CN107706504B - 一种支持全频段覆盖的移动终端天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种支持全频段覆盖的移动终端天线，包括壳体以及一金属边框，位于壳体内且靠近金属边框处安装有一PCB板，所述PCB板上依次设置有与所述金属边框连接的回地位、馈电位和连接位；所述连接位处设置有一调谐电路。本发明通过在金属边框与PCB板之间的连接位处设置调谐电路，可以扩宽中高频实现1550MHz～2690MHz频率覆盖，以及通过电路切换实现LTE低频实现699MHz～960MHz频率覆盖。与现有技术相比，本发明基本支持全频段覆盖699MHz‑960MHz，1550MHz‑2690MHz，相对于传统方案频段覆盖范围广。而且本发明利用金属框做天线，具有结构简单，易于实现的优点。

Description

一种支持全频段覆盖的移动终端天线
技术领域
本发明涉及天线，具体涉及的是一种支持全频段覆盖的移动终端天线。
背景技术
随着全金属后壳手机的快速发展与普及，以及用户对手机大屏幕要求的提高，目前众多手机生产厂商提出了全面屏手机的设计方案。全面屏手机是指手机的正面全部都是屏幕，手机的四个边框位置都是采用无边框设计，追求接近100％的屏占比。但实际上受限于目前的技术，还无法做到手机正面屏占比100％的手机。目前所说的全面屏手机是指屏占比可以达到90％以上，拥有超窄边框设计的手机。
全面屏手机大大提升了手机的外形，让手机看上去更有科技感，另外同样机身正面的面积可以容纳更大的屏幕，对于视觉体验有着显著的提升。但是全面屏手机相对全金属后壳的手机，其极大压缩了天线的区域，使得天线需要在极小的净空中实现性能，这对天线的设计提出了更高的要求。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种支持全频段覆盖的移动终端天线。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种支持全频段覆盖的移动终端天线，包括壳体(12)及一金属边框(11)，位于壳体(12)内且靠近金属边框(11)处安装有一PCB板(1)，所述PCB板(1)上依次设置有与所述金属边框(11)连接的回地位(101)、馈电位(102)和连接位(103)；所述连接位(103)处设置有一调谐电路(1004)，该调谐电路(1004)由一电感(1002)和一电容(1003)串联后与一开关(1001)并联构成，且所述调谐电路(1004)的第一连接端子(10001)连接所述金属边框(11)，第二连接端子(10002)连接所述PCB板(1)；其中，电流信号由馈电位(102)馈入，进入到金属边框(11)后分为两支，一支经过回地位(101)后回到PCB板(1)，以产生谐振实现1710MHz～2170MHz频率覆盖，另一支则经过所述调谐电路(1004)回到PCB板(1)，以产生谐振实现880MHz～960MHz，2300MHz～2690MHz的频率覆盖。
优选地，所述壳体(12)与所述金属边框(11)之间形成有一缝隙，所述缝隙内填充有非金属介质(13)。
优选地，所述壳体(12)与所述金属边框(11)之间的缝隙间距为1.0mm～2.0mm。
优选地，所述壳体(12)与所述金属边框(11)之间的缝隙间距为1.5mm。
优选地，所述馈电位(102)与回地位(101)之间的距离小于馈电位(102)与连接位(103)之间的距离。
优选地，所述开关(1001)为具有射频通断的电子器件。
优选地，所述开关(1001)为二极管。
优选地，所述电感(1002)和电容(1003)为集总元件。
本发明提供的移动终端天线，通过在金属边框与PCB板之间的连接位处设置调谐电路，可以扩宽中高频实现1550MHz～2690MHz频率覆盖，以及通过电路切换实现LTE低频实现699MHz～960MHz频率覆盖。与现有技术相比，本发明基本支持全频段覆盖699MHz-960MHz，1550MHz-2690MHz，相对于传统方案频段覆盖范围广。而且本发明利用金属框做天线，具有结构简单，易于实现的优点。
附图说明
图1为本发明移动终端天线的立体示意图；
图2为本发明移动终端天线的背部示意图；
图3为本发明移动终端天线连接位的电路原理图；
图4为本发明S11曲线图；
图5为本发明效率曲线图。
图中标识说明：PCB板1、金属边框11、壳体12、回地位101、馈电位102、连接位103、调谐电路1004、开关1001、电感1002、电容1003、第一连接端子10001、第二连接端子10002、非金属介质连接件13。
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所示，图1为本发明移动终端天线的立体示意图。本发明提供了一种移动终端天线，以实现全面屏手机在极小的净空中实现天线性能。
其中本实施例所述的天线，包括有壳体12以及一个金属边框11，而位于壳体12内且靠近金属边框11的位置安装有一个PCB板1。其中PCB板1部分位于金属边框11内，且二者之间形成有一定的间距。
其中通过对本实施例进行模拟验证，选择对于本实施例天线的移动终端整机尺寸为145mm*71mm*6mm，其选用的PCB板使用双层PCB板，PCB基材为FR4(ε＝4.3δ＝0.024)。
在PCB板1与金属边框11之间设置有回地位101、馈电位102和连接位103。而且PCB板1是通过回地位101、馈电位102和连接位103分别与金属边框11连接。
需要说明的是，在金属边框11上对应馈电位102与回地位101之间的距离要小于馈电位102与连接位103之间的距离。对应地，可视馈电位102与回地位101之间为短枝节；而馈电位102与连接位103之间为长枝节。
其中，当电流信号从馈电位置102馈入，进入到金属边框11后分为两枝。一枝电流信号经过上述短枝节通过回地位101后回到PCB板1，产生谐振实现1710MHz～2170MHz频率覆盖。
而另一枝的电流信号则经过上述的长枝节再通过连接位103后回到PCB板1，产生谐振实现880MHz～960MHz，2300MHz～2690MHz频率覆盖。
如图2所示，图2为本发明移动终端天线的背部示意图。本实施例壳体12与所述金属边框11之间形成有一个缝隙，所述缝隙内填充有非金属介质13。其中壳体12与所述金属边框11之间的缝隙间距为1.0mm～2.0mm。
本实施例中壳体12与所述金属边框11之间的缝隙间距优选为1.5mm，即对应非金属介质13的宽度为1.5mm左右。
其中，PCB板1与金属边框11之间的缝隙间距应不小于壳体12与金属边框11之间的缝隙间距，本实施例中优选为2mm。
如图3所示，图3为本发明移动终端天线连接位的电路原理图。其中连接位103处设置有一个调谐电路1004，该调谐电路1004由一个电感1002和一电容1003串联后与一个开关1001并联构成。
需要说明的是，1001为具有射频通断的电子器件，如：开关、二极管等；本实施例中1001使用开关进行说明，但如其他具有射频通断的电子器件也能达到本方案目的；1002和1003为集总元件如：电感、电容、电阻或可等价为集总元件的结构如叉指型或“U”型结构等；本实施案例中1002使用电感进行说明，1003使用电容进行说明。
调谐电路1004的第一连接端子10001连接金属边框11，第二连接端子10002连接PCB板1。
其中，电流信号由馈电位102馈入，进入到金属边框11后分为两支，一支经过短枝节后回到PCB板1，而另一支长枝节则经过调谐电路1004回到PCB板1，以产生谐振实现880MHz～960MHz，2300MHz～2690MHz的频率覆盖。
在连接位103处，金属边框11通过第一连接端子10001连到调谐电路1004，经过调谐电路1004后通过第二连接端子10002连到PCB板1。通过切换调谐电路1004中的开关1001可以实现低频段的频率偏移，多次切换从而使低频实现699MHz～960MHz全覆盖。调谐电路1004中的电感1002和电容1003可以产生一个谐振，通过调节电感1002和电容1003的值的大小实现1550MHz～1620MHz频率覆盖。
如图4、图5所示，图4为本方案实验模拟所得的S11，实际调试中天线回波损耗均满足小于-5dB的设计需求。图5为本方案实验模拟所得的效率Efficiency数据,且与图4所示各状态的S11相互对应。
综上所述，本发明通利用金属框做天线，结构简单，易于实现；而且其通过在连接位处设置的调谐电路，可以在极差的环境下(极小净空)能够实现更好的天线性能。
本发明通过电路设计可以扩宽中高频段实现1550MHz～2690MHz频率覆盖，且能通过调谐电路1004使低频状态实现699MHz～960MHz频率全覆盖。且在任一LTE低频(699MHz～960MHz)切换状态下，中高频(1550MHz～2690MHz)几乎不变，从而可以实现大部分CA(carrier aggregation,载波聚合)状态。
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)

1.一种支持全频段覆盖的移动终端天线，包括壳体(12)及一金属边框(11)，位于壳体(12)内且靠近金属边框(11)处安装有一PCB板(1)，其特征在于，所述PCB板(1)上依次设置有与所述金属边框(11)连接的回地位(101)、馈电位(102)和连接位(103)；所述连接位(103)处设置有一调谐电路(1004)，该调谐电路(1004)由一电感(1002)和一电容(1003)串联后与一开关(1001)并联构成，且所述调谐电路(1004)的第一连接端子(10001)连接所述金属边框(11)，第二连接端子(10002)连接所述PCB板(1)；其中，电流信号由馈电位(102)馈入，进入到金属边框(11)后分为两支，一支经过回地位(101)后回到PCB板(1)，以产生谐振实现1710MHz～2170MHz频率覆盖，另一支则经过所述调谐电路(1004)回到PCB板(1)，以产生谐振实现880MHz～960MHz，2300MHz～2690MHz的频率覆盖。
2.如权利要求1所述的支持全频段覆盖的移动终端天线，其特征在于，所述壳体(12)与所述金属边框(11)之间形成有一缝隙，所述缝隙内填充有非金属介质(13)。
3.如权利要求2所述的支持全频段覆盖的移动终端天线，其特征在于，所述壳体(12)与所述金属边框(11)之间的缝隙间距为1.0mm～2.0mm。
4.如权利要求3所述的支持全频段覆盖的移动终端天线，其特征在于，所述壳体(12)与所述金属边框(11)之间的缝隙间距为1.5mm。
5.如权利要求2所述的支持全频段覆盖的移动终端天线，其特征在于，所述馈电位(102)与回地位(101)之间的距离小于馈电位(102)与连接位(103)之间的距离。
6.如权利要求5所述的支持全频段覆盖的移动终端天线，其特征在于，所述开关(1001)为具有射频通断的电子器件。
7.如权利要求6所述的支持全频段覆盖的移动终端天线，其特征在于，所述开关(1001)为二极管。
8.如权利要求6所述的支持全频段覆盖的移动终端天线，其特征在于，所述电感(1002)和电容(1003)为集总元件。
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