CN104362427B - 基于金属框架的lte频段手机天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于金属框架的LTE频段手机天线基于金属框架的LTE频段手机天线，其主要采用紧贴手机本体周侧的设置金属框架，所述金属框架上对称地设置有第一缝隙以及第二缝隙，所述接地板与金属框架之间设置有容置腔，所述容置腔中容置有天线结构；所述天线结构包括长支天线、短支天线、寄生天线、馈电部、第一谐振分支以及第二谐振分支，所述馈电部的一端与接地板接触，馈电部的另一端向金属框架的底部延伸并与金属框架接触；所述寄生天线与接地板接触，所述第二谐振分支的一端与馈电部接触，第二谐振分支的另一端悬空，所述第一谐振分支与金属框架接触。本发明结构简单、通信质量好，节省成本，便于提高生产效率。

Description

基于金属框架的LTE频段手机天线

技术领域

本发明涉及一种手机天线，尤其涉及一种基于金属框架的LTE频段手机天线。

背景技术

随着LTE技术的不断发展，越来越多的手机终端开始支持LTE频段。LTE频段的要求是：天线低频带宽为698-960MHz，高频带宽为1710-2690MHz。现有技术中大多数的天线的带宽设计，低频的带宽范围为824-960MHz，高频的带宽范围为1710-2170MHz，常规天线的带宽设计并不能满足LTE频段的要求。同时为了增加外表美观要求，越来越多的手机制造者意图设计更薄的手机并使用金属装饰框架。由于天线的特性要求，天线参数极大地受制于手机外表面的金属框架。这主要是因为金属框架距离天线辐射单元很近，这样会导致金属装饰框架成为天线的一部分，在手机的天线设计中需要特别注意。尽管许多的市场上的手机具有金属框架，但是大部分的手机天线并不支持LTE频段，只有很少一部分的天线能够支持LTE频段，但该部分天线设计的结构复杂，并不容易制造，还会增加生产成本。为此，有必要对上述的手机天线进行进一步的设计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单、通信质量好，能够提高生产效率的基于金属框架的LTE频段手机天线。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供了一种基于金属框架的LTE频段手机天线，包括手机本体、接地板以及天线结构，所述手机本体设置有容置槽，所述容置槽中容置有接地板，还包括紧贴手机本体周侧的金属框架，所述金属框架上对称地设置有第一缝隙以及第二缝隙，所述接地板与金属框架之间设置有容置腔，所述容置腔中容置有天线结构；

所述天线结构包括长支天线、短支天线、寄生天线、馈电部、第一谐振分支以及第二谐振分支，所述馈电部的一端与接地板接触，馈电部的另一端向金属框架的底部延伸并与金属框架接触；所述寄生天线与接地板接触，所述第二谐振分支的一端与馈电部接触，第二谐振分支的另一端悬空，所述第一谐振分支与金属框架接触。

本发明的有益效果在于：区别于现有技术中的大部分的手机天线并不支持LTE频段，只有很少一部分的天线能够支持LTE频段，但该部分天线设计的结构复杂，并不容易制造，还会增加生产成本，不容易实施的缺陷，本发明提供了一种基于金属框架的LTE频段手机天线，通过在金属框架上开设对称的第一缝隙以及第二缝隙，能够支持LTE频段。同时天线结构进行进一步的结构改进，包括长支天线、短支天线、寄生天线、馈电部、第一谐振分支以及第二谐振分支，能够生成稳定的谐振频率，保证手机天线支撑LTE全频段，能够提高通信质量。

附图说明

图1为本发明基于金属框架的LTE频段手机天线一实施例的结构示意图；

图2为本发明中不同天线单元的工作频率图曲线图；

图3为本发明天线回波损耗曲线图；

图4为本发明天线低频段的效率曲线图；

图5为本发明天线高频段的效率曲线图；

图6为本发明基于金属框架的LTE频段手机天线另一实施例的结构示意图。

标号说明：

1、接地板； 2、金属框架； 21、第一缝隙； 22、第二缝隙；

31、长支天线； 32、短支天线； 33、寄生天线； 4、馈电部；

51、第一谐振分支； 52、第二谐振分支； 6、焊接附加电感部。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于:通过在金属框架上开设对称的第一缝隙以及第二缝隙，能够支持LTE频段，天线结构进行进一步的结构改进，包括长支天线、短支天线、寄生天线、馈电部、第一谐振分支以及第二谐振分支，能够生成稳定的谐振频率，保证手机天线支撑LTE全频段，能够提高通信质量。

请参照图1至图6，一种基于金属框架的LTE频段手机天线，包括手机本体、接地板1以及天线结构，所述手机本体设置有容置槽，所述容置槽中容置有接地板1，还包括紧贴手机本体周侧的金属框架2，所述金属框架2上对称地设置有第一缝隙21以及第二缝隙22，所述接地板1与金属框架2之间设置有容置腔，所述容置腔中容置有天线结构；

所述天线结构包括长支天线31、短支天线32、寄生天线33、馈电部4、第一谐振分支51以及第二谐振分支52，所述馈电部4的一端与接地板1接触，馈电部4的另一端向金属框架2的底部延伸并与金属框架2接触；所述寄生天线33与接地板1接触，所述第二谐振分支52的一端与馈电部4接触，第二谐振分支52的另一端悬空，所述第一谐振分支51与金属框架2接触。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：区别于现有技术中的大部分的手机天线并不支持LTE频段，只有很少一部分的天线能够支持LTE频段，但该部分天线设计的结构复杂，并不容易制造，还会增加生产成本，不容易实施的缺陷，本发明提供了一种基于金属框架的LTE频段手机天线，通过在金属框架2上开设对称的第一缝隙21以及第二缝隙22，能够支持LTE频段。同时天线结构进行进一步的结构改进，包括长支天线31、短支天线32、寄生天线33、馈电部4、第一谐振分支51以及第二谐振分支52，能够生成稳定的谐振频率，保证手机天线支撑LTE全频段，能够提高通信质量。通过长支天线31支持698-960MHz谐振频率，寄生天线33、第一谐振分支51以及第二谐振分支52支持1710-2690MHz谐振频率。

馈电部4的位置确定如下：低频带宽由长支天线31生成，低频应该在830MHz谐振频率附近，只要馈电部4的位置固定，短支天线32的位置也就固定。短支天线32的谐振频率可以通过调整增加的第一谐振分支51以及第二谐振分支52来达到合适值。实际上，不加入第一谐振分支51天线，谐振时电流只通过短支天线32，当加入第一谐振分支51时，谐振时电流只通过第一谐振分支51，而不是短支天线32。这样的电流路径变化可以调整谐振频率。诚然，第一谐振分支51增加了手机天线结构的自由度。

下面以70mm*140mm的手机作为具体的示例来体现天线系统，参阅图2至图5，图2为不同天线单元的工作频率曲线图，从中可以看出，1、没有加入寄生天线33、第一谐振分支51以及第二谐振分支52时，虽然低频带宽较好，但高频带宽较差。2、加入第一谐振分支51后，高频谐振频率2.0GHz至2.2GHz，效果较好，高频参数得到提高。3、加入第二谐振分支52后，高频谐振频率在2.7GHz附近时效果较好，高频参数得到进一步提高。4、加入寄生天线33后，频谐振频率在1.7GHz附近时效果较好，高频参数得到进一步加强。5、通过第一谐振分支51、第二谐振分支52以及寄生天线33能够覆盖整个LTE的高频频带。

根据上述的设计原则，图3为天线测量的回波损耗曲线图；图4为天线低频段的效率曲线图，图5为天线高频端的效率曲线图；从图3至图5中可以看出天线的回波损耗以及天线的效率能够满足技术要求。

参阅图1，进一步的，所述第一缝隙21以及第二缝隙22分别设置于左右两侧侧壁上并且靠近金属框架2底部。

参阅图1，进一步的，所述第一谐振分支51的另一端与馈电部4接触，所述长支天线31为第一缝隙21至馈电部4的金属框架2部分，所述短支天线32为第二缝隙22至馈电部4的金属框架2部分。

参阅图6，进一步的，所述第一缝隙21以及第二缝隙22分别设置于金属框架2的底部侧壁上。

参阅图6，进一步的，所述第一谐振分支51包括对称设置的左谐振分支以及右谐振分支，所述左谐振分支以及右谐振分支分别与金属框架2连接，所述长支天线31为左谐振分支与左谐振分支至馈电部4的金属框架2部分的长度之和，所述短支天线32为右谐振分支与右谐振分支至馈电部4的金属框架2部分的长度之和。

参阅图6，进一步的，所述馈电部4开设有槽位，所述槽位设置有焊接附加电感部6。

进一步的，附加的电感可以起到增加(或调节)长支天线31(以及短支天线32)的有效长度，因此通过调节附加电感值的大小所述长支天线31可以生成在840MHz左右的谐振频率；所述寄生天线33生成1.7GHz的谐振频率，所述第一谐振分支51生成2.3G GHz的谐振频率，所述第二谐振分支52生成2.7GHz的谐振频率。

进一步的，所述长支天线31、寄生天线33、第一谐振分支51以及第二谐振分支52的长度均为其生成谐振频率的四分之一波长。

请参照图1，本发明的实施例一为：一种基于金属框架的LTE频段手机天线，包括手机本体，所述手机本体设置有容置槽，所述容置槽中容置有接地板1以及天线结构，还包括紧贴手机本体周侧的金属框架2，所述金属框架2上对称地设置有第一缝隙21以及第二缝隙22，所述第一缝隙21以及第二缝隙22分别设置于靠近金属框架2左右两侧的底部位置，所述接地板1与金属框架2之间设置有容置腔，所述容置腔中容置有天线结构；所述天线结构包括长支天线31、短支天线32、寄生天线33、馈电部4、第一谐振分支51以及第二谐振分支52，所述馈电部4的一端与接地板1接触，馈电部4的另一端向金属框架2的底部延伸并与金属框架2接触；所述寄生天线33与接地板1接触，所述第二谐振分支52的一端与馈电部4接触，第二谐振分支52的另一端悬空，所述第一谐振分支51与金属框架2接触，第一谐振分支51的另一端与馈电部4接触，所述长支天线31为第一缝隙21至馈电部4的金属框架2部分，所述短支天线32为第二缝隙22至馈电部4的金属框架2部分。

请参照图6，本发明的实施例二为：一种基于金属框架的LTE频段手机天线，包括手机本体，所述手机本体设置有容置槽，所述容置槽中容置有接地板1以及天线结构，还包括紧贴手机本体周侧的金属框架2，所述金属框架2上对称地设置有第一缝隙21以及第二缝隙22，所述第一缝隙21以及第二缝隙22分别设置于靠近金属框架2左右两侧的底部位置，所述接地板1与金属框架2之间设置有容置腔，所述容置腔中容置有天线结构；

所述天线结构包括长支天线31、短支天线32、寄生天线33、馈电部4、第一谐振分支51以及第二谐振分支52，所述馈电部4的一端与接地板1接触，馈电部4的另一端向金属框架2的底部延伸并与金属框架2接触；所述寄生天线33与接地板1接触，所述第二谐振分支52的一端与馈电部4接触，第二谐振分支52的另一端悬空，所述第一谐振分支51包括对称设置的左谐振分支以及右谐振分支，所述左谐振分支以及右谐振分支分别与金属框架2连接，所述长支天线31为左谐振分支与左谐振分支至馈电部4的金属框架2部分的长度之和，所述短支天线32为右谐振分支与右谐振分支至馈电部4的金属框架2部分的长度之和。

综上所述，本发明提供的过在金属框架的左右两侧侧壁或者底部侧壁开设对称的第一缝隙以及第二缝隙，能够支持LTE频段。同时天线结构进行进一步的结构改进，包括长支天线、短支天线、寄生天线、馈电部、第一谐振分支以及第二谐振分支，能够生成稳定的谐振频率，保证手机天线支撑LTE全频段，能够提高通信质量，本发明的优点主要体现如下：

1、本方案的基于金属框架的LTE频段手机天线能够支持LTE频带的所有频率，信号强度较佳，通信质量好；

2、本方案的手机天线结构简单、容易实现，能够降低生产的生产成本，提高手机的生产效率；

3、本方案的手机天线在金属框架对称的左右两侧开设有槽位或者在金属框架底部开设有对称槽位，方便制造，并且可以进一步提高通信质量。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于金属框架的LTE频段手机天线，包括手机本体、接地板以及天线结构，所述手机本体设置有容置槽，所述容置槽中容置有接地板，其特征在于，还包括紧贴手机本体周侧的金属框架，所述金属框架上对称地设置有第一缝隙以及第二缝隙，所述接地板与金属框架之间设置有容置腔，所述容置腔中容置有天线结构；

所述天线结构包括长支天线、短支天线、寄生天线、馈电部、第一谐振分支以及第二谐振分支，所述馈电部的一端与接地板接触，馈电部的另一端向金属框架的底部延伸并与金属框架接触；所述寄生天线与接地板接触，所述第二谐振分支的一端与馈电部接触，第二谐振分支的另一端悬空，所述第一谐振分支与金属框架接触；

所述第一缝隙以及第二缝隙分别设置于左右两侧侧壁上并且靠近金属框架底部；

所述第一谐振分支的另一端与馈电部接触，所述长支天线为第一缝隙至馈电部的金属框架部分，所述短支天线为第二缝隙至馈电部的金属框架部分。

2.根据权利要求1所述的基于金属框架的LTE频段手机天线，其特征在于，所述馈电部开设有槽位，所述槽位中设置有焊接附加电感部。

3.根据权利要求1-2任一项所述的基于金属框架的LTE频段手机天线，其特征在于，所述长支天线生成840MHz的谐振频率；所述寄生天线生成1.7GHz的谐振频率，所述第一谐振分支生成2.3G GHz的谐振频率，所述第二谐振分支生成2.7GHz的谐振频率。

4.根据权利要求3所述的基于金属框架的LTE频段手机天线，其特征在于，所述长支天线、寄生天线、第一谐振分支以及第二谐振分支的长度均为其生成谐振频率的四分之一波长。