CN108598689B - 一种手机天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种手机天线,包括基板，所述基板的下表面为接地板，所述基板的上表面设置有馈电带，基板的上表面和下表面之间设置有馈电端口，所述馈电端口为将基板的上表面和下表面连接在一起的竖直金属片；所述馈电带包括T形枝节，所述T形枝节包括相互连通的水平金属片和竖直金属片，水平金属片的宽度大于竖直金属片的宽度。采用本发明，实现了5G频段的覆盖。

Description

一种手机天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域,特别涉及一种手机天线。
背景技术
近年来，随着移动通信技术的快速发展，移动通信系统已经经历从窄带时代到宽带时代，再到超宽带时代的发展历程。目前，我国第五代移动通信系统频率使用规划也取得了重大进展，正逐步向第五代移动通信方向迈进。同时，手机作为一种重要的移动通信设备，也正在快速发展，不断满足客户越来越高的应用需求。
多频段、宽带宽、低剖面、成本低和易于制造是衡量手机天线是否具有良好应用前景的重要标准。目前，手机设备常用的通信频段包括GSM850/GSM900/DCS1800/PCS190/UMTS2100/LTE2300/LTE2500等。随着我国5G系统频率规划的确定，5G系统中的3300MHz-3600MHz和4800MHz-5000MHz这两个频段也将会得到越来越多地使用。然而，在要求手机天线覆盖如此多的频段的同时，又要实现小型化，对手机天线来说是一个巨大的挑战。
发明内容
本发明的目的提供一种手机天线，在兼顾5G频段的基础上，实现了天线的小型化。
为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种手机天线包括基板，所述基板的下表面为接地板，所述基板的上表面设置有馈电带，基板的上表面和下表面之间设置有馈电端口，所述馈电端口为将基板的上表面和下表面连接在一起的金属片；
所述馈电带包括T形枝节，所述T形枝节包括相互连通的水平金属片和竖直金属片，水平金属片的宽度大于竖直金属片的宽度。
其中，所述馈电带还包括第一L形枝节、第二L形枝节、第三L形枝节、第四L形枝节和Z形枝节，所述第一L形枝节的一端与T形枝节的竖直金属片的底部连接，第一L形枝节的水平段中部与Z形枝节的一端连通，Z形枝节的另一端与第二L形枝节的一端连通，第二L形枝节的另一端与第三L形枝节的一端连通，第三L形枝节的另一端为自由端。
其中，所述基板的上表面还包括耦合馈电带，所述耦合馈电带通过第一金属片与基板下表面连接。
其中，所述耦合馈电带包括S形枝节和C形枝节以及第二金属片，第二金属片的一端与第一金属片连接，第二金属片的另一端与S形枝节的一端连通，S形枝节的另一端与C形枝节的一端连通，C形枝节的另一端为自由端。
其中，所述馈电带和耦合馈电带在基板的上表面形成矩形净空区，所述净空区远离基板的边缘设置有防护金属板。
其中，所述馈电带还包括调谐线，所述调谐线呈L形；调谐线的一端与所述T形枝节的水平金属片连接，调谐线的另一端和所述T形枝节的竖直金属片连接，所述调谐线与所述T形枝节的水平金属片和竖直金属片形成封闭的矩形结构。
本发明实施例中的手机天线采用T形结构的作为馈电带，能够被激发出高频谐振模式，可以覆盖LTE3500频段，实现了5G频段的覆盖。
附图说明
图1是本发明一种手机天线的一种实施例的立体示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的左视图；
图4是本发明手机天线的S11参数曲线图；
图5是提出天线（proposed）和两个参考天线（Ref1和Ref2）的仿真回波损耗示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
参考图1，该图是本发明一种手机天线的一种实施例的立体示意图，该天线包括：基板1、接地板2、馈电带3、耦合馈电带4、馈电端口5，防护金属板6；接地板2位于基板1的下表面，基板1不是完整的矩形，而是开有一个矩形净空区；该矩形净空区包括印刷在基板1上表面的馈电带3、耦合馈电带4；馈电端口5是一个竖直金属片，连接基板1的上表面和下表面，实现天线馈电；防护金属板6连接在基板1上表面的边缘（即净空区的边缘），与基板1垂直。
基板1，材质可为环氧玻璃布层压板，尺寸可为15mm*60mm*0.8mm。
馈电端口5，为一个竖直金属片，连接基板1上表面的馈电带3和基板1下表面接地板2，实现天线的馈电。
防护金属板6，可为直立矩形金属板。
如图2-3所示，馈电带3包括第一L形枝节、第二L形枝节、第三L形枝节、第四L形枝节、Z形枝节和T形枝节，馈电带3所属各枝节都位于基板1的上表面。第一L形枝节的一端与T形枝节的竖直金属片的底部连接，第一L形枝节的水平段中部与Z形枝节的一端连通，Z形枝节的另一端与第二L形枝节的一端连通，第二L形枝节的另一端与第三L形枝节的一端连通，第三L形枝节的另一端为自由端。
第一L形枝节包括矩形金属片311和矩形金属片312，第二L形枝节包括矩形金属片316和矩形金属片317，第三L形枝节包括矩形金属片318和矩形金属片319，第四L形枝节包括矩形金属片323和矩形金属片324，Z形枝节包括矩形金属片313、矩形金属片314和矩形金属片315，T形枝节包括矩形金属片321（尺寸可为10.4mm*1.5mm）、矩形金属片322（尺寸可为16.5mm*3mm）。
其中，第四L形枝节即为调谐线，包括矩形金属片323和矩形金属片324。
耦合馈电带4通过第一金属片与基板下表面连接，包括第二金属片41、S形枝节以及C形枝节；馈电带4所属各枝节都位于基板1的上表面。
第一金属片40，可为竖直矩形金属片，其尺寸可为1mm*0.8mm。
S形枝节包括矩形金属片42、矩形金属片43、矩形金属片44和矩形金属片45；C形枝节包括矩形金属片47、矩形金属片48和矩形金属片49。
直立矩形金属板6，包括竖直矩形金属板61，竖直矩形金属板62和竖直矩形金属板63；竖直矩形金属板61，竖直矩形金属板62连接在基板1上表面耦合馈电带4的边缘，与基板1垂直；竖直矩形金属板63连接在基板1上表面馈电带3的边缘，与基板1垂直。
经实验数据可知，本实施例中的：该馈电端口5尺寸可为1.5mm*0.8mm，T形枝节的矩形金属片321的尺寸可为10.4mm*1.5mm，矩形金属片322的尺寸可为16.5mm*3mm；竖直矩形金属板61的尺寸可为27mm*5.5mm，竖直矩形金属板62的尺寸可为2.7mm*5.5mm和竖直矩形金属板63的尺寸可为7.5mm*5.5mm。从而形成的天线区域即净空区的大小尺寸为30mm*15mm，通过实际测量数据分析可知，本发明实施例中的天线的尺寸比现有天线尺寸要小，实现了天线尺寸的减小。
如图4所示，通信频段的覆盖要求是S11<-6dB，按照此标准，本发明实施例试验表明覆盖频段为820MHz-960MHz，1570MHz-2720MHz和3270MHz-4120MHz。因此覆盖了七个通信频段GSM850/900/DCS1800/PCS190/UMTS2100/LTE2300/2500以及5G通信系统中的3300MHz-3600MHz频段。
如图5所示，显示了所提出天线（proposed）和两个参考天线（Ref1和Ref2）的仿真回波损耗。其中，参考天线Ref1为只有T形馈电带的天线；参考天线Ref2包括T形馈电带、第一L形枝节、第二L形枝节、第三L形枝节、第四L形枝节、Z形枝节和耦合馈电带；提出天线（proposed）比参考天线Ref2增加了调谐线（即第四L形枝节）。
实验曲线表明：
参考天线Ref1大约在2550MHz、3750MHz处激发出高频谐振模式，可以覆盖LTE3500频段，实现了5G频段的覆盖。
为了更好的覆盖高频段和低频段，借助耦合馈电技术，增加了耦合馈电，即参考天线Ref2。可以看到考天线Ref2大约在860MHz处激发了一个低频谐振模式，因此应用5G手机的天线可以部分兼容低频段的手机，在一定程度上扩大了5G手机天线的实用范围和兼容性。
提出天线（proposed），采用了调谐线结构，在调谐线的帮助下，较低频段和较高频段的阻抗匹配都得到了有效的改善，能够完全覆盖所需要的频段。因此实现了2G-5G的全频段覆盖。因此，使应用于5G手机的天线还可以兼容2G-4G的手机频段，扩大了产品的实用范围。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种手机天线,其特征在于，包括基板，所述基板的下表面为接地板，所述基板的上表面设置有馈电带，基板的上表面和下表面之间设置有馈电端口，所述馈电端口为将基板的上表面和下表面连接在一起的金属片；
所述馈电带包括T形枝节，所述T形枝节包括相互连通的水平金属片和竖直金属片，水平金属片的宽度大于竖直金属片的宽度；所述馈电带还包括第一L形枝节、第二L形枝节、第三L形枝节、第四L形枝节和Z形枝节，所述第一L形枝节的一端与T形枝节的竖直金属片的底部连接，第一L形枝节的水平段中部与Z形枝节的一端连通，Z形枝节的另一端与第二L形枝节的一端连通，第二L形枝节的另一端与第三L形枝节的一端连通，第三L形枝节的另一端为自由端。
2.根据权利要求1所述的手机天线，其特征在于，所述基板的上表面还包括耦合馈电带，所述耦合馈电带通过第一金属片与基板下表面连接。
3.根据权利要求2所述的手机天线，其特征在于，所述耦合馈电带包括S形枝节和C形枝节以及第二金属片，第二金属片的一端与第一金属片连接，第二金属片的另一端与S形枝节的一端连通，S形枝节的另一端与C形枝节的一端连通，C形枝节的另一端为自由端。
4.根据权利要求3所述的手机天线，其特征在于，所述馈电带和耦合馈电带在基板的上表面形成矩形净空区，所述净空区远离基板的边缘设置有防护金属板。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的手机天线，其特征在于， 所述馈电带还包括调谐线，所述调谐线呈L形；调谐线的一端与所述T形枝节的水平金属片连接，调谐线的另一端和所述T形枝节的竖直金属片连接，所述调谐线与所述T形枝节的水平金属片和竖直金属片形成封闭的矩形结构。
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