CN104852136B - 多波段全金属边框可调手机天线 - Google Patents

多波段全金属边框可调手机天线 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多波段全金属边框可调手机天线，包括全金属边框，电路板，所述全金属边框和电路板之间形成缝隙，电磁波通过该缝隙辐射；在所述电路板左下方有L形切槽，在L形切槽处包含馈电端口和可调元件，所述馈电端口一端接电路板，另一端串联一个可调元件，通过切换可调元件的两个值，获得所需的低频和高频频段；在所述电路板的左下方外侧有一个L形的金属块，其内侧与电路板对角契合，外侧与全金属边框左边角相邻；全金属边框的左侧与电路板之间有一个短路点；全金属边框的右侧与电路板之间通过一个调节元件连接；通过调整调节元件值的大小得到所需的高频带宽。该天线工作频段覆盖范围大，工作性能良好，易于实现，适用于移动通信终端。

Description

多波段全金属边框可调手机天线
技术领域
本发明涉及一种多波段全金属边框可调手机天线。
背景技术
随着移动通信的发展，应用于手机上的频段也越来越多，这就要求手机要具有良好的兼容性，可同时工作在多个频段上。这就对手机内置天线提出了更高的要求，既要满足小型化要求，又要满足同时工作于多个频段的要求。
伴随着4G网络的广泛建设以及LTE标准的发展和成熟，现今智能手机天线不仅要满足传统的2G，逐渐普及的3G以及高速发展的4G，还要求手机天线覆盖更多的频段，如蓝牙、WLAN等。传统的窄带天线很难做到在小型化的同时实现宽频段，难以满足通信***的要求，如何设计出满足各通信***需求的多频段天线，已经成为当今研究的热点。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种多波段全金属边框可调手机天线，天线的工作频段覆盖了GSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900、UMTS、ISM/Bluetooth、WLAN、LTE2300/2500的所有频率，工作性能良好，易于实现，适用于移动通信终端。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种多波段全金属边框可调手机天线，包括全金属边框，电路板，所述全金属边框和电路板之间形成缝隙，电磁波通过该缝隙辐射；在所述电路板左下方有L形切槽，在L形切槽处包含馈电端口和可调元件，所述馈电端口一端接电路板，另一端串联一个可调元件，通过切换可调元件的两个值，获得所需的低频和高频频段；在所述电路板的左下方外侧有一个L形的金属块，其内侧与电路板对角契合，外侧与全金属边框左边角相邻，L形金属块的两臂长度对天线的频率有影响；全金属边框的左侧与电路板之间有一个短路点；全金属边框的右侧与电路板之间通过一个调节元件连接；通过调整调节元件值的大小得到所需的高频带宽。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
本发明采用了全金属边框结构，并且金属边框作为手机天线的一部分。与传统手机天线相比，大大减少了天线尺寸，减少天线占用手机的内部空间。采用缝隙天线形式，很好地实现了现有通信制式所需频率及带宽。全金属边框的右侧某处与电路板之间通过一个元件连接，通过调节元件值能够得到很好的高频带宽。电路板与全金属边框两侧都有连接点，使整个天线形成一个可以调节频率的缝隙天线。天线馈电端口处串联一个可调元件，通过切换元件的两个值可以获得所需的低频和高频频段。通过控制短路点的位置可以方便地实现所需频率。
本发明适用于采用全金属边框的手机。工作频段覆盖了GSM850(824-894MHz)、GSM900(880-960MHz)、DCS1800(1710-1880MHz)、PCS1900(1880-1990MHz)、UMTS(1920-2170MHz)、ISM/Bluetooth(2400-2480MHz)、WLAN(2400-2483MHz)、LTE2300/2500的所有频率，工作性能良好。该天线结构易于实现，便于内置集成，适用于移动通信终端。
附图说明
图1为多波段全金属边框可调手机天线俯视图和侧视图。
图2为天线仿真S参数。
图3为天线增益图（0.86GHz）。
图4为天线增益图（1.8GHz）。
图5为天线增益图（2.1GHz）。
图6为天线增益图（2.4GHz）。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图详述如下：
参见图1，一种多波段全金属边框可调手机天线，包括全金属边框1，电路板8，所述全金属边框1和电路板8之间形成缝隙，电磁波通过该缝隙辐射；在所述电路板8左下方有L形切槽6，在L形切槽6处包含馈电端口3和可调元件4，所述馈电端口3一端接电路板8，另一端串联一个可调元件4，通过切换可调元件4的两个值，获得所需的低频和高频频段；在所述电路板8的左下方外侧有一个L形的金属块5，其内侧与电路板8对角契合，外侧与全金属边框1左边角相邻，L形金属块的两臂长度对天线的频率有影响；全金属边框1的左侧与电路板8之间有一个短路点7；全金属边框1的右侧与电路板8之间通过一个调节元件2连接；通过调整调节元件2值的大小得到所需的高频带宽。
全金属边框1的尺寸对天线的谐振频率没有影响。而电路板8的厚度和材料，以及尺寸对天线的谐振频率影响较大。
电路板8的左下方处有一个L形的金属块5，其内侧与电路板8的对角契合，外侧与全金属边框1左边角相邻，L形金属块5对全金属边框1进行耦合馈电，L形金属块5的两臂长度对天线的频率有影响。
天线馈电端口3处串联一个可调元件4，通过该调节可调元件4的两个值可以分别使天线切换到低频和高频频段。如图2所示，当可调元件4取较小值时，天线低频带宽很小而高频带宽为1.4GHz-2.6GHz；当可调元件4取较大值时，天线高频带宽变差，低频带宽为0.75GHz-1.04GHz。
图3、图4、图5、图6为天线增益图，在频率为0.86GHz处最大增益为3.68dB，在频率为1.8GHz处最大增益为4.18dB，在频率为2.1GHz处最大增益为5.84dB，在频率为2.4GHz处最大增益为4.1dB。
本实施例天线在频率为0.86GHz处的效率为77.65%，在频率为1.8GHz处的效率为94.25%，在频率为2.1GHz处效率为96.77%。
该手机天线在频率为0.86GHz处对人体比吸收率SAR≤0.45g/mW，在频率为1.8GHz处的SAR≤0.99g/mW，在频率为2.1GHz处的SAR≤0.74g/mW，满足中国和欧洲的手机辐射标准2g/mW和美国的1.6g/mW。

Claims (1)

1.一种多波段全金属边框可调手机天线，包括全金属边框（1），电路板（8），其特征在于：所述全金属边框（1）和电路板（8）之间形成缝隙，电磁波通过该缝隙辐射；在所述电路板（8）左下方有L形切槽（6），在L形切槽（6）处包含馈电端口（3）和可调元件（4），所述馈电端口（3）一端接电路板（8），另一端串联一个可调元件（4），通过切换可调元件（4）的两个值，获得所需的低频和高频频段；在所述电路板（8）的左下方外侧有一个L形的金属块（5），其内侧与电路板（8）对角契合，外侧与全金属边框（1）左边角相邻，L形金属块的两臂长度对天线的频率有影响；全金属边框（1）的左侧与电路板（8）之间有一个短路点（7）；全金属边框（1）的右侧与电路板（8）之间通过一个调节元件（2）连接；通过调整调节元件（2）值的大小得到所需的高频带宽。
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