CN102751570B - 一种手机的3g天线及3g手机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种手机的3G天线及3G手机，其3G天线包括低频走线、高频走线、地点和馈点，所述低频走线和高频走线之间设置有第一开槽，所述低频走线的一端和高频走线的一端被所述第一开槽隔开，所述低频走线的另一端与高频走线的另一端连接；所述地点位于馈点的外侧，在所述地点和馈点之间设置有第二开槽，且所述第二开槽具有至少一延伸槽。本发明使得天线的高低频相互影响较小，从而在很恶劣的环境下能辐射出很好的效率，并且通过延伸槽能耦合出高频的第二个谐振，提升了高频带宽，从而提升了天线的性能，保证良好的通信。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种手机的3G天线及3G天线。
背景技术
现有的智能手机，其内部往往采用断板结构——手机包括手机主板和手机子板，手机主板与手机子板分开，通过一根同轴线缆连接。该结构设计在主流全屏智能手机中运用的主流品牌，如：三星、华为、中兴、联想、TCL等智能手机。其最大优势是电池可设计在手机主板和手机子板之间，从而使手机变的更加薄，电池容量更加大。但是这种设计方式也使得手机天线的设计环境越来越差，如：喇叭、麦克、USB接口等对天线性能影响较大的器件都放到天线区域，但是天线要求却越来越高，特别是天线所需满足的带宽都要满足3G频段的范围（比以往2G的带宽要求更高）。
目前，一般采用在传统天线走线上增加寄生来增加带宽，其缺点是低频的带宽会受到影响，低频的辐射功率会比较低，低频的接收灵敏度也会变差。传统的IFA天线如果不加寄生，高频只有一个谐振，只能满足现有的2G手机的天线性能，不能满足现在主流智能手机3G频段的带宽要求。因此，手机的天线的结构需要进行改进。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种手机的3G天线及3G手机，针对现有超薄全屏智能手机的断板设计结构，提升天线的性能，以确保良好的通信。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种手机的3G天线，其包括低频走线、高频走线、地点和馈点，所述低频走线和高频走线之间设置有第一开槽，所述低频走线的一端和高频走线的一端被所述第一开槽隔开，所述低频走线的另一端与高频走线的另一端连接；所述地点位于馈点的外侧，在所述地点和馈点之间设置有第二开槽，且所述第二开槽具有至少一延伸槽。
所述的手机的3G天线中，所述延伸槽为两条。
所述的手机的3G天线中，所述延伸槽沿第一开槽的方向设置。
所述的手机的3G天线中，所述低频走线的另一端与高频走线的另一端连通。
所述的手机的3G天线中，所述低频走线的长度大于高频走线的长度。
所述的手机的3G天线中，所述第二开槽位于地点与馈点之间包围的区域的顶端。
一种3G手机，包括手机主板、电池仓、手机子板和同轴线缆，所述电池仓位于手机主板和手机子板之间，所述手机主板通过同轴线缆与手机子板连接，其中，在手机子板上设置有3G天线、3G天线匹配和射频模块；
所述3G天线包括低频走线、高频走线、地点和馈点，所述低频走线和高频走线之间设置有第一开槽，所述低频走线的一端和高频走线的一端被所述第一开槽隔开，所述低频走线的另一端与高频走线的另一端连接；所述地点位于馈点的外侧，在所述地点和馈点之间设置有第二开槽，且所述第二开槽具有至少一延伸槽；
所述3G天线匹配包括第一电容、第二电容、第一电感和第二电感，所述3G天线依次通过第一电感和第二电容与射频模块连接，所述第一电容的一端连接3G天线和第一电感的一端，另一端接地，第二电感的一端连接第二电容的一端和射频模块，另一端接地。
所述的3G手机中，所述延伸槽为两条。
所述的3G手机中，所述低频走线的长度大于高频走线的长度。
所述的3G手机中，所述延伸槽沿第一开槽的方向设置。
相较于现有技术，本发明提供的手机的3G天线及3G手机，其3G天线包括低频走线、高频走线、地点和馈点，所述低频走线和高频走线之间设置有第一开槽，所述低频走线的一端和高频走线的一端被所述第一开槽隔开，所述低频走线的另一端与高频走线的另一端连接，在所述地点和馈点之间设置有第二开槽，且所述第二开槽具有至少一延伸槽，这种3G天线的结构设计使得天线的高低频相互影响较小，从而在很恶劣的环境下能辐射出很好的效率，并且通过延伸槽能耦合出高频的第二个谐振，提升了高频带宽，从而提升了天线的性能，保证良好的通信。
同时，相对于普通天线走线，本发明的3G天线少用一个寄生，在降低了3G天线的成本的同时，使天线达到了更好的性能。
附图说明
图1为本发明手机的3G天线的走线示意图。
图2为本发明手机的3G天线的谐振示意图。
图3为本发明3G手机的结构示意图。
图4为本发明3G手机的3G天线匹配示意图。
具体实施方式
本发明提供一种3G天线及3G手机，通过设计新的3G天线走线，并配合该3G天线的匹配，在天线环境较差、天线高度较低的状态下能获得较宽的带宽，从而能获得更好的OTA(Over－the－Air Technology，空中下载技术)性能。
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1为本发明手机的3G天线的走线示意图。该图是本发明3G天线走线展开成2D状态的示意，在实际使用时，3G天线会折成立体形状（如圆柱、方柱等）贴在手机上。
如图1所示，本发明提供的手机的3G天线包括低频走线100、高频走线200、地点300和馈点400。所述低频走线100和高频走线200之间设置有第一开槽101，该第一开槽101的长度和宽度可以控制天线高频与低频的谐振，其走线形式与传统低频走线包裹高频直线的形式不同，即高频走线200的末端没有被低频走线100包裹。
本实施例中，所述低频走线100的长度大于高频走线200的长度，使天线的高、低频之间相互影响较小，从而在很恶劣的环境下能辐射出很好的效率。
请继续参阅图1，所述低频走线100的一端和高频走线200的一端被所述第一开槽101隔开，所述低频走线100的另一端与高频走线200的另一端连接。当然，所述低频走线100的另一端与高频走线200的另一端连通，即低频走线100的另一端与高频走线200的另一端一体设置。所述此处可理解为，低频走线100的一端和高频走线200的一端没有连接，而低频走线100的另一端与高频走线200的另一端是有连接的，即天线的低、高频走线是一个整体，而不是独立的两部分。
其中，所述地点300位于馈点400的外侧，即馈点400相对地点300更靠近天线的中部。在所述地点300和馈点400之间设置有第二开槽301，该第二开槽301的深度和方向可根据实际调试情况进行设置，且所述第二开槽301具有至少一延伸槽302，主要用于控制高频的带宽。优选地，所述第二开槽301位于地点300与馈点400之间包围的区域的顶端，所述延伸槽302为两条，且延伸槽302沿第一开槽101的方向设置。即两条延伸槽302分别向第二开槽301的两个方向延伸，组成类似“T”字型结构，使3G天线的高频出现第二个谐振，从而增加高频带宽，其谐振示意图如图2所示。在图2中，B1表示低频走线100产生的谐振，B2表示高频走线200产生的谐振，B3表示延伸槽302产生的谐振。
应当说明的是，本发明对第一开槽101、第二开槽301、延伸槽302的长度、宽度没有限制，可以根据实际情况进行微调，只要能满足3G天线的谐振要求即可，而且延伸槽302可以为一条，也可以为两条。所述延伸槽302的方向也可以任意设置，只要能产生谐振B3，使B3的谐振深度满足3G天线的要求即可。
请结合图1和图2，在具体实施时，本发明实施例可以先尝试延伸其中的一条槽，如延伸槽302向3G天线左侧延伸后，在测试时如果谐振B3变深，在调试到了3G天线所需的频率范围内，并且谐振的深度达到了3G天线所需的效率要求时，可以不去延伸另一条槽（即3G天线的右侧可以不设置第二开槽301延伸槽302），这种情况只需要一条延伸槽。当延伸其中一条槽后，如果谐振B3变深，但是谐振依然没有到达3G天线所需的频率范围内或者天线的效率不够，此时增加另一条延伸槽，来改变谐振B3的中心频率，另一条延伸槽302可以改变B3的谐振深度，因为谐振的深度会改变天线的效率，具体先用几条延伸槽302可结合具体的手机进行调试。
请继续参阅图1，本发明将天线的高频走线200与低频走线100通过第一开槽101分开，并通过第一开槽101的长短与宽度来控制天线高频与低频的谐振，并且使低频走线100较长、高频走线200较短，使高低频之间相互影响较小，从而在很恶劣的环境下能辐射出很好的效率。
而且，本发明的3G天线只需要一个馈点400和一个接地点300，针对现有3G手机的高带宽要求，相对于普通天线走线，本发明的3G天线少用了一个寄生，可以降低天线的成本，同时还可达到更好的性能。
同时，在馈点400与地点300之间开第二开槽301，该第二开槽301的深度与方向根据实际调试中进行控制，并且第二开槽301延伸到高频走线200，通过该延伸槽302耦合出高频的第二个谐振，当延伸槽302引起的高频谐振出来后，还可以通过对延伸槽302的长短或是粗细微调，从而与手机的射频模块匹配，来输出更高的效率和功率。
基于上述的手机的3G天线，本实施例还对应提供一种3G手机，如图3所示，其包括手机主板10、电池仓20、手机子板30和同轴线缆40，所述电池仓20位于手机主板10和手机子板30之间，所述手机主板10与手机子板30通过两端具有标准接口的同轴线缆40连接。在所述手机子板30上设置有3G天线、3G天线匹配31和射频模块32。其中，3G天线在上文已进行了详细描述，此处不再赘述。
请一并参阅图4，所述3G天线匹配31包括第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1和第二电感L2，所述3G天线依次通过第一电感L1和第二电容C2与射频模块32连接，所述第一电容C1的一端连接3G天线和第一电感L1的一端，另一端接地，第二电感L2的一端连接第二电容C2的一端和射频模块32，另一端接地。
具体实施时，所述第一电容C1的容值比第二电容C2小，第一电容C1的容值优选为0.5pF~3pF，第二电容C2的容值优选为6.8pF~22pF。第一电感L1的电感量比第二电感L2的电感量小，其中，第一电感L1的电感量优选为1nh~3.9nh，第二电感L2的电感量优选为10nh~22nh。
为了便于理解，本发明针对配合内置的PIAF/IFA（PIFA天线为平面倒F天线，IFA天线为倒F天线）形式的3G天线的全屏智能3G手机的设计，实现GSM（Global System for Mobile Communications，全球移动通讯系统）900/DCS/PCS、以及Band1/2/4/5/8或CDMA cell/pcs/AWS频段或是GSM900/DCS1800（Digital Cellular System at 1800MHz，1800MHz数字蜂窝系统）/TDSCDMA-A频段（TDSCDMA为时分同步的码分多址技术Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，A频段范围在2010～2025Mhz）频段工作，使手机天线满足OTA以及SAR（Specific Absorbtion Ratio，比吸收率）&HAC（Hearing Aid Compatibility,助听器兼容性）的要求。下表分别为在3G项目中采用本发明实施例制作而成的3G天线的OTA及SAR值的测试结果。
在3G天线各工作频段内的OTA测试结果如下：
从上表可以看出，传统天线因为增加寄生，所以低频的性能很差，而采用了本发明的3G天线后，低频的性能有所提升，同时高频的性能更优于传统天线。
在3G天线各工作频段内的SAR&HAC测试结果如下：
从上表可以看出，采用本发明实施例制作而成的3G天线在总辐射功率TRP优于传统天线的情况下，GSM850频段的SAR/HAC值的测试结果并没有增加，而高频PCS1900的频段在TRP提升较多的情况下HAC反而有所下降，具有明确的指导意义。可见本发明的3G天线的性能可以通过FCC认证满足欧美市场高端要求。
综上所述，本发明通过馈点、地点之间的开槽耦合出高频的第二个谐振，并且在不影响低频的效率输出的同时，还能通过微调使低频更加与手机射频模块匹配，来获得更高的辐射功率和更好的接收灵敏度，提升了高频带宽，从而提升了天线的性能，保证良好的通信。而且本发明的3G天线不需要增加寄生，与传统天线相比，其成本低，性能能更优。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (1)
1.一种3G手机，包括手机主板、电池仓、手机子板和同轴线缆，所述电池仓位于手机主板和手机子板之间，所述手机主板通过同轴线缆与手机子板连接，其特征在于，在手机子板上设置有3G天线、3G天线匹配和射频模块；
所述3G天线包括低频走线、高频走线、地点和馈点，所述低频走线和高频走线之间设置有第一开槽，所述低频走线的一端和高频走线的一端被所述第一开槽隔开，所述低频走线的另一端与高频走线的另一端连接；所述地点位于馈点的外侧，在所述地点和馈点之间设置有第二开槽，且所述第二开槽具有至少一延伸槽；
所述3G天线匹配包括第一电容、第二电容、第一电感和第二电感，所述3G天线依次通过第一电感和第二电容与射频模块连接，所述第一电容的一端连接3G天线和第一电感的一端，另一端接地，第二电感的一端连接第二电容的一端和射频模块，另一端接地；
其中，所述延伸槽沿第一开槽的方向设置，分别向所述第二开槽的两个方向延伸与所述第二开槽形成T字型结构；
所述第一开槽的长短和宽度可用于控制天线高频与低频的谐振，所述延伸槽用于控制天线高频的带宽；
所述延伸槽为两条；
所述低频走线的另一端与高频走线的另一端连通；
所述第一电容容值小于第二电容容值，第一电容的容值取值范围为0.5pF~3pF，第二电容的容值取值范围为6.8pF~22pF，第一电感的电感量小于第二电感的电感量，第一电感的电感量范围为1nh~3.9nh，第二电感的电感量范围为10nh~22nh；
所述低频走线的长度大于高频走线的长度。
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