一种多频宽带平面手机天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种手机天线技术，特别涉及一种多频宽带平面手机天线。
【背景技术】
[0002]近三十年来，移动通信发展迅猛，经历了一代又一代的技术革新，从第一代移动通信的“大哥大”，到第二代移动通信的GSM数字手机，再到第三代移动通信的移动多媒体手机，最后到第4G多功能智能手机，手持通信设备朝着更小、更薄、更轻的方向发展，并随时随地都能够接收与传输图像、声音和数据，这就要求手持通信终端能够支持多种网络技术并能够同时在多个频段工作。天线作为手机的一个重要组成部分，同样需要满足以上要求，因此，小型化、多频化、宽带化和平面化成为了手机天线的发展趋势，同事也成为了当前研究的热点。超薄互联网娱乐型智能手机的流行，对手机天线2G/3G/4G频段的覆盖提出了更高要求，设计一种能够覆盖现有所有通信频道(包括LTE三个频段LTE700/2300/2500，ffffAN五个频段 GSM850/900/1800/1900/UMTS，WLAN 三个频段 2.4/5.2/5.8GHz, WiMAX 三个频段2.5/3.5/5.5GHz)的平面手机天线成为一种迫切需求。
[0003]近年来，随着理论和技术的不断发展，各种形式的多频天线也不断被提出，但现有手机天线存两点不足:一方面，现有多频天线只覆盖了部分通信频段，未能实现2G/3G/4G所有频段的覆盖；另一方面，为了实现天线小型化，很多手机天线设计为立体结构，不符合手机超薄的发展趋势。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种多频宽带平面手机天线，该手机天线采用弯折辐射枝节、多分枝技术和双带线耦合结构来达到小型化、多频化和宽带化的目的，从而实现了 LTE/ffffAN/WLAN/WiMAX所有通信频段的覆盖，符合了手机超薄的发展趋势。
[0005]本发明的目的通过下述技术方案实现:一种多频宽带平面手机天线，包括:金属地、设置于金属地上方的介质板、以及贴附于介质板表面的金属天线片，该金属天线片包括第一辐射单元，第二辐射单元，第三辐射单元，第四辐射单元，第五辐射单元，第六辐射单元，连接第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元、第四辐射单元的第一连接部，连接第五辐射单元和金属地的第二连接部，连接第六辐射单元和金属地的第三连接部，以及与第一连接部连接的50欧姆微带馈线。
[0006]第一辐射单元为反C形单极子，第二幅射单元为弯折半包含单极子，第三辐射单元为F形单极子，第四辐射单元为X形单极子，第五辐射单元为折叠S形枝节，第六辐射单元为反C形枝节。第一辐射单元、第二幅射单元、第三辐射单元、第四辐射单元以及第一连接部都印刷在介质板的上表面，第五辐射单元、第六辐射单元、第二连接部、第三连接部以及金属地印刷在介质板的下表面。
[0007]所述反C形单极子的下端左边缘和第一连接部的右边缘上端紧密连接，所述折叠S形枝节包括四个短枝节，折叠S形枝节下端左边缘和第二连接部的上端右边缘紧密连接。反C形单极子的下端部分和折叠S形枝节的下端部分重合，反C形单极子的上端部分被折叠S形枝节的上端部分包围起来，形成一个双带线结构以提高C形单极子和折叠S形枝节之间的耦合度。反C形单极子与折叠S形枝节相互耦合组成双带线结构主要用于700-MHz频段的覆盖。
[0008]所述四个短枝节的长度均相同，宽度均相同，沿着折叠S形枝节中部下边缘横向平行排列。四个短枝节主要用于拓展700-MHz频段的带宽。
[0009]所述弯折半包含单极子包括两个相互半包含的C形弯折枝节和两个U形弯折枝节，弯折半包含单极子的下端边缘、两个U形弯折枝节的左侧和第一连接部的最上端边缘紧密连接。所述反C形枝节的下端左边缘与呈倒L形的第三连接部的右边缘的靠近上端的位置紧密连接，反C形枝节环绕弯折半包含单极子形成双带线结构，该双带线结构主要用于2-GHz频段的覆盖。
[0010]所述两个相互半包含的C形弯折枝节相互耦合，左边的C形弯折枝节的最下端的右边缘通过两个横向并列排列的U形弯折枝节与右边的C形弯折枝节进行紧密连接。相互耦合的半包含C形弯折枝节与U形弯折枝节共同作用主要用于拓展2-GHz频段的带宽。
[0011]所述F形单极子的下边缘与第一连接部的最右侧上边缘左端紧密连接，F形单极子主要用于实现3.5-GHz频段的覆盖。
[0012]所述X形单极子下端右边缘与第一连接部左边缘紧密连接，X形单极子主要用于实现5-GHz频段的覆盖。
[0013]所述50欧姆微带馈线上端和第一连接部下端紧密连接，50欧姆微带馈线下端与同轴线内芯焊接，50欧姆微带馈线长度约为金属地长度的1/2。
[0014]所述金属地下边缘与介质板下表面下边缘重合，金属地上边缘和第二连接部下边缘、第三连接部下边缘紧密连接，金属地位于50欧姆微带馈线下端正下方的部分与同轴线外芯焊接。
[0015]本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0016]本发明的多频宽带平面手机天线其采用弯折辐射枝节、多分枝技术和双带线耦合结构，在有限的空间内合理地设置六个辐射单元来达到小型化、多频化和宽带化的目的，从而实现LTE/ffffAN/WLAN/WiMAX所有通信频段的覆盖。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的多频宽带平面手机天线的结构示意图。
[0018]图2(a)是本发明的贴附于介质板上表面的金属天线片的结构示意图。
[0019]图2(b)是本发明的多频宽带平面手机天线贴附于介质板上表面的金属天线片中弯折半包含单极子的结构示意图。
[0020]图2(c)是本发明的多频宽带平面手机天线贴附于介质板上表面的金属天线片中X形单极子的结构示意图。
[0021]图2(d)是本发明的多频宽带平面手机天线贴附于介质板上表面的金属天线片中第一连接部的结构示意图。
[0022]图3是本发明的多频宽带平面手机天线贴附于介质板下表面的金属天线片及金属地的结构示意图。
[0023]图4是本发明的多频宽带平面手机天线的回波损耗图。
[0024]图5(al)是本发明的多频宽带平面手机天线在800MHZ时的YOZ平面的辐射方向图。
[0025]图5(a2)是本发明的多频宽带平面手机天线在800MHZ时的XOZ平面的辐射方向图。
[0026]图5(a3)是本发明的多频宽带平面手机天线在800MHZ时的XOY平面的辐射方向图。
[0027]图5(bl)是本发明的多频宽带平面手机天线在2000MHZ时的YOZ平面的辐射方向图。
[0028]图5(b2)是本发明的多频宽带平面手机天线在2000MHZ时的XOZ平面的辐射方向图。
[0029]图5(b3)是本发明的多频宽带平面手机天线在2000MHZ时的XOY平面的辐射方向图。
[0030]图5 (Cl)是本发明的多频宽带平面手机天线在3500MHZ时的YOZ平面的辐射方向图。
[0031]图5(c2)是本发明的多频宽带平面手机天线在3500MHZ时的XOZ平面的辐射方向图。
[0032]图5(c3)是本发明的多频宽带平面手机天线在3500MHZ时的XOY平面的辐射方向图。
[0033]图5(dl)是本发明的多频宽带平面手机天线在5500MHZ时的YOZ平面的辐射方向图。
[0034]图5(d2)是本发明的多频宽带平面手机天线在5500MHZ时的XOZ平面的辐射方向图。
[0035]图5(d3)是本发明的多频宽带平面手机天线在5500MHZ时的XOY平面的辐射方向图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0037]实施例
[0038]如图1所示，是本发明一种多频宽带平面手机天线的结构示意图，如图1所示，本发明的多频宽带平面手机天线包括:金属地4、设置于金属地4上方的TLY-5介质板3、以及分别贴附于TLY-5介质板3上表面、下表面的金属天线片1、金属天线片2。其中，金属地4用于模拟手机的电路板。
[0039]所述TLY-5介质板3的长度为125mm，宽度为65mm，厚度为0.508mm,相对介电常数为 2.2。
[0040]如图2(a)所示，是本发明一种多频宽带平面手机天线贴附于介质板上表面的金属天线片的结构示意图，图3是本发明一种多频宽带平面手机天线贴附于介质板下表面的金属天线片及金属地的结构示意图。如图2(a)和图3所示，金属天线片I包括第一辐射单元1A、第二辐射单元1B、第三辐射单元1C、第四辐射单元1D、第一连接部IE和50欧姆微带馈线1F，六部分位于同一平面且排列在TLY-5介质板3的上表面；金属天线片2包括第五辐射单元2A、第六辐射单元2B、第二连接部2C和第三连接部2D，四部分位于同一平面且排列在TLY-5介质板3的下表面。金属天线片I横向长度为65mm,等于TLY-5介质板3的宽度。
[0041]如图2(d)所示，是本发明一种多频宽带平面手机天线贴附于介质板上表面的金属天线片中第一连接部的结构示意图。如图2(d)所示，第一连接部IE包括连接部1E1、连接部1E2、连接部1E3、连接部1E4、连接部1E5和连接部1E6。连接部IEl水平长度为7.2mm,垂直长度为0.9mm ;连接部1E2由连接部IEl右侧边缘上端点起，水平向右延伸10.3mm排列，连接部1E2线宽为0.4mm ;连接部1E3由连接部1E2上边缘右端点起，垂直向上延伸1.7mm排列，连接部1E3线宽为1.9mm;连接部1E6由连接部IEl上边缘左端点起，垂直向上延伸2.3mm排列，连接部1E6线宽为1.8mm ;连接部1E4的下边缘与连接部1E6的上边缘重合，连接部1E4的水平长度为6mm，垂直长度为0.7mm，连接部1E4左边缘距连接部1E6左边缘的水平距离为2mm;连接部1E5由连接部1E4上边缘右端点起，垂直向上延伸1.7mm排列，连接部1E5线宽为0.7mm。如图3所示，第二连接部2C由金属地4上边缘距左端点水平距离24mm处垂直向上延伸2.4mm排列，线宽为1.2mm ;第三连接部2D由金属地4上边缘距左端点水平距离13mm处垂直向上延伸4.8mm排列，连续水平向左延伸4.5mm排列，线宽为1.2臟。
[0042]如图2(a)所示，第一辐射单元IA为反C形单极子，第二幅射单元IB为弯折半包含单极子，第三辐射单元IC为F形单极子，第四辐射单元ID为X形单极子，第五辐射单元2A为折叠S形枝节，第六辐射单元2B为反C形枝节。
[0043]反C形单极子IA的展开长度为81mm,线宽为0.7mm ;反C形单极子IA由连接部1E3的右边缘上端点起，水平向右延伸39.5mm排列，连续垂直向上延伸10.3mm排列，连续水平向左延伸31.2mm排列。反C形单极子IA的右侧边缘和TLY-5介质板3的上表面右侧边缘重合。折叠S形枝节2A包括四个短枝节，折叠S形枝节2A的展开长度为129mm，线宽为1.2mm ;折叠S形枝节2A由第二