CN102044740B - 天线装置及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及移动通信技术领域，提供了一种天线装置。该天线装置包括主天线、增强天线、主天线支架及固定装置；所述主天线外形为片状，固定在主天线支架上；所述增强天线与固定装置相连，为伸缩天线，位于所述主天线支架的一侧，且与所述主天线电相连，与主天线共同接收和发射信号。本发明还提供一种移动终端。本发明所提供的天线装置或移动终端，减少了外部对天线辐射的影响，可有效提高天线的性能。

Description

天线装置及移动终端
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种天线装置及移动终端。
背景技术
目前，天线在各种通信设备终端中的应用较为普及，例如手机等移动终端中都内置有天线。按照所处位置不同，天线可分为内置天线和外置天线。内置天线按照工作原理又可分为：PIFA天线、Monopole天线、Dipole天线、IFA天线等。外置天线一般包括了突出在终端外面的螺旋天线和拉杆或者鞭状天线。当鞭状或拉杆天线缩回到终端里面时，则螺旋状天线工作，而当鞭状或拉杆天线从终端伸出时，鞭状或拉杆天线同螺旋状的天线共同工作。
随着移动终端的小型化，用户在接听电话时，手机可能接触用户的身体。这种身体接触使天线特性不同于其在自由空间的特性，从而恶化了手机的整个性能。所以现在的手机基本都是采用了内置天线，但是在恶劣环境下基站信号很弱的情况下，内置天线无法保证通话质量。
虽然现有技术中存在一些具有内置天线和拉杆天线的移动终端，但是其内置天线和拉杆天线的作用只是当系统判断手机处于空闲状态时由内置天线工作，而当通话状态时则由内置天线切换到拉杆天线，由拉杆天线工作。而人体特别是人体头部对拉杆天线这类外置天线的影响是巨大的，有可能使天线的发射功率会下降8～10dBm，这将严重影响手机性能。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种天线装置及移动终端，旨在有效提高手机天线的性能。
本发明提供一种天线装置，包括主天线、增强天线、主天线支架及固定装置；所述主天线外形为片状，固定在主天线支架上；所述增强天线与固定装置相连，为伸缩天线，位于所述主天线支架的一侧，且与所述主天线电相连，与主天线共同接收和发射信号。
优选地，所述主天线包括第一天线部和第二天线部，所述第一天线部由主天线支架的右上端起，沿逆时针方向呈圈状设置，其一侧与所述固定装置接触导通；所述第二天线部与所述第一天线部间隔设置。
优选地，所述增强天线处于收缩状态时，与所述固定装置之间为非接触状态；所述增强天线拉伸时，与所述固定装置处于接触导通状态。
优选地，所述增强天线中段设有凹槽，收缩时，该凹槽与固定装置内壁为间隙配合，使增强天线与固定装置之间处于非接触状态。
优选地，所述固定装置内壁设有弹片，拉伸时，该弹片与增强天线末段为过盈配合，使增强天线与固定装置之间处于接触导通状态。
优选地，所述第一天线部与第二天线部之间间隔0.1～5mm。
优选地，所述主天线为PIFA、Monopole、Dipole或IFA天线。
本发明提供一种移动终端，包括天线装置，所述天线装置设有主天线、增强天线、主天线支架及固定装置；所述主天线外形为片状，固定在天线支架上；所述增强天线与固定装置相连，为伸缩天线，位于所述天线支架的一侧，且与所述主天线电相连，与主天线共同接收和发射信号。
本发明所提供的天线装置或移动终端，通过主天线和增强天线共同接收和发射信号，减少了外部对天线辐射的影响，可有效提高天线的性能。
附图说明
图1为本发明一实施方式中天线装置的结构示意图；
图2为本发明一实施例中天线装置的结构示意图；
图3为本发明另一实施例中天线装置的结构示意图；
图4为本发明又一实施例中天线装置的结构示意图；
图5为本发明上述实施例中增强天线处于收缩状态时的回波损耗曲线图；
图6为本发明一实施例中增强天线处于拉伸状态回时的波损耗曲线图；
图7为本发明一实施例中增强天线处于收缩状态时的效率参考数据图；
图8为本发明一实施例中增强天线处于拉伸状态效时的率参考数据图；
图9为本发明一实施例中增强天线处于收缩状态时的总辐射功率和全向灵敏度的参考数据图；
图10为本发明一实施例中增强天线处于拉伸状态时的总辐射功率和全向灵敏度的参考数据图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
本发明中，移动终端可以是手机等通信设备，以下将以手机为例，详细说明本发明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明的一个实施方式中天线装置的结构，该天线装置包括主天线10、增强天线20、主天线支架30及固定装置40；主天线10外形为片状，固定在主天线支架30上；增强天线20与固定装置40相连，为伸缩天线，位于主天线支架30的一侧，且与主天线10电相连，与主天线10共同接收和发射信号。
主天线10可以是单频带天线也可以是多频带天线(两个频段以上)，可以设置成多种图案，以适应全球不同区域不同频带用户的使用。主天线10还可避免传统天线工作在高频带中，由于不对称的馈电形式所形成的不对称天线辐射方向图，从而防止使用拉杆天线所遇到的性能恶化。主天线10的材质有多种选择，可以使用金属片的形式热熔固定在主天线支架30上，或者采用FPC(Flexible Printed Circuit，柔性线路板)的形式贴在主天线支架30上。
主天线支架30可用于固定主天线10，以及支撑连接增强天线20的固定装置40。增强天线20根据外观及性能的需要可以采用单节或者多节的拉杆形式，通过直接接触或耦合与主天线10电连接，从而实现与主天线10共同工作。
本发明实施方式通过设置与主天线10共同工作的增强天线20，可改善信号接收及发射，提高天线性能。
参照图2，为本发明一实施例中主天线10的结构示意图。该主天线10包括第一天线部11和第二天线部12，其中第一天线部11由主天线支架30的右上端起，沿逆时针方向呈圈状设置，其一侧与所述固定装置40接触导通；第二天线部12与第一天线部11间隔设置。
手机的工作全频段是由低频800MHz～900MHz和高频1700MHz～2100MHz组成的。本发明实施例中，通过上述设置，第一天线部11的整个走线长度形成了低频800MHz～900MHz谐振，且第一天线部11绕到主天线支架30上端的部分111(参照图3)和其走线初始部分112形成耦合产生高频1700MHz～1900MHz谐振。而第二天线部12和第一天线部11之间间隔一距离L，两部分之间可耦合产生1900～2100MHz的谐振，从而得到手机的全频段。在一实施例中，L的取值范围可以为：0.1～5mm。在一具体示例中，L值可以为0.1mm；在另一具体示例中，L值可以为2.5mm；在又一具体示例中，L值可以为5mm。考虑目前手机的外形尺寸大小，本发明优选L值为1.5mm。
上述第一天线部11所产生的频率是否能到达标准值，可在调试中借助矢量网络分析仪查看驻波比和回波损耗等参数，并根据参数调整辐射面积或走线长度，从而达到预设目标。
优选地，上述主天线可以为PIFA、Monopole、Dipole或IFA天线。
增强天线20可通过固定装置40切换导通状态，以适用覆盖信号的强弱状态。例如，在一实施例中，可设置增强天线20在处于收缩状态时，与固定装置40之间为非接触状态；而当增强天线20拉伸时，其与固定装置40处于接触导通状态。
在一实施例中，增强天线20中段可设有凹槽21，收缩时，该凹槽21与固定装置40内壁为间隙配合，从而使增强天线20与固定装置40之间处于非接触状态。此时，由于距离很近，主天线10与增强天线20之间的电磁波是相互耦合的，因而增强天线20可通过耦合同主天线10中的第一天线部11走线，共同产生低频800MHz～900MHz谐振，作为主天线10的延伸部分和主天线10同时进行辐射，工作在所需的频段。
此外，还可在固定装置40的内壁设设置弹片，拉伸时，该弹片与增强天线20末段之间为过盈配合，从而使增强天线20与固定装置40之间处于接触导通状态。这时，增强天线20通过和固定装置40导通从而和主天线10的第一天线部11导通连接，产生低频800MHz～900MHz的谐振。应当注意的是，其电长度也需要和增强天线20处于收缩状态时，同主天线10耦合时等效的电长度相当。由于增强天线20作为外置天线，没有其他的金属装置阻碍发射和接收，增强天线20同主天线10的组合天线相对于闭合状态时的驻波曲线更加深，整个天线装置的效率会好很多。
图5所示为增强天线20收缩时，天线装置的回波损耗曲线。图6所示为增强天线20拉伸时，天线装置的回波损耗曲线。对比图5和图6，能够明显看出在有用频带内，图6中的曲线比图5中的曲线更低，效率也越高。
图7所示为增强天线20收缩时，天线装置的效率数据；图8所示为增强天线20拉伸时，天线装置的效率数据。通过对比可以看出，增强天线20在拉伸时天线装置的平均效率更高，达到了70％，而收缩时只有63％。
图9和图10所示分别为增强天线20收缩和拉伸时，天线装置的总辐射功率(Total Radiated Power，TRP)和全向灵敏度(Total Isotropic Sensitivity，TIS)对比数据。
本发明实施例中，当基站覆盖信号较强时，使增强天线20缩回机壳内部，作为主天线10的一部分同主天线10配合共同发射和接收信号。即使人体对信号发射和接收造成一定影响，也可通过增强天线20克服。而当基站覆盖信号较弱或很弱的恶劣环境时，增强天线20可拉出机壳外部，此时增强天线20同主天线10共同工作，此时增强天线20作为独立的外置天线工作，无其他金属对其进行干扰，各方面性能均优于收缩状态，可有效提高手机天线的性能，从而保障手机的通信。
本发明提供一种移动终端，包括上述天线装置。上述天线装置的结构和工作过程可参考前述实施例，在此不作赘述。本发明实施例中，由于设置有上述天线装置，移动终端在进行通信时，可减少人体对辐射的影响，提高移动终端的性能。移动终端即便处于信号较弱的状态，也可进行通信。优选地，该移动终端为手机。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种天线装置，其特征在于，包括主天线、增强天线、主天线支架及固定装置；所述主天线外形为片状，固定在主天线支架上；所述增强天线与固定装置相连，为伸缩天线，位于所述主天线支架的一侧，且与所述主天线电相连，与主天线共同接收和发射信号；所述主天线包括第一天线部和第二天线部，所述第一天线部由主天线支架的右上端起，沿逆时针方向呈圈状设置，其一侧与所述固定装置接触导通；所述第二天线部与所述第一天线部间隔设置。
2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述增强天线处于收缩状态时，与所述固定装置之间为非接触状态；所述增强天线拉伸时，与所述固定装置处于接触导通状态。
3.如权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述增强天线中段设有凹槽，收缩时，该凹槽与固定装置内壁为间隙配合，使增强天线与固定装置之间处于非接触状态。
4.如权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述固定装置内壁设有弹片，拉伸时，该弹片与增强天线末段为过盈配合，使增强天线与固定装置之间处于接触导通状态。
5.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一天线部与第二天线部之间间隔0.1～5mm。
6.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述主天线为PIFA、Monopole、Dipole或IFA天线。
7.一种移动终端，包括天线装置，其特征在于，所述天线装置设有主天线、增强天线、主天线支架及固定装置；所述主天线外形为片状，固定在天线支架上；所述增强天线与固定装置相连，为伸缩天线，位于所述天线支架的一侧，且与所述主天线电相连，与主天线共同接收和发射信号；所述主天线包括第一天线部和第二天线部，所述第一天线部由主天线支架的右上端起，沿逆时针方向呈圈状设置，其一侧与所述固定装置接触导通；所述第二天线部与所述第一天线部间隔设置。
8.如权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述增强天线处于收缩状态时，与所述固定装置之间为非接触状态；所述增强天线拉伸时，与所述固定装置处于接触导通状态。
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