CN101950856A - 一种多频段天线装置及其应用终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多频段天线装置，所述装置包括第一辐射单元、第二辐射单元、天线支架和馈源，其中，所述第一辐射单元，设置于天线支架上，并且与馈源相连；所述第二辐射单元，设置于天线支架下方的净空区域，并且与馈源相连；所述天线支架，用于固定所述第一辐射单元；所述馈源，用于为所述第一辐射单元和所述第二辐射单元馈电，本发明还公开了一种多频段天线的应用终端，通过所述装置和应用终端，能够合理利用了主板上的净空区域，解决了由于天线支架空间不足，无法在支架上设置多频段天线的技术难点。

Description

一种多频段天线装置及其应用终端
技术领域
本发明涉及移动终端天线制造领域，特别是指一种多频段天线装置及其应用终端。
背景技术
随着移动通信技术的发展，移动终端所采用的频段不断的增加，但是终端的尺寸却受整机造型的限制，使得终端中支持多个频段的天线的设计越来越困难。对于尺寸要求很严格的天线来说，布局空间越来越狭窄，只有合理的利用空间，才能满足多频段天线的设计要求。
目前，终端天线通常需要支持800MHz/900MHz/1800MHz/1900MHz、以及GPS/蓝牙等频段，当把这些频段的天线布置于同一个天线支架上时，如果结构预留的空间较小，只能在主板以及壳体之间的有限空间内做少数的几个频段，如果强制的把所有的频段都做上，天线的走线空间非常狭窄，无法满足带宽和谐振频带的要求，天线的性能也受到很大的限制。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多频段天线装置及其应用终端，解决了在主板以及壳体之间的有限空间内，设置多频天线比较困难的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种多频段天线装置，所述装置包括：第一辐射单元、第二辐射单元、天线支架和馈源，其中，
所述第一辐射单元，设置于天线支架上，并且与馈源相连；
所述第二辐射单元，设置于天线支架下方的净空区域，并且与馈源相连；
所述天线支架，用于固定所述第一辐射单元；
所述馈源，用于为所述第一辐射单元和所述第二辐射单元馈电。
其中，所述第一辐射单元采用需要净空区域的低频段的天线单元，和/或较高频段的天线单元；
所述第二辐射单元采用需要净空区域的中间高频的天线单元。
其中，所述第二辐射单元与馈源相连，包括：直接将馈源的馈电焊盘延伸，用于连接第二辐射单元。
其中，所述设置的第一辐射单元和第二辐射单元，包括：
按照天线的性能要求对第一辐射单元和第二辐射单元的天线长度，和/或形状进行调整；
第二辐射单元的走线方向和第一辐射单元的末端的走线方向相反或相同。
其中，所述天线支架的高度根据天线性能要求进行调整。
本发明还提供了一种多频段天线的应用终端，包括：外壳、印刷电路板(PCB)主板；还包括外壳内的多频段天线装置；
所述多频段天线装置包括设置于天线支架上的第一辐射单元和设置于天线支架下方净空区域的第二辐射单元，所述第一辐射单元和第二辐射单元与PCB主板上的馈源相连，完成馈电。
其中，所述第一辐射单元采用需要净空区域的低频段的天线单元，和/或较高频段的天线单元；
所述第二辐射单元采用需要净空区域的中间高频的天线单元。
其中，所述第二辐射单元与馈源相连，包括：直接将馈源的馈电焊盘延伸，用于连接第二辐射单元。
本发明所提供的多频段天线装置及其应用终端，通过在设置了第一辐射单元的天线支架下方的净空区域设置了第二辐射单元，合理利用了印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)主板的净空区域，解决了由于天线支架空间不足，无法在支架上设置多频段天线的技术难点。进一步的，通过调整第一辐射单元和第二辐射单元的多个天线的相互位置和尺寸以及形状等，还可以起到提高天线性能的作用，还可以有效地改进天线的比吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)，降低天线装置对人体的影响。
附图说明
图1为本发明辐射单元走线方向相反的双频段天线装置实例的结构示意图；
图2为本发明辐射单元走线方向相反的双频段天线装置实例的局部放大图；
图3为本发明辐射单元走线方向相反的双频段天线装置模拟实验的回损图；
图4为本发明辐射单元走线方向相同的双频段天线装置实例的结构示意图；
图5为本发明辐射单元走线方向相同的双频段天线装置模拟实验的回损图；
图6为本发明多频段天线的应用终端的结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是设计出一种多频段天线装置，所述装置包括设置于天线支架上的第一辐射单元和设置于天线支架下方净空区域的第二辐射单元，所述第一辐射单元和第二辐射单元与馈源相连，完成馈电。
其中，所述第一辐射单元和第二辐射单元都采用需要净空区域的天线形式，例如：单极或倒F型天线。对于不需要净空的天线形式、如平面倒F天线不适用于本发明。
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
图1为本发明辐射单元走线方向相反的双频段天线装置实例的结构示意图，如图1所示，所述多频段天线装置包括：第一辐射单元11、第二辐射单元12、天线支架13和馈源14，其中，
所述第一辐射单元11，设置于天线支架13上，并且与馈源14相连，用于发送或接收信号；
具体的，由于在天线支架13上走线空间较大，并且支持低频段信号的天线长度较长，因此第一辐射单元11主要包括：低频段的天线单元，和/或较高频段的天线单元。其中，当所述第一辐射单元11需要兼顾不同的低频段信号时，例如：兼顾800MHz和900MHz时，要求的带宽比较宽，因此第一辐射单元11的宽度也需要增加，才能满足带宽的设计要求。进一步的，如果天线支架13能够提供的空间足够，也可以在上面制作较高频段的天线单元，例如：2.4GHz的蓝牙信号的天线。
所述第二辐射单元12，设置于天线支架13下方的净空区域，并且与馈源14相连，用于发送或接收信号；
具体的，在天线支架13下方的净空区域设置第二辐射单元12，所述第二辐射单元12主要包括：中间高频的天线单元。例如：1800MHz或1900MHz的天线。
所述天线支架13，用于固定所述第一辐射单元11；
具体的，所述天线支架13的高度决定了第一辐射单元11和第二辐射单元12之间的距离，两个辐射单元的走线方向不同产生的相互耦合也是不同的。当耦合大时，说明两个辐射单元需要配合使用，才能满足整个天线装置的频段要求；当耦合小时，说明两个辐射单元不需要配合使用，当不需要某个频段时，可以拆除对应的辐射单元来降低制造成本。因此，天线支架13的设计应该根据两个辐射单元的天线性能，以及所需要的频段要求进行相应的调整，基本的原则是可能相互干扰的天线尽量远离。图1中的第二辐射单元12的走线方向和第一辐射单元11的末端的走线方向是相反的。
所述馈源14，用于为所述第一辐射单元11和所述第二辐射单元12馈电。
具体的，第一辐射单元11和第二辐射单元12都从所述馈源14馈电，同时信号根据辐射单元的尺寸自由选择对应的辐射单元完成发射或接收。所述天线支架13上的第一辐射单元11利用弹脚等连接方式与馈源14通过馈电焊盘接触馈电。第二辐射单元12利用相同的方式与馈源14相连。进一步的，在制作第一辐射单元11和馈源14连接的馈电焊盘时，还可以直接延伸馈电焊盘连接第二辐射单元12。
图2为本发明辐射单元走线方向相反的双频段天线装置实例的局部放大图，如图2所示，所述装置进一步还包括：第一辐射单元的弹脚21和第二辐射单元的馈电引出段22，其中，所述第一辐射单元的弹脚21和第二辐射单元的馈电引出段22都连接在馈源14上。终端的PCB主板输出的射频信号由同一个射频口输出，同时对第一辐射单元的弹脚21和第二辐射单元的馈电引出段22进行馈电，射频信号根据第一辐射单元11和第二辐射单元12的尺寸的不同来选择不同的路径。在第一辐射单元11为低频段天线，第二辐射单元12为高频段天线时，低频段的信号选择天线长度较长的第一辐射单元11辐射出去，高频段的信号选择第二辐射单元12辐射出去。反之，第一辐射单元11和第二辐射单元12也根据相同的原理接收信号。
图3为本发明辐射单元走线方向相反的双频段天线装置模拟实验的回损图，馈源的电阻为50Ohm，如图3所示，横坐标为天线装置模拟实验的信号频率(单位为Hz)；纵坐标为天线装置对应信号的回损值(单位为dB)。图中曲线表明所述双频段天线装置具有两个谐振频带，因此实现了双频的通讯。
需要说明的是在具体实际应用中，如果需要实现支持多频段的天线装置，设计人员可以在第一辐射单元11和第二辐射单元12上设置相应的天线单元，然后根据模拟仿真试验的数据来调整天线支架的高度，和/或每个天线的长度，和/或每个天线的形状，和/或天线之间相互的摆放位置来选择最优的方案，以实现所需要的天线对多个频段的匹配，满足通讯所使用的频段需求。
图4为本发明辐射单元走线方向相同的双频段天线装置实例的结构示意图，如图4所示，所述天线装置和图1的天线装置的区别在于，第二辐射单元42的走线方向和第一辐射单元11的末端的走线方向是相同的。其他单元的位置和功能都与图1中相同。
图5为本发明辐射单元走线方向相同的双频段天线装置模拟实验的回损图，馈源的电阻为50Ohm，如图5所示，横坐标为天线装置模拟实验的信号频率(单位为Hz)；纵坐标为天线装置对应信号的回损值(单位为dB)。图中曲线与图3相比较可以看出，在走线方向相同和走线方向相反的情况下，谐振曲线也刚好相反，但是都具备两个谐振频带，因此也实现了双频的通讯。
图6为本发明多频段天线的应用终端的结构示意图，如图6所示，所述多频段天线的应用终端，包括：外壳61、PCB主板62和多频段天线装置63；
所述多频段天线装置63位于外壳61内，并且包括设置于天线支架上的第一辐射单元和设置于天线支架下方净空区域的第二辐射单元，所述第一辐射单元和第二辐射单元与PCB主板62上的馈源相连，完成馈电。
具体的，由于在天线支架上走线空间较大，并且支持低频段信号的天线长度较长，因此第一辐射单元主要包括：低频段的天线单元，和/或较高频段的天线单元。其中，当所述第一辐射单元需要兼顾不同的低频段信号时，例如：兼顾800MHz和900MHz时，要求的带宽比较宽，因此第一辐射单元的宽度也需要增加，才能满足带宽的设计要求。进一步的，如果天线支架能够提供的空间足够，也可以在上面制作较高频段的天线单元，例如：2.4GHz的蓝牙信号的天线。
在天线支架下方的净空区域设置的第二辐射单元主要包括：中间高频的天线单元。
所述天线支架的高度决定了第一辐射单元和第二辐射单元之间的距离，两个辐射单元的走线方向不同产生的相互耦合也是不同的。当耦合大时，说明两个辐射单元需要配合使用，才能满足整个天线装置的频段要求；当耦合小时，说明两个辐射单元不需要配合使用，当不需要某个频段时，可以拆除对应的辐射单元来降低制造成本。因此，天线支架的设计应该根据两个辐射单元的天线性能，以及所需要的频段要求进行相应的调整，基本的原则是可能相互干扰的天线尽量远离。进一步需要说明的是，第二辐射单元的走线方向和第一辐射单元的末端的走线方向可以是相同的，也可以是相反的，在实际应用中，如果需要实现支持多频段的天线装置，设计人员可以在第一辐射单元11和第二辐射单元12上设置相应的天线单元，然后根据模拟仿真试验的数据来调整天线支架的高度，和/或每个天线的长度，和/或每个天线的形状，和/或天线之间相互的摆放位置来选择最优的方案，以实现所需要的天线对多个频段的匹配，满足通讯所使用的频段需求。
所述第一辐射单元和第二辐射单元都从所述PCB主板62上的馈源馈电，同时信号根据辐射单元的尺寸自由选择对应的辐射单元完成发射或接收。所述天线支架上的第一辐射单元利用弹脚等连接方式与馈源通过馈电焊盘接触馈电。第二辐射单元利用相同的方式与馈源相连。进一步的，在制作第一辐射单元和馈源连接的馈电焊盘时，可以直接延伸馈电焊盘连接第二辐射单元。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多频段天线装置，其特征在于，所述装置包括：第一辐射单元、第二辐射单元、天线支架和馈源，其中，
所述第一辐射单元，设置于天线支架上，并且与馈源相连；
所述第二辐射单元，设置于天线支架下方的净空区域，并且与馈源相连；
所述天线支架，用于固定所述第一辐射单元；
所述馈源，用于为所述第一辐射单元和所述第二辐射单元馈电。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一辐射单元采用需要净空区域的低频段的天线单元，和/或较高频段的天线单元；
所述第二辐射单元采用需要净空区域的中间高频的天线单元。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第二辐射单元与馈源相连，包括：直接将馈源的馈电焊盘延伸，用于连接第二辐射单元。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述设置的第一辐射单元和第二辐射单元，包括：
按照天线的性能要求对第一辐射单元和第二辐射单元的天线长度，和/或形状进行调整；
第二辐射单元的走线方向和第一辐射单元的末端的走线方向相反或相同。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述天线支架的高度根据天线性能要求进行调整。
6.一种多频段天线的应用终端，包括：外壳、印刷电路板(PCB)主板；其特征在于，还包括外壳内的多频段天线装置；
所述多频段天线装置包括设置于天线支架上的第一辐射单元和设置于天线支架下方净空区域的第二辐射单元，所述第一辐射单元和第二辐射单元与PCB主板上的馈源相连，完成馈电。
7.根据权利要求6所述的应用终端，其特征在于，所述第一辐射单元采用需要净空区域的低频段的天线单元，和/或较高频段的天线单元；
所述第二辐射单元采用需要净空区域的中间高频的天线单元。
8.根据权利要求6或7所述的应用终端，其特征在于，所述第二辐射单元与馈源相连，包括：直接将馈源的馈电焊盘延伸，用于连接第二辐射单元。
9.根据权利要求6或7所述的应用终端，其特征在于，所述设置的第一辐射单元和第二辐射单元，包括：
按照天线的性能要求对第一辐射单元和第二辐射单元的天线长度，和/或形状进行调整；
第二辐射单元的走线方向和第一辐射单元的末端的走线方向相反或相同。
10.根据权利要求6或7所述的应用终端，其特征在于，所述天线支架的高度根据天线性能要求进行调整。
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