CN105870599A - 一种全金属三段式lte频段手机天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全金属三段式LTE频段手机天线，包括位于同一平面上且共轴的主天线金属结构本体、金属后壳和副天线金属结构本体；所述主天线金属结构本体通过第一连接线、匹配网络与天线馈电端连接；主天线金属结构本体通过第二连接线、高通滤波器与天线回地端连接。与现有技术相比，本发明使用单馈方式，形式简单，易于实现；使用匹配网络，有效改善了低频阻抗特性，从而覆盖LTE低频700‑960MHZ；使用高通滤波器，在不改变低频阻抗前提下，能够提高高频带宽潜能，从而拓宽了LTE高频使其覆盖1700‑2700MHz。

Description

一种全金属三段式LTE频段手机天线
技术领域：
本发明属于手机天线，具体涉及的是一种全金属三段式LTE频段手机天线。
背景技术：
采用金属壳体的手机由于在结构强度和材质质感方面的优势，深受消费者青睐。而采用金属壳体的手机，因金属壳体问题会导致天线效率低下，性能差等问题。
为了解决上述问题，中国专利CN204651481U提出了一种应用在通信设备上的全金属后盖多频段天线(见图1)，其包括位于同一平面的第一金属后盖100与第二金属后盖200，第一金属后盖100与第二金属后盖200之间设有缝隙，第一金属后盖100上设置有主板，在第一金属后盖100与第二金属后盖200之间设置有第一接地点202，第二金属后盖200上设有第一馈电点201、第二馈电点203及第二接地点204，第二金属后盖200上设有第一分支天线205与第二分支天线206，第一分支天线205与第二馈电点203连接，第二分支天线206与第二接地点204连接，第一分支天线205、第二分支天线206及第二金属后盖200共同构成天线辐射体。这种设计方案虽然可以解决金属壳体手机天线性能的问题，但是其存在如下缺陷：一、使用双馈方式馈电，方式复杂；二、低频只覆盖到790-960MHz，无法实现LTE低频全覆盖；三、不能充分利用第二金属后盖，需要额外的第一分支天线和第二分支天线。
发明内容：
为此，本发明的目的在于提供一种单馈馈电、覆盖LTE全频段、同时无需多余走线的全金属三段式LTE频段手机天线。
为实现上述目的，本发明主要采用如下技术方案：
一种全金属三段式LTE频段手机天线，包括位于同一平面上且共轴的主天线金属结构本体、金属后壳和副天线金属结构本体；所述金属后壳位于主天线金属结构本体和副天线金属结构本体之间，且金属后壳与主天线金属结构本体之间设置有第一缝隙，金属后壳与副天线金属结构本体之间设置有第二缝隙；所述主天线金属结构本体中设置有第一连接线和第二连接线，所述主天线金属结构本体通过第一连接线与天线馈电端连接；主天线金属结构本体通过第二连接线与天线回地端连接。
优选地，所述第一连接线与天线馈电端之间还设置有一匹配网络。
优选地，所述第二连接线与天线回地端之间还设置有一高通滤波器。
优选地，所述第一连接线和第二连接线为矩形、梯形、三角形、菱形、圆形、椭圆形或不规则图形。
优选地，所述第一缝隙及第二缝隙的宽度均为2mm。
优选地，所述金属后壳上设置有用于安装线路板的第一腔体和用于安装电池的第二腔体。
优选地，所述主天线金属结构本体中安装有喇叭、USB接口和振动马达。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
一、本发明使用单馈方式，形式简单，易于实现；
二、本发明使用匹配网络，有效改善了低频阻抗特性，从而覆盖LTE低频700-960MHZ；
三、本发明使用高通滤波器，在不改变低频阻抗前提下，能够提高高频带宽潜能，从而拓宽了LTE高频使其覆盖1700-2700MHz。
附图说明：
图1为现有的全金属后盖多频段天线立体结构示意图；
图2为本发明全金属三段式LTE频段手机天线的结构示意图；
图3为本发明金属后壳的结构示意图；
图4为本发明金属后壳与主天线金属结构本体的连接结构示意图；
图5为本发明部分元器件与金属后壳及主天线金属结构本体的连接结构示意图；
图6为依次加入匹配网络和高通滤波器后天线S11对比图；
图7为加入和不加高通滤波器的带宽潜能对比图；
图8为天线在LTE各频段的效率分布图。
图中标识说明：主天线金属结构本体1、金属后壳2、第一缝隙21、第二缝隙21’第一腔体3、第二腔体4、副天线金属结构本体5、天线馈电位置6、天线回地位置6’、匹配网络7、高通滤波器7’、第一连接线8、第二连接线8’、喇叭9、USB接口10、振动马达11。
具体实施方式：
为阐述本发明的思想及目的，下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
本发明提出了一种全金属三段式LTE频段手机天线，其具有单馈馈电，覆盖LTE全频段，同时无需多余走线的特点，以解决现有全金属后盖多频段天线所存在的双馈电方式复杂、无法实现LTE低频全覆盖以及需要多余走线的问题。
如图2所示，图2为本发明全金属三段式LTE频段手机天线的结构示意图。本实施例中所述的金属三段式LTE频段手机天线主要包括有主天线金属结构本体1、金属后壳2和副天线金属结构本体5三个部分。
主天线金属结构本体1、金属后壳2和副天线金属结构本体5位于同一平面上且共用同一轴心线，三者共同构成了手机壳体，其中主天线金属结构本体1位于金属后壳2的下端，副天线金属结构本体5位于金属后壳2的上端。
金属后壳2与主天线金属结构本体1之间设置有第一缝隙21，金属后壳2与副天线金属结构本体5之间设置有第二缝隙21’。其中第一缝隙21及第二缝隙21’的宽度根据实际使用情况不同而有所不同，本实施例中的宽度优选为2mm。
如图3所示，图3为本发明金属后壳的结构示意图。金属后壳2中设置有第一腔体3和第二腔体4，其中第一腔体3中对应安装有线路板，第二腔体4中对应安装有电池。
如图4所示，图4为本发明金属后壳与主天线金属结构本体的连接结构示意图。主天线金属结构本体1中设置有第一连接线8和第二连接线8’，主天线金属结构本体1通过第一连接线8、匹配网络7与天线馈电端6连接；主天线金属结构本体1通过第二连接线8’、高通滤波器7’与天线回地端6’连接。
需要说明的是，本实施例中采用的连接线为一支连接线，其对应到回地端，而在其他实施例中采用多支连接线到回地端也可以达到本发明的效果。
本实施例中采用的高通滤波器由电容电感组成，在其他实施例中采用电容电感组合，开关，可变电容，耦合器件如叉指类容性耦合器件也可以达到同样的效果。
本实施例中第一连接线8和第二连接线8’为矩形、梯形、三角形、菱形、圆形、椭圆形或其他规则或不规则图形。
图5为本发明部分元器件与金属后壳及主天线金属结构本体的连接结构示意图。主天线金属结构本体1中还安装有喇叭9、USB接口10和振动马达11，所述喇叭9、USB接口10和振动马达11可对应与安装在金属后壳2的第一腔体3中的线路板连接。
其中对于喇叭9、USB接口10和振动马达11的安装位置根据手机的实际设计方案不同而对应有所不同。
如图6所示，图6为依次加入匹配网络和高通滤波器后天线S11对比图。其中“不加匹配网络+不加高通滤波器”的S11用Dot线型表示；“加入匹配网络+不加高通滤波器”的S11用Dash线型表示；“加入匹配网络+加入高通滤波器”的S11用粗实线线型表示，从图中可以看出：当加入匹配网络，改善低频阻抗特性，从而拓宽低频带宽；当加入高通滤波器，在不改变低频阻抗特性的前提下，使天线在高频1800MHz产生一个谐振。
如图7所示，图7为加入和不加高通滤波器的带宽潜能对比图。由图可知，当加入高通滤波器后，提高了天线在1700-2100MHz的带宽潜能，从而使LTE高频1700-2700MHz被完全覆盖。
如图8所示，图8为天线在LTE各频段的效率分布图。由图可知，700-960MHz和1700-2700MHz效率均在75％以上。
虽然，本发明采用的是单馈馈电方式，但是基于本方案的基础上修改的多馈如双馈/三馈/四馈等也可以达到同样的效果。
以上是对本发明所提供的全金属三段式LTE频段手机天线进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种全金属三段式LTE频段手机天线，其特征在于，包括位于同一平面上且共轴的主天线金属结构本体(1)、金属后壳(2)和副天线金属结构本体(5)；所述金属后壳(2)位于主天线金属结构本体(1)和副天线金属结构本体(5)之间，且金属后壳(2)与主天线金属结构本体(1)之间设置有第一缝隙(21)，金属后壳(2)与副天线金属结构本体(5)之间设置有第二缝隙(21’)；所述主天线金属结构本体(1)中设置有第一连接线(8)和第二连接线(8’)，所述主天线金属结构本体(1)通过第一连接线(8)与天线馈电端(6)连接；主天线金属结构本体(1)通过第二连接线(8’)与天线回地端(6’)连接。
2.如权利要求1所述的全金属三段式LTE频段手机天线，其特征在于，所述第一连接线(8)与天线馈电端(6)之间还设置有一匹配网络(7)。
3.如权利要求1或2所述的全金属三段式LTE频段手机天线，其特征在于，所述第二连接线(8’)与天线回地端(6’)之间还设置有一高通滤波器(7’)。
4.如权利要求3所述的全金属三段式LTE频段手机天线，其特征在于，所述第一连接线(8)和第二连接线(8’)为矩形、梯形、三角形、菱形、圆形、椭圆形或不规则图形。
5.如权利要求3所述的全金属三段式LTE频段手机天线，其特征在于，所述第一缝隙(21)及第二缝隙(21’)的宽度均为2mm。
6.如权利要求3所述的全金属三段式LTE频段手机天线，其特征在于，所述金属后壳(2)上设置有用于安装线路板的第一腔体(3)和用于安装电池的第二腔体(4)。
7.如权利要求6所述的全金属三段式LTE频段手机天线，其特征在于，所述主天线金属结构本体(1)中还安装有喇叭(9)、USB接口(10)和振动马达(11)。
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