本实用新型属于通信技术领域，特别涉及一种小型金属天线及电子器件。
背景技术：
近年来无线通信技术和网络摄像机的迅速发展，使得网络摄像机的相关产品在向体积更小、性能更好的趋势发展，而产品体积的缩小，直接导致了散热的难度提高，从而需要在产品中应用较大散热片，甚至散热片基本覆盖了整个产品。在此情况下，常用的传统天线会受到散热片和相对高大的器件影响导致天线效率较低，进而降低产品的无线通信距离和质量。
现有一种网络摄像机，其利用半球形的壳体作为散热器件，导致天线很难做在内部空间，于是其在壳体前段最外侧固定了一个FR-4基材的双频天线，该双频天线的基材为FR-4，整体为圆环状，采用同轴线缆与连接器转接的方式馈电，可以做到镜头方向的方向图覆盖。这种采用传统的FR-4基材的偶极子贴壳天线，存在一定的缺陷：
1.天线效率低，天线效率的常规值为70％，而上述这种天线仅有30-40％不等的辐射效率。
2.当壳体内部空间不足时，印刷板类的天线只能利用平面空间，无法有效利用空间进行设计，进而天线结构设计受限，天线效率难以提升。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种小型金属天线，旨在解决传统的用于小体积器件中的天线效率低的技术问题。
本实用新型是这样实现的，小型金属天线，包括用于与电子器件中的金属件共形连接的底座、与所述底座弯折连接的接地枝节、与所述接地枝节弯折连接的且与所述金属件共形的辐射臂，以及分别与所述辐射臂和底座连接的第一馈点和第二馈点，所述底座、接地枝节、辐射臂、第一馈点和第二馈点一体成型。
进一步地，所述金属件为金属壳体或金属散热件。
进一步地，所述底座为金属薄片，所述底座与所述金属件面对面贴合，且通过锁紧件固定连接。
进一步地，所述接地枝节和所述辐射臂均为弯折带状的金属片，且所述接地枝节的表面与所述辐射臂的表面垂直；所述接地枝节的一端与所述底座连接，所述接地枝节的另一端与所述辐射臂连接，所述接地枝节与所述辐射臂形成蛇形弯折结构。
进一步地，所述接地枝节包括平行、共面且弯折连接的第一接地段和第二接地段，所述辐射臂包括共面且弯折连接的第一辐射段、第二辐射段和第三辐射段；
所述第一接地段与所述底座连接，所述第一接地段、所述第二接地段和所述第一辐射段依次弯折180度回转连接，所述第一辐射段与所述第二辐射段呈钝角连接，所述第二辐射段与所述第三辐射段呈钝角连接，所述第三辐射段的末端悬空。
进一步地，所述第一馈点为三角形，其较长边与所述底座连接，所述第二馈点为条形，其较短边与所述第一辐射臂连接；所述第一馈点和第二馈点在垂直于所述底座的方向上相对设置，所述第一馈点的一较短边与所述第二馈点的一较长边平行；所述第一馈点和第二馈点与所述接地枝节共面。
进一步地，所述第一馈点和所述第一接地段连接于所述底座的同一边；所述第二馈点连接于所述第一辐射段与所述第二接地段连接的一端。
进一步地，所述第一接地段和第二接地段连接的部位形成第一斜切角；所述第二接地段与所述第一辐射臂连接的部位形成避让所述第一馈点的第二斜切角。
进一步地，所述底座的下表面与所述辐射臂的上表面之间的高度小于5mm。
本实用新型的另一目的在于提供一种电子器件，包括上述任一种小型金属天线以及金属壳体或金属散热件，所述小型金属天线与所述金属壳体或金属散热件连接。
本实用新型提供的小型金属天线具有如下有益效果：
第一，该小型金属天线寄生于金属件，通过其底座与电子器件的金属件(外壳或者金属散热件)直接连接，金属件成为了该金属天线的地，参与天线的辐射，使其从有碍于天线性能的金属障碍物转变成了对天线性能无影响的地，使天线效率极大提高，解决小型电子器件安装空间小导致天线效率难以提高的问题；
第二，辐射臂与金属件共形设置，使天线在保证效率的基础上能够容置于高度有限、环境复杂的产品中，可使用在结构紧凑，且含有大量金属件的器件中且具有优良的性能；
第三，可以通过调整金属天线的尺寸和形状以适应不同产品的结构和所需的工作频率；
第四，在应用于电子器件中时，可以对辐射臂在金属件上的正投影处进行禁铺处理，以进一步增加天线的带宽。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的小型金属天线的立体结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的小型金属天线的正视图；
图3是本实用新型实施例提供的小型金属天线的侧视图；
图4是本实用新型实施例提供的小型金属天线的俯视图；
图5是本实用新型实施例提供的小型金属天线的S参数曲线图；
图6是本实用新型实施例提供的小型金属天线的效率曲线图；
图7是本实用新型实施例提供的小型金属天线的坐标系示意图；
图8是本实用新型实施例提供的小型金属天线的theta＝60°的2D方向图；
图9是本实用新型实施例提供的小型金属天线的theta＝70°的2D方向图；
图10是本实用新型实施例提供的小型金属天线的theta＝80°的2D方向图；
图11是本实用新型实施例提供的小型金属天线的theta＝90°的2D方向图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
为了说明本实用新型所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。
请参阅图1至图4，本实用新型实施例提供一种小型金属天线，用于小型电子器件中，包括用于与小型电子器件中的金属件(金属壳体或金属散热件)共形连接的底座10、与底座10弯折连接的接地枝节20、与接地枝节20弯折连接的且与金属件共形的辐射臂30，以及分别与辐射臂30和底座10连接的第一馈点40和第二馈点50，底座10、接地枝节20、辐射臂30、第一馈点40和第二馈点50一体成型。具体地，该小型金属天线为全金属一体成型的小尺寸天线，底座10与金属件面对面贴合，且通过锁紧件固定连接或焊接或铆接，底座10的形状随金属件的安装部位形状一致，通常为平面状，便于安装和加工。接地枝节20和辐射臂30依次连接并且通过弯折的方式连接形成蛇形结构，使天线尺寸控制在较小的范围内，辐射臂30的末端悬空。辐射臂30的形状与金属件共形，目的在于适应金属件的形状，使天线能够安装于空间狭小的产品中。本实施例提供的天线寄生于金属件，金属件成为了该天线的地，参与天线的辐射，使其从有碍于天线性能的金属障碍物，转变成了对天线性能无影响的地，使天线效率极大提高，进而，使天线的方向图在满足预期的情况下，保证天线的效率处于较高的水平，本实施例的天线效率为70％左右，不低于普通金属插件天线的效率。同时，该天线效率又极大地高于其他用于相似环境下的尺寸接近的小型天线的效率，传统的用于体积小且金属较多的环境下的小型天线效率仅有30-40％不等的辐射效率。
该天线的工作原理为：通过同轴电缆连接第一馈点40和第二馈点50，经由同轴电缆进行馈电，电流通过第一馈点40和第二馈点50处进行馈电，由天线的辐射臂30完成对能量的转换，将电磁波辐射至自由空间，同样，也可以通过辐射臂30接收电磁波，完成电磁波向电能的转换，由第一馈点40和第二馈点50输出电能。本实施例中的天线尺寸(第一馈点40或第二馈点50的内芯到辐射臂30最远端的长度)为1/4λ左右。
基于上述的天线结构，该小型金属天线具有如下技术效果：
第一，该小型金属天线寄生于金属件，通过其底座10与电子器件的金属件直接连接，使金属件从有碍于天线性能的金属障碍物转变成了对天线性能无影响的地，使用于小型器件中的天线的效率明显提高，解决小型电子器件安装空间小导致天线效率难以提高的问题，该天线高度可以缩小到5mm以内；
第二，底座10和辐射臂30与金属件共形设置，与金属件在结构上相匹配，可有效利用安装空间，使天线在保证效率的基础上能够容置于高度有限、环境复杂的产品中，可使用在结构紧凑，且含有大量金属件的器件中，且具有优良的性能；
第三，可以通过调整金属天线的尺寸和形状以适应不同产品的结构和所需的工作频率；
第四，在应用于电子器件中时，可以对辐射臂30在金属件上的正投影处进行禁铺处理，以进一步增加天线的带宽。
另外，金属天线与金属件连接，使天线本身参与散热，进而使其性能进一步提升。
在本实施例中，底座10为金属薄片，底座10与金属件面对面贴合，且通过螺钉、焊接或铆压等方式固定连接，同时也产生电气连接。接地枝节20和辐射臂30均为弯折带状的金属片，可以理解，金属片的长度和宽度远远大于厚度，其表面的含义是指垂直于厚度方向的面。本实施例中，接地枝节20的表面与辐射臂30的表面垂直，同时，接地枝节20的表面与底座10的表面垂直。接地枝节20的一端与底座10连接，接地枝节20的另一端与辐射臂30连接，接地枝节20与辐射臂30形成蛇形弯折结构。通过弯折连接，使得整个天线尺寸较小，且有效利用有限的空间实现更好的天线性能。
具体地，接地枝节20包括平行、共面且弯折连接的第一接地段21和第二接地段22，辐射臂30包括共面且弯折连接的第一辐射段31、第二辐射段32和第三辐射段33。第一接地段21与底座10垂直连接，具体可以自底座10的一边垂直向上弯折连接。第一接地段21、第二接地段22和第一辐射段31依次弯折180度回转连接，第一辐射段31与第二辐射段32呈钝角连接，第二辐射段32与第三辐射段33呈钝角连接，第三辐射段33的末端悬空。这样，第一辐射段31、第二辐射段32和第三辐射段33依次弯折形成类似圆弧结构，其目的在于与待装配壳体相匹配，以避免与壳体干涉，当然，在金属件的形状变化时，该各辐射段的长度和弯折角度适应变化，保证与金属件共形。
进一步地，第一馈点40和第一接地段21连接于底座10的同一边，并且第一馈点40不会超出底座10的长度范围，以适应天线的小型化需求。该第一馈点40优选为三角形，其较长边与底座10连接，第二馈点50为条形，自第一辐射段31与第二接地段22连接的一端向第一馈点40方向延伸，其较短边与第一辐射段31连接，第一馈点40和第二馈点50在垂直于底座10的方向上相对设置，并且第一馈点40的一较短边与第二馈点50的一较长边平行，第一馈点40和第二馈点50均与接地枝节20共面。这样可以有效利用空间，且便于天线的成型。
进一步地，在第一接地段21和第二接地段22连接的部位形成第一斜切角23，以避免出现尖锐部位而刮伤器件，并且可以更好地适应安装空间结构。在第二接地段22与第一辐射臂30连接的部位形成避让第一馈点40的第二斜切角24，以使第二接地段22和第一馈点40的间距更小，进而使天线的尺寸更小。
具有上述结构的小型金属天线，在满足天线效率的基础上，天线尺寸可以做的更小，作为一个实施例，天线高度为4.8mm，底座10长度为10.99mm，底座10宽度为5mm，辐射臂30的宽度为1.2mm，第三辐射段33的长度为6.6mm，底座10、接地枝节20和辐射臂30的厚度为0.3mm，天线总长度小于20mm，总宽度小于15mm，总高度小于5mm。现有插件天线最矮为6.8mm左右。由于该天线高度较小，因此可以在辐射臂30的正投影下方对金属件进行禁铺处理，以增大带宽，可以达到150MHz左右，满足使用需求。如不禁铺也可获得较好的辐射性能，但天线的带宽会较窄。
该天线的接地枝节20和辐射臂30的形状根据其安装空间的结构做共形处理，而天线的辐射臂30长可以明显的改变谐振频率，将其辐射臂30长度增加，电流路径增加，则天线的谐振频率会降低。当调节辐射臂长至谐振频率位于期望的频点时，进一步调节接地枝节20的长度，可以获得理想的谐振深度(S11参数的深度)。
图5和图6所示为本实施例的小型金属天线的S11参数曲线和天线效率曲线。根据图5所示，该天线的S11参数的深度接近-30dB，满足常规天线S11参数深度小于-10dB的要求。图8至图11所示为本实施例的小型金属天线的theta＝60°、70°、80°、90°四个面的2D方向图，符合预期要求，theta的定义如图7所示，其中，O点对应接地枝节与底座连接的起始端，X轴平行于底座的长度方向，Y轴平行于底座的宽度方向，Z轴垂直于底座表面。
本实用新型提供的小型金属天线适用于小体积电子器件，包含该小型金属天线的小型电子器件也在本实用新型的保护范围内，其包括小型金属天线以及金属壳体或金属散热件，该小型金属天线直接与金属壳体或金属散热件连接。由于金属天线直接与金属壳体或散热件连接，使金属壳体或散热件直接作为天线的地，进而解决了金属壳体或散热件等高大金属件影响天线性能的问题，提高了小型天线的效率；并且由于辐射臂30的共形设计，使天线能够在保证效率的情况下适用于空间小，结构复杂的恶劣环境中；并且天线本身参与散热，使天线性能更好。另外，通过对金属壳体或金属散热件上对应辐射臂30正投影的区域进行禁铺，还可以增大带宽。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。