CN107516761B - 金属机身移动终端的wlan天线 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种金属机身移动终端的WLAN天线，包括：金属机身，开设在所述金属机身上的第一缝隙、第二缝隙，及设置在所述第一缝隙的馈点处的激励部件；所述激励部件单激励所述第一缝隙，生成的信号在所述金属机身上传输，并通过所述第一缝隙和第二缝隙辐射信号。本发明的金属机身移动终端的WLAN天线，无需预留天线净空区域，且没有天线走线。

Description

金属机身移动终端的WLAN天线

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及的是一种金属机身移动终端的WLAN天线。

背景技术

无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)是以射频无线电波通信技术构建的局域网，虽不采用缆线，但也能提供传统有线局域网的所有功能。WLAN的工作频率高(2.4-2.5GHz；5.15-5.85GHz)，波长更短，天线所需要的空间更小，设计更灵活，也更符合现代通信终端灵巧纤薄的设计理念。

随着无线通信技术的飞速发展，天线设计种类更加多样化。消费群体在追求移动设备性能的同时，越来越注重设备的外观设计。金属材质拥有独有的光泽度和触感，且耐磨抗摔，被广泛应用于各种移动设备中。但是对于天线设计而言，金属材质导致天线净空变小，天线设计越来越困难。

例如，参看图1，为传统笔记本电脑WLAN天线的结构，包括在避开LCD屏幕2’处设置在机身1’上的两组天线辐射体3’、天线地4’和同轴电缆5’。该天线需要一定的空间30mm×10mm×3mm和独立的塑料支架，成本高，灵活性低，是I F A(Inverted F Antenna，倒F天线)形式WLAN天线，需要足够的天线净空区域支持天线性能，而在金属机身的情况下，没有足够的净空区域，因而不适用于金属机身的移动终端。另外，由于笔记本电脑正面屏幕占有较大部分，不利于净空的开设，不利于天线的辐射，导致天线性能较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种金属机身移动终端的WLAN天线，无需预留天线净空区域，且没有天线走线。

为解决上述问题，本发明提出一种金属机身移动终端的WLAN天线，包括：金属机身，开设在所述金属机身上的第一缝隙、第二缝隙，及设置在所述第一缝隙的馈点处的激励部件；

所述激励部件单激励所述第一缝隙，生成的信号在所述金属机身上传输，并通过所述第一缝隙和第二缝隙辐射信号。

根据本发明的一个实施例，所述第一缝隙和/或所述第二缝隙为所述金属机身的散热口。

根据本发明的一个实施例，所述散热口内设置有栅格，所述栅格为塑料结构。

根据本发明的一个实施例，所述第一缝隙和所述第二缝隙间隔地共处于所述金属机身的一个面上，实现信号的单面辐射；或，所述第一缝隙和所述第二缝隙分别处于所述金属机身的两个面上，实现信号的双面辐射。

根据本发明的一个实施例，所述激励部件与第一缝隙之间为直接馈电或耦合馈电；其中，在直接馈电时，所述激励部件的馈线连接所述第一缝隙的第一长边的馈点，地线则连接所述第一缝隙的第二长边的对应馈点位置处；在耦合馈电时，所述激励部件的馈线处于所述第一缝隙的第一长边和第二长边之间且对应第一长边的馈点位置处，地线则连接所述第二长边的对应馈点位置处。

根据本发明的一个实施例，通过调节所述馈线的长度和第二缝隙的尺寸来调整阻抗。

根据本发明的一个实施例，所述馈线的长度的范围在10-15mm。

根据本发明的一个实施例，所述馈点设置在所述第一缝隙的第一长边上，且距离所述第一缝隙的一短边5-15mm。

根据本发明的一个实施例，所述第一缝隙的尺寸为，长度范围在40-60mm，宽度使得高低频阻抗圆趋近于50欧姆。

根据本发明的一个实施例，所述第二缝隙的尺寸为大于第一缝隙的尺寸。

采用上述技术方案后，本发明相比现有技术具有以下有益效果：

本发明通过在金属机身上开设第一缝隙和第二缝隙，例如金属机身上的结构特性，在第一缝隙上设置相应馈点并得到激励部件的激励，直接形成缝隙天线，由于金属机身成为了天线的辐射体，因而不需要预留天线净空区域，且没有天线走线(金属图案)，可以在尽可能大地保留移动终端的工业设计的基础上实现WLAN天线的设计，保证天线的回波损耗及效率等性能，同时降低成本；

由于散热口原本就需要设置在金属机身上，因而利用了金属机身原有结构特性，减小对原有工业设计的破坏，降低改造成本；通常散热口设置在侧面，在超薄机身的移动终端中，侧面较窄，而本发明通过打开两个缝隙，实现较好的腔体辐射，在缝隙较窄情况下同样能够保证信号正常辐射，适用于超薄金属机身。

附图说明

图1为传统笔记本电脑WLAN天线的结构示意图；

图2为本发明一实施例的金属机身移动终端的WLAN天线的结构示意图；

图3为本发明另一实施例的金属机身移动终端的WLAN天线的结构示意图；

图4为本发明又一实施例的金属机身移动终端的WLAN天线的结构示意图；

图5为本发明一实施例的金属机身移动终端的WLAN天线的仿真回波损耗示意图；

图6为本发明一实施例的金属机身移动终端的WLAN天线的实物回波损耗示意图；

图7为本发明一实施例的金属机身移动终端的WLAN天线的天线效率示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

参看图2，在一个实施例中，金属机身移动终端的WLAN天线，包括：金属机身1，开设在金属机身1上的第一缝隙2、第二缝隙3，及设置在第一缝隙2的馈点处的激励部件4。当然，图中仅是示意。

移动终端可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、POS机、车载电脑等，任意需要安装WLAN天线且带有金属机身的移动终端均适用。在本发明实施例中，移动终端优选的是笔记本电脑。金属机身1可以是移动终端的金属外壳。

激励部件4单激励第一缝隙2，生成的信号在金属机身1上传输，并通过第一缝隙2和第二缝隙3辐射信号。第一缝隙2、金属机身1和第二缝隙3均作为天线的一部分，激励部件4通过第一缝隙2将信号馈至金属机身1上，并在金属机身1上进行信号的传输，最后通过第一缝隙2和第二缝隙3进行辐射，实现了双缝隙天线。

本实施例中，仅在第一缝隙2上进行激励，实现单窗口激励方式，第二缝隙3上不连接激励部件而仅开缝，第二缝隙3可以用来进行辐射和配合阻抗调节。可以理解，为了更好地实现天线的辐射，在第一缝隙2和第二缝隙3中不期望设置影响天线辐射的导体部件或其他。

本发明通过在金属机身1上开设第一缝隙2和第二缝隙3，例如金属机身1上的结构特性，在第一缝隙2上设置相应馈点并得到激励部件4的激励，直接形成缝隙天线，由于金属机身1成为了天线的辐射体，因而不需要预留天线净空区域，且没有天线走线(金属图案)，可以在尽可能大地保留移动终端的工业设计的基础上实现WLAN天线的设计，保证天线的回波损耗及效率等性能，同时降低成本。

优选的，第一缝隙2和/或第二缝隙3为金属机身1的散热口。以移动终端为笔记本电脑为例，由于金属机身1的散热口通常是在笔记本电脑的侧面，也就是说，第一缝隙2、或第二缝隙3、或第一缝隙2和第二缝隙3位于笔记本电脑的侧面，本发明实施例中，侧面上的缝隙的宽度可以适应侧面宽度，适用于超薄结构的金属机身。

由于散热口原本就需要设置在金属机身1上，因而利用了金属机身1原有结构特性，减小对原有工业设计的破坏，降低改造成本；通常散热口设置在侧面，在超薄机身的移动终端中，侧面较窄，而本发明通过打开两个缝隙，实现较好的腔体辐射，在缝隙较窄情况下同样能够保证信号正常辐射，适用于超薄金属机身。

可选的，散热口内设置有栅格(图中未示出)，栅格为塑料结构，栅格的形状不限，可以是现有形状。通常的，若移动终端的壳体为金属机身，则为了相应的散热口上的栅格也为金属结构。然而，本发明中由于将散热口作为天线的一部分，因而应避免金属栅格设置在散热口上，但为了保证外观的一致性，而选择在散热口上设置相应的栅格，该栅格材质为塑料材质，同时保证了天线性能。

优选的，在一个实施例中，如图2和图3所示，第一缝隙2和第二缝隙3分别处于金属机身1的两个面上，实现信号的双面辐射。单面辐射的情况下，部分电磁能量处于金属腔体内，天线阻抗较难调节。较单面辐射而言，双面辐射则可以将金属腔体打开，可以实现更好的网络覆盖，辐射更强，天线效率更高，带宽更宽，且阻抗更容易调节。通过第二缝隙3，为天线提供了更好的辐射环境，实现了天线阻抗的调节。例如，金属机身1的侧面上的散热口作为第一缝隙2，第二缝隙3设于背面上，两条缝隙并行，且第二缝隙3长于第一缝隙2，当然不作为限制。图3中，两个第一缝隙2为对称放置于hinge两端的主副两支天线。

当然，也不限于双面辐射的情况。在另一个实施例中，参看图4，第一缝隙2和第二缝隙3可以间隔地共处于金属机身1的一个面上，实现信号的单面辐射，其他可以与前述实施例中的相同。虽然部分电磁能量处于金属腔体内，但是第一缝隙2和第二缝隙3可以共处于金属机身1的侧面上，尤其在金属机身1开设两个散热口的情况下更适用，可以一个散热口作为第一缝隙2，另一个散热口作为第二缝隙3，充分利用了金属机身1的原有结构特性。

在本发明实施例中，第一缝隙2和第二缝隙3为条形缝隙结构，优选的是长方形结构，当然也不限于此，短边的可以具有其他的变形例，例如圆边等。

在一个实施例中，激励部件4与第一缝隙2之间为直接馈电或耦合馈电，激励部件4包括馈线和地线，当然也可以是其他部件作为激励，激励部件4可以连接金属机身1内部的WIFI模块。

其中，在直接馈电时，激励部件4的馈线连接第一缝隙2的第一长边的馈点，地线则连接第一缝隙2的第二长边的对应馈点位置处。第一长边和第二长边为相对较长的两个相对的边。馈点设置在第一长边上，馈线连接馈点，地线连接第二长边且位置与馈点相对。

在耦合馈电时，激励部件4的馈线处于第一缝隙2的第一长边和第二长边之间且对应第一长边的馈点位置处，地线则连接第二长边的对应馈点位置处，馈线处于上下之间，更灵活，阻抗圆图更小，带宽更宽。

通过调节馈线和第二缝隙3的尺寸来调整阻抗，不同馈线和第二缝隙3尺寸则阻抗不同，通过馈线和第二缝隙3尺寸的配合可调整到最佳阻抗。调节馈线的长度和宽度来控制馈线与第一缝隙耦合的强度，第二缝隙可以缩小第一缝隙的谐振阻抗圆图，实现阻抗匹配。优选的，馈线的长度的范围在10-15mm。

馈点设置在第一缝隙2的第一长边上，且与第一缝隙2的一短边相距5-15mm。优选的，馈点位置在距离第一缝隙2短边10mm左右，这个位置2.4GHz和5GHz谐振的阻抗圆最接近50欧姆。在图2中，馈点设置在第一缝隙2的下侧长边上，靠右侧短边10mm，激励部件4与第一缝隙2耦合馈电。

可选的，第一缝隙2的长度范围在40-60mm，接近中心频点的波长的一半，根据介质和馈电方式，缝隙长度会有调整；宽度使得高低频阻抗圆趋近趋近于50欧姆，优选在3mm左右，使得高低频阻抗圆接近50欧姆。优选的，第一缝隙2的尺寸为40mm*3mm，40mm的长度有利于产生2.4GHz和5GHz的双频谐振，3mm的宽度有利于调整谐振的带宽和深度。

第二缝隙3的尺寸最好大于第一缝隙2的尺寸。

图5是图3的金属机身移动终端的WLAN天线仿真模型的回波损耗示意图。从图5中可以看出，此天线可以满足WLAN(2.4-2.5GHz，5.15-5.85GHz)的带宽要求。

图6是图3的金属机身移动终端的WLAN天线实物的回波损耗示意图。从图5中可见，结果与图5仿真基本一致，可以满足WLAN(2.4-2.5GHz，5.15-5.85GHz)的带宽要求。

图7是图3的金属机身移动终端的WLAN天线实物的天线效率，可见，本发明实施例的WLAN天线效率满足WLAN天线的指标。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种金属机身移动终端的WLAN天线，其特征在于，包括：金属机身，开设在所述金属机身上的第一缝隙、第二缝隙，及设置在所述第一缝隙的馈点处的激励部件；

所述激励部件单激励所述第一缝隙，生成的信号在所述金属机身上传输，并通过所述第一缝隙和第二缝隙辐射信号；

其中，所述第一缝隙和所述第二缝隙分别处于所述金属机身的两个面上，实现信号的双面辐射，所述第一缝隙和/或所述第二缝隙为所述金属机身的散热口。

2.如权利要求1所述的金属机身移动终端的WLAN天线，其特征在于，所述散热口内设置有栅格，所述栅格为塑料结构。

3.如权利要求1所述的金属机身移动终端的WLAN天线，其特征在于，所述激励部件与第一缝隙之间为直接馈电或耦合馈电；其中，在直接馈电时，所述激励部件的馈线连接所述第一缝隙的第一长边的馈点，地线则连接所述第一缝隙的第二长边的对应馈点位置处；在耦合馈电时，所述激励部件的馈线处于所述第一缝隙的第一长边和第二长边之间且对应第一长边的馈点位置处，地线则连接所述第二长边的对应馈点位置处。

4.如权利要求3所述的金属机身移动终端的WLAN天线，其特征在于，通过调节所述馈线的长度和第二缝隙的尺寸来调整阻抗。

5.如权利要求4所述的金属机身移动终端的WLAN天线，其特征在于，所述馈线的长度的范围在10-15mm。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的金属机身移动终端的WLAN天线，其特征在于，所述馈点设置在所述第一缝隙的第一长边上，且距离所述第一缝隙的一短边5-15mm。

7.如权利要求1-5中任意一项所述的金属机身移动终端的WLAN天线，其特征在于，所述第一缝隙的尺寸为，长度范围在40-60mm，宽度使得高低频阻抗圆趋近于50欧姆。

8.如权利要求1-5中任意一项所述的金属机身移动终端的WLAN天线，其特征在于，所述第二缝隙的尺寸大于第一缝隙的尺寸。

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