[发明专利]一种多频宽带环形单极子平面手机天线

说明书

技术领域

本发明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

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究的热点，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究的热点。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。

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Fc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。

发明内容

本发明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/WWAN/WLAN/WiMAX/GPS所有通信频段(包括LTE三个频段LTE700/2300/2500，WWAN五个频段GSM850/900/1800/1900/UMTS，WLAN三个频段2.4/5.2/5.8GHz,WiMAX三个频段2.5/3.5/5.5GHz，GPS两个频段1575.42L1和1227.6L2)。该天线性能优异、结构简单、便于制造。

本发明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辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元、以及连接第一辐射单元的50欧姆微带馈线。

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，且与第一辐射单元无缝隙连接；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。

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。

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。

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。

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。

所述50欧姆微带馈线上端和弯折矩形环下端无缝隙连接，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。

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。