本發(fā)明涉及無線電領域，更具體地，涉及一種電感耦合單極子支路加容性耦合環(huán)路支路的手機天線，其手機天線是覆蓋2G、3G、4G頻段手機天線。

背景技術：

雖然移動通信的歷史不長，但是其發(fā)展非常的迅速，從最開始“大哥大”的外部手機天線—螺旋外置天線，用模擬信號勉強維持通信效果；到后來內置PIFA天線的出現(xiàn)和數(shù)字信號的大規(guī)模應用，移動通信開始進入通信穩(wěn)定的2G時代，但是隨著時代的變遷，人們對手機的要求也越來越多。僅僅滿足基本通信的功能還不能達到人們的需求，于是第三代移動多功能手機，和第四代智能手機也因需而生。移動通信的快速變化，也導致手機天線的迅猛的前進，向著小型，平面，多頻，寬帶的方向發(fā)展。

2G時代的傳統(tǒng)PIFA天線，其多半是立體的，剖面比較厚，占用體積比較大，滿足不了手機小型、輕薄的需求。而平面單極子天線和環(huán)天線，能很好達到需求。因為他們都是平面的，基本不占用手機厚度；而且他們是比較窄的微帶線，可以彎曲折疊，走線自由，占用的面積更小；最重要的是他們自身特性，能產生0.25波長的模、0.5波長的模、1波長的模等等更高階的模，占用空間小，也能實現(xiàn)多頻覆蓋，能滿足2G、3G、4G各個通信頻段的需求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明面對現(xiàn)有技術結構的不足和缺點，提供一種小型化、多頻帶、易加工的電感耦合單極子支路加容性耦合環(huán)路支路的新型手機天線。該手機天線采用了電感耦合的單極子支路和容性耦合的環(huán)支路，不僅大大的減少輻射區(qū)所占用的體積，而且提供了較寬的帶寬，能夠覆蓋4G的基本通信頻段（包括LTE700，LTE800，GSM850，GSM900，LTE1700，GSM1800，DCS，PCS，UMTS，也包括WIFI（2.4G）頻段和WIMAX頻段(2.5G)）。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種電感耦合單極子支路加容性耦合環(huán)路支路的手機天線，包括介質板，還包括饋電接頭、微帶饋線、輻射干路、電感耦合單極子支路、容性耦合環(huán)支路、短路釘和地板；

其中所述地板位于介質板的下表面，且地板上開有地板槽；

其中所述微帶饋線、輻射干路、電感耦合單極子支路和容性耦合環(huán)支路位于介質板的上表面，微帶饋線印刷在介質板的中線上，輻射干路印刷在介質板的中線上，輻射干路與微帶饋線連接，且輻射干路與微帶饋線中線重合；

饋電接頭的中心饋電針穿過介質板與微帶饋線連接，饋電接頭的外導體與地板表面連接；

電感耦合單極子支路分布在輻射干路的一側，且由三個L型枝節(jié)、中間鑲嵌貼片電感的微帶線和一個折疊微帶組成；其中三個L型枝節(jié)均由一長一短兩條微帶線垂直連接而成；

其中第一個L型枝節(jié)順時針旋轉90°放置，第一個L型枝節(jié)的長微帶線與輻射干路連接，短微帶線與鑲嵌貼片電感的微帶線一端連接；

第二個L枝節(jié)逆時針旋轉90°放置，其短微帶線與輻射干路間留有間隙，且短微帶線與鑲嵌貼片電感的微帶線另一端相連，長微帶線連接第三個L型枝節(jié)；

第三個L型枝節(jié)順時針旋轉180°放置，且長微帶線連接第二個L型枝節(jié)，短微帶線連接折疊微帶；

折疊微帶縱向放置，折疊微帶折疊成立體狀，由一個垂直面和兩個水平面組成，一個水平面在介質板的上表面且與第三個L型枝節(jié)末端相連，另一個水平面在介質板下表面下方；

所述容性耦合環(huán)支路分布在輻射干路的另一側，且由四個L型枝節(jié)、一個彎曲枝節(jié)和一個正方形微帶組成；其中四個L型枝節(jié)均由一長一短兩條微帶線垂直連接而成；

第一個L型枝節(jié)的長微帶線橫向放置，短微帶線縱向放置，且橫向的長微帶線與輻射干路連接，縱向的短微帶線垂直連接一橫向放置的短微帶線的一端，該橫向放置的短微帶線另一端懸空，第一個L型枝節(jié)的開口朝向輻射干路；

第二個L型枝節(jié)逆時針旋轉90°放置，且與容性耦合環(huán)支路中第一個L型枝節(jié)間留有間隙；第二個L型枝節(jié)的長微帶線一端懸空，短微帶線的一端與第三個L型枝節(jié)連接；

第三個L型枝節(jié)順時針旋轉180°放置，第三個L型枝節(jié)的短微帶線與第二個L型枝節(jié)的短微帶線連接，第三個L型枝節(jié)的長微帶線與第四個L型枝節(jié)連接；

第四個L型枝節(jié)順時針旋轉90°放置，其長微帶線與第三個L型枝節(jié)的長微帶線連接，其短微帶線與彎曲枝節(jié)相連；

彎曲枝節(jié)由兩個U型分枝節(jié)組成，兩個U型分枝節(jié)都橫向放置，一個開口朝向輻射干路，一個開口背向輻射干路；彎曲枝節(jié)的一端與第四個L型枝節(jié)的短微帶線連接，另一端與正方形微帶相連；

短路釘穿過介質板將地板與正方形微帶線相連。

優(yōu)選的，為了阻抗匹配的需求，所述輻射干路的寬度大于微帶饋線的寬度。

優(yōu)選的，所述電感耦合單極子支路中三個L型枝節(jié)的寬度相等，長度不相等；容性耦合環(huán)支路中折疊微帶的三個面寬度不相等，但都大于L型枝節(jié)的寬度。

所述容性耦合環(huán)支路中四個L型枝節(jié)的寬度不相等，長度不相等。

優(yōu)選的，所述容性耦合環(huán)支路第二個L型枝節(jié)與第一個L型枝節(jié)之間的間隙分為橫向間隙和縱向間隙，兩間隙的大小不一樣。

優(yōu)選的，所述介質板為FR4-epoxy材料的固體介質。

優(yōu)選的，所述地板部分覆蓋介質板的下表面，使得介質板下表面留有作為輻射部分的凈空區(qū)。

優(yōu)選的，所述位于介質板下表面的地板槽要從底下穿過微帶饋線。

優(yōu)選的，所述手機天線各部分的長寬根據(jù)天線工作頻點及阻抗匹配要求確定；所述貼片電感的電感值大小根據(jù)天線工作頻點及阻抗匹配要求確定；所述電感耦合單極子支路中第二個L枝節(jié)的短微帶線與輻射干路間的間隙大小根據(jù)天線工作頻點及阻抗匹配要求確定。

與現(xiàn)有技術相比，有益效果是：

1、本天線能覆蓋4G所有基本通信頻段，在尺寸限制的情況下，仍然能有較寬的低頻段，和較寬的高頻頻段，低頻能覆蓋700-1000Mhz，高頻能覆蓋1700-2700Mhz，而且還覆蓋1200Ghz左右的GPS頻段，能夠滿足現(xiàn)在LTE智能手機的通信。

2、本天線由一個輻射干路和兩條支路組成，結構簡單易懂，走線脈絡清晰，而且是平面結構，不存在太多繞曲的立體形式，易于加工制造。

3、每個分支有每個分支控制的頻段，對低頻段來講，單極子分支的0.25波長模形成750Mhz左右的頻段，環(huán)分支的0.5波長模形成了950Mhz左右的頻段，所以調節(jié)單極子分支就能調節(jié)天線750Mhz左右的諧振，調節(jié)環(huán)分支就能調節(jié)天線950Mhz左右的諧振，增加了天線設計的自由度。

4、通常的手機天線只是一種結構（單極子，PIFA或者環(huán)結構），而本天線結合了單極子和環(huán)路的這兩種結構，結構的設計上比較新穎，同時也集合了兩種結構的優(yōu)點--單極子結構能減小天線的體積，環(huán)結構能使天線更加的穩(wěn)定，減少外界的干擾和SAR值。這樣天線的功能更加穩(wěn)定和強大。

5、天線地板上的槽結構，能進一步的改善天線的阻抗匹配，調節(jié)槽的位置和長寬，能相應的改變天線的整體阻抗，能讓天線向著我們想要的方向調整，增加了對天線的控制性。

附圖說明

圖1是本天線的鳥瞰圖；

圖2是本天線的側視圖；

圖3是本天線的單極子分支折疊部分的放大圖；

圖4是本天線的回波損耗曲線圖；

圖5是本天線加載和未加載電感的回波損耗曲線對比圖；

圖6是本天線地板加槽和沒有加槽時回波損耗曲線對比圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步地詳細說明。

圖中：1-饋電接頭、2-微帶饋線、3-輻射干路、4-電感耦合單極子支路中的第一個L型枝節(jié)、5-貼片電感、6-電感耦合單極子支路中的第二個L型枝節(jié)、7-電感耦合單極子支路中的第三個L型枝節(jié)、8-電感耦合單極子支路中的折疊微帶、8.1-折疊微帶上表面、8.2-折疊微帶側面、8.3-折疊微帶下表面、9-容性耦合環(huán)支路中的第一個L型枝節(jié)、10-容性耦合環(huán)支路中的第二個L型枝節(jié)、11-容性耦合環(huán)支路中的第三個L型枝節(jié)、12-容性耦合環(huán)支路中的第四個L型枝節(jié)、13-容性耦合環(huán)支路中的彎曲枝節(jié)、14-正方形微帶、15-地板槽、16-天線的長邊、17-電感耦合單極子支路第二個L型枝節(jié)與輻射干路得間隙、18-容性耦合橫向間隙、19-容性耦合縱向間隙、20-介質板、21-短路釘、22-地板。

一種電感耦合單極子支路加容性耦合環(huán)路支路的新型手機天線，如附圖1和圖2所示，天線為平面結構，包括介質板，還包括饋電接頭、微帶饋線、輻射干路、電感耦合單極子支路、容性耦合環(huán)支路、短路釘和地板；

在本實施例中，所述的電感耦合單極子支路，也是由三個L型枝節(jié)、中間鑲嵌電感的微帶線和折疊微帶組成。其中第一個L型枝節(jié)順時針旋轉90°放置，第一個L型枝節(jié)的長微帶線與輻射干路連接，短微帶線與鑲嵌貼片電感的微帶線一端連接，其總長度為19mm；鑲嵌貼片電感的微帶線的長度為10mm；第二個L枝節(jié)逆時針旋轉90°放置，其短微帶線與輻射干路間留有間隙，且短微帶線與鑲嵌貼片電感的微帶線另一端相連，長微帶線連接第三個L型枝節(jié)第二個L枝節(jié)，其總長度為22mm；第三個L型枝節(jié)順時針旋轉180°放置，且長微帶線連接第二個L型枝節(jié)，短微帶線連接折疊微帶，其總長度為18mm；疊微帶縱向放置，如圖3 所示折疊微帶折疊成立體狀，由一個垂直面和兩個水平面組成，一個水平面在介質板的上表面且與第三個L型枝節(jié)7末端相連，另一個水平面在介質板下表面下方。其所占平面的長度為18.5mm；第一、第二、三個L型枝節(jié)的寬度和鑲嵌貼片電感的微帶線的寬度都為1mm，貼片電感的感值為5nH，疊微帶鋪平成平面的寬度為10mm，這些分支的尺寸大小，是天線阻抗匹配達到最優(yōu)時的值。所以電感耦合單極子支路的總長度為88mm，形成的低諧振點在750Mhz左右，而對應750Mhz的0.25倍真空波長為107.5mm。之所以長度減小了，主要是因為電感耦合單極子支路加入了電感的原因，加入電感會減小電長度。因此，電感耦合單極子支路控制著天線低頻中750Mhz這部分的頻段，這一點可以觀察天線在750Mhz時的電流分布圖來驗證。

上述的貼片電感不僅可以減小分支的電長度，也能有效的調節(jié)天線的阻抗，圖5就是加電感和沒有加電感時，天線的S11參數(shù)，從圖中可以看到，加入電感，增大了低頻和高頻的帶寬。

在本實施例中，所述容性耦合環(huán)支路分布在輻射干路的另一側，還是由四個L型枝節(jié)、一個彎曲枝節(jié)和一個正方形微帶組成。第一個L型枝節(jié)的長微帶線橫向放置，與輻射干路相連，短微帶線縱向放置，垂直連接一橫向放置的短微帶線的一端，該橫向放置的短微帶線另一端懸空，第一個L型枝節(jié)的開口朝向輻射干路，其長度為24mm，寬度為1mm；第二個L型枝節(jié)逆時針旋轉90°放置，且與容性耦合環(huán)支路中第一個L型枝節(jié)間留有間隙。第二個L型枝節(jié)的長微帶線一端懸空，短微帶線的一端與第三個L型枝節(jié)連接，其長度為22.2mm，寬度為2mm；第三個L型枝節(jié)順時針旋轉180°放置，第三個L型枝節(jié)的短微帶線與第二個L型枝節(jié)的短微帶線連接，第三個L型枝節(jié)的長微帶線與第四個L型枝節(jié)連接，其長度為19mm，寬度1.5mm；第四個L型枝節(jié)順時針旋轉90°放置，其長微帶線與第三個L型枝節(jié)的長微帶線連接，其短微帶線與彎曲枝節(jié)相連，其長度為15.8mm，寬度分別為1mm和0.5mm；彎曲枝節(jié)長度為15.6mm，寬度為0.5mm，正方形微帶的邊長為2mm，同樣這些分支的大小都是為了適應最優(yōu)的阻抗匹配。所以其容性耦合環(huán)支路總長度為約為99mm，形成的低諧振點在950Mhz左右。對應的950Mhz的0.5倍真空波長為157mm，之所以長度小了這么多，一方面電磁波在介質板上的波長要小于真空波長，另一方面彎曲分支扮演了電感的作用，間接的減小了電長度。因此環(huán)支路控制著天線低頻中950Mhz這部分的頻段，這一點可以觀察天線在950Mhz時的電流分布圖來驗證。

短路釘穿過介質板將地板與正方形微帶線相連。

在本實施例中，所述的介質板長度為120mm，寬度為60mm，高度為0.8mm，相對介質常數(shù)為4.4。上述的地板長度為99mm，寬度為60mm，其中的槽長度為38mm，寬度為2mm。這個槽產生了一個1220Mhz左右的GPS頻段，這個也可以觀察天線在1220Mhz的電流分布圖。（從圖中就可以知道，此頻點處有大量的電流集中在地板槽附近）；而且這個槽對天線的阻抗匹配起了很大的作用，從圖6中就可以看到，加了地板槽，使天線低頻段的兩個諧振點連在了一起，增加了低頻的帶寬，同時大大的改善了高頻段的阻抗，也增大了高頻段的帶寬。

以上所述僅為本發(fā)明的一個實例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。