CN206864633U - 一种基于全金属背盖智能手机的天线系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于全金属背盖智能手机的天线系统，其包括金属背盖、集成PCB板，所述金属背盖的上端边缘与下端边缘均设置有呈C形的缝隙，所述金属背盖的上边被所述缝隙分隔出来的部分形成C型辐射主体，所述集成PCB板上设置有若干与所述C型辐射主体耦合的耦合单元，所述缝隙中设置有连通所述C型辐射主体与所述集成PCB板的连接件。本实用新型在全金属背盖的结构下实现了辐射性能优良的天线系统，在提高金属背盖的完整性的同时，提高了天线的各个频段的辐射特性。

Description

一种基于全金属背盖智能手机的天线系统

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，特别是涉及一种基于全金属背盖智能手机的天线系统。

背景技术

在通信终端手机中，手机内部的金属器件和金属走线会连成一体，相较天线的辐射主体而言形成大块的金属参照体，称作主“地”。天线周围设有金属元件（包括PCB板上的金属元件及摄像头等金属器件）的（平行于手机屏幕平面的）面积称为净空。全频段（824-960MHZ、1710-2690MHZ）完美的覆盖了亚太地区的移动通信的所有频段，能够保证手机在各种制式和频段下进行工作。手机的底壳主体材料使用金属制作，只在个别位置方便天线设计进行开槽或是断点处理。此种id的手机天线设计难度大，因为根据天线的辐射远离，金属材料的耦合将极大的降低天线的辐射效率。所以，全金属背盖天线只在高端手机中出现。

现有全金属背盖天线一般使用三段式设计方案，即天线的背盖用塑胶缝隙分开成上中下三部分。三段式金属终端目前是市面上最流行的一种外观方式，大众对于此种金属外观已经审美疲劳，且该三段式金属背盖的终端很难在其上部分实现全频段天线的设计，或是只支持高频段很好的辐射特性，或是支持低频段很好的辐射特性。目前在金属背盖中设置的塑料缝隙的宽度在1-2mm之间，此宽度过小容易严重影响天线的辐射性能。

因此，有必要提供一种新的基于全金属背盖智能手机的天线系统来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种基于全金属背盖智能手机的天线系统，在全金属背盖的结构下实现了辐射性能优良的天线系统，在提高金属背盖的完整性的同时，提高了天线的各个频段的辐射特性。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种基于全金属背盖智能手机的天线系统，其包括金属背盖、集成PCB板，所述金属背盖的上端边缘与下端边缘均设置有呈C形的缝隙，所述金属背盖的上边被所述缝隙分隔出来的部分形成C型辐射主体，所述集成PCB板上设置有若干与所述C型辐射主体耦合的耦合单元，所述缝隙中设置有连通所述C型辐射主体与所述集成PCB板的连接件。

进一步的，所述集成PCB板上设置有若干金属材质模块，所述金属材质模块包括后置摄像头、前置摄像头、听筒网装饰件以及与所述后置摄像头的一个角区域贴合的辐射贴片。

进一步的，所述耦合单元包括以所述辐射贴片为辐射介质的第一耦合部、以所述后置摄像头为辐射介质的第二耦合部、以所述前置摄像头为辐射介质的第三耦合部、以及以所述听筒网装饰件为辐射介质的第四耦合部。

进一步的，所述辐射贴片设置在所述集成PCB板的角区域位置，且设置有位于所述后置摄像头上方的延伸部。

进一步的，所述缝隙的宽度小于1mm。

进一步的，所述连接件与所述金属背盖一侧边缘的距离为14~16mm。

进一步的，所述缝隙中还设置有所述连通C型辐射主体与所述集成PCB板的开关单元。

进一步的，所述开关单元为一连续变化的可变开关。

进一步的，所述开关单元与所述连接件的距离为18-22mm。

与现有技术相比，本实用新型一种基于全金属背盖智能手机的天线系统的有益效果在于：在全金属背盖的结构下实现了辐射性能优良的天线系统，在提高金属背盖的完整性的同时，提高了天线的各个频段的辐射特性。具体的，

1）采用了一种全金属背盖的上部和下部都为C型的终端外观形式，此种金属背盖中部区域更大，从视觉上会更加完整；

2）金属背盖上的分割塑胶件为弧形，相较传统的三段式金属后壳终端（分割塑胶件为直线型）更具有美观性和亲和力；

3）仅用上部的C型辐射主体4实现全频段辐射；

4）分隔缝隙宽度在1mm以下，提高了美观度和金属背盖的完整性；

5）相比于现有技术，前后摄像头的存在是会使天线的辐射特性变差，但是本方案中适当的选取天线馈电和摄像头的相对位置，不仅能够消除摄像头对天线辐射效率的损害，还能够利用摄像头的金属耦合作用增强天线的辐射效果；

6）利用前后摄像头和听筒网装饰架和耦合枝节四处耦合，既满足手机各个金属期间的合理拜访，又提高了天线各个频段的辐射特性；

7）由于这种C型金属天线的净空区域小，走线长度短，其调试难度大，本方案利用金属后壳上部C型金属区域作为天线主体，采用PIFA天线形式，并且借助摄像头的耦合作用，加强天线的辐射效果，满足了824MHz-960MHz以及1710MHz-2690MHz的通信需求。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中开关单元处于不同电抗值时天线系统的回波损耗性能分析示意图；

图中数字表示：

1金属背盖；2集成PCB板；3缝隙；4C型辐射主体；5连接件；6后置摄像头；7前置摄像头；8听筒网装饰件；9辐射贴片；10开关单元。

具体实施方式

实施例：

请参照图1，本实施例为基于全金属背盖智能手机的天线系统，其包括金属背盖1、集成PCB板2，金属背盖1的上端边缘与下端边缘均设置有呈C形的缝隙3，金属背盖1的上边被缝隙3分隔出来的部分形成C型辐射主体4，所述天线系统还包括设置在集成PCB板2上且与C型辐射主体4耦合的若干耦合单元，缝隙3中设置有连通C型辐射主体4与集成PCB板2的连接件5。

集成PCB板2上设置有若干金属材质模块（图中未标示），所述金属材质模块包括后置摄像头6、前置摄像头7、听筒网装饰件8以及与后置摄像头6的一个角区域贴合的辐射贴片9。所述耦合单元包括以所述辐射贴片9为辐射介质的第一耦合部、以后置摄像头6为辐射介质的第二耦合部、以前置摄像头7为辐射介质的第三耦合部、以及以听筒网装饰件8为辐射介质的第四耦合部。辐射贴片9设置在集成PCB板2的角区域位置，且设置有位于后置摄像头6上方的延伸部（图中未标示）。

请参照图1，缝隙3呈逆时针旋转90度后的C型结构，从图1中可看出C型辐射主体4近似为一个C型，缝隙3的宽度越小，天线性能就会变差，但是通信终端的整体外观会更加美观，现有技术中一般缝隙会设置在2mm，本实施例中缝隙3的宽度小于1mm。

缝隙3中还设置有连通C型辐射主体4与集成PCB板2的开关单元10。

金属背盖1中缝隙3上部形成的C型辐射主体4作为天线的金属辐射主体，其中C型辐射主体4的左右两端形成了主天线辐射主体；集成PCB板2中的大面积的所述金属材质模块便形成了主“地”，金属辐射主体与所述主“地”之间设置有两处连接点，即连接件5和开关单元10。

连接件5将C型辐射主体4与集成PCB板2上由金属材质形成的所述耦合单元连通为一体，连接件5成为天线能量的馈电点，连接件5与金属背盖1一侧边缘的距离为14~16mm，最优的为15mm，此距离为金属背盖1从左到连接件5的长度对应的谐振频段，这样设置的好处是能够是摄像头与馈电的相对距离在4-5mm左右，此时，后置摄像头6便成为了整个天线的第二耦合部分，并参与对电磁波的辐射，此段的耦合能够加强整个天线系统在高频段（2170-2690MHz）的辐射特性，电磁波通过所述馈电点首先将能量馈入到C型辐射主体4，C型辐射主体4上电磁波能量由所述馈电点处由左向右辐射，在电磁能量传播过程中，通过与第二耦合部之间的耦合，能够达到增强高频段辐射效果的目的。

同时，因为本方案中的缝隙3的宽度小于1mm，严重影响天线的辐射，为了改善天线因缝隙太窄带来的恶化，在馈电点部分引入所述辐射贴片9，辐射贴片9这一金属枝节的引入能够改变天线的馈电处的特性阻抗，保证天线的S11（即回波损耗）性能良好。通过连接件5将C型辐射主体4与下部的所述主“地”连通，能够帮助匹配由所述第一耦合单元耦合到的高频电磁波和所述第一耦合单元一起，能够实现良好的高频部分S11和辐射特性。

将前置摄像头引入作为辐射介质的第三耦合部，前置摄像头最优的采用双摄像头，通过对这个摄像头和金属背盖1之间的充分接触，能够让主辐射体上的电磁波辐射到此处之后不再像更远地方辐射，这样，手机上部分顶端的右角落里的金属不参与辐射，如此一来，当我们手握或是头部接触边缘时，此天线系统的辐射特性不会出现较大的恶化，很好解决了手机天线的头手回退的难题。

听筒网装饰件为金属部分，该部分也被巧妙的利用起来参与天线的辐射。将听筒网装饰件引入作为辐射介质的第四耦合部，此段耦合能够加强天线在中频段的辐射效果（1710-2170MHZ）。

开关单元10为一种连续变化的可变开关，不同于一般的单刀多掷开关，这种开关的电抗值能够连续变化，这样，天线的辐射频段就能连续的出现移动，能够更好的覆盖全频段的需求。开关单元10与连接件5的距离为18-22mm，最优的为20mm。

当开关单元10处于不同的电抗值时，天线系统的S11性能会出现频移，如图2所示。从图2中可以看出，当开关单元10处于0.75pf、1.4pf、3.1pf三种典型状态时候，本实施例的天线系统能覆盖0.72-1.1GHz、1.6GHZ-2.8GHZ频段的电磁波，完全满足全频段天线的需求，在此基础上，当开关单元10处于其他值时，天线的性能会得到相应的优化。

本实施例基于全金属背盖智能手机的天线系统的有益效果在于：在全金属背盖的结构下实现了辐射性能优良的天线系统，在提高金属背盖的完整性的同时，提高了天线的各个频段的辐射特性。具体的，

1）采用了一种全金属背盖的上部和下部都为C型的终端外观形式，此种金属背盖中部区域更大，从视觉上会更加完整；

2）金属背盖上的分割塑胶件为弧形，相较传统的三段式金属后壳终端（分割塑胶件为直线型）更具有美观性和亲和力；

3）仅用上部的C型辐射主体4实现全频段辐射；

4）分隔缝隙宽度在1mm以下，提高了美观度和金属背盖的完整性；

5）相比于现有技术，前后摄像头的存在是会使天线的辐射特性变差，但是本方案中适当的选取天线馈电和摄像头的相对位置，不仅能够消除摄像头对天线辐射效率的损害，还能够利用摄像头的金属耦合作用增强天线的辐射效果；

6）利用前后摄像头和听筒网装饰架和耦合枝节四处耦合，既满足手机各个金属期间的合理拜访，又提高了天线各个频段的辐射特性；

7）由于这种C型金属天线的净空区域小，走线长度短，其调试难度大，本方案利用金属后壳上部C型金属区域作为天线主体，采用PIFA天线形式，并且借助摄像头的耦合作用，加强天线的辐射效果，满足了824MHz-960MHz以及1710MHz-2690MHz的通信需求。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于全金属背盖智能手机的天线系统，其特征在于：其包括金属背盖、集成PCB板，所述金属背盖的上端边缘与下端边缘均设置有呈C形的缝隙，所述金属背盖的上边被所述缝隙分隔出来的部分形成C型辐射主体，所述集成PCB板上设置有若干与所述C型辐射主体耦合的耦合单元，所述缝隙中设置有连通所述C型辐射主体与所述集成PCB板的连接件。

2.如权利要求1所述的基于全金属背盖智能手机的天线系统，其特征在于：所述集成PCB板上设置有若干金属材质模块，所述金属材质模块包括后置摄像头、前置摄像头、听筒网装饰件以及与所述后置摄像头的一个角区域贴合的辐射贴片。

3.如权利要求2所述的基于全金属背盖智能手机的天线系统，其特征在于：所述耦合单元包括以所述辐射贴片为辐射介质的第一耦合部、以所述后置摄像头为辐射介质的第二耦合部、以所述前置摄像头为辐射介质的第三耦合部、以及以所述听筒网装饰件为辐射介质的第四耦合部。

4.如权利要求3所述的基于全金属背盖智能手机的天线系统，其特征在于：所述辐射贴片设置在所述集成PCB板的角区域位置，且设置有位于所述后置摄像头上方的延伸部。

5.如权利要求1所述的基于全金属背盖智能手机的天线系统，其特征在于：所述缝隙的宽度小于1mm。

6.如权利要求3所述的基于全金属背盖智能手机的天线系统，其特征在于：所述连接件与所述金属背盖一侧边缘的距离为14~16mm。

7.如权利要求1所述的基于全金属背盖智能手机的天线系统，其特征在于：所述缝隙中还设置有所述连通C型辐射主体与所述集成PCB板的开关单元。

8.如权利要求7所述的基于全金属背盖智能手机的天线系统，其特征在于：所述开关单元为一连续变化的可变开关。

9.如权利要求8所述的基于全金属背盖智能手机的天线系统，其特征在于：所述开关单元与所述连接件的距离为18-22mm。