背腔缝隙天线结构及电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种背腔缝隙天线结构及电子设备。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，背腔缝隙天线已有相关专利，如US 6160522 A、US 4733245 A。常规背腔缝隙天线包括谐振金属腔，这个谐振金属腔具有由探针馈送的缝隙天线，但这样的空腔需要很大的空间。已经使用的另一种方法是将非谐振腔放置在谐振天线结构的周围作为微带贴片天线或有电介质窗的单极天线。这种天线已被记载于US 8125394 B2, US8773310 B2,US 20110050509 Al, US 8325094 B2。这些天线可以在便携式无线设备中使用，如移动电话，平板电脑或笔记本电脑。这种结构的其中一个优点是，由于空腔的金属壁的存在，无线接收或传输可以在无PCB上的其他元件的干扰下发生。
[0003]如图1所示，金属空腔只有一个表面壁上形成有缝隙天线，空腔尺寸为56mm*15mm*7mm。安装在设备上的示意图如图2所示，缝隙天线所在的表面壁与便携式无线设备的外壳贴合。因为缝隙天线都在金属空腔的一个表面壁上，缝隙天线所在的表面壁需要较大的面积，当天线安装到设备上时则需要占用较大的空间。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:提供一种背腔缝隙天线，占用空间小，可放置在便携式无线设备的边缘。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种背腔缝隙天线结构，包括一金属空腔，所述金属空腔为长方体型，包括四个侧面和两个端面，在相邻的第一侧面和第二侧面上形成有一个缝隙天线，所述缝隙天线在长方体的长度方向上对称设置。
[0006]本发明还涉及一种电子设备，其包括一外框和一主板，所述主板位于所述外框内，其特征在于:还包括如上所述的背腔缝隙天线结构，所述背腔缝隙天线结构位于外框和主板之间。
[0007]本发明的有益效果在于:通过在金属空腔相邻的两个侧面上设置缝隙，提高了天线的效率，减小了体积，可方便地放置在便携式无线设备的边缘；同时，可以在不受到设备上的其他导电结构的影响干扰下实现信号的接收和发送。
【附图说明】
[0008]图1为现有技术的天线结构示意图；
[0009]图2为现有技术的天线安装结构示意图；
[0010]图3为本发明的天线安装结构示意图；
[0011]图4为本发明实施例一的天线结构示意图；
[0012]图5为图1和图4所示的天线的总辐射效率；
[0013]图6为本发明实施例一的天线馈电结构示意图；
[0014]图7为本发明实施例一不同馈电位置的天线的S11 (回波损耗)；
[0015]图8为本发明实施例二中匹配网络的电路图；
[0016]图9为本发明实施例一和实施例二中天线的S11和总辐射效率；
[0017]图10为本发明实施例三的天线结构示意图；
[0018]标号说明:1、便携式无线设备；2、背腔缝隙天线；3、金属空腔；4、缝隙天线；5、天线馈电点；6、馈电电缆；7、匹配网络；8、50欧姆端口 ；9、PC-ABS材料层；
[0019]31、第一侧面；32、第二侧面；33、第三侧面；
[0020]41、第一分支；42、第二分支；43、第三分支；44、第四分支；
[0021]61、内导体；62、外导体。
【具体实施方式】
[0022]为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0023]本发明最关键的构思在于:金属空腔相邻的第一侧面和第二侧面上形成有缝隙天线，缝隙天线由金属空腔激励并支持。
[0024]请参阅图4，一种背腔缝隙天线结构，包括一金属空腔3，所述金属空腔3为长方体型，包括四个侧面和两个端面，在相邻的第一侧面31和第二侧面32上形成有一个缝隙天线4，所述缝隙天线4在长方体的长度方向上对称设置。
[0025]从上述描述可知，本发明的有益效果在于:通过在金属空腔相邻的两个侧面上设置缝隙，减小了体积，可方便地放置在便携式无线设备的边缘。
[0026]进一步地，所述缝隙天线4包括第一分支41、第二分支42和第三分支43，其中第一分支41在第一侧面31，第二分支42和第三分支43在第二侧面32。
[0027]进一步地，所述第二分支42和第三分支43分别连接第一分支41的一端和另一端，且均与所述第一分支41平行。
[0028]进一步地，第二分支42和第三分支43为U形结构。
[0029]由上述描述可知，在金属空腔相邻的两个侧面上设置缝隙，提高了天线的效率。
[0030]进一步地，还包括天线馈电点5，所述天线馈电点5设于所述第一分支41上，且距离所述第一侧面31的长度方向中心线4-6mm。
[0031]进一步地，还包括与所述天线馈电点5电连接的馈电电缆6，所述馈电电缆6包括内导体61和外导体62，所述内导体61与天线馈电点5连接，所述金属空腔3第三侧面33设有一小孔，所述外导体62穿过所述金属空腔3并通过所述小孔向外延伸，所述第三侧面33和所述第一侧面31相对。
[0032]由上述描述可知，在只有一个馈电点时，可实现2.4GHz和5GHz的双无线频带谐振；同时，不需要任何额外的谐振结构，防止因金属的损失而降低天线效率。
[0033]进一步地，还包括匹配网络7，所述匹配网络7设于所述馈电电缆6与天线馈电点5之间。
[0034]由上述描述可知，提高了天线效率，可以更好地满足天线在5GHz频带的效率要求。
[0035]进一步地，还包括绝缘材料层，所述绝缘材料层覆盖所述金属空腔3的第一侧面31和第二侧面32。
[0036]进一步地，所述绝缘材料层为PC-ABS材料层9，且厚度为0.5-1.5mm。
[0037]由上述描述可知，覆盖绝缘材料层后，缝隙天线从便携式无线设备外部不可见，同时对天线起到一定的保护作用。
[0038]本发明还涉及一种电子设备，其包括一外框和一主板，所述主板位于所述外框内，其特征在于:还包括如上所述的背腔缝隙天线结构，所述背腔缝隙天线结构位于外框和主板之间。
[0039]实施例一
[0040]请参照图3-7，本发明的实施例一为:一种背腔缝隙天线结构，适用于手机、平板电脑、掌上电脑等便携式无线设备1，如图3所示，该背腔缝隙天线2可以被放置在便携式无线设备1的边缘，可以在不受到设备上的其他导电结构的影响干扰下实现信号的接收和发送，图中所示的为该背腔缝隙天线2可能的位置。
[0041]如图4所示，所述背腔缝隙天线结构包括一金属空腔3，所述金属空腔3为长方体型，包括四个侧面和两个端面，在相邻的第一侧面31和第二侧面32上形成有一个缝隙天线4，所述缝隙天线4在长方体的长度方向上对称设置。所述金属空腔3的长L为45-65mm，优选 56mm，宽 W 为 3_10mm，优选 6mm，高 Η 为 3_12mm，优选 7mm。
[0042]所述缝隙天线4包括第一分支41、第二分支42和第三分支43，其中第一分支41形成在第一侧面31，沿着金属空腔3长度方向延伸，第二分支42和第三分支43形成在第二侧面32 ;第二分支42和第三分支43分别连接第一分支41的一端和另一端，且均与