一种具有金属边框天线的终端的制作方法

本申请涉及通信设备技术领域，尤其涉及一种具有金属边框天线的终端。

背景技术：

随着智能终端技术的发展，如手机等移动终端承载着越来越多的信息传递功能，单一通信终端的一对多链接场景也十分普遍，如手机与多个基站、定位设备与多颗卫星、路由设备与多个数据终端等。因此，为适应手机等移动终端上述情况的使用场景，手机等移动终端对其天线的性能要求越来越高。

近年来，由于超高的屏占比给用户带来更好的视觉体验，因而全面屏手机等移动终端越来越受到用户的追捧。随着手机等移动终端全面屏的发展，越来越大的屏占比、越来越薄的终端厚度以及越来越窄的屏边距，使得留给终端天线的空间越来越小，通常留给终端天线的空间将小于2mm。然而目前手机等移动终端的天线结构对净空区域的宽度需求通常大于3mm，当将此类型的天线结构应用在净空区域相对在小的手机等移动终端时，终端天线所占面积减少(缩小手机等移动终端的天线所占空间)，天线q值增加，使得手机等移动终端天线不仅带宽变窄，效率也将变差，尤其是在低频段。

因此，为满足手机等移动终端全面屏的发展需求，如何提供具有更加适合窄净空环境天线结构的手机等移动终端是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本申请提供了一种具有金属边框天线的终端，减少天线在手机等移动终端中所需净空空间大小，适应手机等移动终端的净空区越来越狭小趋势下发展需求。

本申请提供了一种具有金属边框天线的终端，包括介质基板，所述介质基板的第一面设置金属地板；还包括金属边框，所述金属边框围绕所述介质基板的四周；

所述金属地板的边缘设置相互不连通的第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙和第四缝隙，所述第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙和第四缝隙远离所述金属地板的一侧与所述金属边框相接；

与所述第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙和第四缝隙相接的所述金属边框的一端对应设置第一断点、第二断点、第三断点和第四断点；

所述介质基板的第二面分别设置第一匹配网络、第二匹配网络、第三匹配网络和第四匹配网络，所述第一匹配网络、第二匹配网络、第三匹配网络和第四匹配网络分别一一对应的馈电连接所述第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙和第四缝隙的一端。

本申请提供的具有金属边框天线的终端，在所述终端中，在介质基板上金属底板与金属边框相接处开设相互独立的第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙和第四缝隙，在与第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙和第四缝隙相接的金属边框的一端对应设置第一断点、第二断点、第三断点和第四断点，分别通过对应第一匹配网络、第二匹配网络、第三匹配网络和第四匹配网络对第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙和第四缝隙进行馈电，形成基于终端金属边框的4×4mimo天线。在本申请提供的具有金属边框天线的终端，利用金属地板与金属边框之间的缝隙、金属边框上的断点以及金属边框构建了终端的天线，其中缝隙用于提供净空区域。在具体的使用中，第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙和第四缝隙的宽度通常可以到小于2mm，相应减少了终端中天线对需净空区域的大小，便于适应终端窄净空环境的发展趋势。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种具有金属边框天线的终端的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种具有金属边框天线的终端的主视图；

图3为本申请实施例提供的一种第一天线的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种第二天线的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的终端中第一天线和第二天线仿真结果示意图；

图6为本申请实施例提供的终端中第一天线和第二天线的效率示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种具有金属边框天线的终端的结构示意图。

其中：

1-介质基板，2-金属地板，3-金属边框，4-第一缝隙，5-第二缝隙，6-第三缝隙，7-第四缝隙，8-第一断点，9-第二断点，10-第三断点，11-第四断点，12-第一匹配网络，121-第一馈电枝节，122-第一电感，123-第一电容，124-第二电容，13-第二匹配网络，131-第一匹配电路，132-第二匹配电路，133-第一开关，134-第二开关，135-第三开关，136-第一跨接电容，14-第三匹配网络，15-第四匹配网络。

具体实施方式

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。

本申请实施例提供的具有金属边框天线的终端，包括手机、pc等具有金属边框3的终端。为便于描述，下面以手机为例进行本申请实施例的详细阐述。

附图1为本申请实施例提供的一种具有金属边框天线的终端的结构示意图，附图2为本申请实施例提供的一种具有金属边框天线的终端的主视图。如附图1和2所示，本申请实施例提供的具有金属边框天线的终端，包括介质基板1和金属边框3，介质基板1的第一面设置金属地板2，金属边框3围绕在在介质基板1的四周；金属地板2的边缘设置相互之间不连通的第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7，所述第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7远离所述金属地板2的一侧与所述金属边框3相接；与所述第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7相接的金属边框3的一端对应设置第一断点8、第二断点9、第三断点10和第四断点11；所述介质基板1的第二面分别设置第一匹配网络12、第二匹配网络13、第三匹配网络14和第四匹配网络15，所述第一匹配网络12、第二匹配网络13、第三匹配网络14和第四匹配网络15分别一一对应的馈电连接所述第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7的一端。

在本申请实施例中，介质基板1可为手机的印刷电路板。通常，将介质基板1的背面记为介质基板1的第一面，将介质基板1的正面记为介质基板1的第二面，但不局限于此。金属地板2可为印刷至介质基板1第一面的参考地，金属地板2的边缘与金属边框3相接。

第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7设置在金属地板2的边缘，第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7相互之间独立不连通。在本申请实施例中，第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7均为矩形窄缝，第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7的长度延伸方向的一侧与金属边框3相接，即第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7远离金属地板2的一侧与金属边框3相接，第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7沿金属边框3的边缘分布。具体的，第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7的位置可根据其实际长度以及终端金属地板2的尺寸进行选择，即第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6或第四缝隙7可设置在终端的长边侧或短边侧，在本申请中不做具体限定，可根据其实际需要进行选择。

相应的在金属边框3上设置第一断点8、第二断点9、第三断点10和第四断点11，第一断点8、第二断点9、第三断点10和第四断点11分别对应的设置在与第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7相接的金属边框3的一端。即，第一断点8设置在第一缝隙4相接金属边框3的一端，第二断点9设置在第二缝隙5相接金属边框3的一端，第三断点10设置在第三缝隙6相接金属边框3的一端，第四断点11设置在第四缝隙7相接金属边框3的一端。因为第一缝隙4为矩形窄缝，那么其相接的金属边框3在其长度延伸方向存在两端，第一断点8的设置位置可从这两端任意选择，具体的可根据其实际需要进行选，在本申请中不做具体限定。

第一匹配网络12馈电连接第一缝隙4，第二匹配网络13馈电连接第二缝隙5，第三匹配网络14馈电连接第三缝隙6，第四匹配网络15馈电连接第四缝隙7，馈电包括直接馈电和耦合馈电。具体的，第一匹配网络12、第二匹配网络13、第三匹配网络14和第四匹配网络15通过微带馈线馈电连接第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7。第一匹配网络12、第二匹配网络13、第三匹配网络14和第四匹配网络15分别由电容、电感和微带馈线组成，可以设计为l型、π型或其他形式的谐振匹配网络结构，具体可以采用一个或多个电容或电感或电容和电感组合形成，用作天线自阻抗的调谐，便于使其能够在所需工作频段自谐振。具体的，第一匹配网络12馈电连接第一缝隙4，与第一缝隙4以及第一缝隙4相接的金属边框3形成第一天线；第二匹配网络13馈电连接第二缝隙5，与第二缝隙5以及第二缝隙5相接的金属边框3形成第二天线；第三匹配网络14馈电连接第三缝隙6，与第三缝隙6以及第三缝隙6相接的金属边框3形成第三天线；第四匹配网络15馈电连接第四缝隙7，与第四缝隙7以及第四缝隙7相接的金属边框3形成第四天线；进而形成了4×4mimo天线。第一匹配网络12、第二匹配网络13、第三匹配网络14和第四匹配网络15用于调谐相应天线的谐振频点和带宽。

本申请实施例提供的具有金属边框天线的终端，在介质基板1上金属底板与金属边框3相接处开设相互独立的第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7，在与第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7相接的金属边框3的一端对应设置第一断点8、第二断点9、第三断点10和第四断点11，分别通过对应第一匹配网络12、第二匹配网络13、第三匹配网络14和第四匹配网络15对第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7进行馈电，形成基于终端金属边框3的4×4mimo天线。在本申请实施例提供的具有金属边框天线的终端，利用金属地板2与金属边框3之间的缝隙、金属边框3上的断点以及金属边框3构建了终端的天线，其中缝隙用于提供净空区域。在具体的使用中，第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7的宽度通常可以到小于2mm，相应减少了终端中天线对需净空区域的大小，便于适应终端窄净空环境的发展趋势。

在本申请实施例中当第一断点8、第二断点9、第三断点10或第四断点11位置相对第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7发生改变的时候，相应的匹配网络和馈电形式也将相应的发生改变。附图1和2仅是提供了一种第一缝隙4、第二缝隙5、第三缝隙6和第四缝隙7排布形式，用作实例性说明，但不限定本申请，并且下面结合附图1对本申请实施例提供的技术方案进行详细说明。

如附图1和2所示，当第一缝隙4沿金属边框3的长边侧分布，第一缝隙4的一端靠近金属边框3的短边侧，第一缝隙4的另一端远离所述短边侧。记，第一缝隙4靠近所述短边侧的一端为所述第一缝隙4的起点端，第一缝隙4的另一端为所述第一缝隙4的终点端。第一断点8设置在金属边框3与所述终点端对应的位置。选择第一缝隙4上靠近第一断点8处的一点作为馈点，第一匹配网络12的末端在所述馈点处通过微带馈线对所述第一缝隙4进行耦合馈电，即微带馈线连接第一缝隙4，即形成的第一天线为缝天线，其辐射依靠第一缝隙4的电场。如此，第一天线将馈点选择在第一断点8附近，电场强度相对比较高，与耦合馈电相结合更容易激励出低频谐振，有利于第一天线实现低频带宽的覆盖，保证手机等移动终端天线在低频段性能。

进一步，如附图3所示，在第一匹配网络12的末端设置有第一馈电枝节121，第一匹配网络12通过所述第一馈电枝节121对所述第一缝隙4进行耦合馈电。所述第一馈电枝节121为l型馈电枝节，所述第一馈电枝节121向所述第一缝隙4远离所述第一断点8的方向延伸。使用第一馈电枝节121增加第一匹配网络12与第一缝隙4之间接触面积，进一步保证第一天线在低频带宽的覆盖。

在本申请实施例中，第一匹配网络12包括第一电感122、第一电容123和第二电容124；所述第一电容123的第一信号端连接所述第一匹配网络12的始端，所述第一电容123的第二信号端连接所述第一匹配网络12的末端；所述第二电容124的第一信号端连接所述第一电容123的第二信号端，所述第二电容124的第二信号端接地；所述第一电感122的第一信号端连接所述第一电容123的第二信号端，所述第一电感122的第二信号端接地。即，第一匹配网络12通过并联电感、并联电容和串联电容对第一天线进行阻抗匹配，减小线路的反射和干扰，使得从信源到负载能以最大功率传输，并且在一定程度上增加了天线的长度，使得第一天线产生的谐振往低频偏，有利于天线的小型化发展，进而保证第一天线在低频带宽的覆盖。

如附图1和2所示，当第二缝隙5沿金属边框3的长边侧分布，且第二缝隙5与第一缝隙4位于金属地板2的同一侧。第二缝隙5以靠近第一缝隙4的一端为起点端，以远离第一缝隙4的另一端为终点端，第二断点9设置在金属边框3与所述终点端对应的位置，即第二断点9位于第二缝隙5远离第一缝隙4的一端相接的金属边框3上。选择与第二缝隙5相接金属边框3上远离第二断点9处的一点作为馈点，第二匹配网络13连接所述馈点，第二配网络通过所述馈点直接馈电连接第二缝隙5。馈点位置设置在与第二缝隙5相接金属边框3远离第二断点9的一端，便于保证馈点到第二断点9之间的金属边框长度。第二天线利用第二缝隙5其对应的金属边框3以及所述金属边框3邻近得金属地板2进行辐射，由于第二天线与第一天线利用的辐射原理不同，从而第二天线与第一天线在相邻金属地板2上存在的相互流动的表面电流比较弱，相互之间的能量耦合将比较弱，提高第一天线与第二天线之间的隔离度。

如附图4所示，第二匹配网络13包括第一匹配电路131、第二匹配电路132、第一开关133和第二开关134，所述第一开关133对应控制所述第一匹配电路131连接所述第二匹配网络13的末端，所述第二开关134对应控制所述第二匹配电路132连接所述第二匹配网络13的末端。即，第一开关133对应控制第一匹配电路131的使用，第二开关134对应控制第二匹配电路132的使用。如此，通过匹配电路的切换，实现第二天线谐振频段和带宽的重构。

本申请实施例中，与所述第二缝隙5相接的金属边框3上并联跨接有第三开关135，所述第三开关135的一端连接所述金属边框3，所述第三开关135的另一端连接第一跨接电容136的第一信号端，所述第一跨接电容136的第二信号端接地。第三开关135控制第一跨接电容136的接入和断开。当闭合第三开关135时，第一跨接电容136通过第三开关135连接金属边框3，即第一跨接电容136接入天线，改变了第二天线的电长度，实现第二天线的可重构，进而实现第二天线谐振频段和带宽调整切换与改变。

进一步，通过包括第一匹配电路131、第二匹配电路132、第一开关133和第二开关134的第二匹配网络13与第一跨接电容136组合使用，实现第二天线结构的更优化重构。如，闭合第一开关133，断开第二开关134和第三开关135，接通第一匹配电路131，第二天线的谐振频段可覆盖824-894mhz；断开第一开关133，闭合第二开关134和第三开关135，接通第二匹配电路132和第一跨接电容136，第二天线的谐振频段可覆盖880-960nhz。如此，利用可重构的方式通过接入不同的匹配电路来调谐第二天线的谐振和带宽，进而实现第二天线的谐振频段覆盖824-960mhz。

在本申请实施例中，所述第一匹配电路131包括第二电感、第三电感、第三电容和第四电容；所述第三电容的第一信号端连接所述第一开关133，所述第三电容的第二信号端连接所述第四电容的第一信号端，所述第四电容的第二信号端连接所述第一匹配电路131的末端；所述第二电感的第一信号端连接所述第三电容的第二信号端，所述第二电感的第二信号端接地；所述第三电感的第一信号端连接所述第四电容的第二信号端，所述第三电感的第二信号端接地。第二匹配电路132的具体结构可采用与第一匹配电路131相类似的结构，具体详见第一匹配电路131，但不局限于此，可根据需要选择现有其他形式的匹配电路，在此不再赘述。

附图5为本申请实施例提供的一种第一天线和第二天线仿真结果示意图，附图6为所述第一天线和第二天线的效率示意图。如附图5所示，可以看出第一天线在第一匹配网络12的调节下可以覆盖824-960mhz，第二天线通过利用可重构的方式切换两种状态也可以覆盖824-960mhz，且两天线的隔离度均在-10db以下，即在同侧的两天线在馈电位置离得很近的情况下仍然保持较好的隔离度。由附图6可得，两天线的效率均在45％以上，符合实际的终端需求。

在本申请实施例中，第三缝隙6和第三断点10的位置关系、以及第三匹配网络14等设置可参见第一天线或第二天线中各结构的设置，即第三天线的结构可参见第一天线或第二天线；同样，第四缝隙7和第四断点11的位置关系、以及第四匹配网络15等设置可参见第一天线或第二天线中各结构的设置，即第四天线的结构可参见第一天线或第二天线，在此不再赘述。

在本申请具体实施方式中，所述第一缝隙4和所述第三缝隙6关于所述金属地板2长度方向的中轴线对称；所述第二缝隙5和所述第四缝隙7关于所述金属地板2长度方向的中轴线对称。即沿金属地板2的长边两侧各开有两个矩形窄缝，有助于减少终端中摄像头、听筒等元器件对天线性能的影响，且方便加工制作以及结构美观。

更进一步，第三匹配网络14和第三断点10与第一匹配网络12和第一断点8关于金属地板2长度方向的中轴线对称；第四匹配网络15和第四断点11与第二匹配网络13和第二断点9关于金属地板2长度方向的中轴线对称。

在本申请具体实施方式中，为满足终端中天线谐振频段可覆盖824-960mhz第一断点8、第二断点9、第三断点10和第四断点11的宽度为1.5mm，以及根据终端的尺寸调整缝隙的长度。通常当断点宽度增大时，谐振频段往高频偏，并且天线带宽变宽；当断点宽度减小时，谐振频段往低频偏，并且天线带宽变窄。

附图7为本申请实施例提供的另一种具有金属边框天线的终端的结构示意图。如附图7所示，若馈电方式及匹配网络等保持不变，相对于附图1和2所示的具有金属边框天线的终端其缝隙长度变窄，终端中天线谐振频段可在2.4-2.7ghz、3.3-3.6ghz或4.8-5.0ghz频段产生谐振。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。