CN107403996A - 一种金属边框多耦合终端天线以及移动终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属边框多耦合终端天线以及移动终端设备，属于天线技术领域。该天线包括：金属边框，金属边框包括：首尾顺次连接的第一边框、第二边框、第三边框、第四边框；印刷电路板，设置在金属边框内，印刷电路板包括：电路区和净空区；该天线还包括多个子天线，每个子天线包括设置在电路区的馈电源以及设置在净空区的馈电走线和耦合走线；耦合走线与第一边框之间具有间隙；馈电走线的两端分别与馈电源和耦合走线电连接。通过每个耦合子天线负责不同的频带范围，在各个频段均可以实现稳定的信号传输，进而也便于精细化调试。通过多路耦合的相互补充，还可以使整个天线所发射或者接收信号的频段范围变宽，即实现更宽频带的覆盖。

Description

一种金属边框多耦合终端天线以及移动终端设备

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种金属边框多耦合终端天线以及移动终端设备。

背景技术

随着通信技术的不断发展，移动终端设备(例如手机)逐渐趋于体积小型化和功能丰富化，这需要牺牲天线的设计空间来增加功能性部件。并且，目前使用的移动终端设备大多具有金属边框(或者金属壳)，然而金属边框占据了传统天线的设计空间。目前通过耦合馈电的方式把金属边框当成天线的一部分进行辐射，以减少天线的设计空间，并且稳定地传输辐射信号。

然而发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的金属边框终端天线中，使用单耦合馈电的方式实现信号的发射与传输。此时仅使用单个耦合馈电就覆盖整个传输信号的频带范围，因此在进行频段调节时信号传输稳定性差。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了可稳定地传输信号的金属边框多耦合终端天线以及移动终端设备。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种金属边框多耦合终端天线，包括：金属边框，所述金属边框包括：首尾顺次连接的第一边框、第二边框、第三边框、第四边框；

印刷电路板，设置在所述金属边框内，所述印刷电路板包括：电路区和净空区；

所述天线还包括多个子天线，每个所述子天线包括设置在所述电路区的馈电源以及设置在所述净空区的馈电走线和耦合走线；

所述耦合走线与所述第一边框之间具有间隙；

所述馈电走线的两端分别与所述馈电源和所述耦合走线电连接。

具体地，作为优选，所述耦合走线呈条状结构，且与所述第一边框平行。

具体地，作为优选，所述间隙的宽度为0.5mm-2mm。

具体地，作为优选，所述第二边框和所述第四边框上分别相对设置有两个切断口。

具体地，作为优选，所述天线还包括：多个调谐分支；

所述调谐分支设置在相邻两个所述馈电走线之间，且每个所述调谐分支均与所述第一边框电连接。

具体地，作为优选，所述调谐分支呈条状结构，且所述调谐分支的端部与所述第一边框垂直电连接。

具体地，作为优选，所述天线还包括：在每个所述馈电走线上设置的至少一个调谐电路。

具体地，作为优选，所述子天线的数目为两个。

第二方面，本发明实施例还提供了一种移动终端设备，所述移动终端设备包括所述的天线。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的金属边框多耦合终端天线，通过设置多个子天线，并且每个子天线包括顺次电连接的馈电源、馈电走线、耦合走线，并配合第一边框构成信号发射和接收的耦合路径。通过多个子天线配合第一边框构成多路耦合相互补充，一方面，每个耦合子天线负责不同的频带范围，即具有多个细化辐射频段，在各个频段均可以实现稳定的信号传输，进而也便于精细化调试，另一方面，通过采用多个子天线进行耦合传输信号，可以使整个天线所发射或者接收信号的频段范围变宽，即实现更宽频带的覆盖。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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是本发明实施例1提供的金属边框多耦合终端天线的结构示意图；

图2是本发明实施例2提供的金属边框多耦合终端天线的结构示意图；

图3是本发明实施例3提供的金属边框多耦合终端天线的结构示意图。

其中，附图标记分别表示：

1 金属边框，

101 第一边框，

102 第二边框，

103 第三边框，

104 第四边框，

105 切断口，

2 印刷电路板，

201 电路区，

202 净空区，

3 馈电源，

301 第一馈电源，

302 第二馈电源，

4 馈电走线，

401 第一馈电走线，

402 第二馈电走线，

5 耦合走线，

501 第一耦合走线，

502 第二耦合走线，

6 调谐分支，

601 第一调谐分支，

602 第二调谐分支，

7 调谐电路，

701 第一调谐电路，

702 第二调谐电路。

具体实施方式

除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

第一方面，本发明实施例提供了一种金属边框多耦合终端天线，如附图1所示，该天线包括：金属边框1、印刷电路板2、多个子天线。其中，金属边框1包括：首尾顺次连接的第一边框101、第二边框102、第三边框103、第四边框104。印刷电路板2设置在金属边框1内，印刷电路板2包括：电路区201和净空区202。进一步地，每个子天线包括设置在电路区201的馈电源3以及设置在净空区202的馈电走线4和耦合走线5。耦合走线5与第一边框101之间具有间隙；馈电走线4的两端分别与馈电源3和耦合走线5电连接。

以下就本发明实施例提供的金属边框多耦合终端天线的工作原理给予描述：

该金属边框多耦合终端天线可以应用于移动终端设备中。在应用时，以发射信号为例，每个子天线中的馈电源3将信号顺次传输至与其电连接的馈电走线4、耦合走线5，由于耦合走线5与第一边框101之间具有间隙，所以与耦合走线5耦合的主要部分为第一边框101，耦合走线5采用耦合馈电的方式将信号以电磁波的形式传输至第一边框101，并由第一边框101发射。同理，当接收信号时，第一边框101将接收到的信号以电磁波的形式传输至与其耦合连接的耦合走线5，每个耦合走线5分别将接收到的信号传输至与其电连接的馈电走线4、馈电源3。多个子天线与第一边框101构成信号接收以及发射的多条路径，即形成多路耦合的形式。通过多路耦合的相互补充，实现宽频带的覆盖，并且每路耦合天线负责不同的频带范围，即具有多个细化辐射频段，在各个频段均可以实现稳定的信号传输，进而也便于精细化调试。另外，作为一个更进一步的优势，本发明提供的终端天线不需要进行接地连接就可以实现信号的传输。例如从图1可以看出，在本发明的单个子天线中，馈电源3、馈电走线4和耦合走线5依次连接，并不存在地连接。

本发明实施例提供的金属边框多耦合终端天线，通过设置多个子天线，并且每个子天线包括顺次电连接的馈电源3、馈电走线4、耦合走线5，并配合第一边框101构成信号发射和接收的耦合路径。通过多个子天线配合第一边框构成多路耦合相互补充，一方面，每个耦合子天线负责不同的频带范围，即具有多个细化辐射频段，在各个频段均可以实现稳定的信号传输，进而也便于精细化调试，另一方面，通过采用多个子天线进行耦合传输信号，可以使整个天线所发射或者接收信号的频段范围变宽，即实现更宽频带的覆盖。

需要说明的是，净空区202并非绝对意义的无电路区，净空区202设置的电路少，或者不设置电路。为了便于描述，将金属边框1划分为第一边框101、第二边框102、第三边框103、第四边框104，而不是真正意义的分隔，即第一边框101、第二边框102、第三边框103、第四边框104之间为无缝连接。

耦合走线5可以设置为多种结构，为了实现耦合走线5与第一边框101之间的信号的稳定传递，耦合走线5呈条状结构，且与第一边框101平行。

为了便于耦合走线5与第一边框101之间稳定、高效地传输电磁信号，间隙的宽度为0.5mm-2mm，例如可以为0.5mm、0.8mm、1.1mm、1.4mm、1.7mm、2mm等。

其中，耦合走线5与第一边框101之间的间隙可以通过柔性印制板(英文名称为Flexible Printed Circuit Board，缩写为FPC)、印刷电路板2、同轴线(由外向内依次是护套、屏蔽层、绝缘介质和内导体)等介质来实现，柔性印刷版和印刷电路板2上设置的金属走线、以及同轴线的内导体均可以作为耦合走线5。

如附图2所示，第二边框102和第四边框104上分别相对设置有两个切断口105。

如此设置，便于使由馈电源3、馈电走线4、耦合走线5、第一边框101、电路区201构成单极天线，以提升辐射效率。

其中，单极天线为具有四分之一波长的天线，辐射效率高。

为了避免由于第一边框101的长度不足导致天线谐振偏频，如附图2所示，本发明实施例提供的金属边框多耦合终端天线还包括：多个调谐分支6；调谐分支6设置在相邻两个馈电走线4之间，且每个调谐分支6均与第一边框101电连接。

设置调谐分支6可以作为第一边框101的补充段，以调整参加辐射的第一边框101的长度，并与耦合走线5之间相互传输信号。此时，以发射信号为例，信号由每个子天线中的馈电源3顺次传输至馈电走线4、耦合走线5、调谐分支6以及第一边框101。

需要说明的是，通过设置不同的调谐分支6，可以实现高频、低频、中频等信号的发射或者接收。可以理解的是，调谐分支6与第一边框101可以看做一个整体，以与耦合走线5之间进行信号传输。

具体地，调谐分支6可以设置为多种结构，例如条状结构、弧形结构、或者其他不规则结构等。

在基于容易实现设置，调谐效果好的前提下，优选调谐分支6呈条状结构，且调谐分支6的端部与第一边框101垂直电连接。

具体地，调谐分支6与第一边框101之间的连接方式有多种，例如调谐分支6与第一边框101为一体成型，也可以为可拆卸的方式连接。在基于容易拆装的前提下，给出以下具体示例：

调谐分支6与第一边框101之间通过弹针或者螺钉电连接。

其中，调谐分支6还可以通过使用柔性印刷版、印刷电路板2上设置的金属走线来实现。

为了使本发明实施例提供的金属边框多耦合终端天线宽频段覆盖，如附图3所示，该天线还包括：在每个馈电走线4上设置的至少一个调谐电路7。

以发射信号为例，信号由每个子天线中的馈电源3顺次传输至第一段馈电走线4、调谐电路7、第二段馈电走线4、耦合走线5，然后以电磁波的形式传输至第一边框101，并以电磁波的形式由第一边框101发射。

其中，调谐电路7设置在馈电走线4上，即两端与馈电走线4电连接。

调谐电路7可以使用可调电容或者可调电感，通过调谐电路7的调整，使天线覆盖更宽的频带范围。

可以理解的是，每条馈电走线4上可以设置一个或者多个调谐电路7。或者在其中几个馈电走线4上分别设置有调谐电路7，其余的几个馈电走线4上没有设置调谐电路7，具体设置方式和设置数目根据实际要求选择。并且，调谐电路7可以与上述调谐分支6配合使用。

在容易设置，拓宽天线覆盖频带范围的前提下，使用两路辐射回路便可实现发射或者接收频段覆盖范围宽的信号，并且具有两个细化辐射频段，在两个频段均可以实现稳定的信号传输，进而也便于精细化调试，两路辐射回路分别接收或者发射高频信号和低频信号。

如附图1、附图2以及附图3所示，两路辐射回路即子天线的数目为两个，可以分别称为第一子天线和第二子天线，第一子天线包括顺次电连接的第一馈电源301、第一馈电走线401、第一耦合走线501，第二子天线包括顺次电连接的第二馈电源302、第二馈电走线402、第二耦合走线502。相应地，设置的两个调谐分支6可以分别称为第一调谐分支601、第二调谐分支602。设置的两个调谐电路7可以分别称为第一调谐电路701、第二调谐电路702。一般而言，各个子天线分别为独立的子天线，具体实现形式可以参考本领域的常规方式，例如在手机等移动终端设备中，其边框被分割成两个独立的部分，该两个独立的部分分别与耦合走线配合形成两个独立的子天线。

第二方面，本发明实施例提供了一种移动终端设备，该移动终端设备包括上述天线。

通过将金属边框多耦合终端天线应用到移动终端设备中，使移动终端设备具有金属边框1，同时使移动终端设备发射或接收宽频带覆盖的信号，并且该移动终端设备的信号具有多个细化辐射频段，便于精细化调试。例如在用户使用手机等移动终端进行通信时，信号传输更加稳定，可以降低用户在通话或者网络连接时的掉线率或错误率。

以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。

实施例1

本实施例提供了一种金属边框多耦合终端天线，如附图1所示，该天线包括：金属边框1、印刷电路板2、第一子天线、第二子天线。其中，金属边框1包括：首尾顺次连接的第一边框101、第二边框102、第三边框103、第四边框104。印刷电路板2包括：电路区201和净空区202。第一子天线包括：第一馈电源301、第一馈电走线401、第一耦合走线501。第二子天线包括：第二馈电源302、第二馈电走线402、第二耦合走线502。第一馈电源301、第二馈电源302均设置在电路区201和净空区202的分界线处，第一馈电走线401、第二馈电走线402均沿垂直于第一边框101的方向设置，第一耦合走线501和第二耦合走线502均呈条状结构，并且平行于第一边框101设置，而且第一耦合走线501和第二耦合走线502与第一边框101之间的间隙的宽度为0.8mm。第一馈电源301、第一馈电走线401、第一耦合走线501顺次电连接，第二馈电源302、第二馈电走线402、第二耦合走线502顺次电连接。

以发射信号为例，低频信号(高频信号)由第一馈电源301顺次传输至第一馈电走线401、第一耦合走线501、第一边框101，然后发射信号。高频信号(低频信号)由第二馈电源302顺次传输至第二馈电走线402、第二耦合走线502、第一边框101，然后发射信号。接收信号与发射信号的原理类似，在此不再赘述。

实施例2

本实施例提供了一种金属边框多耦合终端天线，如附图2所示，该天线与实施例1提供的天线的不同之处为：在第一馈电走线401和第二馈电走线402之间设置有与第一边框101垂直电连接的第一调谐分支601和第二调谐分支602，第二边框102和第四边框104上相对设置有切断口105，且切断口105与电路区201和净空区202分界线处对齐。

以发射信号为例，低频信号(高频信号)由第一馈电源301顺次传输至第一馈电走线401、第一耦合走线501、第一调谐分支601以及第一边框101，然后发射信号。高频信号(低频信号)由第二馈电源302顺次传输至第二馈电走线402、第二耦合走线502、第二调谐分支602以及第一边框101，然后发射信号。

实施例3

本实施例提供了一种金属边框多耦合终端天线，如附图3所示，该天线与实施例1提供的天线的不同之处为：在第一耦合走线501和第二耦合走线502上分别设置第一调谐电路701和第二调谐电路702。

以发射信号为例，低频信号(高频信号)由第一馈电源301顺次传输至部分第一馈电走线401、第一调谐电路701、其余部分第一馈电走线401、第一耦合走线501、第一边框101，然后发射信号。高频信号(低频信号)由第二馈电源302顺次传输至部分第二馈电走线402、第二调谐电路702、其余部分第二馈电走线402、第二耦合走线502、第一边框101，然后发射信号。

应用实施例

本应用实施例对实施例1提供的天线的性能进行评价。通过模拟调试获取实施例1提供的天线的辐射频段的带宽、多个细化的辐射频段的相关参数，具体参数详见表1。

表1

由表1的数据可知，实施例1提供的天线发射或者接收信号的辐射频段宽，并且具有两个细化的辐射频段，在这两个频段均可以实现稳定的信号传输，进而也便于精细化调试。可见，本发明实施例提供的金属边框多耦合终端天线具有发射或者接收辐射频段宽的信号，并且具有多个细化的辐射频段，在各个频段均可以实现稳定的信号传输，进而也便于精细化调试的特点，可推广使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种金属边框多耦合终端天线，包括：金属边框(1)，所述金属边框(1)包括：首尾顺次连接的第一边框(101)、第二边框(102)、第三边框(103)、第四边框(104)；

印刷电路板(2)，设置在所述金属边框(1)内，所述印刷电路板(2)包括：电路区(201)和净空区(202)；

其特征在于，所述天线还包括多个子天线，每个所述子天线包括设置在所述电路区(201)的馈电源(3)以及设置在所述净空区(202)的馈电走线(4)和耦合走线(5)；

所述耦合走线(5)与所述第一边框(101)之间具有间隙；

所述馈电走线(4)的两端分别与所述馈电源(3)和所述耦合走线(5)电连接。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述耦合走线(5)呈条状结构，且与所述第一边框(101)平行。

3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述间隙的宽度为0.5mm-2mm。

4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第二边框(102)和所述第四边框(104)上分别相对设置有两个切断口(105)。

5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线还包括：多个调谐分支(6)；

所述调谐分支(6)设置在相邻两个所述馈电走线(4)之间，且每个所述调谐分支(6)均与所述第一边框(101)电连接。

6.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述调谐分支(6)呈条状结构，且所述调谐分支(6)的端部与所述第一边框(101)垂直电连接。

7.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线还包括：在每个所述馈电走线(4)上设置的至少一个调谐电路(7)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的天线，其特征在于，所述子天线的数目为两个。

9.一种移动终端设备，其特征在于，所述移动终端设备包括权利要求1-8任一项所述的天线。