CN106450746A - 一种具有金属边框的lte天线及移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有金属边框的LTE天线及移动终端，该LTE天线包括金属边框、PCB板和天线部分；金属边框包括第一边框、第二边框、第三边框和第四边框，且依次首尾相接以形成框。PCB板设置在金属边框内，天线部分设置在净空区域内，包括馈源、馈电走线和天线。第四边框开有两个对称的缝隙，缝隙与净空区域连通。由此可见，在第四边框上开设两个对称的缝隙，增加了天线的谐振路径，即增加天线的带宽和频段。另外，由于金属边框也参与辐射，相当于进一步增加了天线的谐振路径，从而在较小的空间中实现频段覆盖较宽的要求。因此，本发明提供的具有金属边框的LTE天线无需增加净空区域的高度即可实现天线的频带覆盖范围的扩大。
Description
技术领域
本发明涉及射频技术领域，特别是涉及一种具有金属边框的LTE天线及移动终端。
背景技术
当前移动终端中通常包含有天线，随着移动终端的多样化发展，对于天线的要求也越来越高。例如，要求天线的工作频段分别为824-960MHz和1710-2700MHz。为了实现上述工作频段的增大，现有技术中，通常需要增加天线的净空高度，例如要求净空高度不小于8mm，但是由于净空高度较高，因此，导致天线所在的空间相应的增大，就会占用移动终端中电池的空间。
由此可见，在无需增加净空高度的前提下，如何实现天线的频带覆盖范围的扩大是本领领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有金属边框的LTE天线及移动终端，用于在无需增加净空高度的前提下，如何实现天线的频带覆盖范围的扩大。
为解决上述技术问题，本发明提供一种具有金属边框的LTE天线，包括金属边框、PCB板和天线部分；
所述金属边框包括第一边框、第二边框、第三边框和第四边框，且依次首尾相接以形成框；
所述PCB板设置在所述金属边框内，所述PCB板包括金属边框区域和净空区域；
所述天线部分设置在所述净空区域内，包括馈源、馈电走线和天线；
所述第四边框开有两个对称的缝隙，所述缝隙与所述净空区域连通；
其中，所述第四边框的长度方向与所述净空区域的高度方向垂直。
优选地，所述天线具体包括低频分支部分和高频分支部分，所述低频分支部分包括第一低频分支、第二低频分支、第三低频分支、第四低频分支和第五低频分支，所述高频分支部分包括第一高频分支、第二高频分支、第三高频分支和第四高频分支；
所述第一低频分支、所述第二低频分支、所述第三低频分支、所述第四低频分支、所述第五低频分支组成辐射回路以产生低频信号，且所述第一低频分支、第二低频分支、第三低频分支呈U型形式以产生第一高频信号，所述第五低频分支用于产生第二高频信号；
所述第一高频分支、所述第二高频分支、所述第三高频分支和所述第四高频分支组成辐射回路以产生第三高频信号；
其中，所述第一低频分支和所述第一高频分支均为所述第四边框内侧面，且所述第三高频分支靠近所述第一边框，所述第五低频分支靠近所述第三边框。
优选地，所述第三低频分支的末端超过所述馈源的位置，且与所述第一高频分支之间产生耦合。
优选地，所述第三低频分支与所述第一低频分支之间设置有预定间距以调节所述第一高频信号的谐振。
优选地，还包括与所述PCB板电气连接，用于调节低频驻波的第六低频分支。
优选地，所述PCB板内设置有第一接地点和第二接地点，分别设置在所述净空区域与所述金属区域分界处的两端以使所述第一边框和所述第三边框与所述PCB板电气连接。
优选地，所述馈电走线、所述第二低频分支、所述第五低频分支、所述第六低频分支、所述第二高频分支、所述第三高频分支与所述第四边框之间采用螺钉连接或弹片连接。
优选地，还包括USB插口，所述USB插口设置于所述第六低频分支处。
优选地，还包括USB插口，所述USB插口设置于所述第三高频分支的下方，且位于第一缝隙与所述第一边框之间；
其中，所述两个对称的缝隙包括所述第一缝隙和第二缝隙，所述第一缝隙靠近所述第一边框，所述第二缝隙靠近所述第三边框。
为解决上述技术问题，本发明提供一种移动终端，包括移动终端本体，还包括上述所述的具有金属边框的LTE天线，金属边框为所述移动终端的外边框。
本发明所提供的具有金属边框的LTE天线及移动终端，该LTE天线包括金属边框、PCB板和天线部分；金属边框包括第一边框、第二边框、第三边框和第四边框，且依次首尾相接以形成框；PCB板设置在金属边框内，PCB板包括金属边框区域和净空区域；天线部分设置在净空区域内，包括馈源、馈电走线和天线；第四边框开有两个对称的缝隙，缝隙与净空区域连通；其中，第四边框的长度方向与净空区域的高度方向垂直。由此可见，在第四边框上开设两个对称的缝隙，增加了天线的谐振路径，即增加天线的带宽和频段，并且开了缝隙后，需要耦合馈电才行，这也可以增加带宽和频段。另外，由于金属边框也参与辐射，相当于进一步增加了天线的谐振路径，从而在较小的空间中实现频段覆盖较宽的要求。因此，本发明提供的具有金属边框的LTE天线无需增加净空区域的高度即可实现天线的频带覆盖范围的扩大。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，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为本发明实施例提供的一种具有金属边框的LTE天线的正视图；
图2为本发明实施例提供的一种具有金属边框的LTE天线的结构图；
图3为本发明实施例提供的另一种具有金属边框的LTE天线的结构图；
图4为本发明实施例提供的另一种具有金属边框的LTE天线的结构图。
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做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
本发明的核心是提供一种具有金属边框LTE天线及移动终端，用于在无需增加净空高度的前提下，如何实现天线的频带范围的扩大。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
实施例一
图1为本发明实施例提供的一种具有金属边框的LTE天线的正视图。如图1所示，具有金属边框的LTE天线包括金属边框、PCB板和天线部分。
金属边框包括第一边框102、第二边框103、第三边框104和第四边框105，且依次首尾相接以形成框。
PCB板设置在金属边框内，PCB板包括金属边框区域100和净空区域101；
天线部分设置在净空区域101内，包括馈源300、馈电走线201和天线。
第四边框105开有两个对称的缝隙，分别为第一缝隙A和第二缝隙B，缝隙与净空区域101连通。
其中，第四边框105的长度方向与净空区域的高度方向垂直。
可以理解的是，至于天线部分如何设置需要根据实际应用场景设定，本实施例不再赘述，只要天线部分设置在净空区域101中即可。在第四边框105上设置第一缝隙A和第二缝隙B，增加了天线的谐振路径，即增加天线的带宽和频段，并且开了缝隙后，需要耦合馈电才行，这也可以增加带宽和频段。另外，由于金属边框也参与辐射，相当于进一步增加了天线的谐振路径，从而在较小的空间中实现频段覆盖较宽的要求。在一种具体实施方式中，净空区域的高度可以为5mm，如图1所示，L2为5mm。
在另外一种实施方式中，可以将第四边框作为移动终端的底部，使得在金属边框的缝隙处于移动终端的底部位置，不仅保证了手机的外观美，而且还降低了用户触碰引起的天线性能变差的问题。
本实施例提供的具有金属边框的LTE天线，包括金属边框、PCB板和天线部分；金属边框包括第一边框、第二边框、第三边框和第四边框，且依次首尾相接以形成框；PCB板设置在金属边框内，PCB板包括金属边框区域和净空区域；天线部分设置在净空区域内，包括馈源、馈电走线和天线；第四边框开有两个对称的缝隙，缝隙与净空区域连通；其中，第四边框的长度方向与净空区域的高度方向垂直。由此可见，在第四边框上开设两个对称的缝隙，增加了天线的谐振路径，即增加天线的带宽和频段，并且开了缝隙后，需要耦合馈电才行，这也可以增加带宽和频段。另外，由于金属边框也参与辐射，相当于进一步增加了天线的谐振路径，从而在较小的空间中实现频段覆盖较宽的要求。因此，本发明提供的具有金属边框的LTE天线无需增加净空区域的高度即可实现天线的频带覆盖范围的扩大。
图2为本发明实施例提供的一种具有金属边框的LTE天线的结构图。作为优选地实施方式，天线具体包括低频分支部分和高频分支部分，低频分支部分包括第一低频分支208、第二低频分支204、第三低频分支205、第四低频分支211和第五低频分支207，高频分支部分包括第一高频分支209、第二高频分支203、第三高频分支206和第四高频分支210。
第一低频分支208、第二低频分支204、第三低频分支205、第四低频分支211、第五低频分支207组成辐射回路以产生低频信号，且第一低频分支208、第二低频分支204、第三低频分支205呈U型形式以产生第一高频信号，第五低频分支207用于产生第二高频信号。
第一高频分支209、第二高频分支203、第三高频分支206和第四高频分支210组成辐射回路以产生第三高频信号。
其中，第一低频分支208和第一高频分支209均为第四边框105的内侧面，且第三高频分支206靠近第一边框，第五低频分支207靠近第三边框。
如图2所示，
第二低频分支204与净空区域101的高度方向平行、第三低频分支205与第二低频分支204垂直、第四低频分支211为第一边框102上的部分，第五低频分支207设置在第二缝隙与第三边框之间，且方向与第二低频分支204的方向相同。
第二高频分支203和第三高频分支206与第二低频分支204的方向相同，二者分别设置在第一缝隙的两边，第三高频分支206靠近第一边框102。第四高频分支210为第三边框104上的部分。
可以理解的是，低频分支和高频分支的尺寸需要根据实际情况设定，为本领域技术人员熟知的技术，并实施例不再赘述。低频分支和高频分支都是金属导体，常见的是铜膜。低频分支和高频分支与PCB板的联系是馈源300。将低频分支后半部分设计成反方向高度弯曲与短分枝产生耦合。此处，低频分支后半部分是指第二低频分支204和第三低频分支205。反方向是指从第二低频分支204指向馈源300的方向，因为能量从馈源300馈入天线，然后流向天线各部分，而第三低频分支205上的电流方向与馈源300流出来的能量方向相反了，所以说是反方向。第一低频分支208和第二高频分支209均为第四边框105的内侧面，从图中并不是很明显，这里的划分是从电流的流向上来分的，即：从馈源300馈入的电流可以流向第一低频分支208(馈源300右侧)，也可以流向第二高频分支209(馈源300左侧)。
本实施例中，除金属边框参与辐射外，第三高频分支206、第五低频分支207、第四高频分支210和第四低频分支211通过耦合馈电产生辐射，而耦合馈电本身就可以增加带宽和频段。
在上述实施例的基础上，作为一种优选地实施方式，第三低频分支205的末端超过馈源300的位置，且与第一高频分支209之间产生耦合。
本实施例中，第三低频分支205与第一高频分支209再产生耦合，从而进一步增加带宽和频段。
在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，第三低频分支205与第一低频分支208之间设置有预定间距以调节第一高频信号的谐振。可以理解的是，在图2中，预定间距就是第二低频分支204的长度。
在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，还包括与PCB板电气连接，用于调节低频驻波的第六低频分支202。
如图2所示，第六低频分支202设置在PCB板上，方向与净空区域101的高度方向相同。第六低频分支的尺寸可以调节低频驻波。
在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，PCB板内设置有第一接地点111和第二接地点112，分别设置在净空区域101与金属区域100分界处的两端以使第一边框102和第三边框104与PCB板电气连接。
在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，馈电走线201、第二低频分支204、第五低频分支207、第六低频分支202、第二高频分支203、第三高频分支206与第四边框之间采用螺钉连接或弹片连接。
可以连接的是，上述连接方式只是具体实施方式中的两种，并不代表只有这两种方式，其它连接方式也可。
表1、2为天线实测数据，在824-960MHz时，天线低频段的平均效率大于43％；在1710-2700MHz时，天线高频段的平均效率大于55％。
表1频率和效率的关系(824-960MHz)
| 频率 | 824 | 849 | 880 | 894 | 915 | 925 | 960 |
| 效率 | 37％ | 44％ | 58％ | 69％ | 58％ | 42％ | 34％ |
表2频率和效率的关系(1710-2700MHz)
| 频率 | 1710 | 1790 | 1810 | 1850 | 1880 | 1930 | 1990 | 2010 | 2050 | 2090 | 2130 |
| 效率 | 65％ | 79％ | 79％ | 73％ | 72％ | 70％ | 69％ | 66％ | 63％ | 60％ | 58％ |
| 频率 | 2170 | 2230 | 2290 | 2350 | 2410 | 2470 | 2530 | 2590 | 2650 | 2700 | |
| 效率 | 59％ | 66％ | 74％ | 74％ | 80％ | 65％ | 69％ | 76％ | 81％ | 76％ |
图3为本发明实施例提供的另一种具有金属边框的LTE天线的结构图。在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，还包括USB插口，USB插口设置于第六低频分支202处。
图3中，USB插口与天线部分通过带有一串联电感的柔性电路连接起来，则该柔性电路可以代替原来的第六低频分支202，即此时的第六低频分支202可以为与USB插口连接的柔性电路。具体实施中，将柔性电路的一端通过螺钉方式与USB插口的引脚连接，另一端通过弹片方式与天线连接，使得USB插口成为天线的一部分，通过调节电感值即可调节低频的驻波。
上述方式为将USB插口设置在底部中间的位置，且几乎不影响天线的性能。下文中以USB设置在其它位置对应的实施例。
图4为本发明实施例提供的另一种具有金属边框的LTE天线的结构图。在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，还包括USB插口，USB插口设置于第三高频分支206的下方，且位于第一缝隙A与第一边框102之间；
其中，两个对称的缝隙包括第一缝隙A和第二缝隙B，第一缝隙A靠近第一边框102，第二缝隙B靠近第三边框104。
如图4所示，将USB插口设置在第一缝隙A的左端，此处天线的辐射能量最小，增加USB插口后对天线的性能几乎不受影响。之所以设置在第一缝隙的左端，是因为那里天线的电流分布比较小，即：天线与USB插口的互耦较小，所以才会对天线性能的影响较小。正如我们所知，手机天线都是一对一设计的，必须考虑该部手机各种部件的影响去设计天线，比如震动电机、摄像头、USB插口，各种卡槽等等。
实施例二
一种移动终端，包括移动终端本体，还包括实施例一所述的具有金属边框的LTE天线，金属边框为移动终端的外边框。
由于在实施例一中已经详细说明了具有金属边框的LTE天线的实施方式，因此，本实施例中不再赘述。以一般手机为例，手机的尺寸可以为140mm×70mm，因此金属框设为长L1×宽W1＝140mm×70mm，金属框的高度为h＝5mm，如图1和图2所示。
如图1所示，具有金属边框的LTE天线包括金属边框、PCB板和天线部分。
本实施例提供的移动终端中包括具有金属边框的LTE天线，该LTE天线包括金属边框、PCB板和天线部分；金属边框包括第一边框、第二边框、第三边框和第四边框，且依次首尾相接以形成框；PCB板设置在金属边框内，PCB板包括金属边框区域和净空区域；天线部分设置在净空区域内，包括馈源、馈电走线和天线；第四边框开有两个对称的缝隙，缝隙与净空区域连通；其中，第四边框的长度方向与净空区域的高度方向垂直。由此可见，在第四边框上开设两个对称的缝隙，增加了天线的谐振路径，即增加天线的带宽和频段，并且开了缝隙后，需要耦合馈电才行，这也可以增加带宽和频段。另外，由于金属边框也参与辐射，相当于进一步增加了天线的谐振路径，从而在较小的空间中实现频段覆盖较宽的要求。因此，本发明提供的具有金属边框的LTE天线无需增加净空区域的高度即可实现天线的频带覆盖范围的扩大，从而无需占用移动终端中电池的空间。
以上对本发明所提供的具有金属边框LTE天线及移动终端进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有金属边框的LTE天线，其特征在于，包括金属边框、PCB板和天线部分；
所述金属边框包括第一边框、第二边框、第三边框和第四边框，且依次首尾相接以形成框；
所述PCB板设置在所述金属边框内，所述PCB板包括金属边框区域和净空区域；
所述天线部分设置在所述净空区域内，包括馈源、馈电走线和天线；
所述第四边框开有两个对称的缝隙，所述缝隙与所述净空区域连通；
其中，所述第四边框的长度方向与所述净空区域的高度方向垂直。
2.根据权利要求1所述的具有金属边框的LTE天线，其特征在于，所述天线具体包括低频分支部分和高频分支部分，所述低频分支部分包括第一低频分支、第二低频分支、第三低频分支、第四低频分支和第五低频分支，所述高频分支部分包括第一高频分支、第二高频分支、第三高频分支和第四高频分支；
所述第一低频分支、所述第二低频分支、所述第三低频分支、所述第四低频分支、所述第五低频分支组成辐射回路以产生低频信号，且所述第一低频分支、第二低频分支、第三低频分支呈U型形式以产生第一高频信号，所述第五低频分支用于产生第二高频信号；
所述第一高频分支、所述第二高频分支、所述第三高频分支和所述第四高频分支组成辐射回路以产生第三高频信号；
其中，所述第一低频分支和所述第一高频分支均为所述第四边框内侧面，且所述第三高频分支靠近所述第一边框，所述第五低频分支靠近所述第三边框。
3.根据权利要求2所述的具有金属边框的LTE天线，其特征在于，所述第三低频分支的末端超过所述馈源的位置，且与所述第一高频分支之间产生耦合。
4.根据权利要求2所述的具有金属边框的LTE天线，其特征在于，所述第三低频分支与所述第一低频分支之间设置有预定间距以调节所述第一高频信号的谐振。
5.根据权利要求4所述的具有金属边框LTE天线，其特征在于，还包括与所述PCB板电气连接，用于调节低频驻波的第六低频分支。
6.根据权利要求5所述的具有金属边框LTE天线，其特征在于，所述PCB板内设置有第一接地点和第二接地点，分别设置在所述净空区域与所述金属区域分界处的两端以使所述第一边框和所述第三边框与所述PCB板电气连接。
7.根据权利要求5或6所述的具有金属边框LTE天线，其特征在于，所述馈电走线、所述第二低频分支、所述第五低频分支、所述第六低频分支、所述第二高频分支、所述第三高频分支与所述第四边框之间采用螺钉连接或弹片连接。
8.根据权利要求7所述的具有金属边框LTE天线，其特征在于，还包括USB插口，所述USB插口设置于所述第六低频分支处。
9.根据权利要求7所述的具有金属边框LTE天线，其特征在于，还包括USB插口，所述USB插口设置于所述第三高频分支的下方，且位于第一缝隙与所述第一边框之间；
其中，所述两个对称的缝隙包括所述第一缝隙和第二缝隙，所述第一缝隙靠近所述第一边框，所述第二缝隙靠近所述第三边框。
10.一种移动终端，包括移动终端本体，其特征在于，还包括权利要求1-9任意一项所述的具有金属边框的LTE天线，金属边框为所述移动终端的外边框。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Application publication date: 20170222 |
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