CN204189957U - 一种应用于智能手机的可调谐lte金属边框天线 - Google Patents
一种应用于智能手机的可调谐lte金属边框天线 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种应用于智能手机的可调谐LTE金属边框天线，包括支架、设于支架上的LDS走线和调谐器件；所述LDS走线包括高频走线、低频走线、寄生走线及馈电点、第一接地点、第二接地点；所述高频走线、低频走线均与馈电点连接实现馈电，同时低频走线与第一接地点连接；寄生走线分别与高、低频走线相耦合，所述寄生走线与低频走线耦合的一端通过调谐器件连接到第二接地点，与高频走线耦合的一端连接至第一接地点。本实用新型所述天线覆盖带宽宽、性能优良，且结构简洁，易实现。
Description
技术领域
本实用新型涉及手机天线领域,具体涉及一种应用于智能手机的可调谐LTE金属边框天线。
背景技术
LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进，始于2004年3GPP的多伦多会议，是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准,它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低***延迟。在3G持续优化和4G演进格局下，面对频谱资源的严重不足、大流量业务的激增，在天线等配套设备上引入新技术已经被运营商作为重点工程。
对于天线设计者来讲，传统手机天线缺点日益显现：带宽窄，无法覆盖4G新增频段；实际使用中很容易由于人头和手的加入导致谐振频偏，性能变差；手机日趋轻薄，天线空间缩小，天线效率变差等诸多问题一直困扰着手机天线设计者，各种小型化LTE手机天线已经成为时下通信业研究的热点，因此在手机天线小型化、多频化和宽带方向上的研究显然有着重要意义。目前，智能手机内置式LTE多频天线产品以LDS+支架/FPC+支架的3D形式为主，由于留给天线的空间日益狭窄，智能手机设计出现了苹果公司iPhone系列为代表的金属边框设计趋势。
与此同时，智能手机对天线的功能要求越来越全面，频段向更宽的方向发展。目前LTE天线已经要求覆盖的范围包括698MHZ-960MHZ，1710MHZ-2700MHZ，GPS1575MHZ等，根据天线的基本原理，天线的体积要求也相应的变动。在手机内部环境日趋复杂的今天，仅靠通过走线、匹配等强行拓展天线带宽的方法显得越发不切实际。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供一种应用于智能手机的可调谐LTE频段的全向、高效率的宽频金属边框天线。
本实用新型的技术方案如下：一种应用于智能手机中的可调谐LTE金属边框天线，包括金属边框、支架、设于支架上的LDS走线和调谐器件；所述LDS走线包括高频走线、低频走线、寄生走线及馈电点、第一接地点、第二接地点；所述高频走线、低频走线均与馈电点连接实现馈电，同时低频走线与第一接地点连接；寄生走线分别与高、低频走线相耦合，所述寄生走线与低频走线耦合的一端通过调谐器件连接到第二接地点，与高频走线耦合的一端连接至第一接地点。
优选的，调谐器件为可调电容。
优选的，所述低频走线包括一字型走线及金属边框横梁, 该金属边框横梁两端设断点使其与整体边框分离而成为低频走线的一部分, 所述一字型走线一端头及金属边框横梁连接，金属边框横梁另一端连接第一接地点。所述高频走线为L型，其一臂与馈电点连接，另一臂与低频走线平行。
优选的，所述寄生走线包括设于低频走线附近与用于低频走线耦合的第一寄生分支、设于高频走线附近用于与高频走线耦合的第二寄生分支及连接在第一寄生分支与第二寄生分支之间用于单独产生谐振的第三寄生分支；在第一、第二寄生分支走线和的连接处引出走线至第一接地点，第一寄生分支走线的一端点连接调谐器件，通过调谐器件接地。
优选的，所述第一寄生分支形状与低频走线相对应，并与低频走线平行；所述第二寄生分支形状与高频走线相对应，并与高频走线平行。
本实用新型与现有技术相比较，具有如下显而易见的特点和优点：（1）所述天线加入了调谐器件，使得天线高频段的带宽得以提升；满足了目前天线宽频带的要求，完全可以覆盖LTE/WCDMA/TD-SCDMA/CDMA/GSM频段。（2）所述天线辐射效率高，有源测试性能好，有效解决了传统天线因拓展带宽导致性能下降的问题。（3）所述天线利用了手机的金属边框作为天线的一部分，不但坚固美观且性能优良，提升了用户体验。
附图说明
图1为本实用新型所述天线基本走线结构示意图；
图2为本实用新型所述天线实施例应用状态结构示意图；
图3为本实用新型所述天线实施例在状态一时VSWR（驻波）图；
图4为本实用新型所述天线实施例在状态二时VSWR（驻波）图；
图5为本实用新型所述天线实施例的辐射效率实测曲线图。
具体实施方式
为了便于本领域的技术人员更好的理解本实用新型的内容，下面结合实施例及附图对本实用新型做进一步的详细介绍。
如图1、2所示，所述智能手机的可调谐LTE金属边框天线包括金属边框、支架、设于支架上的LDS走线和天线调谐器件。所述LDS走线包括高频走线50、低频走线10、寄生走线及第一接地点1、馈电点2、调第二接地点4。其中高频走线50由馈电点2连接射频电路，低频走线10也从馈电点2连接射频电路。寄生走线包括用于与低频走线10耦合的寄生分支走线20、用于与高频走线50耦合的寄生分支走线40、用于单独产生谐振的寄生分支走线30，寄生走线在寄生分支走线30和40的连接处引出接地走线至接地点1，并在寄生分支走线20的一端点接调谐器件，通过调谐器件连接到接地点4。调谐器件一般采用可调电容。
具体使用时，所述天线通过ABS塑胶支架放置于手机框体内下边缘位置，天线走线通过LDS（激光直接成型）工艺加工在塑胶支架上，通过馈电点2连接50欧姆微带线进而与手机主板上的射频弹脚相连，手机金属边框的下梁B两侧设置断点使该段与其余金属边框分开。金属边框B以及走线10形成了低频走线，二者在连接点3处连接，二者在低频端0.8GHz附近会产生一个谐振，二次模将会在高频端1.9GHZ处产生一个谐振。寄生走线20与低频走线10相耦合，会在1.7GHz附近产生一个谐振。寄生走线30将会在0.7GHz附近产生一个谐振。寄生走线40与馈电点2引出的高频走线50耦合，共同在2.5GHz附近产生一个谐振。
所述天线工作时，通过控制调谐器件，使之工作在不同的电容值状态下，可将800MHz和2.5GHz附近的谐振进行一定的偏移，实现在状态一下：天线能覆盖824-894MHz，2.3-2.5GHz频段；在状态二下，天线覆盖880-960MHz，2.5-2.7GHz频段。综合上述所产生的多个谐振，本实用新型所述天线带宽最终可覆盖LTE/WCDMA/TD-SCDMA/CDMA/GSM频段，包括824-960MHz(GSM850/900/WCDMA5/WCDMA8/CDMA800)，1710-2170MHz(GSM1800/GSM1900/WCDMA1/WCDMA2/TD-A/TD-B/LTE1/LTE3/LTE39)，2300-2400MHz(LTE40)，2500-2690MHZ(LTE7/LTE38/LTE41)。
本实施例在两种状态下的驻波图分别如图3、4所示，两种状态下的实测效率对比图如图5所示。 从各图中可以看出，当可调电容的容值从Cmin至Cmax发生变化时，高/低频谐振会产生偏移，实现一个效率较高但带宽较窄的谐振对所有目标频段的整体覆盖。在实际使用中，可根据实时使用的频段，灵活切换选择状态一或状态二，从而实现在各频段均可达到较高的效率水平。下表为本实例的TRP（总辐射功率）和TIS（全向接受灵敏度）实测数据。从表中数据可以看出，天线在有源测试状态下的数据也十分优良，数据完全可以满足CTA(China Testing Alliance,中国质量检验联盟暨中检华纳质量技术中心)或市场上主流运营商/手机厂商的性能要求。
上述实施例中提到的内容为本实用新型优选的实现方式，并非是对本实用新型的限定，在不脱离本实用新型的发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种应用于智能手机的可调谐LTE金属边框天线，其特征在于，包括金属边框、支架、设于支架上的LDS走线和调谐器件；所述LDS走线包括高频走线、低频走线、寄生走线及馈电点、第一接地点、第二接地点；所述高频走线、低频走线均与馈电点连接实现馈电，同时低频走线与第一接地点连接；寄生走线分别与高、低频走线相耦合，所述寄生走线与低频走线耦合的一端通过调谐器件连接到第二接地点，与高频走线耦合的一端连接至第一接地点。
2.根据权利要求1所述的应用于智能手机的可调谐LTE金属边框天线，其特征在于：调谐器件为可调电容。
3.根据权利要求1所述的应用于智能手机的可调谐LTE金属边框天线，其特征在于：所述低频走线包括一字型走线（10）及金属边框横梁（B）, 该金属边框横梁两端设断点使其与整体边框分离而成为低频走线的一部分,所述一字型走线一端头及金属边框横梁连接，金属边框横梁另一端连接第一接地点。
4.根据权利要求1所述的应用于智能手机的可调谐LTE金属边框天线，其特征在于： 所述高频走线为L型，其一臂与馈电点连接，另一臂与低频走线平行。
5.根据权利要求1所述的应用于智能手机的可调谐LTE金属边框天线，其特征在于：所述寄生走线包括设于低频走线附近与用于低频走线耦合的第一寄生分支（20）、设于高频走线附近用于与高频走线耦合的第二寄生分支（40）及连接在第一寄生分支（20）与第二寄生分支（40）之间用于单独产生谐振的第三寄生分支（30）；在第一、第二寄生分支走线（30）和（40）的连接处引出走线至第一接地点，第一寄生分支走线（20）的一端点连接调谐器件，通过调谐器件接地。
6.根据权利要求5所述的应用于智能手机的可调谐LTE金属边框天线，其特征在于：所述第一寄生分支（20）形状与低频走线相对应，并与低频走线平行；所述第二寄生分支（40）形状与高频走线相对应，并与高频走线平行。
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