CN104183923A - 一种基于手机金属边框的多频段天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于手机金属边框的多频段天线，涉及手机天线领域。本发明括手机前壳和设置于手机前壳上的手机后盖。所述手机后盖包括金属电池盖、绝缘盖板和金属环；所述金属电池盖的一边与绝缘盖板的一边相接，绝缘盖板未与金属电池盖相接的其他边围接有所述金属环，其中，金属环的一端与金属电池盖相接，另一端未与金属电池盖相接。所述金属环上具有第一接地点，所述第一接地点通过一金属片与金属电池盖相连。所述金属电池盖上设置有馈电件，所述馈电件具有馈电点；馈电件与金属电池盖绝缘设置。所述绝缘盖板上贴合设置有单极天线，所述单极天线的一端与馈电件相连。本发明能有效的改善移动手机通信性能，提高其使用质量。
Description
技术领域
本发明涉及手机天线领域，尤其是一种基于手机金属边框的多频段天线。
背景技术
随着移动通信技术的不断进步，人们对手机的外观和质量也越来越要求苛刻。为了满足人们对手机越来越高的要求，相关技术人员不断挑战着通信技术的极限。
金属框架的手机机型，其具有良好的手感和精致的外观，比起塑料外壳的手机更有耐磨性，因而，金属框架的手机机型也越来越受到人们的青睐。
然而，目前的手机天线类型主要以PIFA、IFA、monopole天线为主，这些类型的天线若被金属环绕，电磁波不能有效的辐射和被接收，天线的性能便大打折扣。因此，金属框架的手机机型其通话质量是一个急需解决的问题。
解决这个问题，主要是通过在金属边框上分割出断点，从而以金属边框作天线，进来而保证手机的通话质量；当然也可通过增加一个支架，在此支架上进行调试，但仍需对天线进行切割断点。
上述方法采用的技术手段，往往需要大量实验来确定断点的位置，不仅增加手机天线调试难度，而且调试好的手机天线对环境要求高。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题而提出一种基于手机金属边框的多频段天线；具体地，本发明是一个针对以金属作外壳，内部环境复杂恶劣的手机设计一种基于手机金属边框的多频段天线。因为此类手机其金属和其它含有金属部分的器件，往往会影响手机天线系统的有效辐射而影响其正常工作，导致移动手机通信出现问题。为了解决此类金属外壳的手机的性能不佳的问题，本发明如上所述提出一种基于手机金属边框的多频段天线，特别针对以金属为外体，且内部排版紧凑的手机机型。本发明能有效的改善移动手机通信性能，提高其使用质量。
本发明的技术方案如下：
本发明为一种基于手机金属边框的多频段天线，包括手机前壳和设置于手机前壳上的手机后盖，所述手机前壳与手机后盖之间限定出一容纳腔，其特征在于：所述手机后盖包括金属电池盖、绝缘盖板和金属环；所述金属电池盖的一边与绝缘盖板的一边相接，绝缘盖板未与金属电池盖相接的其他边围接有所述金属环，其中，金属环的一端与金属电池盖相接，另一端未与金属电池盖相接；
所述金属环上具有第一接地点，所述第一接地点通过一金属片与金属电池盖相连，其中金属片位于容纳腔内；
所述金属电池盖上设置有馈电件，所述馈电件具有馈电点；馈电件与金属电池盖绝缘设置且位于容纳腔内；
所述绝缘盖板上贴合设置有单极天线，所述单极天线的一端与馈电件相连；单极天线未与金属环相连且位于容纳腔内。
进一步地，所述绝缘盖板与金属电池盖相接的一边，此边和其在绝缘盖板相对的一边的距离为10mm。
进一步地，金属环的长度大于所述单极天线与金属环耦合产生的第一谐振频率R1的四分之一波长。
进一步地，金属环未与金属电池盖相接的一端，此端与第一接地点之间的长度为所述单极天线与金属环耦合产生的第一谐振频率R1的四分之一波长。
进一步地，所述第一接地点到单极天线的长度，单极天线到馈电点的长度，这两者长度之和为所述单极天线与金属环耦合产生的第二谐振频率R2的四分之一波长。
进一步地，所述单极天线未与馈电件相连的一端，此端到馈电点的长度为所述单极天线与金属环耦合产生的第三谐振频率R3的四分之一波长。
进一步地，所述单极天线在绝缘盖板设置时有一折弯处，此折弯处到馈电点的长度为所述单极天线与金属环耦合产生的第五谐振频率R5的四分之一波长。
进一步地，连接第一接地点与金属电池盖的金属片，将绝缘盖板与手机前壳限定的部分的所述容纳腔分成两个空间，第一空间内有单极天线，第二空间内没有单极天线；所述第一空间内设置有扬声器支架，扬声器支架上设置有扬声器；所述第一空间内还设置有USB插孔，所述USB插孔靠近第一接地点。
进一步地，所述第二空间内设置有耳机插孔和麦克风。
本发明的有益效果：
1、单极天线、金属环、金属电池盖和馈电件的设置，使本发明具有优异的天线性能，能有效地保证具有设置的本发明的手机的通信质量；
2、第一空间内有单极天线、扬声器和USB插孔，第二空间内设置有耳机插孔和麦克风， 不仅增加了容纳腔的利用率，而且可以减少扬声器对单极天线产生的干扰，保证天线的通信性能。
附图说明
图1为手机后盖的局部结构示意图；
图2为包含单极天线和馈电件的手机后盖局部结构示意图；
图3为包含USB插孔、耳机插孔和麦克风的手机后盖局部结构示意图；
图4为包含扬声器及其支架的手机后盖局部结构示意图；
图5为本发明所述基于手机金属边框的多频段天线的S参数图。
具体实施方式
为了更好地说明本发明，现结合实施例与附图作进一步说明。
本发明为一种基于手机金属边框的多频段天线，包括手机前壳和设置于手机前壳上的手机后盖，所述手机前壳与手机后盖之间限定出一容纳腔。
如图1所示，为手机后盖的局部结构示意图。
手机后盖包括金属电池盖1、绝缘盖板2和金属环3；所述金属电池盖1的一边与绝缘盖板2的一边相接，绝缘盖板2未与金属电池盖相接的其他边围接有所述金属环3，其中，金属环3的一端与金属电池盖1相接，另一端未与金属电池盖1相接。因此，手机后盖大绝大部分都有金属材料制成，且其边框也是金属，故而使得具有本发明所述的基于手机金属边框的多频段天线的手机非常美观。
如图2所示，金属环3上具有第一接地点3a，此第一接地点3a通过一金属片3b与金属电池盖1相连，其中金属片3b位于上述手机前壳与手机后盖之间限定出的容纳腔内。
金属电池盖1上设置有馈电件4，且馈电件4与金属电池盖1绝缘设置。馈电件4具有馈电点4a。另外，馈电件4位于上述手机前壳与手机后盖之间限定出的容纳腔内。
绝缘盖板2上贴合设置有单极天线5，该单极天线5的一端与馈电件4相连；单极天线5位于上述手机前壳与手机后盖之间限定出的容纳腔内，特别强调地，单极天线5未与金属环3有任何相连点。
在本发明中，绝缘盖板2与金属电池盖1相接的一边，此边和其在绝缘盖板2相对的一边的距离为10mm。
在本发明中，金属环3的长度大于上述单极天线5与金属环3耦合产生的第一谐振频率R1的四分之一波长。金属环3未与金属电池盖1相接的一端，此端与第一接地点3a之间的长度为上述单极天线5与金属环3耦合产生的第一谐振频率R1的四分之一波长。另外，此第一谐振频率R1为824MHz。
同时，第一接地点3a到单极天线5的长度，单极天线5到馈电点4a的长度，这两者长度之和为上述单极天线5与金属环3耦合产生的第二谐振频率R2的四分之一波长。另外，此第二谐振频率R2为880MHz。
同时，单极天线5未与馈电件4相连的一端，此端到馈电点4a的长度为上述单极天线5与金属环3耦合产生的第三谐振频率R3的四分之一波长。另外，此第三谐振频率R3为1880MHz。
单极天线5在绝缘盖板2贴合设置时，单极天线5并非是一段直线，而是有一折弯处。单极天线5未与馈电件4相连的一端到此折弯处的这一段天线（即单极天线5上的部分天线），这一段天线与金属环3通过耦合的方式还会产生第四谐振频率R4，第四谐振频率R4为2025MHz。另外，此折弯处到馈电点4a的长度为上述单极天线5与金属环3耦合产生的第五谐振频率R5的四分之一波长，第五谐振频率R5为2690MHz。
单极天线5与金属环3耦合产生的第三谐振频率R3（1880MHz）、第四谐振频率R4（2025MHz）和第五谐振频率R5（2690MHz），这三者覆盖在频谱覆盖的频段大约从1710MHz到2.69GHz，可以使具有本发明的手机在高波段的移动制式（GSM1800/1900/TD-SCDMA/WCDMA2100/LTE）上工作，即本发明所述的基于手机金属边框的多频段天线能够支持手机在高频段上工作，可以保护其通信质量。
对本发明所述的天线调试时，可以通过调节单极天线5的尺寸长度来调节天线系统中低频段的谐振，而调节单极天线5的折弯处与金属环3间的距离可控制天线系统中高频段的谐振。总之，将金属环3的第一接地点3a的位置选定后，通过调节单极天线5的patten，可达到完成调试天线系统的目的，大大减少了以边框作为天线本体的而实验控制接地点的步骤。
实测中，本发明所述的基于手机金属边框的多频段天线的S参数图如图5所示。由图可知，天线系统的各频点均在-6dB以下带宽能够满足所有频段。
另外，在本发明中还可以在容纳腔的这样一个小空间内设置更多的器件，且不影响本发明所述的天线的性能。
如图3和4所示，连接第一接地点3a与金属电池盖1的金属片3b，此金属片3b将绝缘盖板2与手机前壳限定的部分的所述容纳腔分成两个空间，第一空间内有单极天线5，第二空间内没有单极天线5。第二空间内设置有耳机插孔9和麦克风10；第一空间内除了设置有单极天线5外，还设置有扬声器支架6，扬声器6支架上设置有扬声器7，另外第一空间内还设置有USB插孔8，USB插孔8靠近第一接地点3a。
以上公开的本发明的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 (9)
1.一种基于手机金属边框的多频段天线，包括手机前壳和设置于手机前壳上的手机后盖，所述手机前壳与手机后盖之间限定出一容纳腔，其特征在于：所述手机后盖包括金属电池盖、绝缘盖板和金属环；所述金属电池盖的一边与绝缘盖板的一边相接，绝缘盖板未与金属电池盖相接的其他边围接有所述金属环，其中，金属环的一端与金属电池盖相接，另一端未与金属电池盖相接；
所述金属环上具有第一接地点，所述第一接地点通过一金属片与金属电池盖相连，其中金属片位于容纳腔内；
所述金属电池盖上设置有馈电件，所述馈电件具有馈电点；馈电件与金属电池盖绝缘设置且位于容纳腔内；
所述绝缘盖板上贴合设置有单极天线，所述单极天线的一端与馈电件相连；单极天线未与金属环相连且位于容纳腔内。
2.如权利要求1所述的基于手机金属边框的多频段天线，其特征在于：所述绝缘盖板与金属电池盖相接的一边，此边和其在绝缘盖板相对的一边的距离为10mm。
3.如权利要求1所述的基于手机金属边框的多频段天线，其特征在于：金属环的长度大于所述单极天线与金属环耦合产生的第一谐振频率R1的四分之一波长。
4.如权利要求1所述的基于手机金属边框的多频段天线，其特征在于：金属环未与金属电池盖相接的一端，此端与第一接地点之间的长度为所述单极天线与金属环耦合产生的第一谐振频率R1的四分之一波长。
5.如权利要求1所述的基于手机金属边框的多频段天线，其特征在于：所述第一接地点到单极天线的长度，单极天线到馈电点的长度，这两者长度之和为所述单极天线与金属环耦合产生的第二谐振频率R2的四分之一波长。
6.如权利要求1所述的基于手机金属边框的多频段天线，其特征在于：所述单极天线未与馈电件相连的一端，此端到馈电点的长度为所述单极天线与金属环耦合产生的第三谐振频率R3的四分之一波长。
7.如权利要求1所述的基于手机金属边框的多频段天线，其特征在于：所述单极天线在绝缘盖板设置时有一折弯处，此折弯处到馈电点的长度为所述单极天线与金属环耦合产生的第五谐振频率R5的四分之一波长。
8.如权利要求1所述的基于手机金属边框的多频段天线，其特征在于：连接第一接地点与金属电池盖的金属片，将绝缘盖板与手机前壳限定的部分的所述容纳腔分成两个空间，第一空间内有单极天线，第二空间内没有单极天线；所述第一空间内设置有扬声器支架，扬声器支架上设置有扬声器；所述第一空间内还设置有USB插孔，所述USB插孔靠近第一接地点。
9.如权利要求8所述的基于手机金属边框的多频段天线，其特征在于：所述第二空间内设置有耳机插孔和麦克风。
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