一种三模宽带终端天线和终端设备的制作方法

文档序号:28831981发布日期:2022-02-09 12:27阅读:139来源:国知局
一种三模宽带终端天线和终端设备的制作方法

1.本技术涉及无线通信技术领域,具体涉及一种三模宽带终端天线和终端设备。


背景技术:

2.随着终端设备的快速发展和人们日益提升的使用需求,全面屏的终端设备越来越广泛的应用于人们的生产和生活。全面屏的终端设备通常需要尽可能大的金属铁框来支撑整体结构,这样会导致天线净空变小,天线效率较低,且天线覆盖的频段较窄。
3.为了使得产品支持更宽的频段,确保产品规格的同时保证天线效率,例如覆盖1.71ghz到2.69ghz范围内的lte b1、b2、b3、b4、b7、b38、b39、b40、b41等通信频段,目前的方法是加入调谐开关,通过调谐开关的不同通路来连接不同的匹配网络,每个匹配网络能够确保对应的频段在通信时的天线性能。在通信过程中,终端设备通过切换调谐开关的通路来切换不同的匹配网络,以此来确保天线在多个频段工作时的天线效率。
4.然而,采用调谐开关切换不同匹配网络来兼容多个频段的方式,由于电路中增加调谐开关的缘故,导致天线成本较高,天线的可靠性也会降低。


技术实现要素:

5.本技术提供了一种三模宽带终端天线和终端设备,该天线支持多个谐振模式,在极小净空下,可以实现较宽的带宽覆盖,无需加入调谐开关调谐天线频段,具有降低天线成本的作用,且能够提高手握状态下的天线效率。
6.第一方面,提供了一种三模宽带终端天线,包括第一辐射枝节、第二辐射枝节、第三辐射枝节、第一匹配网络和第二匹配网络;所述第一辐射枝节和所述第二辐射枝节电连接;
7.所述第一匹配网络与馈电点和所述第二辐射枝节电连接;所述第二匹配网络与等效地和所述第三辐射枝节连接;所述第一辐射枝节和所述第二辐射枝节,用于在所述第一匹配网络的作用下,被第一频段信号激励起第一谐振模式;所述第二辐射枝节,用于在所述第一匹配网络的作用下,被第二频段信号激励起第二谐振模式;所述第三辐射枝节,用于在所述第二匹配网络的作用下,被第三频段信号激励起第三谐振模式。
8.通过在第二辐射枝节的基础上增设了第一辐射枝节,使得天线支持原有第二频段信号的第二谐振模式以及第三频段信号的第三谐振模式的同时,还能够支持第一频段信号的第一谐振模式。因此,无需使用调谐开关来扩大天线的带宽,也无需使用多组匹配网络来适配不同的频段,在确保天线具备宽带特性的情况下,降低了成本。同时,由于减少了调谐开关和其他的匹配网络,因此降低了硬件的故障率,提高了天线的可靠性。另外,由于减少了其他的匹配网络,那么针对匹配网络的调试工作也相应的删减,相比传统的针对每个频段对应的匹配网络一一进行调试的情况,调试量减少,调试时间也相应的缩短,从而提高了天线的研发效率。
9.可选地,所述第二辐射枝节上开设缝隙,所述缝隙沿所述第二辐射枝节的长度方
向设置,所述缝隙的开口端位于所述第二辐射枝节的远离所述第一辐射枝节的一端,所述缝隙的长度小于所述第二辐射枝节的长度。
10.通过在第二辐射枝节上开设缝隙,且缝隙的开口端位于第二辐射枝节的远离第一辐射枝节的一端,即使在握持状态下,也能够使得第二辐射枝节的一个电场强点一直处于第二辐射枝节靠近第三辐射枝节的一端,因而随着频率的提升,天线效率因为手握导致的效率降幅减少,减少了人手握持对天线性能的影响。
11.可选地,所述第一辐射枝节为l形结构。
12.l形结构的第一辐射枝节能够在保证第一辐射枝节和第二辐射枝节的电长度的同时,在角落位置处可以更加灵活地走线,更利于天线在整机中的排布。
13.可选地,所述l形结构的拐角为圆角。
14.可选地,所述第二辐射枝节的接地点设置在所述第二辐射枝节靠近所述第一辐射枝节的一端。
15.在第一辐射枝节为l形结构的情况下,将第二辐射枝节的接地点设置在第二辐射枝节靠近第一辐射枝节的一端,能够使得第二辐射枝节的接地点尽可能地靠近终端设备的角落,同时激励出金属地板的横向模和纵向模,从而提高天线效率。
16.可选地,所述第一辐射枝节和所述第二辐射枝节无缝连接。
17.可选地,所述第一匹配网络和所述第二辐射枝节的连接点,设置在所述第二辐射枝节的靠近所述第三辐射枝节的一端。
18.由于第二辐射枝节的远离第三辐射枝节的一端往往排布较多其他器件,因此将第一匹配网络和第二辐射枝节的连接点,设置在第二辐射枝节的靠近第三辐射枝节的一端,能够远离其他器件,避免被干扰,确保天线性能。
19.可选地,所述第二匹配网络和所述第三辐射枝节的连接点设置在所述第三辐射枝节的远离所述第二辐射枝节的一端。
20.对于第三辐射枝节来说,开放端为靠近第二辐射枝节的一端,将第二匹配网络和第三辐射枝节的连接点设置在远离第二辐射枝节的一端,能够使得第三辐射枝节的接地点远离开放端,进一步提升天线效率。
21.可选地,所述第一谐振模式为所述第一辐射枝节和所述第二辐射枝节的二分之一波长谐振模式,所述第二谐振模式为所述第二辐射枝节的四分之一波长谐振模式,所述第三谐振模式为所述第三辐射枝节的四分之一波长谐振模式。
22.以第一频段信号为2.6ghz或附近频率的信号、第二频段信号为1.75ghz或附近频率的信号、第三频段信号为2.2ghz或附近频率的信号为例:当第一频段信号进入天线时,第一辐射枝节和第二辐射枝节被激励起二分之一波长谐振模式;当第二频段信号进入天线时,第二辐射枝节被激励起四分之一波长谐振模式;当第三频段信号进入天线时,第三辐射枝节被激励起四分之一波长谐振模式。因此天线能够保证分别在2.6ghz、2.2ghz和1.75ghz为中心的一段频率范围内的天线效率,例如天线性能能够覆盖1.71ghz到2.69ghz范围内的lte b1、b2、b3、b4、b7、b38、b39、b40、b41等通信频段,能够满足无线通信的需求。
23.第二方面,提供了一种终端设备,包括上述第一方面所述的技术方案中任意一种三模宽带终端天线。
24.可选地,所述天线沿所述终端设备的一条短边或者角落设置。
附图说明
25.图1是本技术实施例提供的一例终端设备100的结构示意图;
26.图2是本技术实施例提供的一例天线在终端设备中所处位置的示意图;
27.图3是本技术实施例提供的天线辐射单元和介质基板的结构示意图;
28.图4是一例传统的天线的结构示意图;
29.图5是本技术实施例提供的一例三模宽带终端天线的结构示意图;
30.图6是本技术实施例提供的又一例三模宽带终端天线的结构示意图;
31.图7是本技术实施例提供的又一例三模宽带终端天线的结构示意图;
32.图8是本技术实施例提供的又一例三模宽带终端天线的结构示意图;
33.图9是本技术实施例提供的一例终端设备被用户握持情况下天线和人体的相对位置示意图;
34.图10是本技术实施例提供的一例第二辐射枝节上开设缝隙和不开设缝隙两种情况下的天线效率的曲线图;
35.图11是本技术实施例提供的又一例三模宽带终端天线的结构示意图;
36.图12是本技术实施例提供的又一例三模宽带终端天线的结构示意图;
37.图13是本技术实施例提供的又一例三模宽带终端天线的结构示意图;
38.图14是本技术实施例提供的一例三模宽带终端天线的尺寸示意图;
39.图15是图14所示的天线的反射系数的曲线图;
40.图16是图14所示的天线的天线效率的曲线图;
41.图17是本技术实施例提供的一例第一辐射枝节和第二辐射枝节被激励起二分之一波长谐振模式下的电流的分布图;
42.图18是本技术实施例提供的一例第二辐射枝节被激励起四分之一波长谐振模式下的电流的分布图;
43.图19是本技术实施例提供的一例第三辐射枝节被激励起四分之一波长谐振模式下的电流的分布图;
44.图20是图14所示的天线和传统的一例天线的天线效率的对比曲线图;
45.图21是图14所示的天线和传统的另一例天线的天线效率的对比曲线图。
具体实施方式
46.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行描述。其中,在本技术实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,a/b可以表示a或b;本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。另外,在本技术实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
47.以下,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
48.本技术实施例提供的三模宽带终端天线可以应用于手机、平板电脑、可穿戴设备、车载设备、增强现实(augmented reality,ar)/虚拟现实(virtual reality,vr)设备、笔记
本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,umpc)、上网本、个人数字助理(personal digital assistant,pda)等终端设备上,本技术实施例对终端设备的具体类型不作任何限制。
49.示例性的,图1是本技术实施例提供的一例终端设备100的结构示意图。终端设备100可以包括处理器110,外部存储器接口120,内部存储器121,通用串行总线(universal serial bus,usb)接口130,充电管理模块140,电源管理模块141,电池142,天线1,天线2,移动通信模块150,无线通信模块160,音频模块170,扬声器170a,受话器170b,麦克风170c,耳机接口170d,传感器模块180,按键190,马达191,指示器192,摄像头193,显示屏194,以及用户标识模块(subscriber identification module,sim)卡接口195等。其中传感器模块180可以包括压力传感器180a,陀螺仪传感器180b,气压传感器180c,磁传感器180d,加速度传感器180e,距离传感器180f,接近光传感器180g,指纹传感器180h,温度传感器180j,触摸传感器180k,环境光传感器180l,骨传导传感器180m等。
50.可以理解的是,本技术实施例示意的结构并不构成对终端设备100的具体限定。在本技术另一些实施例中,终端设备100可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。
51.处理器110可以包括一个或多个处理单元,例如:处理器110可以包括应用处理器(application processor,ap),调制解调处理器,图形处理器(graphics processing unit,gpu),图像信号处理器(image signal processor,isp),控制器,存储器,视频编解码器,数字信号处理器(digital signal processor,dsp),基带处理器,和/或神经网络处理器(neural-network processing unit,npu)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。
52.其中,控制器可以是终端设备100的神经中枢和指挥中心。控制器可以根据指令操作码和时序信号,产生操作控制信号,完成取指令和执行指令的控制。
53.处理器110中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。在一些实施例中,处理器110中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器110刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器110需要再次使用该指令或数据,可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取,减少了处理器110的等待时间,因而提高了系统的效率。
54.在一些实施例中,处理器110可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integrated circuit,i2c)接口,集成电路内置音频(inter-integrated circuit sound,i2s)接口,脉冲编码调制(pulse code modulation,pcm)接口,通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter,uart)接口,移动产业处理器接口(mobile industry processor interface,mipi),通用输入输出(general-purpose input/output,gpio)接口,用户标识模块(subscriber identity module,sim)接口,和/或通用串行总线(universal serial bus,usb)接口等。
55.i2c接口是一种双向同步串行总线,包括一根串行数据线(serial data line,sda)和一根串行时钟线(derail clock line,scl)。在一些实施例中,处理器110可以包含多组i2c总线。处理器110可以通过不同的i2c总线接口分别耦合触摸传感器180k,充电器,闪光灯,摄像头193等。例如:处理器110可以通过i2c接口耦合触摸传感器180k,使处理器
110与触摸传感器180k通过i2c总线接口通信,实现终端设备100的触摸功能。
56.i2s接口可以用于音频通信。在一些实施例中,处理器110可以包含多组i2s总线。处理器110可以通过i2s总线与音频模块170耦合,实现处理器110与音频模块170之间的通信。在一些实施例中,音频模块170可以通过i2s接口向无线通信模块160传递音频信号,实现通过蓝牙耳机接听电话的功能。
57.pcm接口也可以用于音频通信,将模拟信号抽样,量化和编码。在一些实施例中,音频模块170与无线通信模块160可以通过pcm总线接口耦合。在一些实施例中,音频模块170也可以通过pcm接口向无线通信模块160传递音频信号,实现通过蓝牙耳机接听电话的功能。所述i2s接口和所述pcm接口都可以用于音频通信。
58.uart接口是一种通用串行数据总线,用于异步通信。该总线可以为双向通信总线。它将要传输的数据在串行通信与并行通信之间转换。在一些实施例中,uart接口通常被用于连接处理器110与无线通信模块160。例如:处理器110通过uart接口与无线通信模块160中的蓝牙模块通信,实现蓝牙功能。在一些实施例中,音频模块170可以通过uart接口向无线通信模块160传递音频信号,实现通过蓝牙耳机播放音乐的功能。
59.mipi接口可以被用于连接处理器110与显示屏194,摄像头193等外围器件。mipi接口包括摄像头串行接口(camera serial interface,csi),显示屏串行接口(display serial interface,dsi)等。在一些实施例中,处理器110和摄像头193通过csi接口通信,实现终端设备100的拍摄功能。处理器110和显示屏194通过dsi接口通信,实现终端设备100的显示功能。
60.gpio接口可以通过软件配置。gpio接口可以被配置为控制信号,也可被配置为数据信号。在一些实施例中,gpio接口可以用于连接处理器110与摄像头193,显示屏194,无线通信模块160,音频模块170,传感器模块180等。gpio接口还可以被配置为i2c接口,i2s接口,uart接口,mipi接口等。
61.usb接口130是符合usb标准规范的接口,具体可以是mini usb接口,micro usb接口,usb type c接口等。usb接口130可以用于连接充电器为终端设备100充电,也可以用于终端设备100与外围设备之间传输数据。也可以用于连接耳机,通过耳机播放音频。该接口还可以用于连接其它终端设备,例如ar设备等。
62.可以理解的是,本技术实施例示意的各模块间的接口连接关系,只是示意性说明,并不构成对终端设备100的结构限定。在本技术另一些实施例中,终端设备100也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式,或多种接口连接方式的组合。
63.充电管理模块140用于从充电器接收充电输入。其中,充电器可以是无线充电器,也可以是有线充电器。在一些有线充电的实施例中,充电管理模块140可以通过usb接口130接收有线充电器的充电输入。在一些无线充电的实施例中,充电管理模块140可以通过终端设备100的无线充电线圈接收无线充电输入。充电管理模块140为电池142充电的同时,还可以通过电源管理模块141为终端设备供电。
64.电源管理模块141用于连接电池142,充电管理模块140与处理器110。电源管理模块141接收电池142和/或充电管理模块140的输入,为处理器110,内部存储器121,外部存储器,显示屏194,摄像头193,和无线通信模块160等供电。电源管理模块141还可以用于监测电池容量,电池循环次数,电池健康状态(漏电,阻抗)等参数。在其它一些实施例中,电源管
navigation satellite system,bds),准天顶卫星系统(quasi-zenith satellite system,qzss)和/或星基增强系统(satellite based augmentation systems,sbas)。
71.终端设备100通过gpu,显示屏194,以及应用处理器等实现显示功能。gpu为图像处理的微处理器,连接显示屏194和应用处理器。gpu用于执行数学和几何计算,用于图形渲染。处理器110可包括一个或多个gpu,其执行程序指令以生成或改变显示信息。
72.显示屏194用于显示图像,视频等。显示屏194包括显示面板。显示面板可以采用液晶显示屏(liquid crystal display,lcd),有机发光二极管(organic light-emitting diode,oled),有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrix organic light emitting diode的,amoled),柔性发光二极管(flex light-emitting diode,fled),miniled,microled,micro-oled,量子点发光二极管(quantum dot light emitting diodes,qled)等。在一些实施例中,终端设备100可以包括1个或n个显示屏194,n为大于1的正整数。
73.终端设备100可以通过isp,摄像头193,视频编解码器,gpu,显示屏194以及应用处理器等实现拍摄功能。
74.isp用于处理摄像头193反馈的数据。例如,拍照时,打开快门,光线通过镜头被传递到摄像头感光元件上,光信号转换为电信号,摄像头感光元件将所述电信号传递给isp处理,转化为肉眼可见的图像。isp还可以对图像的噪点,亮度,肤色进行算法优化。isp还可以对拍摄场景的曝光,色温等参数优化。在一些实施例中,isp可以设置在摄像头193中。
75.摄像头193用于捕获静态图像或视频。物体通过镜头生成光学图像投射到感光元件。感光元件可以是电荷耦合器件(charge coupled device,ccd)或互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor,cmos)光电晶体管。感光元件把光信号转换成电信号,之后将电信号传递给isp转换成数字图像信号。isp将数字图像信号输出到dsp加工处理。dsp将数字图像信号转换成标准的rgb,yuv等格式的图像信号。在一些实施例中,终端设备100可以包括1个或n个摄像头193,n为大于1的正整数。
76.数字信号处理器用于处理数字信号,除了可以处理数字图像信号,还可以处理其它数字信号。例如,当终端设备100在频点选择时,数字信号处理器用于对频点能量进行傅里叶变换等。
77.视频编解码器用于对数字视频压缩或解压缩。终端设备100可以支持一种或多种视频编解码器。这样,终端设备100可以播放或录制多种编码格式的视频,例如:动态图像专家组(moving picture experts group,mpeg)1,mpeg2,mpeg3,mpeg4等。
78.npu为神经网络(neural-network,nn)计算处理器,通过借鉴生物神经网络结构,例如借鉴人脑神经元之间传递模式,对输入信息快速处理,还可以不断的自学习。通过npu可以实现终端设备100的智能认知等应用,例如:图像识别,人脸识别,语音识别,文本理解等。
79.外部存储器接口120可以用于连接外部存储卡,例如micro sd卡,实现扩展终端设备100的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口120与处理器110通信,实现数据存储功能。例如将音乐,视频等文件保存在外部存储卡中。
80.内部存储器121可以用于存储计算机可执行程序代码,所述可执行程序代码包括指令。处理器110通过运行存储在内部存储器121的指令,从而执行终端设备100的各种功能
应用以及数据处理。内部存储器121可以包括存储程序区和存储数据区。其中,存储程序区可存储操作系统,至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能,图像播放功能等)等。存储数据区可存储终端设备100使用过程中所创建的数据(比如音频数据,电话本等)等。此外,内部存储器121可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件,闪存器件,通用闪存存储器(universal flash storage,ufs)等。
81.终端设备100可以通过音频模块170,扬声器170a,受话器170b,麦克风170c,耳机接口170d,以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放,录音等。
82.音频模块170用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出,也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块170还可以用于对音频信号编码和解码。在一些实施例中,音频模块170可以设置于处理器110中,或将音频模块170的部分功能模块设置于处理器110中。
83.扬声器170a,也称“喇叭”,用于将音频电信号转换为声音信号。终端设备100可以通过扬声器170a收听音乐,或收听免提通话。
84.受话器170b,也称“听筒”,用于将音频电信号转换成声音信号。当终端设备100接听电话或语音信息时,可以通过将受话器170b靠近人耳接听语音。
85.麦克风170c,也称“话筒”,“传声器”,用于将声音信号转换为电信号。当拨打电话或发送语音信息时,用户可以通过人嘴靠近麦克风170c发声,将声音信号输入到麦克风170c。终端设备100可以设置至少一个麦克风170c。在另一些实施例中,终端设备100可以设置两个麦克风170c,除了采集声音信号,还可以实现降噪功能。在另一些实施例中,终端设备100还可以设置三个,四个或更多麦克风170c,实现采集声音信号,降噪,还可以识别声音来源,实现定向录音功能等。
86.耳机接口170d用于连接有线耳机。耳机接口170d可以是usb接口130,也可以是3.5mm的开放移动终端设备平台(open mobile terminal platform,omtp)标准接口,美国蜂窝电信工业协会(cellular telecommunications industry association of the usa,ctia)标准接口。
87.压力传感器180a用于感受压力信号,可以将压力信号转换成电信号。在一些实施例中,压力传感器180a可以设置于显示屏194。压力传感器180a的种类很多,如电阻式压力传感器,电感式压力传感器,电容式压力传感器等。电容式压力传感器可以是包括至少两个具有导电材料的平行板。当有力作用于压力传感器180a,电极之间的电容改变。终端设备100根据电容的变化确定压力的强度。当有触摸操作作用于显示屏194,终端设备100根据压力传感器180a检测所述触摸操作强度。终端设备100也可以根据压力传感器180a的检测信号计算触摸的位置。在一些实施例中,作用于相同触摸位置,但不同触摸操作强度的触摸操作,可以对应不同的操作指令。例如:当有触摸操作强度小于第一压力阈值的触摸操作作用于短消息应用图标时,执行查看短消息的指令。当有触摸操作强度大于或等于第一压力阈值的触摸操作作用于短消息应用图标时,执行新建短消息的指令。
88.陀螺仪传感器180b可以用于确定终端设备100的运动姿态。在一些实施例中,可以通过陀螺仪传感器180b确定终端设备100围绕三个轴(即,x,y和z轴)的角速度。陀螺仪传感器180b可以用于拍摄防抖。示例性的,当按下快门,陀螺仪传感器180b检测终端设备100抖动的角度,根据角度计算出镜头模组需要补偿的距离,让镜头通过反向运动抵消终端设备
100的抖动,实现防抖。陀螺仪传感器180b还可以用于导航,体感游戏场景。
89.气压传感器180c用于测量气压。在一些实施例中,终端设备100通过气压传感器180c测得的气压值计算海拔高度,辅助定位和导航。
90.磁传感器180d包括霍尔传感器。终端设备100可以利用磁传感器180d检测翻盖皮套的开合。在一些实施例中,当终端设备100是翻盖机时,终端设备100可以根据磁传感器180d检测翻盖的开合。进而根据检测到的皮套的开合状态或翻盖的开合状态,设置翻盖自动解锁等特性。
91.加速度传感器180e可检测终端设备100在各个方向上(一般为三轴)加速度的大小。当终端设备100静止时可检测出重力的大小及方向。还可以用于识别终端设备姿态,应用于横竖屏切换,计步器等应用。
92.距离传感器180f,用于测量距离。终端设备100可以通过红外或激光测量距离。在一些实施例中,拍摄场景,终端设备100可以利用距离传感器180f测距以实现快速对焦。
93.接近光传感器180g可以包括例如发光二极管(led)和光检测器,例如光电二极管。发光二极管可以是红外发光二极管。终端设备100通过发光二极管向外发射红外光。终端设备100使用光电二极管检测来自附近物体的红外反射光。当检测到充分的反射光时,可以确定终端设备100附近有物体。当检测到不充分的反射光时,终端设备100可以确定终端设备100附近没有物体。终端设备100可以利用接近光传感器180g检测用户手持终端设备100贴近耳朵通话,以便自动熄灭屏幕达到省电的目的。接近光传感器180g也可用于皮套模式,口袋模式自动解锁与锁屏。
94.环境光传感器180l用于感知环境光亮度。终端设备100可以根据感知的环境光亮度自适应调节显示屏194亮度。环境光传感器180l也可用于拍照时自动调节白平衡。环境光传感器180l还可以与接近光传感器180g配合,检测终端设备100是否在口袋里,以防误触。
95.指纹传感器180h用于采集指纹。终端设备100可以利用采集的指纹特性实现指纹解锁,访问应用锁,指纹拍照,指纹接听来电等。
96.温度传感器180j用于检测温度。在一些实施例中,终端设备100利用温度传感器180j检测的温度,执行温度处理策略。例如,当温度传感器180j上报的温度超过阈值,终端设备100执行降低位于温度传感器180j附近的处理器的性能,以便降低功耗实施热保护。在另一些实施例中,当温度低于另一阈值时,终端设备100对电池142加热,以避免低温导致终端设备100异常关机。在其它一些实施例中,当温度低于又一阈值时,终端设备100对电池142的输出电压执行升压,以避免低温导致的异常关机。
97.触摸传感器180k,也称“触控面板”。触摸传感器180k可以设置于显示屏194,由触摸传感器180k与显示屏194组成触摸屏,也称“触控屏”。触摸传感器180k用于检测作用于其上或附近的触摸操作。触摸传感器可以将检测到的触摸操作传递给应用处理器,以确定触摸事件类型。可以通过显示屏194提供与触摸操作相关的视觉输出。在另一些实施例中,触摸传感器180k也可以设置于终端设备100的表面,与显示屏194所处的位置不同。
98.骨传导传感器180m可以获取振动信号。在一些实施例中,骨传导传感器180m可以获取人体声部振动骨块的振动信号。骨传导传感器180m也可以接触人体脉搏,接收血压跳动信号。在一些实施例中,骨传导传感器180m也可以设置于耳机中,结合成骨传导耳机。音频模块170可以基于所述骨传导传感器180m获取的声部振动骨块的振动信号,解析出语音
信号,实现语音功能。应用处理器可以基于所述骨传导传感器180m获取的血压跳动信号解析心率信息,实现心率检测功能。
99.按键190包括开机键,音量键等。按键190可以是机械按键。也可以是触摸式按键。终端设备100可以接收按键输入,产生与终端设备100的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。
100.马达191可以产生振动提示。马达191可以用于来电振动提示,也可以用于触摸振动反馈。例如,作用于不同应用(例如拍照,音频播放等)的触摸操作,可以对应不同的振动反馈效果。作用于显示屏194不同区域的触摸操作,马达191也可对应不同的振动反馈效果。不同的应用场景(例如:时间提醒,接收信息,闹钟,游戏等)也可以对应不同的振动反馈效果。触摸振动反馈效果还可以支持自定义。
101.指示器192可以是指示灯,可以用于指示充电状态,电量变化,也可以用于指示消息,未接来电,通知等。
102.sim卡接口195用于连接sim卡。sim卡可以通过插入sim卡接口195,或从sim卡接口195拔出,实现和终端设备100的接触和分离。终端设备100可以支持1个或n个sim卡接口,n为大于1的正整数。sim卡接口195可以支持nano sim卡,micro sim卡,sim卡等。同一个sim卡接口195可以同时插入多张卡。所述多张卡的类型可以相同,也可以不同。sim卡接口195也可以兼容不同类型的sim卡。sim卡接口195也可以兼容外部存储卡。终端设备100通过sim卡和网络交互,实现通话以及数据通信等功能。在一些实施例中,终端设备100采用esim,即:嵌入式sim卡。esim卡可以嵌在终端设备100中,不能和终端设备100分离。
103.本技术实施例中的三模宽带终端天线可以避开电池设置在靠近终端设备的边缘区域,例如设置靠近终端设备的顶部、底部、侧边或角落,图2为天线设置在终端设备的底部的示意图,图2中的区域21为天线辐射单元的分布区域,区域22为天线辐射单元所附着的介质基板的分布区域。其中,天线辐射单元和介质基板的分布情况可以参见图3所示的相对位置示意图,在图3中,射频通路31分布在印制板(printed circuit board,pcb)32上,pcb32安装在金属地板33上,天线辐射单元34附着在介质基板35上,天线辐射单元34可以通过弹片36连接接地点37,并通过接地点37连接等效地,该等效地可以是金属地板33,也可以是pcb32上的金属地。天线辐射单元34还可以通过弹片36连接天线的馈电点,然后通过馈电点连接射频通路31。需要说明的是,图3中的各部分的相对位置为一种示意,而不是对本技术实施例的限制。
104.目前的终端产品中,全面屏的终端设备通常需要尽可能大的金属铁框来支撑整体结构,这样会导致天线净空变小,天线效率较低,且天线覆盖的频段较窄。为了使得产品支持更宽的频段,确保产品规格的同时保证天线效率,例如覆盖1.71ghz到2.69ghz范围内的lte b1、b2、b3、b4、b7、b38、b39、b40、b41等通信频段,目前可以参见图4所示的方案,图4中的天线辐射单元34的两个分支分别连接第一调谐开关41和第二调谐开关42,通过调谐开关41和调谐开关42切换不同通路来连接不同的匹配网络,例如,四个开关通路可以实现16种开关状态,每种开关状态可以覆盖一个通信频段,从而实现多个频段的兼容。然而这样的方式,由于增加了调谐开关,导致天线成本提高的同时可靠性也会降低。
105.本技术实施例中,通过增设天线辐射单元的分支,在支持原有的两个谐振模式的情况下,增加了另外一个谐振模式,因而使得天线能够支持三个谐振模式,在极小净空下,
不用使用调谐开关就能扩展天线的带宽,使得天线具备宽带特性,因此降低了成本,同时,在该天线方案中,减少器件的使用还能够提高天线的可靠性。
106.为了便于理解,本技术以下实施例将以具有图1所示结构的终端设备为例,结合附图和应用场景,对本技术实施例提供的天线的具体结构进行具体阐述。
107.图5是本技术实施例提供的一例三模宽带终端天线的结构示意图。图5为面向介质基板35的俯视图,如图5所示,天线500包括:第一辐射枝节501、第二辐射枝节502、第三辐射枝节503、第一匹配网络504和第二匹配网络505,第一辐射枝节501、第二辐射枝节502和第三辐射枝节503均附着在介质基板34上。其中,第一辐射枝节501和第二辐射枝节502电连接,第一匹配网络504与馈电点506和第二辐射枝节502电连接。第二辐射枝节502可以通过弹片与pcb的金属地或者金属地板连接,从而形成第一频段信号或第二频段信号的回路。图5中的第一辐射枝节501、第二辐射枝节502和第三辐射枝节503以相同宽度的金属走线为例示出,二者可以无缝连接在一起,例如图5所示。可选地,第一辐射枝节501和第二辐射枝节502可以通过其他尺寸的印制线连接,例如图6所示和图7所示。本实施例对第一辐射枝节501和第二辐射枝节502的连接方式并不做限定。其中,第二匹配网络505与等效地(pcb上的金属地或者金属地板33)和第三辐射枝节503连接,形成第三频段信号的回路。第三辐射枝节503和第二辐射枝节502之间存在一定距离的间隔。
108.可选地,上述介质基板35可以是终端设备的支架、后盖等塑胶结构,可以选择相对介电常数为3.01,损耗角正切为0.01的材料。
109.当激励源传输第一频段信号时,第一频段信号通过馈电点506,经由第一匹配网络504进入天线辐射单元34。第一辐射枝节501和第二辐射枝节502可以作为主辐射单元,在第一匹配网络504的匹配的作用下,被第一频段信号激励起第一谐振模式,此时,天线500能够以满足要求的天线效率将第一频段信号进行辐射。同样,在接收信号的状态下,第一辐射枝节501和第二辐射枝节502作为主辐射单元,在第一匹配网络504的匹配的作用下,被接收到的第一频段信号激励起第一谐振模式,此时,天线500能够以满足要求的天线效率接收第一频段信号。
110.当激励源传输第二频段信号时,第二频段信号通过馈电点506,经由第一匹配网络504进入天线辐射单元。第二辐射枝节502可以作为主辐射单元,在第一匹配网络504的匹配的作用下,被第二频段信号激励起第二谐振模式,此时,天线500能够以满足要求的天线效率将第二频段信号进行辐射。同样,在接收信号的状态下,第二辐射枝节502作为主辐射单元,在第一匹配网络504的匹配的作用下,被接收到的第二频段信号的激励起第二谐振模式,此时,天线500能够以满足要求的天线效率接收第二频段信号。
111.当激励源传输第三频段信号时,第三频段信号通过馈电点506,经由第一匹配网络504进入天线辐射单元34。第三辐射枝节503作为寄生辐射单元,第三辐射枝节503在第二匹配网络505的匹配的作用下,被第三频段信号激励起第三谐振模式,此时,天线500能够以满足要求的天线效率将第三频段信号进行辐射。同样,在接收信号的状态下,第三辐射枝节503作为寄生辐射单元,第三辐射枝节503在第二匹配网络505的匹配的作用下,被接收到的第三频段信号激励起第三谐振模式,此时,天线500能够以满足要求的天线效率接收第三频段信号。
112.需要说明的是,上述第一频段信号、第二频段信号和第三频段信号为不同频段的
信号,波长也不相同,且第一频段信号、第二频段信号和第三频段信号并不一定按照频率高低进行排列。可选地,当第一辐射枝节501和第二辐射枝节502的电长度等效于第一频段信号的二分之一波长时,第一谐振模式为第一辐射枝节501和第二辐射枝节502的二分之一波长谐振模式。当第二辐射枝节502的电长度等效于第二频段信号的四分之一波长时,第二谐振模式为第二辐射枝节502的四分之一波长谐振模式。当第三辐射枝节503的电长度等效于第三频段信号的四分之一波长时,第三谐振模式为第三辐射枝节503的四分之一谐振模式。
113.本实施例中,通过在第二辐射枝节的基础上增设了第一辐射枝节,使得天线支持原有第二频段信号的第二谐振模式以及第三频段信号的第三谐振模式的同时,还能够支持第一频段信号的第一谐振模式。因此,在极小净空下,无需使用调谐开关来扩大天线的带宽,也无需使用多组匹配网络来适配不同的频段,在确保天线具备宽带特性的情况下,降低了成本。同时,由于减少了调谐开关和其他的匹配网络,因此降低了硬件的故障率,提高了天线的可靠性。另外,由于减少了其他的匹配网络,那么针对匹配网络的调试工作也相应的删减,相比传统的针对每个频段对应的匹配网络一一进行调试的情况,调试量减少,调试时间也相应的缩短,从而提高了天线的研发效率。
114.在一个实施例中,上述第一谐振模式是第一辐射枝节501和第二辐射枝节502的二分之一波长谐振模式,第二谐振模式是第二辐射枝节502的四分之一波长谐振模式,第三谐振模式是第三辐射枝节503的四分之一波长谐振模式。以第一频段信号为2.6ghz或附近频率的信号、第二频段信号为1.75ghz或附近频率的信号、第三频段信号为2.2ghz或附近频率的信号为例:当第一频段信号进入天线时,第一辐射枝节和第二辐射枝节被激励起二分之一波长谐振模式;当第二频段信号进入天线时,第二辐射枝节被激励起四分之一波长谐振模式;当第三频段信号进入天线时,第三辐射枝节被激励起四分之一波长谐振模式。因此天线能够保证分别在2.6ghz、2.2ghz和1.75ghz为中心的一段频率范围内的天线效率,例如天线性能能够覆盖1.71ghz到2.69ghz范围内的lte b1、b2、b3、b4、b7、b38、b39、b40、b41等通信频段,能够满足无线通信的需求。
115.在上述实施例的基础上,还可以如图8所示,在第二辐射枝节502上开设缝隙507,缝隙507沿第二辐射枝节502的长度方向设置,缝隙507的开口端位于第二辐射枝节502的远离第一辐射枝节501的一端,缝隙507的长度小于第二辐射枝节502的长度。
116.通常,终端设备被用户握持的时候,由于人手或头部靠近天线导致天线效率下降。用户握持天线的示意图可以参见图9所示。一般情况下(即不开设缝隙507的情况),人手握住天线枝节的电场强点之后,对天线的性能影响比较大。本实施例中,其中一个电场强点在靠近激励源的第二辐射枝节502末端处。随着频率的升高,波长逐渐减短,电场强点会逐渐向接地点方向移动,因此也更容易出现电场强点被手握住的情况,导致随着频率的提升,天线性能受到手握的影响越来越大。然而,在第二辐射枝节502上增加缝隙507后,第二辐射枝节502在远离第一匹配网络504且靠近第三辐射枝节503的一侧的末端处始终是开放端,根据电磁场的边界条件,电场强点始终在这个开放端的位置,且电场强点随频率变化较小。因此增加缝隙507后,随着频率的提升,手握状态下的天线性能也在逐渐提升。本实施例中,通过在第二辐射枝节上开设开口端在第二辐射枝节远离第一辐射枝节的一端的缝隙,能够提高手握状态下的天线效率,减少了人手握持对天线性能的影响。图10是图9中人的头手对天线性能的影响,虚线为第二辐射枝节上开设缝隙时天线效率的曲线,实线为第二辐射枝节
上未开设缝隙时天线效率的曲线,由图10可以看出,在2ghz到3ghz范围内,在第二辐射枝节上开设缝隙相比不开设缝隙的天线效率具有明显的提升,尤其在2.6ghz处,天线效率能够提升1.5db以上。
117.在上述各个实施例的基础上,第一辐射枝节501还可以参见图11所示,为l形结构。l形结构的第一辐射枝节在保证第一辐射枝节和第二辐射枝节的电长度的同时,在角落位置处可以更加灵活地走线,更利于天线在整机中的排布。可选地,上述l形结构的拐角可以为切角的形式,例如图12所示。可选地,上述l形结构的拐角也可以为圆角,如图13所示。
118.在上述图11、图12或图13所示的实施例的基础上,第二辐射枝节502的接地点设置在第二辐射枝节502靠近第一辐射枝节501的一端,可以参见图13中第二辐射枝节502的接地点位置,第二辐射枝节502的接地点靠近第一辐射枝节501设置。在第一辐射枝节为l形结构的情况下,将第二辐射枝节的接地点设置在第二辐射枝节靠近第一辐射枝节的一端,能够使得第二辐射枝节的接地点尽可能地靠近终端设备的角落,同时激励出金属地板的横向模和纵向模,从而提高天线效率。
119.在上述各实施例的基础上,第一匹配网络504和第二辐射枝节502的连接点,可以设置在第二辐射枝节502的靠近第三辐射枝节503的一端,例如设置在距离第二辐射枝节502的靠近第三辐射枝节503的一端的2毫米处或3毫米处。由于第二辐射枝节的远离第三辐射枝节的一端往往排布较多其他器件,因此将第一匹配网络和第二辐射枝节的连接点,设置在第二辐射枝节的靠近第三辐射枝节的一端,能够远离其他器件,避免被干扰,确保天线性能。
120.在上述各实施例的基础上,第二匹配网络505和第三辐射枝节503的连接点,设置在第三辐射枝节503的远离第二辐射枝节502的一端。对于第三辐射枝节503来说,开放端为靠近第二辐射枝节502的一端,将第二匹配网络505和第三辐射枝节503的连接点设置在远离第二辐射枝节的一端,能够使得第三辐射枝节的接地点远离开放端,第二辐射枝节502和第三辐射枝节503的开放端相邻能更容易地激励出第三辐射枝节503的第三谐振模式。
121.在上述各实施例的基础上,第一辐射枝节501、第二辐射枝节502和第三辐射枝节503的宽度d0为3毫米,第一辐射枝节501的长度d1为11毫米,第二辐射枝节502的长度d2为20毫米,第三辐射枝节503的长度d3为12毫米,缝隙507的宽度d4为0.5毫米,缝隙507的长度d5为8毫米,缝隙507的第一长边距离第二辐射枝节502的第一长边的距离d6为2毫米,缝隙507的第一长边和第二辐射枝节502的第一长边为远离第一匹配网络504的一边。例如可以参见图14所示。
122.下面以图14示出的天线为例,对本技术实施例的天线的性能进行量化的描述。图15为图14所示出的天线的反射系数s11的曲线图,由图15可知,在1.8ghz附近,s11小于-6db,在2.2ghz附近,s11小于-16db,在2.6ghz附近,s11达到-14db,说明本实施例中的天线能量损失较小,天线性能得到了保证。图16为图14所示天线的天线效率(即天线系统效率)的曲线图,由图16可知,在1.71ghz到2.69ghz范围内,天线效率能够达到-3db以上,能够同时覆盖lte b1、b2、b3、b4、b7、b38、b39、b40、b41等通信频段。
123.当第一频段信号为2.6ghz的信号时,第一辐射枝节501和第二辐射枝节502被激励起二分之一波长谐振模式,天线中电流的分布可以参见图17所示,主要集中在第一辐射枝节501和第二辐射枝节502;当第二频段信号为1.8ghz时,第二辐射枝节502被激励起四分之
一波长谐振模式,天线中电流的分布可以参见图18所示,主要集中在第二辐射枝节502;当第三频段信号为2.2ghz的信号时,第三辐射枝节503被激励起第三谐振模式,天线中电流的分布可以参见图19所示,主要集中在第三辐射枝节503。
124.将图14所示的三模宽带终端天线的天线效率和现有技术的天线效率进行比较,如图20和图21所示。在图20中和图21中,实线为图14所示的天线效率的曲线,图20中的两条虚线是常见方案图4所示的天线结构采用单调谐开关42调谐的两种频段的天线效率的曲线,图21中的两条虚线是常见方案图4所示的天线结构采用双调谐开关41和42调谐的两种频段的天线效率的曲线,从图20和图21可以看出,图14所示的天线效率以及天线效率的平坦度在有效带宽内(1.71ghz至2.69ghz),具有较大优势。
125.本技术实施例还提供了一种终端设备,包括上述任一实施例中的天线,终端设备中,天线的具体形式以及产生的有益效果可以参见天线实施例中的相关描述,此处不再赘述。
126.可选地,上述天线可以沿终端设备的一条短边或者角落设置,例如,天线沿图2所示终端设备的底部的短边设置,天线结构形式可以为图5-图8所示;再如,天线沿图2所示终端设备的左下方的角落设置,天线结构形式可以为图11-图13所示。通常,长边的电池占用空间较大,难以确保天线占用充足的空间,天线可以沿终端设备的一条短边或者角落设置,天线空间比较充足,能够尽可能地保证天线净空,确保天线性能。
127.上文详细介绍了本技术提供的天线的示例。可以理解的是,相应的终端设备为了实现上述功能,其包含了执行各个功能相应的硬件结构。
128.在本技术所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的结构,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的结构实施例仅仅是示意性的,例如,模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
129.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
130.以上内容,仅为本技术的具体实施方式,但本技术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技术揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此,本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
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