一种应用于平板电脑的lte全频段天线的制作方法

文档序号:10698295阅读:446来源:国知局
一种应用于平板电脑的lte全频段天线的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种应用于平板电脑的LTE全频段天线,由天线本体、第一寄生天线、第二寄生天线构成与地耦合的单极子天线,其利用第一寄生天线内完全包裹天线本体,与天线本体通过耦合产生低频,并在天线背部增加改善高频的第二寄生天线。本发明不仅覆盖了常用的2G/3G/4G频段,且包含了Band11、Band 21、Band 22/Band 42/Band 43,以此覆盖了LTE所有的Band,实现了S11值在693MHz?3800MHz都小于?5dB。与现有技术相比,本发明结构特殊,形式简单,易于实现,实现了全频段的覆盖。
【专利说明】
一种应用于平板电脑的LTE全频段天线
技术领域
[0001]本发明涉及天线,具体涉及的是一种应用于平板电脑的LTE全频段天线。
【背景技术】
[0002]平板电脑是一种小型、方便携带的个人电脑,以触摸屏作为基本的输入设备。用户可以通过内建的手写识别、屏幕上的软键盘、语音识别实现输入。
[0003]随着电子技术以及通信技术的快速发展,通过平板电脑实现联网和拨打电话已成为可能。对于平板电脑而言,其与外界通信的电气性能很大程度上依赖于天线,好的天线可以增加平板电脑获得的信号强度和数据通信的速率,因此天线性能的好坏直接关系到平板电脑的整机性能。
[0004]但是随着移动通信网络的快速发展,不同的移动运营商使用的网络各不相同,有GSM、CDMA、WCDMA、3G、4G等通信网络,而通常不同的通信网络需要占用不同的频谱资源,因此对应存在众多不同的网络通信频段,这对于平板电脑而言,要使其天线覆盖如此宽的频段范围,满足其在全频段网络中正常联网和拨打电话是目前亟待解决的问题。

【发明内容】

[0005]为此,本发明的目的在于提供一种应用于平板电脑的LTE全频段天线。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0007]—种应用于平板电脑的LTE全频段天线,包括安装于平板电脑中的主板,所述主板一端设置有一净空区,所述净空区设置有一支架,所述支架为一矩形基材板,其正面印刷有天线本体和与本体耦合产生低频的第一寄生天线,背面印刷有用于改善天线本体高频谐振的第二寄生天线,且所述天线本体完全包裹于第一寄生天线内,所述天线本体、第一寄生天线、第二寄生天线构成与地耦合的单极子天线。
[0008]优选地,所述支架的前侧面印刷有与天线本体连接为一体的馈电点以及与所述第一寄生天线连接为一体的寄生回地点,且所述馈电点与寄生回地点之间形成有间隙。
[0009]优选地,所述第一寄生天线包括有第一分支和第二分支。
[0010]优选地,所述支架的后侧面上印刷有第四分支、第五分支、第六分支和第七分支;所述第四分支与天线本体连接为一体。
[0011]优选地,所述支架的背面印刷有第三分支,所述第三分支一端通过第五分支与第一分支连接,另一端与第六分支连接,且第一寄生天线、第五分支、第三分支及第六分支连接为一体。
[0012]优选地,所述第三分支、第六分支与第四分支之间形成有缝隙。
[0013]优选地,所述支架中还设置有一喇叭,该喇叭与天线本体之间间距为6mm。
[0014]优选地,所述支架为介电常数4.3、正切角损耗0.025的FR4基材板。
[0015]本发明提供的LTE全频段天线,由天线本体、第一寄生天线、第二寄生天线构成与地耦合的单极子天线,其利用第一寄生天线内完全包裹天线本体,与天线本体通过耦合产生低频,并在天线背部增加改善高频的第二寄生天线。本发明不仅覆盖了常用的2G/3G/4G频段,且包含了Band IUBand 21、Band22/Band 42/Band 43,以此覆盖了LTE所有的Band,实现了Sll值在693MHz-3800MHz都小于-5dB。与现有技术相比,本发明结构特殊,形式简单,易于实现,实现了全频段的覆盖。
【附图说明】
[0016]图1为本发明天线的平面正面示意图;
[0017]图2为本发明天线的平面背面示意图;
[0018]图3为本发明支架基材的正面结构示意图;
[0019]图4为本发明支架基材的背面结构示意图;
[0020]图5为本发明天线的电压驻波比模拟示意图;
[0021 ]图6为本发明天线匹配电路图;
[0022]图7、图8、图9、图10、图11、图12均为本发明重要枝节对天线驻波影响的对比示意图。
[0023]图中标识说明:主板10、净空区11、支架20、正面21、天线本体211、第一寄生天线212、第一分支2121、第二分支2122、背面22、第二寄生天线221、第三分支222、前侧面23、馈电点231、寄生回地点232、后侧面24、第四分支241、第五分支242、第六分支243、第七分支244、喇叭25、缝隙30。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0025]针对目前平板电脑等终端设备的天线无法实现全频段覆盖的问题,本发明提供了一种LTE全频段天线的设计方案。
[0026]请参阅图1?图4所示,本发明所述的LTE全频段天线,主要用于平板电脑中。在平板电脑中安装有主板10,在主板10的一端设置有一个净空区11,在该净空区11中对应设置有一个矩形基材板制成的支架20,其中所述支架20是由介电常数为4.3、正切角损耗为
0.025的FR4基材板制成。
[0027]本实施例中主板10尺寸采用目前常用的9.7英寸平板电脑的尺寸:150 X 240mm20在主板10的最上方有一个大小为16 X 150mm2的净空区11,天线被放置在净空区11上,期对应尺寸为90 X 16 X 3.6mm3的FR4(介电常数4.3和正切角损耗0.025)支架上,天线尺寸为57X 16 X 3.6mm3。
[0028]FR4基材板制成的支架20,包括有正面21、背面22、前侧面23、后侧面24以及左右两侧面,且支架20中设置有一个喇叭25。
[0029]其中支架20的正面21印刷有天线本体211和与本体耦合产生低频的第一寄生天线212,所述第一寄生天线212包括有第一分支2121和第二分支2122。支架20中设置有的喇叭25与天线本体211之间间距为6mm。
[0030]支架20的前侧面23印刷有与天线本体211连接为一体的馈电点231以及与所述第一寄生天线212连接为一体的寄生回地点232,且所述馈电点231与寄生回地点232之间形成有间隙。
[0031]支架20的后侧面24上印刷有第四分支241、第五分支242、第六分支243和第七分支244;所述第四分支241与天线本体211连接为一体;
[0032]支架20的背面22印刷有第二寄生天线221及第三分支222。所述第二寄生天线221用于改善天线本体211的高频谐振;所述第三分支222—端通过第五分支242与第一分支2121连接,另一端与第六分支243连接,且第一寄生天线212、第五分支242、第三分支222及第六分支243连接为一体;所述第三分支222、第六分支243与第四分支241之间形成有缝隙30 ο
[0033]其中,天线本体211完全包裹于第一寄生天线212内,所述天线本体211、第一寄生天线212、第二寄生天线221构成与地耦合的单极子天线。
[0034]如图5、6所示,图5为做了相应的匹配后的仿真结果,实现了 SI I值在693MHz-3800MHz都小于-5dB;图6为本设计所做的天线匹配电路图。
[0035]如图7所示,去掉背部第二寄生天线后,2GHz附近回损变差,同时高频末端浮起,因此背部第二寄生天线有效改善了高频部分的谐振。
[0036]如图8所示,喇叭与天线本体之间的距离对天线谐振在全波段都存在影响,若去掉喇叭,则会发现低频变窄,高频部分浮起,即喇叭的存在同样参与了谐振的产生。
[0037]由于本方案中,耦合缝隙的大小对于天线谐振影响很大,如图9所示,当改变馈电点和寄生回地点之间的缝隙大小时,缝隙越小,2170MHz附近的回损越浅,且3GHz部分的谐振全部浮起。
[0038]在本方案中,平板电脑的主板尺寸为150X 240mm2,为了验证本方案是否同时能适用于更小尺寸的平板电脑,于是仿真了小尺寸主板对天线的影响,如图10所示,随着主板尺寸减小,低频带宽变窄,1.4GHZ-2GHZ回损变深,同时2.6GHz变浅。。
[0039]由于本方案中谐振主要是通过单极天线与右侧寄生耦合得到的,因此他们之间的缝隙的大小决定了天线大部分的性能,如图11所示,当缝隙在原有状态基础上减小或增大时,1.4GHz-2.17GHz的回损都上升变浅,证明⑨的大小变化使得天线谐振变化非常敏感。
[0040]为了看到寄生对于天线性能的影响,去掉第一寄生天线,得到图12,可以看到,去掉第一寄生天线后,低频完全消失,高频仍然存在,说明围绕单极天线的第一寄生天线通过合适的缝隙耦合,使天线谐振出了 690MHz-960MHz的低频。
[0041]综上所述,本发明提供的LTE全频段天线,天线走线由单极加两个寄生构成,与一般单极加寄生的天线不同,其第一寄生天线(右侧寄生)完全包裹天线本体,与本体通过耦合产生了低频,而且天线背部加上了改善高频的第二寄生天线。本方案不仅覆盖了常用的2G/3G/4G频段,且包含了Band 11 和Band 21,S卩 1400_1500MHz部分,以及Band 22/Band 42/Band 43,即 3400-3600ΜΗζ/3600_3800ΜΗζ部分,以此覆盖了LTE所有的Band,实现了 SI I值在693MHz-3800MHz都小于-5dB。且在常见的几种平板大小中,性能都满足要求。
[0042]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、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种应用于平板电脑的LTE全频段天线,包括安装于平板电脑中的主板(10),其特征在于,所述主板(10)—端设置有一净空区(11),所述净空区(11)设置有一支架(20),所述支架(20)为一矩形基材板,其正面(21)印刷有天线本体(211)和与本体耦合产生低频的第一寄生天线(212),背面印刷有用于改善天线本体(211)高频谐振的第二寄生天线(221),且所述天线本体(211)完全包裹于第一寄生天线(212)内,所述天线本体(211)、第一寄生天线(212)、第二寄生天线(221)构成与地耦合的单极子天线。2.如权利要求1所述的应用于平板电脑的LTE全频段天线,其特征在于,所述支架(20)的前侧面(23)印刷有与天线本体(211)连接为一体的馈电点(231)以及与所述第一寄生天线(212)连接为一体的寄生回地点(232),且所述馈电点(231)与寄生回地点(232)之间形成有间隙。3.如权利要求2所述的应用于平板电脑的LTE全频段天线,其特征在于,所述第一寄生天线(212)包括有第一分支(2121)和第二分支(2122)。4.如权利要求3所述的应用于平板电脑的LTE全频段天线,其特征在于,所述支架(20)的后侧面(24)上印刷有第四分支(241)、第五分支(242)、第六分支(243)和第七分支(244);所述第四分支(241)与天线本体(211)连接为一体。5.如权利要求4所述的应用于平板电脑的LTE全频段天线,其特征在于,所述支架(20)的背面印刷有第三分支(222),所述第三分支(222)—端通过第五分支(242)与第一分支(2121)连接,另一端与第六分支(243)连接,且第一寄生天线(212)、第五分支(242)、第三分支(222)及第六分支(243)连接为一体。6.如权利要求5所述的应用于平板电脑的LTE全频段天线,其特征在于,所述第三分支(222)、第六分支(243)与第四分支(241)之间形成有缝隙(30)。7.如权利要求6所述的应用于平板电脑的LTE全频段天线,其特征在于,所述支架(20)中还设置有一喇叭(25),该喇叭(25)与天线本体(211)之间间距为6mm。8.如权利要求7所述的应用于平板电脑的LTE全频段天线,其特征在于,所述支架(20)为介电常数4.3、正切角损耗0.025的FR4基材板。
【文档编号】H01Q1/22GK106067599SQ201610591269
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年7月26日
【发明人】吕萍, 王翟
【申请人】深圳市信维通信股份有限公司
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