CN206558676U - 微缝天线装置及移动终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种微缝天线装置及移动终端，所述微缝天线装置包括金属外壳，所述金属外壳设有至少一个微缝组；所述每个微缝组至少包括两条微缝；所述各条微缝相隔预设距离设置，且所述微缝之间的金属条的厚度小于所述金属外壳的厚度。采用本申请提供的微缝天线装置及移动终端，可以解决现有技术中设计方法较复杂，需要通过实验反复打样不同缝宽与缝隙条数的组合得出合适的设计以及微缝之间的金属条会形成寄生杂波，导致天线隔离度差的问题。

Description

微缝天线装置及移动终端

技术领域

本实用新型涉及移动通信技术领域，具体地涉及一种微缝天线装置及移动终端。

背景技术

随着移动终端的飞速发展，在市场上不同品牌的智能移动终端基本上都可以满足功能需求的前提下，用户对于移动终端的外形要求越来越高，也就促使生产厂家投入大量成本对移动终端外形进行优化。目前，最受用户推崇的当属金属外壳。然而，金属外壳虽然美观却存在一个不可忽略的问题：金属外壳会对移动终端的天线装置发出的信号形成屏蔽。

现有技术中，为解决上述问题，通常采用具有微缝带的金属外壳：微缝处采用非金属材料，其余位置使用金属材料；即外壳中间的金属区域通过填充有非信号屏蔽材料的隔离带与外壳两端的金属区域隔离；天线装置靠近隔离带设置，以防止其信号被屏蔽。

但是，现有技术存在以下缺陷：首先，隔离带过宽，能够清楚地被消费者看到，影响移动终端外壳的整体性和美观性；其次，由于设计方法较复杂，需要通过实验反复打样不同缝宽与缝隙条数的组合得出合适的设计；此外，微缝之间的金属条会形成寄生杂波，导致天线隔离度差。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种微缝天线装置，以解决的现有技术中设计方法较复杂，需要通过实验反复打样不同缝宽与缝隙条数的组合得出合适的设计以及微缝之间的金属条会形成寄生杂波，导致天线隔离度差的问题。

本申请提供了一种微缝天线装置，包括金属外壳，所述金属外壳设有至少一个微缝组；所述每个微缝组至少包括两条微缝；所述各条微缝相隔预设距离设置，且所述微缝之间的金属条的厚度小于所述金属外壳的厚度。

可选地，所述微缝组至少包括三条微缝，所述每个微缝组中处于两端的微缝的宽度大于处于中间的微缝的宽度，以使得每条微缝具有相同的电容。

可选地，所述微缝之间填充相对介电常数小于3的非金属材料。

可选地，所述微缝组的数量为一个，且从所述金属外壳的边缘非贯穿地延伸至所述金属外壳的内部。

可选地，所述金属条的厚度为0.6mm；所述微缝的宽度为0.15mm，数量为7条。

可选地，所述每条微缝的宽度在0.1mm到0.35mm之间。

可选地，当所述金属条的厚度为指定值时，所述每个微缝组中微缝的条数以及每条微缝的宽度通过微缝组与指定宽度的单缝的电容等效关系确定。

可选地，所述微缝组与指定宽度的单缝的电容等效关系为：微缝组中微缝的单位长度电容串联获得的总单位长度电容等效为一条单缝的单位长度电容。

可选地，所述微缝或单缝的单位长度电容通过以下公式计算：

其中，其中W表示所述微缝的宽度，D表示所述微缝之间金属条的厚度，ε₀表示真空介电常数，ε_r表示相对介电常数。

本申请还公开了一种移动终端，其特征在于，包括如上述的微缝天线装置，所述微缝天线装置包括射频收发电路以及匹配电路，其中：所述匹配电路电连接至所述射频收发电路；所述射频收发电路通过所述匹配电路与所述金属外壳电连接，所述金属外壳用作天线装置的辐射体。

与现有技术相比，本实用新型至少包括以下优点：

首先，微缝宽度进一步减小，可以降低宽边天线对机身背面的割裂感；

其次，由于设计方法简单，无需通过实验反复打样不同缝宽与缝隙条数的组合得出合适的设计；

此外，非贯穿的微缝组分别接地，使得两边的天线能量被接地阻隔开，从而增加天线隔离度；微缝之间的金属条不会形成寄生杂波，从而改善天线隔离度差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例一的微缝天线装置的示意图；

图2是根据本实用新型实施例一的具有两个以上微缝组的微缝天线装置的示意图；

图3是根据本实用新型实施例一的提供的微缝组的剖面的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

实施例一

本实用新型实施例一提供了一种微缝天线装置。图1是根据本实用新型的实施例一的微缝天线装置的示意图，该装置包括：射频收发电路1、匹配电路2以及金属外壳3。其中，所述金属外壳设有至少一个微缝组；所述每个微缝组至少包括两条微缝；所述微缝之间的金属条厚度比金属外壳厚度小。

可选地，所述金属外壳上设有一个微缝组100，所述微缝组从所述金属外壳的边缘非贯穿地延伸至所述金属外壳的内部，以使得所述微缝组两侧的所述金属外壳彼此连接呈一个整体。值得注意的是，此处的一个微缝组仅为举例只用，可选地，参照图2所示，例如还可以具有两个微缝组：微缝组100以及微缝组200；例如还可以具有四个微缝组，除微缝组100、微缝组200之外还包括微缝组300、微缝组400。

可选地，当所述金属条的厚度为指定值时，所述每个微缝组中微缝的个数以及每条微缝的宽度通过微缝组与指定宽度的单缝的电容等效关系确定。

首先，所述微缝或单缝的单位长度电容通过以下公式计算：

其中，其中W表示所述微缝的宽度，D表示所述微缝之间金属条的厚度，ε₀表示真空介电常数，ε_r表示相对介电常数。

可选地，所述微缝组与指定宽度的单缝的电容等效关系为：微缝组中微缝的单位长度电容串联获得的总单位长度电容等效为一条单缝的单位长度电容。

具体地，例如微缝组包括n条微缝，根据所述n条微缝的微缝组与指定宽度的单缝的等效关系列方程：

C₁串联C₂串联C₃...串联C_n＝C_总；

C_总＝C_等效；

其中C₁表示第1条微缝的单位长度电容，C₂表示第2条微缝的单位长度电容，C₃表示第3条微缝的单位长度电容，以此类推，C_n表示第n条微缝的单位长度电容；C_总表示n条微缝的微缝组的总单位长度电容；C_等效表示与该微缝组等效的一条单缝的单位长度电容。

其中C1，C2，C3...Cn，Ceq均可以代入相对应的参数到上述单位长度电容公式中。

最后，根据已知量求解上述方程，如已知微缝组的宽度，等效单缝的宽度，求解微缝组的条数，或者已知微缝组的条数，等效单缝的宽度，求解微缝组的宽度，或者已知微缝组的条数、宽度，求解等效单缝的宽度。

可选地，当微缝组内金属条的厚度与等效单缝的厚度不一样、介电常数不一样时，仍可以用以上方程求解。

在上述步骤中，通过仿真技术，模拟单缝与微缝组的电场分布，根据模拟出的电场分布，通过进一步的分析，得出单缝的电容与微缝组的耦合电容存在等效关系。具体地，将每条微缝沿长度方向垂直于缝隙划分成多个微缝分段，每个微缝分段的长度与微缝之间的金属条的厚度相等，那么，每个微缝分段的两个平行的金属面就构成一个分段电容。这样一来，微缝组的总的耦合电容转化为多个长和宽等于金属条厚度的方形平板电容串联。每个分段电容的电容可以通过上文中的公式进行计算得出。

然后经过进一步计算得出微缝组中微缝的数量和每条微缝的宽度，具体地，当填充微缝的非金属材料选定后，该非金属材料的真空介电常数ε₀₁以及相对介电常数ε₁₁就可以确定。此时可以利用上述电容计算公式，给定一个单缝特定宽度W1，给定一个金属条的厚度D。

之后，上述方程中ε₀₁、ε₁₁、W1给定，就可以计算出单缝电容C1。

之后，当希望将上述单缝电容等效成一个微缝组的耦合电容，并给定微缝组内微缝的数量为N2条，利用数学软件列方程，就可以求解出相应的微缝组内每条微缝的宽度W2。

例如，给定金属条的厚度D＝0.6mm，给定的单缝的特定宽度为W1＝1.2mm，选定的非金属材料的真空介电常数为ε₀₁＝8.854187817×10^-12，相对介电常数为ε₁₁＝3.2，给定的微缝组为一组，该组微缝组包括的微缝为N2＝3条，最后求解相应的微缝宽度。这个求解结果为W2＝0.35mm。当N2＝7时，求解结果为W2＝0.15mm。也就是意味着1.2mm的单缝的电容可以等效为一个包括3条微缝、每条微缝宽0.35mm的微缝组的耦合电容，也可以等效为一个包括7条微缝、每条微缝宽0.15mm的微缝组的耦合电容。值得注意的是，上述参数仅为举例只用，具体地，改变以上不同参数，可以获得不同的等效组合。

通过仿真技术模拟出计算出的两个微缝组以及单缝的电场分布，得出三种阻抗曲线几乎完全重合的，也就验证了两个微缝组的耦合电容与单缝的电容是等效的。

进一步地，就可以直接复用现有单缝天线技术对得到的等效的微缝组进行布置。

优选地，所述每个微缝组中处于边缘的微缝比中间的微缝宽度大，以使得每条微缝具有相同的电容。

如上所述，得到每个微缝组所包含的微缝条数之后，通过微调使得边缘微缝的宽度稍大于中间微缝。这样做的原因是因为：固定的微缝总宽度下实现最小耦合电容量。根据串电容的公式，当微缝总宽度固定，分段电容相等时耦合电容最小。而根据仿真显示，微缝组边缘微缝的电场强度较强，可以通过适当地加大边缘微缝的宽度，使各个分段电容相等。参照图3所示，以一个包括四条微缝的微缝组为例，经过调整后，第一微缝501以及第四微缝504的宽度相等且略大于第二微缝502以及第三微缝503。

优选地，所述微缝之间填充相对介电常数小于3的非金属材料。根据上述电容计算公式可以看出，电容的大小与介电常数成正比，也就是介电常数减小，分段电容随之变小，从而进一步减小整个微缝组的耦合电容，提高天线带宽。常规混合塑料要达到外壳强度要求，相对介电常数一般在3.5-4之间，微缝之间的塑料不是主要的外壳受力处可以适当降低强度，减小介电常数，从而降低耦合电容，提高天线带宽。参照图3所示，其它地方的介电常数对耦合电容的影响较小，为了增加结构强度，可以适当采用介电常数大的材料。因此，微缝之间可以采用介电常数比较小的非金属材料，其他需要使用非金属材料的地方的介电常数对耦合电容的影响较小，为了增加结构强度，可以适当采用介电常数大的材料。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的微缝天线装置包括以下优点：

首先，微缝宽度进一步减小，可以降低宽边天线对机身背面的割裂感；

其次，由于设计方法简单，无需通过实验反复打样不同缝宽与缝隙条数的组合得出合适的设计；

此外，非贯穿的微缝组分别接地，使得两边的天线能量被接地阻隔开，从而增加天线隔离度；微缝之间的金属条不会形成寄生杂波，从而改善天线隔离度差的问题；

第四，每个微缝组中的每条微缝具有相同的电容，实现微缝耦合电容最小，从而优化天线带宽，提高接收和发送天线信号的效率；

第五，微缝之间填充相对介电常数小于3的非金属材料，与现有技术相比，可以降低介电常数，从而减小耦合电容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有说明，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的顺序、方位或者位置关系为人为定义的顺序或基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型或使描述更加清晰有条理，而不是指示或者暗示所指的结构或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介简介相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

Claims (10)

1.一种微缝天线装置，包括金属外壳，其特征在于，

所述金属外壳设有至少一个微缝组；

所述每个微缝组至少包括两条微缝；

所述各条微缝相隔预设距离设置，且所述微缝之间的金属条的厚度小于所述金属外壳的厚度。

2.根据权利要求1所述的微缝天线装置，其特征在于，所述微缝组至少包括三条微缝，所述每个微缝组中处于两端的微缝的宽度大于处于中间的微缝的宽度，以使得每条微缝具有相同的电容。

3.根据权利要求1所述的微缝天线装置，其特征在于，所述微缝之间填充相对介电常数小于3的非金属材料。

4.根据权利要求1所述的微缝天线装置，其特征在于，所述微缝组的数量为一个，且从所述金属外壳的边缘非贯穿地延伸至所述金属外壳的内部。

5.根据权利要求1所述的微缝天线装置，其特征在于：

所述金属条的厚度为0.6mm；

所述微缝的宽度为0.15mm，数量为7条。

6.根据权利要求1所述的微缝天线装置，其特征在于，所述每条微缝的宽度在0.1mm到0.35mm之间。

7.根据权利要求1所述的微缝天线装置，其特征在于，当所述金属条的厚度为指定值时，所述每个微缝组中微缝的条数以及每条微缝的宽度通过微缝组与指定宽度的单缝的电容等效关系确定。

8.根据权利要求7所述的微缝天线装置，其特征在于，所述微缝组与指定宽度的单缝的电容等效关系为：

微缝组中微缝的单位长度电容串联获得的总单位长度电容等效为一条单缝的单位长度电容。

9.根据权利要求7所述的微缝天线装置，其特征在于，所述微缝或单缝的单位长度电容通过以下公式计算：

<mrow> <mi>C</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mfrac> <mrow> <msup> <mi>D</mi> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>&amp;epsiv;</mi> <mn>0</mn> </msub> <msub> <mi>&amp;epsiv;</mi> <mi>r</mi> </msub> </mrow> <mi>W</mi> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <msub> <mi>D&amp;epsiv;</mi> <mn>0</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>log</mi> <mi>e</mi> </msub> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mi>&amp;pi;</mi> <mi>D</mi> </mrow> <mi>W</mi> </mfrac> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <msub> <mi>&amp;pi;&amp;epsiv;</mi> <mi>r</mi> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow> <mi>W</mi> </mfrac> </mrow>

其中，其中W表示所述微缝的宽度，D表示所述微缝之间金属条的厚度，ε₀表示真空介电常数，ε_r表示相对介电常数。

10.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的微缝天线装置，所述微缝天线装置包括射频收发电路以及匹配电路，其中：

所述匹配电路电连接至所述射频收发电路；

所述射频收发电路通过所述匹配电路与所述金属外壳电连接，所述金属外壳用作天线装置的辐射体。