CN204441470U - 一种适用于带金属边框手机的单极天线及含此天线的手机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于带金属边框手机的单极天线及含此天线的手机，其包括：PCB板，PCB板一端设置有净空区，PCB板边缘设置有金属边框，位于净空区内的金属边框有两处断开，分别为第一缝隙和第二缝隙，将金属边框分为依次排布的第一金属框辐射臂、第二金属框辐射臂及第三金属框辐射臂，第一金属框辐射臂及第三金属框辐射臂与PCB板的接地点相连；天线主体设置于净空区内，包括馈电部分及第一辐射体，第二金属框辐射臂通过馈电部分与PCB板的馈电点相连，第一辐射体与第二金属框辐射臂相连。本实用新型的适用于带金属边框手机的单极天线及含此天线的手机，利用手机底部的金属边框作为天线辐射体，有效拓展了天线带宽。

Description

一种适用于带金属边框手机的单极天线及含此天线的手机

技术领域

本实用新型涉及一种手机天线，特别涉及一种适用于带金属边框手机的单极天线及含此天线的手机。

背景技术

随着手机日益普及，不同人群对手机的体验要求各不相同。为提升手机的整体外观和客户体验，越来越多的手机设计中大量采用了金属材质。金属材质的应用会对手机天线的性能产生强烈影响，会使手机天线带宽变窄，性能下降，以至于手机天线性能更难满足各运营商的要求。

而且，随着LTE技术的普及，对手机天线带宽的要求越来越高：低频带宽要求覆盖700MHz至960MHz，高频频带要求覆盖1710MHz至2170MHz及2300MHz至2700MHz。

因此，如何在大量使用金属材质的手机上设计出性能优异的天线显得越来越重要。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术中存在的问题，提出一种适用于带金属边框手机的单极天线及含此天线的手机，有效利用手机底部的金属边框作为天线辐射体，既不影响外观和客户体验，又有效扩展了天线带宽。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

本实用新型提供一种适用于带金属边框手机的单极天线，其包括：PCB板、金属边框以及天线主体；其中：

所述PCB板的一端设置有净空区；

所述金属边框设置于所述PCB板的边缘，位于所述净空区内的所述金属边 框有两处断开，所述金属边框包括依次排布的第一金属框辐射臂、第二金属框辐射臂及第三金属框辐射臂，所述第一金属框辐射臂以及所述第三金属框辐射臂与所述PCB板的接地点相连，所述第一金属框辐射臂与所述第二金属框辐射臂之间具有第一缝隙，所述第二金属框辐射臂与所述第三金属框辐射臂之间具有第二缝隙；

所述天线主体设置于所述净空区内，包括馈电部分以及第一辐射体，所述第二金属框辐射臂通过所述馈电部分与所述PCB板的馈电点相连，所述第一辐射体与所述第二金属框辐射臂相连。

通过馈电部分与PCB板的馈电点相连的第二金属框辐射臂用以产生低频谐振频率，与第二金属框辐射臂相连的第一辐射体用于产生高频谐振频率。第一缝隙和第二缝隙的位置可根据具体情况而定，通过调节两耦合缝隙的位置可调节第二金属辐射臂的长度，其长度调节用于调节低频谐振频率，可使低频谐振频率达到824MHz-960MHz；第一辐射体的长度可以根据具体情况进行调节，其长度调节用于调节高频谐振频率，可使高频谐振频率达到1710MHz-2170MHz。

较佳地，所述第一缝隙及所述第二缝隙位于所述金属边框的远离所述PCB板的电路板的一侧上；所述第一缝隙与所述第二缝隙相互对称。将所述第一缝隙和所述第二缝隙设置于远离所述PCB板的布线区的一侧可以使位于第一缝隙和第二缝隙之间的第二金属边框辐射臂远离PCB板的接地点，辐射效果更好；第一缝隙和第二缝隙相互对称可以在保证天线辐射性能的同时使手机更加美观时尚。

较佳地，所述第一缝隙和所述第二缝隙的宽度在0.5mm至1mm之间，其宽度不能太宽也不能太窄，太宽会影响手机的外观，太窄会影响金属框辐射臂的辐射性能。

较佳地，所述天线主体还包括第二辐射体；所述第二辐射体与所述第一辐射体之间具有一耦合缝隙，所述第二辐射体与所述PCB板的接地点相连。通过增加第二辐射体，可以拓宽高频谐振的带宽。

较佳地，所述耦合缝隙的宽度在1mm至2.5mm之间，耦合缝隙用于调节第一辐射体和第二辐射体之间的耦合系数，其宽度越窄，对天线辐射性能越有利，能有效拓宽高频的带宽，可使高频谐振频率达到2300MHz-2400MHz。

较佳地，所述PCB板的与所述第二辐射体相连的接地点跟所述PCB板的布线区与所述净空区的交界处的中点之间的距离在10mm之内，当位于交界处的中点时效果最好，耦合效果更好，带宽更宽。

较佳地，所述馈电部分与所述第二金属框辐射臂的连接点靠近所述第二缝隙。

较佳地，所述第一辐射体与所述第二金属辐射臂的连接点与所述第二缝隙之间的距离在10mm至20mm之间，此范围有利于高频性能达到最优。

较佳地，所述天线主体还包括第三辐射体，所述第三辐射体与所述第三金属框辐射臂相连。通过调节第三辐射体的长度可以调节高频谐振频率，增加高频带宽，使高频谐振频率增加至2500MHz-2690MHz。

本实用新型还提供一种带金属边框的手机，其安装有如上所述的适用于带金属边框手机的单极天线。

相较于现有技术，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的适用于带金属边框手机的单极天线及含此天线的手机，利用手机底部的金属边框作为天线辐射体，既不影响外观，又可有效拓宽天线的频带，使在大量使用金属材质的手机上设计出性能优异的天线成为可能。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明：

图1为本实用新型的实施例1的单极天线的整体结构示意图；

图2为本实用新型的实施例1的单极天线的局部示意图；

图3为本实用新型的实施例2的单极天线的整体结构示意图；

图4为本实用新型的实施例2的单极天线的局部示意图；

图5为本实用新型的实施例3的单极天线的整体结构示意图；

图6为本实用新型的实施例3的单极天线的局部示意图；

图7为本实用新型的实施例3的单极天线的回波损耗图；

图8为本实用新型的实施例3的单极天线的低频效率图；

图9为本实用新型的实施例3的单极天线的高频效率图。

标号说明：100-PCB板，200-净空区，300-金属边框，400-天线主体；

301-第一金属框辐射臂，302-第二金属框辐射臂，303-第三金属框辐射臂，310-第一缝隙，320-第二缝隙； 

401-馈电部分，402-第一辐射体，403-第二辐射体，404-第三辐射体，410-耦合缝隙。 

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

本实施例详细描述本实用新型的适用于带金属边框手机的单极天线，其整体结构示意图如图1所示，其包括PCB板100，PCB板100的一端设置有净空区200，天线主体400设置于净空区200内，金属边框300设置于PCB板100的边缘。

如图2所示为本实施例的单极天线的局部示意图，位于净空区200内的金属边框300有两处断开，两处断开分别为第一缝隙310和第二缝隙320，将金属边框分为依次排布的第一金属框辐射臂301、第二金属框辐射臂302以及第三金属框辐射臂303。天线主体包括馈电部分401以及第一辐射体402，馈电部分401的一端接PCB板100的馈电点，另一端接第二金属框辐射臂302，实现与PCB板100的信号连接，馈电部分401与第二金属辐射臂302的连接点靠近第二缝隙320；第一辐射体402与第二金属框辐射臂302相连，相连点与第二缝隙320之间的距离为15mm，不同实施例中，此距离可以在10mm到20mm之间变化，根据高频的敏感度而定。

本实施例中，第二金属辐射臂302用以产生低频谐振频率，其长度可以根据第一缝隙310和第二缝隙320的位置进行调节，通过对其长度进行调节，可使其产生824MHz-960MHz的低频谐振频率；第一辐射体402用以产生高频谐振频率，其长度可根据具体情况进行调节，通过对其长度进行调节，可使其产生1710MHz-2170MHz的高频谐振频率。本实施例的单极天线将手机的金属边框及第二金属辐射臂作为天线辐射体，有效拓宽了天线的带宽，解决了现有的大量使用金属材质的手机上天线性能比较差的问题。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上增加了第二辐射体403，如图3-4所示，第二辐射体403与第一辐射体402之间具有一耦合缝隙410，其宽度可根据具体情况而定，一般在1mm至2.5mm之间，用以调节第一辐射体402和第二辐射体403之间的耦合系数，宽度越窄，对天线辐射性能越有利；第二辐射体403与PCB板100的接地点相连，该接地点位于PCB板100的布线区和净空区200的交界处的中点处，设置在此处耦合效果更好，天线带宽更宽，其可产生2300MHz-2400MHz的高频谐 振频率。不同实施例中，该接地点的位置也可根据PCB板100的布局情况进行调节，但偏离中点的距离最好不要超过10mm。

本实施例的单极天线可覆盖低频带宽824MHz-960MHz，高频宽带1710MHz-2170MHz以及2300MHz-2400MHz。

实施例3：

本实施例是在实施例2的基础上增加了第三辐射体404，如图5-6所示，第三辐射体404与第三金属辐射臂303相连，形成寄生单元产生高频谐振频率，第三辐射体404的长度可根据具体情况进行调节，其长度的调节用以调节高频谐振频率，从而达到增加高频带宽的效果。本实施例的单极天线可覆盖的高频宽带增加至2500MHz-2690MHz。

如图7所示为本实施例的单极天线的回波损耗图，从图中可以看出，本实施例的单极天线在收发824MHz-960MHz、1710MHz-2170MHz以及2300MHz-2690MHz频率之间的信号时具有较高的效率。

如图8所示为本实施例的单极天线的低频效率图，从图中可看出，本实施例的单极天线可在824MHz-960MHz的低频谐振频率范围内达到比较好的效果。

如图9所示为本实施例的单极天线的高频效率图，从图中可看出，本实施例的单极天线1710MHz-2170MHz以及2300MHz-2690MHz的高频谐振频率范围内达到比较好的效果。

需要说明的是，上述出现的第一、第二、第三等并不是对本实用新型的单极天线的各部件位置的限制。例如：馈电部分401与第二金属辐射臂302的连接点也可靠近第一缝隙310，对应的，第一辐射体402与第二金属辐射臂302的连接点距离第一缝隙15mm，第三辐射体404与第一金属辐射臂301相连。

此处公开的仅为本实用新型的优选实施例，本说明书选取并具体描述这些 实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，并不是对本实用新型的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化，均应落在本实用新型所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种适用于带金属边框手机的单极天线，其特征在于，包括：PCB板、金属边框以及天线主体；其中：

所述PCB板的一端设置有净空区；

所述金属边框设置于所述PCB板的边缘，位于所述净空区内的所述金属边框有两处断开，所述金属边框包括依次排布的第一金属框辐射臂、第二金属框辐射臂及第三金属框辐射臂，所述第一金属框辐射臂以及所述第三金属框辐射臂与所述PCB板的接地点相连，所述第一金属框辐射臂与所述第二金属框辐射臂之间具有第一缝隙，所述第二金属框辐射臂与所述第三金属框辐射臂之间具有第二缝隙；

所述天线主体设置于所述净空区内，包括馈电部分以及第一辐射体，所述第二金属框辐射臂通过所述馈电部分与所述PCB板的馈电点相连，所述第一辐射体与所述第二金属框辐射臂相连。

2.根据权利要求1所述的单极天线，其特征在于，所述第一缝隙及所述第二缝隙位于所述金属边框的远离所述PCB板的布线区的一侧上；

所述第一缝隙与所述第二缝隙相互对称。

3.根据权利要求1所述的单极天线，其特征在于，所述第一缝隙和所述第二缝隙的宽度在0.5mm至1mm之间。

4.根据权利要求1所述的单极天线，其特征在于，所述天线主体还包括第二辐射体；

所述第二辐射体与所述第一辐射体之间具有一耦合缝隙，所述第二辐射体与所述PCB板的接地点相连。

5.根据权利要求4所述的单极天线，其特征在于，所述耦合缝隙的宽度在1mm至2.5mm之间。

6.根据权利要求4所述的单极天线，其特征在于，所述PCB板的与所述第二辐射体相连的接地点跟所述PCB板的布线区与所述净空区的交界处的中点之间的距离在10mm之内。

7.根据权利要求4所述的单极天线，其特征在于，所述馈电部分与所述第二金属框辐射臂的连接点靠近所述第二缝隙。

8.根据权利要求7所述的单极天线，其特征在于，所述第一辐射体与所述第二金属辐射臂的连接点与所述第二缝隙之间的距离在10mm至20mm之间。

9.根据权利要求7所述的单极天线，其特征在于，所述天线主体还包括第三辐射体；

所述第三辐射体与所述第三金属框辐射臂相连。

10.一种带金属边框的手机，其特征在于，安装有如权利要求1至9任一项所述的单极天线。