CN109004345B - 一种适用于金属边框的多频宽带手机天线 - Google Patents

一种适用于金属边框的多频宽带手机天线 Download PDF

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Abstract

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种适用于金属边框的多频宽带手机天线，包括第一矩形金属片、第二矩形金属片、第一L形金属片、第二L形金属片、馈电结构、接地结构、介质基板、金属边框和金属地，第二矩形金属片和第一L形金属片位于第一矩形金属片的左侧，第二L形金属片位于第一矩形金属片的右侧，馈电结构的外导体与金属地电连接，馈电结构的内导体穿过介质基板与第一矩形金属片电连接，第一矩形金属片的上端位于介质基板的上表面接地结构分别连接金属地与第二L形金属片。本发明巧妙的在金属边框的特定位置开对称槽，不仅能够使天线有较好的辐射效率，而且使得金属边框成为天线的一部分，减小天线的整体尺寸。

Description

一种适用于金属边框的多频宽带手机天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种适用于金属边框的多频宽带手机天线。
背景技术
金属边框的手机现在是一个大趋势，同时消费者对手机的厚度要求也越来越高，要求手机越薄越好，手机越薄，对手机功能设计器件的要求就越高，特别是对于天线的要求越来越严格。众所周知，一款手机天线要能够工作需要有一定的高度才能更好地辐射，但受手机高度的限制，天线不能够有太多的净空高度，这都对手机天线的设计产生了巨大的难度。
目前，手机天线大多采用电感和电容来匹配输入阻抗，使天线工作在特定的频段，这种方法简单快捷，但是天线的增益受此影响较大，在后期加工过程中，除金属贴片外，还需要人工对天线进行焊接等加工，加大了天线制作的难度与成本。另一种常见的用来设计手机天线的方法是采用立体结构，即充分利用手机的厚度，上下的高度来设计手机天线。这种设计方式需要在天线与金属边框电连接的部分开缝，所需开缝较多，且不对称，外观不够美观。这种天线的频带窄，需要的天线数量较多，手机内部整体布局难度较大。
发明内容
本发明提供了一种适用于金属边框的多频宽带手机天线，能获得675MHz-965MHz和1781MHz-3123MHz的工作频段、满足带宽要求、体积小。
为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种适用于金属边框的多频宽带手机天线，包括第一矩形金属片、第二矩形金属片、第一L形金属片、第二L形金属片、馈电结构、接地结构、介质基板、金属边框和金属地，第二矩形金属片和第一L形金属片位于第一矩形金属片的左侧，第二L形金属片位于第一矩形金属片的右侧，馈电结构的外导体与金属地电连接，馈电结构的内导体穿过介质基板与第一矩形金属片电连接，第一矩形金属片的上端位于介质基板的上表面，第一矩形金属片的下端与金属边框的短边电连接，第二矩形金属片的一端与金属边框的长边电连接，第二矩形金属片的另一端与第一矩形金属片电连接，第一L形金属片的一端与第一矩形金属片电连接，第一L形金属片的另一端与金属边框的短边电连接，第二L形金属片一端位于介质基板短边上，第二L形金属片通过接地结构与金属地电连接，接地结构分别连接金属地与第二L形金属片。
作为本发明的优化方案，在金属边框上对称的设置有第一槽孔和第二槽孔，第一槽孔的位置紧邻第二矩形金属片与金属边框的连接处。
作为本发明的优化方案，介质基板的左侧上设置有细长条槽孔，槽孔沿金属边框的长边设置。
作为本发明的优化方案，金属边框的厚度为6mm。
本发明具有积极的效果：1)本发明能获得675MHz-965MHz、1781MHz-3123MHz的工作频段，可以满足带宽的要求，并且增益稳定；
2)本发明巧妙的在金属边框的特定位置开对称槽，不仅能够使天线有较好的辐射效率，而且使得金属边框成为天线的一部分，有利于减小天线的整体尺寸；
3)本发明巧妙地利用了耦合枝节，在宽展频宽的同时，有效的改善了天线的输入阻抗，使得阻抗匹配，进一步扩展带宽；
4)本发明对介质基板进行开槽处理，槽孔窄，不影响手机电路板的制作与其它元器件的排列，但能够显著改善天线的输入阻抗，方便有效；
5)本发明采用平面倒F天线结构，天线结构简单，易于制作，不易变形，节省空间，对手机的厚度要求低。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的整体结构图；
图2是本发明放大的净空区域图；
图3是本发明天线的局部放大图；
图4是本发明馈电结构和接地结构的放大图；
图5是本发明的回波损耗图；
图6为本发明天线工作在742.5MHz时的辐射方向图；
图7为本发明天线工作在859MHz时的辐射方向图；
图8为本发明天线工作在920MHz时的辐射方向图；
图9为本发明天线工作在1805MHz时的辐射方向图；
图10为本发明天线工作在2045MHz时的辐射方向图；
图11为本发明天线工作在2140MHz时的辐射方向图；
图12为本发明天线工作在2350MHz时的辐射方向图；
图13为本发明天线工作在2595MHz时的辐射方向图。
其中：1、第一矩形金属片，2、第二矩形金属片，3、第一L形金属片、4、第二L形金属片，5、馈电结构，6、接地结构，7、槽孔，81、第一槽孔，82、第二槽孔，9、介质基板，10、金属边框，11、金属地。
具体实施方式
如图1-4所示，本发明公开了一种适用于金属边框的多频宽带手机天线，包括第一矩形金属片1、第二矩形金属片2、第一L形金属片3、第二L形金属片4、馈电结构5、接地结构6、介质基板9、金属边框10和金属地11，第二矩形金属片2和第一L形金属片3位于第一矩形金属片1的左侧，第二L形金属片4位于第一矩形金属片1的右侧，馈电结构5的外导体与金属地11电连接，馈电结构5的内导体穿过介质基板9与第一矩形金属片1电连接，第一矩形金属片1的上端位于介质基板9的上表面，第一矩形金属片1的下端与金属边框10的短边电连接，第二矩形金属片2的一端与金属边框10的长边电连接，第二矩形金属片2的另一端与第一矩形金属片1电连接，第一L形金属片3的一端与第一矩形金属片1电连接，第一L形金属片3的另一端与金属边框10的短边电连接，第二L形金属片4一端位于介质基板9短边上，第二L形金属片4通过接地结构6与金属地11电连接，接地结构6分别连接金属地11与第二L形金属片4。
在金属边框10上对称的设置有第一槽孔81和第二槽孔82，第一槽孔81的位置紧邻第二矩形金属片2与金属边框10的连接处。
介质基板9的左侧上设置有细长条槽孔7，槽孔7沿金属边框10的长边设置。
金属边框10的厚度为6mm，符合目前手机越来越薄的趋势。
其中，介质基板9并没有完全覆盖金属边框10，在金属边框10的下半部分底部有一定的净空区域，天线主要设置在此净空区域。在介质基板9的左侧，与金属边框10连接的部分，沿金属边框的长边，有一细长条槽孔7。金属地11位于介质基板9的下表面，第一矩形金属片1、第二矩形金属片2、第一L形金属片3、第二L形金属片4与介质基板9的上表面处于同一平面部分。第二矩形金属片2和第一L形金属片3与第二L形金属片4分别位于第一矩形金属片1的左右两侧。第二矩形金属片2和第一L形金属片3位于矩形金属片1的左侧，第二L形金属片4位于第一矩形金属片1的右侧。第一矩形金属片1位于净空区域靠左的部分，上端位于介质基板9的上表面，下端与金属边框10的短边电连接。第二矩形金属片2一端与金属边框10的长边电连接，另一端与第一矩形金属片1电连接。第一L形金属片3位于矩形金属片2与金属边框10之间。第一L形金属片3一端与第一矩形金属片1电连接，一端与金属边框10的短边电连接。第二L形金属片4位于矩形金属片1的右侧，一端位于介质基板9短边上，并通过接地结构6与金属地11电连接。接地结构6为一矩形金属片，分别连接金属地11与第二L形金属片4。第二L形金属片4为耦合振子，具有扩展频带宽度，降低天线整体尺寸的作用。第二矩形金属片2的一端电连接在金属边框10的长边上，在电连接的部分下端，有第一槽孔81，第一槽孔81位置紧邻电连接位置，在金属边框10的对称位置有第二槽孔82。馈电结构5为同轴馈电，同轴电缆的外导体与金属地电连接，内导体穿过介质基板9与矩形金属片1电连接。整个天线具有倒F天线结构，具有倒F天线的相关优点：宽频带、体积小、剖面低。其工作频带能够覆盖大部分的通信频带。
图5为天线的回波损耗图，从图中可以看出，以-6dB为标准，天线的工作频率为675MHz-965MHz,1781MHz-3123MHz，完全覆盖LTE700、GSM850、GSM900、CDMA、EGSM、WCDMA、CDMA200、TD-SCDMA、LTE2300、LTE2500，部分覆盖GSM1800。天线整体的覆盖频带宽。从图6-13可以看出，天线的辐射性能良好。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种适用于金属边框的多频宽带手机天线，其特征在于：包括第一矩形金属片(1)、第二矩形金属片(2)、第一L形金属片(3)、第二L形金属片(4)、馈电结构(5)、接地结构(6)、介质基板(9)、金属边框(10)和金属地(11)，所述的第二矩形金属片(2)和第一L形金属片(3)位于第一矩形金属片(1)的左侧，第二L形金属片(4)位于第一矩形金属片(1)的右侧，馈电结构(5)的外导体与金属地(11)电连接，馈电结构(5)的内导体穿过介质基板(9)与第一矩形金属片(1)电连接，第一矩形金属片(1)的上端位于介质基板(9)的上表面，第一矩形金属片(1)的下端与金属边框(10)的短边电连接，第二矩形金属片(2)的一端与金属边框(10)的长边电连接，第二矩形金属片(2)的另一端与第一矩形金属片(1)电连接，第一L形金属片(3)位于第二矩形金属片(2)与金属边框(10)之间，第一L形金属片(3)的一端与第一矩形金属片(1)电连接，第一L形金属片(3)的另一端与金属边框(10)的短边电连接，第二L形金属片(4)一端位于介质基板(9)短边上，并通过接地结构(6)与金属地(11)电连接，接地结构(6)分别连接金属地(11)与第二L形金属片(4)；介质基板(9)并未完全覆盖金属边框(10)，金属边框(10)的下半部分底部有净空区域，天线主要设置在所述的净空区域，金属地(11)位于介质基板(9)的下表面，第一矩形金属片(1)、第二矩形金属片(2)、第一L形金属片(3)、第二L形金属片(4)与介质基板(9)的上表面处于同一平面；在金属边框(10)上对称的设置有第一槽孔(81)和第二槽孔(82)，第一槽孔(81)的位置紧邻第二矩形金属片(2)与金属边框(10)的连接处，第二矩形金属片(2)与金属边框的长边的电连接部分的下端设置所述第一槽孔(81)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于金属边框的多频宽带手机天线，其特征在于：介质基板(9)的左侧上设置有细长条槽孔(7)，所述的槽孔(7)沿金属边框(10)的长边设置。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于金属边框的多频宽带手机天线，其特征在于：金属边框(10)的厚度为6mm。
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