CN103151601A

CN103151601A - 一种底边槽耦合天线

Info

Publication number: CN103151601A
Application number: CN2013100617280A
Authority: CN
Inventors: 何其娟; 孙劲
Original assignee: Shanghai Amphenol Airwave Communication Electronics Co Ltd
Current assignee: Shanghai Amphenol Airwave Communication Electronics Co Ltd
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2033-02-27
Also published as: CN103151601B

Abstract

本发明提供了一种底边槽耦合天线，该底边槽耦合天线包括手持终端金属部分和非金属部分，金属部分包括PCB板以及与PCB板相连的金属外框，金属外框延伸至非金属部分的底边处。该天线系统还包括位于非金属部分上且与金属部分相连的天线部分。天线部分包括馈电部分、接地部分、辐射部分、金属构件，辐射部分首尾分别与馈电部分和接地部分相连，且辐射部分还与金属构件相连。金属构件与金属外框之间存在缝隙且该缝隙位于手持终端的底部，减少了人体对天线部分的影响。此外，天线部分还包括寄生部分。本发明有效利用部分金属外框，并实现宽带特点，覆盖GSM,UMTS,LTE6个频段，缩短了天线占用空间，同时还减少了手持时人体对天线的影响。

Description

一种底边槽耦合天线

技术领域

本发明涉及手机天线的设计技术领域，尤其涉及一种底边槽耦合天线。

背景技术

小型化多频段内置天线一直是手持通信终端天线的发展方向。已有的天线形式包括多频单极子天线（monopole antenna），单环或双环天线(single loop or dual loop antenna)，倒置折叠天线（IFA）,平面倒置折叠天线（PIFA）。这些天线类型在不同的手持通信终端环境中各有其使用的条件和性能。根据不同的要求可以选择不同的天线形式。

通常移动终端设备包括GSM850/900，DCS，PCS，UMTS，其频率范围为0.824GHz-0.96GHz，1.71GHz-2.17GHz。随着LTE 技术的不断发展，3.5GHz, 4GHz备受关注.愈来愈多的手机需要天线同时满足传统的2G网络频段和LTE频段，手机等移动终端的发展越来越多样化。

发明内容

本发明旨在提供一种底边槽耦合天线，以提高天线的性能。

本发明为一种底边槽耦合天线, 该底边槽耦合天线包括手持终端的金属部分和非金属部分，所述金属部分包括PCB板以及与所述PCB板相连的金属外框，所述PCB板上覆盖有金属层，所述金属外框的两端分别延伸至所述非金属部分的底边处；所述底边槽耦合天线还包括天线部分，所述天线部分位于所述非金属部分上，且所述天线部分与所述金属部分相连，其中，所述天线部分包括：

馈电部分，与一馈源信号端相连；

接地部分，接地且与所述金属部分相连；

辐射部分，与所述馈电部分及所述接地部分相连，且位于所述馈电部分与所述接地部分之间；

金属构件，位于所述非金属部分底边的边缘处，且所述金属构件与所述辐射部分相连；所述金属构件与所述金属外框之间存在缝隙，所述缝隙位于所述非金属部分底边的边缘处。

一些实施例中，所述辐射部分包括依次相连的第一辐射部分、第二辐射部分、第三辐射部分、第四辐射部分、第五辐射部分和第六辐射部分，且所述第二辐射部分通过所述第一辐射部分与所述馈电部分相连，所述第六辐射部分与所述接地部分相连。

一些实施例中，所述第三辐射部分的宽度大于所述第二辐射部分的宽度。

一些实施例中，所述天线部分还包括连接部分，所述金属构件通过所述接部分与所述辐射部分相连。

一些实施例中，所述金属构件通过所述连接部分与所述第四辐射部分相连。

一些实施例中，所述天线部分还包括寄生部分，所述寄生部分位于所述金属构件与所述金属外框之间的缝隙处。

一些实施例中，所述寄生部分包括第一寄生部分和第二寄生部分，所述第一寄生部分与所述金属构件的一端相连；所述第二寄生部分与所述金属外框的一端相连，所述第二寄生部分与所述第一寄生部分相对且相互间隔开。

一些实施例中，所述金属辐射环为具有厚度的金属结构件。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比：

本发明使用部分金属结构作为天线的一部分参与辐射，进一步的利用有限空间，缩短天线部分占用尺寸，且该天线有效利用部分金属外框，并实现宽带特点，覆盖GSM, UMTS,LTE 6个频段，同时还减少了手持时人体对天线的影响。

附图说明

结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为本发明天线系统组装示意图；

图2为本发明天线正视图；

图3为本发明天线局部图；

图4为本发明天线频率响应图；

图5为本发明实测辐射效率图。

符号说明：

100-金属部分

101-第一非金属部分

102-第二非金属部分

103-金属部件

104-金属器件

200-天线部分

201-馈电部分

202-第一辐射部分

203-第二辐射部分

204-第三辐射部分

205-第四辐射部分

206-第五辐射部分

207-第六辐射部分

208-接地部分

209-连接部分

210-金属构件

211-第一寄生部分

212-第一缝隙

213-第二缝隙

214-第二寄生部分

215-第三缝隙

216-第四缝隙

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

参考图1，本发明提供的一种底边槽耦合天线，该底边槽耦合天线包括手持终端金属部分100和非金属部分，金属部分100包括PCB板以及与PCB板相连的金属外框， PCB板上覆盖有金属层。在本实施例中，PCB板有部分延伸至非金属部分，并将非金属部分分割成第一非金属部分101和第二非金属部分102；金属外框设置于PCB板的外侧边缘上，且金属外框的两端分别延伸至第一非金属部分101、第二非金属部分102的底边处；该底边槽耦合天线还包括天线部分200，天线部分200位于第一非金属部分101、第二非金属部分102上，且天线部分200与金属部分100相连。

参考图2-3，天线部分200包括：馈电部分201、接地部分208、辐射部分、金属构件210以及设置于金属构件210与金属外框之间的第三缝隙215和第四缝隙216。其中，馈电部分201与馈源信号端相连，接收馈源信号；接地部分208接地，且接地位置位于PCB板延伸部分与非金属部分的边界处；接地部分208与金属部分100相连，具体地在该实施例中，接地部分208与PCB板相连；辐射部分与馈电部分201和接地部分208相连，且位于馈电部分201和接地部分208之间；金属构件210位于第一非金属部分101、第二非金属部分102的底边边缘处，且金属构件210与辐射部分相连。

其中，辐射部分包括依次相连的第一辐射部分202、第二辐射部分203、第三辐射部分204、第四辐射部分205、第五辐射部分206和第六辐射部分207，且第一辐射部分202、第二辐射部分203、第三辐射部分204、第四辐射部分205、第五辐射部分206和第六辐射部分207的宽度根据具体情况而定，此处不作限制。具体的，第一辐射部分202与馈电部分201相连，第二辐射部分203通过第一辐射部分202与馈电部分201相连；第二辐射部分203连接在第三辐射部分204上，第三辐射部分204的宽度大于第二辐射部分203的宽度，在本实施例中具体的第三辐射部分204的宽度为第二辐射部分203的宽度的2-3倍，当然此处只是一种实施例，具体倍数根据具体情况而定；第三辐射部分204的尾端离与第二辐射部分203的连接点的距离不是固定不变的，其距离可以视具体情况而改变；第四辐射部分205与第三辐射部分204相连；第五辐射部分206与第四辐射部分纵向相连；第六辐射部分207与第五辐射部分206纵向连接；第六辐射部分207与接地部分208相连，在本实施例中，如图3所示，第六辐射部分207穿过分割非金属部分的PCB板的上方与接地部分208相连，接地部分208的接地位置位于PCB板延伸部分一侧与第二非金属部分102的分界处且与PCB板相连，当然第六辐射部分也不一定要穿过分割非金属部分的PCB板的上方，也可不穿过分割非金属部分的PCB板的上方直接与接地部分相连，接地部分208的接地位置位于PCB板延伸部分另一侧与第一非金属部分101的分界处，接地部分的位置可根据具体情况而定，此处不做限制。

金属构件210为具有一定厚度的金属结构件，最大限度地利用了天线的高度，此处对于金属构件210的厚度不做限制，根据具体情况而定。金属构件210位于非金属部分底边的边缘处，具体的金属构件210的一端位于第一非金属部分101底边的边缘处且与金属外框的一端相对间隔开形成第三缝隙215，金属构件210的另一端位于第二非金属部分102底边的边缘处且与金属外框的另一端相对间隔开形成第四缝隙216；第三缝隙215和第四缝隙216的宽度根据具体情况而定，此处不做限制；第三缝隙215和第四缝隙216利用第一非金属部分101、第二非金属部分102，使金属外框延伸至第一非金属部分101、第二非金属部分102的部分形成高频寄生；此外，由于第三缝隙215和第四缝隙216位于手持终端的底部，从而具有避免使用时头和手对天线的影响。

金属构件210与第四辐射部分205相对且间隔开形成第一缝隙212，该第一缝隙212用于调节金属构件210与第四辐射部分205之间的耦合，第一缝隙212的宽度大小根据具体情况而定，此处不作限制。

天线部分200还包括连接部分209，金属构件210通过连接部分209与辐射部分相连，连接部分209的位置根据具体情况而定，此处不做限制。具体地在本实施例中，金属构件210通过连接部分209与第四辐射部分205相连，金属构件210与第四辐射部分205之间的距离可以根据具体情况调节，此处不做限制。另外，连接部分209为金属部件，当然在一些具体实施中，也可以用螺丝钉替代连接部分，不但引入调节灵活度，同时在结构上起到加固的作用，此处不做限制。

本实施例中，天线部分还包括寄生部分，用于调节高频阻抗，寄生部分位于金属构件与金属外框之间的缝隙处。具体的，寄生部分包括第一寄生部分211和第二寄生部分214。第一寄生部分211与金属构件210的一端纵向相连，第二寄生部分214与金属外框的一端纵向相连，第二寄生部分214与第一寄生部分211相对且相互间隔开形成与金属构件210和金属外框之间的缝隙相通的第五缝隙。一些实施例中，寄生部分位于第三缝隙215处，且第一寄生部分211与第四辐射部分205相对且相互间隔开形成第二缝隙213；当然寄生部分不一定位于第三缝隙215处，也可位于第四缝隙216处，根据具体情况而定，此处不做限制；且寄生部分的尺寸可根据金属构件210的尺寸加长、减短或消失，根据具体情况而定，此处不作限制。

参照图4为本实施例回波损耗图，由图可知GSM 850/900,DCS,PCS,UMTS,LTE TD-SCDMA1800/2000/2300通讯带宽所在频率段对应的回波损失度满足要求。

参照图5为本实施例测试自由空间辐射效率图，低频平均效率-3dB,高频平均效率-2.5dB，满足GSM850/900,DCS,PCS,UMTS,LTETD-SCDMA1800/2000/2300通讯带宽要求。

具体的，本发明提供的底边槽耦合天线的频率范围为低频824MHz-894MHz，高频1710MHz-2170MHz，2300MHz-2400MHz。

本发明利用部分金属外框与天线部分结合构成了整个天线系统,从而使得本发明运用在手机中时,能更合理、紧凑的布局手机内部器件,现参考图1，该手机终端具体还可以包括多个金属器件，这些金属器件的优化布局如下：金属器件104，具体的可为与扬声器近似尺寸的手机部件，可设置于金属部分100与非金属部分的交接区域内，具体的在本实施例中金属器件104位于第一非金属部分101，且位于回路辐射第四部分205的下方以及馈电部分201和接地部分208的之间；金属部件103，具体的可为与USB近似尺寸的手机部件，金属部件103位于延伸至非金属部分的PCB板上，设置于非金属区内，且位于辐射第六部分207与金属构件210的之间。上述手机内部布局方案只是举例说明由于采用本发明缩小了天线部分占用空间，具体实施过程中并不以此为例，可根据具体情况而定。

综上所述，本发明提供了一种底边槽耦合天线，该底边槽耦合天线包括手持终端金属部分和非金属部分，金属部分包括PCB板以及与PCB板相连的金属外框，金属外框延伸至非金属部分的底边处。该天线系统还包括位于非金属部分上且与金属部分相连的天线部分。天线部分包括馈电部分、接地部分、辐射部分、金属构件，辐射部分首尾分别与馈电部分和接地部分相连，且辐射部分还与金属构件相连。金属构件与金属外框之间存在缝隙且该缝隙位于手持终端的底部，减少了人体对天线部分的影响。此外，天线部分还包括寄生部分。本发明有效利用部分金属外框，并实现宽带特点，覆盖GSM, UMTS,LTE 6个频段，缩短了天线占用空间，同时还减少了手持时人体对天线的影响。

本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神或范围。尽管也已描述了本发明的实施例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明精神和范围之内作出变化和修改。

Claims

1.一种底边槽耦合天线，其特征在于，该底边槽耦合天线包括手持终端的金属部分和非金属部分，所述金属部分包括PCB板以及与所述PCB板相连的金属外框，所述PCB板上覆盖有金属层，所述金属外框的两端分别延伸至所述非金属部分的底边处；所述底边槽耦合天线还包括天线部分，所述天线部分位于所述非金属部分上，且所述天线部分与所述金属部分相连，其中，所述天线部分包括：

馈电部分，与一馈源信号端相连；

接地部分，接地且与所述金属部分相连；

2.根据权利要求1所述的底边槽耦合天线，其特征在于，所述辐射部分包括依次相连的第一辐射部分、第二辐射部分、第三辐射部分、第四辐射部分、第五辐射部分和第六辐射部分，且所述第二辐射部分通过所述第一辐射部分与所述馈电部分相连，所述第六辐射部分与所述接地部分相连。

3.根据权利要求2所述的底边槽耦合天线，其特征在于，所述第三辐射部分的宽度大于所述第二辐射部分的宽度。

4.根据权利要求2所述的底边槽耦合天线，其特征在于，所述天线部分还包括连接部分，所述金属构件通过所述接部分与所述辐射部分相连。

5.根据权利要求4所述的底边槽耦合天线，其特征在于，所述金属构件通过所述连接部分与所述第四辐射部分相连。

6.根据权利要求1所述的底边槽耦合天线, 其特征在于，所述天线部分还包括寄生部分，所述寄生部分位于所述金属构件与所述金属外框之间的缝隙处。

7.根据权利要求6所述的底边槽耦合天线, 其特征在于，所述寄生部分包括第一寄生部分和第二寄生部分，所述第一寄生部分与所述金属构件的一端相连；所述第二寄生部分与所述金属外框的一端相连，所述第二寄生部分与所述第一寄生部分相对且相互间隔开。

8.根据权利要求1所述的底边槽耦合天线，其特征在于，所述金属辐射环为具有厚度的金属结构件。