CN102544714A

CN102544714A - 一种折叠小型宽带天线

Info

Publication number: CN102544714A
Application number: CN2010105779023A
Authority: CN
Inventors: 何其娟; 孙劲
Original assignee: Shanghai Amphenol Airwave Communication Electronics Co Ltd
Current assignee: Shanghai Amphenol Airwave Communication Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明公开了一种折叠小型宽带天线，包括：电容耦合馈电部分、开槽弯折辐射片部分、弯折线接地部分、介质基板、接地板；所述电容耦合馈电部分位于所述介质基板的上方；所述弯折线接地部分和接地板位于所述介质基板的下方，所述弯折线接地部分的两端分别连接所述开槽弯折辐射片部分和所述接地板；所述开槽弯折辐射片部分包括第一面、第二面、第三面；所述第一面位于所述介质基板的下方，且所述第一面沿着所述介质基板的外侧面向上弯折形成第二面，所述第二面再次水平方向弯折形成第三面；所述开槽弯折辐射片部分开有槽；所述电容耦合馈电部分在所述介质基板的上方的位置对应所述开槽弯折辐射片部分的第一面在所述介质基板的下方的位置。与现有技术相比，本发明结构紧凑，占用空间小，且可在LTE低频段，用于手机等终端设备。

Description

一种折叠小型宽带天线

技术领域

本发明涉及一种应用于手机系统的宽带天线,特别涉及一种折叠小型宽带天线。

背景技术

近来，LTE（long term evolution）技术的出现成为移动宽带历程上的一个很自然的拐点。LTE代表着移动宽带持续的发展和更大规模的整合。LTE采用了很多原计划用于B3G/4G的技术，如OFDM、MIMO等。所有的移动运营商都在考虑其下一步的演进路径。LTE，不仅是先进技术的代表，而且能够统一全球运营商的技术，因而成为移动宽带下一发展阶段的主流。满足LTE带宽要求的天线成为LTE应用的关键。出自于2010年7月11-17日发行的 Antennas and Propagation Society International Symposium (APSURSI), 2010 IEEE的文献1 Internal Small-Size PIFA for LTE/GSM/UMTS Operation in the Mobile Phone 提出一种LTE700/GSM850/900 (698~960 MHz) 和GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500 (1710~2690 MHz)的宽带天线，该天线尺寸为45 mm × 15 mm。出自于2010年4月12-16 发行的Antennas and Propagation (EuCAP), 2010 Proceedings of the Fourth European Conference on的文献2 A Compact Hybrid Internal MIMO Antenna for LTE Application 提出一种LTE (746 MHz~794 MHz) 天线，该天线尺寸为30 mm × 10 mm × 5mm。随着手机等移动终端体积越来越小型化，功能越来越多样化的要求下，手机等移动终端中天线的空间越来越小，天线设计面临挑战，尤其是LTE的低频段。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明公开了一种在LTE低频段，用于手机等终端设备，结构紧凑，占用空间小的一种折叠小型宽带天线。

一种折叠小型宽带天线，包括：电容耦合馈电部分、开槽弯折辐射片部分、弯折线接地部分、介质基板、接地板；所述电容耦合馈电部分位于所述介质基板的上方；所述弯折线接地部分和接地板位于所述介质基板的下方，所述弯折线接地部分的两端分别连接所述开槽弯折辐射片部分和所述接地板；所述弯折线接地部分与所述接地板的连接点的位置可调；所述开槽弯折辐射片部分开有槽，且所述槽的宽度可调；所述开槽弯折辐射部分被所述槽分为两部分，所述两部分分别与所述弯折线接地部分产生两个谐振，所述开槽弯折辐射片部分与所述弯折线接地部分共同形成LC双频谐振器。

所述谐振分别为LTE/GSM850/900 (746~960MHz)频段的谐振、GSM1800/1900/UMTS (1710~2170MHz) 频段的谐振。

所述开槽弯折辐射片部分包括第一面、第二面和第三面；所述第一面位于所述介质基板的下方，且所述第一面沿着所述介质基板的外侧面向上弯折形成第二面，所述第二面再次水平方向弯折形成第三面；

所述电容耦合馈电部分在所述介质基板的上方的位置与所述开槽弯折辐射片部分的第一面对应介质基板上方的位置有重合。

所述开槽弯折辐射片部分开有条形槽/L形槽/U形槽；所述条形槽/L形槽/U形槽的宽带可调。

所述电容耦合馈电部分包括电容耦合馈线、微带馈线；所述电容耦合馈线与所述微带馈线连接；所述电容耦合馈线的长度可调；所述电容耦合馈电部分的电容耦合馈线在所述介质基板的上方的位置与所述开槽弯折辐射片部分的第一面对应所述介质基板上方的位置有重合。

所述电容耦合馈电部分包括微带馈线、集中参数电容；所述集中参数电容与所述微带馈线连接；所述微带馈线通过过孔与所述开槽弯折辐射片部分的第一面相连。

所述弯折线接地部分为一狭窄弯折条。

所述弯折线接地部分为一集中参数电感，所述集中参数电感通过一导线分别连接所述开槽弯折辐射片部分和所述接地板。

还包括外壳，所述电容耦合馈电部分、开槽弯折辐射片部分、弯折线接地部分、介质基板、接地板都位于所述外壳内部。

一种折叠小型宽带天线，其频率范围为LTE/GSM850/900 (746~960 MHz) 和GSM1800/1900/UMTS (1710~2170MHz)；其尺寸为20 mm × 15 mm × 5mm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

第一，其通过开槽弯折辐射片部分与弯折线接地部分共同形成LC双频谐振器，使其能够在两个频段LTE/GSM850/900 (746~960 MHz) 和GSM1800/1900/UMTS (1710~2170MHz)下，特别是在LTE低频段LTE/GSM850/900 (746~960 MHz)下工作。

第二，其通过电容耦合馈电部分、开槽弯折辐射片部分、弯折线接地部分、介质基板、接地板之间的连接以及各部分的特殊设计，使得本发明可以在结构紧凑。

第三，本发明的尺寸仅为20 mm × 15 mm × 5mm，其占用空间小，可用于手机等终端设备。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1的局部示意图；

图3为本发明实施例1的开槽弯折辐射片部分尺寸示意图；

图4为本发明实施例1的电路等效图；

图5为本发明实施例1的回波损耗图；

图6为本发明实施例2的结构示意图；

图7为本发明实施例3的结构示意图；

图8为本发明实施例4的结构示意图；

图9为本发明实施例5的结构示意图。

具体实施方式

下方结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

如图1，一种折叠小型宽带天线，包括：电容耦合馈电部分1、开槽弯折辐射片部分2、弯折线接地部分3、介质基板4、接地板5、外壳6。电容耦合馈电部分1、开槽弯折辐射片部分2、弯折线接地部分3、介质基板4、接地板5都位于所述外壳部分6的内部。

如图2，所述开槽弯折辐射片部分2包括第一面21、第二面22、第三面23。第一面21位于介质基板4的下方，且所述第一面21沿着所述介质基板4的外侧面向上弯折形成第二面22，所述第二面22再次水平方向弯折形成第三面23。所述开槽弯折辐射片部分2的第一面21开有条形槽211，且所述槽211的宽度可调；所述槽211把所述第一面21分成两部分214、215。所述214、215的形状还有很多变化例，本实施例附图上的对应的形状仅为举例，本发明不对此作出限定。如图3，所述开槽弯折辐射片部分2的对应的尺寸为L1、L2、W1、W2、H1；其中L1为第一面21、第二面22、第三面23的长度，W1为第一面21、第二面22、第三面23的宽度和，H1为第二面22的宽度，即为第一面21与第三面23的垂直距离；L2，W2为第一面21上开的条形槽211的长和宽。在本实施例中，L1为20mm，W1为13.8mm，L2为 16mm，W2为3mm，H1为5mm。

如图2，所述电容耦合馈电部分1位于所述介质基板4的上方；其包括电容耦合馈线11、微带馈线12；所述电容耦合馈线11与所述微带馈线12连接。所述电容耦合馈电部分1的电容耦合馈线11在所述介质基板4的上方的位置与所述开槽弯折辐射片部分2的第一面21对应介质基板4上方的位置有重合。

所述弯折线接地部分3呈弯折状，为一带有一定长度和宽度的狭窄弯折条，所述弯折线接地部分3的两端分别连接所述开槽弯折辐射片部分2和所述接地板5。开槽弯折辐射片部分2的第一面21的靠近弯折线接地部分3的部分214与弯折线接地部分3产生GSM1800/1900/UMTS (1710~2170MHz)频段的谐振；开槽弯折辐射片部分2的第一面21的另一部分215、第二面22、第三面23与所述弯折线接地部分3产生LTE/GSM850/900 (746~960 MHz) 频段的谐振。即开槽弯折辐射片部分2与弯折线接地部分3共同形成LC双频谐振器。调节弯折线接地部分3与接地板3的连接点P的位置，电容耦合馈电部分1的电容耦合馈线11的长度，以及开槽弯折辐射片部分2的条形槽211的宽度W2，就可以使天线的带宽最大化。

所述微带馈线12为50欧姆馈线；所述微带馈线12的末端与所述电容耦合馈线11形成T字型的分支，以增大耦合部分的电容。耦合部分的电容由介质基板4上方的T型分支与和其对应的开槽弯折辐射片部分2的第一面21形成。调节T型分支与开槽弯折辐射片部分2的第一面21的相对位置可调节耦合电容的大小。图4为本发明的等效电路图，首先，从50欧姆馈线即所述微带馈线12把能量源输入到所述电容耦合馈线11上；所述50欧姆馈线与所述电容耦合馈线11的连接点，相当于50欧姆馈线的馈电点001；由电容耦合馈线11与开槽弯折辐射片部分2的第一面21形成耦合电容002；上述能量源经过耦合电容002后，被耦合到天线的两个频段内后，被辐射出去。上述两个频段，由开槽弯折辐射片部分2与弯折线接地部分3共同形成LC双频谐振器003提供。

其中介质基板4为包括一定长度,宽度和厚度的介质基板。本实施例中，介质基板4长115mm，宽40mm，厚度0.8mm，介电常数4.4，损耗角0.02。

在本实施例中，外壳部分6为带有一定厚度的塑料外壳，上述塑料外壳部分厚度1mm，介电常数3，损耗角0.02，离介质基板4的距离为5mm。

其中接地板5为与介质基板4宽度一样的金属地，长度略小于介质基板4的长度，以形成一定宽度的净空区。本实施例中，接地板5长100mm，宽40mm，净空区15mm。

图5为本发明实施例1的回波损耗。VSWR 3 ：1带宽满足LTE/GSM850/900 (746~960 MHz) 和GSM1800/1900/UMTS (1710~2170MHz)要求。典型频率的辐射效率如下表所示：

频率	744MHz	960MHz	1740MHz	2160MHz
					辐射效率	52.89％	70.59％	74.57％	63.43％

本实施例的频率范围为LTE/GSM850/900 (746~960 MHz) 和GSM1800/1900/UMTS (1710~2170MHz)；尺寸为20 mm × 15 mm × 5mm。

实施例2

如图6，本实施例是在实施例1的基础上作出的改进，将实施例1中的开槽弯折辐射片部分2的第一面21上开的条形槽211，改为在第一面和第二面上开L形槽212，如此的变化可以得到更宽的高频带宽，其高频带宽可拓宽至LTE2300。上述L形槽212的宽带可调。

实施例3

如图7，本实施例是在实施例1的基础上作出的改进，将实施例1中的开槽弯折辐射片部分2的第一面21上开的条形槽211，改为在第一面和第二面上开U形槽213，如此的变化可以得到更宽的高频带宽，其高频带宽可拓宽至LTE2300/LTE2500。上述U形槽213的宽带可调。

实施例4

如图8，本实施例是在实施例3的基础上作出的改进，将实施例3中的弯折线接地部分3带有一定长度与宽度的狭窄弯折条用集中参数电感31代替，所述集中参数电感31通过一导线32分别连接所述开槽弯折辐射片部分2和所述接地板5。如此改进，有利于减小天线的面积。

实施例5

如图9，本实施例是在实施例4的基础上作出的改进，将电容耦合馈电部分1改为微带馈线12、集中参数电容13的组合，所述微带馈线12通过过孔14与所述开槽弯折辐射片部分2的第一面21相连。如此改进，有利于进一步缩小天线占用空间，缩小天线尺寸，而不影响天线的性能。

本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种折叠小型宽带天线，其特征在于，包括：电容耦合馈电部分、开槽弯折辐射片部分、弯折线接地部分、介质基板、接地板；所述电容耦合馈电部分位于所述介质基板的上方；所述弯折线接地部分和接地板位于所述介质基板的下方，所述弯折线接地部分的两端分别连接所述开槽弯折辐射片部分和所述接地板；所述弯折线接地部分与所述接地板的连接点的位置可调；所述开槽弯折辐射片部分开有槽，且所述槽的宽度可调；所述开槽弯折辐射部分被所述槽分为两部分，所述两部分分别与所述弯折线接地部分产生两个谐振，所述开槽弯折辐射片部分与所述弯折线接地部分共同形成LC双频谐振器。

2.如权利要求1所述的折叠小型宽带天线，其特征在于，所述谐振分别为LTE/GSM850/900 (746~960MHz)频段的谐振、GSM1800/1900/UMTS (1710~2170MHz) 频段的谐振。

3.如权利要求1所述的折叠小型宽带天线，其特征在于，

4.根据权利要求1或3所述的一种折叠小型宽带天线，其特征在于：所述开槽弯折辐射片部分开有条形槽/L形槽/U形槽；所述条形槽/L形槽/U形槽的宽带可调。

5.根据权利要求1或3所述的一种折叠小型宽带天线，其特征在于：所述电容耦合馈电部分包括电容耦合馈线、微带馈线；所述电容耦合馈线与所述微带馈线连接；所述电容耦合馈线的长度可调；所述电容耦合馈电部分的电容耦合馈线在所述介质基板的上方的位置与所述开槽弯折辐射片部分的第一面对应所述介质基板上方的位置有重合。

6.根据权利要求1或3所述的一种折叠小型宽带天线，其特征在于：所述电容耦合馈电部分包括微带馈线、集中参数电容；所述集中参数电容与所述微带馈线连接；所述微带馈线通过过孔与所述开槽弯折辐射片部分的第一面相连。

7.根据权利要求1所述的一种折叠小型宽带天线，其特征在于：所述弯折线接地部分为一狭窄弯折条。

8.根据权利要求1所述的一种折叠小型宽带天线，其特征在于：所述弯折线接地部分为一集中参数电感，所述集中参数电感通过一导线分别连接所述开槽弯折辐射片部分和所述接地板。

9.根据权利要求1所述的一种折叠小型宽带天线，其特征在于：还包括外壳，所述电容耦合馈电部分、开槽弯折辐射片部分、弯折线接地部分、介质基板、接地板都位于所述外壳内部。

10.根据权利要求1所述的一种折叠小型宽带天线，其特征在于：其频率范围为LTE/GSM850/900 (746~960 MHz) 和GSM1800/1900/UMTS (1710~2170MHz)；其尺寸为20 mm × 15 mm × 5mm。