CN101981754A - 支持针对多频带的阻抗匹配的内置型天线 - Google Patents

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Abstract

公开了一种支持针对多频带的阻抗匹配的内置型天线。所公开的天线，包括：阻抗匹配部，包括与供电点电性结合的第一导电部件和与接地电性结合的第二导电部件；至少一个辐射体，与所述第一导电部件电性结合，其中，所述阻抗匹配部的第一导电部件与第二导电部件相隔预定距离，以实现耦合匹配，并在预先设置的位置电性结合。根据公开的天线，具有这样的优点，即，设计多频带时，可确保宽频带特性，特别是可确保在高频频带中的有效的宽频特性。

Description

支持针对多频带的阻抗匹配的内置型天线
技术领域
本发明涉及一种天线，更详细地讲，涉及一种支持针对多频带的阻抗匹配的内置型天线。
背景技术
最近，随着移动通信终端的小型化和轻量化，需要能够利用一个终端来接受相互不同频带的移动通信服务的功能。例如，在韩国商用化的824～829MHz频带的CDMA服务和1750～1870MHz频带的PCS服务；在日本商用化的832～925MHz频带的CDMA服务；在美国商用化的1850～1990MHz频带的PCS服务；在欧洲、中国商用化的880～960MHz频带的GSM服务以及在欧洲一些地区商用化的1710～1880MHz频带的DCS服务等利用多种频带的移动通信服务中，需要根据需求而能够同时利用多频带信号的终端，并且为了涵盖这种多频带，需要具有多频带特性的天线。
此外，实情是需要能够利用蓝牙、紫蜂(ZigBee)、无线局域网、GPS等服务的复合终端。这种用于利用多频带服务的终端，应使用能够在期望的两个以上的频带运行的多频带天线。一般使用的移动通信终端的天线，主要使用螺旋形天线(helical antenna)、平面倒F天线(Planar Inverted F Antenna：PIFA)。
在此，螺旋形天线是固定在终端上端的外置式天线，与单极天线一起使用。在并用螺旋形天线和单极天线形态，从终端机体引出天线时，作为单极天线运行；插入时，以λ/4螺旋形天线运行。这种天线具有高增益的优点，但是，由于无指向性，因此作为电磁波人体危害标准的SAR特性不好。此外，由于螺旋形天线构成为凸出于终端外部的形状，因此，难以设计终端的富有美感的外观和适合于便携功能的外观，至今还没有研究对此的内置型结构。
另外，倒F天线是为了克服这种缺陷而设计为具有低的剖面结构(profile structure)的天线。倒F天线具有指向性，其中，该指向性是指通过再感应所述辐射部上的感应电流产生的全部电磁波束(beam)中的朝向接地面侧的电磁波束来衰减朝向人体的电磁波束，由此在改善SAR特性的同时，强化辐射部方向的感应的电磁波束，由于倒F天线以矩形的平板形辐射部的长度缩小到一半的矩形的微带天线运行，从而可以实现低的剖面结构。
这种倒F天线因具有衰减人体方向的电磁波束的强度并增强人体的外部方向的电磁波束的指向性辐射特性，所以，与螺旋形天线相比较，能够获得电磁波吸收效率优异的特性。但是，当将倒F天线设计为在多频带运行时，具有频率带宽窄的问题。
为了在多频带中更稳定地运行，需要具有低的剖面结构的同时，能够克服倒F天线的窄频带特性的天线。
发明内容
技术问题
本发明中，为了解决上述的现有技术中的问题，在设计多频带时，提出具有宽频带特性的多频带内置型天线。
本发明的另一目的是提出具有低的剖面的同时，能够解决关于倒F天线具有的窄频带特性的问题的多频带内置型天线。
通过以下的实施例，本领域技术人员可导出本发明的其它目的。
技术方案
为了达到如上的目的，根据本发明的一方面，提供了一种多频带内置型天线，包括：阻抗匹配部，包括与供电点电性结合的第一导电部件及与接地电性结合的第二导电部件；至少一个辐射体，与所述第一导电部件电性结合，其中，所述阻抗匹配部的第一导电部件与第二导电部件相隔预定距离，来执行耦合匹配，并在预先设置的位置电性结合。
还可包括从所述第一导电部件凸出的多个第一耦合元件及从所述第二导电部件凸出的多个第二耦合元件。
所述第一导电部件及所述第二导电部件电性结合的位置可形成开放式短截线。
从所述第一导电部件凸出的多个第一耦合元件和从所述第二导电部件凸出的多个第二耦合元件整体上可形成梳状。
所述第一耦合元件和所述第二耦合元件的宽度和长度可在局部发生变化。
根据本发明的另一方面，提供了一种多频带内置型天线，包括：阻抗匹配部，具备与供电点电性结合的第一导电部件及与接地电性结合的第二导电部件；辐射体，其中，所述阻抗匹配部的第一导电部件及第二导电部件相隔预定距离，以实现耦合匹配，并在预先设置的位置电性结合，所述辐射体电性结合于所述第一导电部件和所述第二导电部件结合的位置。
根据本发明的另一方面，提供了一种多频带内置型天线，包括：阻抗匹配部，具备与供电点电性结合的第一导电部件及与接地电性结合的第二导电部件；至少一个辐射体，与所述阻抗匹配部结合，其中，所述阻抗匹配部的第一导电部件与第二导电部件相隔预定距离，以实现耦合匹配，并在预先设置的位置电性结合。
有益效果
根据本发明，具有这样的优点，即，在设计多频带时，使用耦合匹配，从而可确保宽频带特性，特别是可确保在高频频带中的有效的宽频特性。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施例的多频带内置型天线的结构的图；
图2是示出根据本发明第二实施例的多频带内置型天线的结构的图；
图3是示出根据本发明第三实施例的多频带内置型天线的结构的图；
图4是示出根据本发明第四实施例的多频带内置型天线的结构的图；
图5是示出根据本发明第四实施例的多频带内置型天线结合到终端的PCB的结构的图；
图6是示出根据本发明第四实施例的多频带内置型天线的S11参数的图；
图7是示出一般反向F天线的S11参数的图；
图8是示出根据本发明第四实施例的多频带内置型天线的结构的图；
具体实施方式
以下，将参照附图详细说明根据本发明的多频带内置型天线的优选实施例。
图1是示出根据本发明第一实施例的多频带内置型天线的结构的图。
参照图1，根据本发明第一实施例的多频带内置型天线可包括基板100、形成在基板上的辐射体102及阻抗匹配部104。
图1中，基板100由介电质材料构成，并与其它构成要素结合。各种介电材料可适用于基板100。例如，PCB基板或FR4基板等可用作基板，天线载体还可执行基板的作用。
辐射体102执行向外部辐射预设置的频带的RF信号并从外部接收预设置的频带的RF信号的功能。虽然图1中示出了L形状的辐射部件，但是辐射体102的形状可采用直线形状、弯曲的形状等各种形状。
虽然图1中示出辐射体102与第一导电部件110电性连接的情况，但是，可从后述的实施例获知，辐射体102可以连接到第一导电部件110与第二导电部件的结合部。
阻抗匹配部104包括与供电点电性结合的第一导电部件110及与接地电性结合的第二导电部件112。第一导电部件110与第二导电部件120相隔预定间隔，并在特定位置B电性连接。
在阻抗匹配部106中，第一导电部件110及第二导电部件112相隔预定距离的A部分中执行通过耦合的阻抗匹配。此外，第一导电部件110与第二导电部件112在B部分电性结合。
虽未在图1中示出，第一导电部件110与第二导电部件112电性结合的B部分可形成有开路短截线(open stub)，开路短截线可执行辅助的阻抗匹配作用。
这样，在两个导电部件相隔预定距离的结构中发生耦合匹配的结构，能够实现更宽的频带的阻抗匹配。
图1中示出在耦合匹配部分中第一导电部件110与第二导电部件112的间距相同而相互平行的情况，但是，第一导电部件110与第二导电部件112可以不平行，可以通过使局部弯曲来实现间距不相同的结构。
图2是示出根据本发明第二实施例的多频带内置型天线的结构的图。
参照图2，根据本发明的第二实施例的多频带内置型天线可包括基板200、形成在基板上的辐射体202及阻抗匹配部204，阻抗匹配部204可包括第一导电部件210、第二导电部件212以及从第一导电部件210凸出的多个第一耦合元件214及从第二导电部件212凸出的多个第二耦合元件216。
参照图2，辐射体202及基板200的形状和作用与图1示出的第一实施例相同，阻抗匹配部204的结构与第一实施例不同。
当执行根据第一导电部件210与第二导电部件212的相互作用的耦合匹配时，电感分量和电容分量中，电感分量作用为更为重要的因素，当确保了更大的电容分量并且电容分量多样化时，可以满足更优异的宽频带特性。
而且，为了宽频带匹配，阻抗匹配部需要确保预定长度以形成充足的耦合。
进一步，具有这样的优点，即，当存在大的电容分量时，因电容值大，可更加降低手效应(hand effect)的外部因素的影响。
参照图2，为实质上增加阻抗匹配部的电性长度，以实现电容分量的多样化以及可以进行根据更大电容分量的耦合，所以附加地具备第一耦合元件214及第二耦合元件216。
第一耦合元件214及第二耦合元件216以矩形形状从第一导电部件210及第二导电部件212凸出，并以相互交叉的方式形成，从而整体上形成梳状。
这种第一耦合元件214及第二耦合元件216使第一导电部件210和第二导电部件212之间的距离实质上变小，因此，不仅可以获得更大的电容分量，还有助于电容分量的多样化，从而可以进行更宽的频带匹配。
另外，根据第二实施例的阻抗匹配部中，在特定位置B中第一导电部件210与第二导电部件212电性结合。同时，虽未在图2中示出，在第一导电部件210与第二导电部件212电性结合的位置可形成用于更有效的阻抗匹配的开路短截线。
图2中示出了凸出的第一耦合元件214及第二耦合元件216的形状是长方形的矩形的情况，但是可以不同方式地设定第一耦合元件和第二耦合元件的形状。
图3是示出根据本发明第三实施例的多频带内置型天线的结构的示图。
参照图3，根据本发明第三实施例的多频带内置型天线包括基板300、辐射体302及阻抗匹配部304，阻抗匹配部304可包括与供电点电性连接的第一导电部件310及与接地电性连接的第二导电部件312、从第一导电部件310凸出的多个第一耦合元件314和从第二导电部件312凸出的第二耦合元件316。
在第三实施例的天线中，阻抗匹配部304的构成要素与第二实施例相同，但形成第一耦合元件314及第二耦合元件316的结构与第二实施例不同。
在第2实施例中，第一耦合元件314与第二耦合元件316凸出的长度和宽度是一致的。然而，如图3所示，根据本发明的第三实施例，第一耦合元件314与第二耦合元件316的凸出长度和宽度被设置为不同。
图3中示出从第一导电部件310凸出的第一耦合元件314的宽度和长度依序地增加而以中央为中心第一耦合元件314的宽度和长度减小时的状况。另外，对于从第二导电部件312凸出的第二耦合元件316，示出凸出长度相同但宽度依序继续增加时的状况。
第三实施例中将耦合元件314、316的宽度和长度设置为不同的原因在于，为了最大化电容分量的多样化。可以以多种形式更改耦合元件的宽度和长度来适用。
例如，可以仅更改耦合元件的宽度和长度中的一个，也可以同时更改宽度和长度。
图8是示出根据本发明第四实施例的多频带内置型天线的结构的示图。
参照图8，根据本发明的第四实施例的多频带内置型天线包括基板800、辐射体802、阻抗匹配部804，阻抗匹配部804可包括与所述供电点电性连接的第一导电部件810及与接地电性连接的第二导电部件812、从第一导电部件810凸出的多个第一耦合元件814及从第二导电部件812凸出的第二耦合元件816。
根据第四实施例的天线，仅辐射体802的结合状态与第二实施例不同，其它构成要素与第二实施例相同。参照图8，根据第四实施例的天线的辐射体802从第一导电部件810与第二导电部件812的结合位置延伸。即，辐射体802如上述实施例一样可从第一导电部件810延伸，还可从第一导电部件810与第二导电部件812的结合位置延伸。如图8所示的第四实施例的辐射体的形状可适用于第一实施例和第三实施例。
图4是示出根据本发明第五实施例的多频带内置型天线的结构的示图。
参照图4，根据本发明第五实施例的多频带内置型天线可包括基板400、第一辐射体402、第二辐射体404和阻抗匹配部406。
与第一至第四实施例相比较，第五实施例包括两个辐射体402、404。两个辐射体402、404是为了收发更多频带的频率信号而具备的。图4中，电气长度短的第一辐射体402是用于辐射高频段的频率信号的辐射体，电气长度长的第二辐射体404是用于辐射低频段的频率信号的辐射体。第一辐射体402从第一导电部件410延伸，第二辐射体404从第一导电部件410与第二导电部件412的结合位置B延伸。
根据本发明的实施例，第一辐射体402涵盖DCS、PCS、WCDMA和蓝牙频带，第二辐射体404可涵盖GSM850和GSM950频点。
阻抗匹配部406包括与供电点电性连接的第一导电部件410和与接地电性连接的第二导电部件412。
另外，阻抗匹配部406包括从第一导电部件410凸出的多个第一耦合元件414及从第二导电部件412凸出的多个第二耦合元件416。第一耦合元件414和第二耦合元件416与第二实施例和第三实施例的耦合元件相同，可以进行基于大的电容分量的耦合，并使电容分量的多样化，且是用于增加阻抗匹配部的电性长度的构成要素。
此外，虽然图4中示出了第三实施例中示出的阻抗匹配部，但是阻抗匹配部可以适用第一至第三实施例中示出的阻抗匹配部中的任意一个。
而且，图4中示出第二辐射体通过2次形成弯曲的形状的状况，但是第二辐射体的形状不限于此。
当如图4所示地使用两个以上的辐射部件时，可保持高频带中的宽频带特性的同时，可进行针对多频带的频率的信号收发。
图5是示出根据本发明第四实施例的多频带内置型天线结合到载体的结构。
参照图5，终端的PCB 506上结合
Figure BPA00001232786100072
形状的载体500，载体500包括垂直部502及平面部504。阻抗匹配部的第一导电元件和第二导电元件延伸到载体的垂直部，从而第一导电部件结合到形成在PCB上的供电线，第二导电部件与形成在PCB上的接地结合。
图6是示出根据本发明第四实施例的多频带内置型天线的S11参数的图，图7是示出一般到F天线的S11参数的图。
参照图6和图7，相比于倒F天线在高频频带中表现出狭窄的频带特性，根据本发明第四实施例的天线在高频频带中表现出宽频带特性，从而可以进行针对更多频带的服务。

Claims (12)

1.一种多频带内置型天线，其特征在于，包括：
阻抗匹配部，具有与供电点电性结合的第一导电部件和与接地电性结合的第二导电部件；
至少一个辐射体，与所述第一导电部件电性结合，
其中，所述阻抗匹配部的第一导电部件与第二导电部件相隔预定距离，以实现耦合匹配，并在预先设置的位置电性结合。
2.如权利要求1所述的多频带内置型天线，其特征在于，包括：从所述第一导电部件凸出的多个第一耦合元件及从所述第二导电部件凸出的多个第二耦合元件。
3.如权利要求1所述的多频带内置型天线，其特征在于，所述第一导电部件与所述第二导电部件电性结合的位置形成开放短截线。
4.如权利要求2所述的多频带内置型天线，其特征在于，从所述第一导电部件凸出的多个第一耦合元件和从所述第二导电部件凸出的多个第二耦合元件整体上形成梳状。
5.如权利要求2所述的多频带内置型天线，其特征在于，所述第一耦合元件和所述第二耦合元件的宽度和长度在局部发生变化。
6.一种多频带内置型天线，其特征在于，包括：
阻抗匹配部，具有与供电点电性结合的第一导电部件和与接地电性结合的第二导电部件；
辐射体，
其中，所述阻抗匹配部的第一导电部件与第二导电部件相隔预定距离，以实现耦合匹配，并在预先设置的位置电性结合，所述辐射体电性结合于所述第一导电部件与所述第二导电部件结合的位置。
7.如权利要求6所述的多频带内置型天线，其特征在于，包括：从所述第一导电部件凸出的多个第一耦合元件和从所述第二导电部件凸出的多个第二耦合元件。
8.如权利要求6所述的多频带内置型天线，其特征在于，所述第一导电部件与所述第二导电部件电性结合的位置形成开放短截线。
9.如权利要求7所述的多频带内置型天线，其特征在于，所述第一耦合元件及所述第二耦合元件沿垂直于所述第一接地部件和所述第一辐射部件的长度方向凸出，从而整体上形成梳状。
10.如权利要求7所述的多频带内置型天线，其特征在于，所述第一耦合元件和所述第二耦合元件的宽度和长度在局部发生变化。
11.一种多频带内置型天线，其特征在于，包括：
阻抗匹配部，具有与供电点电性结合的第一导电部件和与接地电性结合的第二导电部件；
至少一个辐射体，与所述阻抗匹配部结合，
其中，所述阻抗匹配部的第一导电部件与第二导电部件相隔预定距离，以实现耦合匹配，并在预先设置的位置电性结合。
12.如权利要求11所述的多频带内置型天线，其特征在于，所述辐射体包括与所述第一导电部件电性结合的第一辐射体以及电性结合于所述第一导电部件与所述第二导电部件的结合位置的第二辐射体。
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