一種多波段金屬邊框手機天線的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種多波段金屬邊框手機天線，包括金屬邊框，電路板、第一饋電輻射枝節、第二饋電輻射枝節、第一耦合枝節、第二耦合枝節。該天線的低頻帶寬為792~972GHz，高頻帶寬為1680~2170MHz和2440~3000MHz。天線的工作頻段覆蓋了GSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900、UMTS、LTE2500的所有頻率，SAR值滿足中國和歐美的電磁輻射標準。該天線工作性能良好，適用于移動通信終端。
【專利說明】
一種多波段金屬邊框手機天線
技術領域
[0001]本發明涉及一種多波段金屬邊框手機天線。
【背景技術】
[0002]隨著移動通信的發展，應用于手機上的頻段也越來越多，這就要求手機要具有良好的兼容性，可同時工作在多個頻段上。這就對手機內置天線提出了更高的要求，既要滿足小型化要求，又要滿足同時工作于多個頻段的要求。同時，人們對手機質感、硬度以及美觀的要求越來越高，許多手機廠家開始研究帶有金屬邊框的手機。金屬邊框對天線的影響很大，一般在天線的外圍加入金屬邊框后其帶寬都會變窄甚至在低頻處完全沒有諧振，這給天線設計造成了很大的困難。
[0003]以前大部分手機采用塑料外殼，只會輕微偏移天線的頻率，這些都可以在整個手機模具中進行細微的調節。而金屬邊框對天線的影響已經不只是進行一些調節就能解決問題的，因此需要提出新的方法，充分利用金屬邊框的特性，從而提高天線的整體性能。
【發明內容】
[0004]針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種多波段金屬邊框手機天線，天線的工作頻段覆蓋了65]?850(824-894]\0^)、65]\1900(880-96010^)、0051800(1710-1880MHz)、PCS1900(1880-1990MHz)、UMTS(1920-2170MHz)、LTE2500(2500-2690MHz)的所有頻率，工作性能良好。SAR值滿足中國及歐美的電磁輻射標準。該天線結構易于實現，便于內置集成，適用于移動通信終端。
[0005]為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下:
一種多波段金屬邊框手機天線，包括金屬邊框，電路板、第一饋電福射枝節、第二饋電輻射枝節、第一耦合枝節、第二耦合枝節，所述金屬邊框的頂端兩側有兩條縫隙，將金屬邊框分割成兩部分:下方U型邊框與接地板相連，上方短金屬框構成天線的一部分;所述接地板覆蓋在電路板的下部;在電路板上方矩形區域內有第一饋電輻射枝節、第二饋電輻射枝節、第一耦合枝節、第二耦合枝節，其中第一饋電輻射枝節通過饋電端口與接地板相連，第二饋電輻射枝節與接地板相連，第一饋電輻射枝節和第二饋電輻射枝節之間通過電感并聯在一起;在第一饋電輻射枝節的中間有一個電容;在第一饋電輻射枝節的左側有一個第一耦合枝節，第一耦合枝節將金屬邊框和接地板連接在一起;在第一饋電輻射枝節的右側有一個第二耦合枝節，第二耦合枝節連接在金屬邊框的頂端。
[0006]所述金屬邊框頂端兩側有兩條縫隙，中間分離出來的短金屬框與第一饋電輻射枝節連接，構成天線的一部分。
[0007]所述第二饋電輻射枝節與第一饋電輻射枝節之間通過一個電感并聯，通過調節電感的大小更好地實現低頻匹配;第一饋電輻射枝節中間有一個電容，通過調節電容的大小更好的實現高頻匹配。
[0008]調節第一饋電福射枝節能夠調諧天線在1800MHz的福射性能，調節第二饋電福射枝節能夠調諧天線在900MHz的福射性能，調節第一親合枝節能夠調諧天線在2500MHz的福射性能，調節第二親合枝節能夠調諧天線在1800MHz的福射性能。
[0009]本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點: 本發明天線與傳統手機天線相比，大大減少了天線尺寸，減少天線占用手機的內部空間。天線結構以單極子天線為主，通過結合耦合饋電的形式，很好地實現了現有通信制式所需頻率及帶寬。
【附圖說明】
[0010]圖1多波段金屬邊框手機天線示意圖。
[0011]圖2天線仿真和測試的S參數。
[0012]圖3為天線的測試方向圖(0.9GHz)。
[0013]圖4為天線的測試方向圖(1.92GHz)。
[0014]圖5為天線的測試方向圖(2.56GHz)。
[0015]圖6為天線的測試增益和輻射效率。
[0016]圖7為不同頻率下Ig和I Og腦組織的SAR值及回波損耗。
【具體實施方式】
[0017]本發明的優選實施例結合附圖詳述如下:
如圖1所示，一種多波段金屬邊框手機天線，包括金屬邊框I，電路板11、第一饋電輻射枝節5、第二饋電輻射枝節6、第一耦合枝節7、第二耦合枝節9，所述金屬邊框I的頂端兩側有兩條縫隙，將金屬邊框I分割成兩部分:下方U型邊框與接地板10相連，上方短金屬框8構成天線的一部分;所述接地板10覆蓋在電路板11的下部;在電路板11上方矩形區域內有第一饋電輻射枝節5、第二饋電輻射枝節6、第一耦合枝節7、第二耦合枝節9，其中第一饋電輻射枝節5通過饋電端口 2與接地板10相連，第二饋電福射枝節6與接地板10相連，第一饋電福射枝節5和第二饋電輻射枝節6之間通過電感4并聯在一起;在第一饋電輻射枝節5的中間有一個電容3;在第一饋電輻射枝節5的左側有一個第一耦合枝節7，第一耦合枝節7將金屬邊框I和接地板10連接在一起;在第一饋電輻射枝節5的右側有一個第二耦合枝節9，第二耦合枝節9連接在金屬邊框I的頂端。
[0018]所述金屬邊框I頂端兩側有兩條縫隙，中間分離出來的短金屬框8與第一饋電輻射枝節5連接，構成天線的一部分。
[0019]所述第二饋電輻射枝節6與第一饋電輻射枝節5之間通過一個電感4并聯，通過調節電感4的大小更好地實現低頻匹配;第一饋電福射枝節5中間有一個電容3，通過調節電容3的大小更好的實現高頻匹配。
[0020]調節第一饋電福射枝節5能夠調諧天線在1800MHz的福射性能，調節第二饋電福射枝節6能夠調諧天線在900MHz的福射性能，調節第一親合枝節7能夠調諧天線在2500MHz的福射性能，調節第二親合枝節9能夠調諧天線在1800MHz的福射性能。
[0021]如圖2所示為天線測試和仿真的Sn曲線對比圖，從圖中可以看出測試的結果和仿真結果吻合的非常好。
[0022]圖3、圖4和圖5分別為天線在900MHz、1920MHz和2560MHz頻率處三個平面(xoz，yoz和xoy平面)的實測二維輻射方向圖，且每個平面都包括Eq和Ef兩個方向。從圖中可以看出天線的全向性較好。
[0023]圖6為測試的天線增益和輻射效率圖，在GSM850/900頻段，天線的增益為-1.24?2.92dBi，輻射效率為34.52%?83.46%；在DCS/PCS/UMTS頻段，增益為1.47-2.84dBi，輻射效率為61.33%?92.35%；在LTE2500頻段，增益為0.2-2.14dBi，輻射效率大于42.55%。
[0024]圖7為天線在24dBm的輸入功率下，相對應頻率處的Ig和1g腦組織的SAR值以及回波損耗，該手機天線在頻率為0.86GHz處的SAR彡0.966g/mW，在頻率為0.92GHz處的SAR彡0.519g/mW，在頻率為1.92GHz處的SAR彡0.784g/mW，在頻率為2.595GHz處的SAR彡0.183g/mW，滿足中國和歐洲的手機福射標準2 g /mW和美國的1.6 g /mW。
【主權項】
1.一種多波段金屬邊框手機天線，包括金屬邊框(I)，電路板(II)、第一饋電福射枝節(5)、第二饋電輻射枝節(6)、第一耦合枝節(7)、第二耦合枝節(9)，其特征在于:所述金屬邊框(I)的頂端兩側有兩條縫隙，將金屬邊框(I)分割成兩部分:下方U型邊框與接地板(10)相連，上方短金屬框(8)構成天線的一部分;所述接地板(10)覆蓋在電路板(11)的下部;在電路板(11)上方矩形區域內有第一饋電輻射枝節(5)、第二饋電輻射枝節(6)、第一耦合枝節(7)、第二耦合枝節(9)，其中第一饋電輻射枝節(5)通過饋電端口( 2 )與接地板(1 )相連，第二饋電輻射枝節(6)與接地板(10)相連，第一饋電輻射枝節(5)和第二饋電輻射枝節(6)之間通過電感(4)并聯在一起;在第一饋電輻射枝節(5)的中間有一個電容(3);在第一饋電輻射枝節(5)的左側有一個第一耦合枝節(7)，第一耦合枝節(7)將金屬邊框(I)和接地板(10)連接在一起;在第一饋電輻射枝節(5)的右側有一個第二耦合枝節(9)，第二耦合枝節(9)連接在金屬邊框(I)的頂端。2.根據權利要求1所述的多波段金屬邊框手機天線，其特征在于:所述金屬邊框(I)頂端兩側有兩條縫隙，中間分離出來的短金屬框(8)與第一饋電輻射枝節(5)連接，構成天線的一部分。3.根據權利要求1所述的多波段金屬邊框手機天線，其特征在于:所述第二饋電輻射枝節(6)與第一饋電福射枝節(5)之間通過一個電感(4)并聯，通過調節電感(4)的大小更好地實現低頻匹配;第一饋電輻射枝節(5)中間有一個電容(3)，通過調節電容(3)的大小更好的實現高頻匹配。4.根據權利要求1所述的多波段金屬邊框手機天線，其特征在于:調節第一饋電輻射枝節(5)能夠調諧天線在1800MHz的福射性能，調節第二饋電福射枝節(6)能夠調諧天線在900MHz的輻射性能，調節第一耦合枝節(7)能夠調諧天線在2500MHz的輻射性能，調節第二親合枝節(9)能夠調諧天線在1800MHz的福射性能。
【文檔編號】H01Q1/24GK105896029SQ201610277815
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月1日
【發明人】沈文輝, 吳健, 楊康
【申請人】上海大學