CN105977634B - 一种lte全频带手机天线结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种LTE全频带手机天线结构，其包括接地板、设有馈点的电路板、设于电路板上的馈端匹配电路以及环绕电路板和接地板设置的金属单元。金属单元包括与接地板电连接的接地部分以及与接地部分电气断开的非接地部分。馈点与非接地部分电连接从而将非接地部分作为中高频辐射体。非接地部分与接地板之间设有间隙，并通过该间隙以耦合的方式激励接地板产生电流，从而将接地板作为低频辐射体。以金属单元的非接地部分作为中高频辐射体，非接地部分与接地板耦合从而将接地板为低频辐射体，在此基础上在馈端加入馈端匹配电路，使得该天线能够覆盖LTE的所有频段，具有调试难度低，受加工精度影响小的优点。

Description

一种LTE全频带手机天线结构
【技术领域】
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种移动电子设备的LTE全频带手机天线结构。
【背景技术】
天线用来发射或接收无线电波，以传递或交换无线电信号。一般具无线通讯功能的电子产品，如手机、个人数字助理、笔记本电脑等，通常通过内置的天线来存取无线网络。目前，采用全金属边框的电子产品越来越受到广大消费者的欢迎。
相关技术的手机天线大多以含有断点的金属外框为辐射体，除此之外，还存在FPC或LDS形式的一支或多支辐射体。但是，FPC或LDS形式的天线也存在一些问题，例如天线图样调试难度较大，存在由加工精度容差带来的频率偏移等。
因此，有必要提供一种新型的LTE全频带手机天线结构。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种调试难度低、受加工精度影响小的LTE全频带手机天线结构。
本发明的技术方案如下：一种LTE全频带天线结构，其包括接地板、设有馈点的电路板、设于所述电路板上的馈端匹配电路以及环绕所述电路板和接地板设置的金属单元所述金属单元包括与所述接地板电连接的接地部分以及与所述接地部分电气断开的非接地部分，所述馈点与所述非接地部分电连接从而将所述非接地部分作为中高频辐射体，所述非接地部分与所述接地板之间设有间隙，并通过该间隙以耦合的方式激励所述接地板产生电流，从而将接地板作为低频辐射体。
优选的，所述金属单元为环绕所述接地板和电路板设置的金属框，所述接地板具有一对长边和与所述长边相连的一对短边，所述金属框具有一与所述接地板的短边间隔设置的侧边，所述侧边具有两平行间隔设置的开缝，两条所述开缝之间的部分为所述非接地部分。
优选的，该LTE全频带天线结构还包括与所述馈点电连接的双路馈电单元，所述双路馈电单元具有两个与所述非接地部分电连接的馈电分支。
优选的，所述双路馈电单元为一金属片，所述金属片沿其延伸方向开设有一半封闭的缝隙，所述缝隙的一端延伸至所述金属片边缘并形成开口从而形成两个与所述非接地部分电连接的馈电分支。
优选的，所述非接地部分以所述双路馈电单元为分界点，从所述双路馈电单元到其中一条开缝之间的部分形成第一辐射分支，从所述双路馈电单元到另一条开缝之间的部分形成第二辐射分支。
优选的，所述第一辐射分支的长度不小于所述第二辐射分支的长度。
优选的，所述馈端匹配电路包括两并联设置的电感以及可在两所述电感之间自由切换的开关。
本发明的有益效果在于：以金属单元的非接地部分作为中高频辐射体，非接地部分与接地板耦合从而将接地板为低频辐射体，在此基础上在馈端加入馈端匹配电路，使得该天线能够覆盖LTE的所有频段，具有调试难度低，受加工精度影响小的优点。
【附图说明】
图1为本发明一种LTE全频带手机天线结构的结构示意图；
图2为本发明的LTE全频带手机天线结构中中高频辐射体与双路馈电单元的连接结构图；
图3为本发明的LTE全频带手机天线结构中馈端匹配电路的结构示意图；
图4为本发明的LTE全频带手机天线结构中当开关分别处于S1和S2位置时天线的反射特性图；
图5为本发明的LTE全频带手机天线结构中当开关分别处于S1和S2位置时天线的总效率图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
如图1至图3所示，一种LTE全频带手机天线结构100包括接地板102、具有馈点的电路板(未示出)以及环绕电路板和接地板102设置的金属单元。在本发明中，金属单元为手机的金属框101。
金属框101呈矩形，其具有四条侧边。接地板102的形状与金属框101相同，其具有一对短边和一对长边。其中一条短边102A与金属框其中一条较短的侧边之间设有间隙104。该较短的侧边上开设有两条平行间隔设置的开缝101B，两条开缝101B之间的部分为与接地板上的馈点电连接的非接地部分101A，金属框101的其余部分与接地板102电连接并与非接地部分101A电气断开。
馈点与非接地部分101A电连接实际上使得非接地部分成为了天线结构的中高频辐射体，且非接地部分101A并不与接地板相连，因此非接地部分101A实际上相当于一个容性单极子(capacitive coupling element)，当非接地部分101A与接地板102的短边距离足够近时，能够激励接地板102产生电流，从而将接地板102作为天线结构的低频辐射体。这样就能够省略FPC或LDS天线形式的辐射体，降低了调试难度，且不受加工精度的影响。当非接地部分101A与接地板102耦合从而将接地板102本身作为低频辐射体时，天线结构具有非常宽的工作带宽，因此天线结构可以通过外部匹配电路工作在所需的频段。与传统天线(如PIFA)相比，具有这种结构的天线尺寸也要小得多。
如图2所示，该天线结构100还包括一具有两个与非接地部分101A电连接的馈电分支的双路馈电单元。该双路馈电单元一端与非接地部分101A电连接，另一端与电路板上的馈点电连接。当该双路馈电单元位于接地板102的短边中点附近时，能且仅能激励接地板102产生低频。在本发明中，双路馈电单元为一金属片103，该金属片103具有与非接地部分101A电连接的连接端103A以及与连接端103A相对设置的自由端103B，馈点可以在自由端103B与金属片103电连接。
金属片103的两个馈电分支是这样形成的：金属片103上设有一条半封闭的缝隙103C，缝隙103C一直延伸到连接端103A的边缘并形成开口，从而将馈电单元103分为彼此相连的两个部分，这两个部分就是金属片103的两个馈电分支。两个馈电分支同时给非接地部分101A馈电拓展了中高频的工作带宽。以连接端103A所在的位置为分界点，两条开缝101B之间的侧边101A被分为较长的第一辐射分支和较短的第二辐射分支。
由于受到接地部分金属边框的影响，天线静态带宽的低频部分只能够覆盖GSM频段(824-960MHz)，因此本发明通过在馈端加入馈端匹配电路200来实现对LTE全频段的覆盖。在本发明中，馈端匹配电路200主要包括一个开关S1以及两个并联的电感L2和L3，通过利用开关S1切换到与不同的电感L2和L3相连可实现对LTE全频段的覆盖。具体来说，馈端匹配电路200包括电感L1、与电感L1并联的电容C1、与电感L1串联的电容C2、与电容C2并联的电感L2和L3以及可以在电感L2和电感L3之间切换的开关。其中，L1＝2nH，L2＝6.8nH，L3＝10nH，C1＝0.4pF，C2＝2pF。当开关位于S1位置时，能够产生700-824MHz的频率；当开关位于S2位置时，能够产生824-960MHz的频率。另可根据需要的天线性能调整电感和电容的值。图4是当开关分别处在S1和S2两个位置时，在不同频率下的反射特性图，图5是当开关分别处在S1和S2两个位置时，在不同频率下的总效率图。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种LTE全频带手机天线结构，其包括接地板、设有馈点的电路板、设于所述电路板上的馈端匹配电路以及环绕所述电路板和接地板设置的金属框，其特征在于，所述金属框包括与所述接地板电连接的接地部分以及与所述接地部分电气断开的非接地部分，所述金属框具有一与所述接地板间隔设置的侧边，所述侧边具有两平行间隔设置的开缝，两条所述开缝之间的部分为所述非接地部分，所述馈点与所述非接地部分电连接从而将所述非接地部分作为高频辐射体，所述非接地部分与所述接地板之间设有间隙，并通过该间隙以耦合的方式激励所述接地板产生电流，从而将所述接地板作为低频辐射体，该LTE全频带天线结构还包括与所述馈点电连接的双路馈电单元，所述双路馈电单元具有两个与所述非接地部分电连接的馈电分支，所述双路馈电单元为一金属片，所述金属片沿其延伸方向开设有一半封闭的缝隙，所述缝隙的一端延伸至所述金属片边缘并形成开口从而形成两个与所述非接地部分电连接的馈电分支。
2.根据权利要求1所述的LTE全频带手机天线结构，其特征在于，所述接地板具有一对长边和与所述长边相连的一对短边，所述金属框的所述侧边与所述接地板的短边间隔设置。
3.根据权利要求1所述的LTE全频带手机天线结构，其特征在于，所述非接地部分以所述双路馈电单元为分界点，从所述双路馈电单元到其中一条开缝之间的部分形成第一辐射分支，从所述双路馈电单元到另一条开缝之间的部分形成第二辐射分支。
4.根据权利要求3所述的LTE全频带手机天线结构，其特征在于，所述第一辐射分支的长度不小于所述第二辐射分支的长度。
5.根据权利要求1-4任一项所述的LTE全频带手机天线结构，其特征在于，所述馈端匹配电路包括两并联设置的电感以及可在两所述电感之间自由切换的开关。
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