CN106450671B - 一种宽频带缝隙型手机天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种宽频带缝隙型手机天线，解决现有的手机天线低频段带宽窄的问题。该天线包括三层结构：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。所述的地上有两个开路缝隙，其中一个缝隙由一个矩形单元与一个圆形单元组合构成，其特征在于矩形单元内部含有一个弯折形状的金属贴片；另外一个缝隙为矩形。两个缝隙的开路端位于介质板的两个对边上。所述的馈电线由50Ω微带线与三个矩形金属贴片以及一个圆形贴片连接组成弯折结构，圆形贴片在地上的投影与圆形缝隙重合，馈电线在地上的投影围绕缝隙的边界弯折。天线的‑6dB带宽覆盖0.71‑1.01GHz，1.64‑2.73GHz，3.56‑12GHz。

Description

一种宽频带缝隙型手机天线
技术领域
本发明涉及一种手机天线，特别涉及一种宽频带缝隙型手机天线。
背景技术
目前应用的手机天线类型主要可分为平面倒F型(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)、印刷单极型、印刷缝隙型。其中印刷缝隙型手机天线具有低的SAR值、天线性能受人体影响小的优点。目前应用的缝隙型手机天线的缝隙以及馈电线多为矩形结构，天线在低频段的带宽窄，仅能覆盖GSM850(824-894MHz)与GSM900(880-960MHz)，不能覆盖LTE700(698-787MHz)频段。
已经公开的现有技术有：
2012年，发明人Zong Wei-Hua与Qu Xiao-Yun等人在Advanced MaterialResearch上发表题为“An ultra-wideband antenna for mobile handset applications”的论文，提出一款缝隙型手机天线。地面开有一个矩形与圆形组合的混合结构缝隙，缝隙上方保留一无金属区域。馈电结构为50Ω微带线与一圆形贴片以及一矩形贴片构成的弯折结构，馈电线的弯折方向与缝隙的开路方向相反。
上述现有技术的天线在高频段具有宽的带宽能够覆盖1.78-11GHz，但不能覆盖低频段GSM850、GSM900、LTE700。
发明内容
一种宽频带缝隙型手机天线，所述的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，包括一个混合形状开路缝隙与一个矩形开路缝隙。所述的馈电线采用矩形与圆形组合的弯折结构。
所述的混合形状开路缝隙由一个矩形单元与一个圆形单元组合构成，其特征在于矩形单元内部含有一个由四个矩形金属贴片组合构成的弯折形状的金属贴片。
所述的混合形状缝隙与矩形缝隙的开路端分别位于介质板的两个对边上。
所述的馈电线由50Ω微带线与三个矩形金属贴片以及一个圆形贴片连接组成弯折结构，其特征在于圆形贴片在地上的投影与圆形单元重合，馈电线在地上的投影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)本发明的缝隙采用两个开路缝隙，其中圆形单元与矩形单元组合构成的混合形状缝用于隙激励低频段谐振；矩形缝隙用于激励高频段谐振。
(2)本发明的馈电线采用矩形贴片与圆形贴片组合构成的弯折结构，可以同时满足低频段与高频段的匹配，获得宽频带。
(3)本发明的混合形状缝隙的矩形单元内部含有弯折结构的金属贴片，可以降低低频段的截止频率，同时降低高频段的回波损耗。
附图说明
图1为本发明一种宽频带缝隙型手机天线的结构示意图。
图2为本发明天线与参考天线在0.5-2.5GHz的回波损耗图。
图3为本发明天线在2.5-10GHz的回波损耗图。
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1，一种缝隙型宽频带手机天线，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，包括一个混合形状开路缝隙与一个矩形开路缝隙23。其中混合形状缝隙由矩形单元21与圆形单元22组合构成，21在电路板的11侧边开路。矩形缝隙23在电路板的13侧边开路。所述的混合形状缝隙的矩形单元21内部含有一个由四个矩形金属贴片41、42、43、44组合而成的弯折形状的金属贴片，其中矩形贴片41与缝隙21的下边界垂直相接并向介质板的14边界延伸；矩形贴片42与41垂直相接并向介质板的13边界延伸；矩形贴片43与42垂直相接并向介质板的14边界延伸，矩形贴片44与43垂直相接并向介质板的11边界延伸。
所述的馈电线采用50Ω微带线30与第一矩形金属贴片31、圆形贴片32、第二矩形金属贴片33、第三矩形金属贴片34连接组成弯折结构。其中第三矩形金属贴片34与50Ω微带线30垂直相接并向介质板的13边界延伸；第二矩形金属贴片33与第三矩形金属贴片34垂直相接并向介质板的14边界延伸；第一矩形金属贴片31平行于介质板的14边界；圆形贴片32与第一矩形金属贴片31、第三矩形金属贴片34相接，圆形贴片32在地2上的投影与圆形单元22重合。所述第一矩形金属贴片31在地2上的投影围绕所述矩形单元21弯折，所述圆形贴片32在地2上的投影与圆形单元22重合，所述第二矩形金属贴片33和第三矩形金属贴片34在地2上的投影围绕所述矩形开路缝隙23弯折
在本实施例中，电路板采用0.8mm厚FR4材料，尺寸为60mm×115mm。通过优化天线的尺寸参数可以得到宽的带宽。较佳的，s＝59mm，r＝6mm，h1＝4mm。
图2显示了本发明天线与参考天线在0.5-2.5GHz的回波损耗的仿真结果，其中天线1的地面仅含有混合形状缝隙21、22，天线2是在天线1的基础上在地上增加了矩形缝隙23。可见混合形状的缝隙在低频具有宽的带宽，但高频段不能覆盖1.71-2.17GHz的DCS、PCS、UMTS频段。矩形缝隙23可以激励高频谐振，覆盖1.71-2.17GHz，同时低频段的截止频率左移。弯折形状的金属贴片41、42、43、44能够降低低频段截止频率，同时降低高频段回波损耗。
图3是本发明天线在2.5-12GHz的回波损耗图。
从图2和图3可见本发明天线的-6dB带宽覆盖0.71-1.01GHz，1.64-2.73GHz，3.56-12GHz。

Claims (2)

1.一种宽频带缝隙型手机天线，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)，缝隙位于电路板的地(2)上，其特征在于包括一个混合形状开路缝隙与一个矩形开路缝隙(23)，馈电线(3)采用弯折结构，所述混合形状开路缝隙位于所述矩形开路缝隙(23)的上方；
其中，所述混合形状缝隙由矩形单元(21)与圆形单元(22)组合构成，矩形单元(21)在电路板的左侧边(11)开路，矩形开路缝隙(23)在电路板的右侧边(13)开路，所述的混合形状缝隙的矩形单元(21)内部含有一个由四个矩形金属贴片(41)、(42)、(43)、(44)组合而成的弯折形状的金属贴片；
所述馈电线采用50Ω微带线(30)与第一矩形金属贴片(31)、圆形贴片(32)、第二矩形金属贴片(33)、第三矩形金属贴片(34)连接组成弯折结构，所述第一矩形金属贴片(31)在地(2)上的投影围绕所述矩形单元(21)弯折，所述圆形贴片(32)在地(2)上的投影与圆形单元(22)重合，所述第二矩形金属贴片(33)和第三矩形金属贴片(34)在地(2)上的投影围绕所述矩形开路缝隙(23)弯折。
2.根据权利要求1所述的一种宽频带缝隙型手机天线，其特征在于回波损耗低于-6dB的带宽覆盖0.71-1.01GHz，1.64-2.73GHz，3.56-12GHz。
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