天线的设计方法、天线及终端的制作方法
【专利摘要】本发明公开了天线的设计方法、天线及终端，其中，该天线包括：指定金属区域部分，指定金属区域部分位于终端的金属后壳的顶端；封闭区域部分，封闭区域部分靠近指定金属区域部分设置，封闭区域部分内部设置有天线单元，天线单元与封闭区域部分的内部空间形成耦合缝隙。通过本发明解决了相关技术中终端的全金属外观对天线辐射特性的抑制的问题，进而扩展了天线带宽，实现了天线宽频段辐射特性。
【专利说明】
天线的设计方法、天线及终端
技术领域
[0001]本发明涉及通信领域，具体而言，涉及天线的设计方法、天线及终端。
【背景技术】
[0002]随着材料和工业设计的进步，人们对移动终端的外观设计有了更多新的需求，这其中极具代表性的则是全金属外观的出现和流行。全金属外观，代表着外观变化的一大重要方向，在质感及美观上给用户以新的体验，逐渐形成规模应用之势，成为下一阶段的主流。
[0003]与现有的塑胶材料相比，以镁铝合金为代表的全金属外观具有以下诸多优点:
[0004]1.比现有的工程塑料耐冲击且强度韧性高。
[0005]2.外观及触摸质感极佳，而且其易于上色，更能表现产品美观及设计感。
[0006]3.镁铝合金为可回收材料，可以最大限度减少废弃物产生。
[0007]虽然全金属外观移动终端有着上述的优点，但是全金属外观会对无线电信号存在一定程度的屏蔽，抑制其内部天线的辐射性能。天线作为移动终端产品的重要组成部分，直接影响移动终端通信的收发性能。所以目前全金属外观移动终端设计的主要难点在于其天线部分的设计。如何设计一款既可以克服全金属外观屏蔽，又满足移动终端2G/3G/4G收发性能的天线成为众多移动终端厂商面临的难题。
[0008]针对相关技术中，如何克服终端的全金属外观对天线辐射特性的抑制的问题，还未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0009]本发明提供了一种天线的设计方法、天线及终端，以至少解决相关技术中如何克服终端的全金属外观对天线辐射特性的抑制的问题。
[0010]根据本发明的一个方面，提供了一种天线，包括:指定金属区域部分，该指定金属区域部分位于终端的金属后壳的顶端；封闭区域部分，该封闭区域部分靠近所述指定金属区域部分设置，所述封闭区域部分内部设置有天线单元，所述天线单元与所述封闭区域部分的内部空间形成耦合缝隙。
[0011]进一步地，所述指定金属区域部分设置有一个或多个第一接地点，所述一个或多个第一接地点与所述终端中印制电路板PCB中的第二接地点连接。
[0012]进一步地，所述天线还包括:馈电点，该馈电点位于所述金属后壳上，与所述天线单元以及所述PCB上的射频模块连接。
[0013]进一步地，所述馈电点通过弹片与所述PCB上的射频模块连接，所述弹片设置于所述PCB或所述金属后壳上。
[0014]进一步地，所述天线单元的形状、尺寸；和/或所述耦合缝隙的尺寸是可调整的。
[0015]根据本发明的另一个方面，还提供了一种终端，所述终端包括所述的天线。
[0016]根据本发明的另一个方面，还提供了一种天线的设计方法，包括:在终端的金属后壳顶端设置指定金属区域部分；在靠近所述指定金属区域部分设置封闭区域部分；在所述封闭区域部分设置天线单元，其中，该天线单元与所述封闭区域部分的内部空间形成耦合缝隙。
[0017]进一步地，在终端的金属后壳顶端设置指定金属区域部分时，所述方法还包括:将一个或多个第一接地点设置在所述指定金属区域部分上，其中，所述一个或多个第一接地点与印制电路板PCB中的第二接地点连接。
[0018]进一步地，在所述封闭区域部分设置天线单元之后，还包括:将馈电点设置在所述金属后壳上，其中，所述馈电点与所述天线单元以及所述PCB上的射频模块连接。
[0019]进一步地，在所述封闭区域部分设置天线单元之后，还包括:调整以下至少之一参数，直至将所述天线的频率调整至指定频率:所述天线单元的形状、尺寸、所述耦合缝隙的尺寸。
[0020]通过本发明，一种天线包括:指定金属区域部分，指定金属区域部分位于终端的金属后壳的顶端；封闭区域部分，封闭区域部分靠近指定金属区域部分设置，封闭区域部分内部设置有天线单元，天线单元与封闭区域部分的内部空间形成耦合缝隙。解决了相关技术中终端的全金属外观对天线辐射特性的抑制的问题，进而扩展了天线带宽，实现了天线宽频段辐射特性。
【附图说明】
[0021]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0022]图1是根据本发明实施例的天线的结构框图；
[0023]图2是根据本发明实施例的天线的设计方法的流程图；
[0024]图3是根据本发明实施例的全金属后壳的结构平视图；
[0025]图4是根据本发明实施例的全金属外观移动终端的结构组成示意图；
[0026]图5是根据本发明实施例的全金属外观移动终端的天线反射系数图；
[0027]图6是根据本发明实施例的全金属外观移动终端的天线设计方法流程图。
【具体实施方式】
[0028]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0029]在本实施例中提供了一种天线，图1是根据本发明实施例的天线的结构框图，如图1所示，该天线包括:指定金属区域部分12，指定金属区域部分12位于终端的金属后壳的顶端；封闭区域部分14，封闭区域部分14靠近指定金属区域部分12设置，封闭区域部分14内部设置有天线单元，天线单元与封闭区域部分14的内部空间形成耦合缝隙。
[0030]通过上述设置于终端金属后壳的指定金属区域部分和封闭区域部分组成的天线，使得金属后壳作为天线的一部分，解决了相关技术中终端的全金属外观对天线辐射特性的抑制的问题，进而扩展了天线带宽，实现了天线宽频段辐射特性。
[0031]在一个可选实施例中，指定金属区域部分12设置有一个或多个第一接地点，一个或多个第一接地点与终端中印制电路板(Printed Circuit Board，简称为PCB)中的第二接地点连接。
[0032]在一个可选实施例中，天线还包括:馈电点，该馈电点位于金属后壳上，与天线单元以及PCB上的射频模块连接。
[0033]在馈电点与PCB上的射频模块连接的过程中，在一个可选实施例中，馈电点通过弹片与PCB上的射频模块连接，弹片可以设置于该PCB，也可以设置于金属后壳上。
[0034]在一个可选实施例中，天线单元的形状、尺寸是可以调整的；天线单元与封闭区域部分的内部空间形成耦合缝隙的尺寸也是可以调整的。
[0035]在另一个实施例中提供了一种终端，该终端包括了上述天线。
[0036]在另一个实施例中提供了一种天线的设计方法，图2是根据本发明实施例的天线的设计方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤:
[0037]步骤S202，在终端的金属后壳顶端设置指定金属区域部分；
[0038]步骤S204，在靠近指定金属区域部分设置封闭区域部分；
[0039]步骤S206，在封闭区域部分设置天线单元，其中，天线单元与封闭区域部分的内部空间形成耦合缝隙。
[0040]通过上述步骤，设置于终端金属后壳的指定金属区域部分和封闭区域部分组成的天线，使得金属后壳作为天线的一部分，解决了相关技术中终端的全金属外观对天线福射特性的抑制的问题，进而扩展了天线带宽，实现了天线宽频段辐射特性。
[0041]上述步骤S202涉及到在终端的金属后壳顶端设置指定金属区域部分，在一个可选实施例中，将一个或多个第一接地点设置在该指定金属区域部分上，并将一个或多个第一接地点与印制电路板PCB中的第二接地点连接。
[0042]在一个可选实施例中，在封闭区域部分设置天线单元之后，将馈电点设置在金属后壳上，其中，馈电点与天线单元以及PCB上的射频模块连接。
[0043]上述天线的频率可以进行调整，在一个可选实施例中，通过调整天线单元的形状、尺寸、耦合缝隙的尺寸，对天线的频率进行调整，直至将天线的频率调整至指定频率。
[0044]针对相关技术中存在的上述问题，下面结合可选实施例进行说明，本可选实施例结合了上述可选实施例及其可选实施方式。
[0045]本可选实施例提供了一种全金属外观移动终端的天线设计，主要包括以下技术方案:金属后壳上的馈电点，金属后壳上的封闭区域，封闭区域内任意形状的天线辐射单元以及与封闭区域形成的耦合缝隙，金属后壳顶端连续金属区域(相当于上述指定金属区域)，金属后壳顶端连续金属区域的接地点。
[0046]本可选实施例设计的一种全金属外观移动终端天线，首先在后壳顶端设置连续金属区域，其次在靠近后壳顶端连续金属区域框定封闭区域，并在此封闭区域内设计任意形状天线单元并与封闭区域形成耦合缝隙。最后使馈电点、匹配网络及封闭区域内天线单元相连接，组成共同的辐射体。该设计能有效克服全金属外观对天线辐射性能的屏蔽，展宽天线带宽，满足2G/3G/4G无线收发通信的性能指标要求。
[0047]图3是根据本发明实施例的全金属后壳的结构平视图，如图3所示，本可选实施例中全金属外观移动终端的天线设计在金属后壳上。利用金属后壳和PCB电路板形成的辐射体向空间辐射电磁波，完成移动终端的无线收发功能。其中金属后壳上的天线包括金属后壳上的馈电点1、金属后壳上的封闭天线区域(相当于上述封闭区域部分)2、封闭天线区域内的任意形状天线单元3以及与封闭区域形成的耦合缝隙4、金属后壳顶端连续金属区域6，金属后壳顶端连续金属区域上的接地点5。其中金属后壳上的连续金属区域6设置在金属后壳顶端，并在此区域内分布多个接地点5与PCB板上的地相连。接地点5可以是圆形、方形等任意形状，并分布在连续金属区域6的任意位置。封闭天线区域2紧靠连续金属区域6。在在封闭天线区域2内有E型、F型、矩形、菱形等天线单元3，并与封闭天线区域2形成多条耦合缝隙4。天线单元与馈电点I连接。通过调整天线单元3的形状和尺寸，以及耦合缝隙4的尺寸，能够改变天线谐振频率。
[0048]图4是根据本发明实施例的全金属外观移动终端的结构组成示意图，如图4所示，液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称为IXD) 7焊接在PCB电路板8上，PCB电路板8上的射频信号通过弹片10与金属后壳的天线馈电点I相连接，金属后壳顶端连续金属区域上的接地点5与PCB电路板上的金属地相连接。通过调整天线单元3的形状和尺寸，以及耦合缝隙4的尺寸，能够使天线谐振在多个频率点，具有很宽的天线带宽，覆盖791MHz-2690MHz，满足天线需要带宽的辐射特性。由于此方案将金属后壳作为天线的一部分，巧妙的克服了全金属外观对天线辐射特性的屏蔽，实现了全金属外观移动终端的天线辐射特性。
[0049]图5是根据本发明实施例的全金属外观移动终端的天线反射系数图，如图5所示，该图示出了作为频率的函数的反射系数Sll的曲线，其中，横坐标代表频率F(MHz)，纵坐标代表反射系数Sll (dB)。从图中可以看出，根据本可选实施例的天线工作带宽从791MHz到2690MHz，工作频率范围很宽，克服了全金属外观对天线辐射特性的屏蔽，实现了全金属外观移动终端的天线辐射特性。
[0050]图6是根据本发明实施例的全金属外观移动终端的天线设计方法流程图，如图6所示，该流程包括如下步骤:
[0051]步骤S602，在金属后壳顶端设置连续金属区域及接地点，并让接地点与PCB电路板上的地相连接；
[0052]步骤S604，在紧靠金属后壳顶端的连续金属区域设置封闭天线区域；
[0053]步骤S606，在金属后壳的封闭天线区域内设置任意形状的天线单元，并与此封闭区域形成多条耦合缝隙；
[0054]步骤S608，设置天线馈电点，并与封闭区域内的天线单元以及PCB电路板上的射频信号相连接；
[0055]步骤S610，调节所述封闭区域内的天线单元尺寸和耦合缝隙尺寸，优化天线性能，使天线谐振到移动终端收发所需频率点。
[0056]由图6所示的流程图可以看出，本可选实施例中，在金属后壳顶端设置连续金属区域及接地点，并让接地点与PCB电路板上的地相连接；在紧靠金属后壳顶端的连续金属区域设置封闭天线区域，并设置任意形状的天线单元，与此封闭区域形成多条耦合缝隙；设置天线馈电点，并与封闭区域内的天线单元以及PCB电路板上的射频信号相连接；调节所述封闭区域内的天线单元尺寸和耦合缝隙尺寸，优化天线性能，使天线谐振到移动终端收发所需频率点。此方案将全金属外观移动终端的金属后壳作为天线的一部分，克服了全金属外观对天线辐射特性的抑制，展宽了天线带宽，实现天线宽频段辐射特性。
[0057]综上所述，通过本发明提供的一种全金属外观移动终端的天线设计，克服全金属外观对天线辐射性能的抑制，提高天线带宽和效率。
[0058]在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。
[0059]在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于:光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。
[0060]显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0061]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种天线，其特征在于，包括: 指定金属区域部分，该指定金属区域部分位于终端的金属后壳的顶端； 封闭区域部分，该封闭区域部分靠近所述指定金属区域部分设置，所述封闭区域部分内部设置有天线单元，所述天线单元与所述封闭区域部分的内部空间形成耦合缝隙。2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述指定金属区域部分设置有一个或多个第一接地点，所述一个或多个第一接地点与所述终端中印制电路板PCB中的第二接地点连接。3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述天线还包括: 馈电点，该馈电点位于所述金属后壳上，与所述天线单元以及所述PCB上的射频模块连接。4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述馈电点通过弹片与所述PCB上的射频模块连接，所述弹片设置于所述PCB或所述金属后壳上。5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线单元的形状、尺寸；和/或所述耦合缝隙的尺寸是可调整的。6.一种终端，其特征在于，所述终端包括权利要求1至5中任一项所述的天线。7.一种天线的设计方法，其特征在于，包括: 在终端的金属后壳顶端设置指定金属区域部分； 在靠近所述指定金属区域部分设置封闭区域部分； 在所述封闭区域部分设置天线单元，其中，该天线单元与所述封闭区域部分的内部空间形成耦合缝隙。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在终端的金属后壳顶端设置指定金属区域部分时，所述方法还包括: 将一个或多个第一接地点设置在所述指定金属区域部分上，其中，所述一个或多个第一接地点与印制电路板PCB中的第二接地点连接。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述封闭区域部分设置天线单元之后，还包括: 将馈电点设置在所述金属后壳上，其中，所述馈电点与所述天线单元以及所述PCB上的射频模块连接。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述封闭区域部分设置天线单元之后，还包括:调整以下至少之一参数，直至将所述天线的频率调整至指定频率: 所述天线单元的形状、尺寸、所述耦合缝隙的尺寸。
【文档编号】H01Q1/44GK105870625SQ201510029232
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年1月20日
【发明人】焦磊, 周闯柱
【申请人】中兴通讯股份有限公司