CN215527919U - 一种双频缝隙天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双频缝隙天线，该天线包括：设置在金属框架或者金属外壳上的天线支架、设置在天线支架上的介质基板和刻蚀在介质基板上的天线图案。天线图案包括为竖直缝隙的第一缝隙、均为横向缝隙第二缝隙和第三缝隙、均为弯折缝隙的第四缝隙和第五缝隙、第一连接缝隙和第二连接缝隙。第一缝隙垂直于连接第二缝隙的一端，第二缝隙的另一端通过第一连接缝隙与第三缝隙的一端连接，第四缝隙的一端与第五缝隙的一端连接，第三缝隙通过第二连接缝隙与第五缝隙连接，第一连接缝隙与PCB上的通讯芯片连接。本实用新型通过将天线支架安装于金属结构上，用于辐射信号的天线图案刻蚀在介质基板上，确保了金属框架或者金属外壳的机械强度高。

Description

一种双频缝隙天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种双频缝隙天线。

背景技术

由于金属材质不仅具有结实耐摔的机械性能，还因其金属光泽显得有质感，为大部分消费者喜爱，因此目前的电子产品通常采用金属材质的外壳或者边框。而天线是接收和发送信号(电磁波)的设备，是无线通信最关键的零件。由于电磁波会被金属屏蔽，导电的金属能对电磁波产生反射、吸收和抵消等作用，因此在设计天线时，应远离金属零部件，并避免接触其他降噪元件，使得天线不被金属屏蔽或者干扰，即天线需要净空区。

然而，如图1所示，现有技术是通过将金属边框20或者外壳切断，从而形成缺口21或者开窗，以此来设计天线净空区(例如手机iPhone 4S，将边框切断，天线设计在边框上)，然后通过模内注塑把这些断点断片连接，增加了成本，同时断点断片连接处不牢靠且易掰断，降低了金属框架原来的机械强度。

实用新型内容

本实用新型目的在于，提供一种双频缝隙天线，通过将天线支架安装于金属框架或者金属外壳，用于辐射信号的天线图案刻蚀在介质基板上，从而来设计天线图案的净空区，无需切断金属框架或者金属外壳形成缺口或者开窗，以解决因金属框架或者金属外壳切断而设计天线净空区，导致金属框架或者金属外壳机械强度降低的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种双频缝隙天线，该双频缝隙天线包括：介质基板、天线支架和天线图案；

所述天线支架用于设置在金属框架或者金属外壳上，所述介质基板设置在所述天线支架上，所述天线图案刻蚀在所述介质基板上；

所述天线图案包括第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙、第四缝隙、第五缝隙、第一连接缝隙和第二连接缝隙，所述第一缝隙为竖直缝隙，所述第二缝隙和所述第三缝隙均为横向缝隙，所述第四缝隙和所述第五缝隙均为弯折缝隙；

所述第一缝隙垂直于连接所述第二缝隙的一端，所述第二缝隙的另一端通过所述第一连接缝隙与所述第三缝隙的一端连接，所述第四缝隙的一端与所述第五缝隙的一端连接，所述第三缝隙通过所述第二连接缝隙与所述第五缝隙连接，所述第一连接缝隙与PCB上的通讯芯片连接。

在某一个实施例中，所述介质基板包括金属区域和天线区域，所述金属区域上敷设有金属层，所述金属层用于与所述金属框架或者所述金属外壳接触，所述天线区域刻蚀有所述天线图案。

在某一个实施例中，所述第四缝隙包括第一弯折缝隙和第二弯折缝隙，所述第一弯折缝隙与所述第二弯折缝隙垂直连接并且形成“L”形直角。

在某一个实施例中，所述第五缝隙包括第三弯折缝隙、第四弯折缝隙、第五弯折缝隙、第六弯折缝隙和第七弯折缝隙；所述第三弯折缝隙的一端与所述第二弯折缝隙连接，另一端与所述第四弯折缝隙的一端连接，并且通过所述第二连接缝隙与所述第三缝隙连接；所述第四弯折缝隙、所述第五弯折缝隙、所述第六弯折缝隙和所述第七弯折缝隙依次连接并且形成弯钩状。

在某一个实施例中，所述第二缝隙、所述第三缝隙、所述第一弯折缝隙、所述第三弯折缝隙、所述第五弯折缝隙以及所述第七弯折缝隙相互平行，所述第一缝隙、所述第二弯折缝隙、所述第四弯折缝隙以及第六弯折缝隙相互平行。

在某一个实施例中，所述第二缝隙、所述第一连接缝隙、所述第三缝隙、所述第二连接缝隙和所述第五缝隙的总长度小于等于6.1cm，每处缝隙宽度为1mm±0.5mm。

在某一个实施例中，所述第二缝隙、所述第一连接缝隙、所述第三缝隙、所述第二连接缝隙和所述第五缝隙的总长度为5.8cm，长度公差为±5mm，每处缝隙宽度为1mm±0.5mm。

在某一个实施例中，所述第四缝隙和所述第五缝隙的总长度为2.8cm，所述第二缝隙和所述第三缝隙的总长度为3cm，长度公差为±5mm，每处缝隙宽度为1mm±0.5mm。

在某一个实施例中，所述第一连接缝隙通过同轴线与PCB上的通讯芯片焊接；或者，所述第一连接缝隙通过顶针与PCB上的通讯芯片连接。

在某一个实施例中，所述介质基板为柔性电路板，所述天线支架为塑料支架。

本实用新型实施例中的双频缝隙天线，通过将天线支架安装于金属框架或者金属外壳，用于辐射信号的天线图案刻蚀在介质基板上，从而来设计天线图案的净空区，无需切断金属框架或者金属外壳形成缺口或者开窗，减少了因切割或者开窗、注塑连接等流程所带来的成本，并且确保了金属框架或者金属外壳的机械强度高，以更好地保护电子产品以及保持电子产品的美观，同时天线性能也比较好。此外，相较于直接将天线图案刻蚀在金属框架或者金属外壳上，本实用新型将天线图案刻蚀在介质基板上，更加容易加工且加工误差较小，成本也较低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式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方式，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是现有技术中通过将金属边框切断以设计天线净空区的结构示意图；

图2是本实用新型某一实施例提供的双频缝隙天线的结构示意图；

图3是本实用新型某一实施例提供的天线支架安装于金属框架或者金属外壳的结构示意图；

图4是本实用新型某一实施例提供的介质基板和天线支架均安装于金属框架或者金属外壳的结构示意图；

图5是本实用新型某一实施例提供的双频缝隙天线的具体尺寸示意图。

主要元件及符号说明：

10、双频缝隙天线；11、介质基板；S1、金属区域；S2、天线区域；111、金属层；12、天线支架；13、天线图案；A、第一缝隙；B、第二缝隙；C、第三缝隙；D、第四缝隙；D1、第一弯折缝隙；D2、第二弯折缝隙；E、第五缝隙；E1、第三弯折缝隙；E2、第四弯折缝隙；E3、第五弯折缝隙；E4、第六弯折缝隙；E5、第七弯折缝隙；F、第一连接缝隙；G、第二连接缝隙；H、馈点；20、金属框架或者金属外壳；21、缺口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图2至图4，本实用新型实施例提供一种双频缝隙天线10，包括：介质基板11、天线支架12和天线图案13。

天线支架12用于设置在金属框架或者金属外壳20上，介质基板11设置在天线支架12上，天线图案13刻蚀在介质基板11上。

天线图案13包括第一缝隙A、第二缝隙B、第三缝隙C、第四缝隙D、第五缝隙E、第一连接缝隙F和第二连接缝隙G。第一缝隙A为竖直缝隙，第二缝隙B和第三缝隙C均为横向缝隙，第四缝隙D和第五缝隙E均为弯折缝隙。第一缝隙A垂直于连接第二缝隙B的一端，第二缝隙B的另一端通过第一连接缝隙F与第三缝隙C的一端连接，第四缝隙D的一端与第五缝隙E的一端连接，第三缝隙C通过第二连接缝隙G与第五缝隙E连接，第一连接缝隙F与PCB上的通讯芯片连接。

在本实施例中，如图3和图4所示，天线支架12安装于金属框架或者金属外壳20，用于辐射信号的天线图案13刻蚀在介质基板11上，从而来设计天线图案13的净空区。

具体地，如图2所示，天线图案13由第一缝隙A、第二缝隙B、第三缝隙C、第四缝隙D、第五缝隙E、第一连接缝隙F和第二连接缝隙G组成。其中，第一缝隙A为竖直缝隙，第二缝隙B和第三缝隙C均为横向缝隙，第四缝隙D和第五缝隙E均为弯折缝隙。

第二缝隙B的一端垂直连接至第一缝隙A，另一端通过第一连接缝隙F与第三缝隙C的一端连接。第三缝隙C的另一侧通过第二连接缝隙G与第五缝隙E连接，第五缝隙E的一端与第四缝隙D的一端连接。此外，第一连接缝隙F与PCB上通讯芯片连接，因此该双频缝隙天线10可用于在金属框架或者金属外壳20下的wifi双频，还支持蓝牙、ZigBee和部分2.4GHz的私有协议。其中，WiFi的频率分为2.4G部分和5G部分，2.4G部分频率为：2400MHz-2500MHz，5G部分不同国家差别比较大，常用是Band1：5180-5240MHz和Band4：5745MHz-5825MHz。因此，本实施例中的双频缝隙天线10能同时支持2个频段，例如2.4G部分和5G的Band1部分、2.4G部分和5G的Band2部分、5G的Band1部分和Band2部分。

综上，本实用新型实施例中的双频缝隙天线10，通过将天线支架12安装于金属框架或者金属外壳20，用于辐射信号的天线图案13刻蚀在介质基板11上，从而来设计天线图案13的净空区，无需切断金属框架或者金属外壳20形成缺口21或者开窗，减少了因切割或者开窗、注塑连接等流程所带来的成本，并且确保了金属框架或者金属外壳20的机械强度高，以更好地保护电子产品以及保持电子产品的美观，同时天线性能也比较好。此外，相较于直接将天线图案13刻蚀在金属框架或者金属外壳20上，本实用新型将天线图案13刻蚀在介质基板11上，更加容易加工且加工误差较小，成本也较低。

请参阅图2，在某一个实施例中，介质基板11包括金属区域S1和天线区域S2，金属区域S1上敷设有金属层111，金属层111用于与金属框架或者金属外壳20接触，天线区域S2刻蚀有天线图案13。

在本实施例中，整张介质基板11划分为金属区域S1和天线区域S2。金属区域S1上敷设有金属层111，金属层111用于与金属框架或者金属外壳20接触，而天线区域S2则没有敷设金属层111，该天线区域S2用于刻蚀天线图案13。

可选地，金属层111为铜层，如图2所示，斜线部分为与金属框架或者金属外壳20接触的露铜。

因此，本实施例由于介质基板11的四面均接触金属框架或者金属外壳20，相当将金属框架或者金属外壳20挖空的部分补全，仅留下介质基板11中的天线图案13部分作为天线，而本来会遮挡天线辐射的金属框架或者金属外壳20，此时可以帮助天线辐射，从而提高了双频缝隙天线10的性能。

在某一个实施例中，介质基板11为柔性电路板，天线支架12为塑料支架。

请继续参阅图2，在某一个实施例中，第四缝隙D包括第一弯折缝隙D1和第二弯折缝隙D2，第一弯折缝隙D1与第二弯折缝隙D2垂直连接并且形成“L”形直角。

在本实施例中，第四缝隙D的弯折部分包括第一弯折缝隙D1和第二弯折缝隙D2，第一弯折缝隙D1和第二弯折缝隙D2的长度和弯折角度可以改变双频缝隙天线10的带宽和回波损耗大小。

具体地，第一弯折缝隙D1和第二弯折缝隙D2形成“L”形直角，从而使该双频缝隙天线10的带宽和回波损耗大小符合要求。

请继续参阅图2，在某一个实施例中，第五缝隙E包括第三弯折缝隙E1、第四弯折缝隙E2、第五弯折缝隙E3、第六弯折缝隙E4和第七弯折缝隙E5。第三弯折缝隙E1的一端与第二弯折缝隙D2连接，另一端与第四弯折缝隙E2的一端连接，并且通过第二连接缝隙G与第三缝隙C连接。第四弯折缝隙E2、第五弯折缝隙E3、第六弯折缝隙E4和第七弯折缝隙E5依次连接并且形成弯钩状。

在本实施例中，第五缝隙E的弯折部分包括五个弯折缝隙，分别为第三弯折缝隙E1、第四弯折缝隙E2、第五弯折缝隙E3、第六弯折缝隙E4和第七弯折缝隙E5。第五缝隙E弯折部分的长度和弯折角度可以改变双频缝隙天线10的带宽和回波损耗大小。

具体地，第三弯折缝隙E1分别与第三缝隙C和第四缝隙D的第二弯折缝隙D2连接，并且与形成弯钩状的第四弯折缝隙E2、第五弯折缝隙E3、第六弯折缝隙E4和第七弯折缝隙E5连接，从而使该双频缝隙天线10的带宽和回波损耗大小符合要求。

请继续参阅图2，在某一个实施例中，第二缝隙B、第三缝隙C、第一弯折缝隙D1、第三弯折缝隙E1、第五弯折缝隙E3以及第七弯折缝隙E5相互平行，第一缝隙A、第二弯折缝隙D2、第四弯折缝隙E2以及第六弯折缝隙E4相互平行。

在本实用新型实施例的双频缝隙天线10中，缝隙的长度可调节谐振频率，第一缝隙A(竖直缝隙)、第四缝隙D和第五缝隙E的弯折部分(长度和弯折角度及次数)均可以改变双频缝隙天线10的带宽和回波损耗大小。因此，利用此竖直缝隙和弯折部分调整带宽会更加灵活。

具体地，请一并参阅图2和图5，最长整条缝隙(即第二缝隙B+第三缝隙C+第五缝隙E)产生主谐振，该谐振频率为2400MHz-2500MHz，而该最长整条缝隙的总长度(即L2+第一连接缝隙F+L3+第二连接缝隙G+L51++L53+L54+L55)可调节此频段的谐振频率。其中，由于第五缝隙E中第二弯折缝隙E2的长度对调节此频段的谐振频率影响不大，因此在此实施例中没有限定第五缝隙E中第二弯折缝隙E2的长度。

在某一个实施例中，第二缝隙B、第一连接缝隙F、第三缝隙C、第二连接缝隙G和第五缝隙E的总长度小于等于6.1cm，每处缝隙宽度为1mm±0.5mm。

在本实施例中，第二缝隙B、第三缝隙C和第五缝隙E的总长度理论上可设计为6.1cm左右，但实际上由于周围有塑料等介电常数较大的物体存在，因此第二缝隙B、第三缝隙C和第五缝隙E的总长度会小于这个值。

可选地，第二缝隙B、第一连接缝隙F、第三缝隙C、第二连接缝隙G和第五缝隙E的总长度为5.8cm，长度公差为±5mm，每处缝隙宽度为1mm±0.5mm。

由于本实施例周围塑料等物质的介电常数已确定，故此总长度大致为5.8cm。第一缝隙A边则可用于调整带宽及回波损耗的大小。

请一并参阅图2和图5，右部分可看作另一条缝隙(即第四缝隙D+第五缝隙E)，该缝隙产生次谐振，该谐振频率为5180MHz-5240MHz，该缝隙的总长度(即L41+L51++L53+L54+L55)可调节此频段的谐振频率。其中，由于第四缝隙D中第二弯折缝隙D2的长度对调节此频段的谐振频率影响不大，因此在此实施例中没有限定第四缝隙D中第二弯折缝隙D2的长度。

可选地，第四缝隙D和第五缝隙E的总长度为2.8cm，长度公差为±5mm，每处缝隙宽度为1mm±0.5mm。

由于本实施例周围塑料等物质的介电常数已确定，故此长度大致为2.8cm。另外第四缝隙D和第五缝隙E的弯折部分(D2和E4)均可以改变该双频缝隙天线10的带宽和回波损耗大小。

请一并参阅图2和图5，左上部分可看作另一条缝隙(即第二缝隙B+第三缝隙C)，该缝隙产生次谐振，该谐振频率为5745MHz-5825MHz，该缝隙的总长度(即L2+L3)可调节此频段的谐振频率。

可选地，第二缝隙B和第三缝隙C的总长度为3cm，长度公差为±5mm，每处缝隙宽度为1mm±0.5mm。

由于本实施例周围塑料等物质的介电常数已确定，故此长度大致为3cm。另外最左边的第一缝隙A(竖直缝隙)用于调节带宽，第一缝隙A的L1达到一定长度，可增加带宽。

请参阅图5，在某一具体实施例中，第一缝隙A、第二缝隙B、第三缝隙C、第四缝隙D、第五缝隙E的具体尺寸如下：

第一缝隙A的长度L1为4mm，第二缝隙B的长度L2为12mm，第三缝隙C的长度L3为16mm，第四缝隙D的第一弯折缝隙D1的长度L41为3mm，第五缝隙E的第三弯折缝隙E1的长度(L41+L51)为11.5mm，第五弯折缝隙E3的长度L53为8mm，第六弯折缝隙E4的长度L54为6.5mm，第七弯折缝隙E5的长度L55为2.5mm。

其中，每处缝隙均为1mm，可改动范围为±0.5mm，长度公差均可设置为±5mm。

需要说明的是，本实施例中的所有缝隙的长度和缝隙方向均可根据实际双频缝隙天线10的需求而改变。

请参阅图2，在某一个实施例中，第一连接缝隙F通过同轴线与PCB上的通讯芯片焊接；或者，第一连接缝隙F通过顶针与PCB上的通讯芯片连接。

在本实施例中，图2中黑色部分为双频缝隙天线10的馈点。

具体地，第一连接缝隙F与PCB上的通讯芯片连接的方法有多种，包括如下两种方式：

1)当双频缝隙天线10离PCB板较远(即：离通讯芯片较远)时，第一连接缝隙F通过同轴线与PCB上的通讯芯片焊接，即通讯芯片通过同轴线与双频缝隙天线10的馈点焊接。

2)当双频缝隙天线10离PCB板较近(即：离通讯芯片较近)时，第一连接缝隙F通过顶针与PCB上的通讯芯片连接，即通讯芯片通过顶针顶到双频缝隙天线10的馈点上实现连接。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种双频缝隙天线，其特征在于，包括：介质基板、天线支架和天线图案；

所述天线支架用于设置在金属框架或者金属外壳上，所述介质基板设置在所述天线支架上，所述天线图案刻蚀在所述介质基板上；

所述天线图案包括第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙、第四缝隙、第五缝隙、第一连接缝隙和第二连接缝隙，所述第一缝隙为竖直缝隙，所述第二缝隙和所述第三缝隙均为横向缝隙，所述第四缝隙和所述第五缝隙均为弯折缝隙；

所述第一缝隙垂直于连接所述第二缝隙的一端，所述第二缝隙的另一端通过所述第一连接缝隙与所述第三缝隙的一端连接，所述第四缝隙的一端与所述第五缝隙的一端连接，所述第三缝隙通过所述第二连接缝隙与所述第五缝隙连接，所述第一连接缝隙与PCB上的通讯芯片连接。

2.根据权利要求1所述的双频缝隙天线，其特征在于，所述介质基板包括金属区域和天线区域，所述金属区域上敷设有金属层，所述金属层用于与所述金属框架或者所述金属外壳接触，所述天线区域刻蚀有所述天线图案。

3.根据权利要求1所述的双频缝隙天线，其特征在于，所述第四缝隙包括第一弯折缝隙和第二弯折缝隙，所述第一弯折缝隙与所述第二弯折缝隙垂直连接并且形成“L”形直角。

4.根据权利要求3所述的双频缝隙天线，其特征在于，所述第五缝隙包括第三弯折缝隙、第四弯折缝隙、第五弯折缝隙、第六弯折缝隙和第七弯折缝隙；所述第三弯折缝隙的一端与所述第二弯折缝隙连接，另一端与所述第四弯折缝隙的一端连接，并且通过所述第二连接缝隙与所述第三缝隙连接；所述第四弯折缝隙、所述第五弯折缝隙、所述第六弯折缝隙和所述第七弯折缝隙依次连接并且形成弯钩状。

5.根据权利要求4所述的双频缝隙天线，其特征在于，所述第二缝隙、所述第三缝隙、所述第一弯折缝隙、所述第三弯折缝隙、所述第五弯折缝隙以及所述第七弯折缝隙相互平行，所述第一缝隙、所述第二弯折缝隙、所述第四弯折缝隙以及第六弯折缝隙相互平行。

6.根据权利要求5所述的双频缝隙天线，其特征在于，所述第二缝隙、所述第一连接缝隙、所述第三缝隙、所述第二连接缝隙和所述第五缝隙的总长度小于等于6.1cm，每处缝隙宽度为1mm±0.5mm。

7.根据权利要求6所述的双频缝隙天线，其特征在于，所述第二缝隙、所述第一连接缝隙、所述第三缝隙、所述第二连接缝隙和所述第五缝隙的总长度为5.8cm，长度公差为±5mm，每处缝隙宽度为1mm±0.5mm。

8.根据权利要求5所述的双频缝隙天线，其特征在于，所述第四缝隙和所述第五缝隙的总长度为2.8cm，所述第二缝隙和所述第三缝隙的总长度为3cm，长度公差为±5mm，每处缝隙宽度为1mm±0.5mm。

9.根据权利要求1至8任一项所述的双频缝隙天线，其特征在于，所述第一连接缝隙通过同轴线与PCB上的通讯芯片焊接；或者，所述第一连接缝隙通过顶针与PCB上的通讯芯片连接。

10.根据权利要求1至8任一项所述的双频缝隙天线，其特征在于，所述介质基板为柔性电路板，所述天线支架为塑料支架。

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