U形多频共面手机天线的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种U形多频共面手机天线。它包括基板、阻抗匹配输入传输线、U形辐射贴片、阻抗匹配短路线、左U形枝节、右U形枝节、L形枝节、L形接地线、右矩形接地线、中矩形接地线、左矩形接地线、U形耦合接地线、小矩形接地板、大矩形接地板。基板的上表面设有阻抗匹配输入传输线、U形辐射贴片、阻抗匹配短路线、左U形枝节、右U形枝节、L形枝节、L形接地线、右矩形接地线、中矩形接地线、左矩形接地线、U形耦合接地线、小矩形接地板、大矩形接地板。该天线是通过阻抗匹配输入传输线和阻抗匹配短路线进行耦合馈电的。本发明具有多频带，结构简单，体积小，质量轻，易于制作及便于集成等优点，在手机中有很好的应用前景。
【专利说明】U形多频共面手机天线
【技术领域】
[0001]本发明涉及天线，尤其涉及一种U形多频共面手机天线。
【背景技术】
[0002]根据联合国国际电信联盟(ITU)日前发布的最新统计报告显示，截至2011年年底，全球手机用户总量已经达到59亿，而全球人口为70亿，这份手机用户量的报告说明移动通信已深入到全球公众的日常生活当中，移动手机成为最为普及的一项电子产品之一，而在全球所有手机用户中，移动宽带用户将近12亿，在过去四年中，全球移动宽带用户量正以每年45%高速增长，截至到目前，全球移动宽带用户数与固话宽带用户数比率已达到2:1，这明移动宽带的时代已经来临。在全球，为推动移动宽带产业的发展，世界上已经有159个国家和地区推出了 3G移动通信网络，虽然目前2G网络的覆盖范围仍是3G网络的两倍，但可以相信在不远的将来3G网络将会达到或者超过2G网络的覆盖范围。
[0003]伴随着3G网络广泛建设，以及LTE和WiMAX标准的兴起，移动通信系统正向着4G时代稳步迈进，移动手机也向着互联网娱乐型终端的方向发展，而手机天线作为手机终端中一个极其重要的组成部分，制约着手机无线传输的整体性能，传统的手机天线已经不能满足4G无线通信:多频带和宽频化的要求，各种小型化LTE手机天线已经成为时下通信业研究的热点，因此在手机天线小型化、多频化和宽带化方向上的探讨和研究显然有着重要的意义。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种U形多频共面手机天线，技术方案如下:
U形多频共面手机天线包括基板、阻抗匹配输入传输线、U形辐射贴片、阻抗匹配短路线、左U形枝节、右U形枝节、L形枝节、L形接地线、右矩形接地线、中矩形接地线、左矩形接地线、U形耦合接地线、小矩形接地板、大矩形接地板；基板的上表面设有阻抗匹配输入传输线、U形辐射贴片、阻抗匹配短路线、左U形枝节、右U形枝节、L形枝节、L形接地线、右矩形接地线、中矩形接地线、左矩形接地线、U形耦合接地线、小矩形接地板、大矩形接地板；阻抗匹配输入传输线的右下侧和U形辐射贴片的下端边相连，U形辐射贴片的开口向左，阻抗匹配短路线左侧中点处和左U形枝节的下端边相连，左U形枝节的开口向右，左U形枝节的上端边和右U形枝节的左端边左侧相连，右U形枝节的开口向上，右U形枝节右端边一侧和L形枝节的长边右端面相连，右U形枝节右端边的另一侧和L形接地线的短边左端面相连，L形接地线的长边下端面和小矩形接地板右上端相连，右U形枝节上端、L形枝节上端和L形接地线上端均和基板的上端相连，右矩形接地线的左端和右U形枝节的右下侧面相连，右矩形接地线的右端和小矩形接地板的左上侧面相连，中矩形接地线的上端和右U形枝节的底边中点处相连，中矩形接地线的下端和大矩形接地板的上端右侧相连，左矩形接地线的上端右侧和U形耦合接地线上端边相连，U形耦合接地线的开口向左，左矩形接地线的下端和大矩形接地板的左上端点相连，小矩形接地板的下端和大矩形接地板的上端相连，小矩形接地板的右端和基板的右端重合，大矩形接地板的底端和基板的底端重合。
[0005]所述的基板为玻璃纤维环氧树脂材料,基板的长度为121.6mm~122mm,宽度为60mm~61_。所述的阻抗匹配输入传输线的长为9mnTl0mm,宽为lmnTl.2_。所述的U形辐射贴片由下矩形金属片、右矩形金属片和上矩形金属片连接而成，下矩形金属片的长为17mnTl8mm,下矩形金属片的宽为4mnT5mm,右矩形金属片的长为5mnT6mm,右矩形金属片的宽为4mnT5mm,上矩形金属片的长为16mnTl7mm,上矩形金属片的宽为2mnT3mm。所述的阻抗匹配短路线的长为7mnT8mm,宽为lmnTl.2mm。所述的左U形枝节上边长为36mnT37mm,上边宽为2臟，左边长为9臟~ICtam,左边宽为ImnTl.2臟，下边长为11臟~12臟，下边宽为lmnTl.2mm ;所述的右U形枝节的左边长为15mnTl6mm,左边宽为lmnTl.2mm,下边长为5mm-6mm,下边宽为2mm,右边长为右边宽为2mm ;所述的L形枝节的长边的长为46mnT47mm,长边的宽为lmnTl.2mm,短边的长为4mnT5mm,短边的宽为lmnTl.2mm。所述的L形接地线的左边长为9mnTl0mm,左边宽为lmnTl.2mm,下边长为IOmnTllmm,下边宽为lmnTl.2mm ;所述的右矩形接地线的长为2mnT3mm,宽为lmnTl.2mm ;所述的中矩形接地线的长为6mnT7mm,宽为lmnTl.2mm ;所述的左矩形接地线的长为5mnT6mm,宽为lmnTl.2mmο所述的U形稱合接地线的上边长为22mnT23mm,上边宽为0.5mnTlmm,右边长为3mm^3.5mm,右边宽为2_~2.5mm,下边长为下边宽为0.5mnTlmm。所述的小矩形接地板的长为IOmnTllmm,宽为7mnT8mm ;所述的大矩形接地板的长为100mnTl02mm,宽为 60mnr"61mm。
[0006]本发明的U形多频共面手机天线具有多频带，结构简单，体积小，质量轻，易于制作及便于集成等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是U形多频共面手机天线的结构示意图；
图2是U形多频共面手机天线的回波损耗图；
图3是天线在0.75GHz时的E面辐射方向图；
图4是天线在0.75GHz时的H面辐射方向图；
图5是天线在2.6GHz时的E面辐射方向图；
图6是天线在2.6GHz时的H面辐射方向图；
图7是天线在3.5GHz时的E面辐射方向图；
图8是天线在3.5GHz时的H面辐射方向图。
【具体实施方式】
[0008]如图1所示，U形多频共面手机天线，其特征在于包括基板1、阻抗匹配输入传输线2、U形辐射贴片3、阻抗匹配短路线4、左U形枝节5、右U形枝节6、L形枝节7、L形接地线8、右矩形接地线9、中矩形接地线10、左矩形接地线11、U形耦合接地线12、小矩形接地板13、大矩形接地板14 ;基板I的上表面设有阻抗匹配输入传输线2、U形辐射贴片3、阻抗匹配短路线4、左U形枝节5、右U形枝节6、L形枝节7、L形接地线8、右矩形接地线9、中矩形接地线10、左矩形接地线11、U形耦合接地线12、小矩形接地板13、大矩形接地板14 ;阻抗匹配输入传输线2的右下侧和U形辐射贴片3的下端边相连，U形辐射贴片3的开口向左，阻抗匹配短路线4左侧中点处和左U形枝节5的下端边相连，左U形枝节5的开口向右，左U形枝节5的上端边和右U形枝节6的左端边左侧相连，右U形枝节6的开口向上，右U形枝节6右端边一侧和L形枝节7的长边右端面相连，右U形枝节6右端边的另一侧和L形接地线8的短边左端面相连，L形接地线8的长边下端面和小矩形接地板13右上端相连，右U形枝节6上端、L形枝节7上端和L形接地线8上端均和基板I的上端相连，右矩形接地线9的左端和右U形枝节6的右下侧面相连，右矩形接地线9的右端和小矩形接地板13的左上侧面相连，中矩形接地线10的上端和右U形枝节6的底边中点处相连，中矩形接地线10的下端和大矩形接地板14的上端右侧相连，左矩形接地线11的上端右侧和U形耦合接地线12上端边相连，U形耦合接地线12的开口向左，左矩形接地线11的下端和大矩形接地板14的左上端点相连，小矩形接地板13的下端和大矩形接地板14的上端相连，小矩形接地板13的右端和基板I的右端重合，大矩形接地板14的底端和基板I的底端重合。
[0009]所述的基板I为玻璃纤维环氧树脂材料，基板I的长度为121.6mm~122_，宽度为60mm~61mm。所述的阻抗匹配输入传输线2的长为9mnTl0mm,宽为lmnTl.2mm。所述的U形辐射贴片3由下矩形金属片、右矩形金属片和上矩形金属片连接而成，下矩形金属片的长为17mnTl8mm,下矩形金属片的宽为4mnT5mm,右矩形金属片的长为5mnT6mm,右矩形金属片的宽为4mnT5mm,上矩形金属片的长为16mnTl7mm,上矩形金属片的宽为2mnT3mm。所述的阻抗匹配短路线4的长为7mnT8mm,宽为lmnTl.2mm。所述的左U形枝节5上边长为36臟~37臟，上边宽为ImnTl.2臟，左边长为9臟~ICtam,左边宽为ImnTl.2臟，下边长为llmnTl2mm,下边宽为lmnTl.2mm ;所述的右U形枝节6的左边长为15mnTl6mm,左边宽为2mm,下边长为5mm~6mm,下边宽为2mm,右边长为15mm~16mm,右边宽为lmnTl.2mm ;所述的L形枝节7的长边的长为46mnT47mm,长边的宽为lmnTl.2mm,短边的长为4mnT5mm,短边的宽为lmnTl.2mm。所述的L形接地线8的左边长为9mnTl0mm,左边宽为lmnTl.2mm,下边长为IOmnTllmm,下边宽为lmnTl.2mm ;所述的右矩形接地线9的长为2mnT3mm,宽为lmnTl.2mm ;所述的中矩形接地线10的长为6mnT7mm,宽为lmnTl.2mm ;所述的左矩形接地线11的长为5mnT6mm,宽为lmnTl.2mm。所述的U形稱合接地线12的上边长为22mm~23mm,上边宽为0.5mm^ 1mm,右边长为3mm~3.5mm,右边宽为2_~2.5mm,下边长为
下边宽为0.5mnTlmm。所述的小矩形接地板13的长为IOmnTllmm,宽为711皿^8_ ；所述的大矩形接地板14的长为100mnTl02mm,宽为60mnT61mm。
[0010]实施例1
选择介电常数为4.4的玻璃纤维环氧树脂材料制作基板，厚度为1.6mm。基板的长度为121.6mm,宽度为60mm。阻抗匹配输入传输线的长为9mm,宽为1mm。U形福射贴片由下矩形金属片、右矩形金属片和上矩形金属片连接而成，下矩形金属片的长为17_，下矩形金属片的宽为4mm,右矩形金属片的长为5mm,右矩形金属片的宽为4mm,上矩形金属片的长为16mm,上矩形金属片的宽为2mm。阻抗匹配短路线的长为7mm,宽为1mm。左U形枝节上边长为36mm,上边宽为1mm,左边长为9mm,左边宽为1mm,下边长为Ilmm,下边宽为1mm ;右U形枝节的左边长为15mm,左边宽为1mm,下边长为5mm,下边宽为1mm,右边长为15mm,右边宽为Imm ；L形枝节的长边的长为46mm,长边的宽为1mm,短边的长为4mm,短边的宽为1mm。L形接地线的左边长为9mm,左边宽为1mm,下边长为IOmm,下边宽为1mm ;右矩形接地线的长为2mm,宽为1mm ;中矩形接地线的长为6mm,宽为1mm ;左矩形接地线的长为5mm,宽为1mm。U形耦合接地线的上边长为22mm，上边宽为0.5mm,右边长为3mm，右边宽为2mm，下边长为10mm，下边宽为0.5mm。小矩形接地板的长为IOmm,宽为7mm ;大矩形接地板的长为100mm,宽为60mm。U形多频共面手机天线的各项性能指标采用CST软件进行测试分析，所得的回波损耗曲线如附图2所示，由图可见，_6dB以下的工作频段为0.69GHz?0.82GHz和2.475GHz?
3.955GHzο图3-4所示为天线在0.75GHz时的E面和H面方向图，由图可见，增益为2.7dBi，半功率波瓣宽度为102.3°。图5-6所示为天线在2.6GHz时的E面和H面方向图，由图可见，增益为4.8dBi，半功率波瓣宽度为102.5°。图7-8所示为天线在3.5GHz时的E面和H面方向图，由图可见，增益为5.3dBi，半功率波瓣宽度为28.5°。
【权利要求】
1.一种U形多频共面手机天线，其特征在于包括基板(I)、阻抗匹配输入传输线(2)、U形辐射贴片(3)、阻抗匹配短路线(4)、左U形枝节(5)、右U形枝节(6)、L形枝节(7)、L形接地线(8 )、右矩形接地线(9 )、中矩形接地线(10 )、左矩形接地线(11)、U形耦合接地线(12)、小矩形接地板(13)、大矩形接地板(14);基板(I)的上表面设有阻抗匹配输入传输线(2)、U形辐射贴片(3)、阻抗匹配短路线(4)、左U形枝节(5)、右U形枝节(6)、L形枝节(7)、L形接地线(8)、右矩形接地线(9)、中矩形接地线(10)、左矩形接地线(11 )、U形耦合接地线(12)、小矩形接地板(13)、大矩形接地板(14);阻抗匹配输入传输线(2)的右下侧和U形辐射贴片(3)的下端边相连，U形辐射贴片(3)的开口向左，阻抗匹配短路线(4)左侧中点处和左U形枝节(5)的下端边相连，左U形枝节(5)的开口向右，左U形枝节(5)的上端边和右U形枝节(6 )的左端边左侧相连，右U形枝节(6)的开口向上，右U形枝节(6 )右端边一侧和L形枝节(7)的长边右端面相连，右U形枝节(6)右端边的另一侧和L形接地线(8)的短边左端面相连，L形接地线(8)的长边下端面和小矩形接地板(13)右上端相连，右U形枝节(6 )上端、L形枝节(7 )上端和L形接地线(8 )上端均和基板(I)的上端相连，右矩形接地线(9)的左端和右U形枝节(6)的右下侧面相连，右矩形接地线(9)的右端和小矩形接地板(13)的左上侧面相连，中矩形接地线(10)的上端和右U形枝节(6)的底边中点处相连，中矩形接地线(10)的下端和大矩形接地板(14)的上端右侧相连，左矩形接地线(11)的上端右侧和U形耦合接地线(12)上端边相连，U形耦合接地线(12)的开口向左，左矩形接地线(11)的下端和大矩形接地板(14)的左上端点相连，小矩形接地板(13)的下端和大矩形接地板(14)的上端相连，小矩形接地板(13)的右端和基板(I)的右端重合，大矩形接地板(14)的底端和基板(I)的底端重合。
2.根据权利要求1所述的一种U形多频共面手机天线，其特征在于所述的基板(I)为玻璃纤维环氧树脂材料，基板(I)的长度为121.6mm~122mm,宽度为60mm~61mm。
3.根据权利要求1所述的一种U形多频共面手机天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入传输线(2)的长为宽为2mm。
4.根据权利要求1所述的一种U形多频共面手机天线，其特征在于所述的U形辐射贴片(3)由下矩形金属片、右矩形金属片和上矩形金属片连接而成，下矩形金属片的长为17mm~l8mm,下矩形金属片的宽为4mm~5mm,右矩形金属片的长为5mm~6mm,右矩形金属片的宽为4mm~5mm,上矩形金属片的长为16mm~l7mm,上矩形金属片的宽为2mm~3mm。
5.根据权利要求1所述的一种U形多频共面手机天线，其特征在于所述的阻抗匹配短路线(4)的长为7mm~8mm,宽为2mm。
6.根据权利要求1所述的一种U形多频共面手机天线，其特征在于所述的左U形枝节(5)上边长为36mm~37mm,上边宽为1mm~1.2mm,左边长为9mm~l0mm,左边宽为1mm~l.2mm,下边长为llmm~l2mm,下边宽为1mm~l.2mm ;所述的右U形枝节(6)的左边长为15mm~l6mm,左边宽为1mm~1.2mm,下边长为5mm~6mm,下边宽为1mm~l.2mm,右边长为15mm~16mm,右边宽为1mm~l.2mm ;所述的L形枝节(7)的长边的长为46mm~47mm,长边的宽为1mm~l.2mm,短边的长为4mm~5mm,短边的宽为1mm~l.2mm。
7.根据权利要求1所述的一种U形多频共面手机天线，其特征在于所述的L形接地线(8)的左边长为9mm~10mm,左边宽为1mm~1.2mm，下边长为10mm~11mm,下边宽为1mm~1.2mm；所述的右矩形接地线(9)的长为2mm~3mm,宽为1mm~l.2mm ;所述的中矩形接地线(10)的长为6mnT7mm，宽为lmnTl.2mm ;所述的左矩形接地线(11)的长为5mnT6mm，宽为ImnT1.2mm。
8.根据权利要求1所述的一种U形多频共面手机天线，其特征在于所述的U形耦合接地线(12)的上边长为22mnT23mm，上边宽为0.5mnTlmm，右边长为3mnT3.5mm，右边宽为2mm~2.5mm，下边长为IOmm~11mm，下边宽为0.5mm~Imm0
9.根据权利要求1所述的一种U形多频共面手机天线，其特征在于所述的小矩形接地板(13)的长为lOmnTllmm，宽为7mnT8mm ;所述的大矩形接地板(14)的长为100mnTl02mm，宽为 60mm^61mm。`
【文档编号】H01Q1/48GK103594787SQ201310549087
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月7日 优先权日:2013年11月7日
【发明者】李九生 申请人:中国计量学院