一种利用共振式馈电结构的槽缝天线的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种利用共振式馈电结构的槽缝天线，包括：槽缝、共振电路和连接线路；所述槽缝由金属边框和地电位金属板围绕形成；所述共振电路包括串联共振电路，串联共振电路的一端通过连接线路连接到所述金属边框，另一端通过连接线路连接到地电位金属板上的馈电位；所述串联共振电路包括电容器和匹配元件，匹配元件为电容器、电感器、电阻器或者导线中的任意一种或者任意多种的组合。本发明实现了金属边框呈连续性特征的手机构造，减少了传统手机制造过程中的断缝工艺和注塑工艺，美观性也得到改善；同时保证了金属手机天线的高质量信号辐射性能。
【专利说明】 一种利用共振式馈电结构的槽缝天线
【技术领域】
[0001]本发明涉及手机终端天线领域，特别涉及一种利用共振式馈电结构的槽缝天线。
【背景技术】
[0002]随着智能手机的急速发展，塑料材质的手机已经不能满足消费者的审美水平，而代表时尚、高端，且具有质感的金属材质手机将会主导手机市场的未来发展趋势。然而，手机外观利用金属材质必然会对通信信号的辐射产生干扰，降低通信质量。为解决此类问题，目前市场涌现出的边框为金属材质的手机中，绝大多数采用的是金属不连续的解决方案，即利用金属边框作为天线的一部分。
[0003]如图1所示，金属边框10采用断缝工艺，金属边框侧边有一道距离为A的断缝，地电位金属板20上的馈电位30通过连接线路31与金属边框顶边相连接，同时，金属边框顶边通过连接线路32与地电位金属板20相连接，金属边框10、地电位金属板20、馈电位30和连接线路构成了天线结构。
[0004]上述方法的好处是金属边框起到外置天线的作用，大幅提高手机天线的性能，而缺点是:首先需要采用断缝工艺，将连续的金属边框切断，增加了工艺步骤；然后，需要在金属边框的不连续部分使用注塑工艺，同样增大了手机制造成本和时间成本。
[0005]因此，全金属边框手机的设计成为各大手机生产商在研发方面大力投资的对象。然而，手机天线的信号辐射性能会在这种全金属边框包围的环境下大幅降低，因此，如何合理设计天线结构保证通信质量，是金属边框呈连续性特征的手机亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006]本发明提出一种利用共振式馈电结构的槽缝天线，解决了现有技术中为了保证通信质量金属边框采用不连续设计的问题。
[0007]本发明的技术方案是这样实现的:
[0008]一种利用共振式馈电结构的槽缝天线，包括:槽缝、共振电路和连接线路；
[0009]所述槽缝由金属边框和地电位金属板围绕形成；
[0010]所述共振电路包括串联共振电路，串联共振电路的一端通过连接线路连接到所述金属边框，另一端通过连接线路连接到地电位金属板上的馈电位；
[0011]所述串联共振电路包括电容器和匹配元件，匹配元件为电容器、电感器、电阻器或者导线中的任意一种或者任意多种的组合。
[0012]可选地，上述匹配元件中的各个元件之间可以是串联结构的组合，也可以是并联结构的组合。
[0013]可选地，所述槽缝的形状呈凹字形，槽缝两端凸起且向地电位金属板方向延伸；或者，所述槽缝的形状呈L形，槽缝的一端凸起且向地电位金属板方向延伸。
[0014]可选地，所述槽缝凸起部分水平方向上的宽度大于或者等于0.2_，所述槽缝垂直方向上的最大宽度大于或者等于5.0mm。
[0015]可选地，所述串联共振电路中的电容器与所述槽缝凸起部分的顶面的距离大于或者等于5.0_，所述电容器与金属边框较近一侧侧边的距离大于或者等于5.0_。
[0016]可选地，所述串联共振电路中的电容器在所述槽缝范围内，所述串联共振电路中的匹配元件在槽缝范围内或者传输线范围内。
[0017]可选地，所述共振电路还包括一个或者多个并联共振电路，并联共振电路一端通过连接线路连接到所述金属边框，另一端通过连接线路连接到地电位金属板，并联共振电路包括电容器和匹配元件，匹配元件为电容器、电感器、电阻器或者导线中的任意一种或者任意多种的组合。
[0018]可选地，上述匹配元件中的各个元件之间可以是串联结构的组合，也可以是并联结构的组合。
[0019]可选地，本发明的利用共振式馈电结构的槽缝天线还包括第一天线元件，第一天线元件设置在所述金属边框顶边上，且与所述串联共振电路的距离小于或者等于20.0mm。
[0020]可选地，本发明的利用共振式馈电结构的槽缝天线还包括第一天线元件，第一天线元件设置在所述地电位金属板上，且与所述串联共振电路的距离小于或者等于20.0mm。
[0021]可选地，所述第一天线元件所在平面高于或者低于所述串联共振电路所在平面。
[0022]可选地，本发明的利用共振式馈电结构的槽缝天线还包括第二天线元件，第二天线元件设置在距离所述串联共振电路较远一侧金属边框的侧边上。
[0023]可选地，所述第二天线元件距离所述金属边框顶边的距离小于15mm。
[0024]可选地，本发明的利用共振式馈电结构的槽缝天线还包括第二天线元件，第二天线元件设置在地电位金属板上。
[0025]可选地，上述利用共振式馈电结构的槽缝天线的串联共振电路中的电容器为与金属边框平行的走线。
[0026]本发明的有益效果是:
[0027](I)实现了金属边框呈连续性特征的手机构造，减少了传统手机制造过程中的断缝工艺和注塑工艺，美观性也得到改善；
[0028](2)同时保证了金属手机天线的高质量信号辐射性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为现有的不连续金属边框的手机的天线结构示意图；
[0031]图2为本发明的利用共振式馈电结构的槽缝天线的实施例一的结构示意图；
[0032]图3为本发明的利用共振式馈电结构的槽缝天线的实施例二的结构示意图；
[0033]图4为本发明的利用共振式馈电结构的槽缝天线的实施例三的结构示意图；
[0034]图5a为本发明的利用共振式馈电结构的槽缝天线的实施例四的一种结构示意图；
[0035]图5b为本发明的利用共振式馈电结构的槽缝天线的实施例四的另一种结构示意图；
[0036]图6a为本发明的利用共振式馈电结构的槽缝天线的实施例五的一种结构示意图；
[0037]图6b为本发明的利用共振式馈电结构的槽缝天线的实施例五的另一种结构示意图；
[0038]图7为本发明的利用共振式馈电结构的槽缝天线的串联共振电路的电容器的另一种实施方式的结构不意图。
【具体实施方式】
[0039]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040]现有手机的金属边框需要采用断缝工艺，然后需要在金属边框的不连续部分使用注塑工艺，增大了手机制造成本和时间成本。本发明的手机金属边框为连续性设计，而且保证了通信质量。
[0041]下面结合附图和具体实施例对本发明的利用共振式馈电结构的槽缝天线进行详细说明。
[0042]实施例一
[0043]如图2所示，本发明的利用共振式馈电结构的槽缝天线包括:槽缝300、共振电路和连接线路。上述槽缝300由金属边框100和地电位金属板200围绕形成。共振电路包括串联共振电路400，串联共振电路的一端通过连接线路连接到金属边框100，另一端通过连接线路连接到地电位金属板上的馈电位230。
[0044]本发明利用共振式馈电结构的槽缝天线摒弃了现有的不连续金属边框结构，采用由连续的金属边框和地电位金属板围绕形成的槽缝作为天线，保证了天线的高质量信号辐射性能。
[0045]串联共振电路400增强槽缝300的有效电感成分，使其在面积一定的情况下，在更低的频段工作，实现小型化特征；同时，串联共振电路400可以使槽缝300形成两个不同的电流环，第一个电流环围绕槽缝300形成，此电流环在低频段共振，第二个电流环由串联共振电路和槽缝300形成，此电流环在高频段共振，这两个共振模与地电位金属板发生耦合效应，有效地同时提高低频段和高频段的带宽性能。
[0046]串联共振电路400包括电容器401和匹配元件402，匹配元件402为电容器、电感器、电阻器或者导线中的任意一种，或者，匹配元件402为电容器、电感器、电阻器或者导线中的任意多种的组合，匹配元件402中的各个元件之间可以是串联结构的组合，也可以是并联结构的组合。
[0047]图2中电容器401和匹配元件402的连接关系和位置关系仅为示意性的，电容器401和匹配元件402的位置关系和连接关系可以互换。
[0048]图2所示的实施例一中，槽缝300的形状呈凹字形，槽缝300两端凸起且向地电位金属板200方向延伸。槽缝300还可以采用其他形式，本领域技术人员可以根据本发明的教导，对槽缝300的形状进行合理变形。
[0049]实施例二
[0050]如图3所示，本发明利用共振式馈电结构的槽缝天线的实施例二中，槽缝300的形状成L形,槽缝300的一端凸起且向地电位金属板方向延伸。
[0051]图2和图3所示槽缝300的形状为优选实施例，仅为示意性的，而不应作为对本发明保护范围的限制。
[0052]优选地，上述实施例一和实施例二中，如图2和图3所示，槽缝凸起部分310水平方向上的宽度B大于或者等于0.2mm，槽缝300垂直方向上的最大宽度C(即槽缝凸起部分310顶面311到金属边框100顶边101的距离)大于或者等于5.0mm。本实施例的槽缝结构有效的活用了手机的内部空间，使槽缝的面积得以延伸，增强天线的辐射性能。
[0053]优选地，上述实施例一和实施例二中，如图2和图3所示，串联共振电路400中的电容器401与槽缝凸起部分310的顶面311的距离F大于或者等于5.0mm,上述电容器401与金属边框较近一侧侧边的距离G大于或者等于5.0mm0本实施例中，电容器有效的成为天线的一部分，增强槽缝天线在高频段的带宽性能。图2或图3中，电容器401与金属边框较近一侧侧边为左侧边，该结构仅为示意性的，根据具体设计可以在左侧，也可以在右侧。
[0054]传输线为现有天线设计时设置匹配元件的区域，传输线的信号线两边设置地线，保证信号能量传输的最大化。优选地，上述各个实施例中，串联共振电路400中的电容器401在所述槽缝范围内，串联共振电路中的匹配元件402在槽缝范围内或者传输线范围内。
[0055]实施例三
[0056]在上述实施例一、实施例二及其优选实施例的基础上，优选地，本发明的利用共振式馈电结构的槽缝天线的共振电路还包括一个或者多个并联共振电路，并联共振电路一端通过连接线路连接到所述金属边框，另一端通过连接线路连接到地电位金属板。
[0057]并联共振电路包括电容器和匹配元件，匹配元件为电容器、电感器、电阻器或者导线中的任意一种，或者，匹配元件为电容器、电感器、电阻器或者导线中的任意多种的组合，匹配元件中的各个元件之间可以是串联结构的组合，也可以是并联结构的组合。
[0058]图4所示实施例三给出的是三个并联共振电路的结构，三个并联共振电路分别包括电容器501和匹配元件502，第一并联共振电路510设置串联共振电路400的左侧，第二并联共振电路520位于串联共振电路400的右侧，第三并联共振电路530 —端通过连接线路连接到金属边框100的侧边102，另一端通过连接线路连接到地电位金属板200。
[0059]靠近串联共振电路400的并联共振电路510可以进一步实现槽缝300的小型化，同时控制高频段共振的耦合特性；并联共振电路520控制槽缝300在高频段的谐振点；并联共振电路530控制槽缝300的高次谐振点，提高其在高频段的带宽性能。
[0060]图4中示出的多个并联共振电路的结构仅为示意性的，本领域技术人员可以根据本发明的教导设计其他形式的一个或者多个并联共振电路的结构。
[0061]图4中电容器501和匹配元件502的连接关系和位置关系仅为示意性的，电容器501和匹配元件502的位置关系和连接关系可以互换。
[0062]实施例四
[0063]在上述实施例一至三及其优选实施例基础上，优选地，本发明的利用共振式馈电结构的槽缝天线还包括第一天线元件600，第一天线元件600通过连接线路设置在金属边框顶边101上或者地电位金属板200上，且与串联共振电路400的距离D小于或者等于20.0_。通过在金属边框上设置天线元件可以起到替代并联共振电路的作用。
[0064]图5a示出了实施例四的一种结构，第一天线元件600通过连接线路设置在金属边框顶边101上；图5b示出了实施例四的另一种结构，第一天线元件600通过连接线路设置在地电位金属板200上。上述两种结构中，第一天线元件600与串联共振电路400的距离D小于或者等于20.0mm。
[0065]优选地，第一天线元件600所在平面高于或者低于串联共振电路300所在平面。
[0066]实施例五
[0067]在上述实施例四及其优选实施例基础上，优选地，本发明的利用共振式馈电结构的槽缝天线还包括第二天线元件700，第二天线元件700通过连接线路设置在距离串联共振电路300较远一侧金属边框的侧边102上或者地电位金属板200上。
[0068]由于第一天线元件600有两种设计结构，本实施例仅以图5a中第一天线元件的结构进行说明，图5b中第一天线元件的结构也适用于本实施例。如图6a所示，第二天线元件700通过连接线路设置在距离串联共振电路300较远一侧金属边框的侧边102上。在该实施例中，第二天线元件700距离所述金属边框顶边101的距离E小于15mm。
[0069]图6a中槽缝天线的结构仅为示意性的，距离串联共振电路300较远一侧金属边框的侧边102位于右边框，当然，根据串联共振电路300的位置设置，较远一侧金属边框的侧边还可以位于左边框。
[0070]图6b示出了本实施例中第二天线元件的另一种结构，第二天线元件700通过连接线路设置地电位金属板200上。
[0071]第一天线元件600有两种结构设计，第二天线元件700也有两种结构设计，上述多种结构之间的组合均应包含在本发明的保护范围之内。
[0072]本申请上述实施例中，串联共振电路300中的电容器401可以通过现有的电容器来实现，如图7所示，电容器401也可以通过与金属边框平行的走线实现，走线与其平行的金属边框之间能够产生寄生电容效应，因此，只要是实现电容器功能的其他变形或者改进都属于本申请的保护范围。
[0073]本发明提出了一种利用共振式馈电结构的槽缝天线，实现了金属边框呈连续性特征的手机构造，减少了传统手机制造过程中的断缝工艺和注塑工艺，美观性也得到改善；同时保证了金属手机天线的高质量信号辐射性能。
[0074]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种利用共振式馈电结构的槽缝天线，其特征在于，包括:槽缝、共振电路和连接线路； 所述槽缝由金属边框和地电位金属板围绕形成； 所述共振电路包括串联共振电路，串联共振电路的一端通过连接线路连接到所述金属边框，另一端通过连接线路连接到地电位金属板上的馈电位； 所述串联共振电路包括电容器和匹配元件，匹配元件为电容器、电感器、电阻器或者导线中的任意一种或者任意多种的组合。
2.如权利要求1所述的利用共振式馈电结构的槽缝天线，其特征在于，所述槽缝的形状呈凹字形，槽缝两端凸起且向地电位金属板方向延伸；或者，所述槽缝的形状呈L形，槽缝的一端凸起且向地电位金属板方向延伸。
3.如权利要求2所述的利用共振式馈电结构的槽缝天线，其特征在于，所述槽缝凸起部分水平方向上的宽度大于或者等于0.2mm，所述槽缝垂直方向上的最大宽度大于或者等于 5.0mnin
4.如权利要求1所述的利用共振式馈电结构的槽缝天线，其特征在于，所述串联共振电路中的电容器与所述槽缝凸起部分的顶面的距离大于或者等于5.0_，所述电容器与金属边框较近一侧侧边的距离大于或者等于5.0_。
5.如权利要求4所述的利用共振式馈电结构的槽缝天线，其特征在于，所述串联共振电路中的电容器在所述槽缝范围内，所述串联共振电路中的匹配元件在槽缝范围内或者传输线范围内。
6.如权利要求1所述的利用共振式馈电结构的槽缝天线，其特征在于，所述共振电路还包括一个或者多个并联共振电路，并联共振电路一端通过连接线路连接到所述金属边框，另一端通过连接线路连接到地电位金属板，并联共振电路包括电容器和匹配元件，匹配元件为电容器、电感器、电阻器或者导线中的任意一种或者任意多种的组合。
7.如权利要求1所述的利用共振式馈电结构的槽缝天线，其特征在于，还包括第一天线元件，第一天线元件设置在所述金属边框顶边上或者地电位金属板上，且与所述串联共振电路的距离小于或者等于20.0mm。
8.如权利要求7所述的利用共振式馈电结构的槽缝天线，其特征在于，所述第一天线元件所在平面高于或者低于所述串联共振电路所在平面。
9.如权利要求7所述的利用共振式馈电结构的槽缝天线，其特征在于，还包括第二天线元件，第二天线元件设置在距离所述串联共振电路较远一侧金属边框的侧边上或者地电位金属板上。
10.如权利要求9所述的利用共振式馈电结构的槽缝天线，其特征在于，所述第二天线元件设置在距离所述串联共振电路较远一侧金属边框的侧边上，所述第二天线元件距离所述金属边框顶边的距离小于15mm。
【文档编号】H01Q1/50GK104269609SQ201410497066
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】张瑞, 曲龙跃, 蓝晓羿, 张顺, 吴彦松 申请人:李文洁