[发明专利]全金属环窄边框4G智能机天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于全金属环环绕下的智能机天线，具体地说是一种全金属环窄边框4G智能机天线，属于无线通讯天线技术领域。

背景技术

随着通信系统从1G到4G的不断发展，现代智能手机所需要覆盖的频段也随之增加，要覆盖GSM850/900/DCS/PCS/UMTS2100/LTE2300/2500工作频段，对于常用的内置式手机天线来说，如此多且宽的频段始终是个很大的挑战。虽然现代的智能手机的系统主板越来越大，但是随之增加的芯片以及其它具有娱乐功能的模块，如照相机、MP3和一些传感器等占据了地板的绝大部分空间，留给天线的空间越来越小，所以小型化一直是手机天线设计的要求，但是随着通信频段的增加，要覆盖的通信频段很宽，这无疑增加了小型化的实现难度，但如今人们对屏占比的不断要求也使得天线的设计变得愈发困难。

除以上介绍的情况外，近些年来智能手机外壳的金属化已成为当今的潮流，从iphone4开始，拥有金属边框的智能机几乎成为各个手机厂商出产新机的标配。但为了保障手机天线的性能，一般将通过缝隙将完整的金属环断开，并将其中的一部分作为天线的一部分，但如此做，不仅破坏了原本金属环美观性及金属强度，也使得天线的性能在被手握住的情况下的性能难以得以保障。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不破坏金属结构便能实现七频段4G覆盖的窄边框的全金属环窄边框4G智能机天线。

为了解决上述技术问题，本发明的全金属环窄边框4G智能机天线，包括PCB电路板以及位于PCB电路板表面的系统地板，PCB电路板外围环绕有金属环，金属环与PCB电路板之间具有间隙，金属环上设置有将金属环分割为两个环天线的馈电端口，两个环天线的基模与高次模共同覆盖六个频段，还包括一个用于接地的接地金属片以及一个由电容元件与电感元件并联构成的匹配电路，所述匹配电路设置在接地金属片与系统地板之间；金属环与匹配电路共同组成天线的辐射单元，电容元件与电感元件的自谐振影响双环天线在低频处的输入阻抗值，使其在低频的频段的谐振点增加。

所述PCB电路板的顶端和底端均设置有用于天线匹配调节的净空。

所述净空区域宽度为5mm。

采用上述的结构后，该天线利用分割为两个环天线的金属环、匹配电路，天线本身可覆盖六个频段；匹配电路由一个电容元件与一个电感元件并联构成，所产生的影响会使双环天线一起覆盖七个频段，应用于全金属环环绕下，不破坏金属结构便能实现七频段4G覆盖，有效解决了天线性能与全金属环之间的问题，解决了全金属环包围下4G智能机天线性能过差的难题，PCB电路板在上下端具有小宽度的净空区，满足窄边框的要求，解决了全金属环限制下设计出高屏占比的技术难题，其频带多，辐射效率高，窄边框，保持了完整的金属环不损坏，非常适用于现代手机。

附图说明

图1为本发明全金属环窄边框4G智能机天线的正面结构示意图；

图2为本发明全金属环窄边框4G智能机天线的背面结构示意图；

图3为本发明中匹配电路的结构示意图；

图4为本发明中仿真与实物S₁₁参数比较图；

图5为本发明中实物测试效率与增益图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明的全金属环窄边框4G智能机天线作进一步详细说明。

如图所示，本发明的全金属环窄边框4G智能机天线，包括PCB电路板1以及位于PCB电路板表面的系统地板2，PCB电路板1外围环绕有金属环8，金属环为厚度为0.3mm，高度为5mm的铜皮制成，金属环8 与PCB电路板1之间具有间隙3，PCB电路板1的顶端和底端均设置有用于天线匹配调节的净空，净空区域宽度为5mm，符合对窄边框手机的要求；金属环2上设置有将金属环分割为两个环天线的馈电端口4，两个环天线的基模与高次模共同覆盖六个频段，还包括一个用于接地的接地金属片5以及一个由电容元件6与电感元件7并联构成的匹配电路，具体地说电容元件6与电感元件7的两端还分别设置有一片连接金属片，连接金属片与馈电枝节将完整的金属环分隔成两个环天线，馈电枝节直馈于金属环上，匹配电路设置在接地金属片5与系统地板2之间；金属环8与匹配电路共同组成天线的辐射单元，电容元件6与电感元件 7的自谐振影响双环天线在低频处的输入阻抗值，使其在低频的频段的谐振点增加，即与双环天线所覆盖的频段一起覆盖所需要的七个频段，由此在金属环与匹配电路的共同作用下，覆盖了 GSM850/900/DCS/PCS/UMTS2100/LTE2300/2500七个工作频段。

经过实践证明，图4表示仿真与实物S₁₁参数比较图，可以看出方针与实测的结果一致，且匹配良好，图5表示实物测试效率与增益图，其值说明此天线满足应用需求。