一种双天线系统及电子设备的制作方法

本实用新型实施例涉及天线技术领域，尤其涉及一种双天线系统及电子设备。

背景技术：

随着第五代移动通信的到来，手机终端中引入了fr1(450mhz-6000mhz)和fr2(24250mhz-52600mhz)新频段，手机中由于多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，mimo)天线系统的需要，天线数量的要求也大幅的增长，而天线布局与设计的空间相比于第四代移动通信手机终端来说却基本不变，这就造成了手机天线，尤其是6ghz以下频段的各天线间距缩减，一些天线指标，比如隔离，辐射效率等受到影响。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种双天线系统及电子设备，用于解决电子设备天线系统的天线指标受影响、占用空间大的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种双天线系统，包括：

金属中框、主地板、第一天线和第二天线；

所述主地板设置于所述金属中框内侧，并通过若干连接件与所述金属中框连接；

所述第一天线设置于所述金属中框侧边，所述第一天线包括寄生辐射臂和馈点辐射臂，所述寄生辐射臂和所述馈点辐射臂耦合设置；

所述第二天线设置于所述金属中框内侧，所述第二天线与所述第一天线耦合设置。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电子设备，包括：如上任一项所述的双天线系统。

在本实用新型实施例中，通过复用寄生辐射臂，既保证了第一天线原有的良好性能，又提高了第二天线的带宽和辐射效率，隔离也较好，同时双天线系统能够做得很小，节省占用的空间。

附图说明

通过阅读下文可选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出可选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的一种双天线系统的结构示意图；

图2为图1中双天线系统的简化结构示意图；

图3为本实用新型实施例中只有第一天线时的s参数曲线示意图；

图4为本实用新型实施例中只有第一天线时的效率曲线示意图；

图5为本实用新型实施例中只有第一天线时工作频率为3.4ghz的电流分布示意图；

图6为本实用新型实施例中只有第一天线时工作频率为3.6ghz的电流分布示意图；

图7为本实用新型实施例中双天线系统的s参数曲线示意图；

图8为本实用新型实施例中双天线系统的效率曲线示意图；

图9为本实用新型实施例中双天线系统以及只有第一天线时的辐射效率曲线示意图；

图10为本实用新型实施例中双天线系统中第一天线工作频率为3.6ghz的电流分布示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”以及它的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，说明书以及权利要求中使用“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，例如a和/或b，表示包含单独a，单独b，以及a和b都存在三种情况。

在本实用新型实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本实用新型实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

请参考图1-2，图1为本实用新型实施例提供的一种双天线系统的结构示意图，图2为图1中双天线系统的简化结构示意图。如图1-2所示，本实用新型实施例中的双天线系统包括：金属中框11、主地板、第一天线14和第二天线16，其中，金属中框11可以为矩形框，主地板设置在金属中框11内，并通过若干连接件与金属中框11固定连接，主地板用于各元器件的接地；第一天线14设置在金属中框11侧边，第二天线设置在金属中框11内侧。

在本实用新型实施例中，第一天线14包括馈点辐射臂141和寄生辐射臂142，所述馈点辐射臂141和寄生辐射臂142呈同一直线设置，并且两者之间设置有断缝17实现隔断；较优的，断缝17的宽度可以为1mm-2mm；进一步的，馈点辐射臂141和寄生辐射臂142耦合设置，也就是说，当馈点辐射臂141工作时，其发出的信号将部分耦合到寄生辐射臂142上，两者实现协同工作。在一些具体实施例中，馈点辐射臂141通过第一连接件143与金属中框11内的主地板连接以实现接地，而寄生辐射臂142则通过第二连接件144与金属中框11内的主地板连接以实现接地。

在本实用新型的一些具体实施例中，第一天线14可以由金属边框构成，也就是说，可以通过在金属边框的一边开设一断缝17，使金属边框的该侧边分为两段，其中一段作为馈点辐射臂141，而另一段则作为寄生辐射臂142，在这种情况下，第一天线14也可以称为边框天线。通过利用金属边框作为天线的部分结构，可以减少天线的占用空间，同时利用金属边框增强天线的性能。

图1中，观察视角为从电子设备的背面看向电子设备，电子设备的显示屏18与电子设备的背面相对，显示屏18位于金属中框11的正面，在金属中框11内侧的主地板上还设置有印刷电路板12(printedcircuitboards，pcb)，印刷电路板12位于金属中框11的背面，第二天线16则设置在印刷电路板12上，并位于金属中框11内侧，即金属中框11的围合区域内；由于第一天线14利用金属边框作为天线的部分结构，而金属边框位于金属中框11的侧边，因此第一天线14也位于金属中框11的侧边；进一步的，第二天线16与第一天线14耦合设置，具体来说，第二天线16设置在第一天线14的寄生辐射臂142内侧，并且该寄生辐射臂142与第二天线16的走线间隔耦合设置，当第二天线16工作时，其发出的部分信号将耦合到该寄生辐射臂142上，两者实现协同工作。也就是说，寄生辐射臂142既与馈点辐射臂141耦合设置，也与第二天线16耦合设置，使得第一天线14和第二天线16复用寄生辐射臂142，既保证了第一天线14原有的良好性能，又提高了第二天线16的带宽和辐射效率，隔离也较好，同时使双天线系统能够做的很小，节省占用的空间。

在本实用新型一些具体实施例中，可以调整第二天线16的走线，例如通过支架进行平面或立面位置的调整，以控制第二天线16与第一天线14的寄生辐射臂142之间的间距，从而控制两者之间的耦合度；较优的，寄生辐射臂142与第二天线16的走线的间距不超过2mm，以提高双天线系统的性能。

本实用新型实施例中，馈点辐射臂141上设置有第一馈点145，第一馈点145与印刷电路板12上的馈源连接，以将馈源信号传输至馈点辐射臂141上；在第二天线16上设置有第二馈点161，第二馈点161与印刷电路板12上的馈源连接，以将馈源信号传输至第二天线16上；较优的，第一馈点145和第二馈点161之间的间距小于双天线系统最低工作频率所对应的自由空间中的波长的10％，以确保第一天线14和第二天线16在工作时具有较好的隔离，较优的，在一些具体实施中，第一馈点145和第二馈点161之间的间距可以为7mm，对应于双天线系统最低工作频率2.4ghz在自由空间中的0.056个波长，满足小于10％的条件；进一步的，第二天线16还包括接地点162，接地点162与主地板连接实现接地。

在本实用新型一些具体实施例中，第一天线14可以为倒f天线，即ifa天线，通过以ifa天线加寄生耦合的形式(也即馈点辐射臂141与寄生辐射臂142耦合设置)，构成双频或多频的谐振天线；第二天线16可以为平面倒f天线，即pifa天线，也可以为环形天线，当第二天线16为平面倒f天线时，所述接地点162设置在第一馈点145和第二馈点161之间，以提高第二天线16的性能。

在本实用新型另一些具体实施例中，第一天线14和第二天线16至少有一个工作频段具有相重叠的频率或频率间隔小于100mhz，具体来说，第一天线14可以工作在n41+n78频段，其中，n41频段是指2496mhz～2690mhz，n78频段是指3300mhz～3800mhz；而第二天线16则工作在wifi2.4g+5g频段。其中，第一天线14的n41频段和第二天线的wifi2.4g频段有交叠的部分，存在潜在隔离较差的情况，因此，在本实用新型中，可以将馈点辐射臂141的长度设置为8mm～12mm，而寄生辐射臂142的长度设置为5.7mm～9.7mm，而使第二天线16的走线与寄生辐射臂142的间距设置为小于2mm，并且第二天线16的走线基本位于断缝17的一侧，使得第一天线14和第二天线16之间的工作频带的隔离度大于10db，从而提高双天线系统的工作性能。

请参考图3，图3为本实用新型实施例中只有第一天线时的s参数曲线示意图。由图3可知，当只有第一天线14时，第一天线14在n41+n78频段的s11(即回波损耗特性)均小于-5db，损耗较多。

请参考图4，图4本实用新型实施例中只有第一天线时的效率曲线示意图。图4中，实线为第一天线14的辐射效率曲线，虚线为第一天线14的总效率曲线，从图4可以看到，只有第一天线14时，其在n41频段的辐射效率比较平坦，而在n78频段的辐射效率在3.6ghz时大幅度下降，这是由于只有第一天线14时，由于存在整机谐振结构，对第一天线14在3.6ghz左右的能量造成了吸收和损耗。

请参考图5和图6，图5为本实用新型实施例中只有第一天线时工作频率为3.4ghz的电流分布示意图，图6为本实用新型实施例中只有第一天线时工作频率为3.6ghz的电流分布示意图。对比图5和图6可知，第一天线14在3.4ghz时其电流主要分布在左侧结构中，而当工作频率为3.6ghz时，第一天线14的能量被图6中虚线框中所示的结构所牵引，并造成了吸收损耗，这也是第一天线14在3.6ghz附近效率大幅度下降的原因。

请参考图7，图7为本实用新型实施例中双天线系统的s参数曲线示意图。其中，曲线s11表示第一天线14的s11(输入反射系数)参数曲线，曲线s22表示第二天线16的s22(输出反射系数)参数曲线，曲线s12为两个天线之间的s12(隔离度)或s21(增益)参数曲线。由图7可以看出，在增加第二天线16后，两个天线都具有较好的阻抗带宽，并且在全频段内隔离都在10db以上。

请参考图8，图8为本实用新型实施例中双天线系统的效率曲线示意图。其中，细实线为第一天线14的辐射效率曲线，粗实线为第二天线14的辐射效率曲线，细虚线为第一天线14的总效率曲线，粗虚线为第二天线16的总效率曲线。由图8可知，第一天线14在n41频段内平均总效率约为-4.3db，在n78频段内平均总效率约为-4.2db，第二天线16在wifi2.4g频段平均总效率为-7db，在wifi5g频段平均总效率为-3.4db，双天线均由较高的总效率。

请参考图9，图9为本实用新型实施例中双天线系统以及只有第一天线时的辐射效率曲线示意图。其中，实线为双天线系统下的第一天线14的辐射效率曲线，而虚线为只有第一天线14时的辐射效率曲线。可以看出，在双天线系统下，也即存在第二天线16的情况下，只对第一天线14的n41频段造成了很小的影响，使得第一天线14在n41频段的辐射效率下降0.5db左右，这是由于第二天线16占用了第一天线14的部分净空和高度空间，造成了第一天线14的q值上升、辐射效率下降。但是，进一步的，双天线系统下，也即存在第二天线16的情况下，第一天线14在n78频段的辐射效率起到了提升作用，这是由于第二天线16与第一天线的寄生辐射臂142耦合设置，将第一天线14的n78频段能量进行了牵引，使得第一天线14原来流动到吸收损耗区域的能量比例大幅降低，同时由于第二天线16与第一天线14的间隔的合理设置，使得第一天线14的n78频段天线体积增大，辐射性能得到提升。

请参考图10，图10为本实用新型实施例中双天线系统中第一天线工作频率为3.6ghz的电流分布示意图。将图10与图6进行对比可知，在双天线系统下，也即存在第二天线16的情况下，第一天线14的n78频段能量被牵引到了第二天线16的走线上(图10中的实线框)，而被整机谐振结构(图10中的虚线框)牵引的电流有所减弱，损耗减小，这也是第一天线14在有第二天线16存在时辐射性能提升的原因。

根据本实用新型实施例提供的双天线系统，通过复用寄生辐射臂，既保证了第一天线原有的良好性能，又提高了第二天线的带宽和辐射效率，隔离也较好，同时双天线系统能够做得很小，节省占用的空间。

本实用新型另一方面实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上任一实施例所述的双天线系统，由于前述实施例的双天线系统具有上述有益效果，本实用新型实施例中的电子设备也具备相应的有益效果，在此不再赘述。

进一步的，在本实用新型一些具体实施例中，电子设备还包括印刷电路板，所述印刷电路板设置在双天线系统的金属中框内侧，并且双天线系统中第一天线的第一馈点和第二天线的第二馈点分别与所述印刷电路板连接，以实现收发信号。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他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、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。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、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实用新型的保护之内。