CN102005640A - 无线通信装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无线通信装置,其包括一基板、一切换开关及设于基板上的一宽频天线,所述宽频天线包括一辐射主体、一馈入部及多个接地端,所述馈入部和接地端连接于辐射主体,所述切换开关切换于不同的接地端之间,以将所述辐射主体分成电气长度不同的辐射区域。所述宽频天线装置能涵盖多个常用通信频带且需要的装设空间较小。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线通信装置,尤其涉及一种应用宽频天线的无线通信装置。
背景技术
随着无线通信技术、信息处理技术的迅速发展以及人们生活水平的日益提高,移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)等便携式无线通信装置竞相涌现,进入到千家万户,使消费者可随时随地享受到高科技带来的种种便利,使得这些便携式无线通信装置已成为现代人日常生活不可缺少的一部分。
在这些无线通信装置中,用来发射、接收无线电波以传递、交换无线电数据信号的天线装置是其最重要的组件之一。由于现有的无线通信装置经常需要能够应用于各种使用不同通信频率的通信系统,故其天线大多设计成具有涵盖多个常用通信频带的宽频天线。然而,为了使天线获得较宽广的工作频段,往往需要设计较为复杂的天线结构并扩大天线的尺寸,这与无线通信装置小型化设计的整体趋势相悖。因此,如何使天线既具有较宽广的工作频段,同时又能尽量减小天线的尺寸及简化天线的结构,成为制造技术上面临的重要问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种体积小,且能涵盖多个系统频宽的无线通信装置。
一种无线通信装置,其包括一基板、一切换开关及设于基板上的一宽频天线,所述宽频天线包括一辐射主体、一馈入部及多个接地端,所述馈入部和接地端连接于辐射主体,所述切换开关切换于不同的接地端之间,以将所述辐射主体分成电气长度不同的辐射区域。
相较于现有技术,本发明所述的无线通信装置通过一切换开关切换于接地部的不同接地端之间,以此来得到电气长度不同的辐射区域,进而获得较宽的天线带宽。所述无线通信装置利用体积较小的宽频天线覆盖了多个常用通信频宽。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的无线通信装置立体示意图;
图2为本发明较佳实施例的宽频天线装设在无线通信装置基板上的示意图;
图3为本发明较佳实施例的宽频天线的立体示意图;
图4为本发明较佳实施例的无线通信装置的功能模块图;
图5为本发明较佳实施例的宽频天线的返回损耗示意图;
图6为本发明较佳实施例的宽频天线的辐射效率示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图3,本发明的一个较佳实施例为一无线通信装置100,其可以为移动电话或PDA等具有无线通信功能的便携式电子装置。该无线通信装置100包括一基板10、一宽频天线20、一切换开关30(请参阅图4)及一壳体50。所述基板10装设于壳体50内,所述宽频天线20及切换开关30均装设在该基板10上。
所述基板10大致为一矩形的印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB),其包括一侧面12、一端面13、一顶面14及与该顶面14相对的一底面(图未标)。所述顶面14上可设置依照现有技术制造的一馈入点(图未示)及一接地点18(请参阅图4)。所述馈入点和接地点18与宽频天线20电性相连以形成电流回路,从而为宽频天线20提供工作必需的信号馈入及接地。所述基板10的靠近侧面12的一端设有一净空区域16,所述净空区域16指基板10上无任何导体存在的区域,用以防止外在环境中电子元件如电池、振动器、喇叭、电荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)等对宽频天线40产生干扰,造成其工作频率偏移或辐射效率变低。
所述宽频天线20可由金属材料一体成型而成,所述宽频天线20包括一辐射主体22、一馈入部24及一接地部26。
所述辐射主体22为条状结构,其包括一第一连接段221、二第二连接段222、一第三连接段223及一第四连接段224。所述第一连接段221较宽,所述第二连接段222、第三连接段223及第四连接段224宽度一致且均小于第一连接段221的宽度。所述第一连接段221为一平直的长条状结构,所述二第二连接段222分别垂直地连接于第一连接段221的两端并平行地延伸。所述第三连接段223呈“L”形,其包括一第一矩形段225及一第二矩形段226。所述第一矩形段225一端垂直连接于其中一第二连接段222,并竖直延伸以此与第二连接段222所在的平面垂直。所述第二矩形段226一端垂直连接于第一矩形段225的末端,并沿平行于第一连接段221的方向延伸。所述第四连接段224呈“L”形,其包括一第一延伸段227和一第二延伸段228。所述第一延伸段227一端垂直连接于另一第二连接段222,另一端沿平行于第一矩形段225的方向延伸,且该第一延伸段的长度227略大于第一矩形段225的长度。所述第二延伸段228的长度大于第二矩形段226的长度,该第二延伸段228的一端垂直连接于第一延伸段227的末端,另一端沿与第二矩形段226平行的方向延伸并越过其末端,并与第二矩形段226保持一定的距离,进而以便宽频天线20发生耦合效应。
所述馈入部24为倒“L”形条状结构,其大致连接于第一连接段221的中部。所述接地部26连接于第一连接段221靠近第三连接段223的一端。该接地部26包括形状及大小与馈入部24均相同的一第一接地端262、一第二接地端264及一第三接地端266。所述馈入部24、第一接地端262、第二接地端264及第三接地端266的一端依次等间距地垂直连接于第一连接段221远离第二连接段222的一侧边,另一端均沿与第一矩形段225平行的方向延伸。
所述切换开关30一端电性连接于所述接地点18,另一端可在受到触发后(如使用者通过按钮调节或脉冲触发)切换于所述第一接地端262、第二接地端264与第三接地端266之间。通常,现有的模拟开关或集成电路(Integrate Circuit,IC)即可承担此任务。
安装所述宽频天线20时,首先将所述辐射主体22通过馈入部24和接地部26的支撑而悬置于基板10的净空区域16上方。以此使馈入部24的另一端垂直连接于净空区域16,并通过电气走线的形式与基板10的馈入点电性连接,以为所述宽频天线20提供信号馈入。再使第一接地端262、第二接地端264及第三接地端266的另一端垂直于顶面14的净空区域16上,并分别通过所述切换开关30与基板10上的接地点18电性连接,藉此为所述宽频天线20提供接地。此时第一连接段221将平行于基板的顶面14,同时使与第一矩形段225相连的一第二连接段222与基板10的端面13大致平齐,第二矩形段226与侧面12平齐,第二延伸段228越过侧面12而从基板10的底面边缘伸出。如此,即将宽频天线20装设于基板10上。
当电信号从馈入部24馈入后,切换开关30可依据无线通信装置100适用的网络切换于所述第一接地端262、第二接地端264及第三接地端266之间,以此形成不同电气长度的辐射区域,并通过第三连接段223及第四连接段224之间的耦合效应,从而获得不同的操作频率。具体的说,当切换开关电性连接于第一接地端262时,此时所述宽频天线20的中心操作频率约为0.9GHz和1.8GHz;当切换开关30电性连接于第二接地端264时,此时所述宽频天线20的中心频率约为0.925GHz和1.95GHz;当切换开关30电性连接于第三接地端266时,此时所述宽频天线20的中心频率分别约为0.95GHz和2.05GHz。如此通过切换开关30电性连接于宽频天线20不同的接地端,即形成不同电气长度的辐射区域,从而获得较宽的天线带宽。
图5所示为本发明较佳实施例的无线通信装置100的返回损耗(Return Loss,RL)。一般以天线的电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio,VSWR)为2∶1处作为天线使用的频带,此处的返回损耗值等于-6分贝(dB),故,返回损耗值小于等于-6dB的频率范围均可作为天线工作的频带。曲线1-3分别代表切换开关30电性连接于所述第一接地端262、第二接地端264与第三接地端266时宽频天线20的返回损耗,由图3可见,所述无线通信装置100的第一工作频段约为0.9~0.95GHz,第二工作频段约为1.7-2.1GHz。
图6所示为本发明无线通信装置100的辐射效率。曲线46分别代表切换开关30电性连接于所述第一接地端262、第二接地端264与第三接地端266时宽频天线20的辐射效率,由图4可知,该宽频天线20于0.9~0.95GHz及1.7-2.1GHz的辐射效率均满足天线工作设计要求。
可以理解,本发明所述的接地部26不限于包括第一接地端262、第二接地端264及第三接地端266,于实际设计制造阶段,可依据带宽的需求适量增加或减少接地端的数量,如2个或4个接地端。同时第一接地端262、第二接地端264、第三接地端266及馈入部24的间距也可以根据实际需求设置。
可以理解,本发明所述的辐射主体22不限于本实施例中所述的结构,于实际设计制造阶段,可选用任意一种形状的天线辐射主体,只要其上设置有多个上述的接地端,且其电气长度、阻抗匹配及耦合效应等满足特定关系,即可到达所需的天线谐振频率及带宽。
本发明所述的无线通信装置通过一切换开关切换于接地部的不同接地端之间,以此来得到电气长度不同的辐射区域,进而获得较宽的天线带宽。所述宽频天线利用较小的体积增加了无线通信装置的操作频带,同时有利于无线通信装置的薄形化。
另外,本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其他形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然,这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化,都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (9)
1.一种无线通信装置,其包括一基板及设于基板上的一宽频天线,其特征在于:所述宽频天线包括一辐射主体、一馈入部及多个接地端,所述馈入部和接地端连接于辐射主体,所述无线通信装置还包括一切换开关,所述切换开关切换于不同的接地端之间,以将所述辐射主体分成电气长度不同的辐射区域。
2.如权利要求1所述的无线通信装置,其特征在于:所述基板上设有一净空区域、馈入点及一接地点,所述宽频天线悬置于净空区域上,所述馈入点为宽频天线提供信号馈入,所述切换开关电性连接于接地点以为宽频天线提供接地。
3.如权利要求2所述的无线通信装置,其特征在于:所述辐射主体为条状结构,其包括一第一连接段,所述第一连接段平行于基板设置。
4.如权利要求3所述的无线通信装置,其特征在于:所述馈入部呈倒“L”形,其一端垂直连接于所述第一连接段的一侧,另一端与所述基板上的馈入点电性连接。
5.如权利要求3所述的无线通信装置,其特征在于:每一所述接地端为倒“L”形条状结构,其一端垂直连接于所述第一连接段的一侧,另一端通过所述切换开关与基板上的接地点电性连接。
6.如权利要求3所述的无线通信装置,其特征在于:所述馈入部和多个接地端等间距的垂直连接于所述第一连接段。
7.如权利要求3所述的无线通信装置,其特征在于:所述辐射主体还包括二第二连接段,所述第二连接段宽度小于第一连接段,且二第二连接段对称地垂直连接于第一连接段的两端。
8.如权利要求7所述的无线通信装置,其特征在于:所述基板包括一侧面;所述辐射体还包括分别与二第二连接段相连的一第三连接段和一第四连接段,所述第三连接段和第四连接段均呈“L”形,所述第三连接段一端与侧面平齐,所述第四连接段一端越过侧面并与侧面平行。
9.如权利要求1所述的无线通信装置,其特征在于:所述无线通信装置的第一工作频段为0.9~0.95GHz,第二工作频段为1.7-2.1GHz。
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