CN106329095B - 用于手机的天线和具有其的手机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于手机的天线和具有其的手机，用于手机的天线包括：手机中壳，手机中壳包括金属中支撑板和金属边框，金属中支撑板上设有支撑板横向缝隙和支撑板纵向缝隙，金属边框上设有边框横向缝隙；激励片，激励片包括馈电结构和与第三辐射路径，馈电结构在支撑板横向缝隙的宽度方向上覆盖支撑板横向缝隙；介质填充层，介质填充层设在激励片和金属中支撑板之间且填充支撑板横向缝隙、支撑板纵向缝隙和边框横向缝隙；匹配网络，匹配网络分别与馈电结构和金属中支撑板相连。根据本发明实施例的用于手机的天线的带宽较宽，能够满足2G、3G和4G通信，且结构简单、成本低、损耗小、能够减小手机厚度及提升手机的外观。

Description

用于手机的天线和具有其的手机

技术领域

本发明涉及通讯设备技术领域，具体而言，涉及一种用于手机的天线和具有所述用于手机的天线的手机。

背景技术

随着智能手机以及通信技术的发展，人们越来越倾向于使用金属质感的手机，同时要求更快的通信质量。如今的通信电子设备通常需要同时覆盖2G、3G和4G网络，通信带宽要求非常宽，通信频率需要覆盖(791-960MHz,1710-2690MHz),对于采用金属边框的手机，天线设计困难且性能难以满足要求。

相关技术中通过在与PCB板相连的金属边框上开设平行的两个缝隙，构成三个回路辐射，且设置电子开关切换电路来扩宽带宽以满足通讯要求。该种手机天线不仅结构复杂，而且电子开关的设置增加了成本和损耗，此外，天线体部分需设置在支架上，支架的高度限制了手机的厚度无法做薄，缝隙的设置也影响手机的外观。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种用于手机的天线，该用于手机的天线的带宽较宽，能够满足2G、3G和4G通信，且结构简单、成本低、损耗小、能够减小手机厚度及提升手机的外观。

本发明还提出一种具有所述用于手机的天线的手机。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种用于手机的天线，所述用于手机的天线包括：手机中壳，所述手机中壳包括金属中支撑板和围绕所述金属中支撑板设置的金属边框，所述金属中支撑板上设有沿所述金属中支撑板的横向延伸的支撑板横向缝隙和沿所述金属中支撑板的纵向延伸的支撑板纵向缝隙，所述金属边框上设有沿所述金属边框的横向延伸的边框横向缝隙，其中，所述支撑板横向缝隙的两端封闭，所述边框横向缝隙的两端分别从所述金属边框的两边沿敞开，所述支撑板纵向缝隙的一端与所述支撑板横向缝隙连通且另一端与所述边框横向缝隙连通；激励片，所述激励片设在所述金属中支撑板的一侧，所述激励片包括馈电结构和与所述馈电结构相连的第三辐射路径，所述馈电结构在所述支撑板横向缝隙的宽度方向上覆盖所述支撑板横向缝隙；介质填充层，所述介质填充层设在所述激励片和所述金属中支撑板之间且填充所述支撑板横向缝隙、所述支撑板纵向缝隙和所述边框横向缝隙；匹配网络，所述匹配网络设在所述金属中支撑板的所述一侧且分别与所述馈电结构和所述金属中支撑板相连。

根据本发明实施例的用于手机的天线的带宽较宽，能够满足2G、3G和4G通信，且结构简单、成本低、损耗小、能够减小手机厚度及提升手机的外观。

另外，根据本发明上述实施例的用于手机的天线还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述支撑板横向缝隙和所述支撑板纵向缝隙均邻近所述金属中支撑板的边沿设置。

根据本发明的一个实施例，所述支撑板横向缝隙邻近所述金属中支撑板的上沿设置，所述支撑板纵向缝隙的下端与所述支撑板横向缝隙连通且上端与所述边框横向缝隙连通。

根据本发明的一个实施例，所述支撑板横向缝隙的宽度为0.5-5毫米，所述支撑板纵向缝隙的宽度和所述边框横向缝隙的宽度均为0.5-3毫米。

根据本发明的一个实施例，所述馈电结构包括：第一横向支，所述第一横向支沿所述金属中支撑板的横向延伸，在所述金属中支撑板的纵向上，所述第一横向支位于所述支撑板横向缝隙和所述金属中支撑板的邻近所述支撑板横向缝隙的边沿之间；第二横向支，所述第二横向支沿所述金属中支撑板的横向延伸且与所述第一横向支相连，所述第二横向支的宽度大于所述第一横向支的宽度，所述第二横向支在所述支撑板横向缝隙的宽度方向上覆盖所述支撑板横向缝隙，所述匹配网络与所述第二横向支相连，所述第二横向支具有用于连接信号线的馈电信号接入点。

根据本发明的一个实施例，所述第三辐射路径沿所述金属中支撑板的横向延伸且与所述第二横向支相连。

根据本发明的一个实施例，所述第三辐射路径通过电感器件或电容器件与所述第二横向支相连。

根据本发明的一个实施例，所述激励片与所述金属中支撑板之间相距0.5-2毫米。

根据本发明的一个实施例，所述金属边框的外周面上设有沿所述金属边框的横向延伸的凹槽，所述凹槽的两端分别从所述金属边框的所述两边沿敞开，所述边框横向缝隙和所述凹槽以所述金属中支撑板的纵向中心线为对称轴对称设置，所述介质填充层填充所述凹槽。

根据本发明的一个实施例，所述凹槽的深度为0.2毫米，所述凹槽的宽度与所述边框横向缝隙的宽度相等。

根据本发明的一个实施例，所述介质填充层包括：隔离部，所述隔离部设在所述金属中支撑板和所述激励片之间；支撑板横向缝隙填充部，所述支撑板横向缝隙填充部与所述隔离部相连且填充所述支撑板横向缝隙；支撑板纵向缝隙填充部，所述支撑板纵向缝隙填充部与所述支撑板横向缝隙填充部相连且填充所述支撑板纵向缝隙；边框横向缝隙填充部，所述边框横向缝隙填充部与所述支撑板纵向缝隙填充部相连且填充所述边框横向缝隙；凹槽填充部，所述凹槽填充部与所述隔离部间隔设置且填充所述凹槽。

根据本发明的一个实施例，所述介质填充层为介电常数小于或等于3的塑胶。

根据本发明的第二方面的实施例提出一种手机，所述手机包括根据本发明的第一方面的实施例所述的用于手机的天线。

根据本发明实施例的手机具有通讯能力强、结构简单、成本低、厚度小、外观整齐美观等优点。

附图说明

图1是根据本发明实施例的用于手机的天线的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的用于手机的天线的局部结构示意图。

图3是根据本发明实施例的用于手机的天线的手机中壳的局部结构示意图。

图4是根据本发明实施例的用于手机的天线的激励片和匹配网络的结构示意图。

图5是根据本发明实施例的用于手机的天线的介质填充层的结构示意图。

图6是根据本发明实施例的用于手机的天线的剖视图。

图7是根据本发明实施例的用于手机的天线的频带图。

附图标记：用于手机的天线1、手机中壳10、金属中支撑板11、金属边框12、支撑板横向缝隙13、支撑板纵向缝隙14、边框横向缝隙15、凹槽16、激励片20、馈电结构21、第三辐射路径22、第一横向支23、第二横向支24、馈电信号接入点25、介质填充层30、隔离部31、支撑板横向缝隙填充部32、支撑板纵向缝隙填充部33、边框横向缝隙填充部34、凹槽填充部35、匹配网络40。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的用于手机的天线1。

如图1-图7所示，根据本发明实施例的用于手机的天线1包括手机中壳10、激励片20、介质填充层30和匹配网络40。

手机中壳10位于手机的屏幕和电池之间以加强手机的结构强度。手机中壳10包括金属中支撑板11和金属边框12，金属边框12围绕金属中支撑板11设置且与金属中支撑板11一体成型，金属中支撑板11在金属边框12的宽度方向上可以位于金属边框12的中心处。金属中支撑板11上设有沿金属中支撑板11的横向延伸的支撑板横向缝隙13和沿金属中支撑板11的纵向延伸的支撑板纵向缝隙14，金属边框12上设有沿金属边框12的横向延伸的边框横向缝隙15，支撑板横向缝隙13和支撑板纵向缝隙14沿金属中支撑板11的厚度方向贯通金属中支撑板11，边框横向缝隙15沿金属边框12的厚度方向贯通金属边框12。其中，支撑板横向缝隙13的两端封闭，边框横向缝隙15的两端分别从金属边框12的两边沿敞开，支撑板纵向缝隙14的一端与支撑板横向缝隙13连通且另一端与边框横向缝隙15连通，支撑板横向缝隙13和支撑板纵向缝隙14交叉成T形。激励片20设在金属中支撑板11的一侧，激励片20包括馈电结构21和与馈电结构21相连的第三辐射路径22，馈电结构21在支撑板横向缝隙13的宽度方向上覆盖支撑板横向缝隙13。本领域的技术人员可以理解地是，支撑板横向缝隙13的宽度方向是指，支撑板横向缝隙13的短边的延伸方向。介质填充层30设在激励片20和金属中支撑板11之间且填充支撑板横向缝隙13、支撑板纵向缝隙14和边框横向缝隙15。匹配网络40设在金属中支撑板11的所述一侧且分别与馈电结构21和金属中支撑板11相连。

其中，金属中支撑板11的横向如附图中的箭头A所示，金属中支撑板11的纵向如附图中的箭头B所示。

根据本发明实施例的用于手机的天线1，采用手机中壳10作为天线辐射体，不仅可以避免天线信号被屏蔽，而且在增强手机的结构强度的同时可以降低手机的厚度。

并且，通过在金属中支撑板11上设置交叉成T形的支撑板横向缝隙13和支撑板纵向缝隙14，在金属边框12上设置与支撑板纵向缝隙14连通的边框横向缝隙15，且激励片20包含第三辐射路径22，利用耦合馈电形式的信号激励方式产生较宽的频带，依靠支撑板横向缝隙13、支撑板纵向缝隙14和边框横向缝隙15通过利用金属边框12和金属中支撑板11形成辐射路径和激励片20结合匹配网络40辐射通信，覆盖WWAN(无线广域网)和LTE(长期演进)频段，满足国内通信。

具体而言，如图3和图7示，以支撑板纵向缝隙14和边框横向缝隙15分隔形成第一辐射路径L1和第二辐射路径L2，激励片20通过耦合馈电形式激励第一辐射路径L1在低频产生谐振覆盖791-960MHz，第二辐射路径二L2、第一辐射路径L1和馈电结构21之间的耦合，并且通过第三辐射路径22产生额外谐振扩展高频带宽，在高频覆盖1710-2690MHz。

进而，用于手机的天线1无需使用电子开关切换电路来拓展带宽就能满足2G、3G、4G通信，节省了成本，避免了开关引入的损耗，提升了天线性能。

此外，利用介质填充层30通过一体成型技术对支撑板横向缝隙13、支撑板纵向缝隙14和边框横向缝隙15进行填充，既可以将激励片20和金属中支撑板11隔离，又可以在美化手机外观的同时防止杂质进入。

因此，根据本发明实施例的用于手机的天线1的带宽较宽，能够满足2G、3G和4G通信，且结构简单、成本低、损耗小、能够减小手机厚度及提升手机的外观。

下面参考附图描述根据本发明具体实施例的用于手机的天线1

在本发明的一些具体实施例中，如图1-图7所示，根据本发明实施例的用于手机的天线1包括手机中壳10、激励片20、介质填充层30和匹配网络40。

其中，如图1-如3所示，支撑板横向缝隙13和支撑板纵向缝隙14均邻近金属中支撑板11的边沿设置，以使支撑板横向缝隙13和支撑板纵向缝隙14避开手机的LCD屏(液晶显示屏)。

具体而言，支撑板横向缝隙13邻近金属中支撑板11的上沿设置(上下方向以具有用于手机的天线1的手机正常使用时的上下方向为准)，支撑板纵向缝隙14的下端与支撑板横向缝隙13连通，支撑板纵向缝隙14的上端从金属中支撑板11的上沿敞开且与边框横向缝隙15连通。

可选地，支撑板横向缝隙13的宽度为0.5-5毫米，支撑板纵向缝隙14的宽度和边框横向缝隙15的宽度均为0.5-3毫米。优选地，支撑板横向缝隙13的宽度为3.5毫米，支撑板纵向缝隙14的宽度和边框横向缝隙15的宽度均为1.5毫米。

在本发明的一些具体示例中，如图1-图3所示，激励片20邻近支撑板横向缝隙13的以支撑板纵向缝隙14分隔后长度较长的一侧设置，即邻近第一辐射路径L1设置。

具体地，如图4所示，馈电结构21包括第一横向支23和第二横向支24。第一横向支23沿金属中支撑板11的横向延伸，且第一横向支23在金属中支撑板11的纵向上位于支撑板横向缝隙13和金属中支撑板11的邻近支撑板横向缝隙13的边沿之间，即第一横向支23位于支撑板横向缝隙13和金属中支撑板11的上沿之间。第二横向支24沿金属中支撑板11的横向延伸，且第二横向支24的下沿与第一横向支23的上沿相连，第二横向支24的宽度大于第一横向支23的宽度且第一横向支23的长度大于第二横向支24的长度，第二横向支24在支撑板横向缝隙13的宽度方向上覆盖支撑板横向缝隙13。匹配网络40与第二横向支24相连，第二横向支24具有用于连接信号线的馈电信号接入点25。第三辐射路径22沿金属中支撑板11的横向延伸，第三辐射路径22的一端通过电感器件或电容器件与第二横向支24相连。优选地，第三辐射路径22的一端通过电感器件与第二横向支24相连。由此可以保证激励片20的激励效果。

可选地，激励片20与金属中支撑板11之间相距0.5-2毫米。优选地，激励片20与金属中支撑板11之间相距1毫米。

在本发明的一些具体实施例中，如图1-图3所示，金属边框12的上表面上设有沿金属边框12的横向延伸的凹槽16，凹槽16的两端分别从金属边框12的所述两边沿敞开，边框横向缝隙15和凹槽16以金属中支撑板11的纵向中心线为对称轴对称设置，介质填充层30填充凹槽16。本领域的技术人员需要理解地是，支撑板横向缝隙13和支撑板纵向缝隙14沿金属中支撑板11的厚度方向贯通金属中支撑板11，边框横向缝隙15沿金属边框12的厚度方向贯通金属边框12的金属边框12，而凹槽16并不贯通金属边框12。通过在金属边框12上设置凹槽16，凹槽16可以形成虚构的缝隙，从而使凹槽16和边框横向缝隙15在手机中壳10的外观上对称，以起到美化效果。

其中，金属边框12的横向如附图中的箭头C所示。

可选地，凹槽16的深度为0.2毫米，凹槽16的宽度与边框横向缝隙15的宽度相等。

在本发明的一些具体示例中，如图5所示，介质填充层30包括隔离部31、支撑板横向缝隙填充部32、支撑板纵向缝隙填充部33、边框横向缝隙填充部34和凹槽填充部35。

隔离部31设在金属中支撑板11和激励片20之间。支撑板横向缝隙填充部32与隔离部31相连且填充支撑板横向缝隙13。支撑板纵向缝隙填充部33与支撑板横向缝隙填充部32相连且填充支撑板纵向缝隙14。边框横向缝隙填充部34与支撑板纵向缝隙填充部33相连且填充边框横向缝隙15。凹槽填充部35与隔离部31间隔设置且填充凹槽16。

为了保证介质填充层30的隔离效果，介质填充层30为介电常数小于或等于3的塑胶。

下面描述根据本发明实施例的手机。根据本发明实施例的手机包括根据本发明上述实施例的用于手机的天线1，所述手机的手机屏和电池分别位于手机中壳10的两侧。

根据本发明实施例的手机，通过利用根据本发明上述实施例的用于手机的天线1，具有通讯能力强、结构简单、成本低、厚度小、外观整齐美观等优点。

根据本发明实施例的手机的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种用于手机的天线，其特征在于，包括：

手机中壳，所述手机中壳包括金属中支撑板和围绕所述金属中支撑板设置的金属边框，所述金属中支撑板上设有沿所述金属中支撑板的横向延伸的支撑板横向缝隙和沿所述金属中支撑板的纵向延伸的支撑板纵向缝隙，所述金属边框上设有沿所述金属边框的横向延伸的边框横向缝隙，其中，所述支撑板横向缝隙的两端封闭，所述边框横向缝隙的两端分别从所述金属边框的两边沿敞开，所述支撑板纵向缝隙的一端与所述支撑板横向缝隙连通且另一端与所述边框横向缝隙连通；

激励片，所述激励片设在所述金属中支撑板的一侧，所述激励片包括馈电结构和与所述馈电结构相连的第三辐射路径，所述馈电结构在所述支撑板横向缝隙的宽度方向上覆盖所述支撑板横向缝隙；

介质填充层，所述介质填充层设在所述激励片和所述金属中支撑板之间且填充所述支撑板横向缝隙、所述支撑板纵向缝隙和所述边框横向缝隙；

匹配网络，所述匹配网络设在所述金属中支撑板的所述一侧且分别与所述馈电结构和所述金属中支撑板相连；

以所述支撑板纵向缝隙和所述边框横向缝隙分隔形成第一辐射路径L1和第二辐射路径L2，所述激励片通过耦合馈电形式激励第一辐射路径L1在低频产生谐振覆盖791-960MHz，所述第二辐射路径二L2、所述第一辐射路径L1和所述馈电结构之间的耦合，并且通过所述第三辐射路径产生额外谐振扩展高频带宽，在高频覆盖1710-2690MHz。

2.根据权利要求1所述的用于手机的天线，其特征在于，所述支撑板横向缝隙和所述支撑板纵向缝隙均邻近所述金属中支撑板的边沿设置。

3.根据权利要求2所述的用于手机的天线，其特征在于，所述支撑板横向缝隙邻近所述金属中支撑板的上沿设置，所述支撑板纵向缝隙的下端与所述支撑板横向缝隙连通且上端与所述边框横向缝隙连通。

4.根据权利要求1所述的用于手机的天线，其特征在于，所述支撑板横向缝隙的宽度为0.5-5毫米，所述支撑板纵向缝隙的宽度和所述边框横向缝隙的宽度均为0.5-3毫米。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的用于手机的天线，其特征在于，所述馈电结构包括：

第一横向支，所述第一横向支沿所述金属中支撑板的横向延伸，在所述金属中支撑板的纵向上，所述第一横向支位于所述支撑板横向缝隙和所述金属中支撑板的邻近所述支撑板横向缝隙的边沿之间；

第二横向支，所述第二横向支沿所述金属中支撑板的横向延伸且与所述第一横向支相连，所述第二横向支的宽度大于所述第一横向支的宽度，所述第二横向支在所述支撑板横向缝隙的宽度方向上覆盖所述支撑板横向缝隙，所述匹配网络与所述第二横向支相连，所述第二横向支具有用于连接信号线的馈电信号接入点。

6.根据权利要求5所述的用于手机的天线，其特征在于，所述第三辐射路径沿所述金属中支撑板的横向延伸且与所述第二横向支相连。

7.根据权利要求6所述的用于手机的天线，其特征在于，所述第三辐射路径通过电感器件或电容器件与所述第二横向支相连。

8.根据权利要求1所述的用于手机的天线，其特征在于，所述激励片与所述金属中支撑板之间相距0.5-2毫米。

9.根据权利要求1所述的用于手机的天线，其特征在于，所述金属边框的外周面上设有沿所述金属边框的横向延伸的凹槽，所述凹槽的两端分别从所述金属边框的所述两边沿敞开，所述边框横向缝隙和所述凹槽以所述金属中支撑板的纵向中心线为对称轴对称设置，所述介质填充层填充所述凹槽。

10.根据权利要求9所述的用于手机的天线，其特征在于，所述凹槽的深度为0.2毫米，所述凹槽的宽度与所述边框横向缝隙的宽度相等。

11.根据权利要求9所述的用于手机的天线，其特征在于，所述介质填充层包括：

隔离部，所述隔离部设在所述金属中支撑板和所述激励片之间；

支撑板横向缝隙填充部，所述支撑板横向缝隙填充部与所述隔离部相连且填充所述支撑板横向缝隙；

支撑板纵向缝隙填充部，所述支撑板纵向缝隙填充部与所述支撑板横向缝隙填充部相连且填充所述支撑板纵向缝隙；

边框横向缝隙填充部，所述边框横向缝隙填充部与所述支撑板纵向缝隙填充部相连且填充所述边框横向缝隙；

凹槽填充部，所述凹槽填充部与所述隔离部间隔设置且填充所述凹槽。

12.根据权利要求1所述的用于手机的天线，其特征在于，所述介质填充层为介电常数小于或等于3的塑胶。

13.一种手机，其特征在于，包括根据权利要求1-12中任一项所述的用于手机的天线。