一種增加天線厚度的全封閉金屬邊框手機天線設計方法與流程
2023-06-20 07:10:01
本發明涉及無線通信終端設備中的天線技術領域，尤其涉及一種增加天線厚度的全封閉金屬邊框手機天線設計方法。
背景技術：
天線厚度是指天線輻射體與天線「地」之間的距離。眾所周知，手機天線越厚，天線越容易設計，性能也越好。然而輕薄化、質感化是手機外觀創新的重要方向。手機越薄，天線厚度越薄，這給天線設計提出了挑戰。輕薄化、質感化對手機機殼的結構強度和表面處理提出了更高的要求，選用金屬材料製作機殼成為必然。機殼採用金屬材料的手機以下稱為「金屬機」。目前，金屬機天線有以下兩種形式：1) 邊框天線：切斷金屬機殼的外邊框，利用其中獨立的金屬邊條作為天線輻射體或輻射體的一部分；2) 三段式天線：在金屬機殼上下兩端分別橫向切出天線縫隙，利用上邊條和下邊條作為天線輻射體。這兩種天線存在以下問題：1) 為了滿足天線性能要求，需在金屬機殼上切割出獨立的天線件，不但降低了機身的結構強度，還增加了加工成本，甚至影響到整機的美觀性；2) 金屬天線輻射體裸露在外，當人手接觸到天線輻射體時，天線性能下降；3) 天線厚度薄，難以成為5G手機的天線。
技術實現要素：
本發明旨在提供一種增加天線厚度的全封閉金屬邊框手機天線設計方法，以解決現有金屬機天線使得手機結構強度降低、美觀度差、天線性能受人手影響大以及天線厚度薄等問題，所述天線設計方法可用於5G手機的天線設計。
為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：
一種增加天線厚度的全封閉金屬邊框手機天線設計方法，所述增厚天線包括全封閉金屬機殼、外導體焊接在金屬中板上的饋源同軸電纜、連接饋源同軸電纜內導體的金屬探針、電池蓋與金屬中板間用於固定金屬探針的天線支架、製作在電池蓋內表面上的天線輻射體。所述設計方法包括以下步聚：
S1：全封閉金屬機殼一體成型；
S2：在所述步聚S1的全封閉金屬機殼的金屬中板上焊接饋源同軸電纜外導體，同軸電纜的內導體通過非金屬材料固定於外導體腔體內，且垂直於金屬中板；
S3：在所述步聚S2的饋源同軸電纜內導體上連接金屬探針；
S4：在電池蓋與所述金屬中板之間安裝天線支架，用於固定金屬探針，以保障連接的可靠性；
S5：在所述步聚S4的電池蓋的內表面上製作天線輻射體。
優選地，所述饋源同軸電纜外導體採用雷射焊接技術與所述金屬中板牢固焊接在一起，使得全封閉金屬機殼形成天線「地」。
優選地，所述全封閉金屬機殼為全封閉金屬邊框及其內金屬中板的一體化結構件，所述金屬邊框為完整的金屬邊框，其中無切斷的獨立金屬邊條，所述全封閉金屬機殼作為天線「地」的同時還作為顯示觸控模組的支撐。
優選地，所述電池蓋採用玻璃、陶瓷、普通塑膠材料製成。
優選地，所述天線輻射體採用改進的LDS技術製作在電池蓋內表面上，或將FPC天線粘帖在電池蓋內表面上。
優選地，所述天線輻射體上設有饋源接觸點和接地點，所述饋源接觸點和接地點均採用局部鍍金處理形成金手指。
優選地，所述饋源同軸電纜內導體垂直於所述金屬中板，所述饋源同軸電纜內導體與所述金屬探針連接，使天線饋源信號能夠連接到電池蓋上的天線輻射體。
優選地，所述金屬探針為具有彈性探針，以保障連接的可靠性。
優選地，天線輻射體形狀採用PIFA天線技術或單極天線技術或微帶天線技術進行設計。
優選地，所述PIFA天線的天線輻射體通過金屬饋源探針連接饋源信號，通過金屬接地探針接地。
優選地，所述單極天線或微帶天線的天線輻射體通過金屬饋源探針連接饋源信號，不需要通過金屬接地探針接地。
與現有技術相比，本發明的優點在於：1、本發明將天線輻射體設計在於電池蓋內表面，將饋源同軸電纜外導體焊接在金屬中板上，使得全封閉金屬機殼成為天線「地」，如此可將天線輻射體與天線「地」之間的厚度做到最大化，最大程度地提高天線性能，可以使金屬手機外殼實現在具有較好的天線接收和發射性能的同時允許手機做得更輕薄，提升了用戶體驗；2、天線「地」與金屬中板之間採用雷射焊接技術固定，連接更加牢靠，且省掉了射頻PCB小板，天線「淨空間」更加純粹，為天線帶來了更大的通信帶寬、更高的數據傳輸率和輻射效率；3、利用全封閉的金屬機殼作為天線「地」，避免在金屬邊框上為天線而開槽，金屬邊框上面也沒有塑膠連接的斷點，保證了金屬邊框的完整性，提高機殼的結構強度，也減少了金屬邊框加工的工藝難度，提高了金屬外殼的外觀表現力；4、通過將天線輻射體設置在電池蓋上，則該天線的輻射體設計更加靈活，使得手機顯示屏可以變得更大，手機的結構設計也變得更加自由，所述天線設計方法可用於5G手機的天線設計。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明實施例的手機天線結構示意圖。
101代表全封閉金屬邊框；102代表金屬中板；103代表饋源同軸電纜；104代表饋源同軸電纜外導體；105代表饋源同軸電纜內導體；106代表金屬饋源探針；107代表金屬接地探針；108代表天線支架。
具體實施方式
本發明公開了一種增加天線厚度的全封閉金屬邊框手機天線設計方法。
下面將結合本發明中的附圖，對本發明中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
如圖1所示，一種全封閉金屬邊框手機的增厚天線，包括全封閉金屬機殼，所述全封閉金屬機殼為由金屬中板102及環繞金屬中板102的全封閉金屬邊框101形成的一體化結構件，所述金屬邊框102為完整的金屬邊框，其中無切斷的獨立金屬邊條；所述金屬中板102上連接饋源同軸電纜「地」，所述饋源同軸電纜包括同軸電纜外導體104以及設於所述饋源同軸電纜外導體104內部的饋源同軸電纜內導體105，所述饋源同軸電纜外導體104焊接在金屬中板102上，所述饋源同軸電纜內導體105垂直於所述金屬中板102；所述全封閉金屬邊框手機的增厚天線還包括設於全封閉金屬機殼體上的天線支架108、位於電池蓋內表面的天線輻射體，所述天線支架108位於所述電池蓋與所述金屬中板102之間，用於固定金屬饋源探針106和金屬接地探針107；所述增厚天線還包括固定於天線支架108上的金屬饋源探針106，所述金屬饋源探針106與所述饋源同軸電纜內導體105連接，用於將天線饋源信號連接到電池蓋內表面的天線輻射體上。
以實施例為例，說明一種增加天線厚度的全封閉金屬邊框手機天線設計方法，所述增厚天線包括全封閉金屬機殼，所述全封閉金屬機殼包括金屬中板102及全封閉金屬邊框101，所述設計方法具體包括以下步聚：
第一步，全封閉金屬機殼一體成型，所述全封閉金屬機殼為全封閉金屬邊框101及其內金屬中板102的一體化結構件，所述金屬邊框101為完整的金屬邊框，其中無獨立的金屬邊條，所述全封閉金屬機殼作為天線「地」的同時還作為顯示觸控模組的支撐。
第二步，在全封閉金屬機殼的金屬中板102上採用雷射焊接技術焊接饋源同軸電纜外導體104，同軸電纜的內導體105通過非金屬材料固定於外導體104腔體內，所述饋源同軸電纜內導體105垂直於所述金屬中板102，所述饋源同軸電纜外導體104與所述金屬中板102牢固焊接在一起，與全封閉金屬機殼形成天線「地」；
第三步，在饋源同軸電纜內導體105上連接金屬探針，使天線饋源信號能夠連接到電池蓋上的天線輻射體，所述金屬探針為具有彈性探針，以保障連接的可靠性。
第四步，在電池蓋與所述金屬中板102之間安裝天線支架108，用於固定金屬探針，以保障連接的可靠性；
第五步，採用改進的LDS技術在電池蓋的內表面上製作天線輻射體，或將FPC天線粘帖在電池蓋內表面上，所述天線輻射體上設有饋源接觸點和接地點，所述饋源接觸點和接地點均採用局部鍍金處理形成金手指；天線輻射體形狀採用PIFA天線技術或單極天線技術或微帶天線技術進行設計，所述PIFA天線的天線輻射體上設有金屬饋源探針106和金屬接地探針107，所述單極天線或微帶天線的天線輻射體上設有金屬饋源探針106。
優選地，所述電池蓋採用玻璃、陶瓷、普通塑膠材料製成。
與現有技術相比，本發明的優點在於：1、本發明將天線輻射體設計在於電池蓋內表面，將饋源同軸電纜外導體焊接在金屬中板上，使得全封閉金屬機殼成為天線「地」，如此可將天線輻射體與天線「地」之間的厚度做到最大化，最大程度地提高天線性能，可以使金屬手機外殼實現在具有較好的天線接收和發射性能的同時允許手機做得更輕薄，提升了用戶體驗；2、天線「地」與金屬中板之間採用雷射焊接技術固定，連接更加牢靠，且省掉了射頻PCB小板，天線「淨空間」更加純粹，為天線帶來了更大的通信帶寬、更高的數據傳輸率和輻射效率；3、利用全封閉的金屬機殼作為天線「地」，避免在金屬邊框上為天線而開槽，金屬邊框上面也沒有塑膠連接的斷點，保證了金屬邊框的完整性，提高機殼的結構強度，也減少了金屬邊框加工的工藝難度，提高了金屬外殼的外觀表現力；4、通過將天線輻射體設置在電池蓋上，則該天線的輻射體設計更加靈活，使得手機顯示屏可以變得更大，手機的結構設計也變得更加自由，所述天線設計方法可用於5G手機的天線設計。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。