U形多頻共面手機(jī)天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種U形多頻共面手機(jī)天線。它包括基板、阻抗匹配輸入傳輸線、U形輻射貼片、阻抗匹配短路線、左U形枝節(jié)、右U形枝節(jié)、L形枝節(jié)、L形接地線、右矩形接地線、中矩形接地線、左矩形接地線、U形耦合接地線、小矩形接地板、大矩形接地板?；宓纳媳砻嬖O(shè)有阻抗匹配輸入傳輸線、U形輻射貼片、阻抗匹配短路線、左U形枝節(jié)、右U形枝節(jié)、L形枝節(jié)、L形接地線、右矩形接地線、中矩形接地線、左矩形接地線、U形耦合接地線、小矩形接地板、大矩形接地板。該天線是通過阻抗匹配輸入傳輸線和阻抗匹配短路線進(jìn)行耦合饋電的。本發(fā)明具有多頻帶，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，易于制作及便于集成等優(yōu)點(diǎn)，在手機(jī)中有很好的應(yīng)用前景。
【專利說明】U形多頻共面手機(jī)天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線，尤其涉及一種U形多頻共面手機(jī)天線。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)聯(lián)合國國際電信聯(lián)盟(ITU)日前發(fā)布的最新統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示，截至2011年年底，全球手機(jī)用戶總量已經(jīng)達(dá)到59億，而全球人口為70億，這份手機(jī)用戶量的報(bào)告說明移動(dòng)通信已深入到全球公眾的日常生活當(dāng)中，移動(dòng)手機(jī)成為最為普及的一項(xiàng)電子產(chǎn)品之一，而在全球所有手機(jī)用戶中，移動(dòng)寬帶用戶將近12億，在過去四年中，全球移動(dòng)寬帶用戶量正以每年45%高速增長，截至到目前，全球移動(dòng)寬帶用戶數(shù)與固話寬帶用戶數(shù)比率已達(dá)到2:1，這明移動(dòng)寬帶的時(shí)代已經(jīng)來臨。在全球，為推動(dòng)移動(dòng)寬帶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，世界上已經(jīng)有159個(gè)國家和地區(qū)推出了 3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，雖然目前2G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍仍是3G網(wǎng)絡(luò)的兩倍，但可以相信在不遠(yuǎn)的將來3G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)達(dá)到或者超過2G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。
[0003]伴隨著3G網(wǎng)絡(luò)廣泛建設(shè)，以及LTE和WiMAX標(biāo)準(zhǔn)的興起，移動(dòng)通信系統(tǒng)正向著4G時(shí)代穩(wěn)步邁進(jìn)，移動(dòng)手機(jī)也向著互聯(lián)網(wǎng)娛樂型終端的方向發(fā)展，而手機(jī)天線作為手機(jī)終端中一個(gè)極其重要的組成部分，制約著手機(jī)無線傳輸?shù)恼w性能，傳統(tǒng)的手機(jī)天線已經(jīng)不能滿足4G無線通信:多頻帶和寬頻化的要求，各種小型化LTE手機(jī)天線已經(jīng)成為時(shí)下通信業(yè)研究的熱點(diǎn)，因此在手機(jī)天線小型化、多頻化和寬帶化方向上的探討和研究顯然有著重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種U形多頻共面手機(jī)天線，技術(shù)方案如下:
U形多頻共面手機(jī)天線包括基板、阻抗匹配輸入傳輸線、U形輻射貼片、阻抗匹配短路線、左U形枝節(jié)、右U形枝節(jié)、L形枝節(jié)、L形接地線、右矩形接地線、中矩形接地線、左矩形接地線、U形耦合接地線、小矩形接地板、大矩形接地板；基板的上表面設(shè)有阻抗匹配輸入傳輸線、U形輻射貼片、阻抗匹配短路線、左U形枝節(jié)、右U形枝節(jié)、L形枝節(jié)、L形接地線、右矩形接地線、中矩形接地線、左矩形接地線、U形耦合接地線、小矩形接地板、大矩形接地板；阻抗匹配輸入傳輸線的右下側(cè)和U形輻射貼片的下端邊相連，U形輻射貼片的開口向左，阻抗匹配短路線左側(cè)中點(diǎn)處和左U形枝節(jié)的下端邊相連，左U形枝節(jié)的開口向右，左U形枝節(jié)的上端邊和右U形枝節(jié)的左端邊左側(cè)相連，右U形枝節(jié)的開口向上，右U形枝節(jié)右端邊一側(cè)和L形枝節(jié)的長邊右端面相連，右U形枝節(jié)右端邊的另一側(cè)和L形接地線的短邊左端面相連，L形接地線的長邊下端面和小矩形接地板右上端相連，右U形枝節(jié)上端、L形枝節(jié)上端和L形接地線上端均和基板的上端相連，右矩形接地線的左端和右U形枝節(jié)的右下側(cè)面相連，右矩形接地線的右端和小矩形接地板的左上側(cè)面相連，中矩形接地線的上端和右U形枝節(jié)的底邊中點(diǎn)處相連，中矩形接地線的下端和大矩形接地板的上端右側(cè)相連，左矩形接地線的上端右側(cè)和U形耦合接地線上端邊相連，U形耦合接地線的開口向左，左矩形接地線的下端和大矩形接地板的左上端點(diǎn)相連，小矩形接地板的下端和大矩形接地板的上端相連，小矩形接地板的右端和基板的右端重合，大矩形接地板的底端和基板的底端重合。
[0005]所述的基板為玻璃纖維環(huán)氧樹脂材料,基板的長度為121.6mm~122mm,寬度為60mm~61_。所述的阻抗匹配輸入傳輸線的長為9mnTl0mm,寬為lmnTl.2_。所述的U形輻射貼片由下矩形金屬片、右矩形金屬片和上矩形金屬片連接而成，下矩形金屬片的長為17mnTl8mm,下矩形金屬片的寬為4mnT5mm,右矩形金屬片的長為5mnT6mm,右矩形金屬片的寬為4mnT5mm,上矩形金屬片的長為16mnTl7mm,上矩形金屬片的寬為2mnT3mm。所述的阻抗匹配短路線的長為7mnT8mm,寬為lmnTl.2mm。所述的左U形枝節(jié)上邊長為36mnT37mm,上邊寬為2臟，左邊長為9臟~ICtam,左邊寬為ImnTl.2臟，下邊長為11臟~12臟，下邊寬為lmnTl.2mm ;所述的右U形枝節(jié)的左邊長為15mnTl6mm,左邊寬為lmnTl.2mm,下邊長為5mm-6mm,下邊寬為2mm,右邊長為右邊寬為2mm ;所述的L形枝節(jié)的長邊的長為46mnT47mm,長邊的寬為lmnTl.2mm,短邊的長為4mnT5mm,短邊的寬為lmnTl.2mm。所述的L形接地線的左邊長為9mnTl0mm,左邊寬為lmnTl.2mm,下邊長為IOmnTllmm,下邊寬為lmnTl.2mm ;所述的右矩形接地線的長為2mnT3mm,寬為lmnTl.2mm ;所述的中矩形接地線的長為6mnT7mm,寬為lmnTl.2mm ;所述的左矩形接地線的長為5mnT6mm,寬為lmnTl.2mmο所述的U形稱合接地線的上邊長為22mnT23mm,上邊寬為0.5mnTlmm,右邊長為3mm^3.5mm,右邊寬為2_~2.5mm,下邊長為下邊寬為0.5mnTlmm。所述的小矩形接地板的長為IOmnTllmm,寬為7mnT8mm ;所述的大矩形接地板的長為100mnTl02mm,寬為 60mnr"61mm。
[0006]本發(fā)明的U形多頻共面手機(jī)天線具有多頻帶，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，易于制作及便于集成等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是U形多頻共面手機(jī)天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是U形多頻共面手機(jī)天線的回波損耗圖；
圖3是天線在0.75GHz時(shí)的E面輻射方向圖；
圖4是天線在0.75GHz時(shí)的H面輻射方向圖；
圖5是天線在2.6GHz時(shí)的E面輻射方向圖；
圖6是天線在2.6GHz時(shí)的H面輻射方向圖；
圖7是天線在3.5GHz時(shí)的E面輻射方向圖；
圖8是天線在3.5GHz時(shí)的H面輻射方向圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]如圖1所示，U形多頻共面手機(jī)天線，其特征在于包括基板1、阻抗匹配輸入傳輸線2、U形輻射貼片3、阻抗匹配短路線4、左U形枝節(jié)5、右U形枝節(jié)6、L形枝節(jié)7、L形接地線8、右矩形接地線9、中矩形接地線10、左矩形接地線11、U形耦合接地線12、小矩形接地板13、大矩形接地板14 ;基板I的上表面設(shè)有阻抗匹配輸入傳輸線2、U形輻射貼片3、阻抗匹配短路線4、左U形枝節(jié)5、右U形枝節(jié)6、L形枝節(jié)7、L形接地線8、右矩形接地線9、中矩形接地線10、左矩形接地線11、U形耦合接地線12、小矩形接地板13、大矩形接地板14 ;阻抗匹配輸入傳輸線2的右下側(cè)和U形輻射貼片3的下端邊相連，U形輻射貼片3的開口向左，阻抗匹配短路線4左側(cè)中點(diǎn)處和左U形枝節(jié)5的下端邊相連，左U形枝節(jié)5的開口向右，左U形枝節(jié)5的上端邊和右U形枝節(jié)6的左端邊左側(cè)相連，右U形枝節(jié)6的開口向上，右U形枝節(jié)6右端邊一側(cè)和L形枝節(jié)7的長邊右端面相連，右U形枝節(jié)6右端邊的另一側(cè)和L形接地線8的短邊左端面相連，L形接地線8的長邊下端面和小矩形接地板13右上端相連，右U形枝節(jié)6上端、L形枝節(jié)7上端和L形接地線8上端均和基板I的上端相連，右矩形接地線9的左端和右U形枝節(jié)6的右下側(cè)面相連，右矩形接地線9的右端和小矩形接地板13的左上側(cè)面相連，中矩形接地線10的上端和右U形枝節(jié)6的底邊中點(diǎn)處相連，中矩形接地線10的下端和大矩形接地板14的上端右側(cè)相連，左矩形接地線11的上端右側(cè)和U形耦合接地線12上端邊相連，U形耦合接地線12的開口向左，左矩形接地線11的下端和大矩形接地板14的左上端點(diǎn)相連，小矩形接地板13的下端和大矩形接地板14的上端相連，小矩形接地板13的右端和基板I的右端重合，大矩形接地板14的底端和基板I的底端重合。
[0009]所述的基板I為玻璃纖維環(huán)氧樹脂材料，基板I的長度為121.6mm~122_，寬度為60mm~61mm。所述的阻抗匹配輸入傳輸線2的長為9mnTl0mm,寬為lmnTl.2mm。所述的U形輻射貼片3由下矩形金屬片、右矩形金屬片和上矩形金屬片連接而成，下矩形金屬片的長為17mnTl8mm,下矩形金屬片的寬為4mnT5mm,右矩形金屬片的長為5mnT6mm,右矩形金屬片的寬為4mnT5mm,上矩形金屬片的長為16mnTl7mm,上矩形金屬片的寬為2mnT3mm。所述的阻抗匹配短路線4的長為7mnT8mm,寬為lmnTl.2mm。所述的左U形枝節(jié)5上邊長為36臟~37臟，上邊寬為ImnTl.2臟，左邊長為9臟~ICtam,左邊寬為ImnTl.2臟，下邊長為llmnTl2mm,下邊寬為lmnTl.2mm ;所述的右U形枝節(jié)6的左邊長為15mnTl6mm,左邊寬為2mm,下邊長為5mm~6mm,下邊寬為2mm,右邊長為15mm~16mm,右邊寬為lmnTl.2mm ;所述的L形枝節(jié)7的長邊的長為46mnT47mm,長邊的寬為lmnTl.2mm,短邊的長為4mnT5mm,短邊的寬為lmnTl.2mm。所述的L形接地線8的左邊長為9mnTl0mm,左邊寬為lmnTl.2mm,下邊長為IOmnTllmm,下邊寬為lmnTl.2mm ;所述的右矩形接地線9的長為2mnT3mm,寬為lmnTl.2mm ;所述的中矩形接地線10的長為6mnT7mm,寬為lmnTl.2mm ;所述的左矩形接地線11的長為5mnT6mm,寬為lmnTl.2mm。所述的U形稱合接地線12的上邊長為22mm~23mm,上邊寬為0.5mm^ 1mm,右邊長為3mm~3.5mm,右邊寬為2_~2.5mm,下邊長為
下邊寬為0.5mnTlmm。所述的小矩形接地板13的長為IOmnTllmm,寬為711皿^8_ ；所述的大矩形接地板14的長為100mnTl02mm,寬為60mnT61mm。
[0010]實(shí)施例1
選擇介電常數(shù)為4.4的玻璃纖維環(huán)氧樹脂材料制作基板，厚度為1.6mm?；宓拈L度為121.6mm,寬度為60mm。阻抗匹配輸入傳輸線的長為9mm,寬為1mm。U形福射貼片由下矩形金屬片、右矩形金屬片和上矩形金屬片連接而成，下矩形金屬片的長為17_，下矩形金屬片的寬為4mm,右矩形金屬片的長為5mm,右矩形金屬片的寬為4mm,上矩形金屬片的長為16mm,上矩形金屬片的寬為2mm。阻抗匹配短路線的長為7mm,寬為1mm。左U形枝節(jié)上邊長為36mm,上邊寬為1mm,左邊長為9mm,左邊寬為1mm,下邊長為Ilmm,下邊寬為1mm ;右U形枝節(jié)的左邊長為15mm,左邊寬為1mm,下邊長為5mm,下邊寬為1mm,右邊長為15mm,右邊寬為Imm ；L形枝節(jié)的長邊的長為46mm,長邊的寬為1mm,短邊的長為4mm,短邊的寬為1mm。L形接地線的左邊長為9mm,左邊寬為1mm,下邊長為IOmm,下邊寬為1mm ;右矩形接地線的長為2mm,寬為1mm ;中矩形接地線的長為6mm,寬為1mm ;左矩形接地線的長為5mm,寬為1mm。U形耦合接地線的上邊長為22mm，上邊寬為0.5mm,右邊長為3mm，右邊寬為2mm，下邊長為10mm，下邊寬為0.5mm。小矩形接地板的長為IOmm,寬為7mm ;大矩形接地板的長為100mm,寬為60mm。U形多頻共面手機(jī)天線的各項(xiàng)性能指標(biāo)采用CST軟件進(jìn)行測試分析，所得的回波損耗曲線如附圖2所示，由圖可見，_6dB以下的工作頻段為0.69GHz?0.82GHz和2.475GHz?
3.955GHzο圖3-4所示為天線在0.75GHz時(shí)的E面和H面方向圖，由圖可見，增益為2.7dBi，半功率波瓣寬度為102.3°。圖5-6所示為天線在2.6GHz時(shí)的E面和H面方向圖，由圖可見，增益為4.8dBi，半功率波瓣寬度為102.5°。圖7-8所示為天線在3.5GHz時(shí)的E面和H面方向圖，由圖可見，增益為5.3dBi，半功率波瓣寬度為28.5°。
【權(quán)利要求】
1.一種U形多頻共面手機(jī)天線，其特征在于包括基板(I)、阻抗匹配輸入傳輸線(2)、U形輻射貼片(3)、阻抗匹配短路線(4)、左U形枝節(jié)(5)、右U形枝節(jié)(6)、L形枝節(jié)(7)、L形接地線(8 )、右矩形接地線(9 )、中矩形接地線(10 )、左矩形接地線(11)、U形耦合接地線(12)、小矩形接地板(13)、大矩形接地板(14);基板(I)的上表面設(shè)有阻抗匹配輸入傳輸線(2)、U形輻射貼片(3)、阻抗匹配短路線(4)、左U形枝節(jié)(5)、右U形枝節(jié)(6)、L形枝節(jié)(7)、L形接地線(8)、右矩形接地線(9)、中矩形接地線(10)、左矩形接地線(11 )、U形耦合接地線(12)、小矩形接地板(13)、大矩形接地板(14);阻抗匹配輸入傳輸線(2)的右下側(cè)和U形輻射貼片(3)的下端邊相連，U形輻射貼片(3)的開口向左，阻抗匹配短路線(4)左側(cè)中點(diǎn)處和左U形枝節(jié)(5)的下端邊相連，左U形枝節(jié)(5)的開口向右，左U形枝節(jié)(5)的上端邊和右U形枝節(jié)(6 )的左端邊左側(cè)相連，右U形枝節(jié)(6)的開口向上，右U形枝節(jié)(6 )右端邊一側(cè)和L形枝節(jié)(7)的長邊右端面相連，右U形枝節(jié)(6)右端邊的另一側(cè)和L形接地線(8)的短邊左端面相連，L形接地線(8)的長邊下端面和小矩形接地板(13)右上端相連，右U形枝節(jié)(6 )上端、L形枝節(jié)(7 )上端和L形接地線(8 )上端均和基板(I)的上端相連，右矩形接地線(9)的左端和右U形枝節(jié)(6)的右下側(cè)面相連，右矩形接地線(9)的右端和小矩形接地板(13)的左上側(cè)面相連，中矩形接地線(10)的上端和右U形枝節(jié)(6)的底邊中點(diǎn)處相連，中矩形接地線(10)的下端和大矩形接地板(14)的上端右側(cè)相連，左矩形接地線(11)的上端右側(cè)和U形耦合接地線(12)上端邊相連，U形耦合接地線(12)的開口向左，左矩形接地線(11)的下端和大矩形接地板(14)的左上端點(diǎn)相連，小矩形接地板(13)的下端和大矩形接地板(14)的上端相連，小矩形接地板(13)的右端和基板(I)的右端重合，大矩形接地板(14)的底端和基板(I)的底端重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種U形多頻共面手機(jī)天線，其特征在于所述的基板(I)為玻璃纖維環(huán)氧樹脂材料，基板(I)的長度為121.6mm~122mm,寬度為60mm~61mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種U形多頻共面手機(jī)天線，其特征在于所述的阻抗匹配輸入傳輸線(2)的長為寬為2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種U形多頻共面手機(jī)天線，其特征在于所述的U形輻射貼片(3)由下矩形金屬片、右矩形金屬片和上矩形金屬片連接而成，下矩形金屬片的長為17mm~l8mm,下矩形金屬片的寬為4mm~5mm,右矩形金屬片的長為5mm~6mm,右矩形金屬片的寬為4mm~5mm,上矩形金屬片的長為16mm~l7mm,上矩形金屬片的寬為2mm~3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種U形多頻共面手機(jī)天線，其特征在于所述的阻抗匹配短路線(4)的長為7mm~8mm,寬為2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種U形多頻共面手機(jī)天線，其特征在于所述的左U形枝節(jié)(5)上邊長為36mm~37mm,上邊寬為1mm~1.2mm,左邊長為9mm~l0mm,左邊寬為1mm~l.2mm,下邊長為llmm~l2mm,下邊寬為1mm~l.2mm ;所述的右U形枝節(jié)(6)的左邊長為15mm~l6mm,左邊寬為1mm~1.2mm,下邊長為5mm~6mm,下邊寬為1mm~l.2mm,右邊長為15mm~16mm,右邊寬為1mm~l.2mm ;所述的L形枝節(jié)(7)的長邊的長為46mm~47mm,長邊的寬為1mm~l.2mm,短邊的長為4mm~5mm,短邊的寬為1mm~l.2mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種U形多頻共面手機(jī)天線，其特征在于所述的L形接地線(8)的左邊長為9mm~10mm,左邊寬為1mm~1.2mm，下邊長為10mm~11mm,下邊寬為1mm~1.2mm；所述的右矩形接地線(9)的長為2mm~3mm,寬為1mm~l.2mm ;所述的中矩形接地線(10)的長為6mnT7mm，寬為lmnTl.2mm ;所述的左矩形接地線(11)的長為5mnT6mm，寬為ImnT1.2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種U形多頻共面手機(jī)天線，其特征在于所述的U形耦合接地線(12)的上邊長為22mnT23mm，上邊寬為0.5mnTlmm，右邊長為3mnT3.5mm，右邊寬為2mm~2.5mm，下邊長為IOmm~11mm，下邊寬為0.5mm~Imm0
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種U形多頻共面手機(jī)天線，其特征在于所述的小矩形接地板(13)的長為lOmnTllmm，寬為7mnT8mm ;所述的大矩形接地板(14)的長為100mnTl02mm，寬為 60mm^61mm。`
【文檔編號(hào)】H01Q1/48GK103594787SQ201310549087
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月7日
【發(fā)明者】李九生 申請(qǐng)人:中國計(jì)量學(xué)院