CN105322278B - 具有连续金属框的天线及其电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及移动通信领域，提供了一种天线，包括金属地板、金属框、接地金属片、馈电单元和短路枝节。本发明还提供了一种电子设备，包括上述天线。本发明实施例的技术方案，不仅满足了用户对移动终端等电子设备的连续无断点金属边框的需求，而且不影响天线的辐射功能，同时可覆盖2G/3G/4G多个频带，形成有效的天线辐射系统。

Description

具有连续金属框的天线及其电子设备
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种具有连续金属框的移动终端天线及其电子设备。
背景技术
随着终端通讯的飞速发展，当代智能手机除了需要保证通话、下载、导航等功能，还在不断地追求着手机外观带给用户的体验效果。移动终端引入金属框，使得手机变得坚固的同时更加体现了大气的时尚感。
手机天线是无线通信系统中一个关键的部分，满足当代移动终端市场需求的手机天线不仅要涵盖多频段以扩展终端通讯的多样性，还需要应对更加复杂的外部金属环境。当金属框作为不可忽略的大金属件包围手机时，很容易对手机内部天线的辐射造成明显地影响。如果将传统的天线直接应用于具有金属框的手机，就会失去原本良好的辐射特性。因此，如何设计一种可应用于多频段的，具有金属框环绕的终端天线，对当代手机天线设计来说，是一个紧迫的挑战。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施例一方面提供了一种天线，包括介质基板、金属地板、金属框、接地金属片、馈电单元和短路枝节；
馈电单元位于介质基板的第一面上，并在介质基板所在平面内呈弯折形状；
短路枝节与金属地板相连接；
金属框为闭合的金属矩形环状结构，环绕金属地板和介质基板，并与金属地板相距预设距离，金属框构成移动终端的边框；
金属框包括第一部分和第二部分，接地金属片将金属框的第一部分与其相邻的金属地板相连接，第二部分靠近馈电单元，第二部分与其相邻的金属地板之间的缝隙构成耦合辐射缝。
另一方面，本发明还提供了一种电子设备，包括上述天线。
本发明实施例的技术方案，不仅满足了用户对移动终端的连续无断点金属边框的需求，而且不影响天线的辐射功能，同时可覆盖2G/3G/4G多个频带，形成有效的天线辐射系统。
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。
图1为本发明的天线的整体示意图；
图2为本发明的天线的局部放大示意图；
图3为本发明的天线的测试和仿真回波损耗图。
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。
图1是本发明的天线的整体示意图，该天线100包括介质基板101、金属地板102、金属框103、接地金属片(104、105)、馈电单元106和短路枝节107。
图2是本发明的天线的局部放大示意图。其中，馈电单元106位于介质基板101(图2中未示出)的第一面上，并在介质基板101所在平面内呈弯折形状。短路枝节107与金属地板102相连接。该馈电单元106可为一个弯折的单极子，分布于介质基板101的下边拐角的无金属地板区域。单极子的弯折可在满足高频谐振长度的前提下，采用尽量减小占地区域的设计。优选的，馈电单元106呈U形，U形的第一边108靠近短路枝节107，U形的第二边109靠近金属框103。
馈电单元106的宽度表现不唯一，优选的，U形的第二边109可被加宽，其宽度可大于第一边108，第二边109垂直连接有用于加宽的长条形金属片110，长条形金属片110沿着第二边109的长度方向延伸，这样可起到改善阻抗匹配的作用。
馈电单元106可连接50欧姆射频电缆，用来做激励单元，可以耦合边缘的金属框103，还可以产生自身谐振模式，覆盖高频若干频带。
金属框103为闭合的金属矩形环状结构，没有断点，金属框103环绕金属地板102和介质基板101，并与金属地板102相距预设距离，金属框103构成移动终端的边框。该预设距离可为0.5-3.5mm，这是考虑整机封装的间距设置。
金属框103包括第一部分和第二部分。接地金属片(104、105)将金属框103的第一部分与其相邻的金属地板相连接。金属框103的第二部分靠近馈电单元，第二部分与其相邻的金属地板之间的缝隙构成耦合辐射缝。由于金属框的第二部分与其相邻的金属地板之间没有接地金属片，该缝隙形成了一个长辐射缝隙，整个天线结构作为此辐射缝隙激励源可在低频产生一基模谐振模式，在高频产生两个高阶谐振模式。这样可极大得分担印刷天线需要承担的谐振尺寸压力，使得天线设计在满足多频带和金属框的要求下，尺寸极大的减小。
优选的，接地金属片(104、105)为长条形，包括第一接地金属片104和第二接地金属片105。金属框103的第一部分包括第一子部分和第二子部分，第一子部分和第二子部分分别位于金属框103的相对的两条边上。第一接地金属片104将第一子部分与其相邻的金属地板相连接，第二接地金属片105将第二子部分与其相邻的金属地板相连接。金属框103和金属地板102大面积连接，这样可利用金属框103的谐振特性，使其作用于可执行的终端通讯频段上，同时可提高移动终端机身的力学性能和机械性能。
优选的，短路枝节107包括第一短路枝节1071和第二短路枝节1072，第一短路枝节1071和第二短路枝节1072分别与金属地板102相连接，第一短路枝节1071从金属地板102的边沿向外延伸。第二短路枝节1072在介质基板101所在平面内与弯折的馈电单元106相互嵌套。
优选的，第二短路枝节1072位于介质基板101的第一面上，第一短路枝节1071位于介质基板101的第二面上；第一短路枝节1071和第二短路枝节1072的局部上下重叠，相互耦合。当天线被激励时第一短路枝节1071和第二短路枝节1072相互之间产生很强的耦合，在高低频各产生一个谐振模式，拓展了原弯折单极子天线在高低频的带宽。
优选的，耦合辐射缝的长度为900MHz的二分之一波长，相当于1750MHz的一个波长，2700MHz的二分之三个波长，因此可以在900MHZ产生一个二分之一波长的谐振同时产生两个高次谐振模，分别是在1750MHz产生一个一个波长的谐振，在2700MHz产生一个二分之三波长的谐振。同时，第一短路枝节1071和第二短路枝节1072以及周围金属体的耦合作用，在800MHz和2260MHz可分别产生一个谐振模式。由于以上谐振模式的产生，可得到所需要的两个宽频带(824-960MHZ和1710-2690MHZ)。图3为本发明实施例的用于移动终端的天线的测试和仿真回波损耗图。该天线100是一个整体结构，利用金属框103和金属地板102之间的间距形成的缝，以及馈电单元106、介质基板101上下印制的短路枝节107来辐射，各部分一起作用产生一个有效的辐射系统来覆盖2G/3G/4G多个频段，可满足带宽的多样化需求。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括上述天线100。
本发明实施例的技术方案，不仅满足了用户对移动终端等电子设备的连续无断点金属边框的需求，而且不影响天线的辐射功能，同时可覆盖2G/3G/4G多个频段，形成有效的天线辐射系统。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限定本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种天线，其特征在于，包括介质基板、金属地板、金属框、接地金属片、馈电单元和短路枝节；
所述馈电单元位于所述介质基板的第一面上，并在所述介质基板所在平面内呈弯折形状；
所述短路枝节与所述金属地板相连接；
所述金属框为闭合的金属矩形环状结构，环绕所述金属地板和所述介质基板，并与所述金属地板相距预设距离，所述金属框构成移动终端的边框；
所述金属框包括第一部分和第二部分，所述接地金属片将所述金属框的第一部分与其相邻的金属地板相连接，所述第二部分靠近所述馈电单元，所述第二部分与其相邻的金属地板之间的缝隙构成耦合辐射缝；
所述短路枝节包括第一短路枝节和第二短路枝节，所述第一短路枝节和第二短路枝节分别与所述金属地板相连接；
所述第一短路枝节从所述金属地板的边沿向外延伸；
所述第二短路枝节在所述介质基板所在平面内与所述馈电单元相互嵌套；
所述第二短路枝节位于所述介质基板的第一面上，所述第一短路枝节位于所述介质基板的第二面上；
所述第一短路枝节和所述第二短路枝节的局部上下重叠，相互耦合。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述馈电单元呈U形，所述U形的第一边靠近所述短路枝节，所述U形的第二边靠近所述金属框。
3.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述U形的第二边的宽度大于第一边，所述第二边垂直连接有长条形金属片，所述长条形金属片沿着所述第二边的长度方向延伸。
4.如权利要求1所述的天线，其特征在于，
所述接地金属片为长条形，包括第一接地金属片和第二接地金属片；
所述金属框的第一部分包括第一子部分和第二子部分，所述第一子部分和第二子部分分别位于所述金属框的相对的两条边上；
所述第一接地金属片将所述第一子部分与其相邻的金属地板相连接，所述第二接地金属片将所述第二子部分与其相邻的金属地板相连接。
5.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述耦合辐射缝的长度为900MHz对应波长的二分之一。
6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-5任一项所述的天线。
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