用于金属外壳终端的天线结构和终端的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于金属外壳终端的天线结构，包括：金属底板组件，包括终端的金属外壳的一部分，且所述金属底板组件上设置有地和信号端；金属辐射片组件，包括终端的金属外壳的剩余部分，且所述金属辐射片组件和所述金属底板组件的相贯线处形成狭缝，其中，所述金属辐射片组件上还设置有接地点和馈电点，所述接地点和所述馈电点分别与所述金属底板组件上的地和信号端相连。本发明还提出了一种终端。通过本发明的技术方案，可以使终端实现全金属结构，并且不会影响天线的辐射效果。
【专利说明】用于金属外壳终端的天线结构和终端
【技术领域】
[0001]本发明涉及天线【技术领域】，具体而言，涉及一种用于金属外壳终端的天线结构和一种终端。
【背景技术】
[0002]为了避免对终端内天线辐射的电磁能量的屏蔽，终端外壳不能够使用过多的金属材料。然而，由于金属材料相比于塑料等更加美观、耐用，因而存在较大的使用需求。
[0003]相关技术中，提出了如在终端后盖形成缝隙天线，以解决上述的电磁能量被屏蔽的问题。然而一方面，上述方式仍无法形成全金属材料的终端外壳；另一方面，当终端的前盖与后盖之间距离较大时，将难以实现两者间的有效馈电，会导致终端结构复杂度和制造成本的急剧增加。
[0004]因此，如何在避免影响终端内部天线辐射信号的同时，使得终端能够应用全金属外壳，成为目前亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明正是基于上述问题，提出了一种新的技术方案，可以使终端实现全金属结构，并且不会影响天线的辐射效果。
[0006]有鉴于此，本发明提出了一种用于金属外壳终端的天线结构，包括:金属底板组件，包括终端的金属外壳的一部分，且所述金属底板组件上设置有地和信号端；金属辐射片组件，包括终端的金属外壳的剩余部分，且所述金属辐射片组件和所述金属底板组件的相贯线处形成狭缝，其中，所述金属辐射片组件上还设置有接地点和馈电点，所述接地点和所述馈电点分别与所述金属底板组件上的地和信号端相连。
[0007]在该技术方案中，将终端外壳在整体上分为任意两个部分，则通过在这两个部分的相邻位置(即两者的相贯线处)形成狭缝，即可利用该狭缝实现对终端内部天线的信号辐射；而由于在两个金属外部部分的所有相邻边缘都形成狭缝，使得即便终端采用全金属结构，也仍然能够有效地进行信号辐射，避免金属外壳对该辐射能量的屏蔽作用。
[0008]同时，由于终端采用整体金属结构，使得直接采用该金属外壳本身即可实现馈电，无需外加独立的馈电结构，有助于简化终端架构、降低生产成本。
[0009]在上述技术方案中，优选地，所述接地点和所述馈电点在所述狭缝处分别与所述金属底板组件上的地和信号端相连。
[0010]在该技术方案中，由于狭缝处的间距很小，窄至微米级，则通过在狭缝处进行接地和馈电，无需复杂的连接结构，即可实现有效的辐射和馈电，有助于简化终端结构。
[0011]在上述技术方案中，优选地，所述馈电点的位置在所述狭缝处可调节地连接至所述信号端。
[0012]在该技术方案中，通过馈电点的位置调节，使得能够在不改变天线外观和尺寸(gp终端的尺寸)的情况下，即可达到灵活调整天线的工作频率的效果，使得本发明有着良好的易用性。
[0013]在上述任一技术方案中，优选地，所述金属底板组件包括:所述终端的金属前盖、金属后盖的一部分、用于连接所述金属前盖和所述金属后盖的一部分的第一金属侧板组件；所述金属辐射片组件包括:所述终端的金属后盖的另一部分、用于连接所述金属前盖和所述金属后盖的另一部分的第二金属侧板组件。
[0014]在该技术方案中，作为一种较为优选的实施方式，可以将终端的金属外壳大致上分为上下两部分，且两个部分之间形成的狭缝包括金属后盖上和前盖与后盖之间的金属侧板上等，从而即便将终端的侧板制作为金属材料时，仍然能够有效避免造成对终端的天线辐射能量的屏蔽。当然，本领域技术人员应该理解的是，如果将终端外壳视为一个封闭的长方体，则通过任意方式将该长方体划分为两个部分时，都能够使得实现终端的全金属结构，且能够在一定程度上避免对终端内的天线辐射能量的屏蔽作用。
[0015]其中，终端的金属后盖被分为两个部分，并可通过任意方式对应于金属底板组件和金属辐射片组件。比如作为一种较为优选的实施例，由于终端内通常将各个硬件模块和组件设置在上半部分，而下半部分用于设置电池，则可以使得金属后盖的上半部分属于金属底板组件、下半部分属于金属辐射片组件。
[0016]在上述技术方案中，优选地，所述金属前盖上设置有地和信号端，所述第二金属侧板组件上设置有所述接地点和所述馈电点，且所述接地点和所述馈电点分别在所述第二金属侧板组件与所述金属前盖之间的狭缝处与所述金属前盖上的地和信号端相连。
[0017]在该技术方案中，由于第二金属侧板组件和金属前盖之间的狭缝很小，可以窄至微米级，则在该狭缝处进行接地和馈电时，不需要另外添加独立的结构，即可实现对终端内的天线信号的有效辐射和对狭缝构成的缝隙天线的馈电，有助于简化终端结构，且易于实现。
[0018]在上述技术方案中，优选地，所述第二金属侧板组件包括位于所述终端两侧、平行设置的第一金属侧板和第二金属侧板，以及与所述第一金属侧板和所述第二金属侧板相接的金属顶/底板；其中，所述接地点和所述金属前盖上的地在所述金属顶/底板与所述第一金属侧板或所述第二金属侧板相邻的位置形成狭缝，所述接地点和所述金属前盖上的地在该狭缝内相接的位置相互连接。
[0019]在该技术方案中，将终端外壳视为一个长方体时，作为一种较为优选的实施方式，具体提出了将接地点设置在相当于是长方体的一个顶点的位置，从而一方面设置简单，另一方面能够获得相对更好的辐射效果。其中，对于金属顶/底板与第一金属侧板或第二金属侧板相邻的位置形成的狭缝，可以窄至肉眼无法分辨的微米级。而接地点和金属前盖上的地之间形成的连接线位于该狭缝内，即连接线在该狭缝长度内不与金属顶/底板、第一金属侧板或第二金属侧板相连，使得将接地点和金属前盖上的地之间形成的连接线与馈电点所连的金属板之间被隔开。
[0020]在上述技术方案中，优选地，所述馈电点的位置位于所述金属顶/底板与所述金属前盖之间的狭缝处。
[0021]在该技术方案中，根据对金属后盖的划分方式，属于金属辐射片组件的金属后盖部分可能位于该金属后盖的上半部分或下半部分等其他部分。比如当金属辐射片组件包含金属后盖的上半部分时，则馈电点的位置可以位于终端的金属顶板与金属前盖之间的狭缝处；或者当金属辐射片组件包含金属后盖的下半部分时，则馈电点的位置可以位于终端的金属底板与金属前盖之间的狭缝处。
[0022]通过将馈电点设置在金属顶板或底板与金属前盖的狭缝处，一方面有助于简化终端结构，无需使用独立的部件来实现馈电功能；另一方面则能够帮助获得更好的激励和辐射效果。
[0023]在上述任一技术方案中，优选地，所述接地点和所述馈电点通过非片状连接件分别与所述金属前盖上的地和信号端相连。
[0024]在上述技术方案中，优选地，所述非片状连接件包括同轴电缆或微带传输线。
[0025]本发明还提出了一种终端，包括如上述技术方案中任一项所述的用于金属外壳终端的天线结构。
[0026]通过以上技术方案，可以使终端实现全金属结构，并且不会影响天线的辐射效果。【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1示出了根据本发明的一个实施例的天线结构的立体装配示意图；
[0028]图2为图1所示实施例中的各部件组合后的结构示意图；
[0029]图3为从图2所示实施例的天线结构的左侧观察时的主视图；
[0030]图4为从图2所示实施例的天线结构的左侧观察时的俯视图；
[0031]图5为从图2所示实施例的天线结构的左侧观察时的左视图；
[0032]图6示出了根据本发明的一个实施例的天线结构在2GHz附近的Sll仿真示意图；
[0033]图7至图9示出了根据本发明的一个实施例的对天线结构上的馈电点进行位置调节时的在2GHz附近的Sll仿真示意图；
[0034]图10示出了根据本发明的一个实施例的天线结构的表面电流分布情况的仿真示意图；
[0035]图11示出了根据本发明的一个实施例的天线结构的辐射方向的仿真示意图。【具体实施方式】
[0036]为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0037]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0038]图1示出了根据本发明的一个实施例的天线结构的立体装配示意图。
[0039]如图1所示，根据本发明的一个实施例的天线结构，包括:金属底板组件1，包括终端的金属外壳的一部分，且所述金属底板组件I上设置有地和信号端(图中未示出);金属辐射片组件2，包括终端的金属外壳的剩余部分，且所述金属辐射片组件2和所述金属底板组件I的相贯线3处形成狭缝，其中，所述金属辐射片组件2上还设置有接地点和馈电点(图中未示出)，所述接地点和所述馈电点分别与所述金属底板组件I上的地和信号端相连。
[0040]在该技术方案中，将终端外壳在整体上分为任意两个部分，则通过在这两个部分的相邻位置(即两者的相贯线3处)形成狭缝，即可利用该狭缝实现对终端内部天线的信号辐射；而由于在两个金属外部部分的所有相邻边缘都形成狭缝，使得即便终端采用全金属结构，也仍然能够有效地进行信号辐射，避免金属外壳对该辐射能量的屏蔽作用。
[0041]当然，作为一种较为优选的实施例，图1仅示出了从终端后壳的横向方向上进行划分时的情形；而本领域技术人员应该理解的是:显然也可以按照如终端后壳的纵向方向或其他任意方向进行划分，即如果将终端外壳视为一个封闭的长方体，则通过任意方式将该长方体划分为两个部分时，使得能够将终端外壳在整体上划分为两个部分，并利用两个部分的相邻缝隙(如图1所示的相贯线3)实现有效的辐射，从而都能够使得实现终端的全金属结构。
[0042]同时，即便按照如终端后壳的横向方向进行划分，也仍然能够存在多种具体的划分形式，则对于图1所示的优选实施例，其具体结构可以采用:
[0043]金属底板组件I包括:所述终端的金属前盖11、金属后盖12的一部分、用于连接所述金属前盖11和所述金属后盖的一部分12的第一金属侧板组件13 ;所述金属辐射片组件2包括:所述终端的金属后盖的另一部分21、用于连接所述金属前盖11和所述金属后盖的另一部分21的第二金属侧板组件22。
[0044]其中，终端的金属后盖被分为两个部分，并可通过任意方式对应于金属底板组件I和金属辐射片组件2。比如作为一种较为优选的实施例，由于终端内通常将各个硬件模块和组件设置在上半部分，而下半部分用于设置电池，则可以使得金属后盖的上半部分属于金属底板组件1、下半部分属于金属辐射片组件2。
[0045]图2为图1所示实施例中的各部件组合后的结构示意图。
[0046]如图2所示，在组合后的天线结构上，具体示出了金属辐射片组件2上设置的接地点和馈电点分别与所述金属底板组件I上的地和信号端相连的位置。
[0047]具体地，所述接地点和所述馈电点在相贯线3处分别与所述金属底板组件I上的地和信号端相连，且该实施方式可以应用于图2所示的天线结构中，或是基于本发明的其他任意天线结构中。由于相贯线3处的间距可以很小，甚至窄至微米级而使得肉眼难以识另O，则通过在相贯线3处进行接地和馈电，无需复杂的连接结构，即可实现有效的辐射和馈电，有助于简化天线和终端结构。
[0048]优选地，馈电点的位置在相贯线3处可调节地连接至信号端，则通过馈电点的位置调节，使得能够在不改变天线外观和尺寸(即终端的尺寸)的情况下，即可达到灵活调整天线的工作频率的效果，使得本发明有着良好的易用性。
[0049]对于接地点与地、馈电点与信号端之间的连接位置，下面针对如图2所示的优选实施例，并具体结合图2至图5进行详细说明。其中，图3为从图2所示实施例的天线结构的左侧观察时的主视图；图4为从图2所示实施例的天线结构的左侧观察时的俯视图；图5为从图2所示实施例的天线结构的左侧观察时的左视图。
[0050]如图所示，金属前盖11上设置有地和信号端，第二金属侧板组件22上设置有接地点和馈电点，且接地点和馈电点分别在第二金属侧板组件22与金属前盖11之间的狭缝处与金属前盖11上的地和信号端相连。
[0051]在该技术方案中，由于第二金属侧板组件22和金属前盖11之间的狭缝很小，可以窄至微米级，则在该狭缝处进行接地和馈电时，不需要另外添加独立的结构，即可实现对终端内的天线信号的有效辐射和对狭缝构成的缝隙天线的馈电，有助于简化天线结构和终端结构，且易于实现。
[0052]1、接地点和地
[0053]优选地，第二金属侧板组件22包括位于所述终端两侧、平行设置的第一金属侧板221和第二金属侧板223，以及与所述第一金属侧板221和所述第二金属侧板223相接的金属顶/底板222 ;其中,在所述金属顶/底板222与所述第一金属侧板221或所述第二金属侧板223相邻的位置形成狭缝，所述接地点和所述金属前盖11上的地在该狭缝内相互连接。
[0054]具体地，图中示出了第一金属侧板221与金属顶/底板222的相邻位置的连接点23处，以作为接地点和地的连接位置。当然，显然也可以使用如第二金属侧板223与金属顶/底板222的相邻位置的连接点(图中未标示)处。其中，金属顶/底板222与第一金属侧板221或第二金属侧板223相邻的位置形成狭缝，该狭缝即对应于连接点23处，且可以窄至肉眼无法分辨的微米级。而接地点和金属前盖11上的地之间形成的连接线(图中未具体标示)位于该狭缝内，即连接线在该狭缝长度内不与金属顶/底板222、第一金属侧板221或第二金属侧板223相连，使得将接地点和金属前盖11上的地之间形成的连接线与馈电点所连的金属板之间被隔开。
[0055]实际上，这里是将终端外壳视为一个长方体，则作为一种较为优选的实施方式，具体提出了将接地点设置在相当于是长方体的一个顶点的位置，从而一方面设置简单且不影响终端外壳的整体稳固性，另一方面能够获得相对更好的辐射效果。
[0056]比如图6示出了当接地点和地在连接点23处进行连接时，本发明的天线结构在2GHz附近的Sll仿真示意图，可以看出反射系数(Sll)在期望的频率(2GHz附近)上远小于-10dB，说明显然具有良好的辐射性能。
[0057]2、馈电点和信号端
[0058]作为一种优选的实施方式，馈电点的位置可以位于第一金属侧板221与金属前盖11之间的狭缝处，即图中所示的连接点24A处。
[0059]作为另一种优选的实施方式，馈电点的位置可以位于金属顶/底板222与金属前盖11之间的狭缝处，即图中所示的连接点24B处。
[0060]作为又一种优选的实施方式，馈电点的位置可以位于第二金属侧板223与金属前盖11之间的狭缝处，即图中所示的连接点24C处。
[0061]当然，对于相贯线3上的其他位置，显然也可以用于作为馈电点与信号端之间的连接位置；但当使用相贯线3中对应于金属辐射片组件2与金属前盖11之间的缝隙处来进行连接时，由于信号端设置在金属前盖11上，则无需其他独立的结构，仅通过简单的非片状连接件，即可实现有效连接，有助于简化天线结构。
[0062]其中，根据对金属后盖的划分方式，属于金属辐射片组件2的金属后盖部分可能位于该金属后盖的上半部分或下半部分等其他部分。比如当金属辐射片组件2包含金属后盖的上半部分时，则馈电点的位置可以位于终端的金属顶板与金属前盖11之间的狭缝处；或者当金属辐射片组件2包含金属后盖的下半部分时，则馈电点的位置可以位于终端的金属底板与金属前盖11之间的狭缝处。
[0063]图7至图9示出了根据本发明的一个实施例的对天线结构上的馈电点进行位置调节时的在2GHz附近的Sll仿真示意图。
[0064]如图所示，在实际使用该天线结构的时候，能够在不改变天线外观和尺寸(即终端的尺寸)的情况下，通过调整馈电点位置来达到灵活调整天线的工作频率的效果，使得本发明有着良好的易用性。
[0065]在上述任一技术方案中，优选地，所述接地点和所述馈电点通过非片状连接件分别与所述金属前盖11上的地和信号端相连。
[0066]在上述技术方案中，优选地，所述非片状连接件包括同轴电缆或微带传输线。
[0067]图10示出了根据本发明的一个实施例的天线结构的表面电流分布情况的仿真示意图。
[0068]如图10所示，上下金属壳体间的缝隙部分两侧，电流最强，且分布均匀，不存在明显的电流热点，故受外界影响会比较小。
[0069]图11示出了根据本发明的一个实施例的天线结构的辐射方向的仿真示意图。
[0070]如图11所示，在水平面内的辐射方向基本上是全向的，即不存在信号弱的地方，故适用于各种手持移动终端，如手机、平板手机、平板电脑等。
[0071]本发明还提出了一种终端，包括如上述技术方案中任一项所述的用于金属外壳终端的天线结构。
[0072]以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中无法在终端上使用全金属结构，因而本发明提出了一种用于金属外壳终端的天线结构和一种终端，可以使终端实现全金属结构，并且不会影响天线的辐射效果。
[0073]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于金属外壳终端的天线结构，其特征在于，包括: 金属底板组件，包括终端的金属外壳的一部分，且所述金属底板组件上设置有地和信号端; 金属辐射片组件，包括终端的金属外壳的剩余部分，且所述金属辐射片组件和所述金属底板组件的相贯线处形成狭缝， 其中，所述金属辐射片组件上还设置有接地点和馈电点，所述接地点和所述馈电点分别与所述金属底板组件上的地和信号端相连。
2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述接地点和所述馈电点在所述狭缝处分别与所述金属底板组件上的地和信号端相连。
3.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述馈电点的位置在所述狭缝处可调节地连接至所述信号端。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的天线结构，其特征在于， 所述金属底板组件包括:所述终端的金属前盖、金属后盖的一部分、用于连接所述金属前盖和所述金属后盖的一部分的第一金属侧板组件； 所述金属辐射片组件包括:所述终端的金属后盖的另一部分、用于连接所述金属前盖和所述金属后盖的另一部分的第二金属侧板组件。
5.根据权利要求4所述的天线结构，其特征在于， 所述金属前盖上设置有地和信号端，所述第二金属侧板组件上设置有所述接地点和所述馈电点，且所述接地点和所述馈电点分别在所述第二金属侧板组件与所述金属前盖之间的狭缝处与所述金属前盖上的地和信号端相连。
6.根据权利要求5所述的天线结构，其特征在于，所述第二金属侧板组件包括位于所述终端两侧、平行设置的第一金属侧板和第二金属侧板，以及与所述第一金属侧板和所述第二金属侧板相接的金属顶/底板； 其中，在所述金属顶/底板与所述第一金属侧板或所述第二金属侧板相邻的位置形成狭缝，所述接地点和所述金属前盖上的地在该狭缝内相互连接。
7.根据权利要求6所述的天线结构，其特征在于，所述馈电点的位置位于所述金属顶/底板与所述金属前盖之间的狭缝处。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的天线结构，其特征在于，所述接地点和所述馈电点通过非片状连接件分别与所述金属前盖上的地和信号端相连。
9.根据权利要求8所述的天线结构，其特征在于，所述非片状连接件包括同轴电缆或微带传输线。
10.一种终端，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的用于金属外壳终端的天线结构。
【文档编号】H01Q1/50GK103700934SQ201310688075
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】陆洋 申请人:宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司