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CN104009282A - 基于全金属边框的七频段智能手机天线 - Google Patents

基于全金属边框的七频段智能手机天线 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种所占空间较小的基于全金属边框的七频段智能手机天线。该天线通过馈电单元给第一耦合辐射缝、第二耦合辐射缝馈电，通过调节第一耦合辐射缝、第二耦合辐射缝的宽度、长度和第一接地片、第二接地片、第四接地片的位置，可以得到所需要的宽频带(824-960MHZ和1690-2690MHZ)来覆盖终端天线所需要的七频段，通过对第一接地片、第二接地片、第三接地片、第四接地片的位置进行优化设计，利用金属边框和金属地的间距形成的缝来增加辐射缝的尺寸，大大缩小了微带馈线的平面缝隙天线所占的空间，在极小的空间内实现七频智能手机天线的设计。适合在终端天线技术领域推广应用。

Description

基于全金属边框的七频段智能手机天线
技术领域
本发明涉及终端天线技术领域，具体涉及一种基于全金属边框的七频段智能手机天线。
背景技术
金属边框使手机充满金属质感并且可以增加手机的结构强度，因此许多的手机制造商都很青睐于用金属边框来增加手机外观的美感。但是，金属边框对手机天线的辐射性能影响很大，传统的手机天线设计很难满足金属边框手机的应用需求，所以具有金属边框的手机成为手机制造商所面临的一大难题。
目前具有金属边框的手机为了消除金属边框对天线性能的影响，一般采用以下方法：一，将金属边框开缝和接地并加载集总元件消除环的影响。二，将天线所在区域的金属边框改为塑料材料或者将金属边框分成多个部分，使分段的部分金属边框作为天线的一部分来设计。三，采用微带线馈电的平面缝隙天线来进行设计，如专利申请号CN201120421743.8所示。上述技术有以下几个弊端：一，开缝和接地破坏了金属边框的连续性，影响手机的整体美感，同时天线设计所需要的空间比传统天线所需要的大；二，部分金属边框作为天线的一部分参与辐射。当手或者其他导体握住边框上的缝时，天线的性能会急剧恶化，造成收发不良。三，采用微带线馈电的平面缝隙天线来进行设计，但所占的空间太大，难以有实际应用价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种所占空间较小的基于全金属边框的七频段智能手机天线。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该基于全金属边框的七频段智能手机天线，包括介质基板、金属边框，所述介质基板的下表面设置有金属地板，所述金属地板的上部设置有第一弯折缝、第二直缝、第三弯折缝，所述第一弯折缝包括第一水平段与位于第一水平段右端的第一竖直段，所述第一竖直段向上延伸至金属地板边缘，所述第二直缝平行于第一弯折缝的第一水平段且位于第一弯折缝下方，第二直缝的右端延伸至金属地板的边缘，所述第三弯折缝位于第二直缝下方，所述第三弯折缝包括第三水平段和位于第三水平段左端的第三竖直段，所述第三竖直段向上延伸至金属地板的边缘，所述介质基板位于金属边框内，所述金属地板的侧面与金属边框之间存在间隙，所述介质基板的顶部设置有第一接地片和第二接地片，第一接地片位于第三竖直段的外侧，第二接地片位于第一竖直段的外侧，介质基板的左侧设置有第三接地片，右侧设置有第四接地片，所述第一弯折缝、第一接地片与第二接地片之间的间隙以及第三弯折缝共同构成第一耦合辐射缝，所述第二直缝和第二直缝的右端与第四接地片之间的间隙共同构成第二耦合辐射缝，所述介质基板的上表面设置有给第一耦合辐射缝、第二耦合辐射缝馈电的馈电单元。
进一步的是，所述金属边框为一体式结构。
进一步的是，所述第一耦合辐射缝的长度为低频GSM/850的二分之一波长，所述第二耦合辐射缝的长度为低频GSM/900的二分之一波长。
进一步的是，所述馈电单元由两个馈电片及50欧姆的微带馈线组成，两个馈电片均与微带馈线垂直设置且两个馈电片均设置在微带馈线的同侧。
进一步的是，所述第一接地片、第二接地片、第三接地片、第四接地片均为金属块。
进一步的是，所述金属地板的侧面与金属边框之间的间隙为2mm。
本发明的有益效果：本发明所述基于全金属边框的七频段智能手机天线通过馈电单元给第一耦合辐射缝、第二耦合辐射缝馈电，通过调节第一耦合辐射缝的宽度、长度和第一接地片、第二接地片的位置，可以得到第一耦合辐射缝在800MHZ产生一个二分之一波长的谐振，在1460MHz产生一个一个波长的谐振，在2230MHZ产生一个二分之三波长的谐振；通过调节第二耦合辐射缝的宽度、长度和第四接地片的位置，可以在930MHZ产生一个二分之一波长的谐振同时产生两个高次谐振模，分别是在1760MHz产生一个一个波长的谐振，在2590MHz产生一个二分之三波长的谐振，其他由第三接地片、金属地板、金属边框形成的缝隙，主要起到阻抗匹配的作用，由以上的谐振模式可以得到所需要的宽频带(824-960MHZ和1690-2690MHZ)来覆盖终端天线所需要的七频段，通过对第一接地片、第二接地片、第三接地片、第四接地片的位置进行优化设计，利用金属边框和金属地的间距形成的缝来增加辐射缝的尺寸，大大缩小了微带馈线的平面缝隙天线所占的空间，在极小的空间内实现七频智能手机天线的设计。
附图说明
图1是本发明所述的基于全金属边框的七频段智能手机天线的结构示意图；
图2为本发明基于全金属边框的七频段智能手机天线的反射系数(S-parameter)曲线示意图；
图中标记说明：介质基板1、金属边框2、金属地板3、第一弯折缝4、第一水平段401、第一竖直段402、第二直缝5、第三弯折缝6、第三水平段601、第三竖直段602、第一接地片7、第二接地片8、第三接地片9、第四接地片10、第一耦合辐射缝11、第二耦合辐射缝12、馈电单元13、馈电片131、微带馈线132。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
如图1所示，该基于全金属边框的七频段智能手机天线，包括介质基板1、金属边框2，所述介质基板1的下表面设置有金属地板3，所述金属地板3的上部设置有第一弯折缝4、第二直缝5、第三弯折缝6，所述第一弯折缝4包括第一水平段401与位于第一水平段401右端的第一竖直段402，所述第一竖直段402向上延伸至金属地板3边缘，所述第二直缝5平行于第一弯折缝4的第一水平段401且位于第一弯折缝4下方，第二直缝5的右端延伸至金属地板3的边缘，所述第三弯折缝6位于第二直缝5下方，所述第三弯折缝6包括第三水平段601和位于第三水平段601左端的第三竖直段602，所述第三竖直段602向上延伸至金属地板3边缘，所述介质基板1位于金属边框2内，所述金属地板3的侧面与金属边框2之间存在间隙，所述介质基板1的顶部设置有第一接地片7和第二接地片8，第一接地片7位于第三竖直段602的外侧，第二接地片8位于第一竖直段402的外侧，介质基板1的左侧设置有第三接地片9，右侧设置有第四接地片10，所述第一弯折缝4、第一接地片7与第二接地片8之间的间隙以及第三弯折缝6共同构成第一耦合辐射缝11，所述第二直缝5和第二直缝5的右端与第四接地片10之间的间隙共同构成第二耦合辐射缝12，所述介质基板1的上表面设置有给第一耦合辐射缝11、第二耦合辐射缝12馈电的馈电单元13。本发明所述基于全金属边框的七频段智能手机天线通过馈电单元13给第一耦合辐射缝11、第二耦合辐射缝12馈电，通过调节第一耦合辐射缝11的宽度、长度和第一接地片7、第二接地片8的位置，可以得到第一耦合辐射缝11在800MHZ产生一个二分之一波长的谐振，在1460MHz产生一个一个波长的谐振，在2230MHZ产生一个二分之三波长的谐振；通过调节第二耦合辐射缝12的宽度、长度和第四接地片10的位置，可以在930MHZ产生一个二分之一波长的谐振同时产生两个高次谐振模，分别是在1760MHz产生一个一个波长的谐振，在2590MHz产生一个二分之三波长的谐振，其他由第三接地片9、金属地板3、金属边框2形成的缝隙，主要起到阻抗匹配的作用，由以上的谐振模式可以得到所需要的宽频带824-960MHZ和1690-2690MHZ来覆盖终端天线所需要的七频段，通过对第一接地片7、第二接地片8、第三接地片9、第四接地片10的位置进行优化设计，利用金属边框2和金属地的间距形成的缝来增加辐射缝的尺寸，大大缩小了微带馈线132的平面缝隙天线所占的空间，在极小的空间内实现七频智能手机天线的设计。
为了避免手或其它导体握住金属边框2时不会产生天线性能急剧恶化的现象，将金属边框2设置为一体式结构。
为了使第一耦合辐射缝11、第二耦合辐射缝12能够更好的产生所需要的谐振模式，所述第一耦合辐射缝11的长度优选为低频GSM/850的二分之一波长，所述第二耦合辐射缝12的长度优选为低频GSM/900的二分之一波长。
在上述实施方式中，所述馈电单元13可以采用现有的各种馈电结构，作为优选的是：所述馈电单元13由两个馈电片131及50欧姆的微带馈线132组成，两个馈电片131均与微带馈线132垂直设置且两个馈电片131均设置在微带馈线132的同侧。
为了增加金属边框2与介质基板1的连接强度，所述第一接地片7、第二接地片8、第三接地片9、第四接地片10均为金属块。
为了减小耦合效应，同时也为了满足手机生产厂商的加工需求，所述金属地板3的侧面与金属边框2之间的间隙设计为2mm。
图2为本发明基于全金属边框的七频段智能手机天线的反射系数S-parameter曲线示意图。由图2可知，在应用需要的频段824-960MHZ和1690-2690MH内，天线的反射系数均在-6dB以下，满足天线的设计要求。

Claims (6)

1.基于全金属边框的七频段智能手机天线，其特征在于：包括介质基板(1)、金属边框(2)，所述介质基板(1)的下表面设置有金属地板(3)，所述金属地板(3)的上部设置有第一弯折缝(4)、第二直缝(5)、第三弯折缝(6)，所述第一弯折缝(4)包括第一水平段(401)与位于第一水平段(401)右端的第一竖直段(402)，所述第一竖直段(402)向上延伸至金属地板(3)边缘，所述第二直缝(5)平行于第一弯折缝(4)的第一水平段(401)且位于第一弯折缝(4)下方，第二直缝(5)的右端延伸至金属地板(3)的边缘，所述第三弯折缝(6)位于第二直缝(5)下方，所述第三弯折缝(6)包括第三水平段(601)和位于第三水平段(601)左端的第三竖直段(602)，所述第三竖直段(602)向上延伸至金属地板(3)的边缘，所述介质基板(1)位于金属边框(2)内，所述金属地板(3)的侧面与金属边框(2)之间存在间隙，所述介质基板(1)的顶部设置有第一接地片(7)和第二接地片(8)，第一接地片(7)位于第三竖直段(602)的外侧，第二接地片(8)位于第一竖直段(402)的外侧，介质基板(1)的左侧设置有第三接地片(9)，右侧设置有第四接地片(10)，所述第一弯折缝(4)、第一接地片(7)与第二接地片(8)之间的间隙以及第三弯折缝(6)共同构成第一耦合辐射缝(11)，所述第二直缝(5)和第二直缝(5)的右端与第四接地片(10)之间的间隙共同构成第二耦合辐射缝(12)，所述介质基板(1)的上表面设置有给第一耦合辐射缝(11)、第二耦合辐射缝(12)馈电的馈电单元(13)。
2.如权利要求1所述的基于全金属边框的七频段智能手机天线，其特征在于：所述金属边框(2)为一体式结构。
3.如权利要求2所述的基于全金属边框的七频段智能手机天线，其特征在于：所述第一耦合辐射缝(11)的长度为低频GSM/850的二分之一波长，所述第二耦合辐射缝(12)的长度为低频GSM/900的二分之一波长。
4.如权利要求3所述的基于全金属边框的七频段智能手机天线，其特征在于：所述馈电单元(13)由两个馈电片(131)及50欧姆的微带馈线(132)组成，两个馈电片(131)均与微带馈线(132)垂直设置且两个馈电片(131)均设置在微带馈线(132)的同侧。
5.如权利要求4所述的基于全金属边框的七频段智能手机天线，其特征在于：所述第一接地片(7)、第二接地片(8)、第三接地片(9)、第四接地片(10)均为金属块。
6.如权利要求5所述的基于全金属边框的七频段智能手机天线，其特征在于：所述金属地板(3)的侧面与金属边框(2)之间的间隙为2mm。
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