CN102856634B - 一种适用于笔记本或平板电脑的新型宽带lte天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于笔记本或平板电脑的新型宽带LTE天线，包括金属地板、支撑天线的塑料支架和天线本体，所述天线本体包括第一天线部和第二天线部，其中，所述第一天线部包括馈电端口，其一端与金属地板连接；第一耦合单元，其一端与馈电端口连接；若干辐射单元，与第一耦合单元连接；所述第二天线部包括接地导体，一端与金属地板连接；第二耦合单元，与第一天线部的第一耦合单元形成混合耦合；若干辐射单元，与接地导体连接，且至少其中之一辐射单元与第二耦合单元连接。本发明的天线尺寸小，占用空间大大减小，在低频段及高频段的带宽都大大增加，所覆盖的频段包含了目前所有的移动通信频段及下一代的LTE频段。

Description

一种适用于笔记本或平板电脑的新型宽带LTE天线

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种适用于笔记本或平板电脑的新型宽带LTE天线。

背景技术

随着无线通信的快速发展，其对数据传输的速率和质量的要求越来越高。当前，笔记本电脑和平板电脑已成为人们工作生活中重要的便携式移动设备。无线通信功能已成为笔记本电脑及平板电脑等设备必不可少的功能之一。目前，无线通信有多种技术及标准。其中，LTE（LongTermEvolution，长期演进）作为无线网络领域的下一代主要技术，可以提供更快速的传输速率和更高的传输质量。为了提供更丰富的无线通信功能，现在新型的笔记本电脑和平板电脑迫切需要能满足包括LTE在内的多种无线通信标准的天线。为了满足这些无线通信标准，笔记本电脑的通信天线需要覆盖700-960MHz及1710-2690MHz这样宽的带宽。另外，目前的笔记本电脑和平板电脑等便携设备为了外观的考虑，变得越来越轻薄，留给天线的空间越来越少。

目前，主流的笔记本或平板电脑用通信天线的设计主要包括：

1.单极子天线，辐射体一端开路，一端与馈电电缆相连；

2.IFA天线，辐射体一端开路，一端与地板相连，馈电电缆在靠近接地点的位置与辐射体相连；

3.环天线，天线一端与馈电电缆相连，一端与地板相连，形成一个环的形状。

这些主流天线在天线空间比较大的情况下，还能够勉强覆盖到700MHz这样的低频段。但是现在的笔记本或平板电脑已无法提供给天线这样的空间，因此，这些传统的设计方法已无法满足现有的笔记本或平板电脑的要求。

发明内容

本发明提供一种适用于笔记本或平板电脑的新型宽带LTE天线，以解决现有技术中天线占用空间较大而容置天线的空间越来越小的矛盾和天线覆盖频段较窄的缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种适用于笔记本或平板电脑的新型宽带LTE天线，包括金属地板、支撑天线的塑料支架和天线本体，所述天线本体包括第一天线部和第二天线部，其中，

所述第一天线部包括

馈电端口，其一端与金属地板连接；

第一耦合单元，其一端与馈电端口连接；

若干辐射单元，与第一耦合单元连接；

所述第二天线部包括

接地导体，一端与金属地板连接；

第二耦合单元，与第一天线部的第一耦合单元形成混合耦合；

若干辐射单元，与接地导体连接，且至少其中之一辐射单元与第二耦合单元连接。

较佳地，所述第一天线部的第一耦合单元与所述第二天线部的第二耦合单元为折叠或非折叠金属线或金属段。

较佳地，所述第一天线部的第一耦合单元与所述第二天线部的第二耦合单元为分层设置或同层设置。

较佳地，所述第一天线部包括一第一辐射单元。

较佳地，所述第一天线部的第一辐射单元为折叠或非折叠金属线或金属段。

较佳地，所述第二天线部包括一第二辐射单元和一第三辐射单元，所述第二辐射单元与接地导体和第二耦合单元连接，所述第三辐射单元与接地导体连接。

较佳地，所述第二天线部的第二辐射单元为折叠或非折叠金属线或金属段。

较佳地，所述第二天线部的第三辐射单元为折叠或非折叠金属线或金属段。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

第一：本发明的天线结构尺寸约为70mm×10mm×2mm，天线所占用的空间大大缩小，非常适用于未来的轻薄笔记本或平板电脑等移动终端；

第二：本发明的天线结构在低频段及高频段的带宽都大大增加，所覆盖的频段包含了目前所有的移动通信频段及下一代的LTE频段；

第三：本发明的天线结构易于加工制造，采用现有加工技术即可实现。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明实施例1天线总体结构图；

图2为本发明实施例1天线结构的俯视图；

图3为本发明实施例1天线结构的仰视图；

图4为本发明实施例1天线结构的回波损耗测试结果图；

图5为本发明实施例1天线结构在低频段的总辐射效率测试结果图；

图6为本发明实施例1天线结构在高频段的总辐射效率测试结果图；

图7为本发明实施例2天线结构的俯视图；

图8为本发明实施例3天线结构的俯视图；

图9为本发明实施例4天线结构的俯视图。

具体实施方式

下方结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。在以下实施例中，相同的附图标记表示相同的组件。

实施例1

参见图1、图2和图3，本实施例的新型天线整体结构如图1所示，一种适用于笔记本或平板电脑的新型宽带LTE天线，包括金属地板10、支撑天线的塑料支架11和天线本体，天线本体设置在塑料支架11上。参见图2，为本实施例天线本体的俯视图，本实施例的天线本体包括第一天线部和第二天线部。其中，

第一天线部包括

馈电端口121，其一端与金属地板10连接，另一端与第一耦合单元122连接；

在本实施例中，第一耦合单元122为一段折叠金属线，它的一端与馈电端口121连接，包括第一金属段、第二金属段和第三金属段，第一金属段平行于金属地板10向外延伸，然后再向左延伸一段距离形成第二金属段，之后再平行于金属地板10向内延伸形成第三金属段，其另一端与第一辐射单元123连接；第一耦合单元122与第二天线部的第二耦合单元131分层交叉设置，形成混合耦合，混合耦合是指耦合不仅包括电耦合也包括磁耦合，且这两种耦合都起到比较重要的作用；第一耦合单元122的作用之一是将接收到的能量传送给第一辐射单元123，作用之二是与第二耦合单元131形成混合耦合，通过混合耦合将能量传送给与第二耦合单元131相连的第二辐射单元132及第三辐射单元133；

本实施例中，第一辐射单元123为一段折叠金属线段，其一端与第一耦合单元122连接，并平行于金属地板10向左延伸，然后向右延伸一段距离，再垂直于金属地板10向下延伸之后再向内延伸，同时宽度明显变大，形成一倒L形，参见图2，第一辐射单元123将从第一耦合单元122接收到的能量辐射出去，其长度约为900MHz波长的四分之一。

第二天线部包括

接地导体134，其为一段金属线，其一端与金属地板10连接，另一端与第二辐射单元132及第三辐射单元133连接，用于形成电路的回路；

第二耦合单元131，为一段折叠金属线段，它位于第一天线部的第一耦合单元122的下方，从图2和图3可以看出，第二耦合单元131位于第一耦合单元122的下方，与第一耦合单元122没有连接，且第二耦合单元131与第一耦合单元122的平面投影交叉，其包括第一金属段和第二金属段，其中第二耦合单元131的第一金属段和第二金属段垂直于第一耦合单元122的第一金属段和第二金属段，第二耦合单元131通过混合耦合接收能量，并将接收到的能量发送给第二辐射单元132及第三辐射单元133，第二耦合单元131的一端与第二辐射单元132连接；

第二辐射单元132为一段折叠金属线段，其一端与第二耦合单元131连接，第二辐射单元132与第二耦合单元131的连接处为宽度增宽且平面垂直于金属地板10的金属线段，并平行于金属地板10向右延伸，之后沿其上边缘伸出一金属段，该金属段平面平行于金属地板10，之后向内延伸，然后再向左延伸，第二辐射单元132另一端与接地导体134连接，它将从第二耦合单元131接收到的能量辐射出去，其长度约为700MHz波长的四分之一；第三辐射单元133为一段金属线段，其一端与第二辐射单元132和接地导体134相连接，并平行于金属地板10向外延伸，再向右延伸，它将从第二耦合单元131接收到的能量辐射出去，其长度约为2600MHz波长的四分之一，用来形成一个高频段辐射以拓宽高频带宽。

参见图4，为本实施例天线的回波损耗测试结果图，图中可以看到，本实施例天线在700-960MHz和1710-2690MHz回波损耗都在-4.5dB以下，这表明在这些频段内辐射能量被很好地馈送给天线结构。

参见图5，为本实施例天线在700-960MHz的总辐射效率图。图中可以看到，在这个频段内天线的辐射效率在-4dB左右，表明天线在这个频段内有良好的辐射能力。

参考图6，为本实施例天线在1710-2690MHz的总辐射效率图，图中可以看到，在这个频段内天线的辐射效率几乎都在-4dB以上，表明天线在这个频段内有良好的辐射能力。

在本实施例中，第一耦合单元122和第二耦合单元131采用多次折叠金属线/段，且为分层放置，在本发明的其它实施例中，它们也可采用不折叠这么多次或者不折叠的金属线/段，也可不采用分层放置，而放置在同一层；在本实施例中，第一辐射单元123、第二辐射单元132和第三辐射单元133采用折叠金属线/段，在本发明的其它实施例中，上述辐射单元也可采用不折叠的金属线/段。以下将给出变化实施例。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，第一耦合单元122和第二耦合单元131折叠次数减少，其中第一耦合单元122与馈电端口121连接，包括第一金属段和第二金属段，第一金属段沿金属地板10向外延伸，然后再向左延伸一段距离形成第二金属段。第二耦合单元131，为一段金属线段，它位于第一耦合单元122的第二金属段下方，如图7所示。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于，第一耦合单元122和第二耦合单元131放置在同一层，且第二耦合单元131为一段不折叠的金属线段，第一耦合单元122和第二耦合单元131设置在同一层，且为相邻设置，如图8所示。

实施例4

本实施例天线本体的俯视图如图9所示,这里的标号与实施例1一样，标号相同的部件所起的作用也是一样的，本实施例的天线本体包括第一天线部和第二天线部。其中，

第一天线部包括

天线的馈电端口121，一端与金属地板10连接，另一端与第一耦合单元122连接；

第一耦合单元122，是一直线金属线，没有弯折，其作用之一是将能量传送给第一辐射单元123，并与第一辐射单元123一起形成谐振将能量辐射出去，作用之二就是与设置在其下层的第二耦合单元131形成混合耦合，通过混合耦合将能量传送给第二辐射单元132；

第一辐射单元123为一段直金属线，长度约为900MHz波长的四分之一，其将从第一耦合单元122接收到的能量辐射出去；

第二天线部包括

第二耦合单元131，是一直线金属线，位于第一耦合单元122的下层，与第一耦合单元122形成混合耦合，将接收到的能量传送给第二辐射单元132，并与第二辐射单元132一起形成谐振将能量辐射出去；

第二辐射单元132，为一段直金属线，与第二耦合单元131连接，长度约为700MHz波长的四分之一，其将从第二耦合单元131接收到的能量辐射出去；

第三辐射单元133，为一段直金属线段，与接地导体134相连，长度约为2600MHz波长的四分之一，将接收到的能量辐射出去，用来形成一个高频段辐射以拓宽高频带宽；

接地导体134，为一段金属线，一端与132及133连接，另一端与金属地板10连接，形成电流的回路。

在本发明的以上实施例中，第一天线部和第二天线部的辐射单元的工作频率选择和辐射单元数量的设置仅为举例，辐射单元的工作频率还可根据需要选择以上实施例以外的频率，通过增加更多的辐射单元分支可以实现更宽更多的工作频段，或者减少部分辐射单元分支以减少工作频段。

本发明的天线结构可以采用多种技术实现，如PCB加工，柔性版技术，金属黏贴，3DLDS加工等技术。而且，本发明的天线结构不仅可以采用上述技术实现，也可以采用其他可能的加工技术实现。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。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发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种适用于笔记本或平板电脑的新型宽带LTE天线，包括金属地板、支撑天线的塑料支架和天线本体，其特征在于，所述天线本体包括第一天线部和第二天线部，其中，

所述第一天线部包括

馈电端口，其一端与金属地板连接；

第一耦合单元，其一端与馈电端口连接；

第一辐射单元，与第一耦合单元连接；

所述第二天线部包括

接地导体，一端与金属地板连接；

第二耦合单元，与第一天线部的第一耦合单元形成混合耦合；

第二辐射单元和第三辐射单元，所述第二辐射单元与接地导体和第二耦合单元连接，所述第三辐射单元与接地导体连接，其中所述第二辐射单元将从所述第二耦合单元接收到的能量辐射出去，所述第三辐射单元用以形成一个高频段辐射以拓宽高频带宽。

2.如权利要求1所述的新型宽带LTE天线，其特征在于，所述第一天线部的第一耦合单元与所述第二天线部的第二耦合单元为折叠或非折叠金属线或金属段。

3.如权利要求1所述的新型宽带LTE天线，其特征在于，所述第一天线部的第一耦合单元与所述第二天线部的第二耦合单元为分层设置或同层设置。

4.如权利要求1所述的新型宽带LTE天线，其特征在于，所述第一天线部的第一辐射单元为折叠或非折叠金属线或金属段。

5.如权利要求1所述的新型宽带LTE天线，其特征在于，所述第二天线部的第二辐射单元为折叠或非折叠金属线或金属段。

6.如权利要求1所述的新型宽带LTE天线，其特征在于，所述第二天线部的第三辐射单元为折叠或非折叠金属线或金属段。