CN203367465U - 一种超宽带的新型lte金属框天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超宽带的新型LTE金属框天线，包括PCB板、与PCB板相连的金属外框、天线部分以及与天线部分相连的电气部分。天线部分与PCB板相连，主要包括金属辐射边框、馈电部分、接地部分、回路辐射部分和接地点电气连接部分；电气部分内主要包括具有通断射频信号的电气连接件和电抗器件，电气连接件内部存在射频接地端用于与PCB板相连接地，且电气连接件与一移动终端信号相连从而控制电气连接件的通断。本实用新型提供的一种超宽带的新型LTE金属框天线，有效利用部分金属外框和加入电气连接件，通过控制电气连接件的通断从而实现增强带宽的效果，能覆盖GSM、UMTS、LTE多个频段，且天线部分的结构形式使得手机装置内部金属器件布局更加紧凑且节省空间。

Description

一种超宽带的新型LTE金属框天线

技术领域

本实用新型涉及手机天线的设计技术领域，尤其涉及一种超宽带的新型LTE金属框天线。

背景技术

小型化多频段内置天线一直是手持通信终端天线的发展方向。已有的天线形式包括多频单极子天线（monopole antenna），单环或双环天线(single loop and dual loop antenna)，倒置折叠天线（IFA）,平面倒置折叠天线（PIFA）。这些天线类型在不同的手持通信终端环境中各有其使用的条件和性能。根据不同的要求可以选择不同的天线形式。

通常移动终端设备包括GSM850/900，DCS，PCS，UMTS，其频率范围0.824GHz-0.96GHz，1.71GHz-2.17GHz。随着LTE 技术的不断发展，3.5GHz, 4GHz备受关注。愈来愈多的手机需要天线同时满足传统的2G网络频段和LTE频段，但手机的厚度越来越薄，对天线设计要求也越来越高，传统天线难以达到客户的要求。手机等移动终端的发展越来越多样化。Iphone 系列手机从4系列到iphone 5都大胆地使用了部分手机金属结构件作为天线的一部分参与辐射。但iphone 4为金属环天线，iphone 5为动态金属环天线。金属结构件参与天线设计，有利于进一步利用有限空间，缩减尺寸。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种超宽带的新型LTE金属框天线，该天线有效利用部分金属外框，并加入电气连接件实现宽带特点，能覆盖GSM, UMTS,LTE 多个频段。

本实用新型为一种超宽带的新型LTE金属框天线, 设置于一手机设备内，其特征在于，包括手持终端的PCB板和与所述PCB板的边缘相连的金属外框，所述PCB板的一端设置有净空区，所述金属外框的两端分别延伸至所述PCB板的净空区内；所述超宽带的新型LTE金属框天线还包括天线部分以及与所述天线部分相连的电气部分，所述天线部分位于所述PCB板的净空区内并与所述PCB板相连，所述电气部分接地且所述电气部分与一移动终端信号相连，所述移动终端信号控制所述电气部分是否接地；其中，所述天线部分包括：

金属辐射边框，位于PCB板的净空区内，且所述金属辐射边框的两端分别与所述金属外框的两端形成第一缝隙和第二缝隙；

馈电部分，与一馈源信号端相连；

接地部分，接地且与所述PCB板相连；

回路辐射部分，与所述馈电部分及所述接地部分相连，且位于所述馈电部分与所述接地部分之间，所述回路辐射部分还与所述金属辐射边框相连：所述手机设备内设置有第一金属器件和第二金属器件，所述回路辐射部分的一端弯折并将所述第一金属器件和所述第二金属器件间隔开来；

接地点电气连接部分，用于连接所述回路辐射部分与所述电气部分。

一些实施例中，所述回路辐射部分包括回路辐射第一部分、回路辐射第二部分和回路辐射第三部分，其中所述回路辐射第一部分与所述馈电部分相连，所述回路辐射第一部分的一端通过所述回路辐射第二部分与所述金属辐射边框相连，且所述回路辐射第一部分与所述金属辐射边框相对形成第三缝隙，所述回路辐射第一部分通过所述回路辐射第三部分与所述接地部分相连。

一些实施例中，所述回路辐射第一部分通过所述接地点电气连接部分与所述电气部分连接。

一些实施例中，所述电气部分包括电气连接件，所述电气连接件为具有通断射频信号的器件，所述电气连接件的内部设置有射频接地端用于接地，所述电气连接件上还设有控制接口，用于与所述移动终端信号相连，所述移动终端信号控制所述电气连接件的通断。

一些实施例中，所述电气部分还包括与所述电气连接件相连的电抗器件。

一些实施例中，所述电气连接件通过所述电抗器件与所述电气连接部分相连。

一些实施例中，所述电抗器件为电感性器件或电容性或电阻性器件。

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比：有效利用部分金属外框和加入电气连接件，通过控制电气连接件的通断从而实现增强带宽的效果，能覆盖GSM, UMTS,LTE 多个频段。同时，采用本实用新型提供的一种超宽带的新型LTE金属框天线使得手机装置内部金属器件布局更加紧凑且节省空间。

附图说明

结合附图，通过下文的叙述详细说明，可更清楚地理解本实用新型的上述及其他特征和优点，其中：

图1本实用新型天线组装图；

图2本实用新型侧视图；

图3本实用新型正视图；

图4本实用新型电气连接方式一；

图5本实用新型电气连接方式二；

图6本实用新型天线频率响应图；

图7本实用新型天线实测效率图。

符号说明：

100-PCB板

101、102、103-金属外框

200-天线部分

201-馈电部分

202-回路辐射第一部分

203-回路辐射第二部分

204-金属辐射边框

205-回路辐射第三部分

206-接地部分

207-接地点电气连接部分

208-第一缝隙

209-第二缝隙

210-第三缝隙

300-电气部分

301-电抗器件

302-电气连接件

303-控制接口

400、401、402-手机金属器件

具体实施方式

参见示出本实用新型实施例的附图，下文将更详细地描述本实用新型。然而，本实用新型可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本实用新型的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

参考图1-5，本实用新型提供的一种超宽带的新型LTE金属框天线，其包括手持终端的PCB板100和金属外框101、102、103，金属外框设置于PCB板100的边缘上并与PCB板100相连接，PCB板100分为净空区和非净空区，该净空区位于PCB板100的一端，且金属外框101和102 的两端延伸到PCB板100的净空区的外侧边缘上。天线部分200设置于PCB板100的净空区内，且天线部分200与电气部分300相连，电气部分300内部连接到PCB板上接地，且电气部分300与一移动终端信号相连，移动终端信号控制电气部分300是否接地。其中，天线部分包括金属辐射边框204、馈电部分201、接地部分206、回路辐射部分202-205和接地点电气连接部分207。

在本实施例中，金属辐射边框204设置于PCB板净空区的底边边缘上，且金属辐射边框204的一端与金属外框101的一端相对形成第一缝隙208，金属辐射边框204的另一端与金属外框102的一端相对形成第二缝隙209；第一缝隙208和第二缝隙209的位置可以根据具体情况在PCB板100的净空区的外侧边缘上移动，且第一缝隙208和第二缝隙209的大小可根据具体情况进行改变，适当的调节第一缝隙208和第二缝隙209的大小可以获得较好的频宽和阻抗，并通过优化设计达到手持时影响最小。

在本实施例中，回路辐射部分包括回路辐射第一部分202、回路辐射第二部分203和回路辐射第三部分205。回路辐射第一部分202与馈电部分201相连，馈电部分201与一馈源信号端相连；回路辐射第一部分202的一端通过回路辐射第二部分203连接到金属辐射边框204上，回路辐射第二部分203的位置用于调节天线频率和阻抗特性，其位置可根据具体情况来调节，具体的实施时回路辐射第二部分203可用螺丝钉替代，这样不但引入调节灵活性，同时在结构上起到加固的作用；回路辐射第一部分202与金属辐射边框204相对间隔开一定距离，并形成第三缝隙210，第三缝隙210用于调节回路频率和阻抗；回路辐射第一部分202通过回路辐射第三部分205与接地部分206相连；回路辐射第一部分202的另一端还通过接地点电气连接部分207连接到电气部分300，接地点电气连接部分207与回路辐射第一部分202的连接位置与回路辐射第一部分202末端的距离可根据具体情况而定。综合以上所述，回路辐射第一部分202、回路辐射第二部分203与金属辐射边框204相连，而回路辐射第一部分202又与回路辐射第三部分205相连最终接地，回路辐射第一部分202与接地点电气连接部分207相连进入电气部分300，最终形成辐射回路。

在本实施例中，手机设备内设置有若干金属器件，具体的包括第一金属器件400、第二金属器件402和第三金属器件401。本发明实施例中第一金属器件400、第三金属器件401为扬声器，第二金属器件402是接插件USB，当然第一金属器件400、第二金属器件402和第三金属器件401可以为近似尺寸手机部件代替 。在本实施例中，第一金属器件400位于PCB板的净空区与非净空区的分界处，且第一金属器件400与回路辐射第一部分202相对；第二金属器件402位于天线部分200一侧的PCB板的净空区内，回路辐射第一部分202与接地点电气连接部分207连接弯折绕过第二金属器件402与电气部分300相连，且回路辐射第一部分202、接地点电气连接部分207和回路辐射第三部分205将第一金属器件400和第二金属器件402间隔开来；第三金属器件401位于靠近第二缝隙209一侧的PCB板的净空区与非净空区的分界处。当然，本实施例中的天线部分与金属器件的布局只是为了布局更加紧凑和节省空间，也可通过其他方式来进行布局，此处不作限制。

在本实施例中，电气部分300包括一电气连接件302，电气连接件302为具有通断射频信号的器件，如射频开关或者PIN二极管等，电气连接件302的内部存在射频接地端用于与PCB板相连，形成完整信号回路；电气连接件302上设置有控制接口303，用于与一移动终端信号相连，移动终端信号控制电气部分300进行射频信号的通断从而控制电气部分300是否接地。如图6所述，图中f1和f2分别表示了在具体实施过程中电气连接件302截至和导通状态时整个天线的频率响应效果图，由图中可以看出，当电气连接件302在截至状态下时，出现响应的频段为低频0.7GHz到0.82GHz；当电气连接件302在导通状态下时，出现响应的频段为0.824GHz到0.96GHz和高频1.71GHz到2.93GHz。从而我们可以通过控制电气部分300的通断来实现天线在不同的频段内出现响应，满足用户在不同频段的需求，从而达到增加带宽的效果。

在本实施例中，电气部分300内还设置有电抗器件301，用于对电气部分300内的频率进行微调，本实施例中电抗器件301为电感性器件, 根据接地点电气连接部分207的位置电抗器件301可以为电容性或者电阻性器件，当然电抗器件301也可不设置，可根据具体依情况而定。如图4所示，为本实用新型电气连接方式一，电抗器件301设置于电气连接件302与接地点电气连接部分207之间。当然，电抗器件301也可集成于电抗器件301上, 接地点电气连接部分207直接与电气连接件302相连,如图5所示的本实用新型电气连接方式二，这种方式可以更好地节约空间。

参考图7，为本实用新型实施例效率测试图,在截至状态f1下，所需要的频段是低频0.7GHz到0.82GHz，对应的效率均达到-4dB。在导通状态f2下，所需要的频段是低频0.824GHz到0.96GHz和高频1.71GHz到2.93GHz，对应的效率均达到-4dB,最高值达-3dB。

综上所述，本实用新型提供了一种超宽带的新型LTE金属框天线，该超宽带的新型LTE金属框天线包括手持终端的PCB板和与PCB板的边缘相连的金属外框，金属外框的两端分别延伸至PCB板上设置的净空区内；还包括天线部分以及与天线部分相连的电气部分，天线部分位于PCB板的净空区内与PCB板相连，天线部分包括主要包括金属辐射边框、馈电部分、接地部分、回路辐射部分和接地点电气连接部分；电气部分内主要包括具有通断射频信号的电气连接件和电抗器件，电气连接件内部存在射频接地端用于与PCB板相连接地，且电气连接件与一移动终端信号相连从而控制电气连接件的通断。本实用新型提供的一种超宽带的新型LTE金属框天线，有效利用部分金属外框，并加入电气连接件，通过控制电气连接件的通断从而实现增强带宽的效果，能覆盖GSM、UMTS、LTE多个频段，且天线部分的结构形式使得手机装置内部金属器件布局更加紧凑且节省空间。

本技术领域的技术人员应理解，本实用新型可以以许多其他具体形式实现而不脱离本实用新型的精神或范围。尽管也已描述了本实用新型的实施例，应理解本实用新型不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本实用新型精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (7)

1.一种超宽带的新型LTE金属框天线，设置于一手机设备内，其特征在于，包括手持终端的PCB板和与所述PCB板的边缘相连的金属外框，所述PCB板的一端设置有净空区，所述金属外框的两端分别延伸至所述PCB板的净空区内；所述超宽带的新型LTE金属框天线还包括天线部分以及与所述天线部分相连的电气部分，所述天线部分位于所述PCB板的净空区内并与所述PCB板相连，所述电气部分接地且所述电气部分与一移动终端信号相连，所述移动终端信号控制所述电气部分是否接地；其中，所述天线部分包括：

金属辐射边框，位于PCB板的净空区内，且所述金属辐射边框的两端分别与所述金属外框的两端形成第一缝隙和第二缝隙；

馈电部分，与一馈源信号端相连；

接地部分，接地且与所述PCB板相连；

回路辐射部分，与所述馈电部分及所述接地部分相连，且位于所述馈电部分与所述接地部分之间，所述回路辐射部分还与所述金属辐射边框相连：所述手机设备内设置有第一金属器件和第二金属器件，所述回路辐射部分的一端弯折并将所述第一金属器件和所述第二金属器件间隔开来；

接地点电气连接部分，用于连接所述回路辐射部分与所述电气部分。

2.根据权利要求1所述的超宽带的新型LTE金属框天线，其特征在于，所述回路辐射部分包括回路辐射第一部分、回路辐射第二部分和回路辐射第三部分，其中所述回路辐射第一部分与所述馈电部分相连，所述回路辐射第一部分的一端通过所述回路辐射第二部分与所述金属辐射边框相连，且所述回路辐射第一部分与所述金属辐射边框相对形成第三缝隙，所述回路辐射第一部分通过所述回路辐射第三部分与所述接地部分相连。

3.根据权利要求2所述的超宽带的新型LTE金属框天线，其特征在于，所述回路辐射第一部分通过所述接地点电气连接部分与所述电气部分连接。

4.根据权利要求1所述的超宽带的新型LTE金属框天线，其特征在于，所述电气部分包括电气连接件，所述电气连接件为具有通断射频信号的器件，所述电气连接件的内部设置有射频接地端用于接地，所述电气连接件上还设有控制接口，用于与所述移动终端信号相连，所述移动终端信号控制所述电气连接件的通断。

5.根据权利要求4所述的超宽带的新型LTE金属框天线，其特征在于，所述电气部分还包括与所述电气连接件相连的电抗器件。

6.根据权利要求5所述的超宽带的新型LTE金属框天线，其特征在于，所述电气连接件通过所述电抗器件与所述电气连接部分相连。

7.根据权利要求5所述的超宽带的新型LTE金属框天线，其特征在于，所述电抗器件为电感性器件或电容性或电阻性器件。

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