CN202042592U - 一种内置式手机天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种内置式手机天线，包括天线辐射体、天线耦合体及匹配电路，所述天线辐射体包括天线主体和自所述天线主体向上弯折形成的馈电点，所述天线主体包括彼此相连的收发高频信号的高频辐射体和收发低频信号的低频辐射体，高频辐射体和低频辐射体相连并成倒G形，所述天线耦合体包括与天线主体共面的长方形的天线耦合体主体，及自所述天线耦合体主体向上弯折形成的接地点，所述馈电点及接地点通过匹配电路连接。本实用新型提供的内置式手机天线通过天线耦合体及匹配电路来解决由于天线载体高度不够而导致的天线辐射体的频带响应深度及宽度不够的问题，从而在天线载体高度较小的情况下能全方向性、高效率地实现信号发射与接收。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种手机天线，特别是涉及一种内置式手机天线。
背景技术
手机是当前最为流行的移动终端设备，成为现代人们生活中的必需品之一。手机天线是实现手机无线通讯功能的必要设备。目前的手机正朝着小型化、轻薄化方向发展，手机内部的空间也就随之减小。
手机天线包括外置式和内置式两种，由于内置式天线具有美观、手机携带方便、手机跌落时天线不易损坏等优点，因而被越来越多的手机所采用。目前现在比较常用的手机内置天线有两种：平面倒F型（PIFA，Planar Inverted F-shaped Antenna）天线和单极（Monopole）天线。但由PIFA及monopole天线的特性可知，在保证天线性能的情况下，PIFA天线要求天线载体最小的高度是6mm，Monopole天线要求天线载体的最小的高度是5mm，否则对天线的性能产生影响。目前的手机正朝着小型化方向发展，手机内部的空间也就随之减小，使得内置式手机天线受到手机内部的空间和环境的限制，从而很难满足内置式手机天线的全方向性和高效率等要求。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是现有平面天线不能满足通讯便携式产品小型化、轻薄化的缺陷，从而提供了一种所占空间尺寸较小且满足全方向性和高效率要求的内置式手机天线。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术是这样的：
一种内置式手机天线，包括天线辐射体、天线耦合体及匹配电路，所述天线辐射体包括天线主体和自所述天线主体向上弯折形成的馈电点；所述天线主体包括彼此相连的收发高频信号的高频辐射体和收发低频信号的低频辐射体，高频辐射体和低频辐射体相连并成倒G形；所述天线耦合体包括与天线主体共面的长方形的天线耦合体主体，及自所述天线耦合体主体向上弯折形成的接地点，所述馈电点及接地点通过匹配电路连接。
进一步地，所述低频辐射体包括第一辐射臂及由第一辐射臂的一端垂直向上延伸形成的第二辐射臂；所述高频辐射体包括从馈电点引出不在同一面上彼此相连的第三辐射臂及第四辐射臂；所述第二辐射臂、第一辐射臂、第三辐射臂与第四辐射臂依次连接；所述第三辐射臂与第一辐射臂在同一个面上且相互平行，所述第三辐射臂位于第一辐射臂和第二辐射臂之间。
进一步地，所述馈电点和第一辐射臂之间的垂直距离为3.5mm至5mm。
进一步地，所述第二辐射臂与第四辐射臂的最高处至第一辐射臂之间的垂直距离不超过馈电点与第一辐射臂之间的垂直距离。
优选地，所述匹配电路是感性小于10nH的电感。
进一步地，所述高频辐射体和低频辐射体之间形成一条L形窄缝。
进一步地，所述低频辐射体和天线耦合体主体之间形成一条窄缝。
更进一步地，所述第一辐射臂和天线耦合体主体平行。
与现有技术相比，本实用新型提供的内置式手机天线通过天线耦合体及匹配电路来解决由于天线载体高度不够而导致的天线辐射体的频带响应深度及宽度不够的问题，从而在天线载体高度较小的情况下具备良好地全方向性、并高效率地实现信号发射与接收。
附图说明
图1是本实用新型提供的内置式手机天线的结构示意图。
图2是本实用新型提供的内置式手机天线回波损耗（Return Loss）测试图。
图3 是本实用新型提供的内置式手机天线880MHz时全方向性辐射图。
图4是本实用新型提供的内置式手机天线920MHz时全方向性辐射图。
图5 是本实用新型提供的内置式手机天线960MHz时全方向性辐射图。
图6 是本实用新型提供的内置式手机天线1710MHz时全方向性辐射图。
图7 是本实用新型提供的内置式手机天线1800MHz时全方向性辐射图。
图8 是本实用新型提供的内置式手机天线1880MHz时全方向性辐射图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1所示，本实用新型的实施例提供的一种内置式手机天线，包括天线辐射体1、天线耦合体2及匹配电路3，天线辐射体1包括天线主体10和自所述天线主体10向上弯折形成的馈电点11。天线主体10包括彼此相连的收发高频信号的高频辐射体102和收发低频信号的低频辐射体101，高频辐射体102和低频辐射体101相连并成倒G形。低频辐射体101包括第一辐射臂1011及由第一辐射臂1011的一端垂直向上延伸形成的第二辐射臂1012。高频辐射体102包括从馈电点11引出不在同一面上彼此相连的第三辐射臂1021及第四辐射臂1022。低频辐射体101主要是用来与GSM900频段的信号产生响应，高频辐射体102用来与GSM1800频段的信号产生响应。
第二辐射臂1012、第一辐射臂1011、第三辐射臂1021与第四辐射臂1022依次连接。第三辐射臂1021与第一辐射臂1011在同一个面上且相互平行，第三辐射臂1021位于第一辐射臂1011和第二辐射臂1012之间。高频辐射体102和低频辐射体101之间形成一条L形的第一窄缝4。
天线耦合体2包括与天线主体共面的长方形的天线耦合体主体20，及自所述天线耦合体主体20向上弯折形成的接地点21，所述馈电点11及接地点21通过匹配电路3连接。馈电点11及接地点21分别和手机主板（图中未示出）上的焊盘和GND连接。天线耦合体2通过耦合天线辐射体1辐射的能量来加深高频、低频的频带响应深度，使得频带响应深度满足要求。
第一辐射臂1011和天线耦合体主体20平行。低频辐射体101的第一辐射臂1011和天线耦合体主体20之间形成一条第二窄缝5。
本实用新型实施例提供的内置式手机天线一般容置在手机结构中的天线载体内（图中未示出），天线载体就是指容置手机天线的腔体，在本实施例中，馈电点11及接地点21分别和手机主板（图中未示出）上的焊盘和GND连接。因此，天线载体的高度也等同于手机主板（图中未示出）与内置式手机天线之间的距离，内置式手机天线中馈电点11和天线辐射体1中的第一辐射臂1011之间的垂直距离为3.5mm至5mm。本实施例中，馈电点11和天线辐射体1中的第一辐射臂1011之间的垂直距离为3.5mm。
第二辐射臂1012与第四辐射臂1022的最高处至第一辐射臂1011之间的垂直距离不超过馈电点11与第一辐射臂1011之间的垂直距离。
匹配电路3与馈电点11及接地点21相连，用来增加高频、低频的频带响应带宽。使得频带响应带宽满足要求。由大量实验得出，匹配电路3一般是感性小于10nH的电感。
图2是本实用新型实施例提供的内置式手机天线的回波损耗测试图，其中横坐标为频率，纵坐标为反射信号与入射信号能量之比。按照行业要求，在手机工作的频段内，天线的回波损耗要小于-5dB,由图3可知，在GSM900（工作频段880~960MHz）和GSM1800（工作频段1710~1880MHz）工作频段内，本实施例提供的内置式手机天线在880MHz、960MHz、1710MHz、1880MHz四个频点的回波损耗值分别为-6.5613dB、-5.9683dB、-11.453dB和-10.342dB。因此，本实用新型实施例提供的内置式手机天线的回波损耗完全符合要求，具有良好的电性能。
图3至图8分别是在频率为880MHz，920MHz，960MHz，1710MHz，1800MHz，1880MHz时本实用新型实施例提供的内置式手机天线的全方向性辐射图。X，Y，Z轴建立的三维直角坐标系来用指示空间的位置，球面上的点到坐标原点的距离表示天线在该方向上的辐射强度。由图可以看出，在XY平面上，本实用新型实施例提供的内置式手机天线在各个方向上辐射的能量是比较均衡，即没有表现出很强的方向性，这也满足手机天线需要全方向性的要求。
表1是本实用新型实施例提供的内置式手机天线在GSM900及GSM1800工作频段内的辐射效率，按照行业要求，在工作频段内，天线的辐射效率至少要到达40%，由表1的数据可知，本实用新型实施例提供的内置式手机天线在GSM900工作频段内的辐射效率达到了50.9497%以上，在GSM1800工作频段内的辐射效率达到了44.5235%以上，辐射的效率较高。
表1
| 频率 (MHz) | 效率 (%) | 频率 (MHz) | 效率 (%) |
| 880 | 52.8218 | 1710 | 58.8738 |
| 890 | 57.478 | 1720 | 61.9804 |
| 900 | 63.2771 | 1730 | 64.0665 |
| 910 | 67.3301 | 1740 | 65.9587 |
| 920 | 66.114 | 1750 | 68.3342 |
| 930 | 65.3467 | 1760 | 67.1453 |
| 940 | 62.3482 | 1770 | 66.2973 |
| 950 | 56.3223 | 1780 | 65.3827 |
| 960 | 50.9497 | 1790 | 63.4864 |
| 1800 | 61.12 | ||
| 1810 | 60.8738 | ||
| 1820 | 60.9795 | ||
| 1830 | 58.2271 | ||
| 1840 | 56.1017 | ||
| 1850 | 52.4185 | ||
| 1860 | 50.0192 | ||
| 1870 | 46.8439 | ||
| 1880 | 44.5235 |
综上所述，本实用新型提供的内置式手机天线通过增加天线耦合体及匹配电路来解决由于天线载体高度不够天线辐射体的频带响应深度及频带响应宽度不够问题，从而在天线载体高度较小的情况下能全方向性、高效率的实现GSM900MHz/GSM1800MHz频段的信号发射与接收。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1. 一种内置式手机天线，其特征在于，包括天线辐射体、天线耦合体及匹配电路，所述天线辐射体包括天线主体和自所述天线主体向上弯折形成的馈电点；所述天线主体包括彼此相连的收发高频信号的高频辐射体和收发低频信号的低频辐射体，高频辐射体和低频辐射体相连并成倒G形；所述天线耦合体包括与天线主体共面的长方形的天线耦合体主体，及自所述天线耦合体主体向上弯折形成的接地点，所述馈电点及接地点通过匹配电路连接。
2. 根据权利要求1所述的一种内置式手机天线，其特征在于，所述低频辐射体包括第一辐射臂及由第一辐射臂的一端垂直向上延伸形成的第二辐射臂；所述高频辐射体包括从馈电点引出不在同一面上彼此相连的第三辐射臂及第四辐射臂；所述第二辐射臂、第一辐射臂、第三辐射臂与第四辐射臂依次连接；所述第三辐射臂与第一辐射臂在同一个面上且相互平行，所述第三辐射臂位于第一辐射臂和第二辐射臂之间。
3. 根据权利要求2所述的一种内置式手机天线，其特征在于，所述馈电点和第一辐射臂之间的垂直距离为3.5mm至5mm。
4. 根据权利要求2所述的一种内置式手机天线，其特征在于，所述第二辐射臂与第四辐射臂的最高处至第一辐射臂之间的垂直距离不超过馈电点与第一辐射臂之间的垂直距离。
5. 根据权利要求1所述的一种内置式手机天线，其特征在于，所述匹配电路是感性小于10nH的电感。
6. 根据权利要求1所述的一种内置式手机天线，其特征在于，所述高频辐射体和低频辐射体之间形成一条L形窄缝。
7. 根据权利要求1所述的一种内置式手机天线，其特征在于，所述低频辐射体和天线耦合体主体之间形成一条窄缝。
8. 根据权利要求2所述的一种内置式手机天线，其特征在于，所述第一辐射臂和天线耦合体主体平行。
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|---|---|---|---|---|
| CN103219581A (zh) * | 2012-01-19 | 2013-07-24 | 启碁科技股份有限公司 | 宽频天线 |
| WO2015039435A1 (zh) * | 2013-09-22 | 2015-03-26 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种多频天线及终端 |
| CN107039762A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-08-11 | 禾邦电子(苏州)有限公司 | 一种小型化全频段高增益pcb天线 |
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