一種應(yīng)用于移動(dòng)終端的窄邊框可重構(gòu)天線系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于移動(dòng)終端設(shè)備的窄邊框可重構(gòu)天線系統(tǒng)，提出的可重構(gòu)天線系統(tǒng)印刷于終端設(shè)備電路板上，其結(jié)構(gòu)包括天線輻射單元、饋線、貼片二極管、直流電源、匹配電路和金屬地；天線輻射單元包括折疊雙分支激勵(lì)天線單元和折疊耦合天線單元；提出的可重構(gòu)窄邊框天線系統(tǒng)通過直流電源和偏置電路控制PIN二極管的通斷，并且在直流偏置電路中加入電感隔斷來自天線的交流電；金屬地板位于天線的背面，同時(shí)在天線設(shè)計(jì)過程中引入塑料外殼，用于更好的模擬真實(shí)的無線通信系統(tǒng)中移動(dòng)終端設(shè)備環(huán)境。本實(shí)用新型具有多頻帶、窄邊框、小型化、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)GSM850/900/1800/1900/UMTS2100/LTE2300/2500寬頻帶覆蓋，并且具有適用于移動(dòng)終端特別是窄邊框移動(dòng)終端設(shè)備的特點(diǎn)。
【專利說明】—種應(yīng)用于移動(dòng)終端的窄邊框可重構(gòu)天線系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于移動(dòng)終端的窄邊框可重構(gòu)天線系統(tǒng)，尤其涉及一種小尺寸的窄邊框?qū)拵Э芍貥?gòu)寬帶智能機(jī)天線。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，無線通信技術(shù)也取得了巨大的進(jìn)步，智能手機(jī)作為無線終端是整個(gè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的重要接入點(diǎn)。而在整個(gè)智能機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，天線的設(shè)計(jì)是影響智能機(jī)設(shè)計(jì)理念的重要因素，天線性能的好壞也直接決定著智能機(jī)的用戶體驗(yàn)。4G技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展對(duì)于智能機(jī)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，同時(shí)也使得智能機(jī)的天線設(shè)計(jì)受到了廣泛的關(guān)注。
[0003]目前，設(shè)計(jì)智能機(jī)天線所面臨的主要困難是:如何在已給定的環(huán)境內(nèi)設(shè)計(jì)出小尺寸、低剖面、多頻帶的智能機(jī)天線。同時(shí)伴隨著手機(jī)電路板集成度的不斷提高，將很多電子元件集成到手機(jī)主板，這進(jìn)一步縮小了智能機(jī)天線設(shè)計(jì)的空間，因此采用傳統(tǒng)的天線形式和匹配電路已經(jīng)很難滿足智能機(jī)多頻段、小型化的要求。同時(shí)，智能機(jī)的窄邊框外形設(shè)計(jì)也給天線設(shè)計(jì)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，通常情況下要求天線的凈空區(qū)域?qū)挾葹?mm，這樣就會(huì)使得天線的Q值較高，很難實(shí)現(xiàn)較寬的頻帶覆蓋。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)之不足而發(fā)明的一種可重構(gòu)的窄邊框小型化寬帶智能機(jī)天線，解決了目前智能機(jī)設(shè)計(jì)過程中所面臨的小尺寸、寬頻帶、窄邊框的要求。該天線所占尺寸較小、能夠覆蓋824-960MHZ以及1710_2690MHz共七個(gè)常用頻段。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案在于:
[0006]一種應(yīng)用于移動(dòng)終端設(shè)備的窄邊框可重構(gòu)天線系統(tǒng)，其特征在于:包括天線主結(jié)構(gòu)、單面金屬覆銅的印制板、印刷在印制板另一面的主金屬地、一塊拓展金屬地、集總貼片電感、有機(jī)玻璃外殼、貼片二極管、偏置電路以及印刷在印制板另一面的天線的饋電點(diǎn)和接地點(diǎn)；
[0007]所述印制板置于塑料外殼內(nèi)部，設(shè)置于印制板一側(cè)的主金屬地與同一面的拓展金屬地的一端連接；
[0008]所述天線通過饋電點(diǎn)進(jìn)行饋電；
[0009]所述集總貼片電感一端連接一金屬條,另一端連接另一金屬條；
[0010]所述天線主結(jié)構(gòu)包括與一集總貼片電容相連的第一彎折金屬條組以及與金屬化過孔和拓展地相連接的第二彎折金屬條組，所述第一彎折金屬條組和第二彎折金屬條組均有一個(gè)以上金屬條以及連接在金屬條之間的貼片電感、貼片二極管組成。
[0011]其中，所述第一彎折金屬條組包括呈U型的第三金屬條、第四金屬條、第五金屬條，以及呈彎折結(jié)構(gòu)的第二金屬條、第六金屬條、第七金屬條、第八金屬條、第九金屬條、第十金屬條，由一端通過第二金屬條與集總貼片電容相連。[0012]所述集總貼片電容一端與第一彎折金屬條組的第二金屬條相連，另外一端與饋電點(diǎn)的金屬條相連，所述集總貼片電容用于隔斷天線測(cè)試時(shí)來自于天線結(jié)構(gòu)的直流信號(hào)。
[0013]所述第二彎折金屬條組包括第十一金屬條、第十二金屬條、第十三金屬條、第十四金屬條、第十五金屬條、第十六金屬條、第十七金屬條、第十八金屬條、集總貼片電感、貼片
二極管。
[0014]所述第八金屬條與主金屬地平行，并且與第九金屬條垂直，第九金屬條與第十金屬條相連，第十金屬條平行于主金屬地，并且第九金屬條與第十金屬條尺寸相同；所述第十六金屬條與主金屬地平行，并且與第十七金屬條垂直，第十六金屬條與第十七金屬條相連，第十八金屬條平行于主金屬地，并且第十七金屬條與第十八金屬條尺寸相同。
[0015]所述貼片二極管一端與第十三金屬條相連，另一端與第十一金屬條相連，并且與第十二金屬條平行，通過直流偏置電路實(shí)現(xiàn)對(duì)二極管的控制。
[0016]所述直流偏置電路一端與第十六金屬條相連，另一端與第十二金屬條相連。
[0017]第一彎折金屬條組的第五金屬條與第二彎折金屬條組的第十四金屬條平行。
[0018]所述金屬化過孔一端通過第十一金屬條與第二彎折金屬條組連接，另一端連接所述主金屬地。 [0019]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0020](I)通過對(duì)天線單元中金屬條結(jié)構(gòu)以及加載的貼片電感、貼片二極管、金屬化過孔、直流偏置電路等的合理化設(shè)置，使得所設(shè)計(jì)的天線方案能夠滿足GSM850/900/DCS1800/PCS1900/UMTS/LTE2300/2500的七頻段要求，而且天線的尺寸較小、具有5mm窄邊框的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠充分滿足目前的小型化和窄邊框智能機(jī)天線設(shè)計(jì)的要求。
[0021](2)在本發(fā)明中，所設(shè)計(jì)的可重構(gòu)窄邊框智能機(jī)天線的頻率切換通過直流偏置電路實(shí)現(xiàn)，通過直流偏置電路控制二極管處于不同的工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)天線的寬頻帶覆蓋；同時(shí)在天線的耦合分支加載貼片電感，有效的縮短了天線的走線長(zhǎng)度，降低了天線的尺寸；采用折疊結(jié)構(gòu)，使得所設(shè)計(jì)的天線具有緊湊、小型化的特點(diǎn)，天線的電參數(shù)滿足智能機(jī)天線的設(shè)計(jì)要求，適合于進(jìn)行大規(guī)模推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是圖1所示的可重構(gòu)窄邊框?qū)拵е悄軝C(jī)天線的平面示意圖；
[0024]對(duì)圖中所的標(biāo)記對(duì)應(yīng)的部件作如下說明:
[0025]1-饋電點(diǎn)，2-金屬化過孔，3-直流偏置電路，4-貼片二極管，5-第一金屬條，7_貼片電感，8-拓展金屬地，9-主金屬地，10-集總貼片電容，11-第二金屬條，12-第二金屬條，13-第四金屬條,14-第五金屬條,15-第六金屬條,16-第七金屬條,17-第八金屬條,18-第九金屬條，19-第十金屬條,20-第^ 金屬條，21-第十二金屬條,22-第十三金屬條,23-第十四金屬條，24-第十五金屬條,25-第十六金屬條,26-第十七金屬條,27-第十八金屬條，111-有機(jī)玻璃外殼，112-印制板。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為讓本實(shí)用新型的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。
[0027]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、詳細(xì)地闡述。
[0028]為了有效的降低在限定區(qū)域內(nèi)設(shè)計(jì)小型化、窄邊框、寬頻帶的智能機(jī)天線的要求，如圖1所示，本發(fā)明采用可重構(gòu)的方法實(shí)現(xiàn)小型化智能機(jī)天線設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中包括應(yīng)設(shè)置于介質(zhì)板外側(cè)的有機(jī)玻璃外殼、單層金屬地的介質(zhì)板、第一彎折金屬條組、第二彎折金屬條組以及位于各金屬條組內(nèi)的貼片電感和貼片二極管。
[0029]如圖1所示，第一彎折金屬條組包括呈“U”型的第三金屬條12、第四金屬條13、第五金屬條14,以及呈彎折結(jié)構(gòu)的第二金屬條11、第六金屬條15、第七金屬條16、第八金屬條17、第九金屬條18、第十金屬條19,由一端通過第二金屬條11與貼片電容10相連。第八金屬條17與主金屬地9平行，并且與第九金屬條18垂直，第九金屬條18與第十金屬條19相連，第十金屬條19平行于主金屬地9，并且第九金屬條18與第十金屬條19尺寸相同。第六金屬條15的一端與第二金屬條11相連，另一端與第七金屬條16相連。第七金屬條16兩端分別連接第六金屬條15和第八金屬條17。
[0030]集總貼片電容10 —端與第一彎折金屬條組的金屬條11相連，另外一端與連接饋電點(diǎn)I的金屬條5相連。所述集總貼片電容10用于隔斷天線測(cè)試時(shí)來自于天線結(jié)構(gòu)的直流號(hào)。
[0031]第二彎折金屬條組包括第十一金屬條20、第十二金屬條21、第十三金屬條22、第十四金屬條23、第十五金屬條24、第十六金屬條25、第十七金屬條26、第十八金屬條27、集總貼片電感7、貼片二極管4。 [0032]第十六金屬條25與主金屬地9平行，并且與第十七金屬條26垂直，第十六金屬條25與第十七金屬條26相連，第十八金屬條27平行于主金屬地9，并且第十七金屬條26與第十八金屬條27尺寸相同。
[0033]貼片二極管4 一端與第十三金屬條22相連,另一端與第^ 金屬條20相連,并且與第十二金屬條21平行，通過直流偏置電路3實(shí)現(xiàn)對(duì)二極管的控制。直流偏置電路3 —端與第十六金屬條25相連,另一端與第十二金屬條21相連。
[0034]通過上述設(shè)計(jì)，使得本發(fā)明具有小型化、窄邊框、寬頻帶的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)GSM850/900/DCS1800/PCS1900/UMTS/LTE2300/2500的七頻段覆蓋要求，同時(shí)電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，易于工程實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際的天線工作過程中，可以通過控制直流偏置電路3的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)于貼片二極管4通斷狀態(tài)的控制，使得天線能夠處于兩種不同的工作狀態(tài)。其中，當(dāng)直流偏置電路3處于正向偏置時(shí)，貼片二極管4處于導(dǎo)通短路狀態(tài)，此時(shí)天線上面的電流主要經(jīng)過貼片二極管4，由第十四金屬條23流向第十一金屬條20，此時(shí)的天線處于“狀態(tài)1”，天線能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)GSM900/DCS1800/PCS1900/UMTS/LTE2300/2500的覆蓋。同時(shí)，在第二金屬條組加載貼片電感7進(jìn)一步降低天線的低頻走線長(zhǎng)度，以進(jìn)一步縮小天線的尺寸。在天線的工作過程中，高頻的實(shí)現(xiàn)主要依靠第一金屬條組，其中第四金屬條13能夠?yàn)楦哳l提供另外一個(gè)諧振點(diǎn)，同時(shí)可以增加第一金屬條組與第二金屬條組之間的感性耦合，進(jìn)一步改善天線的阻抗匹配，實(shí)現(xiàn)對(duì)于低頻段GSM900的覆蓋。當(dāng)直流偏置電路3處于方向偏置狀態(tài)時(shí)，貼片二極管4處于斷開狀態(tài)，此時(shí)天線工作于“狀態(tài)2”。當(dāng)天線工作于“狀態(tài)2”時(shí)，第二金屬條組上的電流走向發(fā)生一定改變，由第十四金屬條組23經(jīng)過第十二金屬條組21流向第十一金屬條組20。與“狀態(tài)I”相比，工作于“狀態(tài)2”的天線其電流路徑進(jìn)一步增長(zhǎng)，根據(jù)天線的四分之一波長(zhǎng)諧振原理，天線的諧振頻率往低頻率移動(dòng)，而此時(shí)恰好能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)GSM850頻段的覆蓋。綜合“狀態(tài)I”和“狀態(tài)2”，天線同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高頻段的全部覆蓋，其主要的特點(diǎn)是采用兩種狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)于低頻段寬頻帶的覆蓋。因此，通過加載貼片電感和貼片二極管的方式最終實(shí)現(xiàn)了對(duì) GSM850/900/DCS1800/PCS1900/UMTS/LTE2300/2500 的覆蓋，實(shí)現(xiàn)了智能機(jī)天線的小型化、窄邊框、寬頻帶設(shè)計(jì)。
[0035]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于移動(dòng)終端設(shè)備的窄邊框可重構(gòu)天線系統(tǒng)，其特征在于:包括天線主結(jié)構(gòu)、單面金屬覆銅的印制板(112)、印刷在印制板另一面的主金屬地(9)、一塊拓展金屬地(8)、集總貼片電感(7)、有機(jī)玻璃外殼(111)、貼片二極管(4)、偏置電路(3)以及印刷在印制板另一面的天線的饋電點(diǎn)(I)和接地點(diǎn)； 所述印制板置于塑料外殼內(nèi)部，設(shè)置于印制板一側(cè)的主金屬地(9)與同一面的拓展金屬地(8)的一端連接； 所述天線通過饋電點(diǎn)(I)進(jìn)行饋電；根據(jù)不同的實(shí)際情況通過同軸線、微帶線、帶狀線等與饋電點(diǎn)(I)連接實(shí)現(xiàn)對(duì)天線的饋電； 所述集總貼片電感(7)—端連接一金屬條(24)，另一端連接另一金屬條(25); 所述天線主結(jié)構(gòu)包括與一集總貼片電容(10)相連的第一彎折金屬條組以及與金屬化過孔(2)和拓展地(8)相連接的第二彎折金屬條組，所述第一彎折金屬條組和第二彎折金屬條組均有一個(gè)以上金屬條以及連接在金屬條之間的貼片電感、貼片二極管組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于移動(dòng)終端設(shè)備的窄邊框可重構(gòu)天線系統(tǒng)，其特征在于，所述第一彎折金屬條組包括呈U型的第三金屬條(12)、第四金屬條(13)、第五金屬條(14)，以及呈彎折結(jié)構(gòu)的第二金屬條(11)、第六金屬條(15)、第七金屬條(16)、第八金屬條(17)、第九金屬條(18)、第十金屬條(19),由一端通過第二金屬條(11)與集總貼片電容(10)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2 所述的一種應(yīng)用于移動(dòng)終端設(shè)備的窄邊框可重構(gòu)天線系統(tǒng)，其特征在于，所述集總貼片電容(10)—端與第一彎折金屬條組的第二金屬條(11)相連，另外一端與饋電點(diǎn)(I)的金屬條(5)相連，所述集總貼片電容(10)用于隔斷天線測(cè)試時(shí)來自于天線結(jié)構(gòu)的直流信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種應(yīng)用于移動(dòng)終端設(shè)備的窄邊框可重構(gòu)天線系統(tǒng)，其特征在于，所述第二彎折金屬條組包括第十一金屬條(20)、第十二金屬條(21)、第十三金屬條(22)、第十四金屬條(23)、第十五金屬條(24)、第十六金屬條(25)、第十七金屬條(26)、第十八金屬條(27)、集總貼片電感(7)、貼片二極管(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種應(yīng)用于移動(dòng)終端設(shè)備的窄邊框可重構(gòu)天線系統(tǒng)，其特征在于，所述第八金屬條(17)與主金屬地(9)平行，并且與第九金屬條(18)垂直，第九金屬條(18)與第十金屬條(19)相連，第十金屬條(19)平行于主金屬地(9)，并且第九金屬條(18)與第十金屬條(19)尺寸相同；所述第十六金屬條(25)與主金屬地(9)平行，并且與第十七金屬條(26)垂直,第十六金屬條(25)與第十七金屬條(26)相連,第十八金屬條(27)平行于主金屬地(9),并且第十七金屬條(26)與第十八金屬條(27)尺寸相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種應(yīng)用于移動(dòng)終端設(shè)備的窄邊框可重構(gòu)天線系統(tǒng)，其特征在于，所述貼片二極管(4) 一端與第十三金屬條(22)相連,另一端與第^ 金屬條(20)相連，并且與第十二金屬條(21)平行，通過直流偏置電路(3)實(shí)現(xiàn)對(duì)二極管的控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種應(yīng)用于移動(dòng)終端設(shè)備的窄邊框可重構(gòu)天線系統(tǒng)，其特征在于，所述直流偏置電路(3) —端與第十六金屬條(25)相連,另一端與第十二金屬條(21)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種應(yīng)用于移動(dòng)終端設(shè)備的窄邊框可重構(gòu)天線系統(tǒng)，其特征在于，第一彎折金屬條組的第五金屬條(14)與第二彎折金屬條組的第十四金屬條(23)平行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種應(yīng)用于移動(dòng)終端設(shè)備的窄邊框可重構(gòu)天線系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬化過孔(2) —端通過第十一金屬條(20)與第二彎折金屬條組連接，另一端連接所述主 金屬地(9)。
【文檔編號(hào)】H01Q5/10GK203733932SQ201420045256
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】邱貴福, 陳群峰, 鄒景孝 申請(qǐng)人:中郵科通信技術(shù)股份有限公司