CN202977704U - 抗金属边框手机的天线结构 - Google Patents

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董超
周波
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Abstract

本实用新型提供一种抗金属边框手机的天线结构，该天线结构包括：承载体、电路板、金属耦合片、第一接地部、第二接地部及金属边框。在上述的各组件组装后，该金属边框与该承载体之间形成第一缝隙及第二缝隙。该金属耦合片与该第一接地部及第一缝隙形成第一通信路径，产生低频的谐振，同时也产生倍频谐振，适用于GSM系统，以满足4频需求；同时，该金属耦合片与该第二接地部及第二缝隙形成第二通信路径，产生WCDMA2100系统谐振，适用于宽带多重分码存取系统谐振，以满足5频需求的天线结构。借此，本实用新型较容易在实际手机环境实现，且天线空间要求与传统天线要求一致，无需额外的空间。

Description

抗金属边框手机的天线结构
技术领域
本实用新型有关一种天线，尤指一种抗金属边框手机的天线结构。
背景技术
金属边框使得手机变得坚固耐用同时充满时尚感，因此许多的手机制造商都采用金属边框来装饰及美化手机的外观。但是，金属边框对手机的辐射性能影响很大，传统手机天线设计较难满足特性需求，所以具有金属边框的手机成为手机制造商遇到的难题。
目前具有金属边框的手机为了避免天线受金属边框的影响，将天线所在区域的金属边框去除或缩小金属边框的高度及宽度使天线位于该金属边框外侧，或将天线区域这部分的金属边框改为塑料材料，或者将金属边框分成多个部分，使分段的部分金属边框作为天线的一部分来设计；另外，还有采用微带线馈电的平面缝隙天线来进行设计，如专利申请号CN201120421743.8所示。
上述技术产生了以下缺点：
1、采用传统天线技术改变天线环境，为了满足天线特性要求而破坏了金属边框的连续性，影响手机整体视觉美感，同时天线设计环境和空间比常用天线设计环境更大；
2、将金属边框开缝断开金属边框作为天线一部分，金属边框上有缝，当手或其他导体握住缝隙时，天线性能急剧恶化，造成天线收发不良；
3、采用微带线馈电的平面缝隙天线来进行设计，虽然此设计有应用于闭合式的金属边框手机上，但是平面缝隙需在电路板上进行开缝，占有大量电路板空间，实际手机环境较难应用。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的主要目的在于解决上述传统缺点，本实用新型提供一种抗金属边框手机的天线结构，在不破坏金属边框的连续性，不影响手机整体视觉美感的前提下，使天线设计环境和空间与普通设计环境保持一致，同时金属边框无缝隙，在手或其它导体握住金属边框时，不会产生天线性能急剧恶化的现象，另外较容易在实际手机环境实现，且天线空间要求与传统天线要求一致，无需额外的空间。
为达到上述目的，本实用新型提供一种抗金属边框手机的天线结构，该天线结构包括：承载体，其上具有顶边、底边及连接该顶边及该底边的右边及左边；电路板，用以组装在所述承载体上；金属耦合片，与所述电路板电性连接，并位于所述承载体的所述底边上；第一接地部，组接于所述承载体的所述左边，并与所述电路板电性连接；第二接地部，组接于所述承载体的所述左边，并位于所述第一接地部下方与所述电路板电性连接；金属边框，用以组装于所述承载体上，并位于所述顶边、所述底边、所述右边及所述左边，与所述第一接地部及所述第二接地部电性连接，所述金属边框与所述右边之间形成第一缝隙，所述金属边框与所述左边下方至所述底边之间形成第二缝隙；其中，所述金属耦合片与所述第一接地部及所述第一缝隙形成第一通信路径；所述金属耦合片与所述第二接地部及所述第二缝隙形成第二通信路径。
进一步地，所述电路板上具有信号处理电路及控制电路，以处理各种信号及控制电路动作。
进一步地，所述金属耦合片上具有弧状的耦合部及与该耦合部连接的信号馈入部。
进一步地，所述耦合部与所述信号馈入部形成T型的金属耦合片。
进一步地，所述耦合部的断面呈L形，其上具有长段、短段及与该长段及该短段一侧连接的延伸段。
进一步地，所述长段及所述信号馈入部形成长臂，长度可运用于全球移动通信系统(GSM)上。
进一步地，所述短段及所述信号馈入部形成短臂，长度可运用于宽带多重分码存取系统(WCDMA2100)上。
进一步地，所述金属边框与所述承载体组接后，所述金属边框与所述金属耦合片的所述耦合部保持有距离，以调整所述金属耦合片与所述金属边框的耦合距离来改变天线的阻抗。
进一步地，所述耦合部的侧边垂直折叠的延伸段以增加与所述金属边框耦合来提升低频频宽。
进一步地，在所述长段等于0或所述短段等于零0时，所述金属耦合片为L型。
进一步地，所述第一接地部及所述第二接地部为块状或片状的金属物。
进一步地，所述第一缝隙宽度约2～3mm。
进一步地，所述第二缝隙宽度约2～3mm。
进一步地，所述第一通信路径产生低频的谐振，同时也产生倍频谐振，以供4频的GSM系统使用。
进一步地，所述第一通信路径长度为GSM系统的1个波长。
进一步地，所述第二通信路径产生宽带多重分码存取系统谐振，可以通过所述第二接地部产生宽带多重分码存取系统谐振，以供5频的GSM系统使用。
进一步地，所述第二通信路径长度为宽带多重分码存取系统的1/4个波长。
相较于现有技术，本实用新型的抗金属边框手机的天线结构在不破坏金属边框的连续性，不影响手机整体视觉美感的前提下，使天线设计环境和空间与普通设计环境保持一致，同时金属边框无缝隙，在手或其它导体握住金属边框时，不会产生天线性能急剧恶化的现象，另外较容易在实际手机环境实现，且天线空间要求与传统天线要求一致，无需额外的空间。
附图说明
图1为本实用新型的手机背面的立体示意图；
图2为本实用新型的手机背面的俯视示意图；
图3为本实用新型的手机背面形成低频及宽带路径示意图；
图4为本实用新型的手机背面改变第一接地部及第二接地部位置示意图；
图5为本实用新型的天线结构的返回损失(Return loss)曲线示意图；
图6为本实用新型的天线结构的电压驻波比(VSWR)曲线示意图。
附图标记说明
承载体1                          顶边1 1
底边1 2                           右边1 3
左边1 4                           电路板2
金属耦合片3                     耦合部3 1
长段3 1 1                          短段3 12
延伸段3 1 3                       信号馈入部32
第一接地部4                     第二接地部5
金属边框6                       第一缝隙7
第二缝隙8                        第一通信路径1 0
第二通信路径20
具体实施方式
有关本实用新型的详细说明及技术内容，将配合附图说明如下，然而所附附图仅作为说明用途，并非用于局限本实用新型。
请参阅图1和图2，为本实用新型的手机背面的立体及俯视示意图。如图所示：本实用新型的抗金属边框手机的天线结构包括：承载体1、电路板2、金属耦合片3、第一接地部4、第二接地部5及金属边框6。
该承载体1，其上具有顶边11、底边1 2及连接该顶边1 1及底边1 2的右边1 3及左边1 4。该承载体1用以承载手机的电路板2、电池(图中未示出)及组接该金属耦合片3、第一接地部4、第二接地部5、存储卡(图中未示出)及组装金属边框6。
该电路板2，用以组装在该承载体1上，该电路板2上具有信号处理电路及控制电路，以处理各种信号及控制各种电路动作。
该金属耦合片3，与该电路板2电性连接，并位于该承载体1的底边12上。该金属耦合片3上具有弧状的耦合部31及与该耦合部31连接的信号馈入部32，该耦合部31与该信号馈入部32形成T型的金属耦合片3。该耦合部31的断面呈L形，其上具有长段311、短段312及与长段311及短段312一侧连接的延伸段313。该长段311及该信号馈入部32形成长臂，长度可运用于全球移动通信系统(GSM，Global System for Mobile)上。该短段312及该信号馈入部32形成短臂，长度可运用于宽带多重分码存取(WCDMA2100，Wideband CodeDivision Multiple Access)系统上。以该金属耦合片3为天线耦合馈入部分，同时可以提高高频带宽。在该金属边框6组装于该承载体1时，可以通过调整该金属耦合片3与该金属边框6的耦合距离来改变天线的阻抗。该耦合部31的侧边垂直折叠具有延伸段313，该延伸段313通过增加与该金属边框6的耦合距离来提升低频频宽，且金属耦合片3也可以不垂直折叠，为平面T型的金属耦合片3。另外，该金属耦合片3除了T型外，还可为L型(在长段311等于0或短段312等于0时)。
该第一接地部4，组接于该承载体1的左边14并与该电路板2电性连接。在本图中，该第一接地部4为块状或片状的金属物。
该第二接地部5，组接于该承载体1的左边14并位于该第一接地部4下方与该电路板2电性连接。在本图中，该第二接地部5为块状或片状的金属物。
该金属边框6，用以组装于该承载体1上，并位于该承载体1的顶边11、底边12、右边13及该左边14，与该第一接地部4及该第二接地部5电性连接，且与该金属耦合片3的耦合部31之间具有距离。在该金属边框6组装于该承载体1后，该金属边框6与该承载体1的右边13之间形成缝隙宽度约为2～3mm的第一缝隙7，该金属边框6与该承载体1的左边14下方至该底边12之间形成缝隙宽度约为2～3mm的第二缝隙8。
请参阅图3，为本实用新型的手机背面形成低频及宽带路径示意图。如图所示：在该手机天线结构的承载体1、电路板2、金属耦合片3、第一接地部4、第二接地部5及该金属边框6组装后，该金属耦合片3与该第一接地部4及第一缝隙7形成第一通信路径10(如图中的箭头路线)，产生低频的谐振，同时也产生倍频谐振，以满足4频需求，适用于GSM系统(GSM850/900/1800/1900)，且该第一缝隙7宽度约为2～3mm，使得该第一通信路径10长度为GSM850/900的1个波长(235mm)。
同时，该金属耦合片3与该第二接地部5及第二缝隙8形成第二通信路径20(如图中的箭头路线)，产生宽带多重分码存取(WCDMA2100，Wideband CodeDivision Multiple Access)系统谐振(频率为1922MHZ～2170MHZ)，可以通过第二接地部5产生W2100的宽带多重分码存取系统谐振，以满足5频需求(GSM850/900/1800/1900/W2100)。且该第二缝隙8宽度约为2～3mm，使得该第二通信路径20长度为W2100(宽带多重分码存取系统)的1/4个波长(30mm)。
请参阅图4，为本实用新型的手机背面改变第一接地部及第二接地部位置示意图。如图所示：改变第一接地部4的位置，即可以改变该第一缝隙7的长度，以调整低高频特性。
同样地，改变该第二接地部5的位置，即可以改变该第二缝隙8的长度，以调整W2100(宽带多重分码存取系统)特性。
请参阅图5，为本实用新型的天线结构的返回损失(Return loss)曲线示意图。如图所示：本实用新型的天线结构测量的返回损失的标示点(marker)0在824MHz为-4.17dB、标示点(marker)1在960MHz为-4.34dB、标示点(marker)2在1710MHz为-4.30dB、标示点(marker)3在2170MHz为-5.59dB。
请参阅图6，为本实用新型的天线结构的电压驻波比(VSWR)曲线示意图。如图所示：本实用新型的天线结构测量的电压驻波比的标示点(marker)0在824MHz为4.25、标示点(marker)1在960MHz为4.08、标示点(marker)2在1710MHz为4.16、标示点(marker)3在2170MHz为3.21。
进一步地，该第一接地部4及该第二接地5除为独立单一金属组件外，该第一接地部4及该第二接地5与该金属边框6可为一体成型设计，并与该电路板2电性连接。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例的具体说明，并非用以局限本实用新型的保护范围，其它任何等效变换均应属于本申请的权利要求范围。

Claims (10)

1.一种抗金属边框手机的天线结构，其特征在于，该天线结构包括：
承载体，其上具有顶边、底边及连接该顶边及该底边的右边及左边；
电路板，用以组装在所述承载体上；
金属耦合片，与所述电路板电性连接，并位于所述承载体的所述底边上；
第一接地部，组接于所述承载体的所述左边，并与所述电路板电性连接；
第二接地部，组接于所述承载体的所述左边，并位于所述第一接地部下方与所述电路板电性连接；
金属边框，用以组装于所述承载体上，并位于所述顶边、所述底边、所述右边及所述左边，与所述第一接地部及所述第二接地部电性连接，所述金属边框与所述右边之间形成第一缝隙，所述金属边框与所述左边下方至所述底边之间形成第二缝隙；
其中，所述金属耦合片与所述第一接地部及所述第一缝隙形成第一通信路径；所述金属耦合片与所述第二接地部及所述第二缝隙形成第二通信路径。
2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述电路板上具有信号处理电路及控制电路，以处理各种信号及控制电路动作。
3.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述金属耦合片上具有弧状的耦合部及与该耦合部连接的信号馈入部，所述耦合部与所述信号馈入部形成T型的金属耦合片，所述耦合部的断面呈L形，其上具有长段、短段及与该长段及该短段一侧连接的延伸段。
4.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于，所述长段及所述信号馈入部形成长臂，长度用于全球移动通信系统上，所述短段及所述信号馈入部形成短臂，长度用于宽带多重分码存取系统上。
5.如权利要求4所述的天线结构，其特征在于，所述金属边框与所述承载体组接后，所述金属边框与所述金属耦合片的所述耦合部之间具有距离，以调整所述金属耦合片与所述金属边框的耦合距离来改变天线的阻抗，所述耦合部的侧边垂直折叠具有延伸段。
6.如权利要求5所述的天线结构，其特征在于，在所述长段等于0或所述短段等于零0时，所述金属耦合片为L型。
7.如权利要求6所述的天线结构，其特征在于，所述第一接地部及所述第二接地部为块状或片状的金属物。
8.如权利要求7所述的天线结构，其特征在于，所述第一缝隙宽度及所述第二缝隙宽度为2～3mm。
9.如权利要求8所述的天线结构，其特征在于，所述第一通信路径产生低频的谐振，同时也产生倍频谐振，以供4频的全球移动通信系统使用，所述第一通信路径长度为全球移动通信系统的1个波长。
10.如权利要求9所述的天线结构，其特征在于，所述第二通信路径产生宽带多重分码存取系统谐振，通过所述第二接地部产生宽带多重分码存取系统谐振，以供5频的全球移动通信系统使用，所述第二通信路径长度为宽带多重分码存取系统的1/4个波长。
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