用于具有金屬框架便攜式設(shè)備的lte載波聚合天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于具有金屬框架便攜式設(shè)備的 LTE載波聚合天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著LTE技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的便攜式設(shè)備開始支持LTE技術(shù)。在LTE天線 設(shè)計(jì)中，天線帶寬的要求為：低頻帶寬范圍為698-960MHZ，高頻帶寬范圍為1710-2690MHZ。 通常的LTE技術(shù)中需要使用MM0天線。為了進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸效率，LTE-A技術(shù)還需要 使用載波聚合天線。
[0003] -方面，為了增加移動(dòng)設(shè)備的外表面的美觀效果，設(shè)計(jì)者開始廣泛采用金屬裝飾 框架作為邊框。近段時(shí)間，市場上出現(xiàn)了基于金屬框架的天線結(jié)構(gòu)，但是大部分基于金屬框 架的天線結(jié)構(gòu)中，金屬框架只是作為天線輻射單元的一部分，因而上述天線結(jié)構(gòu)還需要考 慮天線輻射單元的主體部分設(shè)計(jì)（如FPC天線輻射單元或者LDS天線輻射單元），該主體部 分通常設(shè)置在天線支架上。對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，天線支架上天線輻射體與金屬框架的電磁耦合 或相互作用力很大，這會(huì)增加天線設(shè)計(jì)的難度。另外，天線輻射體設(shè)置在天線支架上還會(huì)增 加生產(chǎn)成本。因此，將金屬框架充當(dāng)完整的天線輻射體是理想方案，這樣不僅僅會(huì)簡化天線 的設(shè)計(jì)程序，還能夠減小天線的生產(chǎn)成本。近段時(shí)間，iPhone 6的天線結(jié)構(gòu)就是利用外部的 金屬框架作為完整的天線輻射體，但為覆蓋LTE全部頻段，需要增設(shè)開關(guān)。具體的，iPhone 6的天線結(jié)構(gòu)通過開關(guān)將LTE低頻段（698 - 960MHz)帶寬分為多個(gè)子頻段。，通常，對(duì)于用開 關(guān)形式覆蓋LTE低頻段的設(shè)計(jì)方案，一般是要把整個(gè)低頻段分為三個(gè)子頻段。由于子頻段 之間存在頻段縫隙，上述天線結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在其子頻段于并不能覆蓋低頻段中具有較寬帶寬 的頻段，比如頻段28。
[0004] 另一方面，為了進(jìn)一步加強(qiáng)移動(dòng)通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸效率，第三代合作伙伴項(xiàng)目 LTE-A規(guī)范中引入了載波聚合技術(shù)。載波聚合技術(shù)能夠?qū)嵤┰趲?nèi)載波聚合（連續(xù)頻段或 非連續(xù)頻段）或者帶外載波聚合（非連續(xù)頻段）。在帶內(nèi)載波聚合中，所有載波均處于同 一工作頻帶內(nèi)（比如LTE低頻段），而帶外載波聚合中載波處于不同的工作頻段。對(duì)于天 線設(shè)計(jì)而言，帶內(nèi)載波聚合容易實(shí)現(xiàn)，而帶外載波聚合的靈活度要優(yōu)于帶內(nèi)載波聚合，所以 在多數(shù)情況下帶外載波聚合將被采用。目前，第三代合作伙伴項(xiàng)目（3GGP)提出的LTE-A的 規(guī)范中帶外載波聚合包含12對(duì)不同的工作頻段的頻段數(shù)。就天線設(shè)計(jì)的而言，帶外載波聚 合的一個(gè)主要前提條件是選擇一個(gè)合適的RF前端架構(gòu)。這是由于傳統(tǒng)蜂窩天線的RF前端 架構(gòu)只有單個(gè)饋電端。如果使用傳統(tǒng)的RF架構(gòu)，（在不需要使用開關(guān)的情況下）帶內(nèi)載波 聚合可以較容易的實(shí)現(xiàn)，但帶外載波聚合只有在雙工器的工作頻段與天線饋電同步才能實(shí) 現(xiàn)。這需要不同頻段的雙工器必須同步或者匹配，但所述的不同頻段的雙工器同步或者匹 配方案很難實(shí)現(xiàn)。
[0005] 針對(duì)移動(dòng)設(shè)備使用的絕大多數(shù)的LTE天線均是基于單個(gè)饋電端的天線方案并不 適合帶外載波聚合以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，有必要對(duì)上述便攜式設(shè)備的天線結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的 改進(jìn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型提供一種用于具有金屬框架便攜式設(shè)備的LTE載波聚合天線，主要解 決的技術(shù)問題是設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單，能夠支持LTE-A技術(shù)的帶外載波聚合天線，特別是針 對(duì)帶有金屬框架的設(shè)備。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：提供了一種用于具有金 屬框架便攜式設(shè)備的LTE載波聚合天線，包括殼體、接地板、金屬框架以及天線組件，所述 接地板容置于殼體內(nèi)，所述金屬框架固定于殼體的四周側(cè)壁，所述金屬框架底部與接地板 之間設(shè)有容置腔，
[0008] 所述金屬框架上對(duì)稱地開設(shè)有第一縫隙和第二縫隙，所述第一縫隙及第二縫隙將 金屬框架分成邊框上段與邊框下段，所述邊框下段與接地板之間形成天線凈空區(qū)；
[0009] 所述天線組件包括輻射主體、第一饋電部、第二饋電部、低頻匹配模塊以及高頻匹 配模塊，帶通濾波器，所述輻射主體為邊框下段，所述第一饋電部以及第二饋電部均位于天 線凈空區(qū)內(nèi)且第一饋電部與第二饋電部相互平行，所述第一饋電部通過低頻匹配模塊與輻 射主體連接，所述第二饋電部通過高頻匹配模塊與輻射主體連接，所述帶通濾波器的一端 與輻射主體連接，所述帶通濾波器的另一端向接地板延伸，所述帶通濾波器主要用于改進(jìn) 天線在高頻段的性能。這里，所述低頻及高頻匹配模塊不僅要具有對(duì)其相應(yīng)饋電端口頻段 進(jìn)行匹配的功能，同時(shí)還要保證低頻和高頻的饋電端口之間滿足隔離度的要求，因此該匹 配模塊在具有匹配的同時(shí)還要具有濾波的效果或具有雙工器的功能。
[0010] 其中，所述金屬框架的左側(cè)壁上開設(shè)有第一縫隙，金屬框架的右側(cè)壁上開設(shè)有第 二縫隙，且第一縫隙與第二縫隙均靠近金屬框架底部位置。
[0011] 其中，所述金屬框架的底部開設(shè)有第一縫隙以及第二縫隙，且第一縫隙與第二縫 隙分別靠近金屬左側(cè)壁與右側(cè)壁。
[0012] 其中，所述帶通濾波器包括串接的電容和電感，帶通濾波器工作在LTE的高頻段 內(nèi)。
[0013] 其中，還包括設(shè)置于天線凈空區(qū)的USB接口，所述USB接口位于金屬框架底部的中 垂線上，且USB接口與接地板連接。
[0014] 其中，所述第一饋電部支持的低頻范圍為小于1GHz頻率，所述第二饋電部支持的 高頻范圍為大于1. 7GHz頻率。
[0015] 本實(shí)用新型的有益效果在于：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中移動(dòng)設(shè)備使用的絕大多數(shù)的LTE 天線均是基于單個(gè)饋電端的天線方案并不適合帶外載波聚合的問題，本實(shí)用新型提供了一 種用于具有金屬框架便攜式設(shè)備的LTE載波聚合天線，采用在天線凈空區(qū)設(shè)置平行的第一 饋電部以及第二饋電部，第一饋電部支持低頻頻段，第二饋電部支持高頻頻段，第一饋電部 與第二饋電部分別通過具有濾波或雙工器功能的低頻匹配模塊及高頻匹配模塊與輻射主 體連接，能夠?qū)崿F(xiàn)帶外載波聚合，極大地提高數(shù)據(jù)傳輸效率；并且?guī)V波器能夠改進(jìn)天線 在高頻段的性能；另外，直接利用金屬框架的第二框架作為輻射主體，無需設(shè)計(jì)額外輻射主 體結(jié)構(gòu)，能夠精簡天線結(jié)構(gòu)，降低天線的生產(chǎn)成本，提高天線的制造效率。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本實(shí)用新型LTE載波聚合天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為本實(shí)用新型LTE載波聚合天線的工作原理圖；
[0018] 圖3為本實(shí)用新型LTE載波聚合天線的回波損耗曲線圖；
[0019] 圖4為本實(shí)用新型LTE載波聚合天線低頻段的天線效率圖；
[0020] 圖5為本實(shí)用新型LTE載波聚合天線高頻段的天線效率圖；
[0021] 圖6為本實(shí)用新型LTE載波聚合天線的高頻段回波損耗曲線隨用在帶通濾波器中 的電感變化圖；
[0022] 圖7為本實(shí)用新型LTE載波聚合天線另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 標(biāo)號(hào)說明：
[0024] 11、邊框上段； 12、邊框下段； 2、接地板； 31、第一饋電部；
[0025] 32、第二饋電部；4、容置腔； 5、USB接口； 6、帶通濾波器；
[0026] 71、第一縫隙； 72、第二縫隙。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配 合附圖予以說明。
[0028] 本實(shí)用新型最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：采用在天線凈空區(qū)設(shè)置獨(dú)立的第一饋電部以及 第二饋電部，第一饋電部支持低頻頻段，第二饋電部支持高頻頻段，第一饋電部與第二饋電 部分別通過具有濾波或雙工器功能的低頻匹配模塊及高頻匹配模塊與輻射主體連接，高頻 段內(nèi)附有改變其性能的帶通濾波器，從而能夠?qū)崿F(xiàn)帶外載波聚合。
[0029] 請(qǐng)參照?qǐng)D1以及圖2,一種用于具有金屬框架便攜式設(shè)備的LTE載波聚合天線，包 括殼體、接地板2、金屬框架以及天線組件，所述接地板2容置于殼體內(nèi)，所述金屬框架固定 于殼體的四周側(cè)壁，所述金屬框架底部與接地板2之間設(shè)有容置腔4,所述金屬框架上對(duì)稱 地開設(shè)有第一縫隙71和第二縫隙72,所述第一縫隙71及第二縫隙72將金屬框架分成邊框 上段11與邊框下段12,所述邊框下段12與接地板2之間形成天線凈空區(qū)；所述天線組件 包括輻射主體、第一饋電部31、第二饋電部32、具有濾波或雙工器功能的低頻匹配模塊以 及高頻匹配模塊，所述輻射主體為邊框上段11，所述第一饋電部31以及第二饋電部32均位 于天線凈空區(qū)內(nèi)且第一饋電部31與第二饋電部32相互平行，所述第一饋電部31通過低頻 匹配模塊與輻射主體連接，所述第二饋電部32通過高頻匹配模塊與輻射主體連接，所述帶 通濾波器6的一端與輻射主體連接，所述帶通濾波器6的另一端向接地板2延伸，所述帶通 濾波器主要用于改進(jìn)天線在高頻段的性能。這里，所述低頻及高頻匹配模塊不僅要具有對(duì) 其相應(yīng)饋電端口頻段進(jìn)行匹配的功能，同時(shí)還要保證低頻和高頻的饋電端口之間滿足隔離 度的要求，因此該匹配模塊在具有匹配的同時(shí)還