一种天线系统及终端设备技术方案

一种应用于终端设备中的天线系统，该终端设备包括由中框和金属边框围合成的框体，该中框与金属边框之间具有容纳空间，该天线系统包括：第一部件，与金属边框的一部分耦合形成环天线结构，设置于容纳空间中的第一MIMO天线、第二MIMO天线，环天线结构位于第一MIMO天线和第二MIMO天线之间。环天线结构与第一MIMO天线和第二MIMO天线分别通过第一间隔和第二间隔隔开。第一MIMO天线的接地端靠近第一间隔，第二MIMO天线的接地端靠近第二间隔，第一MIMO天线的馈电端和第二MIMO天线的馈电端分别靠近金属边框和中框之间的第三间隔和第四间隔。

An antenna system and terminal equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种天线系统及终端设备
本申请涉及终端领域，尤其涉及一种天线系统及终端设备。
技术介绍
随着第四代移动通信技术(4G)的发展，为了提升终端设备(例如，手机)数据业务的吞吐量，从而提高用户体验。多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)技术与载波聚合(carrier aggregation，CA)越来越重要。因此，终端设备中天线的数量与支持的频段也快速增加。此外，终端设备需兼顾诸多外观因素，例如，外观工业设计(industrial design，ID)的流行时尚感、用户握持终端设备时的手感、增加屏幕占比等。近几年，终端设备追求屏幕占比大于80％的ID设计，导致终端设备上方的净空区或者下方的净空区小于2mm，，终端设备内部用于布置天线的空间变得更小。同时采用MIMO技术增加天线数量后，使得天线的空间更加被压缩。且MIMO技术中，除了天线数量增加外，还需要考虑的是各天线间的辐射场型，在满足包络相关系数(envelope correlation coefficient，ECC)指标的前提下，MIMO的吞吐量才能有效的提升。此外，对设置在终端设备顶部的天线来说，除分集天线与MIMO天线外还须考虑全球定位系统(global positioning system，GPS)天线摆设位置与天线场型上半球占比，方能达到良好的用户体验。现有技术中，为了实现MIMO，可以将构成天线的金属边框进行更多的分割，以实现将位于终端设备顶部的天线分成多个天线模块。例如，图1所示，组件(Module)1和Module2。Module1的天线辐射体包括顶部左侧缝隙101以及位于顶部左侧缝隙101两侧的金属枝节：金属枝节102和金属枝节103。Module2的天线辐射体包括顶部右侧缝隙104以及位于顶部右侧缝隙104两侧的金属枝节：金属枝节105和金属枝节106。Module1和Module2相邻处具有金属墙(metal wall)107。其中，金属墙107用以改善Module1和Module2之间的隔离度。金属墙107在结构上实现时，可以在终端设备的金属边框和前壳、金属边框和后壳以及金属边框和PCB的射频参考地，任选两处连接，以形成立体的隔离结构，对Module1和Module2形成隔离效果。如图1所示，Module1可以包括M11和M12。其中，M11可以为MIMO1。例如，MIMO1的天线频段可以包括：无线保真(wireless-fidelity，WIFI)、中频(middle band，MB)频段以及高频(high band，高频)频段。M12可以为GPS天线。Module2可以包括M21和M22。其中，M21覆盖的天线频段包括：低频(low band，LB)频段，M22可以为MIMO2。MIMO2所包括的天线频段可以与MIMO1相同。但是，图1所示的方案中，低频天线采用倒F型天线(inverted-F antenna，IFA)设计，天线性能恶化明显。此外由于天线设计空间明显缩小，在保证位于终端设备底部的主天线性能的情况下，如何提升主天线设计自由度是未来亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种天线系统及终端设备，用使得终端设备顶部的天线可以兼容至少三路MB频段。第一方面，本申请提供一种天线系统，应用于终端设备中，该终端设备包括由中框和位于中框顶部的金属边框围合成的框体，金属边框包括多个边框，多个边框中每相邻两个边框之间具有第一间隔，中框与金属边框之间具有容纳空间，该容纳空间与第一间隔相通，其中，容纳空间内可用于布置元器件，该天线系统包括：第一部件，所述第一部件与所述金属边框中的一部分耦合形成环天线结构，设置于所述容纳空间中的第一多输入多输出MIMO天线、第二MIMO天线，其中，所述环天线结构位于所述第一MIMO天线和所述第二MIMO天线之间，所述环天线结构与所述第一MIMO天线通过第一间隔隔开、所述环天线结构与所述第二MIMO天线通过第二间隔隔开；所述环天线结构用于覆盖第一频段以及第二频段，所述第一MIMO天线和所述第二MIMO天线分别至少用于覆盖所述第二频段，其中，所述第一频段低于所述第二频段，所述第一MIMO天线的接地端靠近所述第一间隔，所述第二MIMO天线的接地端靠近所述第二间隔，所述第一MIMO天线的馈电端靠近所述金属边框和所述中框之间的第三间隔，所述第二MOMO天线的馈电端靠近所述金属边框和所述中框之间的第四间隔。可选的，第一频段的频段范围为：760MHz～1000MHz。第二频段的频段范围为：1450MHz～2200MHz。本申请实施例提供的天线系统，由于在第一MIMO天线和第二MIMO天线之间设置有可用于覆盖第一频段、全球定位系统天线频段以及第二频段的环天线结构，且环天线结构与第一MIMO天线之间通过第一间隔隔开，环天线结构与第二MIMO天线之间通过第一间隔隔开。因此，在布局上可以使得第一MIMO天线、环天线结构和第二MIMO天线取得有效的隔离效果。再者，由于该第一MIMO天线和第二MIMO天线分别至少用于覆盖第二频段，且环天线结构亦可覆盖全球定位系统天线频段以及第二频段。因此，当该天线系统应用于终端设备中时，可以使得终端设备顶部天线区域至少包括三路第二频段。此外，终端设备针对通讯规格需求会产生一定数量的天线需求，以本申请实施例提供的天线系统为例，如果顶部天线能多支持一路第二频段的天线，则位于终端设备底部的天线区域便可以减少一路第二频段的天线，亦即使得终端设备底部的天线设计空间加大，提高了底部的天线设计自由度。在可能的实现方式中，多个边框包括第一边框、第二边框以及位于第一边框和第二边框之间的第三边框，其中，第一部件包括：金属枝节，以及匹配部件，其中，金属枝节的第一端与第三边框的第一端连接，金属枝节的第二端通过第一接地点与中框连接；匹配部件的第一端与第三边框的第二端连接，匹配部件的第二端通过第二接地点与中框连接，用于利用低通滤波器配合宽带匹配使环天线结构覆盖第一频段以及用于利用中频滤波器(也可以为带通滤波器)配合宽带匹配使环天线结构覆盖第二频段。本申请实施例中利用环天线结构覆盖第一频段与GPS频段或者第二频段。利用低通滤波器与带通滤波器将第一频段与GPS频段或者第二频段进行拆分，实现共体双馈提高各自频段内匹配自由度。在可能的实现方式中，匹配部件包括：第一信号源、以及与所述第一信号源并列设置的第二信号源、第一匹配电路以及第二匹配电路，其中，所述第一信号源的第一端通过所述第一匹配电路与所述第三边框的第二端连接，所述第一信号源的第二端通过第三接地点与所述中框连接，所述第二信号源的第一端通过所述第二匹配电路与所述第三边框的第二端连接，所述第二信号源的第二端通过第四接地点与所述中框连接，其中，所述第一匹配电路用于利用低通滤波器配合宽带匹配使所述环天线结构覆盖第一频段，所述第二匹配电路用于利用中频滤波器配合宽带匹配使所述环天线结构覆盖第二频段。在可能的实现方式中，第一匹配电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线系统，其特征在于，应用于终端设备中，所述终端设备包括由中框和金属边框围合成的框体，所述金属边框包括多个边框，所述多个边框中每相邻两个边框之间具有间隔，所述中框与所述金属边框之间具有容纳空间，所述天线系统包括：/n第一部件，所述第一部件与所述金属边框中的一部分耦合形成环天线结构，设置于所述容纳空间中的第一多输入多输出MIMO天线、第二MIMO天线，其中，所述环天线结构位于所述第一MIMO天线和所述第二MIMO天线之间，所述环天线结构与所述第一MIMO天线通过第一间隔隔开、所述环天线结构与所述第二MIMO天线通过第二间隔隔开；所述环天线结构用于覆盖第一频段以及第二频段，所述第一MIMO天线和所述第二MIMO天线分别至少用于覆盖所述第二频段，其中，所述第一频段低于所述第二频段，所述第一MIMO天线的接地端靠近所述第一间隔，所述第二MIMO天线的接地端靠近所述第二间隔，所述第一MIMO天线的馈电端靠近所述金属边框和所述中框之间的第三间隔，所述第二MOMO天线的馈电端靠近所述金属边框和所述中框之间的第四间隔。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】一种天线系统，其特征在于，应用于终端设备中，所述终端设备包括由中框和金属边框围合成的框体，所述金属边框包括多个边框，所述多个边框中每相邻两个边框之间具有间隔，所述中框与所述金属边框之间具有容纳空间，所述天线系统包括：
第一部件，所述第一部件与所述金属边框中的一部分耦合形成环天线结构，设置于所述容纳空间中的第一多输入多输出MIMO天线、第二MIMO天线，其中，所述环天线结构位于所述第一MIMO天线和所述第二MIMO天线之间，所述环天线结构与所述第一MIMO天线通过第一间隔隔开、所述环天线结构与所述第二MIMO天线通过第二间隔隔开；所述环天线结构用于覆盖第一频段以及第二频段，所述第一MIMO天线和所述第二MIMO天线分别至少用于覆盖所述第二频段，其中，所述第一频段低于所述第二频段，所述第一MIMO天线的接地端靠近所述第一间隔，所述第二MIMO天线的接地端靠近所述第二间隔，所述第一MIMO天线的馈电端靠近所述金属边框和所述中框之间的第三间隔，所述第二MOMO天线的馈电端靠近所述金属边框和所述中框之间的第四间隔。


根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述多个边框包括第一边框、第二边框以及位于所述第一边框和所述第二边框之间的第三边框，其中，所述第一部件包括：金属枝节，以及匹配部件；
其中，所述金属枝节的第一端与所述第三边框的第一端连接，所述金属枝节的第二端通过第一接地点与所述中框连接；所述匹配部件的第一端与所述第三边框的第二端连接，所述匹配部件的第二端通过第二接地点与所述中框连接，用于利用低通滤波器配合宽带匹配使所述环天线结构覆盖所述第一频段以及用于利用中频滤波器配合宽带匹配使所述环天线结构覆盖所述第二频段。


根据权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述匹配部件包括：第一信号源、以及与所述第一信号源并列设置的第二信号源、第一匹配电路以及第二匹配电路，其中，所述第一信号源的第一端通过所述第一匹配电路与所述第三边框的第二端连接，所述第一信号源的第二端通过第三接地点与所述中框连接，所述第二信号源的第一端通过所述第二匹配电路与所述第三边框的第二端连接，所述第二信号源的第二端通过第四接地点与所述中框连接，其中，所述第一匹配电路用于利用低通滤波器配合宽带匹配使所述环天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：许志玮，赖彦成，余冬，李建铭，王汉阳，吴鹏飞，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44