CN103700925B - 一种全金属移动终端双缝天线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全金属移动终端双缝天线，包括具有导电性能的壳体和天线部分，天线部分包括两端开口并呈中空状的第一辐射部分和呈片状的第二辐射部分；第一辐射部分的一端与壳体的一端相对形成第一缝隙，另一端与第二辐射部分相对形成第二缝隙，第一缝隙和第二缝隙内填充绝缘介质；第二辐射部分连接馈电部分，且通过第三辐射部分与第一辐射部分相连，通过第四辐射部分与壳体相连，第二辐射部分与馈电部分之间还引入匹配电路。本发明实现壳体与天线部分的一体成型设计，采用多面体的结构外观具有美观、实用的特点；本发明引入匹配电路，通过调节匹配电路中不同元件值实现了天线低频谐振频率的变化，能满足多频段通信，更方便地调节设计天线。
Description
技术领域
本发明涉及天线设计技术领域，尤其涉及一种全金属移动终端双缝天线。
背景技术
小型化多频段内置天线一直是手持通信终端天线的发展方向。已有的天线形式包括多频单极子天线（monopoleantenna）、单环或双环天线(singleloopanddualloopantenna)、倒置折叠天线（IFA）、平面倒置折叠天线（PIFA）。这些天线类型在不同的手持通信终端环境中各有其使用的条件和性能。根据不同的要求可以选择不同的天线形式。
通常移动终端设备包括GSM850/900、DCS、PCS、UMTS，其频率范围为0.824GHz-0.96GHz、1.71GHz-2.17GHz。随着LTE技术的不断发展，700MHz、3.5GHz、4GHz频段备受关注。愈来愈多的手机需要天线同时满足传统的2G网络频段和LTE频段，手机等移动终端的发展越来越多样化。
现有技术中有很多实现金属作为天线一部分的设计方法，例如专利号为EP1858112B1的专利中采用缝隙天线的形式，将金属板(PrintedwiredboardPWB)作为天线的一部分。专利号为US2012206302A1的专利中，采用环天线将手机模式（chassis）耦合到天线，金属壳体的上方和下方或者左右侧面放置天线幅射体，且还公开了一种实施例为金属壳体一端为低频天线，另一端高频天线，实施双馈结构（Dualfeed）；如果只用一个馈电，双馈结构需要双工器（diplexer）实现，同时该天线结构需要支撑介质（substrate）、天线覆盖介质（dielectricantennacover）以方便馈电的开槽，高低频为独立的两个天线占用较大空间，同时还需考虑隔离问题。
发明内容
为解决金属壳体单个天线宽频的问题，更好地适应大屏幕手机，同时为其它天线预留空间。本发明提供了一种全金属移动终端双缝天线，具有多面体外形结构，金属壳体与天线的可以完全集成，技术性能更好，方法更简单。
本发明为一种全金属移动终端双缝天线,设置于移动终端上用于发射和接收无线信号，所述全金属移动终端双缝天线包括具有导电性能的壳体和天线部分，其中，所述天线部分包括：
第一辐射部分，呈两端开口的中空状，所述第一辐射部分的一端开口与所述壳体的一端相对形成第一缝隙；
第二辐射部分，呈片状且与所述第一辐射部分的另一端开口相对形成第二缝隙；
第三辐射部分，所述第二辐射部分通过第三辐射部分与所述第一辐射部分相连；
馈电部分，接收馈源信号并与所述第二辐射部分相连；
接地部分，所述第二辐射部分通过所述接地部分与所述壳体相连实现接地，所述第三辐射部分位于所述馈电部分与所述接地部分之间。
一些实施例中，所述馈电部分和所述接地部分均位于所述第一辐射部分的中空部分内。
一些实施例中，所述第一缝隙和所述第二缝隙内填充有绝缘介质，所述绝缘介质连接所述壳体与所述第一辐射部分以及所述第一辐射部分与所述第二辐射部分。
一些实施例中，所述绝缘介质采用注塑工艺与所述壳体、所述第一辐射部分和所述第二辐射部分一体成型。
一些实施例中，所述天线部分还包括第四辐射部分，所述馈电部分通过所述第四辐射部分与所述第二辐射部分相连。
一些实施例中，所述天线部分还包括匹配电路，所述匹配电路设置于所述馈电部分与所述第四辐射部分的连接处。
一些实施例中，所述匹配电路包括：
电感器件，所述电感器件的一端与所述馈电部分相连，所述电感器件的另一端与所述第四辐射部分相连；
电容器件，所述电容器的一端接地，所述电容器件的另一端连接到所述电感器件与所述第四辐射部的连接处。
一些实施例中，所述第一辐射部分的内部设置有USB、扬声器等移动部件。
一些实施例中，所述壳体与所述第一辐射部分之间的距离为1-2mm.
一些实施例中，所述第一辐射部分与所述第二辐射部分之间的距离为0.8-1mm。本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比：
1）本发明实现了导电壳体与天线部分的一体成型设计，以及采用多面体的结构外观，具有美观、实用的特点。
2）本发明引入匹配电路，通过调节匹配电路中不同元件值实现了天线低频谐振频率的变化，能满足多频段通信，更方便地调节设计天线。
附图说明
结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：
图1为本发明实施例正视图；
图2为本发明实施例三维示意图一；
图3为本发明实施例三维示意图二；
图4为本发明实施例天线组装图；
图5为本发明实施例匹配电路结构示意图；
图6为本发明实施例回波损耗图。
符号说明：
10-壳体
20-天线部分
200-馈电部分
201-第四辐射部分
202-第二辐射部分
203-第三辐射部分
204-接地部分
205-第一辐射部分
30-第一缝隙
31-第二缝隙
40-电容器件
41-电感器件
具体实施方式
参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明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例的限制。相反，提出这些实施例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发明的范围。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1-6，本发明提供了一种全金属移动终端双缝天线，设置于一移动终端上进行无线信号的发射和接收，包括壳体10和天线部分20，天线部分20与壳体10的一端之间形成第一缝隙30，天线部分20由第一辐射部分205和第二辐射分202组成，第一辐射部分205与第二辐射部分202之间形成第二缝隙31，壳体10和天线部分20连接形成了终端的外壳。下面以本发明用于手机这一移动终端内为例，进行详细说明，当然本发明也可用于其它移动终端内，此处不作限制。
在本实施例中，壳体10为具有导电性能的长方体结构的金属壳体，可作为手机的外壳进行使用，当然壳体10也可采用合金作为壳体的制作材料，例如不锈钢、镁铝合金等，经过铣、锻压等制作得到如图2-图3的外形，包括左右侧面、底面和正面，也可为多面体形状，此处不作限制。壳体10上可设置有显示屏，以及手机上的相关配件，如主屏幕按键、扬声器、摄像头、USB、侧按键等，当然各部件的设置位置可根据具体情况进行设计，此处不作限制。
在本实施例中，天线部分20包括第一辐射部分205和第二辐射部分202。具体的，第一辐射部分205呈两端开口的中空状，且第一辐射部分205的一端与壳体10的一端相对形成第一缝隙30；第二辐射部分202呈一片状，且与第一辐射部分205的另一端相对形成第二缝隙31，第二辐射部分202通过第三辐射部分203与第一辐射部分205相连。第一缝隙30和第二缝隙31内填充有绝缘介质，具体的，绝缘介质可呈闭合的环状，也可呈片状或长方体状等；可以为高分子聚合物如PC、ABS等；经过注塑后，第一辐射部分205和第二辐射部分202与壳体10一体成型，从而形成整个手机的外壳。
天线部分20还包括接地部分204和馈电部分200，第二辐射部分202通过第四辐射部分201与馈电部分200部分相连，接收馈源信号，且第四辐射部分201和馈电部分200位于第一辐射部分205的中空部分内；第二辐射部分202通过接地部分204与壳体10相连，实现第二辐射部分202接地，第三辐射部分203位于馈电部分200与接地部分204之间；接地部分204穿过第一辐射部分205的中空部分与壳体10相连,在本实施例中，接地部分204与馈电相距30mm；其中，将第四辐射部分201、馈电部分200以及接地部分204设置在第一辐射部分205的中空部分内，一方面是为了防止第四辐射部分201、馈电部分200以及地部分204对整个天线部分的辐射产生干扰，另一方面从手机外壳的外观效果考虑，具有美观效果。当然在本实施例中，第三辐射部分203、第四辐射部分201以及接地部分204可以通过螺丝或弹片等来实现，这样不仅引入了天线调节的灵活性，更能起到加固的的作用。
在本实施例中，天线部分20与壳体10之间形成一辐射回路，具体为：馈电部分200→第四辐射部分201→第二辐射部分202→第三辐射部分203→第一辐射部分205→第二辐射部分202→接地部分204→壳体10，该回路产生如图6所示的回波损耗。由图6中可知，壳体10与天线部分20之间形成的辐射回路，产生第一低频谐振，其频段为0.7GHz-0.8GHz，第一高频谐振，其频段为1.71GHz-2.17GHz，第二高频谐振，其频段为2.17GHz-2.3GHz，以及第三高频谐振，其频段为2.5GHz-2.7GHz。
第一缝隙30的宽度一般为1-2mm,在本实施例中设计为2mm，当然第一缝隙30的宽度可根据具体情况进行设定，但由于第一缝隙30的宽度越小对天线性能的恶化越明显，因此第一缝隙30的宽度可视具体性能要求和外观要求等情况进行调节；本实施例中第一缝隙30的宽度设计为2mm，一方面是为了获得更低的低频谐振，另一方面为了满足手机外壳的外观设计要求。第二缝隙31的宽度设计一般为0.8-1mm，在本实施例中设计为1mm，第二缝隙31的宽度也可是具体需要进行设计，第二缝隙31宽度的调节可用来调节高频第三个频段偏移;本实施例中第二缝隙31的宽度设计为1mm，是为了确保2.5GHz-2.7GHz的频段需求，所以第二缝隙31是用来调节第三高频频段谐振的频率偏移。
在本是实例中，第四辐射部分201的位置可以调节整个频段的频率偏移，在某个位置下高频带宽能够明显增宽，因此第四辐射部分201的位置可根据具体性能要求进行调节，此处不作限制。第三辐射部分203的作用是用来是连接第二辐射部分202和第一辐射部分205，第三辐射部分203的位置调节可用来调节低频阻抗的，接地部分204的位置可来调节第二高频频段谐振的阻抗，因此第三辐射部分203和接地部分204的位置均可根据具体性能要求进行调节，此处不作限制。
在本实施例中，天线部分20还引入匹配电路，该匹配电路设置于馈电部分200与第四辐射部分201的连接处。具体的，匹配电路包括电感器件41和电容器件40，电感器件41一端与馈电部分200相连，电感器件41的另一端与第四辐射部分201相连；电容器件40一端接地，另一端连接到电感器件41与第四辐射部201的连接处。匹配电路的引入用来调节低频阻抗，更改电感器件41和电容器件40的值可使低频谐振频率发生变化，从而可以对不同用户频段需求进行调整，能满足多频段通信，更方便地调节设计天线。本实施例中，匹配电路的目的是为了满足0.7GHz-0.8GHz的要求，当然调整电感器件41和电容器件40的值也可满足0.80GHz-0.96GHz，此处不再赘述。
综上所述，本发明提供了一种全金属移动终端双缝天线，包括具有导电性能的壳体和天线部分，天线部分包括两端开口并呈中空状的第一辐射部分和呈片状的第二辐射部分；第一辐射部分的一端与壳体的一端相对形成第一缝隙，第一辐射部分的另一端与第二辐射部分相对形成第二缝隙，第一缝隙和第二缝隙内填充有绝缘介质；第二辐射部分连接馈电部分，且通过第三辐射部分与第一辐射部分相连，通过第四辐射部分与壳体相连。本发明实现了导电壳体与天线部分的一体成型设计，以及采用多面体的结构外观，具有美观、实用的特点；且本发明引入匹配电路，通过调节匹配电路中不同元件值实现了天线低频谐振频率的变化，能满足多频段通信，更方便地调节设计天线。
本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神或范围。尽管也已描述了本发明的实施例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明精神和范围之内作出变化和修改。
Claims (10)
1.一种全金属移动终端双缝天线，设置于移动终端上用于发射和接收无线信号，其特征在于，所述全金属移动终端双缝天线包括具有导电性能的壳体和天线部分，其中，所述天线部分包括：
第一辐射部分，呈两端开口的中空状，所述第一辐射部分的一端开口与所述壳体的一端相对形成第一缝隙；
第二辐射部分，呈片状且与所述第一辐射部分的另一端开口相对形成第二缝隙；
第三辐射部分，所述第二辐射部分通过第三辐射部分与所述第一辐射部分相连；
馈电部分，接收馈源信号并与所述第二辐射部分相连；
接地部分，所述第二辐射部分通过所述接地部分与所述壳体相连实现接地，所述第三辐射部分位于所述馈电部分与所述接地部分之间。
2.根据权利要求1所述的全金属移动终端双缝天线，其特征在于，所述馈电部分和所述接地部分均位于所述第一辐射部分的中空部分内。
3.根据权利要求1所述的全金属移动终端双缝天线，其特征在于，所述第一缝隙和所述第二缝隙内填充有绝缘介质，所述绝缘介质连接所述壳体与所述第一辐射部分以及所述第一辐射部分与所述第二辐射部分。
4.根据权利要求3所述的全金属移动终端双缝天线，其特征在于，所述绝缘介质采用注塑工艺与所述壳体、所述第一辐射部分和所述第二辐射部分一体成型。
5.根据权利要求1所述的全金属移动终端双缝天线，其特征在于，所述天线部分还包括第四辐射部分，所述馈电部分通过所述第四辐射部分与所述第二辐射部分相连。
6.根据权利要求5所述的全金属移动终端双缝天线，其特征在于，所述天线部分还包括匹配电路，所述匹配电路设置于所述馈电部分与所述第四辐射部分的连接处。
7.根据权利要求6所述的全金属移动终端双缝天线，其特征在于，所述匹配电路包括：
电感器件，所述电感器件的一端与所述馈电部分相连，所述电感器件的另一端与所述第四辐射部分相连；
电容器件，所述电容器件的一端接地，所述电容器件的另一端连接到所述电感器件与所述第四辐射部分的连接处。
8.根据权利要求1所述的全金属移动终端双缝天线，其特征在于，所述第一辐射部分的内部设置有移动部件，所述移动部件包括USB、扬声器。
9.根据权利要求1所述的全金属移动终端双缝天线，其特征在于，所述壳体与所述第一辐射部分之间的距离为1-2mm。
10.根据权利要求1所述的全金属移动终端双缝天线，其特征在于，所述第一辐射部分与所述第二辐射部分之间的距离为0.8-1mm。
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