CN104505575B - 一种用于全金属结构通信终端设备的可调天线 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的用于全金属结构通信终端设备的可调天线，通过在金属后壳上开出一条缝隙，并在缝隙的两侧间连接一可调电器件，通过缝隙实现了将该天线应用于全金属结构通信终端时可以有效地辐射或接收电磁波信号。在该天线上设置支架，支架上设置覆盖或者刚好不覆盖缝隙的金属片时可以通过金属片耦合馈电的方式通过缝隙将信号馈送出去，从而执行天线功能。可调电器件的设置可以调节天线的工作频段，从而有效地拓展了天线的带宽。这种天线结构简单，变化多样，工作频段易于调整，非常适合用于全金属结构通信终端设备。

Description

一种用于全金属结构通信终端设备的可调天线

技术领域

本发明涉及一种天线，特别涉及一种用于全金属结构通信终端设备的可调天线。

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。目前，无线通信有多种技术及标准。无线通信从2G到3G再到3.9G发展过程，是从移动的语音业务到高速数据业务发展的过程。其中，LTE（Long Term Evolution，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，现在的笔记本电脑、平板电脑、手机等移动通信终端设备需要能满足包括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，通信天线需要覆盖GSM/UMTS/CDMA/TD-SCDMA/CDMA200/LTE等工作频段，即700MHz~960MHz、1710MHz~2700MHz。

现在移动通信设备快速发展，移动通信终端设备日益多样化，而具有金属后壳的终端设备，如金属后壳的笔记本电脑，其外观更漂亮，手感更好，而且金属后壳相对于PC、ABS等塑料材质的后盖也更耐磨。然而目前的笔记本电脑上的天线，一般多采用IFA、PIFA、单极天线和环形天线等，这些天线都不适合用于金属后壳的笔记本电脑，因为有了金属后壳的存在，以上天线都不能有效地辐射或接收电磁波信号。

而对于金属后壳的笔记本天线，现有的做法是在缝隙上加支架，将金属后壳当做是天线的参考地，在天线支架上设置天线的主体结构，这种结构的天线带宽有限，且不利于信号的发送和接收。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于全金属结构通信终端设备的可调天线，以解决现有的天线应用于全金属结构通信终端时不能有效地辐射或接收电磁波信号的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于全金属结构通信终端设备的可调天线，该天线用于全金属结构的通信终端设备，该通信终端设备包括一金属后壳，所述金属后壳作为该可调天线的本体，所述金属后壳上设有缝隙及可调电器件；

所述可调电器件的两端分别连接所述缝隙两侧相对位置处的金属后壳。

较佳地，所述缝隙的一侧的金属后壳上设有馈电点，该天线通过所述馈电点进行信号馈送与接收；所述缝隙另一侧的金属后壳上设有接地点，该天线通过所述接地点与天线参考地相连。

较佳地，所述缝隙的两端均为封闭结构。

较佳地，所述缝隙的一端为开口结构，另一端为封闭结构。

较佳地，所述可调电器件位于所述缝隙的靠近开口结构处，所述馈电点及接地点位于所述缝隙的封闭结构所在端及所述可调电器件之间。

较佳地，所述金属后壳上还设有金属边框及支架；

所述支架覆于所述缝隙上并且与所述金属后壳的金属边框相邻接，所述支架上设有金属片，所述金属片为长条形结构，所述金属片的投影覆盖所述缝隙，其一端作为馈电点；

所述馈电点所在处支架下方的金属后壳的对应位置处设有一接地点。

较佳地，所述金属后壳上还设有金属边框及支架；

所述支架覆于所述缝隙上并且与所述金属后壳的金属边框相邻接，所述支架上设有金属片，所述金属片为“U”形结构，所述金属片的投影落在所述缝隙的两侧，其中，“U”形结构的一端作为馈电点；

所述馈电点所在处支架下方的金属后壳对应位置处设有一接地点。

较佳地，所述“U”形结构的金属片包括一长臂及一短臂，所述长臂或短臂一端作为馈电点。

较佳地，所述可调电器件为可调电容、可调电容与电感的组合、或开关与电感的组合。

较佳地，所述缝隙为直线型缝隙。

本发明所提供的用于全金属结构通信终端设备的可调天线，通过在金属后壳上开出一条缝隙，并在缝隙的两侧间连接一可调电器件，通过缝隙实现了将该天线应用于全金属结构通信终端时可以有效地辐射或接收电磁波信号。在该天线上设置支架，支架上设置覆盖缝隙或者刚好不覆盖缝隙的金属片时可以通过耦合馈电的方式执行天线功能。可调电器件的设置可以调节天线的工作频段，从而有效地拓展了天线的带宽。这种天线结构简单，变化多样，工作频段易于调整，非常适合用于全金属结构通信终端设备。

附图说明

图1为本发明实施例一所提供的天线在通信终端设备上的位置示意图；

图2为本发明实施例一所提供的天线结构示意图；

图3为本发明实施例一所提供天线的性能测试结果图；

图4A为本发明实施例一所提供的天线的馈电点设置在不同位置的示意图；

图4B为本发明实施例一所提供的天线的馈电点设置在不同位置时性能测试结果图；

图5为本发明实施例一中可调电器件为不同电感时天线性能测试结果图；

图6为本发明实施例二所提供的天线结构示意图

图7为本发明实施例三所提供的天线结构示意图。

标号说明：1-金属后壳；11-金属边框；2-缝隙；3-可调电容；4-支架；5-第一金属片；6-第二金属片；21-第一馈电点；22-第一接地点；23-第二接地点；24-第三接地点；51-第二馈电点；61-第三馈电点。

具体实施方式

为更好地说明本发明，现配合附图并结合实施例对本发明作详细说明，具体如下：

实施例一：

如图1所示，该天线用于全金属结构的通信终端设备，该图中的通信终端设备以笔记本电脑为例，该通信终端设备包括一金属后壳1，该天线结构设置于金属后壳1的一角处，以便于对电磁波信号的有效发送及接收。其中，金属后壳1作为该可调天线的天线本体，执行对电磁波信号的有效发送及接收功能。

如图2所示，金属后壳1上设有一缝隙2，金属后壳1上还设有第一馈电点21、第一接地点22及可调电容3。其中，第一馈电点21及第一接地点22分别位于缝隙2的两侧的金属后壳1上，如图中虚线圆圈所标注处；可调电容3的两端分别连接缝隙2的两侧相对位置处的金属后壳1。

从图中结构可知，本实施例中的缝隙2的第一端位于金属后壳1的边缘处，且为开口结构，缝隙2的第二端位于金属后壳1的壳体上且为封闭结构。可调电容3位于缝隙2的靠近第一端位置处，第一馈电点21及第一接地点22位于缝隙2的第二端及可调电容3之间。其中，第一馈电点21及第一接地点22的位置可在缝隙两侧的金属后壳1的壳体上根据该天线对频率需要进行移动，当馈电点向第二端所在方向移动时，天线的工作频率将增大，反之工作频率减小。

采用本实施例提供的天线进行电磁波信号的发送及接收时，馈线采用高频传输线，测试结果图3中对应的为同轴线作为馈线，同轴线的内芯线与第一馈电点21电连接，同轴线的外层导体与第一接地点22电连接。调节可调电容3的大小，即可以改变天线的工作频带。

图3中仅以低频段的测试为例说明可调电容对天线的影响，其对应的馈电结构及馈电点位置如图2。当可调电容的容值从0.5pF变化到1.8pF时，天线的工作频率可覆盖700MHz~960MHz。较好地满足了金属外壳的笔记本对天线的性能要求。

图4A为本实施例的馈电点设置在a、b、c和d点的四种不同位置示意图，图4B为馈电点设置在不同位置时天线的性能测试结果图，可以看出，当在d点馈电时，天线的工作频段可以较好地覆盖1710MHz~2690MHz。

本实施例中，当将可调电容换为若干并联的电感时，通过与各个电感相对应串联的开关控制不同的电感连通缝隙两侧的金属壳体，也可实现对天线工作频带的调整和覆盖。如图5所示，给出了三种不同的电感值连通缝隙两侧金属壳体时天线的性能测试结果图，此时馈电结构及馈电点的位置如图2所示，其中，电感设于图2中的可调电容3所在处。从图5中可看出，三个不同的电感状态即可实现覆盖高频1710MHz~2690MHz。

实施例二：

该天线用于全金属结构的通信终端设备，本实施例中的通信终端设备以笔记本电脑为例，该通信终端设备包括一金属后壳1，该天线结构设置于金属后壳1的一角处，以便于对电磁波信号的有效发送及接收。其中，金属后壳1作为该可调天线的天线本体，执行对电磁波信号的有效发送及接收功能。

如图6所示，该天线设于金属后壳1上，该金属后壳上设有金属边框11、缝隙2，可调电容3及支架4。其中，可调电容3的两端分别连接缝隙2两侧相对位置处的金属后壳1。缝隙2的第一端位于金属后壳1的边缘处，且为开口结构，缝隙2的第二端位于金属后壳1上且为封闭结构。可调电容3位于缝隙2的靠近第一端的位置处。

支架4覆于缝隙2上并且与金属后壳1的金属边框111相邻接，支架4上设有第一金属片5，第一金属片5为长条形结构，其覆盖缝隙2，第一金属片5的一端作为第二馈电点51。第二馈电点51所在处支架4下方的金属后壳位置设有第二接地点23。

本实施例中，第一金属片覆盖了缝隙结构，通过耦合的方式给缝隙馈电，使缝隙两边的金属后壳产生耦合电流，实现电磁波信号的有效发送或接收。

实施例三：

该天线用于全金属结构的通信终端设备，本实施例中的通信终端设备以笔记本电脑为例，该通信终端设备包括一金属后壳1，该天线结构设置于金属后壳1的一角处，以便于对电磁波信号的有效发送及接收。其中，金属后壳1作为该可调天线的天线本体，执行对电磁波信号的有效发送及接收功能。

如图7所示，该天线设于金属后壳1上，该金属后壳1上设有金属边框11、缝隙2，可调电容3及支架4。其中，可调电容3的两端分别连接缝隙2两侧相对位置处的金属后壳1。缝隙2的第一端位于金属后壳1的边缘处，且为开口结构，缝隙2的第二端位于金属后壳1上且为封闭结构。可调电容3位于缝隙2的靠近第一端的位置处。

支架4覆于缝隙2上并且与金属后壳的金属边框11相邻接，支架4上设有第二金属片6，第二金属片6为“U”形结构，该“U”形结构包括一长臂及一短臂，第二金属片6其在金属后壳1上的投影刚好不覆盖缝隙2（即“U”型金属片的两臂的投影落在缝隙的两侧上）。其中，第二金属片6的长臂的一端作为第三馈电点61。第三馈电点61所在处支架4下方的金属后壳的对应位置处设有第三接地点24。

本实施例中，第二金属片6通过耦合的方式给缝隙馈电，也即通过“U”形结构的金属片与接地的金属后壳产生分布电容，使缝隙两边的金属后壳产生耦合电流，从而实现电磁波信号的有效发送或接收。

上述实施例中，优选地，缝隙为直线型缝隙。其中，可调电容可置换为可调电容及电感的组合或者开关与电感的组合，即可满足对馈送的电磁波信号进行调节的可调电器件均可设于此处。

当然，本发明不以上述实施例为限，本发明所提供的天线结构可设于金属后壳的任何区域，即缝隙可设于金属后壳的任意位置处。此外，缝隙也可以为两端均为封闭结构的形式。

上述实施例仅为单个频段的实施方式，在实际应用时，可根据需求增加金属片或其他结构，以覆盖多个频段。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于全金属结构通信终端设备的可调天线，该天线用于全金属结构的通信终端设备，该通信终端设备包括一金属后壳，其特征在于，所述金属后壳作为该可调天线的本体，所述金属后壳上设有缝隙及可调电器件；

所述可调电器件的两端分别连接所述缝隙两侧相对位置处的金属后壳；

所述缝隙的一端为开口结构，另一端为封闭结构。

2.根据权利要求1所述的用于全金属结构通信终端设备的可调天线，其特征在于，所述缝隙的一侧的金属后壳上设有馈电点，该天线通过所述馈电点进行信号馈送与接收；所述缝隙另一侧的金属后壳上设有接地点，该天线通过所述接地点与天线参考地相连。

3.根据权利要求2所述的用于全金属结构通信终端设备的可调天线，其特征在于，所述可调电器件位于所述缝隙的靠近开口结构处，所述馈电点及接地点位于所述缝隙的封闭结构所在端及所述可调电器件之间。

4.根据权利要求1所述的用于全金属结构通信终端设备的可调天线，其特征在于，所述金属后壳上还设有金属边框及支架；

所述支架覆于所述缝隙上并且与所述金属后壳的金属边框相邻接，所述支架上设有金属片，所述金属片为长条形结构，所述金属片的投影覆盖所述缝隙，其一端作为馈电点；

所述馈电点所在处支架下方的金属后壳的对应位置处设有一接地点。

5.根据权利要求1所述的用于全金属结构通信终端设备的可调天线，其特征在于，所述金属后壳上还设有金属边框及支架；

所述支架覆于所述缝隙上并且与所述金属后壳的金属边框相邻接，所述支架上设有金属片，所述金属片为“U”形结构，所述金属片的投影落在所述缝隙的两侧，其中，“U”形结构的一端作为馈电点；

所述馈电点所在处支架下方的金属后壳对应位置处设有一接地点。

6.根据权利要求5所述的用于全金属结构通信终端设备的可调天线，其特征在于，所述“U”形结构的金属片包括一长臂及一短臂，所述长臂或短臂的一端作为馈电点。

7.根据权利要求1或2或4或5或6所述的用于全金属结构通信终端设备的可调天线，其特征在于，所述可调电器件为可调电容、可调电容与电感的组合、或开关与电感的组合。

8.根据权利要求1或2或4或5或6所述的用于全金属结构通信终端设备的可调天线，其特征在于，所述缝隙为直线型缝隙。