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CN105958201B - 一种金属框手机天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种金属框手机天线，设于金属框开缝的一侧，包括设于PCB板上的分集天线部分及WIFI天线部分，分集天线部分包括与PCB板相连的分集天线接地分支及分集天线馈电部分，还包括分集天线馈电第一分支，其设于金属框上并与分集天线寄生第一分支相连；WIFI天线部分包括与PCB板相连的WIFI天线接地分支及WIFI天线馈电部分，WIFI天线馈电部分还连接有WIFI天线馈电第一分支及WIFI天线馈电第二分支。本发明提供的金属框手机天线通过将手机天线中的分集天线及WIFI天线分别设置，且两天线共地，提高了天线间的隔离度，确保了分集天线及WIFI天线高低频的良好带宽和辐射性能，有效地减少了分集天线和WIFI天线之间的相互耦合影响。

Description

一种金属框手机天线
技术领域
本发明涉及手机天线技术领域，特别涉及一种金属框手机天线。
背景技术
当前金属质感手机普遍受到广大用户的青睐，采用金属边框设计的智能终端已经成为了一种主流。采用金属边框设计的同时给天线的研发带来了极大的挑战。与之伴随而来的是天线系统环境的恶化与性能的下降，尤其对于顶部小天线的设计，两个甚至更多个天线集中在顶部，天线之间相互的耦合影响大大的影响了天线的性能，导致分集接收性能，GPS性能以及WIFI性能大打折扣。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属框手机天线，以解决现有的金属框手机天线性能无法满足要求，天线之间耦合影响天线性能，从而影响信号接收的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种金属框手机天线，设于金属框开缝的一侧，该侧金属框开设有第一缝隙及第二缝隙，该金属框手机天线包括设于PCB板上的分集天线部分(200)及WIFI天线部分(300)，所述分集天线部分(200)包括与PCB板(100)相连的分集天线接地分支(202)及分集天线馈电部分(201)，所述分集天线接地分支(202)及分集天线馈电部分(201)与分集天线馈电第一分支(205)相连，所述分集天线馈电第一分支(205)为位于所述第一缝隙靠近第二缝隙一侧的金属框，所述第一缝隙另一侧的金属框为分集天线寄生第一分支(204)，所述WIFI天线部分(300)包括与PCB板(100)相连的WIFI天线接地分支(302)及WIFI天线馈电部分(301)，所述WIFI天线馈电部分(301)还连接有WIFI天线馈电第一分支(303)及WIFI天线馈电第二分支(304)，所述WIFI天线馈电第一分支(303)与所述金属框不接触，所述WIFI天线馈电第二分支(304)为位于第二缝隙远离第一缝隙一侧的金属框。
较佳地，所述分集天线部分(200)还包括分集天线调谐分支(203)，所述分集天线调谐分支(203)一端与所述分集天线接地分支(202)相连，另一端与所述PCB板(100)相连，所述分集天线接地分支(202)与PCB板(100)之间串联有射频调谐器。
较佳地，分集天线馈电部分(201)与分集天线馈电第一分支(205)相连的上框点的位置可沿金属框调节。
较佳地，所述WIFI天线馈电部分(301)与WIFI天线馈电第二分支(304)相连的上框点的位置距离金属框的开缝处为0～8mm。
较佳地，所述WIFI天线接地分支(302)的接地点位置不固定，其与WIFI天线馈电部分(301)的馈电点的距离为0～8mm。
较佳地，所述WIFI天线馈电第一分支(303)的长度与WIFI2.4GHz在此处的谐振长度相同，或与WIFI5GHz在此处的谐振长度相同。
较佳地，该金属框手机天线的主体部分最高处距离PCB板100的上表面4mm。
本发明提供的金属框手机天线通过将手机天线中的分集天线及WIFI天线分别设置，采用两天线共地的连接方式，降低了开缝处的电磁场耦合，同时使用特殊的天线走线方式，对WIFI2.4GHz及5GHz的辐射方向产生牵引，提高了天线间的隔离度，确保了分集天线及WIFI天线高低频的良好带宽和辐射性能，有效地减少了分集天线和WIFI天线之间的相互耦合影响。
附图说明
图1为本发明优选实施例提供的金属框手机天线整体结构图；
图2为本发明优选实施例提供的金属框手机天线正面结构图；
图3为本发明优选实施例提供的金属框手机天线背面结构图；
图4为本发明实施例的天线的分集天线S11实测结果图；
图5为本发明实施例的天线的WIFI天线S11实测结果图；
图6为本发明实施例天线的分集天线与WIFI天线隔离度S21实测结果图；
图7为本发明实施例的天线的分集天线效率实测结果图；
图8为本发明实施例的天线的WIFI天线效率实测结果图。
具体实施方式
为更好地说明本发明，兹以一优选实施例，并配合附图对本发明作详细说明，具体如下：
如图1所示，本实施例提供的金属框手机天线，设于手机的金属框400开缝的一侧，该侧金属框开设有第一缝隙401及第二缝隙402，该天线包括设于PCB板100上的分集天线部分200及WIFI天线部分300。其中，该天线主体部分最高处距离PCB板100的上表面4mm。也即侧面看PCB板，天线主体部分大于PCB板厚度的4mm。
如图2、图3所示，分集天线部分200包括与PCB板100相连的分集天线接地分支202及分集天线馈电部分201，与PCB板100相连处的分集天线接地分支202及分集天线馈电部分201分别具有分集接地点及分集馈电点。分集天线接地分支202及分集天线馈电部分201与分集天线馈电第一分支205相连，分集天线馈电第一分支205为位于第一缝隙401靠近第二缝隙402一侧的金属框，即位于图2中第一缝隙401的右侧，第一缝隙401另一侧(图1中左侧)的金属框为分集天线寄生第一分支(204)；WIFI天线部分300包括与PCB板100相连的WIFI天线接地分支302及WIFI天线馈电部分301，WIFI天线馈电部分301还连接有WIFI天线馈电第一分支303及WIFI天线馈电第二分支304，WIFI天线馈电第一分支303与所述金属框不接触，WIFI天线馈电第二分支304为位于第二缝隙402远离第一缝隙401一侧的金属框，即位于图2中第二缝隙的右侧。
分集天线部分200还包括分集天线调谐分支203，分集天线调谐分支203一端与上述的分集天线接地分支202相连，另一端与PCB板100相连，分集天线接地分支202与PCB板100之间串联有射频调谐器，在应用该天线时可以根据低频长度调节射频调谐器的电容值，从而改变低频信号的频率值。
本实施例中的分集天线馈电部分201与分集天线馈电第一分支205相连的上框点的位置不固定，上框点位置可沿金属框方向调节，具体如图2中沿金属框的左右方向可调节。此外，本实施例中的分集天线接地分支202的分集接地点的位置也是不固定的，针对所需谐振频率位置，可变化调节分集接地点的位置。当低频谐振频率偏低时，接地点向左侧移动调节，反之，向右侧移动调节。分集天线寄生第一分支204的接地点的位置是固定的，但可根据GPS频段长度调整接地位置以达到调节分集天线寄生第一分支长度的目的，确定其长度可依据GPS频段波长与谐振频率的反比换算关系。
WIFI天线馈电部分301与WIFI天线馈电第二分支304相连的上框点的位置距离金属框的开缝处为0～8mm，优选为5mm，较为接近。
WIFI天线接地分支302的接地点位置不固定，其距离WIFI天线馈电部分301的馈电点为0～8mm，优选为6mm，。
WIFI天线馈电第一分支303的长度与WIFI2.4GHz在此处的谐振长度相同，或与WIFI5GHz在此处的谐振长度相同。具体其长度计算可依据波长与谐振频率的反比换算关系获得。
该天线工作时，由分集天线馈电第一分支205与分集天线寄生第一分支204耦合出低频谐振，分集天线馈电第一分支205的长度决定低频谐振位置；同时可以通过改变分集天线调谐分支203串联的射频调谐器(RF-Tuner)的电容值，从而调节低频谐振位置。
分集天线寄生第一分支204产生第一高频谐振，其长度决定了第一高频谐振的位置。分集天线馈电第一分支205与金属框开缝耦合，配合自身的本征谐振产生第二高频谐振。分集天线馈电部分201的上框点位置影响了第二高频谐振位置，同时分集天线寄生第一分支204与分集天线馈电第一分支205之间的耦合增强了高频第一谐振的辐射性能。
WIFI天线馈电第一分支303与WIFI天线馈电第二分支304耦合产生WIFI2.4GHz的谐振，两者的耦合有助于加强WIFI2.4GHz的辐射性能。WIFI天线馈电第一分支303的长度决定了WIFI2.4GHz的谐振位置。
WIFI天线接地分支302的接地点位置决定了WIFI5GHz的谐振位置，WIFI天线的接地点靠近分集天线馈电部分201的位置大大的提高了分集天线与WIFI天线之间的隔离度。
如图4所示，本实施例提供的分集天线S11实测结果表明本实施例提供的天线完整的覆盖了分集接收的所有频段。
如图5所示，本实施例提供的WIFI天线S11实测结果表明，本实施例提供的天线完整的覆盖了WIFI2.4G和5G的全部频段。
如图6所示，本实施例提供的3.分集天线与WIFI天线隔离度S21(mockup实测)结果表明，本实施例提供的天线良好的解决了传统的移动终端顶部小天线因隔离效果较差而引起的诸多通信上的不良影响(如对GPS接收灵敏度，和WIFI的辐射功率，接收灵敏度等)。
如图7所示，本实施例提供的分集天线Mockup实测效率，低频(790MHz-960MHz)效率≥28％，高频(1710MHz-2700MHz)效率≥37％，GPS(1525MHz-1625NHz)效率≥58％。
如图8所示，本实施例提供的WIFI天线Mockup实测效率，WIFI2.4G(2380MHz-2500MHz)效率≥45％，WIFI5G(5100MHz-5900MHz)效率≥55％。
综上，分集天线和WIFI天线在全频段内隔离度均高于10dB。这是其他金属框手机天线难以达到的性能。因此，本发明提出的金属框手机天线(分集天线和WIFI天线)0能够大大的改善金属框手机小天线之间的隔离度，使其达到其他方案无法达到的性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种金属框手机天线，其特征在于，设于金属框开缝的一侧，该侧金属框开设有第一缝隙及第二缝隙，该金属框手机天线包括设于PCB板上的分集天线部分(200)及WIFI天线部分(300)，所述分集天线部分(200)包括与PCB板(100)相连的分集天线接地分支(202)及分集天线馈电部分(201)，所述分集天线接地分支(202)及分集天线馈电部分(201)与分集天线馈电第一分支(205)相连，所述分集天线馈电第一分支(205)为位于所述第一缝隙靠近第二缝隙一侧的金属框，所述第一缝隙另一侧的金属框为分集天线寄生第一分支(204)，所述WIFI天线部分(300)包括与PCB板(100)相连的WIFI天线接地分支(302)及WIFI天线馈电部分(301)，所述WIFI天线馈电部分(301)还连接有WIFI天线馈电第一分支(303)及WIFI天线馈电第二分支(304)，所述WIFI天线馈电第一分支(303)与所述金属框不接触，所述WIFI天线馈电第二分支(304)为位于第二缝隙远离第一缝隙一侧的金属框；
所述WIFI天线馈电第一分支(303)与所述WIFI天线馈电第二分支(304)耦合产生WIFI2.4GHz的谐振；所述WIFI天线馈电第一分支(303)的长度决定WIFI2.4GHz的谐振位置；
所述WIFI天线接地分支(302)的接地点位置决定了WIFI5GHz的谐振位置，所述WIFI天线接地分支(302)的接地点靠近所述分集天线馈电部分(201)以提高所述分集天线部分(200)与所述WIFI天线部分(300)之间的隔离度。
2.根据权利要求1所述的金属框手机天线，其特征在于，所述分集天线部分(200)还包括分集天线调谐分支(203)，所述分集天线调谐分支(203)一端与所述分集天线接地分支(202)相连，另一端与所述PCB板(100)相连，所述分集天线接地分支(202)与PCB板(100)之间串联有射频调谐器。
3.根据权利要求1所述的金属框手机天线，其特征在于，分集天线馈电部分(201)与分集天线馈电第一分支(205)相连的上框点为固定连接点，天线制备时，该上框点位于分集天线馈电第一分支(205)上的固定位置可沿金属框调节。
4.根据权利要求1所述的金属框手机天线，其特征在于，所述WIFI天线馈电部分(301)与WIFI天线馈电第二分支(304)相连的上框点位于WIFI天线馈电第二分支(304)上的位置距离金属框的第二缝隙处为大于等于0毫米且小于等于8毫米。
5.根据权利要求1所述的金属框手机天线，其特征在于，所述WIFI天线接地分支(302)的接地点为固定连接点，其与WIFI天线馈电部分(301)的馈电点的距离为大于0毫米且小于等于8毫米。
6.根据权利要求1所述的金属框手机天线，其特征在于，所述WIFI天线馈电第一分支(303)的长度与WIFI2.4GHz在此处的谐振长度相同。
7.根据权利要求1所述的金属框手机天线，其特征在于，该金属框手机天线的主体部分最高处距离PCB板(100)的上表面4mm。
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