CN204289710U - 一种lte金属边框天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种LTE金属边框天线。所述天线设置于一通讯设备内，包括通讯设备的主PCB板（1）和金属边框（2），金属边框设于主PCB板的外围，二者左右之间有两条很细小的左间隙（15）和右间隙（16），所述PCB板的上下两端设置有净空区；所述金属边框LTE主天线置于PCB板下端的净空区，三合一天线和LTE分集天线置于PCB板上端的净空区；金属边框上下两端各有一断点（3）和（4）。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种采用金属边框作为天线一部分的LTE天线设计方案。
背景技术
当前的无线终端内置天线普遍采用平面倒F天线（PIFA）和单极天线（Monopole）。平面倒F天线由于对面积和高度的要求较高，严重限制了整机的布局以及轻薄化。同时由于多天线布局所限，及PIFA天线受周围金属影响所致其性能较差。对单极天线而言也一样，临近区域大金属件的存在对其无线性能无疑是致命的打击。
金属边框手机由于具有较美的金属外观而受人们青睐，另外手机采用金属边框的设计形式，结构更加坚固，同时也可以使手机重量有所减轻。然而金属边框的存在，若用传统的单独FPC形式，则金属边框将对天线产生较大的干扰，使天线性能受到比手机内金属器件更大影响。
把金属边框作为天线辐射体的一部分，结合FPC走线，就可以较好地解决金属边框的干扰问题。另外，金属边框的开口个数增加会提升手机的生产成本，故要使边框的开口个数越少越好，但开口个数的减少也相应提高了天线的设计难度。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的在于，提供一种将金属边框作为部分天线走线的LTE天线。所述天线有效利用部分金属边框，能同时兼顾GSM、WCDMA、LTE多少频段。
本实用新型的技术方案如下：一种LTE金属边框天线，设置于一通讯设备内，包括通讯设备的PCB板及围绕在PCB板外围的金属边框，所述PCB板和金属边框左右两边之间分别设有左间隙和右间隙；金属边框上下两端分别设置第一断点和第二断点；PCB板的上下两端均设置净空区域；所述天线布线区域设置于PCB板下端的净空区域，WIFI、BT、GPS三合一天线和LTE分集天线设置于PCB板上端的净空区域。
所述左间隙上设置四个接地点；右间隙上设置三个接地点，分别用于配合三种天线。
优选的，所述天线主体采用PIFA天线；所述三合一天线采用PIFA天线形式；所述LTE分集天线采用PIFA天线或双LOOP天线。所述LTE分集天线的馈电点与天线主体的馈电点呈对角设置。
优选的，所述天线主体分别位于第一断点两侧,包括左侧的第一馈电点，由第一馈电点引出的与金属边框左下角相连形成环路的第一走线；临近第一走线与第一走线并列设置的第二走线,由第一断点左侧金属边框及在金属边框末端向左引出的第三走线，第三走线末端设弯折部；位于第三走线上方由PCB板地引出并第四走线；第一断点右侧金属边框通过接地走线与PCB板地相连，左间隙上的两个接地点靠近天线主体，右间隙上的一个接地点靠近天线主体。
优选的，所述三合一天线位于第二断点的左侧，包括：由第二馈电点引出的与金属边框相连的第一馈线，从金属边框引出的第五走线，位于第五走线下方从PCB板地引出的第六走线，左间隙上两个接地点靠近所述三合一天线。
优选的，所述LTE分集天线位于第二断点的右侧，包括：由第三馈电点引出的第二馈线，其末端与金属边框上部相连，在第三馈点右侧从PCB板地引出第七走线，其末端与金属边框右侧相连；在第三馈点左侧从PCB板地引出第八走线，其弯折后与金属边框上部相连；右间隙上的两个接地点靠近所述LTE分集天线。
与现有技术相比，本实用新型所述LTE金属边框天线有效利用了部分金属边框，通过对天线主体形式的改变及其他辅助天线的设计，可使天线能覆盖GSM、WCDMA、TDD-LTE等多个频段，避免了通讯终端金属边框对天线性能的影响，实现优良的性能。且整个金属边框仅需两个断点，加工简单方便，节约成本。同时，采用所述LTE金属边框天线能使得手机天线高度降低且使空间紧凑。
附图说明
图1为本实用新型所述三合一天线和LTE分集天线的实施例示意图；
图2为本实用新型所述天线主体的实施例示意图；
图3为本实用新型所述LTE金属边框天线实施例正面示意图；
图4为上述实施例天线主体的仿真回波损耗图；
图5为本实用新型天线方案主天线实测回波损耗图；
图6上述实施例所述三合一天线的实测回波损耗图；
图7上述实施例所述LTE分集天线的实测回波损耗图。
具体实施方式
下面参考本实用新型实施例的附图，对本实用新型做进一步的详细介绍。实际应用中，本实用新型可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施的限制。相反，提出这些实施是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本实用新型的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。
参考图3，一种LTE金属边框天线，设置于一通讯设备内，包括通讯设备的主PCB板（1）和金属边框（2），金属边框设于主PCB板的外围，二者左右之间有两条很细小的左间隙（15）和右间隙（16），所述PCB板的上下两端设置有净空区；所述金属边框LTE主天线置于PCB板下端的净空区，三合一天线和LTE分集天线置于PCB板上端的净空区；金属边框上下两端各有一断点（3）和（4）。
参考图2，所述的金属边框LTE主天线的馈电点（5）靠近左侧，由馈电点引出的走线（6）与金属边框相连形成一个环路，在左间隙（15）靠近此天线处设置两个接地点；下端断点（3）左侧金属边框及在金属边框末端连接一段金属走线（7），另金属走线（7）末端会有一个弯折；走线（8）与金属边框连接，走线（9）由PCB地板引出并弯折；断点（3）右侧金属边框（10）与一段接地走线相连，在右间隙（16）靠近此天线处有个接地点。上述实施例主天线的仿真回波损耗图如图4所示，可知低频部分在-5dB左右，高频部分都在-5dB以下，说明LTE主天线有较好的阻抗带宽，可满足实际应用。
参考图1，在三合一天线中，由馈电点引出的馈线（11）与断点（4）左侧金属边框（14）相连，并从金属边框（14）引出走线（12），同PCB地板引出走线（13），在靠近此天线的左间隙（15）还有两个地接点。
参考图1，对LTE分集天线，由馈电点引出的馈线（17）与断点（4）右侧金属边框（20）相连，在馈点右侧从PCB地板上引出走线（18）与手机右侧金属边框相连，然后与馈线形成一个短环；在馈点左侧从PCB地板上引出走线（19）且弯折后与金属边框（20）相连，然后与馈线形成一个长环；右侧间隙（16）靠近天线处有两个接地点。
以上实施例所述组成LTE金属边框天线的三种形式天线的实测回波损耗图分别如图5、6、7所示。从图中可以看出，图5主天线低频部分较仿真曲线稍浅，高频部分基本在-5dB以下，能符合要求；图6三合一天线的GPS在-10dB以下、WIFI/BT最低点也在-10dB以下，可以满足要求；图7的分集天线中，除第5点稍高外，其它都在-5dB以下，也可达到要求。以上出现与仿真的误差，原因可能来自实物制作的偏差。
以上实施例所述组成LTE金属边框天线的三种形式天线的实测辐射效率、平均功率及最大功率分别见下表1、表2、表3：
| 824 | 880 | 895 | 925 | 1710 | 1810 | 1880 | 1990 | 2050 | 2130 | 2230 | 2350 | 2470 | 2590 | 2700 |
| 9% | 11% | 13% | 19% | 21% | 38% | 39% | 48% | 52% | 68% | 73% | 61% | 48% | 56% | 61% |
| 5.07 | 4.71 | 4.17 | 2.18 | 2.86 | 0.43 | 0.24 | 0.79 | 1.52 | 2.54 | 2.47 | 1.59 | 1.94 | 1.46 | 1.92 |
表 1
| 1710 | 1810 | 1880 | 1990 | 2050 | 2130 | 2230 | 2350 | 2470 | 2590 | 2700 |
| 22% | 23% | 40% | 70% | 62% | 47% | 36% | 38% | 40% | 53% | 56% |
| 2.30 | -0.47 | 1.04 | 2.04 | 1.25 | -0.16 | -0.75 | -0.01 | -0.25 | 1.69 | 4.33 |
表 2
| 1570 | 1575 | 1580 | 2400 | 2410 | 2420 | 2430 | 2440 | 2450 | 2460 | 2470 | 2480 | 2490 | 2500 |
| 77% | 77% | 76% | 28% | 29% | 31% | 31% | 27% | 27% | 28% | 28% | 30% | 29% | 30% |
| 2.09 | 2.54 | 2.82 | 0.60 | 0.95 | 1.08 | 1.13 | 1.22 | 1.76 | 2.33 | 2.20 | 2.34 | 2.16 | 2.18 |
表 3
表1中为LTE主天线的实测效率和最大增益，可以看到，低频部分效率稍低，高频可较好地达到要求；表2为LTE-TDD分集天线的实测效率和最大增益，可以看到，天线的效率都可较好地满足要求；表3为GPS+WIFI+BT三合一天线，可以看到，GPS天线的性能优异，WIFI/BT天线也满足要求。
在本实施例中，金属边框LTE主天线的走线形式主要是把PIFA天线的馈电部分改成了两条，从而与金属边框相连形成一个环，其余部分低频高频和寄生分支不限于本实施例形式；且主天线必须要安排在手机的下端，以利于减少天线对人脑的辐射及人手脑对天线性能的影响。
在本实施例中，金属边框三合一天线采用本例所示的PIFA形式，但不限于PIFA形式；LTE分集天线采用本例所示的双LOOP形式，但不限于双LOOP形式，尤其以PIFA形式为佳，且其馈电点要尽可能与LTE主天线的馈电点在对角位置。
上述实施例中提到的内容并非是对本实用新型的限定，在不脱离本实用新型的发明
构思的前提下，任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种LTE金属边框天线，设置于一通讯设备内，包括通讯设备的PCB板（1）及围绕在PCB板外围的金属边框（2），其特征在于，所述PCB板（1）和金属边框（2）左右两边之间分别设有左间隙（15）和右间隙（16）；金属边框上下两端分别设置第一断点（3）和第二断点（4）；PCB板的上下两端均设置净空区域；所述天线布线区域设置于PCB板下端的净空区域，WIFI、BT、GPS三合一天线和LTE分集天线设置于PCB板上端的净空区域。
2.根据权利要求1所述的LTE金属边框天线，其特征在于，所述左间隙（15）上设置四个接地点；右间隙（16）上设置三个接地点。
3.根据权利要求1所述的LTE金属边框天线，其特征在于，所述天线主体采用PIFA天线。
4.根据权利要求1所述的LTE金属边框天线，其特征在于，所述三合一天线采用PIFA天线形式。
5.根据权利要求1所述的LTE金属边框天线，其特征在于，所述LTE分集天线采用PIFA天线或双LOOP天线。
6.根据权利要求1所述的LTE金属边框天线，其特征在于，所述LTE分集天线的馈电点与天线主体的馈电点呈对角设置。
7.根据权利要求1所述的LTE金属边框天线，其特征在于，所述天线主体分别位于第一断点(3)两侧,包括左侧的第一馈电点（5），由第一馈电点引出的与金属边框左下角相连形成环路的第一走线（6）；临近第一走线与第一走线并列设置的第二走线(8),由第一断点（3）左侧金属边框及在金属边框末端向左引出的第三走线（7），第三走线（7）末端设弯折部；位于第三走线(7)上方由PCB板地引出并第四走线（9）；第一断点（3）右侧金属边框通过接地走线（10）与PCB板地相连，左间隙（15）上的两个接地点靠近天线主体，右间隙（16）上的一个接地点靠近天线主体。
8.根据权利要求1所述的LTE金属边框天线，其特征在于，所述三合一天线位于第二断点（4）的左侧，包括：由第二馈电点引出的与金属边框（2）相连的第一馈线（11），从金属边框（2）引出的第五走线（12），位于第五走线（12）下方从PCB板地引出的第六走线（13），左间隙（15）上两个接地点靠近所述三合一天线。
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