天線的設(shè)計方法、天線及終端的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了天線的設(shè)計方法、天線及終端，其中，該天線包括：指定金屬區(qū)域部分，指定金屬區(qū)域部分位于終端的金屬后殼的頂端；封閉區(qū)域部分，封閉區(qū)域部分靠近指定金屬區(qū)域部分設(shè)置，封閉區(qū)域部分內(nèi)部設(shè)置有天線單元，天線單元與封閉區(qū)域部分的內(nèi)部空間形成耦合縫隙。通過本發(fā)明解決了相關(guān)技術(shù)中終端的全金屬外觀對天線輻射特性的抑制的問題，進而擴展了天線帶寬，實現(xiàn)了天線寬頻段輻射特性。
【專利說明】
天線的設(shè)計方法、天線及終端
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體而言，涉及天線的設(shè)計方法、天線及終端。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著材料和工業(yè)設(shè)計的進步，人們對移動終端的外觀設(shè)計有了更多新的需求，這其中極具代表性的則是全金屬外觀的出現(xiàn)和流行。全金屬外觀，代表著外觀變化的一大重要方向，在質(zhì)感及美觀上給用戶以新的體驗，逐漸形成規(guī)模應(yīng)用之勢，成為下一階段的主流。
[0003]與現(xiàn)有的塑膠材料相比，以鎂鋁合金為代表的全金屬外觀具有以下諸多優(yōu)點:
[0004]1.比現(xiàn)有的工程塑料耐沖擊且強度韌性高。
[0005]2.外觀及觸摸質(zhì)感極佳，而且其易于上色，更能表現(xiàn)產(chǎn)品美觀及設(shè)計感。
[0006]3.鎂鋁合金為可回收材料，可以最大限度減少廢棄物產(chǎn)生。
[0007]雖然全金屬外觀移動終端有著上述的優(yōu)點，但是全金屬外觀會對無線電信號存在一定程度的屏蔽，抑制其內(nèi)部天線的輻射性能。天線作為移動終端產(chǎn)品的重要組成部分，直接影響移動終端通信的收發(fā)性能。所以目前全金屬外觀移動終端設(shè)計的主要難點在于其天線部分的設(shè)計。如何設(shè)計一款既可以克服全金屬外觀屏蔽，又滿足移動終端2G/3G/4G收發(fā)性能的天線成為眾多移動終端廠商面臨的難題。
[0008]針對相關(guān)技術(shù)中，如何克服終端的全金屬外觀對天線輻射特性的抑制的問題，還未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供了一種天線的設(shè)計方法、天線及終端，以至少解決相關(guān)技術(shù)中如何克服終端的全金屬外觀對天線輻射特性的抑制的問題。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種天線，包括:指定金屬區(qū)域部分，該指定金屬區(qū)域部分位于終端的金屬后殼的頂端；封閉區(qū)域部分，該封閉區(qū)域部分靠近所述指定金屬區(qū)域部分設(shè)置，所述封閉區(qū)域部分內(nèi)部設(shè)置有天線單元，所述天線單元與所述封閉區(qū)域部分的內(nèi)部空間形成耦合縫隙。
[0011]進一步地，所述指定金屬區(qū)域部分設(shè)置有一個或多個第一接地點，所述一個或多個第一接地點與所述終端中印制電路板PCB中的第二接地點連接。
[0012]進一步地，所述天線還包括:饋電點，該饋電點位于所述金屬后殼上，與所述天線單元以及所述PCB上的射頻模塊連接。
[0013]進一步地，所述饋電點通過彈片與所述PCB上的射頻模塊連接，所述彈片設(shè)置于所述PCB或所述金屬后殼上。
[0014]進一步地，所述天線單元的形狀、尺寸；和/或所述耦合縫隙的尺寸是可調(diào)整的。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種終端，所述終端包括所述的天線。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種天線的設(shè)計方法，包括:在終端的金屬后殼頂端設(shè)置指定金屬區(qū)域部分；在靠近所述指定金屬區(qū)域部分設(shè)置封閉區(qū)域部分；在所述封閉區(qū)域部分設(shè)置天線單元，其中，該天線單元與所述封閉區(qū)域部分的內(nèi)部空間形成耦合縫隙。
[0017]進一步地，在終端的金屬后殼頂端設(shè)置指定金屬區(qū)域部分時，所述方法還包括:將一個或多個第一接地點設(shè)置在所述指定金屬區(qū)域部分上，其中，所述一個或多個第一接地點與印制電路板PCB中的第二接地點連接。
[0018]進一步地，在所述封閉區(qū)域部分設(shè)置天線單元之后，還包括:將饋電點設(shè)置在所述金屬后殼上，其中，所述饋電點與所述天線單元以及所述PCB上的射頻模塊連接。
[0019]進一步地，在所述封閉區(qū)域部分設(shè)置天線單元之后，還包括:調(diào)整以下至少之一參數(shù)，直至將所述天線的頻率調(diào)整至指定頻率:所述天線單元的形狀、尺寸、所述耦合縫隙的尺寸。
[0020]通過本發(fā)明，一種天線包括:指定金屬區(qū)域部分，指定金屬區(qū)域部分位于終端的金屬后殼的頂端；封閉區(qū)域部分，封閉區(qū)域部分靠近指定金屬區(qū)域部分設(shè)置，封閉區(qū)域部分內(nèi)部設(shè)置有天線單元，天線單元與封閉區(qū)域部分的內(nèi)部空間形成耦合縫隙。解決了相關(guān)技術(shù)中終端的全金屬外觀對天線輻射特性的抑制的問題，進而擴展了天線帶寬，實現(xiàn)了天線寬頻段輻射特性。
【附圖說明】
[0021]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的天線的結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的天線的設(shè)計方法的流程圖；
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的全金屬后殼的結(jié)構(gòu)平視圖；
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的全金屬外觀移動終端的結(jié)構(gòu)組成示意圖；
[0026]圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的全金屬外觀移動終端的天線反射系數(shù)圖；
[0027]圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的全金屬外觀移動終端的天線設(shè)計方法流程圖。
【具體實施方式】
[0028]下文中將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0029]在本實施例中提供了一種天線，圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的天線的結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示，該天線包括:指定金屬區(qū)域部分12，指定金屬區(qū)域部分12位于終端的金屬后殼的頂端；封閉區(qū)域部分14，封閉區(qū)域部分14靠近指定金屬區(qū)域部分12設(shè)置，封閉區(qū)域部分14內(nèi)部設(shè)置有天線單元，天線單元與封閉區(qū)域部分14的內(nèi)部空間形成耦合縫隙。
[0030]通過上述設(shè)置于終端金屬后殼的指定金屬區(qū)域部分和封閉區(qū)域部分組成的天線，使得金屬后殼作為天線的一部分，解決了相關(guān)技術(shù)中終端的全金屬外觀對天線輻射特性的抑制的問題，進而擴展了天線帶寬，實現(xiàn)了天線寬頻段輻射特性。
[0031]在一個可選實施例中，指定金屬區(qū)域部分12設(shè)置有一個或多個第一接地點，一個或多個第一接地點與終端中印制電路板(Printed Circuit Board，簡稱為PCB)中的第二接地點連接。
[0032]在一個可選實施例中，天線還包括:饋電點，該饋電點位于金屬后殼上，與天線單元以及PCB上的射頻模塊連接。
[0033]在饋電點與PCB上的射頻模塊連接的過程中，在一個可選實施例中，饋電點通過彈片與PCB上的射頻模塊連接，彈片可以設(shè)置于該PCB，也可以設(shè)置于金屬后殼上。
[0034]在一個可選實施例中，天線單元的形狀、尺寸是可以調(diào)整的；天線單元與封閉區(qū)域部分的內(nèi)部空間形成耦合縫隙的尺寸也是可以調(diào)整的。
[0035]在另一個實施例中提供了一種終端，該終端包括了上述天線。
[0036]在另一個實施例中提供了一種天線的設(shè)計方法，圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的天線的設(shè)計方法的流程圖，如圖2所示，該流程包括如下步驟:
[0037]步驟S202，在終端的金屬后殼頂端設(shè)置指定金屬區(qū)域部分；
[0038]步驟S204，在靠近指定金屬區(qū)域部分設(shè)置封閉區(qū)域部分；
[0039]步驟S206，在封閉區(qū)域部分設(shè)置天線單元，其中，天線單元與封閉區(qū)域部分的內(nèi)部空間形成耦合縫隙。
[0040]通過上述步驟，設(shè)置于終端金屬后殼的指定金屬區(qū)域部分和封閉區(qū)域部分組成的天線，使得金屬后殼作為天線的一部分，解決了相關(guān)技術(shù)中終端的全金屬外觀對天線福射特性的抑制的問題，進而擴展了天線帶寬，實現(xiàn)了天線寬頻段輻射特性。
[0041]上述步驟S202涉及到在終端的金屬后殼頂端設(shè)置指定金屬區(qū)域部分，在一個可選實施例中，將一個或多個第一接地點設(shè)置在該指定金屬區(qū)域部分上，并將一個或多個第一接地點與印制電路板PCB中的第二接地點連接。
[0042]在一個可選實施例中，在封閉區(qū)域部分設(shè)置天線單元之后，將饋電點設(shè)置在金屬后殼上，其中，饋電點與天線單元以及PCB上的射頻模塊連接。
[0043]上述天線的頻率可以進行調(diào)整，在一個可選實施例中，通過調(diào)整天線單元的形狀、尺寸、耦合縫隙的尺寸，對天線的頻率進行調(diào)整，直至將天線的頻率調(diào)整至指定頻率。
[0044]針對相關(guān)技術(shù)中存在的上述問題，下面結(jié)合可選實施例進行說明，本可選實施例結(jié)合了上述可選實施例及其可選實施方式。
[0045]本可選實施例提供了一種全金屬外觀移動終端的天線設(shè)計，主要包括以下技術(shù)方案:金屬后殼上的饋電點，金屬后殼上的封閉區(qū)域，封閉區(qū)域內(nèi)任意形狀的天線輻射單元以及與封閉區(qū)域形成的耦合縫隙，金屬后殼頂端連續(xù)金屬區(qū)域(相當于上述指定金屬區(qū)域)，金屬后殼頂端連續(xù)金屬區(qū)域的接地點。
[0046]本可選實施例設(shè)計的一種全金屬外觀移動終端天線，首先在后殼頂端設(shè)置連續(xù)金屬區(qū)域，其次在靠近后殼頂端連續(xù)金屬區(qū)域框定封閉區(qū)域，并在此封閉區(qū)域內(nèi)設(shè)計任意形狀天線單元并與封閉區(qū)域形成耦合縫隙。最后使饋電點、匹配網(wǎng)絡(luò)及封閉區(qū)域內(nèi)天線單元相連接，組成共同的輻射體。該設(shè)計能有效克服全金屬外觀對天線輻射性能的屏蔽，展寬天線帶寬，滿足2G/3G/4G無線收發(fā)通信的性能指標要求。
[0047]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的全金屬后殼的結(jié)構(gòu)平視圖，如圖3所示，本可選實施例中全金屬外觀移動終端的天線設(shè)計在金屬后殼上。利用金屬后殼和PCB電路板形成的輻射體向空間輻射電磁波，完成移動終端的無線收發(fā)功能。其中金屬后殼上的天線包括金屬后殼上的饋電點1、金屬后殼上的封閉天線區(qū)域(相當于上述封閉區(qū)域部分)2、封閉天線區(qū)域內(nèi)的任意形狀天線單元3以及與封閉區(qū)域形成的耦合縫隙4、金屬后殼頂端連續(xù)金屬區(qū)域6，金屬后殼頂端連續(xù)金屬區(qū)域上的接地點5。其中金屬后殼上的連續(xù)金屬區(qū)域6設(shè)置在金屬后殼頂端，并在此區(qū)域內(nèi)分布多個接地點5與PCB板上的地相連。接地點5可以是圓形、方形等任意形狀，并分布在連續(xù)金屬區(qū)域6的任意位置。封閉天線區(qū)域2緊靠連續(xù)金屬區(qū)域6。在在封閉天線區(qū)域2內(nèi)有E型、F型、矩形、菱形等天線單元3，并與封閉天線區(qū)域2形成多條耦合縫隙4。天線單元與饋電點I連接。通過調(diào)整天線單元3的形狀和尺寸，以及耦合縫隙4的尺寸，能夠改變天線諧振頻率。
[0048]圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的全金屬外觀移動終端的結(jié)構(gòu)組成示意圖，如圖4所示，液晶顯示器(Liquid Crystal Display，簡稱為IXD) 7焊接在PCB電路板8上，PCB電路板8上的射頻信號通過彈片10與金屬后殼的天線饋電點I相連接，金屬后殼頂端連續(xù)金屬區(qū)域上的接地點5與PCB電路板上的金屬地相連接。通過調(diào)整天線單元3的形狀和尺寸，以及耦合縫隙4的尺寸，能夠使天線諧振在多個頻率點，具有很寬的天線帶寬，覆蓋791MHz-2690MHz，滿足天線需要帶寬的輻射特性。由于此方案將金屬后殼作為天線的一部分，巧妙的克服了全金屬外觀對天線輻射特性的屏蔽，實現(xiàn)了全金屬外觀移動終端的天線輻射特性。
[0049]圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的全金屬外觀移動終端的天線反射系數(shù)圖，如圖5所示，該圖示出了作為頻率的函數(shù)的反射系數(shù)Sll的曲線，其中，橫坐標代表頻率F(MHz)，縱坐標代表反射系數(shù)Sll (dB)。從圖中可以看出，根據(jù)本可選實施例的天線工作帶寬從791MHz到2690MHz，工作頻率范圍很寬，克服了全金屬外觀對天線輻射特性的屏蔽，實現(xiàn)了全金屬外觀移動終端的天線輻射特性。
[0050]圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的全金屬外觀移動終端的天線設(shè)計方法流程圖，如圖6所示，該流程包括如下步驟:
[0051]步驟S602，在金屬后殼頂端設(shè)置連續(xù)金屬區(qū)域及接地點，并讓接地點與PCB電路板上的地相連接；
[0052]步驟S604，在緊靠金屬后殼頂端的連續(xù)金屬區(qū)域設(shè)置封閉天線區(qū)域；
[0053]步驟S606，在金屬后殼的封閉天線區(qū)域內(nèi)設(shè)置任意形狀的天線單元，并與此封閉區(qū)域形成多條耦合縫隙；
[0054]步驟S608，設(shè)置天線饋電點，并與封閉區(qū)域內(nèi)的天線單元以及PCB電路板上的射頻信號相連接；
[0055]步驟S610，調(diào)節(jié)所述封閉區(qū)域內(nèi)的天線單元尺寸和耦合縫隙尺寸，優(yōu)化天線性能，使天線諧振到移動終端收發(fā)所需頻率點。
[0056]由圖6所示的流程圖可以看出，本可選實施例中，在金屬后殼頂端設(shè)置連續(xù)金屬區(qū)域及接地點，并讓接地點與PCB電路板上的地相連接；在緊靠金屬后殼頂端的連續(xù)金屬區(qū)域設(shè)置封閉天線區(qū)域，并設(shè)置任意形狀的天線單元，與此封閉區(qū)域形成多條耦合縫隙；設(shè)置天線饋電點，并與封閉區(qū)域內(nèi)的天線單元以及PCB電路板上的射頻信號相連接；調(diào)節(jié)所述封閉區(qū)域內(nèi)的天線單元尺寸和耦合縫隙尺寸，優(yōu)化天線性能，使天線諧振到移動終端收發(fā)所需頻率點。此方案將全金屬外觀移動終端的金屬后殼作為天線的一部分，克服了全金屬外觀對天線輻射特性的抑制，展寬了天線帶寬，實現(xiàn)天線寬頻段輻射特性。
[0057]綜上所述，通過本發(fā)明提供的一種全金屬外觀移動終端的天線設(shè)計，克服全金屬外觀對天線輻射性能的抑制，提高天線帶寬和效率。
[0058]在另外一個實施例中，還提供了一種軟件，該軟件用于執(zhí)行上述實施例及優(yōu)選實施方式中描述的技術(shù)方案。
[0059]在另外一個實施例中，還提供了一種存儲介質(zhì)，該存儲介質(zhì)中存儲有上述軟件，該存儲介質(zhì)包括但不限于:光盤、軟盤、硬盤、可擦寫存儲器等。
[0060]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。
[0061]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種天線，其特征在于，包括: 指定金屬區(qū)域部分，該指定金屬區(qū)域部分位于終端的金屬后殼的頂端； 封閉區(qū)域部分，該封閉區(qū)域部分靠近所述指定金屬區(qū)域部分設(shè)置，所述封閉區(qū)域部分內(nèi)部設(shè)置有天線單元，所述天線單元與所述封閉區(qū)域部分的內(nèi)部空間形成耦合縫隙。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述指定金屬區(qū)域部分設(shè)置有一個或多個第一接地點，所述一個或多個第一接地點與所述終端中印制電路板PCB中的第二接地點連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線，其特征在于，所述天線還包括: 饋電點，該饋電點位于所述金屬后殼上，與所述天線單元以及所述PCB上的射頻模塊連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線，其特征在于，所述饋電點通過彈片與所述PCB上的射頻模塊連接，所述彈片設(shè)置于所述PCB或所述金屬后殼上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述天線單元的形狀、尺寸；和/或所述耦合縫隙的尺寸是可調(diào)整的。6.一種終端，其特征在于，所述終端包括權(quán)利要求1至5中任一項所述的天線。7.一種天線的設(shè)計方法，其特征在于，包括: 在終端的金屬后殼頂端設(shè)置指定金屬區(qū)域部分； 在靠近所述指定金屬區(qū)域部分設(shè)置封閉區(qū)域部分； 在所述封閉區(qū)域部分設(shè)置天線單元，其中，該天線單元與所述封閉區(qū)域部分的內(nèi)部空間形成耦合縫隙。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在終端的金屬后殼頂端設(shè)置指定金屬區(qū)域部分時，所述方法還包括: 將一個或多個第一接地點設(shè)置在所述指定金屬區(qū)域部分上，其中，所述一個或多個第一接地點與印制電路板PCB中的第二接地點連接。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在所述封閉區(qū)域部分設(shè)置天線單元之后，還包括: 將饋電點設(shè)置在所述金屬后殼上，其中，所述饋電點與所述天線單元以及所述PCB上的射頻模塊連接。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述封閉區(qū)域部分設(shè)置天線單元之后，還包括:調(diào)整以下至少之一參數(shù)，直至將所述天線的頻率調(diào)整至指定頻率: 所述天線單元的形狀、尺寸、所述耦合縫隙的尺寸。
【文檔編號】H01Q1/44GK105870625SQ201510029232
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月20日
【發(fā)明人】焦磊, 周闖柱
【申請人】中興通訊股份有限公司