一种多波段金属后盖集成的MIMO手机天线的制作方法

本发明涉及一种多波段金属后盖集成的MIMO手机天线。

背景技术：

移动通信发展到LTE时代，不但需要运用MIMO技术来满足越来越高的传输速率，而且需要覆盖越来越多的通信段。但手机功能的多样化所带来的多部件限制了天线的安装空间，这就对手机内置天线提出了更高的要求，不仅要满足小型化要求，还要满足多频段要求。同时，人们对手机质感、硬度以及美观和使用寿命等方面的要求越来越高，需要天线厂家生产出外表覆盖大量金属的手机。这些金属部件对天线性能的影响非常大，会让天线工作带宽变窄甚至在低频处完全没有谐振，这给天线设计造成了很大的困难。为了让其天线可以覆盖带宽很多对金属边框做截断开缝处理，这会严重影响手机的外观，或者在适当位置加开关切几次状态，这样会增加天线的损耗，使天线的辐射效率降低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种多波段金属后盖集成的MIMO手机天线，天线的工作频段覆盖了GSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900、UMTS、LTE2300、LTE2500等通信频率。工作性能良好，易于实现。适用于覆盖大量金属表面的移动通信终端，适应人们对手机外观的要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种多波段金属后盖集成的MIMO手机天线，包括介质板、金属边框、L型辐射上枝节、上馈电点、右短路点、下馈电点、L型辐射下枝节、左短路点、金属后盖，所述介质板集成在金属后盖上，所述金属边框全封闭的固定在介质板的外侧，所述金属后盖与金属边框之间有缝隙；所述金属边框与介质板被右短路点、左短路点分成对称的上下两部分，上馈电点和下馈电点分布于右短路点的上下两侧，所述的上下两部分分别与对应的上馈电点、下馈电点构成MIMO天线；所述金属后盖的上下两端设有L型辐射上枝节和L型辐射下枝节。

所述上馈电点、下馈电点与左短路点联合作用，使金属边框和金属后盖连接起来构成的辐射单元，覆盖通信频段的低频段；所述L型辐射上枝节和L型辐射下枝节覆盖通信频段的高频段。

所述右短路点隔离所述MIMO天线，提高所述MIMO天线的隔离度。

所述L型辐射上枝节和L型辐射下枝节都包括一个长L型枝节和一个短L型枝节，其中长L型枝节覆盖1810MHz频段，短L型枝节覆盖2700MHz频段。

通过调节右短路点、左短路点和上馈电点和下馈电点的位置来调节MIMO天线的低频谐振；通过调节L型辐射上枝节和L型辐射下枝节的尺寸和位置来调节天线的高频谐振。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

本发明采用了金属边框和金属后盖结构，把它们作为天线的主体。与传统手机天线相比，不占用手机内部空间，同时满足人们对金属化手机的审美需求。天线结构以平面形式和单极子天线为主，通过馈电和短路的联合作用，很好地实现了现有通信制式所需的工作频率及频率带宽。本发明具有天线结构简单，易于实现，便于金属后盖内置集成等特点，适用于移动通信终端。

附图说明

图1多波段金属后盖集成的MIMO手机天线俯视图。

图2天线的仿真和测试回波损耗曲线。

图3天线的测试方向图（0.88GHz）。

图4天线的测试方向图（1.18GHz）。

图5天线的测试方向图（2.30GHz）。

图6天线的测试方向图（2.50GHz）。

图7天线的测试增益和辐射效率。

图8天线测试相关系数。

具体实施方式

本发明的优选实施例结合附图详述如下：

参见图1，一种多波段金属后盖集成的MIMO手机天线，包括介质板1、金属边框2、L型辐射上枝节3、上馈电点4、右短路点5、下馈电点6、L型辐射下枝节7、左短路点8、金属后盖9，所述介质板1集成在金属后盖9上，所述金属边框2全封闭的固定在介质板1的外侧，所述金属后盖9与金属边框2之间有缝隙；所述金属边框2与介质板1被右短路点5、左短路点8分成对称的上下两部分，上馈电点4和下馈电点6分布于右短路点5的上下两侧，所述的上下两部分分别与对应的上馈电点4、下馈电点6构成MIMO天线；所述金属后盖9的上下两端设有L型辐射上枝节3和L型辐射下枝节7。

所述上馈电点4、下馈电点6与左短路点8联合作用，使金属边框2和金属后盖9连接起来构成的辐射单元，覆盖通信频段的低频段；所述L型辐射上枝节3和L型辐射下枝节7覆盖通信频段的高频段。

所述右短路点5隔离所述MIMO天线，提高所述MIMO天线的隔离度。

所述L型辐射上枝节3和L型辐射下枝节7都包括一个长L型枝节和一个短L型枝节，其中长L型枝节覆盖1810MHz频段，短L型枝节覆盖2700MHz频段。

通过调节右短路点5、左短路点8和上馈电点4和下馈电点6的位置来调节MIMO天线的低频谐振；通过调节L型辐射上枝节3和L型辐射下枝节7的尺寸和位置来调节天线的高频谐振。

所述金属边框2的厚度对天线性能没有影响。而介质板1的厚度、材料和尺寸对天线的谐振频率影响较大。

图2为天线测试和仿真的S曲线对比图，从图中可以看出测试的结果和仿真结果吻合的非常好。

图3、图4、图5和图6为天线辐射方向图，从图中可以看出天线的全向性较好。

图7为测试的天线增益和辐射效率图，在GSM850/900频段，天线的增益为-0.89~0.81dBi，辐射效率为33.17%~63.62%；在DCS/PCS/UMTS频段，增益为2.81~4.23dBi，辐射效率为49.56%~85.78%；在LTE2300和2500频段增益为2.09~4.80dBi，辐射效率大于57.44%。

图8为测试两个天线的相关系数，在GSM850/900频段相关系数为0.29-0.46，在DCS/PCS/UMTS频段相关系数小于0.17，在LTE2300和2500频段相关系数小于0.053。

本发明的多波段金属后盖集成的MIMO手机天线工作频段覆盖了GSM850(824-894MHz)、GSM900(880-960MHz)、DCS1800(1710-1880MHz)、PCS1900(1880-1990MHz)、UMTS(1920-2170MHz)、LTE2300(2300-2500MHz)和LTE2500(2500-2690MHz)。仿真和测试结果表明，该手机天线工作性能良好。