一种移动终端天线以及移动终端设备的制作方法

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种移动终端天线以及移动终端设备。

背景技术：

移动终端设备为与基站或者服务器通讯，通常设置一天线。随着现有移动终端的发展，越来越多的移动电话、手持式移动平板等移动终端中采用金属外壳作为其外壳。金属外壳具有使得移动终端更薄，使用者握持感更好且外观更美观的优点。但是由于金属外壳对电磁波的屏蔽作用，其使得内置于金属外壳内的手机天线的设计成为难点。

现有技术中为解决金属外壳造成的手机天线体积减小、强电耦合、效率退化、带宽较小等问题，提出了在金属外壳后盖切割一个或多个槽以使得天线可以满足运营商频带和效率的要求，例如公开号为CN105161834A的中国专利“一种手机天线”，其，包括设置于手机后盖外表面上且处于同一表面的主地金属层和辐射金属层，所述主地金属层与辐射金属层之间设置有绝缘材料填充的缝隙，所述缝隙中设置有与所述主地金属层和辐射金属层活动连接的金属滑块，所述主地金属层与手机主板上的地线连接，作为所述手机天线的接地；所述辐射金属层上设置有馈电点，所述辐射金属层通过所述馈电点与手机主板上的馈电线连接，作为所述手机天线的辐射体。其虽然可以通过移动金属滑块以完成天线谐振频率调谐，但是手机后盖中依然存在缝隙。

又如公开号为CN103390796A的中国专利“一种手机终端天线”，天线部分，包括主天线，所述主天线包括主天线辐射本体，所述主天线辐射本体呈一端开口的盖状，所述主天线辐射本体的开口端通过绝缘介质与所述壳体的下端相连；其中，所述主天线部分还包括第一馈电部分、第一电路部分和第二电路部分，所述第一馈电部分和所述第二电路部分连接到所述主天线辐射本体与所述壳体的连接处的上端面上，所述第一电路部分连接到所述主天线辐射本体与所述壳体的连接处的下端面上，且所述馈电部分、第一电路部分和第二电路部分均连接所述壳体和所述主天线辐射本体。其通过设置三个电路部分以涵盖低频和高频，但是由于其天线结构设计，其依然不得不在手机后盖上开槽。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种可采用全金属外壳，且全金属外壳上没有任何切口或槽但是依然保证手机通信的移动终端天线。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种移动终端天线，其包括：

第一辐射体，所述第一辐射体为螺旋结构；所述第一辐射体末端接入馈电点；

第二辐射体，所述第二辐射体与第一辐射体位于同一平面且与第一辐射体末端间隔设置；

第三辐射体，所述第三辐射体设于第一辐射体下方平面且与第一辐射体中间部相对。

进一步地，所述第一辐射体为矩形螺旋结构。

进一步地，所述第一辐射体包括第一矩形边，由第一矩形边末端向下垂直延伸的第二矩形边，由第二矩形边末端向第一矩形边首端水平延伸的第三矩形边，由第三矩形边末端向上延伸的第四矩形边，由第四矩形边末端向第一矩形边末端水平延伸的第五矩形边；由第五矩形边末端向下垂直延伸的第六矩形边，由第六矩形边向第一矩形边首端水平延伸的第七矩形边。

进一步地，所述第一矩形边与第三矩形边，第一矩形边与第五矩形边，第三矩形边与第七矩形边之间间距相同。

进一步地，所述第二辐射体包括与第七矩形边相对间隔设置的第八矩形边，由第八矩形边末端垂直向上延伸的第九矩形边以及由第九矩形边末端向第一矩形边末端水平延伸的第十矩形边。

进一步地，所述第四矩形边与第九矩形边之间，所述第二矩形边与第六矩形边之间间距相同。

进一步地，所述第三辐射体还电连接有可调电容。

进一步地，所述可调电容的可调容值范围为1pF-5pF。

进一步地，所述第一辐射体在第一谐振频率以及三倍于第一谐振频率的第二谐振频率处产生谐振；所述第二辐射体在第一谐振频率和第二谐振频率之间的第三谐振频率处产生谐振。

一种移动终端设备，包括由金属材料制成的后壳，内置于后壳的集成电路板，设置于集成电路板上的所述移动终端天线。

本发明相对现有技术具有如下有益效果：

1、本发明的天线结构设计在复杂的全金属制成的手机外壳环境下依然可以实现天线的相关频段通信功能；

2、全金属手机外壳使得手机机械强度更高、外观美感度更好。

附图说明

图1为本发明移动终端天线部分结构示意图；

图2为本发明移动终端天线另一部分结构示意图；

图3为本发明移动终端设备后壳的结构示意图；

图4为本发明移动终端天线的仿真结果示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

请参照图3，图3为本发明一较佳实施例中移动终端设备的结构示意图。本实施例中，移动终端可以为常见的手机、平板电脑等设备，也可为其他需要与服务器等通信的智能手表或智能家居设备。

本实施例的移动终端设备包括一金属后壳100，该金属后壳为一个整体，金属后壳表面没有任何切口或槽，也即为通常所述的“全金属外壳”。

金属后壳大致呈长方形，其内设置有PCB板110(集成电路板)。通常来说，PCB板分为两部分，分别设置于长方形金属后壳的两短边侧。

液晶显示屏120设置于上下两侧PCB板之间，其占据了金属后壳100大约2/3空间。

在上侧PCB板上还设置有前置摄像头组件130、后置摄像头组件140、听筒组件150、耳机插孔160等。该些组件可根据移动终端设备的实际使用环境选用。在必要情况下，也可以在上下两侧PCB板上新增其他电子组件以配合使用者使用习惯。

移动终端天线200设置于金属后壳100长边与短边相交的角落中。其紧邻移动终端金属后壳长边与短边，但是不与金属后壳长边和短边相接触。

在本实施例中，移动终端天线200设置于前置摄像头组件130与金属后壳100长边之间。

由于本实施例中，金属后壳为全金属后壳，使得其对电磁波的屏蔽效应较严重。如何在此情况下依然保证移动终端的通信功能则十分考验移动终端天线的设计。

下面详述本实施例中，移动终端天线200的结构设计。

请参照图1、图2；本实施例中，移动终端天线200由三部分构成，第一辐射体210、第二辐射体220和第三辐射体230。

其中，第一辐射体210和第二辐射体220位于同一平面，第三辐射体230与第一辐射体210和第二辐射体220不处于同一平面。

在狭小的空间内，常用立体式结构设计的天线能够充分利用移动终端设备平面可利用空间小但是立体可利用空间大的特点。

并且，本实施例中，主要的谐振频段依然由第一辐射体210和第二辐射体220产生；第三辐射体230主要用于调整第一辐射体210和第二辐射体220的谐振频率和辐射强度。

这样，即使第三辐射体230位于第一辐射体210和第二辐射体220之下，依然能发挥其应有的作用，而不会被第一辐射体210和第二辐射体220影响。

第一辐射体210在本实施例中采用螺旋结构，即由内向外多圈盘旋的结构。

采用螺旋结构的第一辐射体充分利用了手机的内部平面空间，增加了天线的有效辐射面积、提高了天线的辐射效率。

第一辐射体210末端接入馈电端点210a，通过馈电端点210a直接馈上螺旋结构以产生低频。

螺旋结构的第一辐射体210还可以使得天线电流电路路径更为集中，更好的减少周围元器件，包括第二辐射体220、第三辐射体230以及前置摄像头130等对其能量的消耗。

第二辐射体220可视为第一辐射体螺旋结构的延伸，其与第一辐射体210位于同一平面，但与第二辐射体220与第一辐射体210断开设置。如此以使得电磁波可在第二辐射体220上产生一谐振模式。

第三辐射体230与第一辐射体210和第二辐射体220处于不同平面。在本实施例中，第三辐射体230位于第一辐射体210所在平面的正下方平面且与螺旋结构的第一辐射体210的中间部，也即最内的部位相对。

第三辐射体230与第一辐射体210如此的耦合结构可弥补第一辐射体210在低频段的带宽，使得天线整体表现性能更好。

下面通过几个具体实施例详细论述各辐射体的具体结构。

实施例1

本实施例中，第一辐射体210为矩形螺旋结构。其包括第一矩形边211，由第一矩形边211末端向下垂直延伸的第二矩形边212，由第二矩形边212末端向第一矩形边211首端水平延伸的第三矩形边213，由第三矩形边213末端向上延伸的第四矩形边214，由第四矩形边214末端向第一矩形边211末端水平延伸的第五矩形边215；由第五矩形边215末端向下垂直延伸的第六矩形边216，由第六矩形边216向第一矩形边211首端水平延伸的第七矩形边217。

第一辐射体210第一至第七矩形边的边宽、边长可根据需要设置。

第一辐射体210也可不仅仅局限于七条矩形边；以第一至第七矩形边的延伸规律可根据实际频率延伸更多条矩形边。

在一优选实施例中，第一矩形边211与第三矩形边213，第一矩形边211与第五矩形边215，第三矩形边213与第七矩形边217之间间距相同。

上述第一辐射体的长枝节部分可产生两个谐振模式，分别是在0.8GHZ和三倍频2.4GHZ附近。

第一辐射体210中各矩形边在电磁波传递过程中，矩形边本体可等效为电感，两相邻矩形边可等效为电容。改变矩形边的长度和宽度即可改变等效电感的电感值，改变相邻矩形边的间距即可改变等效电容值从而起到改变谐振频率和带宽的作用。

第二辐射体220包括与第七矩形217边相对间隔设置的第八矩形边221，由第八矩形边221末端垂直向上延伸的第九矩形边222以及由第九矩形边222末端向第一矩形边211末端水平延伸的第十矩形边223。

第二辐射体220的三条矩形边的延伸规律与第一辐射体210的七条矩形边延伸规律相同。但是第一辐射体的第七矩形边217与第二辐射体的第八矩形边221为断开状态。二者大致为一条直接断开后形成的两段。因此在电磁波传递过程中，第八矩形边和第七矩形边不能整体等效为一个电感，而是二者相对形成电容使得第二辐射体220具有独立的谐振频率。

第二辐射体220辐射枝节长度为谐振频率波长的四分之一。本实施例中，第二辐射体220可在1.7GHZ左右谐振。

第三辐射体230在本实施例中为一单独的矩形边。其长度与第一辐射体220的第一矩形边221大致相同。

具体来说，第三辐射体230与第一辐射体210与之耦合的部分在其平面上的投影重合。

第三辐射体230与第一矩形边221在纵向上耦合以改变电长度从而调节0.8GHZ处低频的带宽。

请参照图4，图4为本发明移动终端天线最终的仿真结果。从图4可以看出，移动终端天线在0.85GHZ、1.5GHZ附近以及2.4GHZ附近均有明显的谐振模式产生。

其中低频状态下，谐振带宽由0.81GHZ持续到0.857GHZ，带宽显著扩宽。且每个谐振频率的增益均有6dB左右，满足移动终端设备在LTE700/GSM850/900和DCS/PCS/UMTS相应频段要求。

第一辐射体210、第二辐射体220和第三辐射体230均采用导电材料制成。优选地，第一辐射体210、第二辐射体220和第三辐射体230均采用铜材料制成。

本领域技术人员可以想到，还可在本实施例示出的矩形螺旋结构基础上进行扩展，例如增加或减少矩形螺旋结构分支，略微改变矩形螺旋结构分支长度、宽度和间距等。该些扩展和变形均没有超出本申请的保护范围。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，第三辐射体230上还电连接有可调电容231。

通过调节可调电容231的电容值从而可以改变第三辐射体230与第一辐射体210的耦合效果以改善天线在低频时的性能。

低频电磁波具有频率低、波长长的特点，若采用常规的天线设计方法，天线辐射枝节长度需为低频电磁波波长的四分之一，如此导致需要较长的天线才能满足需求。

而移动终端设备中，各项电子元件排列紧凑，移动终端天线所占据的空间也十分有限。并且，由于低频电磁波较难接收，需要在一定宽度的频率范围内均能产生谐振。

通过设置可调电容并调节可调电容的电容值可以非常方便地满足上述需求。

在本实施例中，由于移动终端天线低频谐振范围为0.81GHZ-0.85GHZ，因此，可调电容电容值经过充分计算选取1pF-5pF。

若移动终端设备低频通信段为另一频段时，则可相应的调整可调电容的电容值范围。

本申请通过采用由三个辐射体构成的移动终端天线，并且合理利用移动终端设备内狭小的空间，不仅充分利用其平面空间，还充分利用其立体空间；使得移动终端设备在全金属后壳的情况下，依然能够在多个频段满足通信需求，尤其是低频段的通信需求。

并且由于移动终端设备采用了全金属后壳，无需在后壳上切槽，不仅简化外壳生产工艺、降低制造成本还提高了手机的机械强度和美观度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。