全频段手机天线系统.pdf

本发明提供了一种全频段手机天线系统，其包括金属背壳和主天线模块。金属背壳包括顶盖、中盖和底盖。主天线模块包括线路板、设于线路板上的馈电部分、接地点和匹配电路。馈电部分和接地点直接与底盖电连接。线路板包括基板和叠加于基板上的接地板。馈电部分和匹配电路均位于基板上，接地点位于接地板上。匹配电路与馈电部分电连接，其包括可变电容。通过匹配电路中的可变电容可以方便地调节各频段的天线性能，最大限度地优化了天线的辐射效率。

1.  一种全频段手机天线系统，其包括金属背壳和设于所述金属背壳之下的主天线模块，所述金属背壳设有两条间隔设置的狭缝从而将所述金属背壳分为顶盖、中盖和底盖，所述主天线模块包括线路板、设于所述线路板上的馈电部分、接地点以及匹配电路，其特征在于，所述匹配电路包括一端接地的可变电容，所述线路板包括基板和叠加于所述基板之上的接地板，所述馈电部分和所述匹配电路均位于所述基板上，所述馈电部分与所述匹配电路电连接，所述接地点位于所述接地板上，所述馈电部分与所述接地点均与所述底盖电连接，所述接地板设有半封闭缝隙，所述半封闭缝隙与所述中盖和底盖之间的所述狭缝位置相对应。

2.  根据权利要求1所述的全频段手机天线系统，其特征在于，所述匹配电路还包括与所述可变电容并联设置的电容、并联设置于所述电容两端的第一电感以及设于所述电容与所述可变电容之间的第二电感。

3.  根据权利要求2所述的全频段手机天线系统，其特征在于，所述可变电容的值为0.3pF-2.97pF。

4.  根据权利要求2所述的全频段手机天线系统，其特征在于，所述馈电部分包括馈电点、自所述馈电点延伸的馈电路径、以及自所述馈电路径的末端分别延伸的第一馈电分支和第二馈电分支，所述匹配电路设于所述馈电路径上并与所述馈电点电连接，所述第一馈电分支和所述第二馈电分支的末端均与所述底盖电连接。

5.  根据权利要求4所述的全频段手机天线系统，其特征在于，所述第一馈电分支和所述第二馈电分支自所述馈电路径的末端分别向相反的方向延伸，所述第一馈电分支和所述第二馈电分支在同一条直线上。

6.  根据权利要求5所述的全频段手机天线系统，其特征在于，所述接地点有两个，其中一个所述接地点与所述第一馈电分支和第二馈电分支位于同一直线上。

7.  根据权利要求4所述的全频段手机天线系统，其特征在于，所述半 封闭缝隙包括用于避让所述馈电部分的避让部以及与所述避让部连通的缝隙部，所述缝隙部与所述中盖和底盖之间的狭缝位置相对应。

8.  根据权利要求7所述的全频段手机天线系统，其特征在于，所述半封闭缝隙的长度为24.5mm，所述缝隙部的宽度为1mm。

9.  根据权利要求1-8任一项所述的全频段手机天线系统，其特征在于，所述狭缝的宽度为1mm。

全频段手机天线系统
【技术领域】
本发明涉及移动通讯领域，尤其涉及一种全频段手机天线系统。
【背景技术】
随着手机、平板电脑等移动终端设备的不断发展，人们对移动终端设备的外观要求也越来越高。而具有金属外壳的移动终端，由于其具有的质感和耐磨性能受到了广大消费者的喜爱。
相关技术的金属外壳通常有封闭金属环、具有缝隙的金属环或者金属背壳等形式。这些形式的金属外壳给手机等移动通讯终端的天线设计带来了不小的挑战。通常的做法是将这些封闭或非封闭的金属环或者金属背壳作为手机天线的一部分。但由于金属环或金属背壳的长度固定，导致天线的谐振频率不易调试，天线的性能较差。
因此，有必要提供一种新型的手机天线系统。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种谐振频率容易调试、天线性能好的全频段手机天线系统。
本发明的技术方案如下：一种全频段手机天线系统，其包括金属背壳和设于所述金属背壳之下的主天线模块，所述金属背壳设有两条间隔设置的狭缝从而将所述金属背壳分为顶盖、中盖和底盖，所述主天线模块包括线路板、设于所述线路板上的馈电部分、接地点以及匹配电路，所述匹配电路包括一端接地的可变电容，所述线路板包括基板和叠加于所述基板之上的接地板，所述馈电部分和所述匹配电路均位于所述基板上，所述馈电部分与所述匹配电路电连接，所述接地点位于所述接地板上，所述馈电部分与所述接地点均与所述底盖电连接，所述接地板设有半封闭缝隙，所述半封闭缝隙与所述中盖和底盖之间的所述狭缝位置相对应。
优选的，所述匹配电路还包括与所述可变电容并联设置的电容、并联设置于所述电容两端的第一电感以及设于所述电容与所述可变电容之间的第二电感。
优选的，所述可变电容的值为0.3pF-2.97pF。
优选的，所述馈电部分包括馈电点、自所述馈电点延伸的馈电路径、以及自所述馈电路径的末端分别延伸的第一馈电分支和第二馈电分支，所述匹配电路设于所述馈电路径上并与所述馈电点电连接，所述第一馈电分支和所述第二馈电分支的末端均与所述底盖电连接。
优选的，所述第一馈电分支和所述第二馈电分支自所述馈电路径的末端分别向相反的方向延伸，所述第一馈电分支和所述第二馈电分支在同一条直线上。
优选的，所述接地点有两个，其中一个所述接地点与所述第一馈电分支和第二馈电分支位于同一直线上。
优选的，所述半封闭缝隙包括用于避让所述馈电部分的避让部以及与所述避让部连通的缝隙部，所述缝隙部与所述中盖和底盖之间的狭缝位置相对应。
优选的，所述半封闭缝隙的长度为24.5mm，所述缝隙部的宽度为1mm。
优选的，所述狭缝的宽度为1mm。
本发明的有益效果在于：通过匹配电路中的可变电容可以方便地调节各频段的天线性能，最大限度地优化了天线的辐射效率。
【附图说明】
图1为本发明一种全频段手机天线系统中金属背壳的结构示意图；
图2为本发明的全频段手机天线系统去掉底盖之后的结构示意图；
图3为本发明的全频段手机天线系统中主天线模块的结构示意图；
图4为本发明的全频段手机天线系统图3中A部位的放大图；
图5为本发明的全频段手机天线系统中主天线模块的结构分解图；
图6为本发明的全频段手机天线系统中匹配电路的电路简图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，一种全频段手机天线系统包括金属背壳100和主天线模块200。金属背壳100的两端分别平行设置有两条狭缝104和狭缝105，狭缝104和狭缝105将整个金属背壳100分为顶盖101、中盖102和底盖103。狭缝104和狭缝105的宽度是影响主天线性能的重要因素，在本发明的优选实施例中，狭缝104和狭缝105的宽度为1mm。
如图3所示，主天线模块200包括线路板201、位于线路板201上的馈电部分202、接地点203以及匹配电路。如图4所示，线路板201包括基板201A和叠加于基板201之上的接地板201B。馈电部分202和匹配电路均位于基板201A上，接地点203位于接地板201B上。线路板201可以与一些常规的元器件联合使用，例如扬声器和USB接口。
馈电部分202包括馈电点204、自馈电点204延伸的馈电路径205、以及自馈电路径205末端分别延伸的第一馈电分支206和第二馈电分支207。且第一馈电分支206和第二馈电分支207分别向相反的方向延伸，两者位于同一直线上。第一馈电分支206和第二馈电分支207的末端均设有与底盖103抵接的金属弹片或弹性金属结构，通过该金属弹片或弹性金属结构，第一馈电分支206和第二馈电分支207直接与底盖103电连接。也就是说，第一馈电分支206和第二馈电分支207直接馈电至底盖103，并将底盖103作为主天线模块200的辐射体。实际上，与底盖103电连接的第一馈电分支206、第二馈电分支207、底盖103以及两个接地脚203共同形成了一个PIFA(Planar Inverted F-shaped Antenna)天线。该PIFA天线能够覆盖主天线模块200的低频段部分，即700-960MHz的频段。
电流自第一馈电分支206和第二馈电分支207，流经底盖103，回到接地点203，从而形成一个环形天线。该环形天线能够覆盖主天线模块200的高频段部分，即2300-2700MHz的频段。
在本发明的优选实施例中，接地点203的数量为2，其中一个接地点203与第一馈电分支206和第二馈电分支207位于同一直线上。另一个接地点203远离第一个接地点203设置，具体来说，另一个接地点203位于 接地板201B的一个靠近馈电部分202的角位处。
值得注意的是，第一接地分支206、第二接地分支207以及接地点203的位置均会对天线的辐射效率产生影响。因此，第一馈电分支206、第二馈电分支207以及接地点203的位置并不是随意设置的。
接地板201B设有一个半封闭的缝隙，该半封闭的缝隙包括用于避让馈电部分202的避让部201C和与避让部201C连通的缝隙部201D。缝隙部201D为图3中虚线框表示的部分，这部分与狭缝105的位置相对应。半封闭缝隙起辐射作用，它能够辐射高频段部分的信号。缝隙部201D必须与狭缝105的位置对应。位置对应指的是，缝隙部201D的正投影落在狭缝105的正投影区域内。因为如果位置不对应，金属背壳100会削弱半封闭缝隙的辐射作用，致使主天线模块200的辐射效率降低。其次，半封闭缝隙的长度和宽度也是影响主天线模块辐射效率的重要因素。在本发明的优选实施例中，半封闭缝隙的长度为24.5mm，缝隙部201D的宽度为1mm。
如图5所示，匹配电路包括一端接地的可变电容TCP3、与可变电容TCP3并联设置的电容C1(电容C1一端接地)、并联设置于电容C1两端的第一电感L1以及设于电容C1与可变电容TCP3之间的第二电感L2。由于主天线模块200覆盖了多个频段，使用单纯由电容电感组成的匹配电路可能并不能满足全频段手机天线的性能要求，因为这些电容电感的值都是固定不变的。在本发明中，匹配电路中不仅含有固定值的电容电感，还含有可变电容TCP3，且该匹配电路被加入到馈电路径205中，并与馈电点204电连接。通过改变可变电容TCP3的电容值，可以相应地改变天线的回波损耗。因此，很好地满足了全频段手机天线系统各频段的性能需求。
在本发明的优选实施例中，可变电容TCP3的值可以从0.3pF到2.97pF的范围内改变。L1＝5.1nH,L2＝3.6nH,C1＝0.5pF。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。