CN220672853U - 一种叠层耦合4g天线结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供叠层耦合4G天线结构，包括壳体、主板、分支天线、耦合天线；壳体包括前壳、后壳、中框，前壳和后壳围合形成容置空间，中框固定于容置空间；分支天线包括基板、馈电端、接地端、第一枝节和第二枝节；第一基板设置于中框朝向前壳的一面；第一枝节和第二枝节设置于第一基板；第一枝节的工作频率与4G的频段相匹配,第二枝节的工作频率与5G的频段相匹配；耦合天线包括第二基板和耦合天线本体，第二基板设置于中框朝向后壳的一面；耦合天线本体的工作频率与4G的频段相匹配；耦合天线本体的电磁场与第一枝节的电磁场耦合。本实用新型将分支天线和耦合天线设置于中框的两面，第一枝节和耦合天线产生正向反馈，提高4G频段效率。

Description

一种叠层耦合4G天线结构

技术领域

本实用新型属移动设备技术领域，具体涉及一种叠层耦合4G天线结构。

背景技术

随着移动终端技术的快速发展，智能电子设备已成为人们日常生活不可缺少的工具。随着第五代通信技术的进步与发展，智能电子设备开始搭载配备5G天线，同时用户及网络运营商对视频、音频流等多媒体数据需求不断增加，智能电子设备偏向全面屏设计，导致智能电子设备内的天线设计环境越来越狭小，但智能电子设备对天线的性能要求反而越来越高，一步手机需要搭载12根天线以上才能满足wifi、5G通信、GPS、蓝牙传输等功能，对天线设计提出了更高的要求。传统天线布局占用空间大，天线效率低，影响用户体验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种叠层耦合4G天线结构，耦合天线的工作频段与4G频段相匹配，耦合天线的电磁场与第一枝节的电磁场耦合，使得第一枝节的谐振和耦合天线的谐振产生正向反馈，有利于提高4G频段的天线效率。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供一种叠层耦合4G天线结构，包括壳体、主板、分支天线、耦合天线；所述壳体包括前壳、后壳、中框，所述前壳和后壳相互固定并围合形成容置空间，所述中框固定于所述容置空间内；所述主板固定于所述中框；所述分支天线包括第一基板以及设置于第一基板上的馈电端、接地端、第一枝节和第二枝节；所述第一基板设置于所述中框朝向所述前壳的一面；所述馈电端、接地端、第一枝节和第二枝节设置于所述第一基板背离所述前壳的一面；所述馈电端和所述接地端均与所述主板电连接；所述第一枝节和所述第二枝节分别与所述馈电端连接，所述第一枝节与所述接地端连接；所述第一枝节的工作频率与4G的频段相匹配,所述第二枝节的工作频率与5G的频段相匹配；所述耦合天线包括第二基板和耦合天线本体，所述第二基板设置于所述中框朝向所述后壳的一面，所述耦合天线本体设置于所述第二基板背离所述中框的一面；所述耦合天线本体的工作频率与4G的频段相匹配；所述耦合天线本体的电磁场与所述第一枝节的电磁场耦合。

本实用新型提供一种叠层耦合4G天线结构，将分支天线和耦合天线分别设置于中框的两面，第一枝节用于支持4G频段，第二枝节用于5G频段，耦合天线的工作频段与4G频段相匹配，耦合天线的电磁场与第一枝节的电磁场耦合，使得第一枝节的谐振和耦合天线的谐振产生正向反馈，有利于提高4G频段的天线效率。

进一步，所述耦合天线本体的长度为4G工作波长的1/4-1/2。此为一种具体实施方式，调节合适的长度以起到耦合天线的耦合作用，提高天线效率。

进一步，所述第一枝节的长度为4G工作波长的四分之一，所述第二枝节的长度为5G工作波长的四分之一。此为一种具体实施方式，调节第一枝节和第二枝节的长度，以支持4G和5G频段。

进一步，所述中框包括固定框和固定板，所述固定框呈框状，所述固定框固定于所述前壳和所述后壳之间，所述固定板水平设置于所述固定框内侧；固定板开设有主板安装孔，所述主板安装于所述主板安装孔；所述分支天线分别设置于所述固定板朝向所述前壳的一面，所述第二基板设置于所述固定板朝向所述后壳的一面。此为一种具体实施方式，分支天线设置于固定板，与主板存在间隔，减小干扰。

进一步，所述第一枝节和所述第二枝节分别位于所述馈电端的两端，所述第一枝节的一端与所述馈电端连接，另一端沿背离所述第二枝节的方向延伸并弯折设置；所述第二枝节的一端与所述馈电端连接，另一端沿背离所述第一枝节的方向延伸并弯折设置。此为一种具体实施方式，设置弯折结构，节省占用空间。

进一步，所述耦合天线本体呈弯折结构。此为一种具体实施方式，耦合天线本体呈弯折结构，有利于节省耦合天线的占用空间，缩小体积。

进一步，所述耦合天线本体为FPC件。选用FPC件作为耦合天线，保证天线效率，且柔性好，便于弯折结构的制备，适用于天线净空较小的情况。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1是实施例1的中框示意图。

图2是实施例1的分支天线示意图。

图3是实施例1的耦合天线示意图。

图4是实施例1的叠层耦合4G天线结构的S11图。

图5是实施例1的叠层耦合4G天线结构的天线效率曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型实施例，而非对本实用新型实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型实施例相关的部分而非全部结构。

此外，在说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等仅用于区别相同技术特征的描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，也不一定描述次序或时间顺序。在合适的情况下术语是可以互换的。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

类似地，在说明书和权利要求书中同样使用术语“固定”、“连接”，不应理解为限于直接的连接。因此，表达“装置A与装置B连接”不应该限于装置或系统中装置A直接连接到装置B，其意思是装置A与装置B之间具有路径，这可以是包括其他装置或工具的路径。

实施例1

本实施例1提供一种叠层耦合4G天线结构，图1是中框示意图，图2是分支天线示意图，图3是耦合天线示意图，参照图1-图3，所述叠层耦合4G天线结构包括壳体1、主板、分支天线2、耦合天线3；

壳体1包括前壳、后壳、中框11，前壳和后壳相互固定并围合形成容置空间，中框11固定于容置空间内；主板固定于中框11；

分支天线2包括第一基板21以及设置于第一基板21上的馈电端22、接地端23、第一枝节24和第二枝节25；第一基板21设置于中框11朝向前壳的一面；馈电端22、接地端23、第一枝节24和第二枝节25设置于第一基板21背离前壳的一面；馈电端22和接地端23均与主板电连接；第一枝节24和第二枝节25分别与馈电端22连接，第一枝节24与接地端23连接；第一枝节24的工作频率与4G的频段相匹配,第二枝节25的工作频率与5G的频段相匹配；

耦合天线3包括第二基板31和耦合天线本体32，第二基板31设置于中框11朝向后壳的一面，耦合天线本体32设置于第二基板31背离中框11的一面；耦合天线本体32的工作频率与4G的频段相匹；耦合天线本体32的电磁场与第一分枝的电磁场耦合。

本实施例1提供一种叠层耦合4G天线结构，将分支天线2和耦合天线3分别设置于中框11的两面，第一枝节24用于支持4G频段，第二枝节25用于5G频段，耦合天线3的工作频段与4G频段相匹配，耦合天线3的电磁场与第一枝节24的电磁场耦合，使得第一枝节24的谐振和耦合天线3的谐振产生正向反馈，有利于提高4G频段的天线效率。

每个天线都有其中心谐振频率，在偏离中心谐振频率时，天线的某些电性能将会下降，电性能下降到容许值的频率始末范围，就是天线的工作频段。在本实用新型中，4G频段指应用于4G通信的工作频段，即2300MHz-2700MHz，5G频段指应用于5G通信的N77频段，即3300MHz-4200MHz。耦合天线本体32的电磁场与第一分枝的电磁场耦合，耦合天线本体32与第一分枝的位置可根据实际天线效率进行调整，例如，耦合天线本体32在竖直方向上的投影与第一分枝在竖直方向上的投影部分或完全重叠。基于天线谐振原理，第一枝节24产生4G频段(2300Mhz-2700Mhz)，第二枝节25产生5G频段N77(3300MHz-4200MHz)，耦合天线3产生4G频段(2300MHz-2700MHz)，与第一枝节24耦合优化，提高4G频段的天线效率。目前市售移动设备例如手机的中框11可适用于本实施例1的中框11，例如中框11厚度为0.2-1mm，将分支天线2和耦合天线3设置于该中框11的两面，可发生对4G频段的耦合优化。

优选地，耦合天线本体32的长度为4G工作波长的1/4-1/2。此为一种具体实施方式，调节合适的长度以起到耦合天线3的耦合作用，提高天线效率。

更优地，第一枝节24的长度为4G工作波长的四分之一，第二枝节25的长度为5G工作波长的四分之一。此为一种具体实施方式，调节第一枝节24和第二枝节25的长度，以支持4G和5G频段。

更优地，如图1所示，中框11包括固定框111和固定板112，固定框111呈框状，固定框111固定于前壳和后壳之间，固定板112水平设置于固定框111内侧；固定板112开设有主板安装孔，主板安装于主板安装孔；分支天线2设置于固定板112朝向前壳的一面，第二基板31设置于固定板112朝向后壳的一面。此为一种具体实施方式，分支天线2设置于固定板112，与主板存在间隔，减小干扰。

具体地，在固定板112上设有天线净空区，在现有公知常识中通常将天线净空区视为球形空间，以分支天线2作为天线净空区的圆心，天线净空区半径为1.8mm，在该极限情况下本实施例1的分支天线2和耦合天线3可实现对4G频段的优化耦合，在其它实施例中，本实施例1可适用于天线净空区半径大于1.8mm的情况。

更优地，如图2所示，第一枝节24和第二枝节25分别位于馈电端22的两端，第一枝节24的一端与馈电端22连接，另一端沿背离第二枝节25的方向延伸并弯折设置；第二枝节25的一端与馈电端22连接，另一端沿背离第一枝节24的方向延伸并弯折设置。此为一种具体实施方式，设置弯折结构，节省占用空间。

更优地，如图3所示，耦合天线本体32呈弯折结构。此为一种具体实施方式，耦合天线本体32呈弯折结构，有利于节省耦合天线3的占用空间，缩小体积。

具体地，耦合天线本体32弯折形成“凹”字型结构；或者，如图3所示，耦合天线本体32包括依序连接的第一耦合段321、第二耦合段322、第三耦合段323和第四耦合段324，第一耦合段321呈直线型，第二耦合段322垂直连接于第一耦合段321，第三耦合段323垂直连接于第二耦合段322且与第一耦合段321相对设置，第四耦合段324垂直连接于第三耦合段323，并沿远离第一耦合段321的方向延伸；第一耦合段321、第二耦合段322、第三耦合段323和第四耦合段324中的至少一个与第一枝节24发生耦合。

更优地，耦合天线本体32为FPC件。选用FPC件作为耦合天线3，保证天线效率，且柔性好，便于弯折结构的制备，适用于天线净空较小的情况。具体地，第二基板31为FPC柔性电路板，耦合天线本体32为FPC件，通过LDS、PDS、喷涂、LAP等工艺镭雕在第二基板31上。

图4是叠层耦合4G天线结构的S11图，如图4所示，在4G频段的回波损耗范围为-9dB～-21dB。图5是叠层耦合4G天线结构的天线效率曲线图，如图5所示，第一分枝与耦合天线3发生耦合优化，在4G频段的天线效率为-4.45dB，5G频段的天线效率为-5.5dB。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

Claims (7)

1.一种叠层耦合4G天线结构，其特征在于：

包括壳体、主板、分支天线、耦合天线；

所述壳体包括前壳、后壳、中框，所述前壳和后壳相互固定并围合形成容置空间，所述中框固定于所述容置空间内；所述主板固定于所述中框；

所述分支天线包括第一基板以及设置于第一基板上的馈电端、接地端、第一枝节和第二枝节；所述第一基板设置于所述中框朝向所述前壳的一面；所述馈电端、接地端、第一枝节和第二枝节设置于所述第一基板背离所述前壳的一面；所述馈电端和所述接地端均与所述主板电连接；所述第一枝节和所述第二枝节分别与所述馈电端连接，所述第一枝节与所述接地端连接；所述第一枝节的工作频率与4G的频段相匹配,所述第二枝节的工作频率与5G的频段相匹配；

所述耦合天线包括第二基板和耦合天线本体，所述第二基板设置于所述中框朝向所述后壳的一面，所述耦合天线本体设置于所述第二基板背离所述中框的一面；所述耦合天线本体的工作频率与4G的频段相匹配；所述耦合天线本体的电磁场与所述第一枝节的电磁场耦合。

2.根据权利要求1所述的叠层耦合4G天线结构，其特征在于：

所述耦合天线本体的长度为4G工作波长的1/4-1/2。

3.根据权利要求2所述的叠层耦合4G天线结构，其特征在于：

所述第一枝节的长度为4G工作波长的四分之一，所述第二枝节的长度为5G工作波长的四分之一。

4.根据权利要求3所述的叠层耦合4G天线结构，其特征在于：

所述中框包括固定框和固定板，所述固定框呈框状，所述固定框固定于所述前壳和所述后壳之间，所述固定板水平设置于所述固定框内侧；固定板开设有主板安装孔，所述主板安装于所述主板安装孔；所述分支天线分别设置于所述固定板朝向所述前壳的一面，所述第二基板设置于所述固定板朝向所述后壳的一面。

5.根据权利要求4所述的叠层耦合4G天线结构，其特征在于：

所述第一枝节和所述第二枝节分别位于所述馈电端的两端，所述第一枝节的一端与所述馈电端连接，另一端沿背离所述第二枝节的方向延伸并弯折设置；所述第二枝节的一端与所述馈电端连接，另一端沿背离所述第一枝节的方向延伸并弯折设置。

6.根据权利要求5所述的叠层耦合4G天线结构，其特征在于：

所述耦合天线本体呈弯折结构。

7.根据权利要求6所述的叠层耦合4G天线结构，其特征在于：

所述耦合天线本体为FPC件。