CN102593572A

CN102593572A - 多频率天线

Info

Publication number: CN102593572A
Application number: CN2011100020675A
Authority: CN
Inventors: 陈士国
Original assignee: SHANGHAI BASECOM TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI BASECOM TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-01-06
Filing date: 2011-01-06
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明公开了一种多频率天线。所述的多频率天线包括一弯折天线元件，所述弯折天线元件为弯折形式并用于发射或接收若干电磁频段信号；一馈线，用于传输所述弯折天线元件接收或发送的所述微波信号；一匹配元件，用于匹配弯折天线元件和馈线的电气特性。本发明的多频率天线具有宽的工作频带的，从而实现了天线的多频段和高效率，此外还通过设置于PCB板，减小了天线的高度，从而降低了天线的剖面，此外，PCB板上制作的天线容易集成、易于加工，有效的提高了生产效率。

Description

多频率天线

技术领域

本发明涉及一种多频率天线，特别是涉及一种移动终端的多频率天线。

背景技术

天线是通信系统里的一个重要器件，它能辐射和接收射频信号。目前现有技术中的通信天线面临两大挑战：天线的超宽带和低剖面。由于现有技术中，越来越多的不同频段的射频系统被集成到同一个通信设备或装置中，所以通信业界迫切的需要设计出一种天线能过覆盖多种工作频段，并且覆盖的工作频段越多越好，因而如何实现天线的超宽带是目前通信业界的主要问题之一。此外由于现有的通信设备变得越来越轻薄，所以天线的体积尤其是天线的高度是越小越好。因而在满足天线较宽的带宽时，也需要满足天线的较低的剖面。

现有技术的移动通信中的天线形式通常采用PIFA、倒L、倒F等形式，这些天线通常需要一定的厚度(通常来说天线的厚度在6～8mm)，所以还不能很好的实现低剖面的目的，此外常用的通讯天线在其工作频段中的效率较低，一般在30％左右，因而影响了通信系统中的TRS(Total RadiatedSensitivity总辐射灵敏度)与TIS(Total Isotropic Sensitivity共有各向同性灵敏度)等性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的天线工作频带窄，剖面高，效率不高的缺陷，提供一种多频率天线，具有宽的工作频带，效率高的特点。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种多频率天线，其特点是所述的多频率天线包括：

一弯折天线元件，所述弯折天线元件为弯折形式并用于发射或接收若干电磁频段信号；

一馈线，用于传输所述弯折天线元件接收或发送的所述电磁频段信号；

一匹配元件，用于匹配弯折天线元件和馈线的电气特性。

较佳地，所述的弯折天线元件、馈线以及匹配元件设置于一PCB板上。

较佳地，所述弯折天线元件、馈线以及匹配元件印制于PCB板。

较佳地，所述的馈线为一带地的CPW微带线。

较佳地，所述的电磁频段信号为GSM900/DCS1800、GSM850/PCS1900或GSM900/DCS1800/GSM850/PCS1900频段的信号。

较佳地，所述的匹配元件包括一电阻，所述电阻连接所述弯折天线元件与所述馈线。

较佳地，所述的匹配元件包括一第一电容、一第二电容以及一电感，所述电感连接所述弯折天线元件与所述馈线，所述电感还通过所述第一电容与地连接，所述电感还通过所述第二电容与地连接。

较佳地，所述的弯折天线元件包括一纵向短边、一第一纵向长边、一第二纵向长边、一第一横向侧边、一第二横向侧边以及一第三横向侧边，其中所述的第一横向侧边与纵向短边电连接，所述的纵向短边通过第二横向侧边与第一纵向长边电连接，所述的第一纵向长边通过第三横向侧边与第二纵向长边电连接。

较佳地，所述的第一横向侧边的长度为12毫米，宽度为2毫米，所述的第二横向侧边以及第三横向侧边的长度均为6毫米，宽度为2毫米，所述的纵向短边的长度为19毫米，宽度为2毫米，所述的第一纵向长边与第二纵向长边的长度均为36毫米，宽度为2毫米。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的多频率天线具有宽的工作频带，从而实现了天线的多频段和高效率，此外还通过设置于PCB板(印刷电路板)，减小了天线的高度，从而降低了天线的剖面，此外，PCB板上制作的天线容易集成、易于加工，有效的提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的多频率天线的较佳实施例的结构框图。

图2为本发明的多频率天线的匹配元件的第一实施例的电路结构图。

图3为本发明的多频率天线的匹配元件的第二实施例的电路结构图。

图4为本发明的多频率天线的较佳实施例的结构图。

图5为本发明的多频率天线在移动终端的PCB板上的较佳实施例的结构图。

图6为本发明的多频率天线的较佳实施例的回波损耗仿真结果图。

图7为本发明的多频率天线的较佳实施例的驻波系数仿真结果图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

图1所示为本发明的多频率天线的结构框图，其中包括一弯折天线元件1、一馈线2以及一匹配元件3。其中所述弯折天线元件1为弯折形式并用于发射或接收若干电磁频段信号；所述馈线2用于传输所述弯折天线元件1接收或发送的所述电磁频段信号；所述的匹配元件3用于匹配弯折天线元件1和馈线2的电气特性，例如阻抗特性或传输特性等。

此外所述的匹配元件3的电路结构图如图2或3所示，其中图2所示的匹配元件3的第一实施例的中包括一电阻31，所述电阻31分别连接弯折天线元件1和馈线2。本实施例中通过调节电阻31的阻值来匹配所述弯折天线元件1和馈线2的电气特性。所述第一实施例适用于一般环境影响不大的情况。

此外图3所示的匹配元件3的第二实施例的中包括一第一电容32、一第二电容33以及一电感34，其中所述电感34连接所述弯折天线元件1与所述馈线2，所述电感34还通过一第一电容32与地连接，所述电感34还通过一第二电容33与地连接。本实施例中通过调节第一电容32和第二电容33的容抗值以及电感34的感抗值来匹配所述弯折天线元件1和馈线2的电气特性。所述第二实施例适用于环境影响较大的情况下

图1所示的多频率天线的工作原理如下：

所述弯折天线元件1发射或接收若干频段的电磁信号，例如常用的GSM射频信号，并在所述天线和所述馈线之间预留一个匹配网络，即匹配元件3，所述匹配元件3用于将所述若干频段的电磁信号的电气特性与馈线2的电气特性匹配，此后馈线2与外部装置或元件连接，例如射频芯片等，从而传输所述的射频信号。

图4所示为本发明的多频率天线的结构图，其中所述多频率天线包括一第一横向侧边11、一第二横向侧边12、一第三横向侧边13、一纵向短边14、一第一纵向长边15、一第二纵向长边16、一带地的CPW(共面波导)微带线21、一匹配元件3以及一PCB板4，其中所述的第一横向侧边11与纵向短边14电连接，所述的纵向短边14通过第二横向侧边12与第一纵向长边15电连接，所述的第一纵向长边15通过第三横向侧边13与第二纵向长边16电连接；所述的第一横向侧边11通过匹配元件3与所述带地的CPW微带线21电连接。

此外所述第一横向侧边11、第二横向侧边12、第三横向侧边13、纵向短边14、第一纵向长边15、第二纵向长边16、带地的CPW微带线21以及匹配元件3都设置于PCB板4上。在本实施例中所述PCB板4为由FR4(环氧玻璃布层压板)材料构成的PCB板，本领域的技术人员可以根据实际的需要和要求采用其他的材料构成的PCB板来实现相同的用途。

上述的第一横向侧边11、第二横向侧边12、第三横向侧边13、纵向短边14、第一纵向长边15和第二纵向长边16构成了图1中弯折天线元件1；带地的CPW微带线21构成了图1中的馈线2。

图4所示的多频率天线的工作原理与图1所示的多频率天线的工作原理相同，这里就不在赘述。

图5所示为本发明的多频率天线在移动终端的PCB板上的结构图，该结构与图4所示的结构相同，即包括一第一横向侧边11、一第二横向侧边12、一第三横向侧边13、一纵向短边14、一第一纵向长边15、一第二纵向长边16、一带地的CPW微带线21以及一匹配元件3，其中所述的第一横向侧边11与纵向短边14电连接，所述的纵向短边14通过第二横向侧边12与第一纵向长边15电连接，所述的第一纵向长边15通过第三横向侧边13与第二纵向长边16电连接；所述的第一横向侧边11通过匹配元件3与所述带地的CPW微带线21电连接。

上述的第一横向侧边11、第二横向侧边12、第三横向侧边13、纵向短边14、第一纵向长边15和第二纵向长边16构成了弯折天线元件1；带地的CPW微带线21构成了馈线2。

此外本实施例中所述第一横向侧边11、第二横向侧边12、第三横向侧边13、纵向短边14、第一纵向长边15、第二纵向长边16、带地的CPW微带线21以及匹配元件3都设置于移动终端的同一PCB板4上。

其中本实施例中所述的第一横向侧边11长度L₁₁为12毫米，宽度W₁₁为2毫米；所述的第二横向侧边12以及第三横向侧边13的长度L₁₂和L₁₃为6毫米，宽度W₁₂和W₁₃为2毫米；所述的纵向短边14的长度L₁₄为19毫米，宽度W₁₄为2毫米；所述的第一纵向长边15与第二纵向长边16的长度L₁₅和L₁₆为36毫米，宽度W₁₅和W₁₆为2毫米。此外所述的带地的CPW微带线2的长度可以根据需要进行灵活的调整。

根据上述的弯折天线元件1和馈线2的尺寸，本实施例中的多频率天线的工作的电磁频段为GSM900/DCS1800或GSM850/PCS1900。本领域的技术人员可以根据实际移动终端的需要和要求，改变弯折天线元件1和馈线2的尺寸，从而改变天线的工作的电磁频段。

此外根据上述的弯折天线元件1和馈线2的尺寸，本实施例中的多频率天线通过仿真得到的回波损耗S11仿真结果图如图6所示，所述的多频率天线仿真得到的驻波系数VSWR仿真结果图如图7所示，此外所述的多频率天线在GSM900和DCS1800电磁频段下测试的平均增益如下表1所示。本领域的技术人员可以根据实际移动终端的需要和要求，改变弯折天线元件1和馈线2的尺寸，从而改变天线的回波损耗S11、驻波系数VSWR以及天线效率和平均增益。

表1

而且本实施例中的天线与希姆通公司的SIM900B模块结合起来的有源测试结果，即GSM900和DCS1800频段的信道中TRS与TIS参数的测试结果如下表2所示。

表2

由图6、图7以及表1和表2可见本发明的多频率天线有效工作频段为GSM900和DCS1800频段，并且在电磁频段GSM900和DCS1800中的天线效率的平均效率较高。

因而本实施例中的天线的无源、有源结果都很好，可以较好的运用于通信频段GSM900/DCS1800。略作修改也可用于GSM850/PCS1900频段，甚至GSM900/DCS1800/GSM850/PCS1900四个频段。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种多频率天线，其特征在于，所述的多频率天线包括：

一匹配元件，用于匹配弯折天线元件和馈线的电气特性。

2.如权利要求1所述的多频率天线，其特征在于，所述的弯折天线元件、馈线以及匹配元件设置于一PCB板上。

3.如权利要求2所述的多频率天线，其特征在于，所述弯折天线元件、馈线以及匹配元件印制于PCB板。

4.如权利要求1所述的多频率天线，其特征在于，所述的馈线为一带地的CPW微带线。

5.如权利要求1所述的多频率天线，其特征在于，所述的电磁频段信号为GSM900/DCS1800/GSM850/PCS1900、GSM850/PCS1900或GSM900/DCS1800频段的信号。

6.如权利要求1所述的多频率天线，其特征在于，所述的匹配元件包括一电阻，所述电阻连接所述弯折天线元件与所述馈线。

7.如权利要求1所述的多频率天线，其特征在于，所述的匹配元件包括一第一电容、一第二电容以及一电感，所述电感连接所述弯折天线元件与所述馈线，所述电感还通过所述第一电容与地连接，所述电感还通过所述第二电容与地连接。

8.如权利要求1所述的多频率天线，其特征在于，所述的弯折天线元件包括一纵向短边、一第一纵向长边、一第二纵向长边、一第一横向侧边、一第二横向侧边以及一第三横向侧边，其中所述的第一横向侧边与纵向短边电连接，所述的纵向短边通过第二横向侧边与第一纵向长边电连接，所述的第一纵向长边通过第三横向侧边与第二纵向长边电连接。

9.如权利要求8所述的多频率天线，其特征在于，所述的第一横向侧边的长度为12毫米，宽度为2毫米，所述的第二横向侧边以及第三横向侧边的长度均为6毫米，宽度为2毫米，所述的纵向短边的长度为19毫米，宽度为2毫米，所述的第一纵向长边与第二纵向长边的长度均为36毫米，宽度为2毫米。