CN105990673A - 一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法,解决现有的印刷缝隙型手机天线带宽窄、尺寸大的问题。所述的缝隙位于电路板的地上,由二至三个缝隙单元连接组成阶梯形状,缝隙的左端开路。所述的馈电线采用50Ω微带线与三个金属贴片单元组合形成折合形状,并在终端开路,其开路端与缝隙的开路端指向相同的电路板侧边,馈电线的边界围绕缝隙的边界弯折,易于降低回波损耗实现宽带匹配。金属贴片在地上的投影落在缝隙的内部,不占用电路板的额外面积,保持了天线的小型化。所述的缝隙单元为矩形或者圆形或者椭圆形,所述的金属贴片单元为矩形或者圆形或者椭圆形。本发明结构简单、思路清晰、易于实现,工程应用价值很大。
Description
技术领域
本发明涉及印刷缝隙型手机天线,特别涉及一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法。
背景技术
印刷缝隙天线具有体积小、重量轻、易于集成等优点,在移动通信、卫星通信等领域中广泛应用。而这些通信系统的终端设备要求天线具有小型化和宽带化的特性。例如安装在手机、笔记本、智能手表等设备内的天线需要具有体积小、重量轻的小型化特性,同时要支持移动通信的第二代(Second Generation,2G)、第三代(Third Generation,3G)、第四代(Fourth Generation,4G)、以及无线保真(Wireless Fidelity,WiFi)等多个工作频段,这就要求天线具有多频化与宽带化的特性。应用于手机内部的天线主要有五种基本类型:安装在手机塑料外壳上的平面倒F天线(Planar Inverted-F Antenna,PIFA)、单极天线以及印刷在手机电路板上的印刷PIFA、印刷单极、印刷缝隙天线。相对于其它类型天线,印刷缝隙天线具有低SAR、天线性能受人体环境影响小等优点,但是由于缺乏明确的理论模型,对于印刷缝隙天线的设计思路不清晰,目前已有的设计方法缺乏灵活性和多样性,存在面积大、带宽窄的缺点。本发明致力于解决印刷缝隙型手机天线设计中的带宽和体积的问题,提供实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法。
发明内容
一种实现印刷缝隙型手机天线小型化和宽带化的方法,所述的缝隙天线印刷在手机电路板上,包括三层结构:介质板、设置于介质板底面的地、设置于介质板顶面的馈电线。所述的缝隙位于电路板的地上,采用阶梯形状的一端开路一端闭合结构。所述的馈电线采用弯折、阶梯形状的开路结构。
所述的缝隙由二至三个缝隙单元连接形成阶梯形状,缝隙的一端开路另外一端闭合。
所述的馈电线由50Ω微带线与三个金属贴片单元连接组成阶梯形状,所述的金属贴片在终端开路,其开路端与缝隙的开路端指向相同的电路板侧边,其特征在于阶梯状金属贴片的边界围绕缝隙的边界弯折。
本发明与现有技术相比较,具有如下突出实质性特点和显著优点:
(1)本发明的缝隙采用阶梯形状的一端开路一端闭合的阶梯结构,易于实现缝隙的小型化,同时阶梯形状可以在地上的金属部分形成阶梯形的辐射区域,易于降低回波损耗,实现宽带匹配。
(2)本发明的馈电线采用阶梯形状、沿缝隙边界弯折、与缝隙同向开路的结构易于引导电流在地上沿着缝隙分布,降低回波损耗实现宽带匹配。
(3)本发明的馈电线的金属贴片部分在地上的投影落在缝隙的内部,不占用电路板的额外面积,保持了天线的小型化。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例2的结构示意图。
图3为本发明实施例3的结构示意图。
图4为本发明实施例4的结构示意图。
图5为本发明实施例5的结构示意图。
图6为本发明实施例1在s=31m时的回波损耗仿真图。
图7为本发明实施例1在s=59mm时的回波损耗仿真图。
图8为本发明实施例1在s=74mm时的回波损耗仿真图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例作详细说明:
实施例一:
参见图1,一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法,缝隙天线印刷在手机电路板上,包括三层结构:介质板(1)、设置于介质板底面的地(2)、设置于介质板顶面的馈电线(3)。所述的缝隙位于电路板的地(2)上,由(21)和(22)两部分连接组成,其中(21)采用矩形,(22)采用圆形,二者连接形成阶梯形状,(21)在电路板的(11)侧边开路。所述的馈电线采用50Ω微带线(30)与三个金属贴片(31)、(32)、(33)连接组成,其中(31)、(33)为矩形,(32)为圆形,三者连接形成阶梯结构,(31)的开路端指向电路板的侧边(11),(31)、(32)、(33)在地上的投影处于缝隙(21)、(22)的内部。
在本实施例中,通过优化天线的尺寸参数可以得到极宽的带宽。
较佳的,s在25-35mm范围内,可以覆盖GPS、GSM1800、GSM1900、UMTS、LTE2300、LTE2500、WiFi2000、WiFi5800、WiMax、UWB中的多个频段。图6显示了s=31mm时的回波损耗的仿真结果。
较佳的,s在55-75mm范围内,可以覆盖LTE700、GSM800、GSM900、UMTS、LTE2300、LTE2500、WiFi2000、WiFi5800、WiMax、UWB中的多个频段。图7显示了s=59mm时的回波损耗的仿真结果,图8显示了s=74mm时的回波损耗的仿真结果。
实施例二:
参见图2,一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法,缝隙天线印刷在手机电路板上,包括三层结构:介质板(1)、设置于介质板底面的地(2)、设置于介质板顶面的馈电线(3)。所述的缝隙位于电路板的地(2)上,由(21)、(22)、(25)三部分连接组成,其中(21)采用矩形,(22)采用圆形,二者连接形成阶梯形状,(21)在电路板的(11)侧边开路,(25)是缝隙的横向部分在电路板纵向的延伸。所述的馈电线采用50Ω微带线(30)与三个金属贴片(31)、(32)、(33)连接组成,其中(31)、(33)为矩形,(32)为圆形,三者连接形成阶梯结构,(31)的开路端指向电路板的侧边(11),(31)、(32)、(33)在地上的投影处于缝隙(21)、(22)的内部。
实施例三:
参见图3,一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法,缝隙天线印刷在手机电路板上,包括三层结构:介质板(1)、设置于介质板底面的地(2)、设置于介质板顶面的馈电线(3)。所述的缝隙位于电路板的地(2)上,由(21)、(22)、(23)连接组成,其中(21)、(23)采用矩形,(22)采用圆形,三者连接形成阶梯形状,(21)在电路板的(11)侧边开路。所述的馈电线采用50Ω微带线(30)与三个金属贴片(31)、(32)、(33)连接组成,其中(31)、(33)为矩形,(32)为圆形,三者连接形成阶梯结构,(31)的开路端指向电路板的侧边(11),(31)、(32)、(33)在地上的投影处于缝隙(21)、(22)、(23)的内部。
实施例四:
参见图4,一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法,缝隙天线印刷在手机电路板上,包括三层结构:介质板(1)、设置于介质板底面的地(2)、设置于介质板顶面的馈电线(3)。所述的缝隙位于电路板的地(2)上,由(21)和(22)两矩形连接组成阶梯结构,其中(21)在电路板的(11)侧边开路。所述的馈电线采用50Ω微带线(30)与三个矩形金属贴片(31)、(32)、(33)连接组成阶梯结构,(31)的开路端指向电路板的侧边(11),(31)、(32)、(33)在地上的投影处于缝隙(21)、(22)的内部。
实施例五:
参见图5,一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法,缝隙天线印刷在手机电路板上,包括三层结构:介质板(1)、设置于介质板底面的地(2)、设置于介质板顶面的馈电线(3)。所述的缝隙位于电路板的地(2)上,由(21)、(22)、(23)三个矩形连接形成阶梯结构,其中(21)在电路板的(11)侧边开路。所述的馈电线采用50Ω微带线(30)与三个矩形金属贴片(31)、(32)、(33)连接组成阶梯结构,(31)的开路端指向电路板的侧边(11),(31)、(32)、(33)在地上的投影处于缝隙(21)、(22)、(23)的内部。
Claims (4)
1.一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法,所述的缝隙型手机天线印刷在手机电路板上,包括三层结构:介质板(1)、设置于介质板底面的地(2)、设置于介质板顶面的馈电线(3),所述的缝隙位于电路板的地(2)上,其特征在于缝隙采用阶梯形状的一端开路一端闭合的结构,馈电线(3)采用弯折、阶梯形状的开路结构。
2.根据权利1所述的一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法,其特征在于缝隙由二至三个高度不同的缝隙单元连接组成阶梯形状,其特征在于缝隙单元(21)在电路板的(11)侧边开路,缝隙单元(22)末端闭合,所述的一端开路另一端闭合的阶梯结构易于实现的缝隙的小型化,所述的阶梯形状的缝隙在电路板的地(2)上的金属部分形成阶梯形状的辐射区域,易于降低回波损耗实现宽带匹配。
3.根据权利1所述的一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法,其特征在于馈电线采用50Ω微带线(30)与三个金属贴片单元(31)、(32)、(33)组合形成阶梯形状,金属贴片单元(31)的终端开路,其特征在于(31)的开路端与缝隙(21)的开路端都指向(11)侧边,阶梯状金属贴片的边界围绕缝隙的边界弯折,易于引导地上的电流沿着缝隙边界分布,从而降低回波损耗实现宽带匹配,所述的馈电线的金属贴片(31)、(32)、(33)在地上的投影落在缝隙的内部,不占用电路板的额外面积,保持了天线的小型化。
4.根据权利2所述的缝隙单元为矩形或者圆形或者椭圆形,根据权利3所述的金属贴片单元为矩形或者圆形或者椭圆形。
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