一種高隔離度的金屬邊框lte調(diào)諧天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新型的LTE金屬邊框調(diào)諧天線系統(tǒng)，適用于具有金屬邊框結(jié)構(gòu)的移動(dòng)終端，該天線系統(tǒng)包括金屬框、PCB板和天線部分；本發(fā)明把金屬邊框設(shè)計(jì)為天線輻射體的一部分，金屬邊框上開設(shè)有兩個(gè)縫隙，設(shè)置低頻分支與金屬框結(jié)合產(chǎn)生低頻諧振，設(shè)置高頻分支與金屬框結(jié)合產(chǎn)生高頻諧振；本發(fā)明采用IFA方式，并利用調(diào)諧器件控制耦合強(qiáng)弱從而調(diào)節(jié)低頻的諧振頻率。本發(fā)明有益效果在于：把金屬邊框的縫隙開在底部，避開了用戶在實(shí)際使用中觸碰縫隙對(duì)天線性能產(chǎn)生的影響；采用環(huán)形電容調(diào)諧方式，激發(fā)輻射電流為環(huán)流回路模式，不僅拓展了天線低頻帶寬，而且也提高了LTE MIMO天線間的低頻隔離度；PCB與天線間設(shè)置了三個(gè)接地凸出區(qū)域，用于在天線周圍放置手機(jī)配件喇叭、USB、振動(dòng)等，盡可能減小了天線的設(shè)計(jì)空間；本發(fā)明的工作頻帶為592?850MHz和1700?2800MHz。
【專利說明】
一種高隔離度的金屬邊框LTE調(diào)諧天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于天線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高隔離度的金屬邊框LTE調(diào)諧天線。
【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)終端天線的多頻寬帶一直是移動(dòng)終端通信的發(fā)展方向，特別是便攜式移動(dòng)終端，3G已經(jīng)是目前的主流，其頻率帶寬為824—960MHz和1710—2170MHz。隨著LTE技術(shù)的應(yīng)用，低頻要求帶寬為600MHz—960MHz，高頻要求帶寬為2170—2700MHz，帶寬迅速增加給天線設(shè)計(jì)帶來了難點(diǎn)。
[0003]另一方面，LTE通信標(biāo)準(zhǔn)跟傳統(tǒng)通信不同，采用了最新的OFDM和MMO結(jié)合技術(shù)，天線間的隔離度直接決定了天線性能的實(shí)現(xiàn)。而傳統(tǒng)天線普遍采用Monopole、PIFA，這種天線形式激發(fā)的電流基本都是沿著主板最長方向，特別是低頻，導(dǎo)致另一天線無論放置在主板的何位置，都會(huì)受到主板傳來的慢波電流影響，如何解決LTE MIMO天線的隔離度問題已成為迫切的需要。
[0004]金屬質(zhì)感的便攜式終端產(chǎn)品因其獨(dú)特的外觀和手感一直受到消費(fèi)者的青睞，但是太多的金屬結(jié)構(gòu)件不利于天線的設(shè)計(jì)。而且基于造型的需求，手機(jī)厚度越來越薄，天線的空間也越來越小，天線周圍的環(huán)境也越來越復(fù)雜。所以在有限的空間和復(fù)雜的環(huán)境下，整合金屬結(jié)構(gòu)，同步考慮用戶體驗(yàn)，還需滿足多頻的天線，且考慮天線間的隔離，給天線設(shè)計(jì)提出了極大的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明在移動(dòng)終端具有金屬邊框的前提下，提出了一種高隔離度的金屬邊框LTE調(diào)諧天線，該天線可以實(shí)現(xiàn)工作頻段592MHz-850MHz以及1700 MHz—2800MHz，且僅底部金屬邊框上開兩個(gè)幾乎對(duì)稱的縫隙。
[0006]本發(fā)明具體實(shí)施方案如下:
一種高隔離度的金屬邊框LTE調(diào)諧天線，適用于具有金屬邊框結(jié)構(gòu)的移動(dòng)終端，該天線包括金屬框、PCB板和天線部分；
金屬框包括第一邊框、第二邊框、第三邊框和第四邊框，分別依次首尾相接，形成一金屬框。
[0007]PCB板設(shè)置在金屬框內(nèi)，PCB包括金屬區(qū)域和凈空區(qū)域，金屬邊框區(qū)域和凈空區(qū)域分界處的一端對(duì)應(yīng)第一金屬邊框和第四金屬邊框的連接處，另一端對(duì)應(yīng)第三金屬邊框和第四金屬邊框的連接處；
天線部分包括饋電部分、耦合部分和寄生部分，饋電部分包括饋源、第一饋電走線、第二饋電走線、第三饋電走線、第四饋電走線和接地走線;耦合部分包括低頻耦合部分和高頻耦合部分，低頻耦合部分包括第一低頻耦合分支和第二低頻耦合分支，第一低頻耦合分支和第二低頻耦合分支之間通過彈針或螺釘電氣相連;高頻耦合部分包括第一高頻耦合分支和第二高頻耦合分支，第一高頻耦合分支和第二高頻耦合分支之間通過彈針或螺釘電氣連接;寄生部分為USB寄生分支。
[0008]作為優(yōu)化方案，金屬框包裹在所述移動(dòng)終端的四周，且第四金屬邊框上開有兩個(gè)縫隙。
[0009]作為優(yōu)化方案，PCB板內(nèi)設(shè)置有第一耦合地點(diǎn)，第一邊框和第四邊框的連接處;設(shè)置有第二耦合地點(diǎn)，第三邊框和第四邊框連接處。
[0010]作為優(yōu)化方案，低頻耦合部分包括射頻調(diào)諧器件、第四饋電走線和第一低頻耦合分支，射頻調(diào)諧器件設(shè)置在支架的柔性電路上。
[0011]作為優(yōu)化方案，射調(diào)諧器件為調(diào)諧電容或多路切換開關(guān)。
[0012]作為優(yōu)化方案，天線每個(gè)諧振均采用耦合饋電方式，低頻部分通過饋電走線與低頻第一耦合分支之間的窄間距耦合產(chǎn)生;第一、二高頻諧振通過饋電走線與第一高頻耦合分支之間的耦合產(chǎn)生，第三高頻通過饋電走線與USB寄生分支之間的耦合產(chǎn)生，有效提高了LTE天線間的隔離度。
[0013]作為優(yōu)化方案，第一饋電走線、第三饋電走線、接地走線、第一低頻耦合分支、第一高頻耦合分支和第四金屬邊框之間采用頂針接觸式或彈片接觸式連接。
[0014]—些實(shí)施例中，天線設(shè)置有三個(gè)放置金屬接地器件的位置，金屬器件可分別為振動(dòng)、USB和喇叭。
[0015]—些實(shí)施例中，調(diào)諧器件放置在移動(dòng)終端支架上，射頻輸入、輸出端口分別與饋電走線和第一低頻親合走線相接，且只需通過一根直流正極饋電線給其饋電即可。
[0016]一些實(shí)施例中，調(diào)諧器件放置在天線凈空位置，與PCB板同一平面，射頻輸入、輸出端口分別與饋電走線和第一低頻親合走線相接，且只需一根直流正極饋電線給其饋電即可。
[0017]一些實(shí)施例中，所述天線將第三饋電走線和第一高頻耦合分支設(shè)置在支架上，適當(dāng)調(diào)節(jié)分支的長度可以優(yōu)化第一、二高頻的頻率頻段。
[0018]一些實(shí)施例中，天線將增加寄生分支，用于增加第三高頻耦合強(qiáng)度。
[0019]—些實(shí)施例中，天線將第三饋電走線變換成寄生分支，用于優(yōu)化第二高頻諧振頻率。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
(I)本發(fā)明把金屬邊框設(shè)計(jì)為天線輻射體的一部分，且縫隙開在底部，避開了用戶在使用中觸碰縫隙對(duì)天線性能產(chǎn)生的影響，而且滿足消費(fèi)者對(duì)金屬質(zhì)感移動(dòng)終端產(chǎn)品的追求。
[0021](2)本發(fā)明低頻諧振采用耦合方式，激發(fā)的輻射電流都為環(huán)流回路模式，提高了LTE天線間的隔離度。
[0022](3)本發(fā)明采用射頻調(diào)諧方式，低頻頻帶具有寬頻可重構(gòu)特性，且高低頻段諧振較為獨(dú)立，調(diào)試方便。
[0023](4)本發(fā)明在天線下方設(shè)置了三個(gè)凸出地區(qū)域，考慮了天線周圍金屬器件喇叭、USB和振動(dòng)放置帶來的影響。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的金屬框、PCB板和天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的立體示意圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的回波損耗圖；
圖4為傳統(tǒng)PIFA天線的低頻電流不意圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例1的LTE低頻電流示意圖；
圖6為本發(fā)明實(shí)施例2的立體結(jié)構(gòu)圖；
圖7為本發(fā)明實(shí)施例3的立體結(jié)構(gòu)圖；
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖以實(shí)施例的方式詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0026]實(shí)施例1:
一種高隔離度的金屬邊框LTE調(diào)諧天線，適用于具有金屬邊框結(jié)構(gòu)的移動(dòng)終端，該天線系統(tǒng)包括金屬框、PCB板和天線部分。
[0027]如圖1所示，金屬框包括第一邊框102、第二邊框103、第三邊框104和第四邊框105，分別首尾相接，形成一金屬框。在本實(shí)施例中，以一般手機(jī)為例，手機(jī)的尺寸大致為130mmX65mm，因此金屬框設(shè)為長LI X寬Wl = 130mmX 65mm，如圖2所示，金屬框的高度為h =5mm。
[0028]如圖1所示，PCB板設(shè)置在所述金屬框內(nèi)，包括金屬區(qū)域100和凈空區(qū)域101，金屬邊框區(qū)域100和凈空區(qū)域101分界處的一端對(duì)應(yīng)第一金屬邊框102和第四金屬邊框105的連接處，另一端對(duì)應(yīng)第三金屬邊框103和第四金屬邊框105的連接處;在本實(shí)施例中，凈空區(qū)域101 的寬度 L2 =8mm。
[0029]天線由饋電部分、耦合部分和寄生部分組成，饋電部分包括饋源200、第一饋電走線201、第二饋電走線202、第三饋電走線203、第四饋電走線205和接地走線204;耦合部分包括第一低頻耦合分支304、第二低頻耦合分支305、第一高頻耦合分支301和第二高頻耦合分支302;寄生部分為USB寄生分支306。
[°03°]天線走線部分包括低頻部分和高頻部分，低頻分支部分包括第一饋電走線201、射頻調(diào)諧器件300、第一低頻耦合分支304、第二低頻耦合分支305和PCB板100—部分組成的低頻輻射回路，用于產(chǎn)生低頻；高頻分支部分包括第一饋電走線201、第二饋電走線202、第三饋電走線203、第一高頻耦合分支301、第二高頻耦合分支302和PCB板100—部分組成的高頻輻射回路，用于產(chǎn)生第一、二高頻段，此外USB寄生分支306用于產(chǎn)生第二高頻段。
[0031]圖4為傳統(tǒng)PIFA天線的低頻電流示意圖，低頻諧振的PCB電流是沿著PCB主板的最長邊，呈縱向分布，到天線另一端仍具有極強(qiáng)的慢波電流。而本發(fā)明低頻采用電容耦合方式，實(shí)現(xiàn)了低頻諧振電流的環(huán)形回路，使得PCB的輻射電流主要聚集在靠近天線部分，且呈橫向分布，沿著PCB板的縱向方向的電流則隨著距離的增加急劇減少，大幅提高了 LTE低頻的隔離度，天線低頻電流示意圖如圖5所示。
[0032]本實(shí)施例中射頻調(diào)諧器件采用調(diào)諧電容，但不限于調(diào)諧電容，也可以采用多路射頻開關(guān)或PIN一■極管等等。
[0033]本實(shí)施例的天線回波損耗如圖3所示。如圖3所示，天線通過調(diào)諧電容可以在低頻段592MHz—850MHz之間連續(xù)調(diào)諧，以及高頻段覆蓋1700MHz—2800MHz。
[0034]實(shí)施例2:
如圖6所示，本實(shí)施與實(shí)施例1的區(qū)別在于:實(shí)施例1將射頻調(diào)諧器件300設(shè)在天線支架上，而本實(shí)施將射頻調(diào)諧器件設(shè)置在靠近地板的凈空區(qū)域101，方便了有源器件的直流饋電實(shí)施。此外，本實(shí)施增加一寄生分支303用于彌補(bǔ)USB寄生分支耦合強(qiáng)度的不夠，方便調(diào)試第三高頻諧振頻率。
[0035]實(shí)施例3:
如圖7所示，本實(shí)施與實(shí)施例1的區(qū)別在于:除了將射頻調(diào)諧設(shè)置在PCB凈空區(qū)域外，本實(shí)施將第三饋電走線203改變?yōu)楦哳l寄生分支203，增加了第二高頻段的方便調(diào)節(jié)。
[0036]以上公開的僅為本申請(qǐng)專利的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本申請(qǐng)并非局限于此任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高隔離度的金屬邊框LTE調(diào)諧天線，適用于具有金屬框結(jié)構(gòu)的移動(dòng)終端，其特征在于，該天線系統(tǒng)包括金屬框、PCB板和天線部分； 所述金屬框包括第一邊框、第二邊框、第三邊框和第四邊框，分別依次首尾相接，形成一金屬框； 所述PCB板設(shè)置在所述金屬框內(nèi)，所述PCB包括金屬區(qū)域和凈空區(qū)域，所述金屬邊框區(qū)域和所述凈空區(qū)域分界處的一端對(duì)應(yīng)所述第一金屬邊框和第四金屬邊框的連接處，另一端對(duì)應(yīng)所述第三金屬邊框和第四金屬邊框的連接處； 所述天線部分包括饋電部分、耦合部分和寄生部分，所述饋電部分包括饋源、第一饋電走線、第二饋電走線、第三饋電走線、第四饋電走線和接地走線;所述耦合部分包括低頻耦合部分和高頻耦合部分，所述低頻耦合部分包括第一低頻耦合分支和第二低頻耦合分支，第一低頻耦合分支和第二低頻耦合分支之間通過彈針或螺釘電氣相連;所述高頻耦合部分包括第一高頻耦合分支和第二高頻耦合分支，第一高頻耦合分支和第二高頻耦合分支之間通過彈針或螺釘電氣連接;所述寄生部分為寄生分支。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高隔離度的金屬邊框LTE調(diào)諧天線，其特征在于，所述金屬框包裹在所述移動(dòng)終端的四周，且第四金屬邊框上開有兩個(gè)縫隙。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高隔離度的金屬邊框LTE調(diào)諧天線，其特征在于:所述PCB板內(nèi)設(shè)置有第一耦合地點(diǎn)，所述第一邊框和第四邊框的連接處;設(shè)置有第二耦合地點(diǎn)，所述第三邊框和第四邊框連接處。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高隔離度的金屬邊框LTE調(diào)諧天線，其特征在于:所述的天線采用耦合饋電方式，低頻部分通過饋電走線與低頻第一耦合分支之間的窄間距實(shí)現(xiàn)耦合回路;第一、二高頻通過饋電走線與第一高頻耦合分支之間的窄間距實(shí)現(xiàn)耦合回路，第三高頻通過饋電走線與USB寄生分支之間的互耦實(shí)現(xiàn)的耦合回路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高隔離度的金屬邊框LTE調(diào)諧天線，其特征在于:所述第四饋電走線和第一低頻耦合分支處設(shè)有一調(diào)諧器件。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高隔離度的金屬邊框LTE調(diào)諧天線，其特征在于:所述天線的高低頻諧振均采用耦合諧振方式。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高隔離度的金屬邊框LTE調(diào)諧天線，其特征在于:所述天線采用了調(diào)諧器件，所述調(diào)諧器件可為調(diào)諧電容或多路切換開關(guān)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高隔離度的金屬邊框LTE調(diào)諧天線，其特征在于:第一饋電走線、第三饋電走線、接地走線、第一低頻耦合分支、第一高頻耦合分支和第四金屬邊框之 間采用頂針接觸式或彈片接觸式連接。
【文檔編號(hào)】H01Q1/38GK105932408SQ201510950078
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日
【發(fā)明人】吳艷杰, 吳多龍, 羅文波, 李健鳳, 蘇成悅, 王勇
【申請(qǐng)人】廣東工業(yè)大學(xué)