一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法
【专利摘要】本发明公开一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法，解决现有的印刷缝隙型手机天线带宽窄、尺寸大的问题。所述的缝隙位于电路板的地上，由二至三个缝隙单元连接组成阶梯形状，缝隙的左端开路。所述的馈电线采用50Ω微带线与三个金属贴片单元组合形成折合形状，并在终端开路，其开路端与缝隙的开路端指向相同的电路板侧边，馈电线的边界围绕缝隙的边界弯折，易于降低回波损耗实现宽带匹配。金属贴片在地上的投影落在缝隙的内部，不占用电路板的额外面积，保持了天线的小型化。所述的缝隙单元为矩形或者圆形或者椭圆形，所述的金属贴片单元为矩形或者圆形或者椭圆形。本发明结构简单、思路清晰、易于实现，工程应用价值很大。
【专利说明】
一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法
技术领域
[0001]本发明涉及印刷缝隙型手机天线，特别涉及一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法。
【背景技术】
[0002]印刷缝隙天线具有体积小、重量轻、易于集成等优点，在移动通信、卫星通信等领域中广泛应用。而这些通信系统的终端设备要求天线具有小型化和宽带化的特性。例如安装在手机、笔记本、智能手表等设备内的天线需要具有体积小、重量轻的小型化特性，同时要支持移动通信的第二代(Second Generat1n，2G)、第三代(Third Generat1n，3G)、第四代(Fourth Generat1n，4G)、以及无线保真(Wireless Fidelity，WiFi)等多个工作频段，这就要求天线具有多频化与宽带化的特性。应用于手机内部的天线主要有五种基本类型:安装在手机塑料外壳上的平面倒F天线(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)、单极天线以及印刷在手机电路板上的印刷PIFA、印刷单极、印刷缝隙天线。相对于其它类型天线，印刷缝隙天线具有低SAR、天线性能受人体环境影响小等优点，但是由于缺乏明确的理论模型，对于印刷缝隙天线的设计思路不清晰，目前已有的设计方法缺乏灵活性和多样性，存在面积大、带宽窄的缺点。本发明致力于解决印刷缝隙型手机天线设计中的带宽和体积的问题，提供实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法。
【发明内容】
[0003]一种实现印刷缝隙型手机天线小型化和宽带化的方法，所述的缝隙天线印刷在手机电路板上，包括三层结构:介质板、设置于介质板底面的地、设置于介质板顶面的馈电线。所述的缝隙位于电路板的地上，采用阶梯形状的一端开路一端闭合结构。所述的馈电线采用弯折、阶梯形状的开路结构。
[0004]所述的缝隙由二至三个缝隙单元连接形成阶梯形状，缝隙的一端开路另外一端闭入口 ο
[0005]所述的馈电线由50Ω微带线与三个金属贴片单元连接组成阶梯形状，所述的金属贴片在终端开路，其开路端与缝隙的开路端指向相同的电路板侧边，其特征在于阶梯状金属贴片的边界围绕缝隙的边界弯折。
[0006]本发明与现有技术相比较，具有如下突出实质性特点和显著优点:
(I)本发明的缝隙采用阶梯形状的一端开路一端闭合的阶梯结构，易于实现缝隙的小型化，同时阶梯形状可以在地上的金属部分形成阶梯形的辐射区域，易于降低回波损耗，实现宽带匹配。
[0007](2)本发明的馈电线采用阶梯形状、沿缝隙边界弯折、与缝隙同向开路的结构易于引导电流在地上沿着缝隙分布，降低回波损耗实现宽带匹配。
[0008](3)本发明的馈电线的金属贴片部分在地上的投影落在缝隙的内部，不占用电路板的额外面积，保持了天线的小型化。
【附图说明】
[0009]图1为本发明实施例1的结构示意图。
[0010]图2为本发明实施例2的结构示意图。
[0011]图3为本发明实施例3的结构示意图。
[0012]图4为本发明实施例4的结构示意图。
[0013]图5为本发明实施例5的结构示意图。
[0014]图6为本发明实施例1在s=31m时的回波损耗仿真图。
[0015]图7为本发明实施例1在s=59mm时的回波损耗仿真图。
[0016]图8为本发明实施例1在s=74mm时的回波损耗仿真图。
[0017]
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明的优选实施例作详细说明:
实施例一:
参见图1，一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法，缝隙天线印刷在手机电路板上，包括三层结构:介质板(I)、设置于介质板底面的地(2)、设置于介质板顶面的馈电线(3)。所述的缝隙位于电路板的地(2)上，由(21)和(22)两部分连接组成，其中(21)采用矩形，(22)采用圆形，二者连接形成阶梯形状，(21)在电路板的(11)侧边开路。所述的馈电线采用50 Ω微带线(30)与三个金属贴片(31)、(32)、(33)连接组成，其中(31)、(33)为矩形，(32)为圆形，三者连接形成阶梯结构，(31)的开路端指向电路板的侧边(11)，(31)、
(32),(33)在地上的投影处于缝隙(21)、(22)的内部。
[0019]在本实施例中，通过优化天线的尺寸参数可以得到极宽的带宽。
[0020]较佳的，s在 25-35_ 范围内，可以覆盖 GPS、GSM1800、GSM1900、UMTS、LTE2300、LTE2500、WiFi2000、WiFi5800、WiMax、UWB 中的多个频段。图 6 显示了 s=31mm 时的回波损耗的仿真结果。
[0021]较佳的，s在 55-75_ 范围内，可以覆盖 LTE700、GSM800、GSM900、UMTS、LTE2300、LTE2500、WiFi2000、WiFi5800、WiMax、UWB 中的多个频段。图 7 显示了 s=59mm 时的回波损耗的仿真结果，图8显示了 s=74_时的回波损耗的仿真结果。
[0022]实施例二:
参见图2，一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法，缝隙天线印刷在手机电路板上，包括三层结构:介质板(I)、设置于介质板底面的地(2)、设置于介质板顶面的馈电线(3)。所述的缝隙位于电路板的地(2)上，由(21)、(22)、(25)三部分连接组成，其中
(21)采用矩形，(22)采用圆形，二者连接形成阶梯形状，(21)在电路板的(11)侧边开路，
(25)是缝隙的横向部分在电路板纵向的延伸。所述的馈电线采用50Ω微带线(30)与三个金属贴片(31)、(32)、(33)连接组成，其中(31)、(33)为矩形，(32)为圆形，三者连接形成阶梯结构，(31)的开路端指向电路板的侧边(11)，(31)、(32)、(33)在地上的投影处于缝隙
(21)、(22)的内部。
[0023]实施例三: 参见图3，一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法，缝隙天线印刷在手机电路板上，包括三层结构:介质板(I)、设置于介质板底面的地(2)、设置于介质板顶面的馈电线(3)。所述的缝隙位于电路板的地(2)上，由(21)、(22)、(23)连接组成，其中(21)、
[23]采用矩形，(22)采用圆形，三者连接形成阶梯形状，(21)在电路板的(11)侧边开路。所述的馈电线采用50 Ω微带线(30)与三个金属贴片(31)、(32)、(33)连接组成，其中(31)、
(33)为矩形，(32)为圆形，三者连接形成阶梯结构，(31)的开路端指向电路板的侧边(11)，
(31)、(32)、(33)在地上的投影处于缝隙(21)、(22)、(23)的内部。
[0024]实施例四:
参见图4，一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法，缝隙天线印刷在手机电路板上，包括三层结构:介质板(I)、设置于介质板底面的地(2)、设置于介质板顶面的馈电线(3)。所述的缝隙位于电路板的地(2)上，由(21)和(22)两矩形连接组成阶梯结构，其中(21)在电路板的(11)侧边开路。所述的馈电线采用50Ω微带线(30)与三个矩形金属贴片(31)、(32)、(33)连接组成阶梯结构，(31)的开路端指向电路板的侧边(11)，(31)、
(32),(33)在地上的投影处于缝隙(21)、(22)的内部。
[0025]实施例五:
参见图5，一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法，缝隙天线印刷在手机电路板上，包括三层结构:介质板(I)、设置于介质板底面的地(2)、设置于介质板顶面的馈电线(3)。所述的缝隙位于电路板的地(2)上，由(21)、(22)、(23)三个矩形连接形成阶梯结构，其中(21)在电路板的(11)侧边开路。所述的馈电线采用50Ω微带线(30)与三个矩形金属贴片(31)、(32)、(33)连接组成阶梯结构，(31)的开路端指向电路板的侧边(11)，
(31)、(32)、(33)在地上的投影处于缝隙(21)、(22)、(23)的内部。
【主权项】
1.一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法，所述的缝隙型手机天线印刷在手机电路板上，包括三层结构:介质板(I)、设置于介质板底面的地(2)、设置于介质板顶面的馈电线(3)，所述的缝隙位于电路板的地(2)上，其特征在于缝隙采用阶梯形状的一端开路一端闭合的结构，馈电线(3 )采用弯折、阶梯形状的开路结构。2.根据权利I所述的一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法，其特征在于缝隙由二至三个高度不同的缝隙单元连接组成阶梯形状，其特征在于缝隙单元(21)在电路板的(11)侧边开路，缝隙单元(22)末端闭合，所述的一端开路另一端闭合的阶梯结构易于实现的缝隙的小型化，所述的阶梯形状的缝隙在电路板的地(2)上的金属部分形成阶梯形状的辐射区域，易于降低回波损耗实现宽带匹配。3.根据权利I所述的一种实现印刷缝隙型手机天线小型化与宽带化的方法，其特征在于馈电线采用50 Ω微带线(30)与三个金属贴片单元(31)、(32)、(33)组合形成阶梯形状，金属贴片单元(31)的终端开路，其特征在于(31)的开路端与缝隙(21)的开路端都指向(11)侧边，阶梯状金属贴片的边界围绕缝隙的边界弯折，易于引导地上的电流沿着缝隙边界分布，从而降低回波损耗实现宽带匹配，所述的馈电线的金属贴片(31)、(32)、(33)在地上的投影落在缝隙的内部，不占用电路板的额外面积，保持了天线的小型化。4.根据权利2所述的缝隙单元为矩形或者圆形或者椭圆形，根据权利3所述的金属贴片单元为矩形或者圆形或者椭圆形。
【文档编号】H01Q1/38GK105990673SQ201510063626
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月9日
【发明人】宗卫华
【申请人】青岛大学