CN105048087B - 手机天线 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种手机天线，包括设置于手机后盖外表面上且处于同一表面的主地金属层和辐射金属层，所述主地金属层与辐射金属层之间设置有绝缘材料填充的缝隙，所述主地金属层与手机主板上的地线连接，作为所述手机天线的接地；所述辐射金属层上设置有馈电点，作为所述手机天线的辐射体；所述手机天线还包括设置于所述手机后盖内表面的条状的金属走线，所述金属走线的起始端与所述与手机主板上的馈电线连接，末尾端与所述馈电点连接，且所述条状的金属走线上靠近起始端的位置设置有朝向所述手机后盖外部的第一开口，所述金属走线上靠近末尾端的位置设置有朝向所述手机后盖内部的第二开口。本发明中的手机天线具有较高的辐射强度和带宽。

Description

手机天线

技术领域

本发明涉及手机天线技术领域，尤其涉及一种手机天线。

背景技术

传统技术中，随着用户对移动终端外观和体验的要求不断提高，手机越来越多地采用金属外壳。但若按照传统技术中内置天线的方式设计手机天线，则由于金属外壳的封闭性，将导致手机天线容易被金属外壳所屏蔽，因此，需要将手机天线仍然设计在手机外部，导致传统技术中的手机天线往往都是中框天线、环形或缝隙天线，通常采用金属中框+塑料后盖上走线形式，将塑料填充到断点处或缝隙处，但上述金属中框+塑料后盖的手机均不支持全金属后盖。

而传统技术中为了使用全金属后盖，最大化利用手机元器件，则将手机天线集成到全金属后盖上，且通过切换接地点进行调谐。例如，如图1所示，图1中的A1或A3可作为手机天线的辐射体部分，A2可作为手机天线的接地部分。然后，通过调节A1或A3与A2之间的缝隙以及B1、B2…B6等接地点的位置进行调谐。

然而，上述架构的手机天线的设计在调谐手机天线的谐振频率时非常不便，受制于不够灵活的天线谐振频率调整(改变缝隙尺寸，接地点位置)，使得手机天线的辐射性能相对较弱，带宽有限。因此，传统技术中的手机天线的架构存在辐射性能相对较弱，带宽有限的技术问题。

发明内容

基于此，为解决上述提到的传统技术中通过调节接地点进行调谐的手机天线存在的辐射性能相对较弱，带宽有限的技术问题，特提出了一种手机天线。

一种手机天线，包括设置于手机后盖外表面上且处于同一表面的主地金属层和辐射金属层，所述主地金属层与辐射金属层之间设置有绝缘材料填充的缝隙，所述主地金属层与手机主板上的地线连接，作为所述手机天线的接地；所述辐射金属层上设置有馈电点，作为所述手机天线的辐射体；所述手机天线还包括设置于所述手机后盖内表面的条状的金属走线，所述金属走线的起始端与所述与手机主板上的馈电线连接，末尾端与所述馈电点连接，且所述条状的金属走线上靠近起始端的位置设置有朝向所述手机后盖外部的第一开口，所述金属走线上靠近末尾端的位置设置有朝向所述手机后盖内部的第二开口。

在其中一个实施例中，所述辐射金属层包括第一辐射金属层和第二辐射金属层，所述第一辐射金属层为设置于所述手机后盖外表面的顶部的条状区域，所述第二辐射金属层为设置于所述手机后盖外表面的底部的条状区域，所述主地金属层为设置于所述手机后盖外表面的中部的块状区域，由所述第一辐射金属层和所述第二辐射金属层所夹持。

在其中一个实施例中，所述主地金属层与所述第一辐射金属层或所述第二辐射金属层的表面积的比值大于10。

在其中一个实施例中，所述手机后盖还包括绝缘支撑板，所述主地金属层与所述辐射金属层贴合于所述绝缘支持板的表面构成所述手机后盖的外表面，所述主地金属层与辐射金属层之间的缝隙中填充的绝缘材料为所述绝缘支撑板向所述手机后盖外表面延伸的突起，所述手机主板上的地线通过金属顶针或弹片穿过所述绝缘支持板与所述主地金属层连接，所述金属走线位于所述手机后盖内表面与所述辐射金属层对应的位置，且与手机主板上的馈电线连接的起始端位置位于所述手机后盖的顶角或底角。

在其中一个实施例中，所述金属走线的长度为19mm至21mm，宽度为4mm至5mm，且所述第一开口与所述金属走线的起始端的距离为3mm至5mm。

在其中一个实施例中，所述第一开口的宽度为4mm至4.5mm。

在其中一个实施例中，所述第二开口靠近所述末尾端，且所述第二开口的宽度为3mm至4mm。

在其中一个实施例中，所述主地金属层与辐射金属层之间的缝隙的宽度为1mm至4mm。

此外，为解决上述提到的传统技术中通过调节接地点进行调谐的手机天线存在的辐射性能相对较弱，带宽有限的技术问题，特提出了一种手机。

一种手机，包括手机主板，所述手机主板包括地线和馈电线，其特征在于，还包括如前所述的手机天线，所述手机天线中的主地金属层与所述手机主板上的地线连接，所述手机天线中的金属走线的起始端与所述手机主板上的馈电线连接。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

采用了上述手机天线、手机后盖和手机后，在对手机上的天线的谐振频率进行调谐时，只需要调节金属走线上第一开口和第二开口的宽度，即可完成对天线的谐振频率的调谐，与传统技术中通过调整接地点的位置的调谐方式相比，调谐方式更加简便，较易将手机天线的谐振频率调节到最佳的频谱范围，从而使得手机天线的辐射性能和带宽得到提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为传统技术中的手机天线的示意图；

图2为一个实施例中手机天线所在手机后盖的内表面上的结构示意图；

图3为一个实施例中手机天线所在手机后盖的外表面上的结构示意图；

图4为一个实施例中手机天线对应的S参数(回波损耗)示意图；

图5为一个实施例中手机天线工作模式对应的表面电流分布图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，为解决上述提到的传统技术中通过调节接地点进行调谐的手机天线存在的辐射性能相对较弱，带宽有限的技术问题，特提出了一种手机天线。

该手机天线如图2所示，包括设置于手机后盖10外表面上且处于同一表面的主地金属层102和辐射金属层104，主地金属层102与辐射金属层104之间设置有绝缘材料填充的缝隙106，主地金属层102与手机主板上的地线连接，作为手机天线的接地；辐射金属层104上设置有馈电点S，作为手机天线的辐射体；手机天线还包括设置于手机后盖内表面的条状的金属走线108，金属走线108的起始端与手机主板上的馈电线连接，末尾端与馈电点S连接，且条状的金属走线108上靠近起始端的位置设置有朝向手机后盖10外部的第一开口1082，金属走线108上靠近末尾端的位置设置有朝向手机后盖10内部的第二开口1084。

具体的，如图2所示，手机后盖10还包括绝缘支撑板110，主地金属层102与辐射金属层104贴合于绝缘支持板110的表面构成手机后盖10的外表面，主地金属层102与辐射金属层104之间的缝隙106中填充的绝缘材料为绝缘支撑板110向手机后盖外表面延伸的突起，手机主板上的地线通过金属顶针或弹片穿过绝缘支持板与主地金属层102连接，金属走线108位于手机后盖10内表面与辐射金属层104对应的位置，且与手机主板上的馈电线连接的起始端位置位于手机后盖的顶角或底角。

也就是说，在本实施例中，手机天线的设计基于手机后盖10，手机后盖10由绝缘支撑板110构成手机后盖10的主体，绝缘支撑板110为手机后盖10的主体部分，可以是塑料等绝缘材质制成。

绝缘支撑板110的作用是作为手机后盖盖合于手机前面板的手机前壳，用于封闭手机。

主地金属层102的作用是与手机主板上的地线相连，作为手机天线的接地。

辐射金属层104的作用是通过金属走线108与手机主板上的馈电电路的馈电线相连，作为手机天线的辐射体。

主地金属层102与辐射金属层104之间的由绝缘材质填充的缝隙106即作为手机天线的介质，用于激励电磁波。绝缘支撑板110在缝隙106向手机后盖10外表面延伸的突起即用于在手机产品中固定金属滑块108并且保持手机后盖10的外表面为平整的后盖平面。

金属走线108的作用是调谐传输到辐射金属层104上的电流的相位和强度，即手机主板上的馈电电路中的电流先通过金属走线108的起始端传递到金属走线108上，然后再通过金属走线108传递到辐射金属层104上馈电点S上，从而使得电流进入到作为辐射体的辐射金属层104中。且电流在流经金属走线108时，由于第一开口1082和第二开口1084导致的金属轴线108的弯曲，使得电流在传递到辐射金属层104上馈电点S时，相位和强度发生了变化，从而可通过调节第一开口1082、第二开口1084和第三开口1086的宽度来进行调谐。

在对手机天线的谐振频率进行调谐时，可通过调节第一开口1082和第二开口1084的宽度或者水平位置进行调谐，由于结构较简单，因此只需通过调节第一开口1082和第二开口1084的宽度或者水平位置，即可找到调谐至最佳的谐振频率的位置，与传统技术中调整多个接地点位置的方式相比，调谐的操作更加方便，从而更容易将手机天线的谐振频率调谐至最佳状态，从而也提高了辐射强度，增加了带宽。

优选的，主地金属层102与辐射金属层104之间的缝隙106的宽度为1mm至4mm。

优选的，如图2所示，金属走线108的长度为19mm至21mm，宽度为4mm至5mm，且第一开口1082与金属走线108的起始端的距离为3mm至5mm。

优选的，如图2所示，第一开口1082的宽度为4mm至4.5mm。

优选的，如图2所示，第二开口1084靠近金属走线108的末尾端，且第二开口1084的宽度为3mm至4mm。

在另一个实施例中，手机后盖上还可包含两个天线的组成部分，即包含两个辐射体。

具体的，如图3所示，辐射金属层104可包括第一辐射金属层1042和第二辐射金属层1044，第一辐射金属层1042为设置于手机后盖10外表面的顶部的条状区域，第二辐射金属层1044为设置于手机后盖10外表面的底部的条状区域，主地金属层102为设置于手机后盖外表面的中部的块状区域，由第一辐射金属层1042和第二辐射金属层1044所夹持。

其中，第一辐射金属层1042和第二辐射金属层1044上可分别设置馈电点S1和馈电点S2，馈电点S1和馈电点S2可与手机主板上不同的馈电线连接，对应不同的谐振频率。

也就是说，手机天线可包括位于手机握持方向顶部的由第一辐射金属层1042作为辐射体的第一天线以及位于手机握持方向底部的由第二辐射金属层1044作为辐射体的第二天线。

馈电点S1和馈电点S2在第一辐射金属层1042和第二辐射金属层1044上的相对位置可设置为不同，并通过调谐不同宽度的第一开口1082和第二开口1084使得第一天线与第二天线的谐振频率不同，从而使得手机天线可在不同频段下均可以最佳的谐振频率工作。

另外，主地金属层102与第一辐射金属层1042或第二辐射金属层1044的表面积的比值可设置为大于10。也就是说，可设置较大面积的主地金属层102，使得接地的面积变得较大，从而使得手机信号更加稳定。

如图4所示，图4阐述了本发明所述手机天线形式对应的S参数(回波损耗)。由图4可看出，本发明所述的手机天线在高频区域的回波损耗较小，从而提高了带宽。

如图5所示，图5阐述了本发明所述天线作模式对应的表面电流分布图。从图5中表面电流分布来看，所有频段的表面电流都主要分布在手机后盖的中部，金属两侧的表面电流较少，手持移动终端(主要是手握金属后盖两侧)时对天线性能影响较少，因此使用本发明所述天线的手损(手握终端时人手对信号的损耗)和头损(贴耳打电话时人头对信号的损耗)都相对较小，而且左右手和左右头的损耗都比较均衡，可以很好地满足未来移动终端对天线性能不断提高的需求。

此外，为解决上述提到的传统技术中通过调节接地点进行调谐的手机天线存在的辐射性能相对较弱，带宽有限的技术问题，特提出了一种手机。

一种手机，包括手机主板，手机主板包括地线和馈电线，还包括如前所述的手机天线，手机天线中的主地金属层102与手机主板上的地线连接，手机天线中的金属走线108的起始端与手机主板上的馈电线连接。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

采用了上述手机天线、手机后盖和手机后，在对手机上的天线的谐振频率进行调谐时，只需要调节金属走线上第一开口和第二开口的宽度，即可完成对天线的谐振频率的调谐，与传统技术中通过调整接地点的位置的调谐方式相比，调谐方式更加简便，较易将手机天线的谐振频率调节到最佳的频谱范围，从而使得手机天线的辐射性能和带宽得到提高。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种手机天线，其特征在于，包括设置于手机后盖外表面上且处于同一表面的主地金属层和辐射金属层，所述主地金属层与辐射金属层之间设置有绝缘材料填充的缝隙，所述主地金属层与手机主板上的地线连接，作为所述手机天线的接地；所述辐射金属层上设置有馈电点，作为所述手机天线的辐射体；所述手机天线还包括设置于所述手机后盖内表面的条状的金属走线，所述金属走线的起始端与所述与手机主板上的馈电线连接，末尾端与所述馈电点连接，且所述条状的金属走线上靠近起始端的位置设置有朝向所述手机后盖外部的第一开口，所述金属走线上靠近末尾端的位置设置有朝向所述手机后盖内部的第二开口；第一开口为宽度或者水平位置可调节的第一开口，第二开口为宽度或者水平位置可调节的第二开口。

2.根据权利要求1所述的手机天线，其特征在于，所述辐射金属层包括第一辐射金属层和第二辐射金属层，所述第一辐射金属层为设置于所述手机后盖外表面的顶部的条状区域，所述第二辐射金属层为设置于所述手机后盖外表面的底部的条状区域，所述主地金属层为设置于所述手机后盖外表面的中部的块状区域，由所述第一辐射金属层和所述第二辐射金属层所夹持。

3.根据权利要求1所述的手机天线，其特征在于，所述主地金属层与第一辐射金属层或第二辐射金属层的表面积的比值大于10。

4.根据权利要求1所述的手机天线，其特征在于，所述手机后盖还包括绝缘支撑板，所述主地金属层与所述辐射金属层贴合于所述绝缘支持板的表面构成所述手机后盖的外表面，所述主地金属层与辐射金属层之间的缝隙中填充的绝缘材料为所述绝缘支撑板向所述手机后盖外表面延伸的突起，所述手机主板上的地线通过金属顶针或弹片穿过所述绝缘支持板与所述主地金属层连接，所述金属走线位于所述手机后盖内表面与所述辐射金属层对应的位置，且与手机主板上的馈电线连接的起始端位置位于所述手机后盖的顶角或底角。

5.根据权利要求4所述的手机天线，其特征在于，所述金属走线的长度为19mm至21mm，宽度为4mm至5mm，且所述第一开口与所述金属走线的起始端的距离为3mm至5mm。

6.根据权利要求5所述的手机天线，其特征在于，所述第一开口的宽度为4mm至4.5mm。

7.根据权利要求5所述的手机天线，其特征在于，所述第二开口靠近所述末尾端，且所述第二开口的宽度为3mm至4mm。

8.根据权利要求1所述的手机天线，其特征在于，所述主地金属层与辐射金属层之间的缝隙的宽度为1mm至4mm。

9.一种手机，包括手机主板，所述手机主板包括地线和馈电线，其特征在于，还包括如权利要求1至8所述的手机天线，所述手机天线中的主地金属层与所述手机主板上的地线连接，所述手机天线中的金属走线的起始端与所述手机主板上的馈电线连接。