CN104022349A - 基于完整金属边框的多频段智能手机天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在保证手机金属边框的完整性的条件下，实现宽频带的覆盖同时也不会占用大量电路板空间的基于完整金属边框的多频段智能手机天线。该多频段智能手机天线通过馈电件直接馈电于完整金属边框，完整金属边框通过接地件与金属地板相连，可以形成第一通信路径喝第二通信路径，最终形成的双环天线，第一通信路径、第二通信路径均可以产生低谐振频率覆盖两个低频段GSM850/900，除此之外，第一通信路径、第二通信路径还可以产生多个高次谐振模式，可以实现高频段DCS/PCS/UMTS2100/LTE2300/2500的覆盖，从而实现宽频带的覆盖，同时这种设计保证了金属边框的完整性，而且结构简单，天线调谐容易，也不会占用大量电路板空间。适合在终端天线技术领域推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及终端天线技术领域，具体涉及一种基于完整金属边框的多频段智能手机天线。
背景技术
智能手机的金属边框可以对智能手机进行有效的保护，增加智能手机的机械强度，并且使智能手机的外观变得更时尚、美观。但是完整的金属边框会大大降低手机天线的辐射性能，基于传统的手机平台设计的天线在金属边框的环境下很难满足其特性的需求，所以完整金属边框的手机天线的设计成为手机制造商的一大难题。
目前，为了减小或避免金属边框对手机天线辐射性能的影响，通常都是将金属边框分成多个部分，使分段的金属边框作为天线的一部分来设计，如专利申请号CN201310277732.0所示。或者采用微带线馈电的平面缝隙天线来进行设计，如专利号CN201120421743.8所示。另外还有采用带有接地件的封闭金属边框与承载件之间形成的缝隙作为辐射体，保证了金属环的完整性，如专利申请号CN201220570069.4所示。
但是，上述技术产生也存在以下缺点：
1、为了满足天线的特性要求，在金属边框上开若干的缝隙，这不仅破坏了金属边框的连续性，影响了手机的整体视觉美感，而且当手握住缝隙时，天线的性能会急剧恶化，导致天线不能正常工作。
2、采用微带线馈电的平面缝隙天线，虽然这种设计可以保证金属边框的完整性，但是平面缝隙占用了大量的地板空间，使其在实际产业中得到广泛的应用。
3、利用耦合馈电的方式，采用带有两个接地件的封闭金属边框与承载件之间形成的缝隙作为辐射体，与两个接地件形成了两条通信路径，这种设计不仅保证了金属边框的完整性，也避免了天线占用大量电路板空间，但是对金属耦合片与金属边框的距离要求很严格，对后期的调试工作带来很大的难度，而且其覆盖的带宽较窄，很难覆盖目前手机天线使用的7个频段(GSM850/900/DCS/PCS/UMTS2100/LTE2300/2500)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在保证手机金属边框的完整性的条件下，实现宽频带的覆盖同时也不会占用大量电路板空间的基于完整金属边框的多频段智能手机天线。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该基于完整金属边框的多频段智能手机天线，包括介质基板、完整金属边框，所述介质基板的其中一个表面分为第一净空区、第二净空区与地板安装区，所述地板安装区位于第一净空区与第二净空区之间，所述地板安装区内设置有金属地板，所述介质基板位于完整金属边框内且介质基板的侧面与完整金属边框之间存在间隙，所述金属地板的侧面连接有接地件，所述完整金属边框的内侧连接有用于直接给完整金属边框馈电的馈电件，所述完整金属边框通过接地件与金属地板相连，所述的馈电件和接地件以及完整金属边框的部分形成第一通信路径，所述的馈电件和接地件以及完整金属边框的另外一部分形成第二通信路径。
进一步的是，所述介质基板的侧面与完整金属边框之间的间隙为1～3mm。
进一步的是，所述馈电件和接地件分别位于介质基板的两侧。
进一步的是，所述第一条通信路径的长度为第一通信路径产生的低频谐振频率所对应波长的1/2，所述第二条通信路径的长度为第二通信路径产生的低频谐振频率所对应波长的1/2。
进一步的是，所述接地件为金属块。
本发明的有益效果：本发明所述基于完整金属边框的多频段智能手机天线通过馈电件直接馈电于完整金属边框，完整金属边框通过接地件与金属地板相连，所述的馈电件和接地件以及完整金属边框的部分形成第一通信路径，所述的馈电件和接地件以及完整金属边框的另外一部分形成第二通信路径，最终形成的双环天线，第一通信路径、第二通信路径均可以产生低谐振频率覆盖两个低频段GSM850/900，保证手机天线可以正常工作在低频段，除此之外，第一通信路径、第二通信路径还可以产生多个高次谐振模式，可以实现高频段DCS/PCS/UMTS2100/LTE2300/2500的覆盖，保证手机天线可以正常工作在高频段，从而实现宽频带的覆盖，同时这种设计保证了金属边框的完整性，而且结构简单，天线调谐容易，也不会占用大量电路板空间，另外，完整金属边框即保证了手机的整理美观，同时金属边框没有缝隙，在手握住金属边框时不会产生天线性能急剧恶化，再者，通过适当地调节馈电件和接地件的位置，以及调节第一净空区、第二净空区的大小，可以使手机天线的性能得到优化。
附图说明
图1是本发明所述的基于完整金属边框的多频段智能手机天线的结构示意图；
图2本发明所述基于完整金属边框的多频段智能手机天线仿真的回波损耗示意图；
图3本发明所述基于完整金属边框的多频段智能手机天线的回波损耗示意图对应的电压驻波比示意图；
图中标记说明：介质基板1、完整金属边框2、第一净空区3、第二净空区4、金属地板5、接地件6、馈电件7、第一通信路径8、第二通信路径9。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
如图1所示，该基于完整金属边框的多频段智能手机天线，包括介质基板1、完整金属边框2，所述介质基板1的其中一个表面分为第一净空区3、第二净空区与地板安装区，所述地板安装区位于第一净空区3与第二净空区之间，所述地板安装区内设置有金属地板5，所述介质基板1位于完整金属边框2内且介质基板1的侧面与完整金属边框2之间存在间隙，所述金属地板5的侧面连接有接地件6，所述完整金属边框2的内侧连接有用于直接给完整金属边框2馈电的馈电件7，所述完整金属边框2通过接地件6与金属地板5相连，所述的馈电件7和接地件6以及完整金属边框2的部分形成第一通信路径8，所述的馈电件7和接地件6以及完整金属边框2的另外一部分形成第二通信路径9。本发明所述基于完整金属边框的多频段智能手机天线通过馈电件7直接馈电于完整金属边框2，完整金属边框2通过接地件6与金属地板5相连，所述的馈电件7和接地件6以及完整金属边框2的部分形成第一通信路径8，所述的馈电件7和接地件6以及完整金属边框2的另外一部分形成第二通信路径9，最终形成的双环天线，第一通信路径8、第二通信路径9均可以产生低谐振频率覆盖两个低频段GSM850/900，保证手机天线可以正常工作在低频段，除此之外，第一通信路径8、第二通信路径9还可以产生多个高次谐振模式，可以实现高频段DCS/PCS/UMTS2100/LTE2300/2500的覆盖，保证手机天线可以正常工作在高频段，从而实现宽频带的覆盖，同时这种设计保证了金属边框的完整性，而且结构简单，天线调谐容易，也不会占用大量电路板空间，另外，完整金属边框2即保证了手机的整理美观，同时金属边框没有缝隙，在手握住金属边框时不会产生天线性能急剧恶化，再者，通过适当地调节馈电件7和接地件6的位置，以及调节第一净空区3、第二净空区的大小，可以使手机天线的性能得到优化。
在上实施方式中，所述介质基板1的侧面与完整金属边框2之间的间隙宽度直接影响天线覆盖的带宽，为了使天线能够覆盖手机所使用的所有频段，所述介质基板1的侧面与完整金属边框2之间的间隙优选为1～3mm。
为了使手机天线的性能达到最优，所述馈电件7和接地件6分别位于介质基板1的两侧。进一步的是，所述第一条通信路径的长度为第一通信路径8产生的低频谐振频率所对应波长的1/2，所述第二条通信路径的长度为第二通信路径9产生的低频谐振频率所对应波长的1/2。这样第一通信路径产生的高次谐振模式和第二通信路径产生的高次谐振模式，可以实现高频段的覆盖，即可以保证该手机天线可以正常工作在高频段。
优化后的天线结构仿真的回波损耗示意图如图2所示，在回波损耗为6dB时的带宽为790～1077MHz和1644MHz～3000MHz；图3为回波损耗示意图对应的电压驻波比示意图。
另外，所述接地件6可以是金属片，也可以是金属块，并且接地件6对应的大小、位置均不作具体限制，为了使完整金属边框2与金属地板5具有较好的连接效果，所述接地件6优选为金属块。
Claims (5)
1.基于完整金属边框的多频段智能手机天线，其特征在于：包括介质基板(1)、完整金属边框(2)，所述介质基板(1)的其中一个表面分为第一净空区(3)、第二净空区(4)与地板安装区，所述地板安装区位于第一净空区(3)与第二净空区(4)之间，所述地板安装区内设置有金属地板(5)，所述介质基板(1)位于完整金属边框(2)内且介质基板(1)的侧面与完整金属边框(2)之间存在间隙，所述金属地板(5)的侧面连接有接地件(6)，所述完整金属边框(2)的内侧连接有用于直接给完整金属边框(2)馈电的馈电件(7)，所述完整金属边框(2)通过接地件(6)与金属地板(5)相连，所述的馈电件(7)和接地件(6)以及完整金属边框(2)的部分形成第一通信路径(8)，所述的馈电件(7)和接地件(6)以及完整金属边框(2)的另外一部分形成第二通信路径(9)。
2.如权利要求1所述的基于完整金属边框的多频段智能手机天线，其特征在于：所述介质基板(1)的侧面与完整金属边框(2)之间的间隙为1～3mm。
3.如权利要求2所述的基于完整金属边框的多频段智能手机天线，其特征在于：所述馈电件(7)和接地件(6)分别位于介质基板(1)的两侧。
4.如权利要求3所述的基于完整金属边框的多频段智能手机天线，其特征在于：所述第一条通信路径的长度为第一通信路径(8)产生的低频谐振频率所对应波长的1/2，所述第二条通信路径的长度为第二通信路径(9)产生的低频谐振频率所对应波长的1/2。
5.如权利要求4所述的基于完整金属边框的多频段智能手机天线，其特征在于：所述接地件(6)为金属块。
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