一种多频宽带环形单极子平面手机天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种手机天线技术，特别涉及一种多频宽带环形单极子平面手机天线。
【背景技术】
[0002]近三十年来，移动通信发展迅猛，经历了一代又一代的技术革新，从第一代移动通信的“大哥大”，到第二代移动通信的GSM数字手机，到第三代移动通信的移动多媒体手机，再到现在的4G多功能智能手机，手机逐渐向着个性化、超薄、大屏和多功能等方向发展，超薄互联网娱乐型智能手机成为未来移动终端的发展趋势，手机天线作为手机的一个重要组成部分，也有最初的外置螺旋天线向内置天线发展，由立体天线向平面天线发展，由单频天线向多频天线发展；一方面，随着现代无线通信系统的迅速发展，移动终端需要实现多个通信频段工作的任务，系统需要多个单频段工作的天线来协同完成，由于移动终端空间有限，多个天线产生严重耦合，会降低通讯质量。近年来，随着理论和技术的不断发展，各种形式的多频天线也不断被提出，能实现同时覆盖多个频段的天线成为了当前研宄的热点，另一方面，3G和4G网络投入商用使超薄型智能手机逐渐成为了当前研宄的热点。另一方面，3G、4G网络投入商用使超薄型智能手机逐渐成为了时代的潮流，手机天线往平面化方向发展。因此，设计一种能够覆盖2G/3G/4G所有通信频段的平面手机天线很有必要。
[0003]近年来，各学者提出了各种形式的多频天线。目前主要的多频天线形式包括:缝隙天线、倒F型天线(PIFA)、单极子天线。缝隙天线其阻抗带宽比较窄，而且只能单频段工作的固有缺陷给其多频化和宽带化带来困难；倒F型天线所占面试较大，多为立体结构，这与当前超薄手机的发展趋势相矛盾；单极子天线单频带工作、具有典型工作频率带宽、长度是其工作中心频率Fe的四分之一波长的固有特性给其多频化和宽带化带来困难。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种多频宽带环形单极子平面手机天线，该手机天线采用了环形单极子天线与折叠单极子天线的形式，大大减小了天线所占的面积，且提供较宽的带宽，能够覆盖LTE/ffffAN/WLAN/WiMAX/GPS所有通信频段(包括 LTE 三个频段 LTE700/2300/2500，WffAN 五个频段 GSM850/900/1800/1900/UMTS，WLAN 三个频段 2.4/5.2/5.8 GHz, WiMAX 三个频段 2.5/3.5/5.5 GHz，GPS 两个频段 1575.42LI和1227.6 L2)。该天线性能优异、结构简单、便于制造。
[0005]本实用新型的目的通过下述技术方案实现:一种多频宽带环形单极子平面手机天线，包括:金属地、设置于金属地上方的介质板、以及贴附于介质板表面的金属天线片，该金属天线片包括第一福射单元、第二福射单元、第三福射单元、以及连接第一福射单元的50欧姆微带馈线。
[0006]第一辐射单元为弯折矩形环，第二辐射单元为反向S形，第三辐射单元为长方形环，第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元及50欧姆微带馈线位于同一平面且排列在介质板的上表面，第二辐射单元、第三辐射单元排列在第一辐射单元的内侧，且与第一辐射单元紧密连接；第一辐射单元的展开长度大于第三辐射单元的展开长度，第三辐射单元的展开长度大于第二辐射单元的展开长度。
[0007]所述弯折矩形环包括三组U形弯折枝节，第一组U形弯折枝节包括两个U形弯折枝节，位于弯折矩形环左侧中部纵向并列排列；第二组U形弯折枝节包括两个U形弯折枝节，位于弯折矩形环下端中部横向并列排列；第三组U形弯折枝节包括一个U形弯折枝节位于弯折矩形环右侧中下端。弯折矩形环下端、第二组U形弯折枝节左侧位置与50欧姆微带馈线连接。
[0008]所述三组U形弯折枝节包括的所有U形弯折枝节线宽均相同，且线宽略小于弯折矩形环线宽；相同组U形弯折枝节展开长度均相同，不同组U形弯折枝节展开长度均不相同，第三组U形弯折枝节展开长度大于第一组U形弯折枝节展开长度，第一组U形弯折枝节展开长度大于第二组U形弯折枝节展开长度。
[0009]所述反向S形的下端部分和弯折矩形环下端、50欧姆微带馈线左方部门重合，重合部分呈L形，反向S形线宽与弯折矩形环线宽相同。
[0010]所述长方形环下端右侧部分和弯折矩形环右侧、第三组U形弯折枝节上方重合，重合部分呈一字形，长方形环线宽与反向S形线宽相同。
[0011]所述50欧姆微带馈线上端和弯折矩形环下端紧密连接，馈线下端与同轴线内芯焊接，馈线线宽与长方形环线宽相同，馈线长度约为金属地长度的1/2。
[0012]所述金属地下端与介质板下端重合，金属地宽度与介质板宽度相同，金属地长度小于介质板长度，金属地位于50欧姆微带馈线下端正下方的部分与同轴线外芯焊接。
[0013]本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果:本实用新型的多频宽带环形单极子平面天线以折叠环形单极子天线的形式，在有限的空间内合理地设置三个辐射单元实现手机天线的多频化、宽带化、平面化，从而实现LTE/ffffAN/WLAN/WiMAX/GPS频段全覆盖的目的，结构简单，便于制造。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线的结构示意图。
[0015]图2是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线中的金属天线片的结构示意图。
[0016]图3是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线的回波损耗图。
[0017]图4(al)是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线在800MHz时的YOZ平面辐射方向图。
[0018]图4(a2)是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线在800MHz时的XOZ平面辐射方向图。
[0019]图4(a3)是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线在800MHz时的XOY平面辐射方向图。
[0020]图4 (bl)是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线1220MHz时的YOZ平面辐射方向图。
[0021]图4(b2)是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线在1220MHz时的XOZ平面辐射方向图
[0022]图4(b3)是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线在1220MHz时的XOY平面辐射方向图。
[0023]图4(Cl)是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线在2000MHz时的YOZ平面辐射方向图。
[0024]图4(c2)是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线在2000MHz时的XOZ平面辐射方向图。
[0025]图4(c3)是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线在2000MHz时的XOY平面辐射方向图。
[0026]图4(dl)是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线在3500MHz时的YOZ平面辐射方向图。
[0027]图4(d2)是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线在3500MHz时的XOZ平面辐射方向图。
[0028]图4(d3)是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线在3500MHz时的XOY平面辐射方向图。
[0029]图4(el)是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线在5500MHz时的YOZ平面辐射方向图。
[0030]图4(e2)是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线在5500MHz时的XOZ平面辐射方向图。
[0031]图4(e3)是本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线在550MHz时的XOY平面辐射方向图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0033]实施例
[0034]如图1所示，本实用新型的多频宽带环形单极子平面手机天线包括:金属地3、设置于金属地3上方的TLY-5介质板2、以及贴附于TLY-5介质板2表面的金属天线片I。其中，金属地3用于模拟手机的电路板。
[0035]所述TLY-5介质板2的长度为145mm，宽度为60mm，厚度为0.508mm,相对介电常数为 2.2o
[0036]如图2所示，为本实用新型一种多频宽带环形单极子平面手机天线中的金属天线片的结构示意图。如图1和图2所示，该金属天线片I包括第一辐射单元1A、第二辐射单元1B、第三辐射单元IC和50欧姆微带馈线1D，四部分位于同一平面且排列在TLY-5介质板2的上表面。金属天线片I横向长度为60mm，等于TLY-5介质板2的宽度。金属天线片I上端边缘、最左侧边缘、最右侧边缘分别和TLY-5介质板2上表面的上端边缘、左侧边缘、右侧边缘重合。
[0037]第一辐射单元IA为弯折矩形环，第二辐射单元IB为反向S形，第三辐射单元IC为长方形环，第二辐射单元1B、第三辐射单元IC排列在第一辐射单元IA的内侧，且与第一辐射单元IA紧密连接。第一辐射单元IA的展开长度大于第三辐射