一种具有紧凑型天线对的移动终端

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种具有紧凑型天线对的移动终端。

背景技术

随着无线通信技术的发展，目前的移动终端都步入了5G时代。5G(5th GenerationMobile Communication Technology，第五代移动通信技术)是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。

现有移动终端进入5G时代后，同频的MIMO天线的数量越来越多，由于MIMO天线本身具有多个天线单元，且对天线单元的排布有较高要求，因此不仅必须提高各天线与MIMO天线之间的隔离度以保证各天线与MIMO天线的无线通信功能和质量，还需要提高MIMO天线中各天线单元之间的隔离度以保证MIMO天线的辐射性能，而对隔离度的需求却非常不利于天线的小型化堆叠设计。而目前，大部分的移动终端都朝着轻薄化的方向发展，使得移动终端内留给天线布局的空间越来越小，同时还使得天线的净空越来越小，天线环境的恶化导致5G天线的性能提升受到限制。

另外，现有的移动终端通常使用金属材质作为外壳以提高其外观质感。虽然目前有较多的技术能够使用金属边框作为天线，但是一般情况下，通过金属边框实现的天线数量有限，因此并不能很好的解决天线数量越来越多的问题。

此外，现有常用的同频天线的堆叠设计需要对布局距离有一定的要求，而现有的移动终端内部空间有限，限制了其他功能模块的设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有紧凑型天线对的移动终端，以解决如何在5G通信中提供一种具有较高隔离度且小型化的Sub-6G天线的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有紧凑型天线对的移动终端，包括呈矩形的地板、金属边框和天线单元；所述金属边框围绕所述地板的边缘设置；所述金属边框的任一边的内侧具有开槽，所述开槽的一端具有缝隙，所述开槽处设置有第一馈电带条；所述天线单元靠近所述开槽处设置；所述天线单元包括天线平板、第二馈电带条和接地带条；所述天线平板呈矩形且在靠近所述开槽的一侧具有凹槽；所述第二馈电带条和所述接地带条分别位于所述凹槽的末端，且支撑所述天线平板悬空；具有所述开槽的一边金属边框与所述天线单元构成天线对。

可选的，在所述的具有紧凑型天线对的移动终端中，所述开槽和所述缝隙填充有介质。

可选的，在所述的具有紧凑型天线对的移动终端中，所述介质的介电常数为3.0。

可选的，在所述的具有紧凑型天线对的移动终端中，所述第一馈电带条、所述第二馈电带条和所述接地带条均垂直所述地板设置。

可选的，在所述的具有紧凑型天线对的移动终端中，所述天线平板与所述地板平行。

可选的，在所述的具有紧凑型天线对的移动终端中，所述移动终端还包括外壳，所述外壳与所述金属边框和所述地板形成一空间，且所述外壳与所述地板平行。

可选的，在所述的具有紧凑型天线对的移动终端中，所述天线平板以LDS工艺或印刷工艺形成于所述外壳的内侧。

可选的，在所述的具有紧凑型天线对的移动终端中，所述金属边框的厚度为2±0.5mm，高度为6±0.5mm；所述开槽的长度为12±1mm，厚度为0.5±0.05mm，高度与所述金属边框的高度一致；所述缝隙的宽度为2±0.5mm；所述第一馈电带条设置于所述开槽距所述缝隙的3.5±0.5mm处。

可选的，在所述的具有紧凑型天线对的移动终端中，所述天线平板的长度为16±1mm，宽度为9.5±0.5mm，厚度为0.2±0.05mm，距离所述地板2.8±0.5mm；所述凹槽的连接有所述第二馈电带条的一端距所述天线平板的同侧端部8±1mm；所述凹槽的宽度为2±0.5mm，深度为4±0.5mm。

可选的，在所述的具有紧凑型天线对的移动终端中，所述天线平板与所述金属边框之间的距离为4±0.5mm。

本发明提供的具有紧凑型天线对的移动终端，包括呈矩形的地板、金属边框和天线单元；所述金属边框围绕所述地板的边缘设置；所述金属边框的任一边的内侧具有开槽，所述开槽的一端具有缝隙，所述开槽处设置有第一馈电带条；所述天线单元靠近所述开槽处设置；所述天线单元包括天线平板、第二馈电带条和接地带条；所述天线平板呈矩形且在靠近所述开槽的一侧具有凹槽；所述第二馈电带条和所述接地带条分别位于所述凹槽的末端，且支撑所述天线平板悬空；具有所述开槽的一边金属边框与所述天线单元构成天线对。通过天线对的结构设计，使得移动终端能够覆盖Sub-6G的N78频段的同时，隔离度满足射频链路的要求；同时，由于该天线对利用了金属边框，且天线平板悬空设置，节约了移动终端内的空间。解决了如何在5G通信中提供一种具有较高隔离度且小型化的Sub-6G天线的问题。

附图说明

图1为本实施例提供的具有紧凑型天线对的移动终端的结构示意图；

图2为本实施例提供的具有紧凑型天线对的移动终端的局部放大图；

图3为本实施例提供的具有紧凑型天线对的移动终端的反射系数仿真结果图；

图4为本实施例提供的具有紧凑型天线对的移动终端的效率仿真结果图；

图5为本实施例提供的具有紧凑型天线对的移动终端的天线对中金属边框处的phi向方向图；

图6为本实施例提供的具有紧凑型天线对的移动终端的天线对中天线单元处的phi向方向图；

图7为本实施例提供的具有紧凑型天线对的移动终端的天线对中金属边框处的全向方向图；

图8为本实施例提供的具有紧凑型天线对的移动终端的天线对中天线单元处的全向方向图；

其中，各附图标记说明如下：

100-地板；200-金属边框；210-开槽；220-缝隙；230-第一馈电带条；300-天线单元；310-天线平板；311-凹槽；320-第二馈电带条；330-接地带条。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的具有紧凑型天线对的移动终端作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图说明中的“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，以便描述本发明的实施例，而不用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的结构在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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。

本实施例提供一种具有紧凑型天线对的移动终端，如图1和图2所示，包括呈矩形的地板100、金属边框200和天线单元300；所述金属边框200围绕所述地板100的边缘设置；所述金属边框200的任一边的内侧具有开槽210，所述开槽的一端具有缝隙220，所述开槽210处设置有第一馈电带条230；所述天线单元300靠近所述开槽210处设置；所述天线单元300包括天线平板310、第二馈电带条320和接地带条330；所述天线平板310呈矩形且在靠近所述开槽210的一侧具有凹槽311；所述第二馈电带条320和所述接地带条330分别位于所述凹槽311的末端，且支撑所述天线平板310悬空；具有所述开槽210的一边金属边框200与所述天线单元300构成天线对。

本实施例提供的具有紧凑型天线对的移动终端，通过天线对的结构设计，使得移动终端能够覆盖Sub-6G的N78频段的同时，隔离度满足射频链路的要求；同时，由于该天线对利用了金属边框，且天线平板悬空设置，节约了移动终端内的空间。解决了如何在5G通信中提供一种具有较高隔离度且小型化的Sub-6G天线的问题。

较佳的，在本实施例中，所述开槽210和所述缝隙220填充有介质。具体的，所述介质的介电常数为3.0。通过开槽210和缝隙220使得金属边框形成了缝隙天线；通过填充介质，使得缝隙天线的性能得到优化，从而提升天线对整体的无线通信性能。

本领域技术人员所熟知的，缝隙填充的介质的选择会在一定程度上影响天线的性能，因此，在其他具体实施例中，可以依据实际情况对介质的材料进行选择。通常，介质为非导电材质。

进一步的，在本实施例中，所述第一馈电带条230、所述第二馈电带条320和所述接地带条330均垂直所述地板100设置。如此，不仅使得馈电和接地结构较为简单，还使得在其上的电流损耗较小，保证了天线的收发性能。在本实施例中，所述第一馈电带条230、所述第二馈电带条320和所述接地带条330均呈直线状。当然，在其他实施例中，所述第一馈电带条230、所述第二馈电带条320和所述接地带条330可以具有其他形状，以使得与相连结构的连接更为稳定，从而提升天线对的性能。

为保证天线对的耦合性能，由于金属边框200垂直地板100设置，因此，在本实施例中，所述天线平板310与所述地板100平行。

在本实施例中，第一馈电带条230位于金属边框的外侧，一面与所述开槽210相接触。在具体应用过程中，第一馈电带条230的靠近地板100的一端与馈电弹片相连，从而实现对第一馈电带条230的馈电，在实现馈电后，第一馈电带条230与金属边框200发生耦合，从而使得金属边框200成为天线实现其功能。

本领域技术人员所熟知的，第一馈电带条230与开槽210相接触的位置不同天线也会具有不同频段辐射。因此，在具体应用过程中，需要根据实际的天线使用环境来对第一馈电带条230的相对位置的设置进行调谐，从而获得所需的频段和性能。

具体的，在本实施例中，所述第一馈电带条230呈三棱柱体，且棱边与开槽210相对，使得电磁辐射通过棱边集中发出，并与金属边框200实现耦合，三棱柱的一面与天线平板310的相靠近的一边平行，以实现与天线平板310之间的耦合。

较佳的，在本实施例中，所述移动终端还包括外壳，所述外壳与所述金属边框200和所述地板100形成一空间，且所述外壳与所述地板100平行。所述天线平板310以FPC粘附的方式、LDS工艺或印刷工艺形成于所述外壳的内侧。如此，不仅节约了移动终端的内部空间，还使得天线平板310相对于其他部件的位置稳定。

更佳的，使用LDS工艺或印刷工艺在外壳上形成天线平板310。LDS工艺及印刷工艺都是目前天线轻薄化的一种方式，不仅生产效率高，而且产品的一致性好，从而保证了天线的性能。

同样的，在本实施例中，第二馈电带条320和接地带条330与第一馈电带条230一样，呈三棱柱体，但其三棱柱的一面与金属边框200的相靠近的一边平行，以实现与金属边框200之间的耦合。

具体的，在本实施例中，给出具有紧凑型天线对的移动终端的一些关键尺寸。

所述地板100的整体尺寸为160mm×75mm，为标准的手机尺寸。所述地板100的厚度为1±0.5mm。

所述金属边框200的厚度为2±0.5mm，高度为6±0.5mm；所述开槽210的长度为12±1mm，厚度为0.5±0.05mm，高度与所述金属边框200的高度一致；所述缝隙220的宽度为2±0.5mm；所述第一馈电带条230设置于所述开槽210距所述缝隙220的3.5±0.5mm处。

所述天线平板310的长度为16±1mm，宽度为9.5±0.5mm，厚度为0.2±0.05mm，与所述地板100之间的距离为2.8±0.5mm；所述凹槽311的连接有所述第二馈电带条320的一端距所述天线平板310的同侧端部8±1mm；所述凹槽311的宽度为2±0.5mm，深度为4±0.5mm。

以及，所述天线平板310与所述金属边框200之间的距离为4±0.5mm。

如此，天线对的整体结构尺寸仅为16mm×16mm，实现了Sub-6G天线的小型化。

在本实施例中，较佳的，天线对设置与移动终端的短边处。

以此具有紧凑型天线对的移动终端进行仿真测试，得到的反射系数仿真结果如图3所示。从图3中可以看出，本实施例提供的具有紧凑型天线对的移动终端可以覆盖3.3～3.8GHz的频段，为国内常用的N78频段。不仅如此，通过传输系数S12可看到，同频率的金属边框200(含有开槽210和缝隙220的部分)和天线单元300在物理距离仅为4mm的情况下，隔离度能够达到-12dB，满足移动通讯收发器＜-10dB的一般要求，非常有利于在一个移动终端上布局更多的4×4、8×8等的同频段MIMO天线。

图4为本实施例提供的具有紧凑型天线对的移动终端的效率仿真结果图。从图中可以看出，本实施例提供的具有紧凑型天线对的移动终端的天线对产生了很强的辐射，满足一般移动终端辐射效率需求。

参见图5至图8，本实施例提供的具有紧凑型天线对的移动终端之所以能实现同频天线近距离布局仍有良好的隔离度性能，关键在于金属边框和天线单元的方向图存在一定的正交特性。如图5和图6的phi向方向图以及图7和图8的全向方向图，可以看到金属边框处的主瓣朝向朝右，天线单元的主瓣朝向朝后，因此通过正交特性能够保证天线的隔离度。

需要说明的是，上述实施例仅以手机作为移动终端为例，说明本发明提供的紧凑型天线对的性能，在实际应用中，本发明提供的紧凑型天线对还可以应用于诸如笔记本、平板电脑、智能手表等移动终端设备中。以及，在具体的紧凑型天线对的位置、尺寸等的设置中，需要根据实际的使用环境进行调整，以使得该紧凑型天线对具有最佳的辐射性能。具体的调谐方式为本领域技术人员所熟知的，此处不再赘述。本发明的保护范围不应当以上述实施例的具体内容为限，在不违背本发明主旨前提下的其他应用及尺寸等参数的设置也应当属于本发明的保护范围。

此外，在移动终端内，为实现对紧凑型天线对的馈电，需要将第一馈电带条230和第二馈电带条320与电路主板的馈电弹片相连。得益于天线对的特殊结构，第一馈电带条230和第二馈电带条320可以连接于同一馈电弹片，也可以连接不同的馈电弹片；以及，第一馈电带条230和第二馈电带条320在连接同一馈电弹片时，表明连接有相同的射频电路，当连接不同的馈电弹片时，其两者可以连接有相同的射频电路，也可以连接有不同的射频电路。

当第一馈电带条230和第二馈电带条320连接有不同的射频电路时，金属边框200和天线平板310分别形成了单独的天线，通过两者之间的间隙实现耦合，从而拓宽天线的带宽；同时，由于第一馈电带条230和第二馈电带条320连接有不同的射频电路，可以利用单独连接的射频电路对金属边框200和天线平板310进行调谐，从而使得两者分别能够达到最佳状态，进而提升天线对的整体性能。

需要说明的是，射频电路的电路设计为本领域技术人员所熟知的，且此部分并非本发明的重点，因此此处不再赘述。但应当可以理解的是，当本发明提供的紧凑型天线对在附加有合适的射频电路后，能够取得更好的天线性能。

综上所述，本实施例提供的具有紧凑型天线对的移动终端，包括呈矩形的地板、金属边框和天线单元；所述金属边框围绕所述地板的边缘设置；所述金属边框的任一边的内侧具有开槽，所述开槽的一端具有缝隙，所述开槽处设置有第一馈电带条；所述天线单元靠近所述开槽处设置；所述天线单元包括天线平板、第二馈电带条和接地带条；所述天线平板呈矩形且在靠近所述开槽的一侧具有凹槽；所述第二馈电带条和所述接地带条分别位于所述凹槽的末端，且支撑所述天线平板悬空；具有所述开槽的一边金属边框与所述天线单元构成天线对。通过天线对的结构设计，使得移动终端能够覆盖Sub-6G的N78频段的同时，隔离度满足射频链路的要求；同时，由于该天线对利用了金属边框，且天线平板悬空设置，节约了移动终端内的空间。解决了如何在5G通信中提供一种具有较高隔离度且小型化的Sub-6G天线的问题。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。