CN104638343A - 全金属结构电子设备的天线装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全金属结构电子设备的天线装置。包括金属壳体，金属天线支架，屏幕支撑架，金属壳体与金属天线支架之间由缝隙隔离；屏幕支撑架上设置辅助天线与耦合天线，辅助天线通过接触弹片与金属天线支架连接，耦合天线通过金属镙丝与屏幕支撑架金属部分连接或者通过接触弹片与金属壳体连接；馈电端子连接至金属天线支架对天线作能量馈入，金属天线支架通过天线接地点与印刷电路板相连；金属天线支架内侧设置音频模组单元及USB接口；金属壳体通过接地金属弹片与屏幕支撑架金属部分接触。本发明能够使天线具备可调性好的特点，可实现低高频全频段通讯性能；同时可以减少手持状态下人手对天线的影响。本发明结构紧凑简单。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种全金属结构电子设备的天线装置。
背景技术
随着无线终端设备的迅速普及，消费者对终端机器的外形要求越来越高，金属机身机器由于本身的质感尤其受到青睐。很多手机厂商利用手机的金属边框及金属机身来作为手机天线，但是如果整机外形一旦定型，将导致天线长度很难改变，必须借助于调谐芯片等有源的方法来切换天线频段，再加上目前的手机需要支持2G/3G/4G/GPS/WIFI等频段的要求，使得天线的可调性变得更加困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种全金属结构电子设备的天线装置，能够使天线具备可调性好的特点。金属天线支架与金属壳体之间的缝隙产生低频谐振及其倍频信号，同时屏幕支撑架上的辅助天线及耦合天线产生高频信号；借此本金属机身电子设备可实现低高频全频段通讯性能；同时由于辅助天线与耦合天线位于屏幕一侧，可以减少手持状态下人手对天线的影响；本发明结构紧凑简单。
本发明提供的全金属结构电子设备的天线装置包括金属壳体，金属天线支架，屏幕支撑架；金属壳体与金属天线支架之间由微小缝隙隔离；屏幕支撑架上设置辅助天线及耦合天线；辅助天线及耦合天线用来拓展低频带宽及产生高频耦合寄生单元；通过馈电端子连接至金属天线支架对天线作能量馈入，馈电端子位于金属天线支架下方的印刷电路板上；天线区域内侧设置音频模组单元及USB接口等；金属天线支架通过天线接地点与印刷电路板相连；金属壳体通过接地弹片与屏幕支撑架接触。
天线辐射单元由两部分构成：第一部分即金属天线支架及其与所述金属壳体之间的缝隙，第二部分为屏幕一侧的辅助天线和耦合天线；通过金属天线支架及其缝隙、辅助天线及耦合天线一起实现低高频的谐振频段。通过设置辅助天线及耦合天线来弥补全金属天线本身带宽的局限。
辅助天线可以由屏幕支撑架塑胶部分左右两侧的两段走线构成，也可以是其中之一，分别通过接触弹片与金属天线支架连接；
耦合天线位于屏幕支撑架塑胶部分上，通过金属镙丝与屏幕支撑架金属部分相连接，也可以通过接触弹片与金属壳体相连；
所述金属天线支架与所述馈电端子之间串联或者并联无源器件。
所述金属壳体与金属天线支架之间由一条缝隙隔离，该条缝隙材质可以是PC或者FR4等非金属介质材料，通过这条缝隙将金属壳体与金属天线支架连接为一个整体；所述馈电端子，天线接地点，接触弹片及金属壳体接地点设在所述电子设备的内部；
本发明提供了安装有全金属结构电子设备的天线装置的电子设备，即射频单元，所述射频单元包括上述实现方式中的天线装置。
本发明提供了一种全金属结构电子设备的天线装置，能够使天线具备可调性好的特点。金属天线支架与金属壳体之间的缝隙产生低频谐振及其倍频信号，同时屏幕支撑架上的辅助天线及耦合天线产生高频信号；借此本金属机身电子设备可实现低高频全频段通讯性能；同时由于辅助天线和耦合天线位于屏幕一侧，可以减少手持状态下人手对天线的影响；特别是能够使上述金属结构天线容易调试。本发明结构紧凑简单。
附图说明
图 1为本发明实例的正面视图。
图 2为本发明实例的背面视图。
图 3为本发明实例的侧视图。
具体实施方式：
下面将参考附图及结合实施例对本发明进行详细、完整描述；实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件以及手册中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。所用部件在没有特别说明，均为市售。
如图所示，该全金属结构电子设备的天线装置包括金属壳体（***构件）1 ,金属天线支架2 ，缝隙3，屏幕支撑架塑胶部分4，第一辅助天线5，第二辅助天线6，第一耦合天线7，第二耦合天线8，第一接触弹片9，第二接触弹片10，金属镙丝11，屏幕支撑架金属部分12，第三接触弹片13，屏幕支撑架14，屏幕15，馈电端子16，天线接地点17，印刷电路板18，音频模组单元及USB接口19， 金属壳体的第一接地弹片20、第二接地弹片21、第三接地弹片22、第四接地弹片23、第五接地弹片24、第六接地弹片25；
金属壳体1与金属天线支架2之间由一条微小的缝隙3隔离；屏幕支撑架塑胶部分4上设置第一辅助天线5、第二辅助天线6、第一耦合天线7及第二耦合天线8，第一辅助天线5、第二辅助天线6、第一耦合天线7及第二耦合天线8用来拓展低频带宽及高频带宽，通过馈电端子16连接至金属天线支架2对天线作能量馈入，馈电端子16位于金属天线支架2下方的印刷电路板18上；金属天线支架2下方内侧设置音频模组单元及USB接口19；金属天线支架2通过天线接地点17与印刷电路板18相连；金属壳体1通过金属壳体第一接地弹片20、第二接地弹片21、第三接地弹片22、第四接地弹片23、第五接地弹片24、第六接地弹片25与屏幕支撑架金属部分12接触。
采用上述方案，可以看出，全金属结构天线的辐射部件包括金属天线支架2及第一辅助天线5，第二辅助天线6，第一耦合天线7，第二耦合天线8及缝隙3；
上述第一辅助天线5，第二辅助天线6，第一耦合天线7，第二耦合天线8的材质可以是不锈钢、铝镁合金或者其它导电材料，其位置位于屏幕支撑架塑胶部分4上，通过第一接触弹片9、第二接触弹片10将金属天线支架2与第一辅助天线5、第二辅助天线6连接到一起，通过金属镙丝11将第一耦合天线7与屏幕支撑架金属部分12连接到一起，通过接触弹片13将第二耦合天线8和金属壳体1连接到一起；第一辅助天线5，第二辅助天线6，第一耦合天线7，第二耦合天线8工艺上可以通过柔性印刷电路板（FPC）或者激光直接成型技术（LDS）等方式实现。
天线接地点17的选取，本发明实例中金属天线支架2通过天线接地点17与地相连，需要说明的是，天线接地点17是根据调试需要在印刷电路板18上的合适处选取。
金属壳体1接地点的选取，本发明实例中金属壳体1通过金属壳体的第一接地弹片20、第二接地弹片21、第三接地弹片22、第四接地弹片23、第五接地弹片24、第六接地弹片25与地相连，可以确保金属壳体接地良好，使金属壳体1成为主地的一部分。
在本发明实施例中，当金属天线支架2作为天线的辐射单元，高低频谐振的电场最大点基本位于支架上，当手持状态下通话时，可能会导致天线信号极差而中断通话，而第一辅助天线5，第二辅助天线6，第一耦合天线7，第二耦合天线8的增加可以使电场最大点转移，头手模状态下的性能也可以得到改善，避免上述情况的发生；
综上所述，利用金属天线支架2，金属壳体1，金属天线支架2之间的缝隙3，第一辅助天线5，第二辅助天线6，第一耦合天线7，第二耦合天线8，使天线的频带进一步拓展。
天线谐振的频率可以通过缝隙3的宽度及第一辅助天线5，第二辅助天线6，第一耦合天线7，第二耦合天线8的长度来调节，还可以通过在馈电点处增加无源器件（如串电容并电感，并电容串电感）的方式来调节天线的带宽及与后端射频电路的匹配度。
结合图1、图2与图3，本发明还可以适用一种包括上述任意一种天线可能实现方式的电子设备；该设备可以是手机、平板电脑等终端通信设备；由于天线实现方式与上述类似，不再赘述。
Claims (10)
1.一种全金属结构电子设备的天线装置，包括金属壳体，金属天线支架，屏幕支撑架，其特征在于：金属壳体（1）与金属天线支架（2）之间由缝隙（3）隔离；屏幕支撑架塑胶部分（4）上设置第一辅助天线（5）、第二辅助天线（6）、第一耦合天线（7）、第二耦合天线（8）；第一辅助天线（5）通过第一接触弹片（9）与金属天线支架（2）连接，第二辅助天线（6）通过第二接触弹片（10）与金属天线支架（2）连接；第一耦合天线（7）通过金属镙丝（11）与屏幕支撑架金属部分（12）连接，第二耦合天线（8）通过第三接触弹片（13）与金属壳体（1）连接；屏幕支撑架塑胶部分（4）与屏幕支撑架金属部分（12）组成屏幕支撑架（14），屏幕支撑架（14）用来支撑屏幕（15），馈电端子（16）连接至金属天线支架（2）对天线作能量馈入，金属天线支架（2）通过天线接地点（17）与印刷电路板（18）相连；馈电端子（16）、天线接地点（17）都位于金属天线支架下方的印刷电路板（18）上；金属天线支架（2）内侧设置音频模组单元及USB接口（19）；金属壳体（1）通过接地金属弹片与屏幕支撑架金属部分（12）接触。
2.根据权利要求1所述的全金属结构电子设备的天线装置，其特征在于：第一辅助天线（5）与第二辅助天线（6）分别位于屏幕支撑架塑胶部分（4）的左右两侧，分别通过第一接触弹片（9）、第二接触弹片（10）与金属天线支架（2）相连接。
3.根据权利要求1所述的全金属结构电子设备的天线装置，其特征在于：第一耦合天线（7）位于屏幕支撑架塑胶部分（4）上，通过金属镙丝（11）与屏幕支撑架金属部分（12）相连接，构成天线的寄生单元。
4.根据权利要求1所述的全金属结构电子设备的天线装置，其特征在于：第二耦合天线（8）位于屏幕支撑架塑胶部分（4）上，通过第三接触弹片（13）与金属壳体（1）连接，构成天线的另外一个寄生单元。
5.根据权利要求1所述的全金属结构电子设备的天线装置，其特征在于：所述第一辅助天线（5）与第二辅助天线（6）只有其中一个或者两个都有；所述第一耦合天线（7）、第二耦合天线（8）只有其中一个或者两个都有。
6.根据权利要求1所述的全金属结构电子设备的天线装置，其特征在于：第一辅助天线（5）、第二辅助天线（6）、第一耦合天线（7）、第二耦合天线（8），这四个部分的任意组合与金属天线支架（2）来构成天线走线。
7.根据权利要求1所述的全金属结构电子设备的天线装置，其特征在于：所述金属天线支架（2）与所述馈电端子（16）之间串联或者并联无源器件。
8.根据权利要求1所述的全金属结构电子设备的天线装置，其特征在于：所述的接地金属弹片为第一接地弹片（20）、第二接地弹片（21）、第三接地弹片（22）、第四接地弹片（23）、第五接地弹片（24）、第六接地弹片（25）。
9.根据权利要求1所述的全金属结构电子设备的天线装置，其特征在于：所述的辅助天线、耦合天线的材质为不锈钢、铝镁合金或者其它导电材料。
10.一种电子设备，其特征在于包括射频单元，所述射频单元包括权利要求 1-9任一所述的天线装置。
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Denomination of invention: Antenna devices for all metal structured electronic devices Granted publication date: 20171017 Pledgee: Tianjin Zhongguancun Science and Technology Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: INNETECH (TIANJIN) ELECTRONICS Co.,Ltd. Registration number: Y2024120000048 |