CN108321501B - 一种金属边框天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种金属边框天线，在小净空环境下利用两段金属框分别作为两个天线辐射体，利用两个天线分别覆盖LTE的低频(699MHz‑960MHz)和高频(1710MHz‑2690MHz)，通过两天线的结合从而实现全频段的覆盖。本发明适用于目前全面屏、金属边框、小净空的手机天线设计，具有结构简单，易于实现的优点。

Description

一种金属边框天线
技术领域
本发明涉及天线，具体涉及的是一种金属边框天线，主要用于智能手机等移动终端设备。
背景技术
目前金属框和高屏占比的手机越来越受到人们喜欢。与此同时，带来的小净空、金属件密集分布等问题也使得手机天线所处环境越发恶劣，设计难度也大大增加。虽然目前已有很多金属框天线的设计方案，但大多都是利用一个天线来实现LTE全频段的覆盖。而随着天线净空变小、环境变差，这些方案很难在保证性能的前提下覆盖LTE的全频段。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种在小净空环境下利用两段金属框分别作为两个天线辐射体的金属边框天线。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种金属边框天线，包括矩形金属框以及固定安装在所述矩形金属框内的PCB板(8)，所述矩形金属框由第一金属边框(4)、第二金属边框(5)、第三金属边框(6)、第四金属边框(7)第五金属边框合围而成，其中第一金属边框(4)与第四金属边框(7)位于金属框的左右两对立侧，所述第五金属边框与第三金属边框(6)位于金属框的上下两对立侧，第二金属边框(5)为“L”形，其一侧与第一金属边框(4)位于同一直线上，另一侧与第三金属边框(6)位于同一直线上；且第二金属边框(5)与第一金属边框(4)之间形成有第一断缝(1)，第二金属边框(5)与第三金属边框(6)之间形成有第二断缝(2)，第三金属边框(6)与第四金属边框(7)之间形成有第三断缝(3)；所述PCB板(8)与第二金属边框(5)和第三金属边框(6)之间以第一断缝(1)和第三断缝(3)为边界形成有一净空区(17)，所述净空区(17)上对应形成有第一回地点(12)、第一馈电点(13)、第二馈电点(14)、第二回地点(15)和调谐器件(16)；所述第二金属边框(5)与第一金属边框(4)同侧的部分通过所述第一回地点(12)与所述PCB板(8)连接，电信号通过第一馈电点(13)馈入第二金属边框(5)，再经过第一回地点(12)回到PCB板(8)覆盖LTE高频段1710MHz-2690MHz；所述第三金属边框(6)分别通过第二回地点(15)和调谐器件(16)与所述PCB板(8)连接，通过切换所述调谐器件(16)，电信号由第二馈电点(14)馈入第三金属边框(6)，再分别通过第二回地点(15)和调谐器件(16)回到PCB板(8)覆盖LTE低频段699MHz-960MHz。
优选地，所述PCB板(8)上设置有一USB口(10)，所述USB口(10)位于所述第二回地点(15)和所述调谐器件(16)之间，且所述USB口(10)与第三金属边框(6)之间的间距为0.5mm。
优选地，所述PCB板(8)上还设置有一耳机座(9)，该耳机座(9)与所述第二断缝(2)位置对应。
优选地，所述PCB板(8)上还设置有一喇叭(11)。
优选地，所述净空区(17)对应所述PCB板(8)与所述第三金属边框(6)之间的垂直距离为2mm。
优选地，所述第一断缝(1)、第二断缝(2)、第三断缝(3)的宽度均为2mm。
本发明提供的金属边框天线，在小净空环境下利用两段金属框分别作为两个天线辐射体，利用两个天线分别覆盖LTE的低频(699MHz-960MHz)和高频(1710MHz-2690MHz)，通过两天线的结合从而实现全频段的覆盖。本发明适用于目前全面屏、金属边框、小净空的手机天线设计，具有结构简单，易于实现的优点。
附图说明
图1为本发明金属边框天线整体结构示意图；
图2为本发明天线的结构示意图；
图3为本发明天线切低频的S11变化图；
图4为本发明天线切中、高频的S11变化图；
图5为本发明LTE全频段的效率图。
图中标识说明：第一断缝1、第二断缝2、第三断缝3、第一金属边框4、第二金属边框5、第三金属边框6、第四金属边框7、PCB板8、耳机座9、USB口10、喇叭11、第一回地点12、第一馈电点13、第二馈电点14、第二回地点15、调谐器件16、净空区17。
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。
本发明提供的是一种金属边框天线，其主要用于在小净空环境下LTE的低频和高频的全覆盖，其通过在金属边框的底部开三个2mm宽的断缝，形成两个天线，分别覆盖LTE低频(699MHz-960MHz)和高频(1710MHz-2690MHz)，本发明无需多余走线，能够为全面屏、金属框的手机天线设计提供了方案。
请参阅图1、图2所示，图1为本发明金属边框天线整体结构示意图；图2为本发明天线的结构示意图。本发明以手板实物制作为例结合附图1和图2进行说明。在实物制作中，天线手板尺寸为150.5mm*71.5mm，金属边框高度为5mm。
本发明所述的天线包括有一个矩形的金属框和一个固定安装在该矩形金属框内的PCB板8。
金属框是由第一金属边框4、第二金属边框5、第三金属边框6、第四金属边框7及第五金属边框合围而成，第一金属边框4与第四金属边框7位于金属框的左右两对立侧，所述第五金属边框与第三金属边框6位于金属框的上下两对立侧，第二金属边框5为“L”形，其一侧与第一金属边框4位于同一直线上，另一侧与第三金属边框6位于同一直线上。
第二金属边框5与第一金属边框4之间形成有第一断缝1；第二金属边框5与第三金属边框6之间形成有第二断缝2。第三金属边框6与第四金属边框7之间形成有第三断缝3。其中，第一断缝1、第二断缝2和第三断缝3的断缝宽度均为2mm。
在PCB板8与第二金属边框5和第三金属边框6之间以第一断缝1和第三断缝3为边界形成有一个净空区17，而该净空区17对应PCB板8与第三金属边框6之间的垂直距离为2mm。
在净空区17上对应形成有第一回地点12、第一馈电点13、第二馈电点14、第二回地点15和调谐器件16。
第二金属边框5与第一金属边框4同侧的部分通过第一回地点12与PCB板8连接。
PCB板8上设置有耳机座9、USB口10和喇叭11，其中USB口10位于第二回地点15和调谐器件16之间，且USB口10与第三金属边框6之间的间距为0.5mm；耳机座9与第二断缝2位置对应。
需要说明的是，本发明利用上述金属边框之间的断缝以及形成在净空区上的回地点、馈电点对应形成了两个天线。其中第二金属边框5、PCB板8、第一回地点12、第一馈电点13对应形成了天线一，而第三金属边框6、PCB板8、第二馈电点14、第二回地点15、调谐器件16对应形成了天线二。调谐器件16为天线开关，第三金属边框6为天线二的辐射体，第二金属边框5为天线一的辐射体。
如图3～图4所示，图3为本发明天线切低频的S11变化图；图4为本发明天线切中、高频的S11变化图；图5为本发明LTE全频段的效率图。本发明天线工作原理为：天线一的电信号通过第一馈电点13馈入第二金属边框5，再经过第一回地点12回到PCB板8覆盖LTE高频段1710MHz-2690MHz。在这里，第一馈电点13和第一回地点12的作用可以互换，即第一馈电点13作为回地点，第一回地点12作为馈电点，同样能够实现LTE高频段的覆盖。
天线二的电信号由第二馈电点14馈入第三金属边框6，然后分别通过第二回地点15和调谐器件16回到PCB板8。调谐器件16充当天线开关的作用，通过切换不同电容值实现LTE低频段699MHz-960MHz的覆盖。随着调谐器件16所接电容的值的增大，天线的有效电长度逐渐增加，可分别覆盖880MHz-960MHz、800MHz-880MHz、750MHz-800MHz和699MHz-750MHz。
通过天线一和天线二的结合，可以实现LTE全频段699MHz-960MHz、1710MHz-2690MHz的覆盖。
综上所述，本发明在小净空(2mm)和金属框的条件下，利用两个天线分别覆盖LTE的低频(699MHz-960MHz)和高频(1710MHz-2690MHz)，两天线结合从而实现全频段的覆盖。本发明除用于连接金属框和回地端的传输线外，无需多余走线，本发明适用于目前全面屏、金属边框、小净空的手机天线设计，具有结构简单，易于实现的优点。
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 (6)

1.一种金属边框天线，其特征在于，包括矩形金属框以及固定安装在所述矩形金属框内的PCB板(8)，所述矩形金属框由第一金属边框(4)、第二金属边框(5)、第三金属边框(6)、第四金属边框(7)第五金属边框合围而成，其中第一金属边框(4)与第四金属边框(7)位于金属框的左右两对立侧，所述第五金属边框与第三金属边框(6)位于金属框的上下两对立侧，第二金属边框(5)为“L”形，其一侧与第一金属边框(4)位于同一直线上，另一侧与第三金属边框(6)位于同一直线上；且第二金属边框(5)与第一金属边框(4)之间形成有第一断缝(1)，第二金属边框(5)与第三金属边框(6)之间形成有第二断缝(2)，第三金属边框(6)与第四金属边框(7)之间形成有第三断缝(3)；所述PCB板(8)与第二金属边框(5)和第三金属边框(6)之间以第一断缝(1)和第三断缝(3)为边界形成有一净空区(17)，所述净空区(17)上对应形成有第一回地点(12)、第一馈电点(13)、第二馈电点(14)、第二回地点(15)和调谐器件(16)；所述第二金属边框(5)与第一金属边框(4)同侧的部分通过所述第一回地点(12)与所述PCB板(8)连接，电信号通过第一馈电点(13)馈入第二金属边框(5)，再经过第一回地点(12)回到PCB板(8)覆盖LTE高频段1710MHz-2690MHz；所述第三金属边框(6)分别通过第二回地点(15)和调谐器件(16)与所述PCB板(8)连接，通过切换所述调谐器件(16)形成电信号由第二馈电点(14)馈入第三金属边框(6)，再分别通过第二回地点(15)和调谐器件(16)回到PCB板(8)覆盖LTE低频段699MHz-960MHz的天线。
2.如权利要求1所述的金属边框天线，其特征在于，所述PCB板(8)上设置有一USB口(10)，所述USB口(10)位于所述第二回地点(15)和所述调谐器件(16)之间，且所述USB口(10)与第三金属边框(6)之间的间距为0.5mm。
3.如权利要求2所述的金属边框天线，其特征在于，所述PCB板(8)上还设置有一耳机座(9)，该耳机座(9)与所述第二断缝(2)位置对应。
4.如权利要求3所述的金属边框天线，其特征在于，所述PCB板(8)上还设置有一喇叭(11)。
5.如权利要求4所述的金属边框天线，其特征在于，所述净空区(17)对应所述PCB板(8)与所述第三金属边框(6)之间的垂直距离为2mm。
6.如权利要求5所述的金属边框天线，其特征在于，所述第一断缝(1)、第二断缝(2)、第三断缝(3)的宽度均为2mm。
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