本发明实施例涉及通信
技术领域：
：，尤其涉及一种天线系统及终端。
背景技术：
：随着科技的发展进步，通信技术得到了飞速发展和长足的进步，而随着通信技术的提高，电子产品的普及提高到了一个前所未有的高度，越来越多的终端如手机、智能电视和电脑等成为人们生活中不可或缺的一部分。在终端普及的同时，用户对终端所具备的功能种类和性能要求越来越高，如音频功能、拍照功能、摄像功能和快充充电功能等都已经成为终端的必备功能。随着终端的功能越来越完善的同时，终端的外观及质感也成了用户追求的方面，而金属外壳的终端，由于出色的金属质感得到了越来越多用户的青睐。但是在终端外壳金属质感需求的增强，以及天线的净空区域越来越小的要求下，天线的q值升高，天线辐射效率降低且带宽变窄，使得现有天线难以实现宽频段覆盖。技术实现要素：本发明实施例提供一种天线系统及终端，以解决现有天线难以实现宽频段覆盖的问题。为了解决上述问题，本发明是这样实现的：第一方面，本发明实施例提供了一种天线系统，应用于具有金属壳体的终端，所述金属壳体上设有填充非金属材料的缝隙，所述金属壳体通过所述缝隙分隔形成有谐振臂和耦合臂；所述天线系统包括所述谐振臂、所述耦合臂、馈源电路、第一调谐电路和第二调谐电路；其中，所述馈源电路连接于所述谐振臂的第一馈点与接地端之间，所述第一调谐电路与所述馈源电路并联，所述第二调谐电路连接于所述耦合臂的第二馈点与接地端之间。第二方面，本发明实施例还提供一种终端，该终端包括如上所述的天线系统及金属壳体，所述金属壳体上设有填充非金属材料的缝隙，所述金属壳体通过所述缝隙分隔形成有谐振臂和耦合臂；所述天线系统包括所述谐振臂、所述耦合臂、馈源电路、第一调谐电路和第二调谐电路；其中，所述馈源电路连接于所述谐振臂的第一馈点与接地端之间，所述第一调谐电路与所述馈源电路并联，所述第二调谐电路连接于所述耦合臂的第二馈点与接地端之间。这样，通过在金属壳体上设置由填充非金属材料的缝隙分隔形成谐振臂和耦合臂两个悬臂，并在谐振臂上设置馈源电路，以及与所述馈源电路并联的第一调谐电路，在耦合臂上设置第二调谐电路。从而可以通过谐振臂、馈源电路和第一调谐电路实现天线系统的低频调谐，通过谐振臂、馈源电路和第二调谐电路实现天线系统的中高频调谐，进而实现天线系统低频和中高频的独立调谐，能有效实现载波聚合天线系统，提高天线系统的辐射效率，实现宽频段的覆盖。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例提供的金属壳体的结构图；图2是本发明实施例提供的天线系统的结构图之一；图3是本发明实施例提供的天线系统的结构图之二。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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请一并参阅图1至图3。在本发明实施例中，天线系统可以应用于具有金属壳体的终端。其中，金属壳体可以是终端的后壳，也可以是终端的中框或者其他金属部件，具体可根据终端的实际结构决定，本发明实施例对此不作限定。终端可以是手机、平板电脑(tabletpersonalcomputer)、个人数字助理(personaldigitalassistant，简称pda)、移动上网装置(mobileinternetdevice，mid)或可穿戴式设备(wearabledevice)等。如图1所示，金属壳体10上设有填充非金属材料的缝隙11。缝隙11将金属壳体10分隔形成本体12和两个金属悬臂，其中，两个金属悬臂分别为谐振臂13和耦合臂14。需要说明的是，气体，如空气也可以理解为非金属材料。谐振臂13与耦合臂14均一端接地，另一端为自由端，且谐振臂13的自由端与耦合臂14的自由端相对并通过缝隙11的开口110间隔设置。应理解的是，本发明实施例并不限制谐振臂13与耦合臂14接地的一端的接地方式。具体实现时，谐振臂和耦合臂14接地的一端可以通过与本体12固定连接接地，也可以通过连接接地端接地。在本发明实施例中，接地端可以是天线参考地，也可以是主地，即主地板。具体地，主板(pcb板)以及与其相连接的一大片整体的金属，与天线辐射体，即馈源形成感应电流，作为天线的参考地。在图1中，缝隙11呈l型，谐振臂13和耦合臂14分别位于金属壳体10的相邻两侧的边缘位置，具体地，谐振臂13位于金属壳体的顶部边缘位置，耦合臂14位于金属壳体10的右侧边缘位置。但应理解的是，本发明并不因此限制缝隙的形状，以及谐振臂13和耦合臂14在金属壳体10中的位置。在其他实施方式中，缝隙11也可以呈其他形状，谐振臂13和耦合臂14在金属壳体10中的位置可以根据缝隙11的表现形状具体确定，本发明实施例对此不作限定。示例性的，在某些实施方式中，缝隙11也可以呈直线型，在该实施方式中，谐振臂13和耦合臂14位于金属壳体10的同一侧的边缘位置，且谐振臂13的自由端与耦合臂14的自由端相对并通过缝隙11的开口110间隔设置。如图2所示，天线系统包括谐振臂13、耦合臂14、馈源电路21、第一调谐电路22和第二调谐电路23。其中，馈源电路21连接于谐振臂13的第一馈点131与接地端之间，第一调谐电路22与馈源电路21并联，第二调谐电路23连接于耦合臂14的第二馈点141与接地端之间。其中，谐振臂13的长度可以大于耦合臂14的长度，谐振臂13可以用于产生低频的谐振模态，耦合臂14可以用于产生中高频的谐振模态。因此，谐振臂13可以称为低频谐振臂，耦合臂14可以称为中高频耦合臂。第一调谐电路22用于实现低频调谐，使得谐振臂13可以实现不同频段的低频谐振；第二调谐电路23用于实现中高频调谐，使得耦合臂14可以实现不同频段的中高频谐振。馈源电路21用于辐射电磁波能量，且馈源电路21可以包括至少两个支路，以提供不同的辐射能量。谐振臂13连接有馈源电路21，因此，谐振臂13可以直接通过馈源电路21馈电。耦合臂14没有连接馈源电路21，但耦合臂14可以通过耦合的方式馈电，即馈源电路21的辐射能量可以经谐振臂13，通过缝隙11的开口110以耦合的方式传递至耦合臂14。本实施例的天线系统，通过在金属壳体上设置由填充非金属材料的缝隙分隔形成谐振臂和耦合臂两个悬臂，并在谐振臂上设置馈源电路，以及与所述馈源电路并联的第一调谐电路，在耦合臂上设置第二调谐电路。从而可以通过谐振臂、馈源电路和第一调谐电路实现天线系统的低频调谐，通过谐振臂、馈源电路和第二调谐电路实现天线系统的中高频调谐，进而实现天线系统低频和中高频的独立调谐，能有效实现载波聚合天线系统，提高天线系统的辐射效率，实现宽频段的覆盖。可选的，第一馈点131可以靠近谐振臂13的自由端；第二馈点141可以靠近耦合臂14的自由端。这样，在耦合臂14通过耦合的方式馈电的场景中，可以缩短第一馈点131、开口110和第二馈点141三者之间的距离，从而可以提高耦合效果，进而可以增大覆盖频带宽度。可选的，馈源电路21可以包括串联连接的第一天线开关211、馈源匹配电路212和馈源213。具体实现时，第一天线开关211、馈源匹配电路212和馈源213在馈源电路21中的顺序可以根据实际需要设置，本发明实施例对此不作限定。示例性的，如图2所示，馈源电路21可以包括依次串联连接的第一天线开关211、馈源匹配电路212和馈源213；其中，第一天线开关211连接第一馈点131，馈源213连接接地端。具体地，馈源213是天线辐射体，作为辐射电磁波能量的载体，可以是金属片，但不仅限于此。第一天线开关211可以是辐射模式调谐开关，用于导通馈源匹配电路212、馈源213和谐振臂13。具体实现时，第一天线开关211可以是具有m种以上导通状态的逻辑电路，相应地，馈源匹配电路212可以包括n条子馈源匹配电路支路，且每条支路的电容、电感中的至少一项的搭配不同。其中，m为大于1的正整数，n可以为大于或等于m的正整数。这样，可以通过控制第一天线开关211的不同导通状态，导通不同的子馈源匹配电路，来控制馈源电路21处于不同辐射模式，进而实现天线系统不同频段的调谐。可选的，第一天线开关211可以包括第一控制端、第一端和第二端；馈源匹配电路212可以包括第一子馈源匹配电路2121和第二子馈源匹配电路2122；其中，第一天线开关211的第一端与第一子馈源匹配电路2121电连接，第一天线开关211的第二端与第二子馈源匹配电路2122电连接。进一步地，如图2所示，第一天线开关211的第一控制端可以连接第一馈点131。在其他实施方式中，第一天线开关211的第一控制端可以连接馈源213，具体可根据实际需要决定，本发明实施例对此不作限定。应理解的是，第一子馈源匹配电路2121和第二子馈源匹配电路2122的电容、电感中的至少一项的搭配不同，从而在第一天线开关211处于不同导通状态时，可以控制馈源电路21处于不同的辐射模式。具体地，在第一天线开关211的控制端连接第一天线开关211的第一端的情况下，第一天线开关211处于第一导通状态。馈源电路21的馈源213和第一子馈源匹配电路处于工作状态，馈源电路21处于第一辐射模式。在第一天线开关211的控制端连接第一天线开关211的第二端的情况下，第一天线开关211处于第二导通状态。馈源电路21的馈源213和第二子馈源匹配电路2122处于工作状态，馈源电路21处于第二辐射模式。可选的，第一调谐电路22包括串联连接的第一调谐开关221和第一调谐匹配电路222。具体实现时，第一调谐开关221和第一调谐匹配电路222在第一调谐电路22中的顺序可以根据实际需要设置，本发明实施例对此不作限定。示例性的，如图2所示，第一调谐开关221的一端可以连接第一馈点131，第一调谐开关221的另一端可以连接第一调谐匹配电路222的一端，第一调谐匹配电路222的另一端连接接地端。具体地，第一调谐开关221用于调整谐振臂13的电长度，实现低频调谐，因此，第一调谐开关221可以是低频段(1ghz以下)天线调谐开关。具体实现时，第一调谐开关221可以是具有k种以上导通状态的逻辑电路，相应地，第一调谐匹配电路222可以包括j条子调谐匹配电路，且每条支路的电容、电感中的至少一项的搭配不同。其中，k为大于1的正整数，j可以为大于或等于k的正整数。这样，可以通过控制第一调谐开关221的不同导通状态，实现天线系统低频段中不同频段的调谐。可选的，第一调谐开关221包括第二控制端、第三端和第四端；第一调谐匹配电路222包括第一子调谐匹配电路2221和第二子调谐匹配电路2222；其中，第一调谐开关221的第三端与第一子调谐匹配电路2221电连接，第一调谐开关221的第四端与第二子调谐匹配电路2222电连接。进一步地，如图2所示，第一调谐开关221的第二控制端可以连接第一馈点131。当然，在其他实施方式中，第一调谐开关221的第二控制端可以连接接地端，具体可根据实际需要决定，本发明实施例对此不作限定。应理解的是，第一子调谐匹配电路2221和第二子调谐匹配电路2222的电容、电感中的至少一项的搭配不同，从而在第一调谐开关221处于不同导通状态时，可以实现天线系统低频段中不同频段的调谐。具体地，在第一调谐开关221的第二控制端连接第一调谐开关221的第三端的情况下，第一调谐开关221处于第一导通状态。第一调谐电路22的第一子调谐匹配电路2221处于工作状态，可以实现天线系统低频段中的第一频段的调谐。在第一调谐开关221的第二控制端连接第一调谐开关221的第三端的情况下，第一调谐开关221处于第二导通状态。第一调谐电路22的第二子调谐匹配电路2222处于工作状态，可以实现天线系统低频段中的第二频段的调谐。其中，低频段中的第一频段和低频段中的第二频段的具体范围具体可以根据天线系统的结构设计，如第一子调谐匹配电路2221和第二子调谐匹配电路2222中调谐元件的具体表现形式确定，本发明实施例对此不作限定。进一步地，如图3所示，第一调谐电路22还可以包括第一调谐元件223，第一调谐元件223的一端与第一馈点131电连接，第一调谐元件223的第二端与接地端电连接。如图3所示，可知，第一调谐元件223并联第一调谐开关221和第一调谐匹配电路222，形成并联结构。第一调谐元件223主要用于调谐低频匹配，实现1ghz以下某个特定频段的电长度匹配调谐。具体实现时，如图3所示，第一调谐元件223可以表现为旁路电感部件，但不仅限于此，在某些实施方式中，第一调谐元件223也可以表现为旁路电容部件，具体可根据实际需求决定，本发明实施例对此不作限定。在图3中，第一调谐元件223为第一调谐电路22的一个支路，即第一调谐元件223与第一调谐电路22组合设置。但应理解的是，在其他实施方式中，第一调谐元件223也可以与第一调谐电路22独立设置。可选的，如图2所示，第二调谐电路23包括依次串联连接的第二调谐开关231和第二调谐匹配电路232。具体实现时，第二调谐开关231和第二调谐匹配电路232在第二调谐电路23中的顺序可以根据实际需要设置，本发明实施例对此不作限定。示例性的，如图2所示，第二调谐开关231的一端可以连接第二馈点141，第二调谐开关231的另一端可以第二调谐匹配电路232的一端，第二调谐匹配电路232的另一端连接接地端。第二调谐开关231用于调整耦合臂14的电长度，实现中高频调谐，因此，第二调谐开关231可以是中高频段(1.7ghz～2.7ghz)天线调谐开关。具体实现时，第二调谐开关231可以是具有p种以上导通状态的逻辑电路，相应地，第二调谐匹配电路232可以包括q条子调谐匹配电路，且每条支路的电容、电感中的至少一项的搭配不同。其中，p为大于q的正整数，p为大于或等于q的正整数。这样，可以通过控制第二调谐开关231的不同导通状态，实现天线系统中高频段中不同频段的调谐。可选的，第二调谐开关231包括第三控制端、第五端和第六端；第二调谐匹配电路232包括第三子调谐匹配电路2321和第四子调谐匹配电路2322；其中，第二调谐开关231的第五端与第三子调谐匹配电路2321电连接，第二调谐开关231的第六端与第四子调谐匹配电路2322电连接。进一步地，如图2所示，第二调谐开关231的第三控制端可以连接第二馈点141。当然，在其他实施方式中，第二调谐开关231的第三控制端可以连接接地端，具体可根据实际需要决定，本发明实施例对此不作限定。应理解的是，第三子调谐匹配电路2321和第四子调谐匹配电路2322的电容、电感中的至少一项的搭配不同，从而在第二调谐开关231处于不同导通状态时，可以实现天线系统中高频段中不同频段的调谐。具体地，在第二调谐开关231的第三控制端连接第二调谐开关231的第五端的情况下，第二调谐开关231处于第一导通状态。第二调谐电路23的第三子调谐匹配电路2321处于工作状态，可以实现天线系统中频段或高频段中的第一频段的调谐。在第二调谐开关231的第三控制端连接第二调谐开关231的第六端的情况下，第二调谐开关231处于第二导通状态。第二调谐电路23的第四子调谐匹配电路2322处于工作状态，可以实现天线系统中频段或高频段中的第二频段的调谐。其中，中频段或高频段中的第一频段，中频段或高频段中的第二频段的具体范围具体可以根据天线系统的结构设计，如第三子调谐匹配电路2321和第四子调谐匹配电路2322中调谐元件的具体表现形式确定，本发明实施例对此不作限定。进一步地，如图3所示，第二调谐电路23还包括第二调谐元件233，第二调谐元件233的一端与第一馈点131电连接，第二调谐元件233的另二端与接地端电连接。如图3所示，可知，第二调谐元件233并联第二调谐开关231和第二调谐匹配电路232，形成并联结构。第二调谐元件233主要用于调谐中高频匹配，实现1.7ghz～2.7ghz中某个特定频段的电长度匹配调谐。具体实现时，如图3所示，第二调谐元件233可以表现为旁路电感部件，但不仅限于此，在某些实施方式中，第二调谐元件233也可以表现为旁路电容部件，具体可根据实际需求决定，本发明实施例对此不作限定。在图3中，第二调谐元件233为第二调谐电路23的一个支路，即第二调谐元件233与第二调谐电路23组合设置。但应理解的是，在其他实施方式中，第二调谐元件233也可以与第二调谐电路23独立设置。需要说明的是，在本发明实施例中，开关和匹配电路均可以设置于终端的主板上，此时，开关可以通过金属连接件与馈点相连。示例性的，第一调谐开关221和第一调谐匹配电路222均可以设置于终端的主板上，此时，第一调谐开关221可以通过金属连接件与谐振臂13的第一馈点131相连。其中，匹配电路用于调节在工作频段内阻抗，使得电路前后阻抗共轭，匹配良好。当开关具有至少两种以上导通状态的逻辑电路时，开关具体可以表现为单刀多掷开关，如开关具有两种导通状态的逻辑电路时，开关具体可以表现为单刀双掷开关，但不仅限于此。此外，任意一条支路的匹配电路中，开关及其附属匹配电路可以互换位置而产生同样的功能，如在第一调谐电路22中，还可以是第一调谐匹配电路222通过第一调谐开关221连接接地端。需要说明的是，本发明实施例中介绍的多种可选的实施方式，如图3所示，彼此可以相互结合实现；也可以单独实现，对此本发明实施例不作限定。本发明实施例的天线系统，至少具有以下改进点：一方面，其通过设计低频谐振臂13和中高频耦合臂14，可以在天线结构上实现频率相对独立。另一方面，其设置在谐振臂13上的第一调谐开关221用于低频调谐，设置在耦合臂14上的第二调谐开关231用于中高频调谐，从而可以实现开关调谐模式相对独立。馈源匹配电路212、第一调谐匹配电路222及第二调谐匹配电路232，均可以是电感和电容中至少一种组成的复杂匹配电路，具体可根据天线设计需求进行设定，本发明实施例对此不作限定。在确定馈源匹配电路212、第一调谐匹配电路222及第二调谐匹配电路232的结构后，具体实现时，可以通过调节第一天线开关211、第一调谐开关221及第二调谐开关231的导通与断开之间的组合，来调节天线系统的频段以及频段带宽的宽度，从而实现天线在满足金属壳体质感的需求，以及小净空环境的要求下，可以实现低中高频段带宽的覆盖。以下对不同场景的频带间ca(carrieraggregation，载波聚合)天线调谐设计进行举例说明。其中，lb(lowband，低频波段)具体可以表现为700mhz～960mhz的频段；mb(middleband，中频波段)具体可以表现为1710mhz～2170mhz的频段；hb(highband，中频波段)具体可以表现为2300mhz-2690mhz的频段。但应理解的是，协议可能对其包括的频段范围进行重新划分，本发明可以不受划分的影响。场景一、lb和mb频带间ca天线调谐设计。示例1、b5与b3载波聚合天线设计。其中，b5属于lb，b3属于mb。具体实现时，谐振臂13可以通过调节第一调谐开关221的导通状态，调整第一调谐开关221的附属匹配元件，即第一调谐匹配电路222中的匹配元件调谐到b5频段，此时，第一天线开关211的附属匹配元件，即馈源匹配电路212中的匹配元件可以设置为一个电容，且该电容在中高频载波聚合状态中都可以使用。而b3则可以通过开口耦合、耦合臂14长度设计调整以及第二调谐开关231的导通状态调整实现谐振，此时，第二调谐匹配电路232中的调谐元件可以设置为电感，但不仅限于此。在实际应用中，缝隙11的开口110，即谐振臂13和耦合臂14的自由端的间距需要保证馈源213的射频能量可以经谐振臂13并通过开口110耦合至耦合臂14，具体可以设置为1.2毫米、1.5毫米或1.8毫米，但不仅限于此。示例2、b5与b1载波聚合天线设计。其中，b5属于lb，b1属于mb。谐振臂13调谐到b5频段的原理与示例1相同，具体可参考示例1中的描述，此处不再赘述。在天线系统结构固定的基础上(是指如开口耦合、谐振臂长度尺寸设计完成)，可以通过调节第二调谐开关231的导通状态，调整第二调谐开关231的附属匹配元件，即第二调谐匹配电路232中的调谐元件实现b1谐振，此时，第二调谐匹配电路232中的调谐元件可以为电感。场景二、lb和hb频带间ca天线调谐设计。示例3、b28与b7载波聚合天线设计。其中，b28属于lb，b7属于hb。在天线系统结构固定的基础上(是指如开口耦合、谐振臂13长度尺寸设计完成)，可以通过调节第一调谐开关221的导通状态，调整第一调谐开关221的附属匹配元件，即第一调谐匹配电路222中的调谐元件调谐到b28频段，此时，第一调谐匹配电路222中的调谐元件可以设置为电容元件。调节第二调谐开关231的导通状态，调整第二调谐开关231的附属匹配元件，即第二调谐匹配电路232中的调谐元件实现b1谐振，此时，第二调谐匹配电路232中的调谐元件可以为电感。进一步地，在电感调谐b7效力不够的情况下，第二调谐匹配电路232可以设置电容调谐，能更有效的实现耦合臂14谐振频率的控制。场景三、mb频带间ca天线调谐设计。示例4、b1与b3载波聚合天线设计。可以通过调节第二调谐开关231的导通状态，调整第二调谐开关231的附属电感元件参数，即第二调谐匹配电路232中的电感元件参数，以及可以通过调节第一天线开关211的导通状态，调整第一天线开关211的附属电容元件参数，即第一调谐匹配电路222中的电容元件参数，即可实现b1与b3载波聚合天线设计。场景三、mb与hb频带间ca天线调谐设计。示例5、b3与b7载波聚合天线设计。其中，b3属于mb，b7属于hb。方式一、可以通过调节第二调谐开关231的导通状态，调整第二调谐开关231的附属电感元件参数，即第二调谐匹配电路232中的电感元件参数，以及可以通过调节第一天线开关211的导通状态，调整第一天线开关211的附属电容元件参数，即第一调谐匹配电路222中的电容元件参数，即可实现b3与b7载波聚合天线设计。方式二、可以通过调节第二调谐开关231的导通状态，调整第二调谐开关231的附属电感元件参数，即第二调谐匹配电路232中的电感元件参数，以及可以通过调节第一调谐开关221的导通状态，调整第一调谐开关221的附属电感元件工作状态，即第一调谐匹配电路222中的电感元件工作状态，即可实现b3与b7载波聚合天线设计。天线调谐设计原理可参考上述描述，在此不作穷举。本发明实施例还提供一种终端，该终端包括如上所述的天线系统及金属壳体，所述金属壳体上设有填充非金属材料的缝隙，所述金属壳体通过所述缝隙分隔形成有谐振臂和耦合臂；所述天线系统包括所述谐振臂、所述耦合臂、馈源电路、第一调谐电路和第二调谐电路；其中，所述馈源电路连接于所述谐振臂的第一馈点与接地端之间，所述第一调谐电路与所述馈源电路并联，所述第二调谐电路连接于所述耦合臂的第二馈点与接地端之间。其中，天线系统的结构可以参照上述实施例，在此不再赘述。由于采用了上述实施例中的天线系统，因此本发明实施例提供的终端具有上述天线系统的所有效果，为避免重复，在此不再赘述。以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
：的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。当前第1页12当前第1页12