线系统的通讯终端中，所述天线系统的电路板与主板实现一体化，通过将第一延伸部、所述第二延伸部和所述第三延伸部分别贴设所述壳体和所述显示屏，充分利用显示屏和壳体分别与所述主板之间的空间实现天线辐射性能，性能好且避免了方向图畸变；天线阵列设置于第一fpc和第二fpc上充分利用了第一fpc和第二fpc的柔软特性，不会跌落、震荡等原因导致天线系统损坏、失效或性能变差，使得通讯终端的通讯性能和可靠性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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它的附图，其中：
图1为本发明天线系统的立体结构示意图；
图2为本发明通讯终端的结构示意图；
图3为本发明通讯终端的天线阵列扫描覆盖范围的方向图；
图4为本发明通讯终端的两个天线系统的总扫描模式效果图；
图5为本发明通讯终端的频率覆盖效率曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请结合图1所示，为本发明天线系统的立体结构示意图。本发明提供了一种天线系统100，包括电路板1和分别固定于所述电路板1的至少三个天线阵列2。
所述电路板1包括电路芯片11和依次叠设且电连接的第一pcb12(第一印刷电路板12)、第一fpc13(第一柔性电路板13)、第二pcb14(第二印刷电路板14)、第二fpc15(第二柔性电路板15)及第三pcb16(第三印刷电路板16)。
所述电路芯片11固定于所述第一pcb12并电连接。
本实施方式中，所述电路芯片11包括射频集成芯片rfic和实现共它电路功能的集成芯片，比如相控阵馈电网络。
所述第一fpc13包括夹设于所述第一pcb12与所述第二pcb14之间的第一主体部131和由所述第一主体部131反向弯折延伸并与所述第一主体部131平行的第一延伸部132。
所述第二fpc15包括夹设于所述第二pcb14与所述第三pcb16之间的第二主体部151以及由所述第二主体部151的相邻两侧分别向所述第三pcb16方向垂直延伸的第二延伸部152和第三延伸部153。
所述第一延伸部132和所述第二延伸部152位于所述电路板1的同一侧，且所述第一延伸部132、所述第二延伸部152及所述第三延伸部153两两相互垂直。
所述天线阵列2包括三个，分别为第一天线阵列2a、第二天线阵列2b和第三天线阵列2c。
每个所述天线阵列2包括多个呈阵列设置的天线单元21。本实施方式中，每个所述天线阵列2包括四个所述天线单元21且呈线性阵列排布。更优的，所述天线单元21为毫米波天线。
本实施方式中，三个所述天线阵列2分别贴设于所述第一延伸部132、所述第二延伸部152和所述第三延伸部153且沿各自长度方向排列。
即，所述第一天线阵列2a贴设于所述第一延伸部132且沿所述第一延伸部132的长度方向排列；所述第二天线阵列2b贴设于所述第二延伸部152且沿所述第二延伸部152的长度方向排列；所述第三天线阵列2c贴设于所述第三延伸部153且沿所述第三延伸部153的长度方向排列。
上述结构形成利用多层fpc制成多个毫米波天线的架构，通过将所述第一延伸部132、所述第二延伸部152和所述第三延伸部153分别向不同方向弯折，实现了天线系统100对不同空间方向的覆盖，即实现覆盖范围广的全覆盖效果。
比如如图空间分为x、y、z三个维度，可所述天线系统100可通过三个所述天线阵列2的两两垂直结构，实现上述三个方向的覆盖。
比如，设图1中所述电路板1为矩形，建立如图1中的x、y、z轴三维坐标系，所述第一延伸部132、所述第二延伸部152位于所述电路板1的同一侧且为相互垂直的弯折方向；所述第二延伸部152与所述第三延伸部153位于同一层fpc结构上但处于所述电路板1的相邻两侧，且二者相互垂直。
即，具体的，所述第二天线阵列2b与第三天线阵列2c在同一层fpc结构上，但处于所述电路板1的相邻两侧边，所述第一天线阵列2a与所述第二天线阵列2b处于所述电路板1的同一侧边但位于不同的两层fpc结构上(分别位于第一fpc13和第二fpc15)，将第一天线阵列2a向上弯折使其阵面朝向y轴负方向，将第二天线阵列2b和第三天线阵列2c向下弯折使其阵面分别朝向x轴正方向和z轴正方向，则可实现所述第一天线阵列2a，所述第二天线阵列2b和所述第三天线阵列2c分别在y轴负方向、x轴正方向、z轴正方向三个方向的空间内扫描辐射。
更优的，本实施方式中，三个所述天线阵列2通过印刷方式分别形成于所述第一延伸部132、所述第二延伸部152和所述第三延伸部153。通过印刷方式成型的结构柔性更好，不容易因结构断裂失效，因此，可靠性更优。
请结合参阅图2，为本发明通讯终端的结构示意图。本发明还提供了一种通讯终端200，包括壳体20、装配于壳体20的并围成收容空间的显示屏30、收容于所述收容空间的主板40以及所述天线系统100。其中，更优的，所述壳体20和所述显示屏30均为3d玻璃制成，该结构可有效减少对天线系统100的辐射阻挡，辐射效率更好。
所述通讯终端200可为手机、ipad等，以手机为例说明。通讯终端200运用天线系统100采用刚挠结合板的制造形式形成相控阵结构。
所述电路板1与所述主板40电连接，并将电路板1与主板40一体化。
本实施方式中，所述天线系统100包括两个，分别设置于所述通讯终端200的所述壳体20内侧及所述显示屏30内侧，且两个所述天线系统100位于所述通讯终端200的不同侧的相对两端，即两个天线系统100分别位于所述通讯终端200的正面侧和背面侧的相对两端。
所述显示屏30的内侧和所述壳体20的内侧是指各自靠近所述主板40的一侧。
每个所述天线系统100的所述第一延伸部132、所述第二延伸部152和所述第三延伸部153分别贴设于所述壳体20和所述显示屏30的内侧，即靠近所述主板40的一侧。
将用于辐射的所述天线系统100放置于第一fpc13和第二fpc15上，将相控阵馈电网络放置于第一pc12上，充分利用3d玻璃制成的壳体20和显示屏30之间空间，具体的两个所述天线系统100分别设于显示屏30和主板40之间以及壳体20和主板40之间。其中，所述天线系统100的其中一层pcb结构与主板40可以为一体结构，比如所述第三pcb16。
上述结构使得天线阵列2本身不占用所述第一pcb12的表面面积。
本发明的通讯终端中，利用fpc柔性，可将所述天线系统100的第一fpc13和第二fpc15放置于通讯终端200的侧边，避免大块金属地对天线辐射性能的影响，也可将第一fpc13和第二fpc15置于所述壳体20和所述显示屏30的内表面，这都是可行的。
采用柔性电路板结构为载体的天线阵列2能够实现与3d玻璃的紧密贴合，与自由空间中的辐射天线相比，性能没有损失；同时也避免了因为3d玻璃和天线阵列2间存在空气而产生的方向图畸变。
请结合参图3-5，其中，图3为本发明通讯终端的天线阵列扫描覆盖范围的方向图。可见所述通讯终端200通过运用两个所述天线系统100实现了全空间覆盖效果。图3a1、图3b1和图3c1为通讯终端前端的天线系统100的天线阵列2的三个方向面(通讯终端正面、左面、上面)的方向图；图3a2、图3b2和图3c2为通讯终端后端的天线系统100的天线阵列2的三个方向面(通讯终端背面、右面、下面)的方向图。即实现了全空间的覆盖。
图4为本发明通讯终端的两个天线系统的总扫描模式效果图；图5为本发明通讯终端的频率覆盖效率曲线图。可见，运用所述天线系统100的所述通讯终端100的频率覆盖效率高。
由于柔性电路板本身柔软的特性，以及其与3d玻璃的紧密贴合，使得所述天线系统100具有更好的机械稳定性，不会因摔落，震荡等原因导致天线系统100的损坏，失效或者性能变差，可靠性更优。
相较于现有技术，本发明的天线系统包括三个天线阵列且分别固定于fpc上，从而形成三个独立的fpc天线阵列结构，并利用fpc的柔性弯折使三个天线阵列形成两两相互垂直的相控阵结构，实现所述天线系统对不同空间方向的覆盖，能更灵活地管理天线系统的空间覆盖，实现全频段覆盖，稳定性好。运用该天线系统的通讯终端中，
所述天线系统的电路板与主板实现一体化，通过将第一延伸部、所述第二延伸部和所述第三延伸部分别贴设所述壳体和所述显示屏，充分利用显示屏和壳体分别与所述主板之间的空间实现天线辐射性能，性能好且避免了方向图畸变；天线阵列设置于第一fpc和第二fpc上充分利用了第一fpc和第二fpc的柔软特性，不会跌落、震荡等原因导致天线系统损坏、失效或性能变差，使得通讯终端的通讯性能和可靠性强。
与相关技术相比，本发明的天线系统包括三个天线阵列且分别固定于fpc上，从而形成三个独立的fpc天线阵列结构，并利用fpc的柔性弯折使三个天线阵列形成两两相互垂直的相控阵结构，实现所述天线系统对不同空间方向的覆盖，能更灵活地管理天线系统的空间覆盖，实现全频段覆盖，稳定性好。运用该天线系统的通讯终端中，
所述天线系统的电路板与主板实现一体化，通过将第一延伸部、所述第二延伸部和所述第三延伸部分别贴设所述壳体和所述显示屏，充分利用显示屏和壳体分别与所述主板之间的空间实现天线辐射性能，性能好且避免了方向图畸变；天线阵列设置于第一fpc和第二fpc上充分利用了第一fpc和第二fpc的柔软特性，不会跌落、震荡等原因导致天线系统损坏、失效或性能变差，使得通讯终端的通讯性能和可靠性强。
以上所述仅为本发明的实施例，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。