CN107394352A - 一种零净空全金属后壳lte频段天线 - Google Patents

一种零净空全金属后壳lte频段天线 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种零净空全金属后壳LTE频段天线，包括金属后壳，该金属后壳内壁安装有一PCB板，所述金属后壳下方设置有一不与金属后壳接触的下金属条，所述下金属条的中间通过第一切换网络连接到PCB板上的馈电点；下金属条的一侧通过第二切换网络连接到PCB板，另一侧通过第三切换网络连接到PCB板。本发明使用三个切换网络实现了LTE低频段700‑960MHz和高频段1700‑2700MHz的全覆盖，能够支持中国、美、欧、印等多个国家的手机网络制式，降低终端客户因国家及制式不同而设计多款天线的研发成本和时间；而且本发明除传输线外，无需其他走线，具有结构简单、成本低、实现容易等优点。

Description

一种零净空全金属后壳LTE频段天线
技术领域
本发明涉及天线，具体涉及的是一种零净空全金属后壳LTE频段天线。
背景技术
近年来，金属类ID电子产品因其独有的触感和耐磨耐摔性越来越受到消费者的青睐，一方面消费者和终端厂商希望电子产品具有更高金属占比；另一方面，更高金属占比电子产品将挤压天线有效空间；如何在较小净空或“零”净空设计一款覆盖全频段LTE手机天线，成为诸多学者研究的课题。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种能够覆盖全频段的零净空全金属后壳LTE频段天线。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种零净空全金属后壳LTE频段天线，包括金属后壳，该金属后壳内壁安装有一PCB板，所述金属后壳下方设置有一不与金属后壳接触的下金属条，所述下金属条的中间通过第一切换网络连接到PCB板上的馈电点；下金属条的一侧通过第二切换网络连接到PCB板，另一侧通过第三切换网络连接到PCB板。
进一步地，所述第一切换网络包括第一单刀单掷开关、第二单刀单掷开关、可变电容、单刀四掷开关、第一传输线和第二传输线；所述第二单刀单掷开关与可变电容串联后与第一单刀单掷开关并联，且并联后的一端连接到所述馈电点，另一端分两路输出，一路通过第一传输线连接到下金属条，另一路通过单刀四掷开关、第二传输线连接到PCB板。
进一步地，所述第二切换网络包括第三单刀单掷开关、第三传输线、第一电感和第四传输线，所述第三单刀单掷开关一端通过第三传输线连接到下金属条，另一端通过第一电感、第四传输线连接到PCB板。
进一步地，所述第三切换网络包括第四单刀单掷开关、第五传输线、第二电感和第六传输线，所述第四单刀单掷开关一端通过第五传输线连接到下金属条，另一端通过第二电感、第六传输线连接到PCB板。
进一步地，所述第一切换网络中的第一单刀单掷开关闭合、第二单刀单掷开关断开、第二切换网络中的第三单刀单掷开关闭合以及第三切换网络中的第四单刀单掷开关闭合时，电信号从馈电点馈入到第一切换网络，经过第一单刀单掷开关、第一传输线到下金属条上后分两路，一路经第三传输线到第二切换网络，流经第一电感后再经第四传输线回到PCB板；另一路经第五传输线到第三切换网络，流经第二电感后再经第六传输线回到PCB板，以实现LTE高频段1700-2700MHz的覆盖。
进一步地，所述第一切换网络中的第一单刀单掷开关断开、第二单刀单掷开关闭合、第二切换网络中的第三单刀单掷开关断开以及第三切换网络中的第四单刀单掷开关断开时，电信号从馈电点馈入到第一切换网络，经过第二单刀单掷开关、可变电容后分两路，一路经过单刀四掷开关、第二传输线后回到PCB板；另一路经第一传输线到下金属条，以实现LTE低频段700-960MHz的覆盖。
进一步地，所述可变电容可调范围为2.12-5.14PF。
进一步地，所述金属后壳的上方设置有一不与金属后壳接触的上金属条。
本发明提供的零净空全金属后壳LTE频段天线，使用三个切换网络实现了LTE低频段700-960MHz和高频段1700-2700MHz的全覆盖，能够支持中国、美、欧、印等多个国家的手机网络制式，降低终端客户因国家及制式不同而设计多款天线的研发成本和时间；而且本发明除传输线外，无需其他走线，具有结构简单、成本低、实现容易等优点。
附图说明
图1为本发明整机连接结构背面示意图；
图2为本发明整机连接结构正面示意图；
图3为本发明天线与其他部件连接示意图；
图4为本发明高频段S11示意图；
图5为本发明低频段S11示意图。
图中标识说明：金属后壳100、下金属条200、上金属条300、PCB板400、第一切换网络500、第一单刀单掷开关501、第二单刀单掷开关502、可变电容503、单刀四掷开关504、第一传输线505、第二传输线506、第二切换网络600、第三单刀单掷开关601、第三传输线602、第四传输线603、第三切换网络700、第四单刀单掷开关701、第五传输线702、第六传输线703、馈电点800。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1～图3所示，本实施例提供了一种能够实现LTE低频段700-960MHz和LTE高频段1700-2700MHz全覆盖的零净空全金属后壳LTE频段天线。
本申请所述的天线适用于手机整机或其他移动终端设备中，本实施例中以手机整机为例，其具体包括金属后壳100，金属后壳100的下端设置有下金属条200，上端设置有上金属条300，且所述的下金属条200和上金属条300均不与金属后壳100接触(见图1)。
在金属后壳100的内侧壁固定安装有一个PCB板400，PCB板400与下金属条200之间分别通过第一切换网络500、第二切换网络600和第三切换网络700连接。其中下金属条200的中间通过第一切换网络500连接到PCB板400上的馈电点800；下金属条200的一侧通过第二切换网络600连接到PCB板400，下金属条200的另一侧通过第三切换网络700连接到PCB板400，而第二切换网络600和第三切换网络700位于第一切换网络500的两侧(见图2)。
第一切换网络500包括第一单刀单掷开关501、第二单刀单掷开关502、可变电容503、单刀四掷开关504、第一传输线505和第二传输线506。第二单刀单掷开关502与可变电容503串联后与第一单刀单掷开关501并联，且并联后的一端连接到馈电点800，另一端分两路输出，一路通过第一传输线505连接到下金属条200，另一路通过单刀四掷开关504、第二传输线506连接到PCB板400。第二切换网络600包括第三单刀单掷开关601、第三传输线602、第一电感和第四传输线603。第三单刀单掷开关601一端通过第三传输线602连接到下金属条200，另一端通过第一电感、第四传输线603连接到PCB板400。第三切换网络700包括第四单刀单掷开关701、第五传输线702、第二电感和第六传输线703。第四单刀单掷开关701一端通过第五传输线702连接到下金属条200，另一端通过第二电感、第六传输线703连接到PCB板400(见图3)。
可变电容503可调范围为2.12-5.14PF，可满足此要求且用于手机的可调电容器件选型如下供参考：美国CANVENDISHKINETICS公司32CK505S/R可调范围1.15-5.15PF；OnSemi(安森美)公司TCP-3068H-QT可调范围1.79-6.8PF；可用于手机的单刀四掷开关型号可以参考美国RFMD公司RFMD1119型号和Skyworks公司SKY13524-639LF型号。
如图4所示，图4为本发明高频段S11示意图。第一切换网络500中的第一单刀单掷开关501闭合、第二单刀单掷开关502及单刀四掷开关504断开、第二切换网络600中的第三单刀单掷开关601闭合以及第三切换网络700中的第四单刀单掷开关701闭合时，电信号从馈电点800馈入到第一切换网络500，经过第一单刀单掷开关501、第一传输线505到下金属条200上后分两路，一路经第三传输线602到第二切换网络600，流经第三单刀单掷开关601、第一电感后再经第四传输线603回到PCB板400；另一路则经第五传输线702到第三切换网络700，流经第四单刀单掷开关701、第二电感后再经第六传输线703回到PCB板400，从而实现LTE高频段1700-2700MHz的覆盖。
如图5所示，图5为本发明低频段S11示意图。第一切换网络500中的第一单刀单掷开关501断开、第二单刀单掷开关502闭合、第二切换网络600中的第三单刀单掷开关601断开以及第三切换网络700中的第四单刀单掷开关701断开时，电信号从馈电点800馈入到第一切换网络500，经过第二单刀单掷开关502、可变电容503后分两路，一路经过单刀四掷开关504(可切换四路并连接不同电感)、第二传输线506后回到PCB板400；另一路经第一传输线505到下金属条200，从而实现LTE低频段700-960MHz的覆盖。
以上实施例仅为本申请的一种优选方案，对于上述切换网络可以由任意如电阻、电感、电容、可变电容、开关(包括单刀单掷开关、单刀双掷开关、单刀四掷开关等)、具有射频同断功能的器件如二极管等、传输线、耦合结构或叉指类结构如”EU”型结构等排列组合(单个器件可重复使用)组成的切换网络替换，均可达到类似效果，其不应视对本申请的限制。而且本申请中手机后壳仅以金属后壳实施并讨论，但此方案在非金属后壳上同样适用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种零净空全金属后壳LTE频段天线，包括金属后壳(100)，该金属后壳(100)内壁安装有一PCB板(400)，其特征在于，所述金属后壳(100)下方设置有一不与金属后壳(100)接触的下金属条(200)，所述下金属条(200)的中间通过第一切换网络(500)连接到PCB板(400)上的馈电点(800)；下金属条(200)的一侧通过第二切换网络(600)连接到PCB板(400)，另一侧通过第三切换网络(700)连接到PCB板(400)。
2.如权利要求1所述的零净空全金属后壳LTE频段天线，其特征在于，所述第一切换网络(500)包括第一单刀单掷开关(501)、第二单刀单掷开关(502)、可变电容(503)、单刀四掷开关(504)、第一传输线(505)和第二传输线(506)；所述第二单刀单掷开关(502)与可变电容(503)串联后与第一单刀单掷开关(501)并联，且并联后的一端连接到所述馈电点(800)，另一端分两路输出，一路通过第一传输线(505)连接到下金属条(200)，另一路通过单刀四掷开关(504)、第二传输线(506)连接到PCB板(400)。
3.如权利要求2所述的零净空全金属后壳LTE频段天线，其特征在于，所述第二切换网络(600)包括第三单刀单掷开关(601)、第三传输线(602)、第一电感和第四传输线(603)，所述第三单刀单掷开关(601)一端通过第三传输线(602)连接到下金属条(200)，另一端通过第一电感、第四传输线(603)连接到PCB板(400)。
4.如权利要求3所述的零净空全金属后壳LTE频段天线，其特征在于，所述第三切换网络(700)包括第四单刀单掷开关(701)、第五传输线(702)、第二电感和第六传输线(703)，所述第四单刀单掷开关(701)一端通过第五传输线(702)连接到下金属条(200)，另一端通过第二电感、第六传输线(703)连接到PCB板(400)。
5.如权利要求4所述的零净空全金属后壳LTE频段天线，其特征在于，所述第一切换网络(500)中的第一单刀单掷开关(501)闭合、第二单刀单掷开关(502)断开、第二切换网络(600)中的第三单刀单掷开关(601)闭合以及第三切换网络(700)中的第四单刀单掷开关(701)闭合时，电信号从馈电点(800)馈入到第一切换网络(500)，经过第一单刀单掷开关(501)、第一传输线(505)到下金属条(200)上后分两路，一路经第三传输线(602)到第二切换网络(600)，流经第一电感后再经第四传输线(603)回到PCB板(400)；另一路经第五传输线(702)到第三切换网络(700)，流经第二电感后再经第六传输线(703)回到PCB板(400)，以实现LTE高频段1700-2700MHz的覆盖。
6.如权利要求4所述的零净空全金属后壳LTE频段天线，其特征在于，所述第一切换网络(500)中的第一单刀单掷开关(501)断开、第二单刀单掷开关(502)闭合、第二切换网络(600)中的第三单刀单掷开关(601)断开以及第三切换网络(700)中的第四单刀单掷开关(701)断开时，电信号从馈电点(800)馈入到第一切换网络(500)，经过第二单刀单掷开关(502)、可变电容(503)后分两路，一路经过单刀四掷开关(504)、第二传输线(506)后回到PCB板(400)；另一路经第一传输线(505)到下金属条(200)，以实现LTE低频段700-960MHz的覆盖。
7.如权利要求6所述的零净空全金属后壳LTE频段天线，其特征在于，所述可变电容(503)可调范围为2.12-5.14PF。
8.如权利要求1所述的零净空全金属后壳LTE频段天线，其特征在于，所述金属后壳(100)的上方设置有一不与金属后壳(100)接触的上金属条(300)。
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