[实用新型]用于具有金属框架便携式设备的LTE载波聚合天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种用于具有金属框架便携式设备的LTE载波聚合天线。

背景技术

随着LTE技术的迅速发展，越来越多的便携式设备开始支持LTE技术。在LTE天线设计中，天线带宽的要求为：低频带宽范围为698-960MHz，高频带宽范围为1710-2690MHz。通常的LTE技术中需要使用MIMO天线。为了进一步提高数据传输效率，LTE-A技术还需要使用载波聚合天线。

一方面，为了增加移动设备的外表面的美观效果，设计者开始广泛采用金属装饰框架作为边框。近段时间，市场上出现了基于金属框架的天线结构，但是大部分基于金属框架的天线结构中，金属框架只是作为天线辐射单元的一部分，因而上述天线结构还需要考虑天线辐射单元的主体部分设计(如FPC天线辐射单元或者LDS天线辐射单元)，该主体部分通常设置在天线支架上。对于这种结构，天线支架上天线辐射体与金属框架的电磁耦合或相互作用力很大，这会增加天线设计的难度。另外，天线辐射体设置在天线支架上还会增加生产成本。因此，将金属框架充当完整的天线辐射体是理想方案，这样不仅仅会简化天线的设计程序，还能够减小天线的生产成本。近段时间，iPhone 6的天线结构就是利用外部的金属框架作为完整的天线辐射体，但为覆盖LTE全部频段，需要增设开关。具体的，iPhone 6的天线结构通过开关将LTE低频段(698–960MHz)带宽分为多个子频段。，通常，对于用开关形式覆盖LTE低频段的设计方案，一般是要把整个低频段分为三个子频段。由于子频段之间存在频段缝隙，上述天线结构的缺点在其子频段于并不能覆盖低频段中具有较宽带宽的频段，比如频段28。

另一方面，为了进一步加强移动通信系统的数据传输效率，第三代合作伙伴项目LTE-A规范中引入了载波聚合技术。载波聚合技术能够实施在带内载波聚合(连续频段或非连续频段)或者带外载波聚合(非连续频段)。在带内载波聚合中，所有载波均处于同一工作频带内(比如LTE低频段)，而带外载波聚合中载波处于不同的工作频段。对于天线设计而言，带内载波聚合容易实现，而带外载波聚合的灵活度要优于带内载波聚合，所以在多数情况下带外载波聚合将被采用。目前，第三代合作伙伴项目(3GGP)提出的LTE-A的规范中带外载波聚合包含12对不同的工作频段的频段数。就天线设计的而言，带外载波聚合的一个主要前提条件是选择一个合适的RF前端架构。这是由于传统蜂窝天线的RF前端架构只有单个馈电端。如果使用传统的RF架构，(在不需要使用开关的情况下)带内载波聚合可以较容易的实现，但带外载波聚合只有在双工器的工作频段与天线馈电同步才能实现。这需要不同频段的双工器必须同步或者匹配，但所述的不同频段的双工器同步或者匹配方案很难实现。

针对移动设备使用的绝大多数的LTE天线均是基于单个馈电端的天线方案并不适合带外载波聚合以及结构复杂的问题，有必要对上述便携式设备的天线结构作进一步的改进。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于具有金属框架便携式设备的LTE载波聚合天线，主要解决的技术问题是设计一种结构简单，能够支持LTE-A技术的带外载波聚合天线，特别是针对带有金属框架的设备。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：提供了一种用于具有金属框架便携式设备的LTE载波聚合天线，包括壳体、接地板、金属框架以及天线组件，所述接地板容置于壳体内，所述金属框架固定于壳体的四周侧壁，所述金属框架底部与接地板之间设有容置腔，

所述金属框架上对称地开设有第一缝隙和第二缝隙，所述第一缝隙及第二缝隙将金属框架分成边框上段与边框下段，所述边框下段与接地板之间形成天线净空区；

所述天线组件包括辐射主体、第一馈电部、第二馈电部、低频匹配模块以及高频匹配模块，带通滤波器，所述辐射主体为边框下段，所述第一馈电部以及第二馈电部均位于天线净空区内且第一馈电部与第二馈电部相互平行，所述第一馈电部通过低频匹配模块与辐射主体连接，所述第二馈电部通过高频匹配模块与辐射主体连接，所述带通滤波器的一端与辐射主体连接，所述带通滤波器的另一端向接地板延伸，所述带通滤波器主要用于改进天线在高频段的性能。这里，所述低频及高频匹配模块不仅要具有对其相应馈电端口频段进行匹配的功能，同时还要保证低频和高频的馈电端口之间满足隔离度的要求，因此该匹配模块在具有匹配的同时还要具有滤波的效果或具有双工器的功能。

其中，所述金属框架的左侧壁上开设有第一缝隙，金属框架的右侧壁上开设有第二缝隙，且第一缝隙与第二缝隙均靠近金属框架底部位置。