动态天线组及其终端设备的制作方法

1.本发明实施例涉及但不限于5g终端设备技术领域，尤其涉及一种动态天线组及其终端设备。


背景技术：

2.随着5g时代的到来，5g终端也将越来越普及。然而，由于5g终端需要兼容的频段多，因此导致天线个数剧增，从4g终端通常的3至5根天线增加到5g终端的10至15根天线，甚至更多。这对于以追求小型化以及轻薄化为目标的5g终端来说，要求较高。基于此，如何既可以减少天线的占用空间，又可以优化在有限的空间里所有天线的性能已成为亟待解决的难题。


技术实现要素：

3.以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种动态天线组及其终端设备，解决终端设备中天线数量众多，天线空间不足的问题，使得在有限的空间下天线性能得到优化。
5.第二方面，本发明实施例提供了一种动态天线组，应用于终端设备，包括：
6.至少两个天线辐射体；
7.耦合辐射体，分别与至少两个所述天线辐射体耦合，所述耦合辐射体与电气地之间设置有调谐组件。
8.第三方面，本发明实施例提供了一种终端设备，包括：
9.至少一组如上第二方面所述的动态天线组。
10.本发明实施例包括：在终端设备其中两根天线附近设置一个独立的耦合辐射体，耦合辐射体与附近两根天线固有的天线辐射体相互耦合，通过切换调谐组件的状态来改变耦合辐射体的阻抗、电流大小以及方向，从而改变附近两根天线的谐振频率以及辐射性能，达到动态调谐的效果。如此，耦合辐射体对附近的两根天线进行动态调谐，一方面可有效减小原本这两根天线所需要的天线空间，另一方面可以有效改善天线辐射性能，使得在有限的空间下天线性能达到最优。
11.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
12.附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
13.图1是本发明一个实施例提供的终端设备的结构示意图；
14.图2是本发明另一个实施例提供的终端设备的结构示意图；
15.图3是本发明另一个实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
16.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
17.需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
18.目前终端设备中使用的天线都有其固定的天线辐射体。终端设备上有多个不同的天线，但每个天线都有其对应且固定的天线辐射体。在相关技术中，动态天线是指在固定的天线辐射体上增加可变电容或者开关，通过改变可变电容或者开关状态的变化来使得天线谐振产生偏移，从而达到天线调谐的目的。但这种方案要求天线辐射体自身有较好的辐射效率，即天线辐射体所占有的空间面积需要达到对应频率的基本要求，换言之，需要较大的空间。而这么大的空间要求经常无法在现有的终端设备尤其是5g终端中得到满足。
19.本发明提供了一种动态天线组及其终端设备，在终端设备其中两根天线附近设置一个独立的耦合辐射体，耦合辐射体与附近两根天线固有的天线辐射体相互耦合，通过切换调谐组件的状态来改变耦合辐射体的阻抗、电流大小以及方向，从而改变附近两根天线的谐振频率以及辐射性能，达到动态调谐的效果。如此，耦合辐射体对附近的两根天线进行动态调谐，一方面可有效减小原本这两根天线所需要的天线空间，另一方面可以有效改善天线辐射性能，使得在有限的空间下天线性能达到最优。
20.下面对本发明实施例作进一步阐述。
21.本发明的一个实施例提供了一种动态天线组。该动态天线组应用于终端设备，其包括至少两个天线辐射体和耦合辐射体，其中，耦合辐射体分别与至少两个天线辐射体耦合，耦合辐射体与电气地之间设置有调谐组件。在终端设备中具有很多根天线，例如，2/3/4g主天线、2/3/4g分集天线、lte4*4mimo天线、5g nr主天线、nr分集天线、nr 4*4mimo天线、gps天线、wifi天线、wifi mimo等多个天线。每根天线都有其固有的天线辐射体，天线辐射体电气连接天线的射频信号馈入点。而耦合辐射体和终端设备中的天线辐射体可以都不连接，但存在相互耦合。独立设置的耦合辐射体无射频信号馈入，其通过调谐组件与终端设备的地电气连接。在本实施例中，独立设置的耦合辐射体可以作为天线辐射体的一部分耦合复用。需要指出的是，耦合辐射体自身可以由一段连续的金属体构成，也可以由多段金属体串联而成的，本实施例不作具体限制。
22.在一实施例中，耦合辐射体为辐射臂，辐射臂靠近天线辐射体。例如，在终端设备中，可以将耦合辐射体设置在其中两根相邻的天线固有辐射体中间或者附近，耦合辐射体以辐射臂的形式对附近的两根天线进行动态调谐，一方面可有效减小原本两根天线所需要的天线空间，另一方面可以有效改善天线辐射性能。
23.在一实施例中，通过切换调谐组件的设置状态来改变耦合辐射体的阻抗、电流大小以及方向，从而来改变附近两根天线谐振频率以及辐射性能，达到动态调谐的效果。
24.在一实施例中，耦合辐射体可以作为两根天线的一部分进行动态耦合复用，三者形成一组动态天线组。在某种场景下，耦合辐射体和其中一根天线的天线辐射体共同作用，使性能达到最优；在某种场景下，耦合辐射体和另一根天线的天线辐射体共同作用使性能达到最优；在某种场景下，耦合辐射体和两根天线的天线辐射体一起共同作用，使得两根天线的性能同时达到最佳平衡。如此，耦合辐射体对附近的两根天线进行动态调谐，一方面可有效减小原本两根天线所需要的天线空间，另一方面可以有效改善天线辐射性能。需要指出的是，耦合辐射体不仅可以动态调谐附近的两根天线，还可以动态调谐附近两根以上的天线。
25.在一实施例中，耦合辐射体可以是金属边框的形式，也可以是单独内嵌的金属条形式，还可以是塑料结构件上的印刷工艺(印刷直接成型pds、激光直接成型lds)的形式，亦可以是柔性电路板fpc形式等，本实施例不作具体限制。耦合辐射体可以根据附近两个天线所设置的频段以及性能要求来设置成不同的大小、长度、厚度、形状。另外，独立的辐射体与附近两根天线固有的天线辐射体之间的相对位置关系及其两者间的间距都需要根据天线频段以及性能需要来设置。
26.在一实施例中，在终端设备中，同样地，天线辐射体可以是金属边框的形式，也可以是单独内嵌的金属条形式，还可以是塑料结构件上的印刷工艺(pds、lds)的形式，亦可以是fpc形式等，本实施例不作具体限制。
27.在一实施例中，调谐组件包括开关器件、可变电容和调谐器中至少之一。即调谐组件可以在开关器件、可变电容以及调谐器三者中择一单独使用，也可以在开关器件、可变电容以及调谐器三者中任意组合使用，且任意一种器件的数量可以是一个或者多个。其中，开关器件指的是具有至少三种切换状态的开关。例如，耦合辐射体可以通过一个开关器件、一个可变电容以及一个调谐器和终端设备的地电气连接。通过切换开关器件、可变电容以及调谐器不同的状态，来改变耦合辐射体的阻抗、电流大小以及方向，从而来改变附近两根天线谐振频率以及辐射性能，达到动态调谐的效果。需要指出的是，开关器件、可变电容、调谐器可以分别设置在辐射体的两端或者中间等不同的位置。
28.在一实施例中，耦合辐射体可以由若干段金属体串联而成，若干段金属体之间通过第一连接组件电气连接，第一连接组件包括开关器件、可变电容、lc器件和调谐器中至少之一。即第一连接组件可以在开关器件、可变电容、lc器件以及调谐器中择一单独使用，也可以在开关器件、可变电容、lc器件以及调谐器中任意组合使用，且任意一种器件的数量可以是一个或者多个。其中，开关器件指的是具有至少三种切换状态的开关。例如，两段及以上的金属体之间通过开关器件或可变电容串联连接，通过改变开关器件或可变电容来调整耦合辐射体的阻抗，改变附近两根天线谐振频率以及辐射性能，达到动态调谐的效果。又例如，两段及以上金属体之间通过lc器件连接，其中，lc器件可以构建需要的选频网络，对于不同的频段，电流可以通过其中一段或者两段金属体，从而可以动态选择耦合辐射体的长度，以改变附近两根天线谐振频率以及辐射性能，达到动态调谐的效果。
29.综上所述，在终端设备其中两根天线附近设置一个独立的耦合辐射体，耦合辐射体与附近两根天线固有的天线辐射体相互耦合，通过切换调谐组件的状态来改变耦合辐射体的阻抗、电流大小以及方向，从而改变附近两根天线的谐振频率以及辐射性能，达到动态调谐的效果。如此，耦合辐射体作为动态辐射臂对附近的两根天线进行动态调谐，一方面可
mimo天线辐射体15的射频信号馈入点，161为lte mimo天线辐射体16的射频信号馈入点，171为2/3/4g的主天线辐射体17的射频信号馈入点，181为n41/n78/n79drx天线辐射体18的射频信号馈入点。耦合辐射体19以辐射臂的形式独立存在，位于2/3/4g的主天线辐射体17和n41/n78/n79drx天线辐射体18的中间，但其与2/3/4g的主天线辐射体17和n41/n78/n79drx天线辐射体18均不连接。耦合辐射体19作为辐射臂通过调谐器191和调谐器192与子板13的地电气连接。当手机终端工作在语音通话状态或在2/3/4g数据业务时，即只需在2/3/4g的主天线工作时，将调谐器191和调谐器192都设置为第一状态，耦合辐射体19作为辐射臂与2/3/4g的主天线辐射体17共同作用以使2/3/4g的主天线性能达到最优。当手机终端单工作在5g nr状态时，将调谐器191和调谐器192都设置为第二状态，耦合辐射体19作为辐射臂与n41/n78/n79drx天线辐射体18共同作用以使n41/n78/n79drx天线性能达到最优。当手机终端工作在lte和nr endc时，2/3/4g的主天线和n41/n78/n79drx天线两根天线需要同时工作，则将调谐器191和调谐器192都设置为第三状态，耦合辐射体19作为辐射臂与2/3/4g的主天线辐射体17、n41/n78/n79drx天线辐射体18共同作用，使得2/3/4g的主天线和n41/n78/n79drx天线两根天线辐射体达到最佳均衡状态。由于手机终端内设置了以辐射臂形式独立存在的耦合辐射体19，2/3/4g的主天线和n41/n78/n79drx天线都可以设置的比常规方案短，如此可以有效地压缩2/3/4g的主天线和n41/n78/n79drx天线原本所需的空间，同时可以有效提升这两根天线的性能。
42.如图2所示，图2是本发明一个实施例提供的终端设备的结构示意图。该终端设备为具有金属边框的手机终端。其包括主板21、电池22、子板23、usb接口24、gps/wifi天线辐射体25、2/3/4g分集天线辐射体26以及耦合辐射体27。其中，gps/wifi天线辐射体25设置在金属边框上，251为该天线辐射体的射频信号馈入点；2/3/4g分集天线辐射体26同样设置在金属边框上，261为该天线辐射体的射频信号馈入点。耦合辐射体27以辐射臂的形式独立存在，采用lds的形式设置在支架上，其与gps/wifi天线辐射体25、2/3/4g分集天线辐射体26均不连接。耦合辐射体27作为辐射臂紧挨着gps/wifi天线辐射体25和2/3/4g分集天线辐射体26附近。耦合辐射体27作为辐射臂通过开关271与主板21的地电气连接。当手机终端工作在wifi上网等场景时，即只需gps/wifi天线工作时，将开关271设置为第一状态，耦合辐射体27作为辐射臂与gps/wifi天线辐射体25共同作用以使2gps/wifi天线性能达到最优。当手机终端工作在4g网络上网场景时，即只需2/3/4g分集天线工作时，将开关271设置为第二状态，耦合辐射体27作为辐射臂与2/3/4g分集天线辐射体26共同作用以使2/3/4g分集天线性能达到最优。当手机终端工作在导航状态或者wifi热点开启且4g网络上网场景时，即gps/wifi天线和2/3/4g分集天线同时工作时，将开关271设置为第三状态，耦合辐射体27作为辐射臂与gps/wifi天线辐射体25以及2/3/4g分集天线辐射体26共同作用，使得gps/wifi天线以及2/3/4g分集天线两根天线达到最佳均衡状态。由于手机终端内设置了以辐射臂形式独立存在的耦合辐射体27，可以有效地压缩gps/wifi天线和2/3/4g分集天线辐射体原本所需的空间，同时可以有效提升这两根天线的性能。
43.如图3所示，图3是本发明一个实施例提供的终端设备的结构示意图。该终端设备包括主板31、支架32、n78/n79天线辐射体33、gps/wifi/mhb天线辐射体34以及耦合辐射体35。其中，n78/n79天线辐射体33采用lds的形式设置在支架32上，331为该天线辐射体的射频信号馈入点与主板31电路相连；gps/wifi/mhb天线辐射体34也采用lds的形式设置在支
架32上，341为该天线辐射体的射频信号馈入点与主板31电路相连，342为该天线辐射体的地点与主板31地相连。耦合辐射体35以辐射臂的形式独立存在，采用lds的形式设置在支架上，与n78/n79天线辐射体33和gps/wifi/mhb天线辐射体34均不连接。351为设置在主板31上的开关，35动态辐射臂通过开关351与主板31的地电气连接。当手机终端工作在wifi上网等场景时，即只需gps/wifi/mhb天线工作时，将开关351设置为第一状态，耦合辐射体35作为辐射臂与gps/wifi/mhb天线辐射体34共同作用以使gps/wifi/mhb天线性能达到最优。当终端工作在5g网络上网场景时，即只需n78/n79天线工作时，将开关351设置为第二状态，耦合辐射体35作为辐射臂与n78/n79天线辐射体33共同作用以使n78/n79天线性能达到最优。当终端工作在导航状态或者wifi热点开启且5g网络上网或者4g和5g endc时场景时，即gps/wifi/mhb天线和n78/n79天线同时工作时，将开关351设置为第三状态，耦合辐射体35作为辐射臂与n78/n79天线辐射体33以及gps/wifi/mhb天线辐射体34共同作用，使得n78/n79天线和gps/wifi/mhb天线两根天线达到最佳均衡状态。由于手机终端内设置了以辐射臂形式独立存在的耦合辐射体35，可以有效地压缩这两根天线辐射体原本所需的空间，同时可以有效提升这两根天线辐射体的性能。
44.以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。