一種基於金屬後殼的雙饋可調諧終端天線的製作方法

2023-12-04 03:52:31 2

本發明涉及天線技術，尤其涉及一種基於金屬後殼的雙饋可調諧終端天線。

背景技術：

隨著第四代(4g，4thgeneration)通訊技術的飛速發展，目前的移動終端也越來越多地支持4g網絡，這就需要天線具有較寬的帶寬來滿足用戶的需求。另一方面，隨著4g終端的進一步普及，手機同質化也越來越嚴重，人們對手機要求也越來越高，諸如：機身質感，用戶上網體驗等。為此，不少手機廠商推出了金屬機型，其中全金屬一體化手機因其美觀、時尚備受消費者喜愛，如型號為iphone6、mates的產品。全金屬手機在提升手機質感、檔次的同時，也因金屬具有天然的信號屏蔽特性，降低了天線的性能，為了不影響用戶的體驗，同時滿足4g標準，這也就給天線設計帶來了巨大的挑戰。

為了不影響天線的性能，通過金屬後殼開槽能夠實現天線性能，但開槽過多影響美觀，另外還引入複雜的調諧開關、天線支架單元、相關電氣連接件以及預留各種地饋點，這些勢必佔用了較多的空間，同時也增加了設計成本及複雜度。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種基於金屬後殼的雙饋可調諧終端天線。

本發明實施例提供的基於金屬後殼的雙饋可調諧終端天線包括：

主板(pcb，printedcircuitboard)；

金屬後殼，所述金屬後殼上設置有兩條縫隙，所述兩條縫隙將所述金屬後殼隔開為三部分，所述金屬後殼的其中一部分作為天線輻射單元；

接地元件，所述接地元件與所述金屬後殼連接；

兩路饋電匹配網絡以及對應的兩個饋電點，所述兩路饋電匹配網絡經對應的所述兩個饋電點饋入所述天線輻射單元。

本發明實施例中，所述pcb板包括介質基板及表面鋪銅區金屬地。

本發明實施例中，所述金屬後殼上設置有兩條縫隙，所述兩條縫隙將所述金屬後殼隔開為三部分，所述金屬後殼的其中一部分作為天線輻射單元，為：

所述金屬後殼被上下對稱等寬的兩條縫隙隔開，分成為以下三部分：底部金屬後殼、中部金屬後殼、頂部金屬後殼；

其中，所述底部金屬後殼作為天線輻射單元，所述天線輻射單元位於所述pcb板的淨空區上方。

本發明實施例中，所述接地元件連接所述中部金屬後殼與所述pcb板的金屬地。

本發明實施例中，所述上下對稱等寬的兩條縫隙的寬度的範圍為1mm至2mm，所述縫隙內通過注塑將三部分金屬後殼連接。

本發明實施例中，所述兩路饋電匹配網絡經對應的所述兩個饋電點饋入所述天線輻射單元，為：

所述兩路饋電匹配網絡經對應的所述兩個饋電點饋入所述底部金屬後殼。

本發明實施例中，所述兩路饋電匹配網絡均位於所述pcb板的介質基板上；所述兩路饋電匹配網絡均由電感、電容或可調電容組成；其中，所述兩路饋電匹配網絡中的第一饋電匹配網絡工作於高頻工作頻段；所述兩路饋電匹配網絡中的第二饋電匹配網絡包括可調電容，所述可調電容用於調諧天線的低頻工作頻段；所述兩路饋電匹配網絡分別由所述pcb板上的兩個信號饋電埠饋入。

本發明實施例中，所述兩路饋電匹配網絡經對應的所述兩個饋電點饋入所述天線輻射單元，為：

兩路信號分別通過所述兩路饋電匹配網絡，經所述兩個饋電點對所述底部金屬後殼饋電，使得所述底部金屬後殼形成天線輻射單元。

本發明實施例中，所述底部金屬後殼的下方設置有通用串行總線(usb，universalserialbus)和淨空區；其中，其中，所述usb與所述pcb板的金屬地相連；所述兩路饋電匹配網絡以及對應的兩個饋電點分別位於所述usb的左右兩側。

本發明實施例中，其中，所述兩個饋電點中的第一饋電點距離所述usb中心線為13mm至15mm，所述兩個饋電點中的第二饋電點距離所述usb中心線為9mm至11mm。

本發明實施例的技術方案中，將基於金屬後殼的天線輻射單元和兩路饋電匹配網絡結合，採用雙信號饋電形式，通過兩個信號饋電埠引入，經兩路饋電匹配網絡由對應的饋電點饋入天線輻射單元，實現天線帶寬為698-960mhz，1710-2690mhz的工作頻段。其中低頻698-960mhz是通過採用簡易的調諧形式實現，進一步拓寬了頻帶寬度，滿足了目前終端的4g多頻段標準要求。並且，上述技術方案，僅利用金屬後殼和匹配網絡，佔用空間較小，同時，沒有額外的天線支節及調諧開關，節省了成本，設計簡單易行，可以很好地應用於基於金屬後殼的終端天線設計中。

附圖說明

圖1為本發明實施例的基於金屬後殼的雙饋可調諧終端天線的整體模型示意圖；

圖2為本發明實施例的兩路饋電匹配網絡中的第一饋電匹配網絡的電路圖；

圖3為本發明實施例的兩路饋電匹配網絡中的第二饋電匹配網絡的電路圖；

圖4為本發明實施例的回波損耗曲線圖。

具體實施方式

為了能夠更加詳盡地了解本發明實施例的特點與技術內容，下面結合附圖 對本發明實施例的實現進行詳細闡述，所附附圖僅供參考說明之用，並非用來限定本發明實施例。

本發明實施例提出了一種基於金屬後殼的雙饋可調諧終端天線，本發明實施例的技術方案將基於金屬後殼的天線輻射單元和信號饋電匹配網絡結合，採用雙信號饋電形式，經過信號饋電匹配網絡饋入金屬後殼，實現天線帶寬為698-960mhz，1710-2690mhz的工作頻段，其中低頻698-960mhz是通過採用簡易的調諧形式實現，進一步拓寬了頻帶寬度。同時，本發明實施例的技術方案僅利用金屬後殼，沒有額外的天線支節及調諧開關，節省了成本，設計簡單易行，可以很好地應用於基於金屬後殼的手機天線設計中。

本發明實施例提供的基於金屬後殼的雙饋可調諧終端天線包括：

pcb板；

金屬後殼，所述金屬後殼上設置有兩條縫隙，所述兩條縫隙將所述金屬後殼隔開為三部分，所述金屬後殼的其中一部分作為天線輻射單元；

接地元件，所述接地元件與所述金屬後殼連接；

兩路饋電匹配網絡以及對應的兩個饋電點，所述兩路饋電匹配網絡經對應的所述兩個饋電點饋入所述天線輻射單元。

所述pcb板包括介質基板及表面鋪銅區金屬地。

所述金屬後殼上設置有兩條縫隙，所述兩條縫隙將所述金屬後殼隔開為三部分，所述金屬後殼的其中一部分作為天線輻射單元，為：

所述金屬後殼被上下對稱等寬的兩條縫隙隔開，分成為以下三部分：底部金屬後殼、中部金屬後殼、頂部金屬後殼；

其中，所述底部金屬後殼作為天線輻射單元，所述天線輻射單元位於所述pcb板的淨空區上方。

所述接地元件連接所述中部金屬後殼與所述pcb板的金屬地。

所述上下對稱等寬的兩條縫隙的寬度的範圍為1mm至2mm，所述縫隙內通過注塑將三部分金屬後殼連接。

所述兩路饋電匹配網絡經對應的所述兩個饋電點饋入所述天線輻射單元， 為：

所述兩路饋電匹配網絡經對應的所述兩個饋電點饋入所述底部金屬後殼。

所述兩路饋電匹配網絡均位於所述pcb板的介質基板上；所述兩路饋電匹配網絡均由電感、電容或可調電容組成；其中，所述兩路饋電匹配網絡中的第一饋電匹配網絡工作於高頻工作頻段；所述兩路饋電匹配網絡中的第二饋電匹配網絡包括可調電容，所述可調電容用於調諧天線的低頻工作頻段；所述兩路饋電匹配網絡分別由所述pcb板上的兩個信號饋電埠饋入。

所述兩路饋電匹配網絡經對應的所述兩個饋電點饋入所述天線輻射單元，為：

兩路信號分別通過所述兩路饋電匹配網絡，經所述兩個饋電點對所述底部金屬後殼饋電，使得所述底部金屬後殼形成天線輻射單元。

所述底部金屬後殼的下方設置有usb和淨空區；其中，其中，所述usb與所述pcb板的金屬地相連；所述兩路饋電匹配網絡以及對應的兩個饋電點分別位於所述usb的左右兩側。

其中，所述兩個饋電點中的第一饋電點距離所述usb中心線為13mm至15mm，所述兩個饋電點中的第二饋電點距離所述usb中心線為9mm至11mm。

下面結合具體實施例對本發明的基於金屬後殼的雙饋可調諧終端天線再做進一步詳細描述。

圖1為本發明實施例的基於金屬後殼的雙饋可調諧終端天線的整體模型示意圖。本示例中的天線應用在手機中，當然，本領域技術人員應當理解，本發明實施例的基於金屬後殼的雙饋可調諧終端天線還可以應用在其他類型的終端中，例如平板電腦等。

圖1中，天線包括：pcb板1、金屬後殼4；金屬後殼4上設置有一對對稱的第一縫隙51、第二縫隙52，被第一縫隙51隔開的底部金屬後殼43作為天線輻射單元使用。金屬後殼的其他兩部分為中部金屬後殼43和頂部金屬後殼41。

所述天線還包括兩個接地元件分別為第一接地元件61、第二接地元件62， 兩路饋電匹配網絡分別為第一饋電匹配網絡2、第二饋電匹配網絡3，以及對應的兩個饋電點分別為第一饋電點21、第二饋電點31。所述第一饋電匹配網絡2經第一饋電點21饋入所述天線輻射單元(底部金屬後殼43)，所述第二饋電匹配網絡3經第二饋電點31饋入所述天線輻射單元(底部金屬後殼43)。

所述天線還包括usb7和淨空區8。

具體實現時，所述金屬後殼4的外圍尺寸為152mm×75mm×7mm，其中，金屬後殼4的厚度為0.8mm；所述pcb板1包括介質基板11及表面覆銅區金屬地12，所述天線輻射單元即為底部金屬後殼43，位於pcb板1的淨空區8上方；所述的底部金屬後殼43與頂部金屬後殼41的外圍尺寸均為75mm×9mm×7mm；所述第一接地元件61、第二接地元件62將中部金屬後殼42與pcb板1的金屬地相連；第一接地元件61和第二接地元件62可以採用金屬彈片實現；所述兩個上下對稱的第一縫隙51、第二縫隙52的寬度的範圍為1mm至2mm，在一實施方式中，第一縫隙51、第二縫隙52的寬度均為1.8mm，其中，所述的第一縫隙51、第二縫隙52採用模內注塑方式，使金屬後殼4形成一個整體；底部金屬後殼43的下方分布有usb7以及淨空區8；其中，usb7與pcb板1金屬地12相連，兩路信號接入底部金屬後殼43的兩個饋電點(第一饋電點21、第二饋電點31)，兩個饋電點分別位於usb7的左右兩側。其中，第一饋電點21距離usb7中心線13mm至15mm，第二饋電點31距離usb7中心線9mm至11mm。

所述第一饋電匹配網絡2、第二饋電匹配網絡3均位於介質基板11上，由集中元件電感、電容或可調電容組成，其中第一饋電匹配網絡2用於貢獻天線的高頻工作頻段(1710-2690mhz)；第二饋電匹配網絡3包含可調電容，用於調諧天線的低頻工作頻段(698-960mhz)。第一饋電匹配網絡2、第二饋電匹配網絡3分別由pcb板1上的兩個信號饋電埠饋入，由第一饋電匹配網絡2、第二饋電匹配網絡3對應的第一饋電點21、第二饋電點31接入天線輻射單元43。

圖2為本發明實施例的兩路饋電匹配網絡中的第一饋電匹配網絡的電路 圖，如圖2所示，所述第一饋電匹配網絡2位於介質基板上，經射頻同軸饋電埠9饋入，由串聯電容、並聯電感組成。該饋電匹配網絡具有通高頻、阻低頻的特性，主要貢獻所述天線的高頻(1710-2690mhz)部分，通過優化各元件的值，可以提高高頻帶寬及帶內性能，例如，適當減小並聯電感lh2，高頻2ghz處諧振加深，適當增大串聯電容ch3的值，可以提升高頻帶寬，而對低頻影響不大。

圖3為本發明實施例的兩路饋電匹配網絡中的第二饋電匹配網絡的電路圖，如圖3所示，所述第二饋電匹配網絡3位於介質基板上，經射頻同軸饋電埠10饋入，由並、串聯電感、並聯可調電容組成。該饋電匹配網絡具有通低頻、阻高頻的特性，主要調節所述天線的低頻(698-960mhz)部分，通過優化各元件的值，可以改變低頻帶寬及帶內回波損耗，其中，cl3為可調電容，適當調節cl3的值，可以調節低頻的諧振頻點，如，當cl3＝3.5pf時，低頻諧振在800mhz左右，可以很好地覆蓋698-894mhz；當cl3＝2.7pf，低頻諧振在900mhz左右，可以很好地覆蓋800-960mhz，從而可以拓寬天線低頻帶寬，而高頻變化不大。

本發明實施例中，為了滿足頻段的需求，還可以適當調節第一饋電點21、第二饋電點31的位置。另外，通過適當調節接地點的位置也可以進一步優化天線的性能，如：改變第一接地元件61和第二接地元件62的位置還可以優化天線高、低頻帶寬和諧振。

圖4為本發明實施例的回波損耗曲線圖，如圖4所示，從圖中可以看到引入兩路信號饋電，分別通過兩個新型的饋電匹配網絡饋入天線輻射單元，通過簡易的調諧使得天線具有兩個諧振頻段，拓寬了天線的帶寬，可以很好地覆蓋整個長期演進(lte，longtermevolution)工作頻段，即698-960mhz和1710-2690mhz，且兩通帶內回波損耗均小於-6db，兩通帶的隔離度較高，滿足了移動通信中寬頻4g手機天線的技術要求，相比現有其他金屬後殼手機天線實現形式，本發明實施例提出的方案具有設計簡單易行、無需額外的開關調諧、同時天線帶寬較寬等優點，可以很好地應用於當前全金屬手機天線的設計當中。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化，如，接地點的個數還可以是兩個或四個等，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。