本發(fā)明涉及一種多波段金屬后蓋集成的MIMO手機天線。

背景技術：

移動通信發(fā)展到LTE時代，不但需要運用MIMO技術來滿足越來越高的傳輸速率，而且需要覆蓋越來越多的通信段。但手機功能的多樣化所帶來的多部件限制了天線的安裝空間，這就對手機內(nèi)置天線提出了更高的要求，不僅要滿足小型化要求，還要滿足多頻段要求。同時，人們對手機質(zhì)感、硬度以及美觀和使用壽命等方面的要求越來越高，需要天線廠家生產(chǎn)出外表覆蓋大量金屬的手機。這些金屬部件對天線性能的影響非常大，會讓天線工作帶寬變窄甚至在低頻處完全沒有諧振，這給天線設計造成了很大的困難。為了讓其天線可以覆蓋帶寬很多對金屬邊框做截斷開縫處理，這會嚴重影響手機的外觀，或者在適當位置加開關切幾次狀態(tài)，這樣會增加天線的損耗，使天線的輻射效率降低。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種多波段金屬后蓋集成的MIMO手機天線，天線的工作頻段覆蓋了GSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900、UMTS、LTE2300、LTE2500等通信頻率。工作性能良好，易于實現(xiàn)。適用于覆蓋大量金屬表面的移動通信終端，適應人們對手機外觀的要求。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種多波段金屬后蓋集成的MIMO手機天線，包括介質(zhì)板、金屬邊框、L型輻射上枝節(jié)、上饋電點、右短路點、下饋電點、L型輻射下枝節(jié)、左短路點、金屬后蓋，所述介質(zhì)板集成在金屬后蓋上，所述金屬邊框全封閉的固定在介質(zhì)板的外側，所述金屬后蓋與金屬邊框之間有縫隙；所述金屬邊框與介質(zhì)板被右短路點、左短路點分成對稱的上下兩部分，上饋電點和下饋電點分布于右短路點的上下兩側，所述的上下兩部分分別與對應的上饋電點、下饋電點構成MIMO天線；所述金屬后蓋的上下兩端設有L型輻射上枝節(jié)和L型輻射下枝節(jié)。

所述上饋電點、下饋電點與左短路點聯(lián)合作用，使金屬邊框和金屬后蓋連接起來構成的輻射單元，覆蓋通信頻段的低頻段；所述L型輻射上枝節(jié)和L型輻射下枝節(jié)覆蓋通信頻段的高頻段。

所述右短路點隔離所述MIMO天線，提高所述MIMO天線的隔離度。

所述L型輻射上枝節(jié)和L型輻射下枝節(jié)都包括一個長L型枝節(jié)和一個短L型枝節(jié)，其中長L型枝節(jié)覆蓋1810MHz頻段，短L型枝節(jié)覆蓋2700MHz頻段。

通過調(diào)節(jié)右短路點、左短路點和上饋電點和下饋電點的位置來調(diào)節(jié)MIMO天線的低頻諧振；通過調(diào)節(jié)L型輻射上枝節(jié)和L型輻射下枝節(jié)的尺寸和位置來調(diào)節(jié)天線的高頻諧振。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點：

本發(fā)明采用了金屬邊框和金屬后蓋結構，把它們作為天線的主體。與傳統(tǒng)手機天線相比，不占用手機內(nèi)部空間，同時滿足人們對金屬化手機的審美需求。天線結構以平面形式和單極子天線為主，通過饋電和短路的聯(lián)合作用，很好地實現(xiàn)了現(xiàn)有通信制式所需的工作頻率及頻率帶寬。本發(fā)明具有天線結構簡單，易于實現(xiàn)，便于金屬后蓋內(nèi)置集成等特點，適用于移動通信終端。

附圖說明

圖1多波段金屬后蓋集成的MIMO手機天線俯視圖。

圖2天線的仿真和測試回波損耗曲線。

圖3天線的測試方向圖（0.88GHz）。

圖4天線的測試方向圖（1.18GHz）。

圖5天線的測試方向圖（2.30GHz）。

圖6天線的測試方向圖（2.50GHz）。

圖7天線的測試增益和輻射效率。

圖8天線測試相關系數(shù)。

具體實施方式

本發(fā)明的優(yōu)選實施例結合附圖詳述如下：

參見圖1，一種多波段金屬后蓋集成的MIMO手機天線，包括介質(zhì)板1、金屬邊框2、L型輻射上枝節(jié)3、上饋電點4、右短路點5、下饋電點6、L型輻射下枝節(jié)7、左短路點8、金屬后蓋9，所述介質(zhì)板1集成在金屬后蓋9上，所述金屬邊框2全封閉的固定在介質(zhì)板1的外側，所述金屬后蓋9與金屬邊框2之間有縫隙；所述金屬邊框2與介質(zhì)板1被右短路點5、左短路點8分成對稱的上下兩部分，上饋電點4和下饋電點6分布于右短路點5的上下兩側，所述的上下兩部分分別與對應的上饋電點4、下饋電點6構成MIMO天線；所述金屬后蓋9的上下兩端設有L型輻射上枝節(jié)3和L型輻射下枝節(jié)7。

所述上饋電點4、下饋電點6與左短路點8聯(lián)合作用，使金屬邊框2和金屬后蓋9連接起來構成的輻射單元，覆蓋通信頻段的低頻段；所述L型輻射上枝節(jié)3和L型輻射下枝節(jié)7覆蓋通信頻段的高頻段。

所述右短路點5隔離所述MIMO天線，提高所述MIMO天線的隔離度。

所述L型輻射上枝節(jié)3和L型輻射下枝節(jié)7都包括一個長L型枝節(jié)和一個短L型枝節(jié)，其中長L型枝節(jié)覆蓋1810MHz頻段，短L型枝節(jié)覆蓋2700MHz頻段。

通過調(diào)節(jié)右短路點5、左短路點8和上饋電點4和下饋電點6的位置來調(diào)節(jié)MIMO天線的低頻諧振；通過調(diào)節(jié)L型輻射上枝節(jié)3和L型輻射下枝節(jié)7的尺寸和位置來調(diào)節(jié)天線的高頻諧振。

所述金屬邊框2的厚度對天線性能沒有影響。而介質(zhì)板1的厚度、材料和尺寸對天線的諧振頻率影響較大。

圖2為天線測試和仿真的S曲線對比圖，從圖中可以看出測試的結果和仿真結果吻合的非常好。

圖3、圖4、圖5和圖6為天線輻射方向圖，從圖中可以看出天線的全向性較好。

圖7為測試的天線增益和輻射效率圖，在GSM850/900頻段，天線的增益為-0.89~0.81dBi，輻射效率為33.17%~63.62%；在DCS/PCS/UMTS頻段，增益為2.81~4.23dBi，輻射效率為49.56%~85.78%；在LTE2300和2500頻段增益為2.09~4.80dBi，輻射效率大于57.44%。

圖8為測試兩個天線的相關系數(shù)，在GSM850/900頻段相關系數(shù)為0.29-0.46，在DCS/PCS/UMTS頻段相關系數(shù)小于0.17，在LTE2300和2500頻段相關系數(shù)小于0.053。

本發(fā)明的多波段金屬后蓋集成的MIMO手機天線工作頻段覆蓋了GSM850(824-894MHz)、GSM900(880-960MHz)、DCS1800(1710-1880MHz)、PCS1900(1880-1990MHz)、UMTS(1920-2170MHz)、LTE2300(2300-2500MHz)和LTE2500(2500-2690MHz)。仿真和測試結果表明，該手機天線工作性能良好。