CN204947084U - 一种金属边框lte手机天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属边框LTE手机天线，将不同频段的天线集成在金属边框内，节省空间可广泛应用于超薄多频移动终端。同时金属边框设计为天线辐射体的一部分，不仅减小天线的PCB投影区域，而且满足消费者对金属质感移动终端产品的追求；另外本实用新型设置反方向弯曲支路环绕地馈点的方法，不仅拓展了高频的带宽同时有效利用金属边框和天线净空区域产生第一高频谐振；本实用新型占用的空间小周围可以布置喇叭、话筒、USB接口等其他结构且不会与这些其他结构产生相互影响。

Description

一种金属边框LTE手机天线

技术领域

本实用新型涉及个人移动终端的通讯技术领域，属于天线技术，尤其应用于便携式终端并采用金属外框作为天线的一部分的LTE天线设计方案。

背景技术

随着消费电子的不断发展变化，人们对于个人移动终端设备的外观要求越来越高。金属以其质感、坚固，耐用，精致等优点被广泛应用到移动终端设备的外观设计。当前许多手机、pad，手表等无线终端设备以金属边框的作为外观装饰受到广大消费者的青睐。然而金属边框的摆放对于无线设备内置天线受到很大的干扰，尤其影响到射频信号的接收、辐射。除此之外，随着移动终端的不断便携化设计要求，外观高度的限制致使天线的空间也越来越小，天线周围的环境也更为复杂，因此在有限的空间和复杂的内置环境下兼容金属边框结构，实现多频(GSM850\GSM900\PCS\DCS\W850\W900\W1900\W2100\LTE等频段)给手机天线设计带来了极大的挑战。

常见的手机天线形式单极子天线、环天线、IFA天线、PIFA天线等，其中单极天线虽然占用尺寸较小但对整机净空环境要求很高，至于IFA、PIFA天线除了对整机高度、净空要求如实现宽频特性需要较大的天线面积，目前的针对金属边框，实现多频(GSM850\GSM900\PCS\DCS\W850\W900\W1900\W2100\LTE等频段)均需要至少净空7-10mm，如没有对应的净空面积天线尺寸将占用更大整机空间,因此在复杂环境下开发更小型的内置手机天线满足多频带宽更为迫切。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种适用于净空区域较小，整机厚度薄，辐射频带宽，多频段且具有金属边框、并能满足天线辐射要求的金属边框LTE手机天线。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：

一种金属边框LTE手机天线，包括金属边框、PCB板和天线走线主体，其中：

所述金属边框由第一边框、第二边框、第三边框和第四边框首尾相接形成，

所述PCB板包括金属区域和净空区域，所述净空区域设置在PCB板的一端，所述金属边框设置于所述PCB板的边缘，所述天线走线主体设置于净空区域内，所述天线走线主体包括连接PCB板的馈电点和第一接地点，还包括高低频公共走线，所述高低频公共走线设置于馈电点和第一接地点水平方向的一侧上，并通过辐射臂分别与馈电点和第一接地点连接，两个辐射臂之间形成有分隔馈电点和第一接地点的第一缝隙；所述高低频公共走线向馈电点、第一接地点相对高低频公共走线的另一侧依次延伸有低频支路和高频第二支路，所述低频支路与第二边框电连接，所述高频第二支路反向环绕馈电点和第一接地点。

具体地，所述PCB板分别通过接地弹脚和馈电弹脚与第一接地点和馈电点连接。

进一步，所述高频第二支路设置于馈电点、第一接地点、低频支路与第二边框之间的缝隙区域内，所述高频第二支路从低频支路延伸且与第二边框平行，其末梢部分弯曲并与第一边框平行，反向环绕馈电点和第一接地点。

优选地，所述高频第二支路从低频支路延伸且与第二边框平行的部分其延伸长度为7-9mm，宽度为0.5-0.8mm，所述高频第二支路与第一边框平行方向的部分宽度为1.5mm-2.5mm，拓展1710-2170MHz频带工作带宽。

进一步，所述高低频公共走线向远离馈电点、第一接地点，且与第二边框水平平行延伸有高频第一支路。

进一步，所述天线走线主体采用LDS工艺直接蚀刻在手机后壳上。

进一步，还包括第二接地点和第三接地点，所述第二接地点、第三接地点分布设置在PCB板两侧金属区域和净空区域的交界处，且分别与第一边框和第三边框电连接。

进一步，所述第二边框与第一边框、第三边框之间分别设置有第二缝隙和第三缝隙。

优选地，所述第二缝隙和第三缝隙的宽度均为1mm。

进一步，所述第二缝隙和第三缝隙设置于手机的底部。

进一步，所述第一缝隙包括设置于馈电点和第一接地点之间的竖直部、从竖直部末端成45°角向高低频公共走线方向延伸的倾斜部及从倾斜部末端与第二边框平行方向延伸的水平部。

优选地，所述倾斜部的长度为4mm，水平部的长度为5mm，所述竖直部、倾斜部及水平部的宽度为0.5mm-1mm。

进一步，所述低频支路通过U型连接台与第二边框连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用的一种金属边框LTE手机天线，将不同频段的天线集成在金属边框内，节省空间可广泛应用于超薄多频移动终端。同时金属边框设计为天线辐射体的一部分，不仅减小天线的PCB投影区域，而且满足消费者对金属质感移动终端产品的追求；另外本实用新型设置反方向弯曲支路环绕地馈点的方法，不仅拓展了高频的带宽同时有效利用金属边框和天线净空区域产生第一高频谐振；本实用新型占用的空间小周围可以布置喇叭、话筒、USB接口等其他结构且不会与这些其他结构产生相互影响。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型手机整体结构的示意图；

图2是本实用新型的天线结构示意图；

图3是本实用新型电压驻波比随频率变化曲线图。

具体实施方式

参照图1-图3，本实用新型的一种金属边框LTE手机天线,包括金属边框1、PCB板2和天线走线主体3，其中所述金属边框1由第一边框101、第二边框102、第三边框103和第四边框104首尾相接形成，PCB板2包括金属区域202和净空区域201，所述净空区域201设置在PCB板2的一端。所述金属边框1长度为142mm，宽度为69mm，净空区域201宽度为5mm，金属边框1厚度为4.5mm。所述第二边框102上的对称位置分别开有第二缝隙5和第三缝隙6，其宽度均为1mm，以将第一、第二、第三边框分隔开，以减小第一、第三边框103对天线的影响，以改善824-960MHz/1710-1690MHz的驻波。第一边框101和第三边框103通过第二接地点33和第三接地点34进行接地处理。所述第二接地点33、第三接地点34分布设置在PCB板2两侧金属区域202和净空区域201的交界处，且分别与第一边框101和第三边框103电连接。对于实际应用中，所述第二缝隙5和第三缝隙6设置于手机的底部，避免用户使用重手握终端造成天线性能的剧烈恶化。

所述天线走线主体3采用LDS的工艺直接蚀刻在手机后壳上，包括馈电点31、第一接地点32、高低频公共走线301、低频支路303、高频第一支路305和高频第二支路304，同时通过U型连接台36使第二边框102于天线走线主体3连接实现低频谐振，其中第二边框102长度45mm，达到低频824MHz-960MHz谐振。

具体地，所述PCB板2分别通过接地弹脚和馈电弹脚与第一接地点32和馈电点31连接。

所述金属边框1设置于所述PCB板2的边缘，所述天线走线主体3设置于净空区域201内，所述天线走线主体3包括连接PCB板2的馈电点31和第一接地点32，还包括高低频公共走线301，所述高低频公共走线301设置于馈电点31和第一接地点32水平方向的一侧上，并通过辐射臂302分别与馈电点31和第一接地点32连接，两个辐射臂302之间形成有分隔馈电点31和第一接地点32的第一缝隙4。

所述高低频公共走线301向远离馈电点31、第一接地点32，且与第二边框102水平平行延伸有高频第一支路305。可增加高频2.5-2.7GHz的带宽。通过调节高频第一支路305的长度可以改变增加谐振的频率。同时改边其宽度亦可改善该频率的回波深度。其中本实施例中高频第一支路305的长度为7.6mm，宽度为1.9mm。

所述高低频公共走线301向馈电点31、第一接地点32相对高低频公共走线301的另一侧依次延伸有低频支路303，所述低频支路303通过U型连接台36与第二边框102连接。所述低频支路303、馈电点31、第一接地点32与第二边框102之间的缝隙区域内增加有高频第二支路304，改善PCS/DCS的频段驻波带宽，同时调节高频第二支路304宽窄以优化其频带的回波深度。所述高频第二支路304从低频支路303延伸且与第二边框102平行，其延伸的长度为7-9mm，宽度为0.5-0.8mm。其末梢部分a1弯曲并沿后壳可用区域垂直向下2-4mm与第一边框101平行方向，其宽度为1.5mm-2.5mm，进一步拓展了1710-2170MHz频带工作带宽，所述高频第二支路304反向环绕馈电点31和第一接地点32。通过所增加的高频第二支路304反向环绕，充分利用天线先投影下方的净空区域201，减小天线占用的的走线空间。

所述高频第二支路304下方，沿天线的馈电点31、第一接地点32向下延伸投影至手机子板的净空区域201，设置于馈电点31和第一接地点32之间的第一缝隙4，包括竖直部401、从竖直部401末端成45°角向高低频公共走线301方向延伸的倾斜部402及从倾斜部402末端与第二边框102平行方向延伸的水平部403。所述倾斜部402的长度为4mm，水平部403的长度为5mm，以改善824MHz-960MHz和1710-1690的驻波，所述竖直部401、倾斜部402及水平部403的缝隙宽度为0.5mm-1mm。

本天线可以实现工作频率824MHz-960MHz、1710-2690MHz可以满足整个工作频段要求，其电压驻波比随频率变化曲线参照图3所示。

本实用新型天线对应的频率、效率参照下表所示：

频率MHz	824	834	844	854	864	874	884	894
									效率%	25.34	29.08	30.62	33.35	35.72	39.03	40.36	39.9
频率MHz	904	914	924	934	944	954	960
									效率%	41.03	40.53	42.37	37.87	34.2	32.87	30.35

频率MHz	1710	1760	1810	1860	1910	1960	2010	2060	2110	2160	2210
												效率%	44	47	45.4	40	34	33	34	33	31	29	28
频率MHz	2260	2310	2360	2410	2460	2510	2560	2610	2660	2690
												效率%	26	27	25	26	27	33	34	33	31	30

表1天线对应的频率/效率表

本实用新型将不同频段的天线集成在金属边框1内，节省空间可广泛应用于超薄多频移动终端。同时金属边框1设计为天线辐射体的一部分，不仅减小天线的PCB投影区域，而且满足消费者对金属质感移动终端产品的追求；另外本实用新型设置反方向弯曲支路环绕地馈点的方法，不仅拓展了高频的带宽同时有效利用金属边框1和天线净空区域201产生第一高频谐振；本实用新型占用的空间小周围可以布置喇叭、话筒、USB接口7等其他结构且不会与这些其他结构产生相互影响。

本实用新型利用LDS技术将天线走线主体3激光成型在移动终端内部的中壳，上述的实施例仅为本实用新型的较优的实现方式其描述较为具体和详细但不能因此而理解为对本实用新型的范围的限制，在不脱离本实用新型构思的前提下还可以做出若干变形和改进均属于保护范围。

Claims (10)

1.一种金属边框LTE手机天线，其特征在于：包括金属边框（1）、PCB板（2）和天线走线主体（3），其中：

所述金属边框（1）由第一边框（101）、第二边框（102）、第三边框（103）和第四边框（104）首尾相接形成，

所述PCB板（2）包括金属区域（202）和净空区域（201），所述净空区域（201）设置在PCB板（2）的一端，所述金属边框（1）设置于所述PCB板（2）的边缘，所述天线走线主体（3）设置于净空区域（201）内，所述天线走线主体（3）包括连接PCB板（2）的馈电点（31）和第一接地点（32），还包括高低频公共走线（301），所述高低频公共走线（301）设置于馈电点（31）和第一接地点（32）水平方向的一侧上，并通过辐射臂（302）分别与馈电点（31）和第一接地点（32）连接，两个辐射臂（302）之间形成有分隔馈电点（31）和第一接地点（32）的第一缝隙（4）；所述高低频公共走线（301）向馈电点（31）、第一接地点（32）相对高低频公共走线（301）的另一侧依次延伸有低频支路（303）和高频第二支路（304），所述低频支路（303）与第二边框（102）电连接，所述高频第二支路（304）反向环绕馈电点（31）和第一接地点（32）。

2.根据权利要求1所述的一种金属边框LTE手机天线，其特征在于：所述高频第二支路（304）设置于馈电点（31）、第一接地点（32）、低频支路（303）与第二边框（102）之间的缝隙区域内，所述高频第二支路（304）从低频支路（303）延伸且与第二边框（102）平行，其末梢部分（a1）弯曲并与第一边框（101）平行，反向环绕馈电点（31）和第一接地点（32）。

3.根据权利要求2所述的一种金属边框LTE手机天线，其特征在于：所述高频第二支路（304）从低频支路（303）延伸且与第二边框（102）平行的部分其延伸长度为7-9mm，宽度为0.5-0.8mm，所述高频第二支路（304）与第一边框（101）平行方向的部分宽度为1.5mm-2.5mm，拓展1710-2170MHz频带工作带宽。

4.根据权利要求1所述的一种金属边框LTE手机天线，其特征在于：所述高低频公共走线（301）向远离馈电点（31）、第一接地点（32），且与第二边框（102）水平平行延伸有高频第一支路（305）。

5.根据权利要求1所述的一种金属边框LTE手机天线，其特征在于：所述天线走线主体（3）采用LDS工艺直接蚀刻在手机后壳上。

6.根据权利要求1所述的一种金属边框LTE手机天线，其特征在于：还包括第二接地点（33）和第三接地点（34），所述第二接地点（33）、第三接地点（34）分布设置在PCB板（2）两侧金属区域（202）和净空区域（201）的交界处，且分别与第一边框（101）和第三边框（103）电连接。

7.根据权利要求1所述的一种金属边框LTE手机天线，其特征在于：所述第二边框（102）与第一边框（101）、第三边框（103）之间分别设置有第二缝隙（5）和第三缝隙（6）。

8.根据权利要求7所述的一种金属边框LTE手机天线，其特征在于：所述第二缝隙（5）和第三缝隙（6）设置于手机的底部。

9.根据权利要求1所述的一种金属边框LTE手机天线，其特征在于：所述第一缝隙（4）包括设置于馈电点（31）和第一接地点（32）之间的竖直部（401）、从竖直部（401）末端成45°角向高低频公共走线（301）方向延伸的倾斜部（402）及从倾斜部（402）末端与第二边框（102）平行方向延伸的水平部（403）。

10.根据权利要求1所述的一种金属边框LTE手机天线，其特征在于：所述低频支路（303）通过U型连接台（36）与第二边框（102）连接。