发明内容
技术问题
因此,本发明考虑现有技术中出现的上述问题,本发明的目的之一是提供一种多频段内置天线,其中,对于包括外导体、电介质和中心导体的传输线,通过只弯曲传输线的电介质和中心导体但不弯曲传输线的外导体而实现辐射器,以便传输信号。使用接地夹来连接移动通信终端的传输线和主板,从而简化了天线结构,降低了天线的制造成本,这样,通过改变接地夹的结构或形状就能很容易地调谐天线特性。
技术方案
为了实现上述目的,根据本发明的一个实施例,提供一种多频段内置天线,其用于含有主板和用来保护该主板的外壳的移动通信终端,所述多频段内置天线包括:传输线,形成为与所述主板的一个外表面相隔预定间隔,且所述传输线被配置为包括外导体、电介质以及中心导体,以便传输信号;以及辐射器,通过弯曲所述传输线中除所述外导体之外的电介质和中心导体而形成弯曲且所述辐射器被配置为在多频段下运行。
根据本发明的上述实施例,形成用于通过紧固传输线和主板而使传输线接地的接地夹,形成塑料肋以固定、支撑辐射器,并且辐射器形成为曲折线(meandering line)。所述辐射器在双频段下运行,并形成为曲折线。
根据本发明的另一实施例,提供一种多频段内置天线,其用于含有主板和用来保护该主板的外壳的移动通信终端,所述多频段内置天线包括:传输线,形成为与所述主板的一个外表面相隔预定间隔,且传输线被配置为包括外导体、电介质、中心导体,以便传输信号;接地夹,被配置为通过紧固所述传输线而使所述传输线接地;以及辐射器,通过弯曲所述传输线的电介质和中心导体而形成,其不包括所述传输线的外导体,且所述辐射器被配置为在多频段下运行。
根据本发明的上述实施例,所述接地夹包括第一开路截线(open stub),其形成为与所述传输线平行,在所述第一开路截线和所述辐射器之间形成偶极结构,所述第一开路截线以与所述传输线互耦的方式运行,形成塑料肋以固定和支撑所述辐射器,所述辐射器在双频段下运行,并且所述辐射器形成为曲折线。
根据本发明的又一实施例,提供一种多频段内置天线,其用于含有主板和用于保护该主板的外壳的移动通信终端,所述多频段内置天线包括:传输线,形成为与所述主板的一个外表面相隔预定间隔,且所述传输线被配置为包括外导体、电介质、中心导体,以便传输信号;接地夹,被配置为通过连接所述传输线和所述主板而使所述传输线接地;辐射器,通过弯曲所述传输线中除所述外导体之外的电介质和中心导体而形成,且所述辐射器被配置为在多频段下运行;以及第二开路截线,形成在所述接地夹上。
根据本发明的上述实施例,所述第二开路截线形成为与所述辐射器对称(symmetrical),所述第二开路截线的一端的一部分连接到所述辐射器,在所述第二开路截线和所述辐射器之间形成折叠的偶极结构,形成塑料肋以固定和支撑所述辐射器,所述辐射器在双频段下运行,所述辐射器形成为曲折线,形成所述外导体以覆盖所述辐射器,所述辐射器以与所述外导体互耦的方式运行。
根据本发明的再一实施例,提供一种多频段内置天线,其用于含有主板和用来保护该主板的外壳的移动通信终端,所述多频段内置天线包括:传输线,沿主板的一侧形成,且所述传输线被配置为包括外导体、电介质、中心导体,以便传输信号;接地夹,被配置为通过连接所述传输线和所述主板而使所述传输线接地;辐射器,通过弯曲所述传输线中除所述外导体之外的电介质和中心导体而形成且所述辐射器被配置为在高频段下运行;以及连接到所述接地夹的第三开路截线,其被弯曲多次,并被配置为在比所述高频段低的低频段下运行;其中所述辐射器与所述第三开路截线相隔一预定间隔,以与其平行,并且所述辐射器被配置为对所述第三开路截线执行耦合馈送(coupling feeding)。
根据本发明的上述实施例,在第三开路截线运行的低频段中会出现宽带共振特性,此宽带共振特性取决于所述第三开路截线和所述辐射器之间的间隔以及所述辐射器的长度。
根据本发明的上述实施例,所述传输线是同轴线,其中所述外导体、电介质、中心导体的横截面形成圆形,并且由所述中心导体传输信号。
根据本发明的上述实施例,所述传输线由带状线制成,其中所述外导体、电介质、中心导体的横截面形成方形,所述外导体形成为接地面,由设置在所述传输线中央的中心导体传输信号,并且所述外导体和所述中心导体由所述电介质支撑。
根据本发明的上述实施例,第一柔性印刷电路板,第二柔性印刷电路板和第三柔性印刷电路板是垂直分层的;通过将设置在所述第一柔性印刷电路板、所述第三柔性印刷电路板外周(circumference)上的导体表面和设置并形成为穿过所述第一印刷电路板到第三柔性印刷电路板的多个通孔进行连接,从而形成所述外导体;所述中心导体被埋置在所述第二柔性印刷电路板的中央,并具有与特征阻抗相对应的宽度;以及通过每一柔性印刷电路板介电层而形成电介质。
根据本发明的上述实施例,通过与所述中心导体相隔预定间隔来形成所述多个通孔,且所述多个通孔设置在第一印刷电路板到第三印刷电路板的两个端部处,以相互平行。
有益效果
本发明的优点在于形成接地夹以紧固传输线和主板,使得信号接地,传输线被支撑,并且能够很容易地调谐天线特性。在传输线包括外导体、电介质以及中心导体的情况下,形成的辐射器包括除传输线的外导体之外的传输线的电介质和中心导体,使得天线结构得以简化。由接地夹和使用传输线的辐射器形成天线配置,使得制造成本降低。
本发明的优点在于在用于将主板和传输线接地的接地夹上形成开路截线,该开路截线与辐射器一起运行,其中所述辐射器由传输线的电介质和中心导体形成,但不包括传输线的外导体,使得可以进一步改善低频段的共振特性,从而获得宽带特性。
附图说明
图1是示出现有技术内置天线的配置的视图;
图2是示出根据本发明一个实施例的多频段内置天线的配置的视图;
图3是示出图2根据本发明的多频段内置天线的透视图;
图4示出图3根据本发明的多频段内置天线的反射损耗;
图5是示出根据本发明一个实施例的多频段内置天线的透视图;
图6示出基于根据本发明图5的实施例的反射损耗;
图7是示出根据本发明另一实施例的多频段内置天线的透视图;
图8示出基于根据本发明图7的实施例的反射损耗;
图9是示出根据本发明另一实施例的其中形成有外导体的辐射器的透视图;
图10示出基于根据本发明图9的实施例的反射损耗;
图11是示出根据本发明另一实施例的多频段内置天线的配置的视图;
图12示出基于根据本发明图11的实施例的反射损耗;
图13是示出根据本发明的传输线的一个实施例的视图;
图14是示出根据本发明的传输线的另一实施例的视图;
图15是示出根据本发明传输线的又一实施例的视图;
图16是示出用于根据本发明图15的实施例的分层柔性PCB带状线的透视图。
具体实施方式
下面将参照附图来详细描述本发明的优选实施例。
图2是示出根据本发明一个实施例的多频段内置天线的配置的视图,图3是示出图2根据本发明的多频段内置天线的透视图。在包括主板210和用于保护该主板210的外壳220的移动通信终端200中,多频段内置天线包括传输线230和辐射器250,其中传输线230形成为与主板210的外表面相隔预定间隔,且所述传输线230被配置为包括外导体、电介质以及中心导体,以便传输信号;辐射器250是通过弯曲传输线230的电介质和中心导体而形成的,但不包括传输线230的外导体,且所述辐射器250被配置为在多频段下运行。
进一步地,分别形成用于通过紧固传输线230和主板210而使传输线230接地的接地夹260、以及用于固定和支撑辐射器250的塑料肋270。
更具体地,外导体形成于传输线230的外周上且呈圆形,电介质形成于外导体内部,中心导体形成于电介质内部。
用于传输线的前连接器231形成于传输线230的一端,并将外部提供的信号传输到传输线230。
通过移除传输线230的外导体并且只对电介质和中心导体进行多次弯曲,从而形成辐射器250,由于对辐射器250进行了多次弯曲,所以其能在双频段下运行。
进一步地,通过将辐射器250实现为曲折线(meandering)的形式而不是简单弯曲的形式,可以改变和随后使用辐射器250的设计,以使其用于在多频段下运行。
而且,关于辐射器250的电气长度,在低频段的情况下,基于只包括传输线230的电介质和中心导体而不包括传输线230的外导体的辐射器250的总长度(相当于λ/4的长度)来确定共振频率。在高频段情况下,基于只包括传输线230的电介质和中心导体而不包括传输线230的外导体的辐射器250的第一端到辐射器250弯曲处的长度来确定共振频率。
形成于传输线230中的电介质防止外导体和中心导体之间出现短路,并通过介电常数降低共振频率。
塑料肋270是由不导电的塑料材料制成的,并且提供多个塑料肋以便固定和支撑辐射器250。
图4示出根据本发明图3的实施例的反射损耗的分析结果。可以看出,基于6dB的反射损耗可以获得180MHz和120MHz这样的分析结果。根据该结果,可以看出,本发明的天线性能可以用作目前所需要的用于多频段的内置天线。
图5是示出根据本发明一个实施例的多频段内置天线的透视图。其提供一种多频段内置天线,用于含有主板310和用来保护该主板310的外壳320的移动通信终端300,所述多频段内置天线包括传输线330、接地夹360和辐射器350,其中传输线330形成为与主板310的外表面相隔预定间隔,并被配置为包括外导体、电介质以及中心导体,以便传输信号;接地夹360通过紧固传输线330和主板310而使传输线330接地;辐射器350通过弯曲传输线330的电介质和中心导体而而形成,但不包括传输线330的外导体,且所述辐射器350被配置为在多频段下运行。
更具体地,接地夹360包括形成为与传输线330平行的第一开路截线361。形成于第一开路截线361和辐射器350之间的结构最终形成偶极结构。
第一开路截线361邻近传输线330而形成,并以与传输线330互耦的方式运行,从而使第一开路截线361的有效长度缩短。
而且,第一开路截线361的优选电气长度是使第一开路截线361的长度为0.15λ,第一开路截线361的宽度为0.026λ。
辐射器350被多次弯曲,并在多频段下运行,第一开路截线361以与传输线330互耦的方式运行,从而在辐射器350运行的频段中扩展低频共振频段。
图6示出根据本发明图5的实施例的反射损耗的分析结果。具体可以看出,与图4的情况相比,1GHz频段的低频共振特性匹配得很好。该结果显示了插入第一开路截线361的效果,可以看出,与分析结果类似,可以获得在第一开路截线运行的1GHz频段中的宽带特性。
图7是根据本发明的另一实施例的多频段内置天线的透视图。其提供一种多频段内置天线,用于含有主板410和用来保护该主板410的外壳420的移动通信终端400,所述多频段内置天线包括传输线430、接地夹460、辐射器450和第二开路截线462,其中传输线430形成为与主板410的外表面相隔预定间隔,并被配置为包括外导体、电介质以及中心导体,以便传输信号;接地夹460被配置为通过连接传输线430和主板410而使传输线430接地;辐射器450通过弯曲传输线430的电介质和中心导体而形成,但不包括传输线430的外导体,且所述辐射器450被配置为在多频段下运行;以及第二开路截线462形成于接地夹460上。
更具体地,第二开路截线462被形成为与辐射器450对称,第二开路截线462的一端的一部分连接到辐射器450。
进一步地,第二开路截线462被紧固到辐射器450,使得它们最终形成折叠的偶极结构。
此外,第二开路截线462最优选被形成为宽为0.006λ,长为0.25λ。
图8示出根据本发明图7的实施例的反射损耗的分析结果,其中可以看出由于插入了第二开路截线而出现三重共振(triple resonance)特性。因此,在需要各自独立的三频段(例如码分多址(CDMA)/全球定位系统(GPS)/美国个人通信服务(United States Personal Communication Service,USPCS)频段)的产品的场合,可以使用基于如图8中的结构变型的用于各种其它多频段终端的内置天线,从而拓增了其应用。
图9是根据本发明另一实施例的其中形成有外导体的多频段内置天线的透视图。其提供一种多频段内置天线,其用于含有主板510和用来保护该主板510的外壳520的移动通信终端500,所述多频段内置天线包括传输线530、接地夹560、辐射器550、第二开路截线562和外导体570,其中传输线530形成为与主板510的外表面相隔预定间隔,并被配置为包括外导体、电介质以及中心导体,以便传输信号;接地夹560被配置为通过连接传输线530和主板510而使传输线530接地;辐射器550通过弯曲传输线530的电介质和中心导体而形成的,但不包括传输线530的外导体,且所述辐射器550被配置为在多频段下运行;第二开路截线562形成于接地夹560上;外导体570用于覆盖辐射器的预定部分。
第二开路截线562被形成为与辐射器550对称,第二开路截线562的一端的一部分连接到辐射器550。
更具体地,通过移除传输线530的外导体上等于0.1λ的长度,在辐射器550的一端形成外导体570,以覆盖辐射器550。
进一步地,外导体570以与辐射器550互耦的方式运行,从而增大天线带宽。
图10示出根据本发明图9的实施例的反射损耗的分析结果,其中由于插入了外导体570,从而可以观察到在高频(2.1GHz)处的宽带特性和在3GHz处的附加共振特性。
图11是示出根据本发明又一实施例的多频段内置天线的配置的视图。如图11所示,其提供一种多频段内置天线,用于含有主板610和用来保护该主板610的外壳的移动通信终端600,所述多频段内置天线包括传输线630、接地夹660、辐射器650和第三开路截线663,其中传输线630沿主板610的一侧形成,并被配置为包括外导体、电介质以及中心导体,以便传输信号;接地夹660被配置为通过连接传输线630和主板610而使传输线630接地;辐射器650通过弯曲传输线630的电介质和中心导体而形成,但不包括传输线630的外导体,且所述辐射器650被配置为在高频段下运行;第三开路截线663连接到接地夹660且被弯曲多次,并在比高频段低的低频段下运行。辐射器650与第三开路截线663相隔预定间隔,以与其平行,并且辐射器650被配置为对第三开路截线663执行耦合馈送。
基于第三开路截线和辐射器之间的间隔以及辐射器的长度,在第三开路截线运行的低频段中会出现宽带共振特性。
如图11所示,第三开路截线663可以形成于基板610的空白表面670上,或者可以通过对接地夹拉伸和弯曲多次而形成,以便与空白表面670相隔预定高度。因此,辐射器650可以形成于第三开路截线663的一侧以与其平行,或者辐射器650也可以形成于第三开路截线663的上部之上以与其平行。
第三开路截线663形成为具有曲折线结构。
在第三开路截线663和辐射器650之间产生电容耦合,使得在低频共振频段中(即在第三开路截线663的共振频段中)出现宽带共振特性。
可以直接在主板610上执行金属化,使得传输线630的外导体取代接地夹660而直接连接到主板610。
图12示出根据本发明图11的实施例的反射损耗。如图12所示,在图11的多频段内置天线中,辐射器650在2GHz的频段下运行,第三开路截线663在1GHz的频段下运行,该频段低于辐射器650的共振频段,由于辐射器650和第三开路截线663之间的电容耦合,改善了1GHz共振频段下的低频共振特性,从而在1GHz共振频段下可以获得宽带特性。
而且,图2、图3、图5、图7、图8和图11所示的各个传输线可以由如图13、图14和图15所示的各种形式来实现。
图13示出根据本发明的传输线的一个实施例,即图13是示出同轴线配置的视图。根据本发明的传输线例如可以实现为同轴线,其中,如图13所示,外导体710、电介质720、中心导体730的横截面呈圆形,并通过中心导体730来传输信号。
图14示出根据本发明的传输线的另一实施例,即图14是示出带状线配置的视图。根据本发明的传输线例如可以实现为带状线,其中如图14所示,外导体810、电介质820、中心导体830的横截面呈方形,外导体810形成为接地面,通过设置在传输线内部中央的中心导体830来传输信号,并且外导体810和中心导体830由电介质820支撑。
图15是根据本发明的传输线的又一实施例的透视图,图16是图15的分层柔性PCB带状线的横截面图。根据本发明的传输线例如可以实现为如图15中所示的分层柔性PCB带状线。第一柔性PCB 911、第二柔性PCB 912和第三柔性PCB 913是垂直分层的,通过将设置在第一分层柔性PCB 911的外周上的导体表面911a、设置在第三分层柔性PCB 913的外周上的导体表面913a和设置并形成为穿过第一柔性PCB 911、第二柔性PCB 912和第三柔性PCB 913的多个通孔940进行连接来形成外导体。中心导体是信号线912a,其通过埋置在第二柔性PCB 912的介电层912b的中心而形成,同时所述中心导体具有线路的特征阻抗宽度。所述电介质可以实现为由诸如聚酰亚胺之类的介电层911b、912b和913b形成的柔性PCB带状线,其中介电层911b、912b和913b分别插入到柔性PCB 911、912和913中以用于绝缘。
第一柔性PCB 911的导体表面911a和第三柔性PCB 913的导体表面913a通过多个通孔940彼此连接,使得泄漏波(leaky wave)被隔离,并且各个层之间的电势保持一致,从而实现稳定的共地表面特性。
如图15所示,在分层柔性PCB带状线中,多个通孔940与中心导体相隔预定间隔,并被设置在分层柔性PCB带状线的两个端部。