一种小型多频天线及终端的制作方法

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种小型多频天线及终端。

背景技术：

随着人们生活品质的提高，对无线移动通信系统和手机均提出了更高的要求。而当前的移动通信技术面临着频谱资源紧张和系统容量受限等问题，远远达不到未来移动互联的需求。因此，第五代(5g)移动通信技术的发展提上了日程。目前，5g的商用已经迫在眉睫，对其的研发也因为移动互联网业务和无限物联网业务的迅猛发展而被迅速推动着。相比上一代的4g，5g通信的流量密度、传输速率、连接终端设备数量都会有很大幅度的提升。

在目前5g天线的设计中，其大多设计是面向于毫米波频段，而面临中国率先部署的3.3-3.6ghz以及4.8-5ghz两个频段较少有涉及，且大多都是面向单一5g频段应用的单一频段天线，而如果没有对低频段的覆盖，就导致终端产品应用面狭窄，也就无法满足人们的要求。

现有技术中，面向于5g的终端天线一般采取2g/3g/4g设计为一幅天线，5g频段单一设计另一幅天线。因此需要摆放两幅天线，而由于要放置两幅天线，对于小型终端来说天线占用面积过大，留给其他电子元件的空间必然会减少；并且为2g/3g/4g设计为一幅低频段天线，其产生的高阶模可能对另一幅5g天线造成耦合影响，降低信道容量。

因此，如何能够提供一种可以同时覆盖5g频段和低频段的小型化多频天线，降低小型终端中的天线占用面积，且提高信道容量，是现今亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种小型多频天线及终端，以利用一幅天线同时覆盖3g、4g和5g频段，降低小型终端中的天线占用面积，提高信道容量。

为解决上述技术问题，本发明提供一种小型多频天线，包括：两枝节的馈电单极子、地板、基板和可重构开关；

其中，所述馈电单极子印刷在所述基板正面，所述地板印刷在所述基板背面，所述地板设置有缺陷地结构，所述馈电单极子包括馈电单元、上枝节单元和下枝节单元，所述馈电单元设置有馈电点，所述馈电单极子的下枝节设置有所述可重构开关；所述缺陷地结构用于产生umts频段，所述馈电单极子用于利用两枝节产生lte2300频段、lte2500频段和3.3ghz-3.6ghz频段，以及利用下枝节的重构产生4.8ghz-5.0ghz频段。

可选的，部分所述上枝节单元相对覆盖在所述地板的缺陷地结构内。

可选的，所述馈电单元为第一矩形，所述上枝节单元为第二矩形和第三矩形组成的l形弯折枝节，所述下枝节电源为第四矩形、第五矩形和第六矩形组成的勾状弯折枝节；

其中，所述第一矩形的第一短边与所述地板设置有缺陷地结构的预设边平行，且设置在所述预设边的正上方，所述第一矩形与所述第二矩形和第四矩形连接，所述第二矩形与所述第三矩形连接，所述第五矩形与第四矩形和第六矩形连接，所述第一矩形的第二短边、所述第二矩形和所述第四矩形的第一长边及所述第三矩形和所述第五矩形的第一短边均在同一直线上，所述第五矩形的第二短边和所述第六矩形的一边在同一直线上；所述第三矩形中设置有所述可重构开关，部分所述第五矩形与全部或部分第六矩形相对覆盖在所述地板的缺陷地结构内。

可选的，所述馈电点设置在所述第一矩形的第一短边处。

可选的，所述第一矩形与所述第三矩形的长度相等。

可选的，所述地板的缺陷地结构的长和宽分别为14mm和11mm，所述第一矩形、所述第三矩形和所述第五矩形的宽与所述第二矩形和所述第四矩形的长之和为19mm，所述第五矩形的长为6.2mm，所述第一矩形和所述第三矩形的长为4.8mm，所述第一矩形、所述第二矩形、所述第三矩形、所述第四矩形和所述第六矩形的宽均为1mm，所述第五矩形的宽为2.3mm，所述第二矩形的长为5mm，所述第六矩形的长为1.7mm，所述第五矩形的第一长边和所述第六矩形的第一短边距离缺陷地结构的一条短边的距离分别为10mm和6mm；其中，所述第五矩形的第二长边与所述第六矩形的第二短边连接，所述第五矩形的第二短边和所述第六矩形的第一长边在同一直线上。

可选的，所述可重构开关设置在所述第三矩形中距离第一短边2.4mm处。

可选的，所述地板中与所述预设边相对的边与所述基板的一边重合，所述地板与所述基板的长度相等，所述地板的宽度小于所述基板的宽度。

可选的，所述基板的厚度为0.8mm。

此外，本发明还提供了一种终端，包括：如上述任一项所述的小型多频天线。

本发明所提供的一种小型多频天线，包括：两枝节的馈电单极子、地板、基板和可重构开关；其中，馈电单极子印刷在基板正面，地板印刷在基板背面，地板设置有缺陷地结构，馈电单极子包括馈电单元、上枝节单元和下枝节单元，馈电单元设置有馈电点，馈电单极子的下枝节设置有可重构开关；缺陷地结构用于产生umts频段，馈电单极子用于利用两枝节产生lte2300频段、lte2500频段和3.3ghz-3.6ghz频段，以及利用下枝节的重构产生4.8ghz-5.0ghz频段；

可见，本发明中利用地板上的缺陷地结构产生3g所需的频段(umts)，利用馈电单极子的两条辐射枝节产生4g所需的频段(lte2300和lte2500)和5g所需的频段(3.3ghz-3.6ghz)以及下枝节的重构产生5g所需的上频段(4.8ghz-5.0ghz)，使一幅天线可以同时覆盖3g、4g和5g所需的频段，降低了终端中的天线占用面积；避免了多幅天线间的影响，提高了信道容量。此外，本发明还提供了一种终端同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种小型多频天线的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种小型多频天线的馈电单极子的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的另一种小型多频天线的俯视图；

图4为图3中的小型多频天线的侧视图；

图5为图3中的小型多频天线的部分放大图；

图6为图3中的小型多频天线在不同频段的电流分布的示意图；

图7为图3中的小型多频天线的s参数的示意图；

图8为图3中的小型多频天线的在1.9ghz的方向图；

图9为图3中的小型多频天线的在2.5ghz的方向图；

图10为图3中的小型多频天线的在3.5ghz的方向图；

图11为图3中的小型多频天线的在4.9ghz的方向图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种小型多频天线的结构示意图。该小型多频天线可以包括：两枝节的馈电单极子10、地板20、基板30和可重构开关40；

其中，馈电单极子10印刷在基板30正面，地板20印刷在基板30背面，地板20设置有缺陷地结构，馈电单极子10包括馈电单元、上枝节单元和下枝节单元，馈电单元设置有馈电点11，馈电单极子10的下枝节设置有可重构开关40；缺陷地结构用于产生umts频段，馈电单极子10用于利用两枝节产生lte2300频段、lte2500频段和3.3ghz-3.6ghz频段，以及利用下枝节的重构产生4.8ghz-5.0ghz频段。

具体的，本实施例中的馈电单极子10可以为印刷在基板30正面的具有两条辐射枝节(上枝节和下枝节)的金属天线片，地板20可以为印刷在基板30背面的具有缺陷地结构的金属地。本实施例中，基板30正反两面印刷的馈电单极子10和地板20可以不存在相对覆盖的部分，即馈电单极子10和地板20在投影到基板30的平面上时不会发生覆盖。

可以理解的是，本实施例的目的可以为利用地板20上的缺陷地结构产生3g所需的频段(umts)，利用馈电单极子10的两条辐射枝节产生所需的频段(lte2300和lte2500)和5g所需的频段(3.3ghz-3.6ghz)以及下枝节的重构产生5g所需的上频段(4.8ghz-5.0ghz)，使小型多频天线可以同时覆盖3g、4g和5g所需的频段(umts、lte2300、lte2500、3.3ghz-3.6ghz和4.8ghz-5.0ghz)。

具体的，对于本实施例中基板30正面和背面印刷的馈电单极子10和地板20的具体设置位置，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如图1所示，为了减少基板30的大小，可以使馈电单极子10的部分上枝节单元相对覆盖在地板20的缺陷地结构内。只要可以实现覆盖3g、4g和5g频段的目的，本实施例对此不受任何限制。

具体的，如图2所示，馈电单元可以为第一矩形12，上枝节单元可以为第二矩形13和第三矩形14组成的l形弯折枝节，下枝节电源可以为第四矩形15、第五矩形16和第六矩形17组成的勾状弯折枝节；其中，第一矩形12的第一短边与地板20设置有缺陷地结构的预设边平行，且设置在预设边的正上方，第一矩形12与第二矩形13和第四矩形15连接，第二矩形13与第三矩形14连接，第五矩形16与第四矩形15和第六矩形17连接，第一矩形12的第二短边、第二矩形13和第四矩形15的第一长边及第三矩形14和第五矩形16的第一短边均在同一直线上，第五矩形16的第二短边和第六矩形17的一边在同一直线上；第三矩形14中设置有可重构开关40，部分第五矩形16与全部或部分第六矩形17相对覆盖在地板20的缺陷地结构内。

对应的，如图2至图5所示，第一矩形12与第三矩形14的长度可以相等。即馈电单极子10和地板20在投影到基板30的平面上时，第一矩形12的第一短边和第三矩形14的第三矩形14的第二短边均可以与地板20的预设边接触。

需要说明的是，对于基板30、馈电单极子10和地板20的具体规格参数，可以由设计人员自行设置，如图2至图5所示，地板20的缺陷地结构的长和宽可以为分别为14mm和11mm；馈电单极子10的整体大小可以为19mm×6.2mm，即第一矩形12、第三矩形14和第五矩形16的宽与第二矩形13和第四矩形15的长之和为19mm，第五矩形16的长为6.2mm，第一矩形12和第三矩形14的长为4.8mm；第五矩形16的第一长边和第六矩形17的第一短边距离缺陷地结构的一条短边的距离分别为10mm和6mm；其中，第五矩形16的第二长边与第六矩形17的第二短边连接，第五矩形16的第二短边和第六矩形17的第一长边在同一直线上。只要保证地板20上的缺陷地结构可以产生3g所需的频段，馈电单极子10的两条辐射枝节可以产生4g和5g所需的频段以及下枝节可以重构产生5g所需的上频段，使小型多频天线可以同时覆盖3g、4g和5g所需的频段，本实施例对此不做任何限制。

对应的，如图2至图5所示，基板30的厚度可以0.8mm，第一矩形12、第二矩形13、第三矩形14、第四矩形15和第六矩形17的宽可以均为1mm，第五矩形16的宽可以为2.3mm，第六矩形17的长可以为1.7mm，第二矩形13的长可以为5mm，第四矩形15的长可以为9.7mm。

同样的，对于馈电单极子10中馈电点11和可重构开关40的具体设置位置，可以由设计人员自行设置，如图2至图5所示，馈电点11可以设置在第一矩形12的第一短边处，可重构开关40可以设置在第三矩形14中距离第一短边2.4mm处，本实施例对此不做任何限制。

进一步的，为了减少天线的占用面积，如图3和图4所示，地板20中与预设边相对的边(预设边的对边)可以与基板30的一边重合，地板20与基板30的长度可以相等，地板20的宽度小于基板30的宽度，如基板30的宽度等于地板20的宽度加上第一矩形的长度。

以如图3所示的小型多频天线为例，其具体工作原理可由如图5所示的电流分布表示，工作频段分别由：缺陷地结构产生覆盖3g所需umts频段如图5中天线1.8ghz电流分布可见；两条辐射枝节，其中上枝节产生覆盖4g所需lte2300频段和lte2500频段如图5中天线2.5ghz电流分布可见；下枝节产生覆盖5g所需3.3ghz-3.6ghz频段图5中天线3.5ghz电流分布可见；天线重构后下枝节产生覆盖5g所需4.8ghz-5ghz频段如图5中天线4.9ghz电流分布可见。

并且由图6所示的图3中的小型多频天线的s参数，及图7至图10所示的图3中的小型多频天线的方向图可知，小型多频天线可以产生四个谐振点，-6db以下带宽覆盖了umts、lte2300、lte2500、wlan、3.3ghz-3.6ghz和4.8ghz-5.0ghz以上6个频段，实现同时覆盖3g、4g和5g所需的频段。

本实施例中，本发明实施例利用地板20上的缺陷地结构产生3g所需的频段(umts)，利用馈电单极子10的两条辐射枝节产生所需的频段(lte2300和lte2500)和5g所需的频段(3.3ghz-3.6ghz)以及下枝节的重构产生5g所需的上频段(4.8ghz-5.0ghz)，使一幅天线可以同时覆盖3g、4g和5g所需的频段，降低了终端中的天线占用面积；避免了多幅天线间的影响，提高了信道容量。

此外，本发明实施例还提供了一种终端，包括：如上述实施例所提供的小型多频天线。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的终端而言，由于其与实施例公开的天线相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见天线部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种小型多频天线及终端进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。