CN108511890B - 一种5g多频段手机天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种5G多频段手机天线，包括主板、馈电组件和馈地组件，所述主板分别与馈电组件和馈地组件相连；所述馈电组件包括第一低频区域L1、第二低频区域L2、第一高频区域H1、第二高频区域H2、第三高频区域H3和馈电点A，所述第一低频区域L1、第二低频区域L2、第一高频区域H1、第二高频区域H2和第三高频区域H3分别与馈电点A相连，所述馈电点A与主板相连；所述馈地组件包括耦合线路区域O和馈地点B，所述耦合线路区域O通过馈地点B与主板相连。采用上述技术方案的有益效果是：通过馈电网络中的第二高频区域H2第三高频区域H3，增加高频段的带宽，使得本5G多频段手机天线适用于3300MHz‑3600MHz和4800MHz‑5000MHz频段，以满足5G时代的应用需求。

Description

一种5G多频段手机天线
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种5G多频段手机天线。
背景技术
2017年11月15日，工业和信息部发布关于第五代移动通信系统使用3300MHz-3600MHz和4800MHz-5000MHz频段相关事宜的通知，代表我国即将进入5G时代，手机作为移动通信的代表必然会引领5G时代的潮流。而现有技术中的天线只能适用于700MHz-2700MHz频段，不能满足5G时代的应用需求。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种5G多频段手机天线，适用于3300MHz-3600MHz和4800MHz-5000MHz频段，以满足5G时代的应用需求。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种5G多频段手机天线，包括主板、馈电组件和馈地组件，所述主板分别与馈电组件和馈地组件相连；
所述馈电组件包括第一低频区域L1、第二低频区域L2、第一高频区域H1、第二高频区域H2、第三高频区域H3和馈电点A，所述第一低频区域L1、第二低频区域L2、第一高频区域H1、第二高频区域H2和第三高频区域H3分别与馈电点A相连，所述馈电点A与主板相连；
所述馈地组件包括耦合线路区域O和馈地点B，所述耦合线路区域O通过馈地点B与主板相连。
采用上述技术方案的有益效果是：通过馈电网络中的第二高频区域H2第三高频区域H3，增加高频段的带宽，使得本5G多频段手机天线适用于3300MHz-3600MHz和4800MHz-5000MHz频段，以满足5G时代的应用需求。
进一步地，所述第一低频区域L1和第二低频区域L2的形状相同，所述第一低频区域L1围绕设置在第二低频区域L2外；
所述第一低频区域L1包括第一横部、第二横部和第一竖部，所述第一横部的一端与馈电点A相连，所述第一横部的另一端与第一竖部的一端相连，第一竖部远离第一横部的一端与第二横部的一端相连，所述第一低频区域L1为具有开口的C型结构；
所述第二低频区域L2包括第三横部、第四横部和第二竖部，所述第三横部的一端与馈电点A相连，所述第三横部的另一端与第二竖部的一端相连，第二竖部远离第三横部的一端与第四横部的一端相连，所述第二低频区域L2为具有开口的C型结构；
所述第一低频区域L1和第二低频区域L2的开口方向相同。
进一步地，所述第一高频区域H1围绕设置在第三高频区域H3外；
所述第一高频区域H1包括第五横部、第六横部和第三竖部，所述第五横部的一端与馈电点A相连，所述第五横部的另一端与第三竖部的一端相连，所述第三竖部远离第五横部的一端与第六横部的一端相连；
所述第三高频区域H3的一端与馈电点A相连，所述第三高频区域H3的另一端与第六横部远离第三竖部的一端相对设置；
所述第二高频区域H2的一端与馈电点A相连，所述第二高频区域H2设置在第三高频区域H3下方。
进一步地，所述耦合线路区域O的一端与馈地点B相连，所述耦合线路区域O设置在第一低频区域L1的下方。
采用上述技术方案的有益效果是：通过上述设计，使得手机天线易实现、体积小、带宽宽、效率高等优点。
进一步地，所述馈电点A上设置有π型匹配电路。
采用上述技术方案的有益效果是：便于调节天线的阻抗，更好地优化天线的谐振和带宽，提高天线的效率。
进一步地，所述耦合线路区域O和第一低频区域L1之间设置有间隙。
进一步地，耦合线路区域O和第一低频区域L1之间的间隙为2mm。
进一步地，所述第一低频区域L1和第二低频区域L2之间设置有间隙。
采用上述技术方案的有益效果是：设置有第一间隙和第二间隙，能够防止第一低频区域L1与第二低频区域L2之间的信号互相干扰，可以提高天线的性能。
进一步地，所述第一低频区域L1用于产生700MHz-800MHz频段，所述第二低频区域L2用于产生800MHz-960MHz频段，所述第一高频区域H1用于产生1710MHz-2170MHz频段，所述第二高频区域H2用于产生3300MHz-3600MHz频段，所述第三高频区域H3用于产生4800MHz-5000MHz频段，所述耦合线路区域O用于产生2300MHz-2700MHz频段。
进一步的，所述第一低频区域L1、第二低频区域L2、第一高频区域H1、第二高频区域H2和第三高频区域H3的长度依次递减。
附图说明
图1为本发明一种5G多频段手机天线的结构示意图；
图2为本发明一种5G多频段手机天线的效率示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、主板，L1、第一低频区域，L2、第二低频区域，H1、第一高频区域，H2、第二高频区域，H3、第三高频区域，O、耦合线路区域，A、馈电点，B、馈地点。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，图1为本发明一种5G多频段手机天线的结构示意图。一种5G多频段手机天线，包括主板1、馈电组件和馈地组件，主板1分别与馈电组件和馈地组件相连。馈电组件包括第一低频区域L1、第二低频区域L2、第一高频区域H1、第二高频区域H2、第三高频区域H3和馈电点A，第一低频区域L1、第二低频区域L2、第一高频区域H1、第二高频区域H2和第三高频区域H3分别与馈电点A相连，馈电点A与主板1相连；馈地组件包括耦合线路区域O和馈地点B，耦合线路区域O通过馈地点B与主板1相连。
主板上设置有馈电组件和馈地组件。在馈电组件中，第一低频区域L1用于产生700MHz-800MHz频段，第二低频区域L2用于产生800MHz-960MHz频段，第一高频区域H1用于产生1710MHz-2170MHz频段，第二高频区域H2用于产生3300MHz-3600MHz频段，第三高频区域H3用于产生4800MHz-5000MHz频段。在馈地组件中，耦合线路区域O用于产生2300MHz-2700MHz频段，增加高频带宽。馈电点A用于连接各个射频区域，馈地点B则为接地点。其中，第一低频区域L1产生的谐振适用于LTE band12、LTE band13、LTE band17等700MHz-800MHz频段。第二低频区域L2产生的谐振适用于GSM850、EGSM、WCDMA Band5、WCDMA Band 8、LTEBand5、LTE Band6、LTE Band8等800MHz-960MHz频段。第一高频区域H1产生的谐振适用于DCS、PCS、WCDMA Band I、WCDMA Band II、WCDMA Band IV、LTE Band 1、LTE Band2、LTEBand3、LTE Band4、LTE Band39等1710MHz-2170MHz频段。第二高频区域H2产生的谐振适用于新增的5G 3300MHz-3600MHz频段。第三高频区域H3产生的谐振适用于新增的5G4800MHz-5000MHz频段。耦合线路区域O产生的谐振适用于LTE Band7、LTE Band38、LTEBand40、LTE Band41等2300MHz-2700MHz频段。
将交变电流向空间发射交替变化的电磁场信号，这是就是手机信号发射；相反，空间中交变的电磁场信号在遇到天线时又可以感应出交变电流，这是就是手机接收信号。天线走线的长短问题与天线的工作频率成反比：L＝C/4f，其中L是天线长度，C是电磁波传播速度，f是天线工作频率，天线工作频率即天线谐振中心点。在同一介质中，电磁波的传播速度是一定的，天线工作频率越低需要的天线长度就越长，因此，第一低频区域L1、第二低频区域L2、第一高频区域H1、第二高频区域H2和第三高频区域H3的长度依次递减。其中，各个射频区域的长度为射频区域的一端到与馈电点A连接的另一端之间的距离。以第一低频区域L1为例，第一低频区域L1的自由端为第一横部、第二横部和第一竖部的长度之和；另外，第二高频区域H2、第三高频区域H3和耦合线路区域O的形状较为单一，其长度则为射频区域本身的长度。
具体地，第一低频区域L1和第二低频区域L2的形状相同，第一低频区域L1的尺寸大于第二低频区域L2的尺寸，第一低频区域L1围绕设置在第二低频区域L2外。其中，第一低频区域L1包括第一横部、第二横部和第一竖部，第一横部的一端与馈电点A相连，第一横部的另一端与第一竖部的一端相连，第一竖部远离第一横部的一端与第二横部的一端相连，第二横部远离第一竖部的一端不连接其它结构，第一低频区域L1为具有开口的C型结构。同样的，第二低频区域L2包括第三横部、第四横部和第二竖部，第三横部的一端与馈电点A相连，第三横部的另一端与第二竖部的一端相连，第二竖部远离第三横部的一端与第四横部的一端相连，第四横部远离第二竖部的一端不连接其它结构，第二低频区域L2为具有开口的C型结构；第一低频区域L1和第二低频区域L2的开口方向相同。
第一高频区域H1围绕设置在第三高频区域H3外；第一高频区域H1包括第五横部、第六横部和第三竖部，第五横部的一端与馈电点A相连，第五横部的另一端与第三竖部的一端相连，第三竖部远离第五横部的一端与第六横部的一端相连；第三高频区域H3的一端与馈电点A相连，第三高频区域H3的另一端与第六横部远离第三竖部的一端相对设置；第二高频区域H2的一端与馈电点A相连，第二高频区域H2远离馈电点A的一端不连接其它结构，第二高频区域H2设置在第三高频区域H3下方。
耦合线路区域O的一端与馈地点B相连，耦合线路区域O远离馈地点B的一端不连接其它结构，耦合线路区域O设置在第一低频区域L1的下方。第二高频区域H2和耦合线路区域O包括一个横部；而第二高频区域H2则包括两个横部，其中接近馈电点A的横部的宽度大于远离馈电点A的横部。
第一低频区域L1、第二低频区域L2、第一高频区域H1、第二高频区域H2和第三高频区域H3和馈电点A一起构成手机天线的馈电网络，馈地点B与耦合线路区域O构成手机天线的馈地网络。通过上述设计，使得手机天线易实现、体积小、带宽宽、效率高等优点。
优选地，馈电点A上设置有π型匹配电路，通过π型匹配电路能够更容易地调节手机天线的阻抗，更好的优化手机天线的谐振和带宽，提高手机天线的效率。
优选地，耦合线路区域O和第一低频区域L1之间设置有间隙，耦合线路区域O和第一低频区域L1之间的间隙为2mm。第一低频区域L1和第二低频区域L2之间也设置有间隙。通过这样的设计，通过将两个低频隔开，为了防止第一低频区域L1与第二低频区域L2之间的信号互相干扰，可以提高手机天线的性能。
如图2所示，图2为本发明一种5G多频段手机天线的效率示意图。以上所述的5G多频段手机天线，天线低频效率在33％以上，高频效率在40％以上，5G频段效率也在30％以上，能够满足5G时代的应用需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种5G多频段手机天线，其特征在于：包括主板、馈电组件和馈地组件，所述主板分别与馈电组件和馈地组件相连；
所述馈电组件包括第一低频区域（L1）、第二低频区域（L2）、第一高频区域（H1）、第二高频区域（H2）、第三高频区域（H3）和馈电点（A），所述第一低频区域（L1）、第二低频区域L2）、第一高频区域（H1）、第二高频区域（H2）和第三高频区域（H3）分别与馈电点（A）相连，所述馈电点（A）与主板相连；
所述馈地组件包括耦合线路区域（O）和馈地点（B），所述耦合线路区域（O）通过馈地点（B）与主板相连；
其中，第一低频区域（L1）的尺寸大于第二低频区域（L2）的尺寸；
所述第一低频区域（L1）和第二低频区域（L2）的形状相同，所述第一低频区域（L1）围绕设置在第二低频区域（L2）外；
所述第一低频区域（L1）包括第一横部、第二横部和第一竖部，所述第一横部的一端与馈电点（A）相连，所述第一横部的另一端与第一竖部的一端相连，第一竖部远离第一横部的一端与第二横部的一端相连，所述第一低频区域（L1）为具有开口的C型结构；
所述第二低频区域（L2）包括第三横部、第四横部和第二竖部，所述第三横部的一端与馈电点（A）相连，所述第三横部的另一端与第二竖部的一端相连，第二竖部远离第三横部的一端与第四横部的一端相连，所述第二低频区域（L2）为具有开口的C型结构；
所述第一低频区域（L1）和第二低频区域（L2）的开口方向相同；
所述第一高频区域（H1）围绕设置在第三高频区域（H3）外；
所述第一高频区域（H1）包括第五横部、第六横部和第三竖部，所述第五横部的一端与馈电点（A）相连，所述第五横部的另一端与第三竖部的一端相连，所述第三竖部远离第五横部的一端与第六横部的一端相连；
所述第三高频区域（H3）的一端与馈电点（A）相连，所述第三高频区域（H3）的另一端与第六横部远离第三竖部的一端相对设置；
所述第二高频区域（H2）的一端与馈电点（A）相连，所述第二高频区域（H2）设置在第三高频区域（H3）下方。
2.根据权利要求1所述的一种5G多频段手机天线，其特征在于：所述耦合线路区域（O）的一端与馈地点（B）相连，所述耦合线路区域（O）设置在第一低频区域（L1）的下方。
3.根据权利要求1所述的一种5G多频段手机天线，其特征在于：所述馈电点（A）上设置有π型匹配电路。
4.根据权利要求2所述的一种5G多频段手机天线，其特征在于：所述耦合线路区域（O）和第一低频区域（L1）之间设置有间隙。
5.根据权利要求4所述的一种5G多频段手机天线，其特征在于：耦合线路区域（O）和第一低频区域（L1）之间的间隙为2mm。
6.根据权利要求5所述的一种5G多频段手机天线，其特征在于：所述第一低频区域（L1）和第二低频区域（L2）之间设置有间隙。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种5G多频段手机天线，其特征在于：所述第一低频区域（L1）用于产生700MHz-800MHz频段，所述第二低频区域（L2）用于产生800MHz-960MHz频段，所述第一高频区域（H1）用于产生1710MHz-2170MHz频段，所述第二高频区域（H2）用于产生3300MHz-3600MHz频段，所述第三高频区域（H3）用于产生4800MHz-5000MHz频段，所述耦合线路区域（O）用于产生2300MHz-2700MHz频段。
8.根据权利要求1-6任一项所述的一种5G多频段手机天线，其特征在于：所述第一低频区域（L1）、第二低频区域（L2）、第一高频区域（H1）、第二高频区域（H2）和第三高频区域（H3）的长度依次递减。
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