具有实用型中框金属2发4收的5G手机天线设计结构的制作方法

具有实用型中框金属2发4收的5g手机天线设计结构
技术领域
1.本发明涉及手机天线技术领域，特别涉及具有实用型中框金属2发4收的5g手机天线设计结构。


背景技术：

2.如今社会发展越来越快，人们对于手机的依赖程度也越来越高，发展5g移动通信成为了现在的主流风向。因为频率越高信号带宽越大通信速率越快，5g对于4g而言它可以提供更高的速率、更低的时延、更高的安全性等。目前全球采取的5g频段有两种，一种是在30-300ghz之间称为毫米波，另一种是集中在3-4ghz称为sub-6，我国由于sub-6成本低、有利于前期建设、低频段频段富裕、覆盖范围广、稳定性高、光纤入户率高而主推sub-6。本次研究也主要针对sub-6。目前5g手机天线的设计有在玻璃后盖上做天线的也有在手机中框上布局天线并在外观面上部分区域做lds天线。
3.在玻璃后盖上做天线有两种工艺，一种是采用fpc柔性板另一种是印刷导电银浆。若采用fpc柔性板，粘贴在玻璃后盖上，则需要解决不翘起边角的难题和增加的厚度挑战，若印刷导电银浆，则需要解决印刷厚度不好控制，导致天线射频信号不一致难题，且成本高。如果采用lds天线会需要很大的空间，在有限的空间里采用lds会占用净空区的空间影响天线全向通信的效果。而我们采用中框金属的手机天线，wifi/gps/蓝牙/2g/3g/4g/5g各个天线的频段通过金属中框天线的不同长短进行耦合得到。将手机的金属边框分段做天线，通过调节边框的断点来达到5g所需的频率和带宽，不仅金属边框分段的位置会影响天线的性能，每只天线的馈电位置和地也会影响天线的性能。


技术实现要素：

4.本发明要解决现有技术中的天线射频信号不一致难题，且成本高；金属边框分段的位置会影响天线的性能，每只天线的馈电位置和地也会影响天线的性能的技术问题，提供具有实用型中框金属2发4收的5g手机天线设计结构。
5.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：
6.具有实用型中框金属发收的g手机天线设计结构，包括表壳、设置在表壳内的主板机构以及天线机构；
7.所述主板机构包括主板、显示屏以及电池；、
8.所述主板以及电池设置在表壳的内部，所述显示屏安装在表壳的前表面；
9.所述天线以及用于对手机收发信号。
10.优选的，所述天线机构包括发射天线、feeda、feedb、feedc、feedd、feede、feedf、feedg、feedh以及feedi；
11.所述表壳内边框设有若干断点，所述feeda、feedb、feedc、feedd、feede、feedf、feedg、feedh以及feedi分别安装在断点处，所述发射天线设置在主板上。
12.优选的，所述feedb、feede、feedf以及feedh是5g频段的天线。
13.优选的，所述feeda为2g、3g以及4g天线。
14.优选的，所述feedg和feedi是wifi、gps以及蓝牙天线，wifi/蓝牙天线的主要频段是2.4ghz。
15.优选的，所述feedc和feedd中高频分集天线，天线的分集至少要维持1/4个波长的距离。
16.本发明具有以下的有益效果：
17.本发明主要采用ifa和loop两种方式布局，而loop的地和馈点两个引脚之间的狭缝的长度和宽度会对性能产生影响，loop开的越深越大，带宽在变宽，但驻波在变浅。如果在带宽和频率没有十分理想的情况下，可以通过孔径调谐和阻抗调谐，并联或串联电感电容来调节阻抗匹配从而达到设计要求，该天线方案应用在手机移动设备通信上，通信功能设备环境中，相较于常规天线方案，结构简单易于加工，通信速率更快实用性较强。
18.该天线通过调试不仅能达到5g频段还能够包含当前2g、3g、4g的移动通信频段和wifi、gps、蓝牙的频段。天线经过专业的指标设计、高品质的材料选型、严格的加工质检流程体系；具有性能稳定、多批次一致性好、外形精致结实、易于安装匹配等优点。
附图说明
19.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
20.图1为本发明的具有实用型中框金属2发4收的5g手机天线设计结构的结构示意图；
21.图2为本发明的中框金属2发4收的5g手机天线的结构图；
22.图3为本发明的主板以及发射天线的结构图；
23.图4为匹配电路的原理图。
24.图中的附图标记表示为：
25.1、表壳；2、主板；3、显示屏；4、电池；5、发射天线；6、feeda；7、feedb；8、feedc；9、feedd；10、feede；11、feedf；12、feedg；13、feedh；14、feedi。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
27.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.请参阅图1-3，具有实用型中框金属2发4收的5g手机天线设计结构，其特征在于，包括表壳1、设置在表壳1内的主板机构以及天线机构；
29.所述主板机构包括主板2、显示屏3以及电池4；、
30.所述主板2以及电池4设置在表壳1的内部，所述显示屏3安装在表壳1的前表面；
31.所述天线以及用于对手机收发信号。
32.所述天线机构包括发射天线5、feeda6、feedb7、feedc8、feedd9、feede10、feedf11、feedg12、feedh13以及feedi14；
33.所述表壳1内边框设有若干断点，所述feeda6、feedb7、feedc8、feedd9、feede10、
feedf11、feedg12、feedh13以及feedi14分别安装在断点处，所述发射天线5设置在主板2上。
34.所述feedb7、feede10、feedf11以及feedh13是5g频段的天线。
35.所述feeda6为2g、3g以及4g天线。
36.所述feedg12和feedi14是wifi、gps以及蓝牙天线，wifi/蓝牙天线的主要频段是2.4ghz。
37.所述feedc8和feedd9中高频分集天线，天线的分集至少要维持1/4个波长的距离。
38.工作原理：
39.当天线长度是无线电信号波长的1/4时，天线的发射和接收的转换效率最高，波长的计算公式为波长＝速度/频率；图中的feed b、feed e、feed f、feed h是5g频段的天线，其中包括n77/n78/n79,通过计算可以得出天线的长度约为22.45/21.125/16mm。
40.feed a是2g、3g、4g天线，他们包含了多个频段，他们之间有部分频段是重复的所以天线的长度只需将带宽包括所有频段即可。
41.feed g和feed i是wifi、gps、蓝牙天线，wifi/蓝牙天线的主要频段是2.4ghz，gps的频段范围是1575.42
±
1.023mhz。
42.通过计算可以的出wifi/蓝牙天线的长度约为31.25mm，gps天线约为47.6mm。
43.另外feed c和feed d中高频分集天线，天线的分集至少要维持1/4个波长的距离。确保至少有一个天线在波形的波峰中，通过天线分集来提高手机与接收端的瞬时信噪比和平均信噪比。
44.由于智能手机中的天线数量从4-6个增加到8个或更多。与此同时，可用于移动系统天线的空间缩小，导致天线效率降低。
45.如果在带宽和频率没有十分理想的情况下，通过孔径调谐和阻抗调谐可以在更广泛的频率范围内实现更优化的性能，在开关和辐射元件之间添加调谐组件(电容或电感)。
46.请参见图4，图4为调谐电路，使用电容值大于0.5pf的电容，以避免使用高容差元件，避免使用电感值大于36nh的电感。
47.匹配电路的电容电感计算公式如下：
[0048][0049]
本设计将2g/3g/4g/5g/wifi/gps/蓝牙等主要通信的天线放置在手机的上端和下端，手机两侧放置其他天线，这样可以避免手握两边时造成的信号屏蔽，在此原则下再适度调节天线的位置来实现所需的频段。
[0050]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。