CN105161822B - 基于完整金属边框的天线结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于完整金属边框的天线结构，包括一完整的金属边框、第一天线和第二天线，所述金属边框内顶端设有净空区域，所述第一天线和第二天线设于所述净空区域内，所述第一天线、第二天线的尺寸分别小于其工作波长的四分之一。该手机天线结构不需要对金属边框进行特别处理，保证了金属边框的完整性，加工简单，同时，天线结构简单，方便调试。
Description
技术领域
本发明涉及一种天线结构，尤其涉及一种基于完整金属边框的天线结构。
背景技术
目前在移动终端上，越来越多的采用金属边框设计，已达到用户手感好，机身超薄等优势。为了顺应这种工业设计，通常利用金属边框作为天线的辐射体。
一种方法，如图1所示，在金属边框1的两侧打开两个缺口3，使完整的金属边框1成为两个部分，下部作为天线的辐射体的一部分。但这种方法破坏了金属边框1的完整性，使其实际上是作为两个部件加工，增加了加工难度；而且打断后作为辐射体的金属部件和另外一个金属部件之间的距离和相对位置的变化对天线性能有很大的影响，这对加工精度的要求很高，因此增加了加工难度和成本。
另一种金属边框不开缝的方法，如图2所示，在金属边框1上一些特定部分进行接地处理，即通过接地点4连接金属边框1和主板2的接地板，同时在天线馈电线路上增加电子开关或者其他有源射频器件，通过开关切换，阻抗变换等方法来使天线覆盖频段增加，以达到设计要求。但本方法需额外增加一个或一个以上金属框与接地板的连接点，这些连接点的制作增加了金属框的加工难度。同时，这些接地点与主板的接触的良好与否会直接影响天线性能，降低了天线性能的可靠性，增加了调试的复杂程度；而且天线的馈电线路上增加的射频开关等有源器件，会引入损耗，降低天线性能，同时此类有源器件的引入大大增加了制造成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于完整金属边框且金属边框无额外接地处理，无需增加有源器件的手机天线结构。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于完整金属边框的手机天线结构，包括一完整的金属边框、第一天线和第二天线，所述金属边框内顶端设有净空区域，所述第一天线和第二天线设于所述净空区域内，所述第一天线、第二天线的尺寸分别小于其工作波长的四分之一。
本发明的有益效果在于：不需要对金属边框进行特别处理，保证了金属边框的完整性，加工简单，同时，天线结构简单，方便调试。
附图说明
图1为现有技术方案一的天线结构图；
图2为现有技术方案二的天线结构图；
图3为本发明实施例一的天线结构示意图；
图4为本发明实施例一中第一天线的S11(回波损耗)和总辐射效率；
图5为本发明实施例一中第二天线的S11和总辐射效率；
图6为本发明实施例二的天线结构示意图。
标号说明：1、金属边框；2、主板；3、缺口；4、接地点；5、净空区域；6、第一天线；7、第二天线；8、LTE天线。
81、第一分支；82、第二分支。
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详予说明。
本发明最关键的构思在于：通过天线走线，使完整的金属边框成为天线的辐射体。
请参阅图3，一种基于完整金属边框的手机天线结构，包括一完整的金属边框1、第一天线6和第二天线7，所述金属边框1内顶端设有净空区域5，所述第一天线6和第二天线7设于所述净空区域5内，所述第一天线6、第二天线7的尺寸分别小于其工作波长的四分之一。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：不需要对金属边框进行特别处理，保证了金属边框的完整性，加工简单，同时，天线结构简单，方便调试。
进一步地，还包括一主板2，所述主板2设于金属边框1内，所述净空区域5位于所述主板2上方，且所述净空区域5的高度为5mm以上。
进一步地，还包括第一馈电点和第二馈电点，所述第一天线6和第二天线7分别通过所述第一馈电点和所述第二馈电点与所述主板2连接。
进一步地，所述第一天线6通过一第一匹配电路与所述第一馈电点相连和/或所述第二天线7通过一第二匹配电路与所述第二馈电点相连。
进一步地，所述第一天线6和/或第二天线7与所述金属边框1连接。
进一步地，所述第一天线6为T形WIFI天线或GPS&WIFI天线，所述第二天线7为单极WIFI天线。
进一步地，所述净空区域5内还包括一LTE天线8。
进一步地，所述LTE天线8包括第一分支81和第二分支82，且所述第一分支81的末端和第二分支82的末端与金属边框1间的间距为0-0.6mm。
进一步地，所述第一分支81的末端沿着金属边框1的侧边走线并平行于金属边框1的侧边，且与金属边框1间的间距为0.3mm，所述第二分支82的末端沿着金属边框1的顶部走线并平行于金属边框1的顶部，且与金属边框1间的间距为0.6mm。
从上述描述可知，该天线结构可覆盖多个频段。
实施例一
请参照图3，本发明的实施例一为：一种基于完整金属边框的天线结构，适用于手机、掌上电脑等电子设备，包括一完整的金属边框1、第一天线6和第二天线7，还包括一主板2，所述主板2设于金属边框1内，所述金属边框1不做接地处理，也就是说，所述金属边框没有连接接地点，所述金属边框1内顶端设有净空区域5，净空区域5的高度为5mm以上，所述第一天线6和第二天线7设于所述净空区域5内且不相连；可选地，所述第一天线6和第二天线7与金属边框1连接或不连接。
所述天线结构还包括第一馈电点和第二馈电点，所述第一天线6通过所述第一馈电点与所述主板2连接，第二天线7通过所述第二馈电点与所述主板2连接；可选地，所述第一天线6通过一第一匹配电路与所述第一馈电点相连，所述第二天线7通过一第二匹配电路与所述第二馈电点相连。
由于第一天线6和第二天线7和金属边框1之间存在耦合，需要对天线尺寸进行优化，优化后，所述第一天线6、第二天线7的尺寸分别小于或等于其工作波长的四分之一。
所述第一天线6可为WIFI天线，当没有金属边框1时，第一天线6只有一个接近2.4GHz的谐振，由于第一天线6和金属边框1之间存在能量耦合，所以加上金属边框1作用后，第一天线6出现了一个在1.5GHz的新谐振，这个新谐振接近GPS频段，也就是说，所述第一天线6既是2.4GWIFI天线，也是GPS天线。所述第一天线6为T形天线，可选地，所述第一天线6也可为单极天线、倒F天线或环形天线，但T形天线的结构相对比较简单。
所述第二天线7为WIFI天线，进一步地，为5GWIFI天线；因为第二天线7单频段工作，因此只需要单极天线就可以达到工作要求，可选地，第二天线7也可以为T形天线、倒F天线或环形天线，但单极天线的结构最简单。
请参照图4，第一天线6覆盖2400MHz-2500MHz的2.4GWIFI频段和1575MHz附近的GPS频段，从图中可以看出，在这两个频段上，S11均小于-8dB，效率均大于-2dB，性能良好。
请参照图5，第二天线7覆盖5150MHz-5850MHz的5GWIFI频段，从图中可以看出，在这个频段上，S11均小于-7dB，效率均大于-2dB，性能良好。
实施例二
请参照图6，本发明的实施例二在实施例一的基础上增加了一LTE天线8。
所述LTE天线8也设置在净空区域5内，所述LTE天线8包括第一分支81和第二分支82，且所述第一分支81的末端和第二分支82的末端与金属边框1间的间距为0-0.6mm；比如，所述第一分支81的末端沿着金属边框1的侧边走线并平行于金属边框1的侧边，且与金属边框1间的间距为0.3mm，所述第二分支82的末端沿着金属边框1的顶部走线并平行于金属边框1的顶部，且与金属边框1间的间距为0.6mm。
所述LTE天线8的两条分支相对末端的另一端连接所述主板2，且两者可以分别连接至所述主板2，也可以共同连接至主板2，即两个分支相连，且连接点与主板2相连；可选地，所述两条分支可通过匹配元件连接主板2。
由于LTE天线8的两条分支末端与金属边框1间距很小，使两分支末端与金属边框1具有能量耦合，从而使金属边框1也成为LTE天线8的辐射体。
综上所述，本发明提供的一种基于完整金属边框的手机天线结构，不需要对金属边框进行特别处理，保证了金属边框的完整性，加工简单，同时，天线结构简单，对天线走线和匹配元件进行微调即可优化天线性能。
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 (8)
1.一种基于完整金属边框的天线结构，包括一完整的金属边框、第一天线和第二天线，所述金属边框内顶端设有净空区域，所述第一天线和第二天线设于所述净空区域内，其特征在于：所述金属边框不接地；所述第一天线、第二天线的尺寸分别小于其工作波长的四分之一；还包括一主板、第一馈电点和第二馈电点，所述主板设于金属边框内，所述净空区域位于所述主板上方，所述第一天线和第二天线分别通过所述第一馈电点和所述第二馈电点与所述主板连接。
2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述净空区域的高度为5mm以上。
3.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述第一天线通过一第一匹配电路与所述第一馈电点相连和/或所述第二天线通过一第二匹配电路与所述第二馈电点相连。
4.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述第一天线和/或第二天线与所述金属边框连接。
5.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述第一天线为T形WIFI天线或GPS&WIFI天线，所述第二天线为单极WIFI天线。
6.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述净空区域内还包括一LTE天线。
7.根据权利要求6所述的天线结构，其特征在于：所述LTE天线包括第一分支和第二分支，且所述第一分支的末端和第二分支的末端与金属边框间的间距为0-0.6mm。
8.根据权利要求7所述的天线结构，其特征在于：所述第一分支的末端沿着金属边框的侧边走线并平行于金属边框的侧边，且与金属边框间的间距为0.3mm，所述第二分支的末端沿着金属边框的顶部走线并平行于金属边框的顶部，且与金属边框间的间距为0.6mm。
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