CN105576346A - 一种无走线手机断板天线结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无走线手机断板天线结构，包括第一PCB板和第二PCB板，所述第一PCB板和第二PCB板通过排线，缝隙耦合或者同轴线馈电连接等相关联，所述第一PCB板接地，所述第二PCB板上的金属部分作为天线辐射体并连接信号收发器。利用手机PCB板的断板结构，将手机PCB板上的覆铜及元器件上的金属区域作为天线辐射体，无需设置天线走线，这种形式的天线高度要求低，同时又低频带宽宽，效率高的优点。针对轻薄型手机，采用无需走线的断板手机天线形式能大大降低研发周期和成本。工艺上容易实现，无需印刷天线，及接入弹片，提高了效率，降低了成本。同时调节灵活性高，可以通过合理调节元器件位置和电池位置及匹配位来实现这种手机形式的调试。
Description
技术领域
本发明涉及天线领域，更具体地，涉及一种无走线手机断板天线结构。
背景技术
随着无线通信的发展，对手机天线带宽和效率都提出较高的要求。传统的手机走线PIFA，内置Monopole等，需要依赖手机提供较大的净空或较高的高度才能实现天线走线较高的效率和带宽。与此同时，当下为了满足人们对手机轻薄化，大屏幕，多制式等要求，手机净空小，手机高度不足，主板环境差；这些都制约了走线手机天线效率和带宽进一步提高，也使得手机走线越来越难调试，手机天线研发周期日益延长。
市场上的手机内部PCB板一般可以采用主板加小板或者围着电池的C性整块PCB板。传统走线主要是走在小板支架上。主板和小板之间需要通过FPC排线以及同轴连接器来互相连接，再通过小板上的弹片连接主天线。这种结构成本较高，且加工复杂，需要多道工序。手机内的PCB板上表面是用来集成焊接芯片，PCB背面完全附铜作为PCB地。传统的走线手机天线，走线为天线的一个辐射臂，PCB地为另一个辐射臂。传统的手机走线天线需要多个弹片脚，并要用FPC，LDS等工艺把天线加工到一个特定的支架上，因此可见传统的手机走线天线不但研发困难，而且设计工艺要求高，流程多。
净空大小和手机净空高度很大程度上决定了传统手机走线的效率和带宽极限。净空较小，高度不够，导致采用传统的天线走线形式难以突破带宽和效率的极限。
传统天线通过PCB板上的弹片连接主天线，主天线的工艺可为铜弹片，FPC，LDS，双色注释等。各种工艺的加入都会产生成本增加，生产周期的增加。
手机PCB板形态分别日趋多元化，主流一个主板+小板的形式，其实在PCB断板分割上日趋灵活。由于手机研发过程中，通信天线前期评估不足，未能充分仿真及实际模拟，包含天线组成，PCB地电磁辐射的良性利用及天线馈入点的选择等没有达到最佳，造成PCB断板不合理，限制了手机天线的性能。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种利用手机PCB板上覆铜部分和元器件的金属部分作为辐射体的无走线手机断板天线结构。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种无走线手机断板天线结构，包括通过排线连接的第一PCB板和第二PCB板，所述第一PCB板背面板接地并引出接地线、第二PCB板的背面板作为天线辐射体并引出馈电线，所述接地线和馈电线汇集后连接到手机信号收发端传输天线信号。
所述第一PCB板和第二PCB板上各元器件的金属区域同时作为天线辐射结构。
所述第一PCB板和第二PCB板的背面板覆铜。
所述接地线和馈电线汇集后通过射频座连接到信号收发端，。
所述第一PCB板与接地线之间以及第二PCB板与接地线之间增加顶针或弹片固定。
所述第一PCB板和第二PCB板之间还通过金属片连接作为接地馈电点。
所述第二PCB板再断板为两个天线辐射体。
所述第二PCB板的输入端设有匹配位。
还包括铺设在手机电池底部的接地板。
还包括设于手机侧边的金属按键。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明提供一种无走线手机断板天线结构，利用手机PCB板的断板结构，将手机PCB板上的覆铜及元器件上的金属区域作为作为天线辐射体，无需设置天线走线，这种形式的天线高度要求低，同时又低频带宽宽，效率高的优点。针对轻薄型手机，采用无需走线的断板手机天线形式能大大降低研发周期和成本。工艺上容易实现，无需印刷天线，及接入弹片，提高了效率，降低了成本。同时调节灵活性高，可以通过合理调节元器件位置和电池位置及匹配位来实现这种手机形式的调试。
附图说明
图1为本发明实施例1结构示意图。
图2为本发明实施例2结构示意图。
图3实施例1天线回波损耗分布图。
图4为本发明实施例1无源效率测试图。
图5为本发明实施例2天线回波损耗分布图。
图6为本发明实施例2天线无源效率测试图
其中，1为第一PCB板，2为第二PCB板，3为手机电池，4为同轴线，5为匹配位，6为金属按键，8为金属片。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步详细描述。
实施例1
如图1所示，一种无走线手机断板天线结构，提出一款新的手机天线实现形式，无需额外采用FPC，金属弹片等作为天线走线的主要部分。重视通信天线前期评估，尤其是USB位置，SPEAKER，刚性音量等分布。充分仿真及实际评估板模拟。无需采用手机走线。而是两个PCBA断板地可以等效为dipole（双极子）天线的两臂辐射片。
本实施例公开了无走线手机断板天线结构的另一种实施方式，天线基本构成为两个PCB断板，即第一PCB板1和第二PCB板2，第一PCB板和第二PCB板通过同轴线4连接，其中同轴线的线芯部分将第二PCB板连接到信号收发端，同轴线的金属皮部分在第一PCB板接地。还包括铺设在手机电池3底下的接地板，可以通过在电池下覆PEC材料或其它金属板使得接地板加大，这样可以有效调节天线的谐振，改善天线性能；所述第一PCB板和第二PCB板围绕手机电池设置，第一PCB板和第二PCB板作为天线的组成结构，其中第一PCB板接地，第二PCB板作为辐射体并连接信号收发端，即将现有PCB板上的覆铜部分接地，部分作为天线辐射体，并同时将PCB板上的各个元器件的金属区域也作为辐射体来调节天线性能，第一PCB板和第二PCB板之间形成耦合缝隙，还包括设置于手机侧边的金属按键，本实施例采用钢片按键，通过按键的位置及按键背部钢片的长短调节可以拓展天线高频带宽；同时可在第一PCB板和第二PCB板上设置匹配位5，本实施例在射频座旁加入匹配位。进一步调节天线匹配，大大提高了天线设计的灵活性。这种天线形式，因为走线较宽，而且可以在电池处增加地板，得到比较宽的带宽和较高的效率。
图3为本实施例手机天线的回波损耗，在LTE频段天线实现良好匹配，可以看出该天线整体带宽较宽，性能较好。
图4为本实施例手机天线的无源效率测试图，在LTE频段内，该天线的效率基本都到达50%，这表明这种天线形式有良好的辐射特性，尤其是低频段700-960MHz频段，效率相比当下传统天线走线要理想的多。
测试可以看出，该天线带宽很宽，覆盖了4G通信的所有频道，效率较高。
由以上数据显示，该天线形式无需走线，实现简单，带宽宽效率高，完全覆盖了4G通讯频段。在工艺上，由于该不需要天线走线，不但降低了成本，而且简化了加工工序。
实施例2
本实施例为本发明所述的无走线手机断板天线结构的另一实施方式，基本结构与实施例1所描述结构一致，不同的是本实施例在第一PCB板和第二PCB板之间加入接地馈电金属结构作为接地馈电的金属片或金属连接器8。为第一PCB板和第二PCB板之间增加一个电流路径，使得天线性能更加优化。
图5为该手机天线本实施例的回波损耗，在LTE频段天线实现良好匹配，可以看出该天线整体带宽较宽，性能较好。
图6为本实施例手机天线的无源效率测试图，在LTE频段内，该天线的效率基本都到达50%，这表明这种天线形式有良好的辐射特性。
上述实施例1、2所述天线结构中，也可将第二PCB板再次断板，即一共有三个断板，其中多个断板作为天线辐射体。
以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种无走线手机断板天线结构，包括通过排线连接的第一PCB板和第二PCB板，其特征在于：所述第一PCB板背面板接地并引出接地线、第二PCB板的背面板作为天线辐射体并引出馈电线，所述接地线和馈电线汇集后连接到手机信号收发端传输天线信号。
2.根据权利要求1所述的无走线手机断板天线结构，其特征在于：所述第一PCB板和第二PCB板上各元器件的金属区域同时作为天线辐射结构。
3.根据权利要求1所述的无走线手机断板天线结构，其特征在于：所述第一PCB板和第二PCB板的背面板覆铜。
4.根据权利要求1所述的无走线手机断板天线结构，其特征在于：所述接地线和馈电线汇集后通过射频座连接到信号收发端。
5.根据权利要求1所述的无走线手机断板天线结构，其特征在于：所述第一PCB板与接地线之间以及第二PCB板与接地线之间增加顶针或弹片固定。
6.根据权利要求1所述的无走线手机断板天线结构，其特征在于：所述第一PCB板和第二PCB板之间还通过金属片连接作为接地馈电点。
7.根据权利要求1所述的无走线手机断板天线结构，其特征在于：所述第二PCB板再断板为两个天线辐射体。
8.根据权利要求1所述的无走线手机断板天线结构，其特征在于：所述第二PCB板的输入端设有匹配位。
9.根据权利要求1所述的无走线手机断板天线结构，其特征在于：还包括铺设在手机电池底部的接地板。
10.根据权利要求1所述的无走线手机断板天线结构，其特征在于：还包括设于手机侧边的金属按键。
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