CN102760952A - 多频天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多频天线，包括主天线部、第一寄生部、第二寄生部、第一切换器及第二切换器，所述第一切换器用以控制第一寄生部是否工作，第二切换器用以控制第二寄生部是否工作，使所述主天线本身或者该主天线与处于工作状态的第一寄生部和/或第二寄生部耦合共振出多个频段，该多频天线对应主天线本身或者该主天线与处于工作状态的第一寄生部和/或第二寄生部耦合共振时具有不同的电磁波能量吸收比值。

Description

多频天线
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其涉及一种多频天线。
背景技术
在移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等无线通信装置中，天线作为用以通过无线电波收发无线电信号的部件，无疑是无线通信装置中最重要的组件之一。
为满足用户的需求，目前大多数无线通信装置均采用多频天线。所述多频天线在工作时可以产生多个共振频率，有效增加了频宽，使得该多频天线的频宽范围可以涵盖到多个通信系统，增强了多频天线的通用性。然而，出于对人体健康的考量因素，各个国家及地区对天线的电磁波能量吸收比值(Specific Absorption Rate, SAR)的标准也不一致，而现有的多频天线的SAR值是固定的，在必须具备足够的信号收发能力的前提下可能难以同时满足各个地区的SAR值标准，使该多频天线的通用性较差。
发明内容
针对上述问题，有必要提供一种通用性较高的多频天线。
一种多频天线，包括主天线部、第一寄生部、第二寄生部、第一切换器及第二切换器，所述第一切换器用以控制第一寄生部是否工作，第二切换器用以控制第二寄生部是否工作，使所述主天线本身或者该主天线与处于工作状态的第一寄生部和/或第二寄生部耦合共振出多个频段，该多频天线对应主天线本身或者该主天线与处于工作状态的第一寄生部和/或第二寄生部耦合共振时具有不同的电磁波能量吸收比值。
上述多频天线可通过作动第一切换器或者第二切换器选择将第一寄生部和/或者第二寄生部接地，以与主天线耦合共振而产生多个频段，且该多频天线对应主天线本身或者该主天线与处于工作状态的第一寄生部和/或第二寄生部耦合共振时，在具备足够的信号收发能力的前提下可以具有不同的SAR值，使该多频天线能够接收多个不同地区的所有无线通信频段，同时满足该地区的SAR值标准，通用性较高，使用更为方便。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的多频天线的示意图。
图2为图1所示多频天线的回波损耗示意图。
主要元件符号说明
多频天线 100
主天线 10
馈入部 11
辐射部 13
延伸部 15
第一寄生部 30
第一接地部 31
弯折部 32
第一寄生单元 33
第二寄生部 50
第二接地部 51
第二寄生单元 53
第一切换器 70
第二切换器 90
电路板 200
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请一并参阅图1，本发明提供一种多频天线100，装设于移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等无线通信装置内，并连接至电路板200上，可于多个频段进行发射、接收无线电波以收发无线电信号。
该多频天线100包括主天线10、第一寄生部30、第二寄生部50、第一切换器70及第二切换器90。主天线10连接至电路板200。所述第一寄生部30与第二寄生部50分别设于主天线10的相对两侧，并分别通过第一切换器70与第二切换器90可选择的连接至电路板200，以与主天线10耦合共振出多个频段(模态)，以满足多个不同地区的无线通信频段的接收要求，同时该多频天线100对应主天线10本身或者该主天线10与处于工作状态的第一寄生部30和/或第二寄生部50耦合共振时具有不同的SAR值，使该多频天线100能够满足该地区的SAR值标准。
所述主天线10包括馈入部11、辐射部13及延伸部15。所述主天线10通过馈入部11连接至电路板200，用以实现信号的馈入。所述馈入部11为一长条形片体。辐射部13为一长条形片体，其垂直连接至辐射部13的末端，并与所述馈入部11处于同一平面内。所述延伸部15为一L形片体，由辐射部13靠近馈入部11的一侧垂直该辐射部13延伸一段距离后，再向远离馈入部11的方向平行辐射部13延伸形成，使该延伸部15的长度短于辐射部13，且与所述辐射部13及馈入部11均处于同一平面内。
第一寄生部30包括第一接地部31、弯折部32及第一寄生单元33。所述第一接地部31为一长条形片体，其平行馈入部11设置，并连接至第一切换器70，以通过第一切换器70可选择的将第一寄生部30接地，即可使第一寄生部30与主天线10耦合共振出一模态。所述弯折部32呈长条形，其由第一接地部31末端沿平行辐射部13的方向垂直延伸形成。所述第一寄生单元33为一L形片体，其由弯折部32靠近第一接地部31的一端向远离第一接地部31的方向垂直延伸一段距离后，再向远离第一接地部31的方向垂直延伸一段距离而形成，使该第一寄生单元33平行辐射部13，并与弯折部32、第一接地部31及主天线10均处于同一平面，且所述第一寄生单元33的末端延伸至超出所述延伸部15的末端。
第二寄生部50包括第二接地部51及第二寄生单元53。所述第二接地部51呈长条形，其设置于馈入部11与第一接地部31相对的另一侧，并平行馈入部11设置。该第二接地部51连接至第二切换器90，以通过第二切换器90可选择的将第二寄生部50接地，即可使第二寄生部50与主天线10耦合或者第二寄生部50与主天线10及第一寄生部30一起共振出另一模态。所述第二寄生单元53呈长条形片体状，其由第二接地部51末端向远离馈入部11的方向垂直延伸形成，使该第二寄生单元53平行所述辐射部13设置。
所述第一切换器70与第二切换器90均具有连接及断开两种状态，且当处于连接状态时，则连接至电路板200上的接地，当处于断开状态时则处于开路状态，相应的即可使所述第一寄生部30或第二寄生部50接地或处于开路状态。于本发明实施方式中，所述第一切换器70及第二切换器90可在无线通信装置内设的软件控制其于连接与断开状态之间切换，且该第一切换器70与第二切换器90具有四种状态组合，相应的该多频天线100也具有四种工作状态。
请一并参阅图2，所示为本发明多频天线100四种工作状态下的返回损失（return loss, RL）测量结果示意图。其中，曲线A为第一切换器70与第二切换器90均处于断开状态时，多频天线100的返回损失测量结果；曲线B为第一切换器70导通、第二切换器90断开时，多频天线100的返回损失测量结果；曲线C为第一切换器70断开、第二切换器90导通时，多频天线100的返回损失测量结果；曲线D为第一切换器70与第二切换器90均导通时，多频天线100的返回损失测量结果。
由图2所示的曲线A可知，当第一切换器70与第二切换器90均处于断开状态时，信号自馈入部11进入主天线10后，通过辐射部13及延伸部15于低频及高频分别共振出一个模态，可在有GSM900/DCS1800以及WCDMA-Band 8(与GSM900的频段相同)频段的地区使用。由曲线B可知，当第一切换器70导通，第二切换器90断开时，信号自馈入部11进入主天线10后，不仅通过辐射部13及延伸部15于高频及低频分别共振出一个模态，同时还通过所述第一寄生部30与该主天线10耦合共振，从而于低频及高频部分分别共振出另一模态，可在具有GSM850/GSM900/DCS1800/PCS1900以及WCDMA-Band 5(与GSM850的频段相同)、WCDMA-Band 8(与GSM900的频段相同)、WCDMA-Band 4(与DCS1800的频段相同)和WCDMA-Band 2(与PCS1900的频段相同)操作频段的地区使用。由曲线C可知，当第一切换器70断开，第二切换器90导通时，信号自馈入部11进入后，通过主天线10产生于低频产生一个模态外，还通过该第二寄生部50与主天线10耦合共振出一宽带模态，即可在具有GSM900/DCS1800/PCS1900以及WCDMA-Band 8、WCDMA-Band 4、WCDMA-Band 2、WCDMA-Band 1(接收频率为2100MHz，发送频率为1900MHz)等频段的地区使用。由曲线D可知，当第一切换器70与第二切换器90均导通时，信号自馈入部11进入主天线10后，该主天线10将第第一寄生部30及第二寄生部50耦合共振出以下频段：在低频部分涵盖GSM850/GSM900以及WCDMA-Band 5、WCDMA-Band 8的系统频段，在高频部分涵盖DCS1800、PCS1900以及WCDMA-Band4、WCDMA-Band2、WCDMA-Band1的系统频段。
如此，即可根据各地区的无线通信的频段的要求以及SAR值标准调节所述多频天线100。请一并参阅表1，以下以北美地区、欧洲地区以及中国地区为例进行说明。
表1 本发明多频天线于北美、欧洲及中国地区的接收频段以及SAR值
Figure 2011101067984100002DEST_PATH_IMAGE001
其中，上表中的SE1代表第一切换器70，SE2代表第二切换器90，所述SAR值的单位为mW/1g。
北美地区无线通信的频段为GSM850/ PCS1900以及WCDMA-Band 5、WCDMA-Band 2、WCDMA-Band 4，欧洲地区无线通信频段为GSM900/DCS1800以及WCDMA-Band 1、WCDMA-Band 8，中国地区的无线通信频段主要出于GSM900以及DCS1800。而且，北美地区的SAR值标准为低于1.6mW/1g，欧盟地区以及中国地区的SAR值标准为低于2.0mW/1g。
因此，由表1可得出以下结论：当第一切换器70、第二切换器90均断开时，所述多频天线100无法涵盖北美地区以及欧洲地区的所有无线通信频段，仅适用于中国地区。当第一切换器70导通、第二切换器90断开时，所述多频天线100可涵盖中国地区以及北美地区的所有无线通信频段而无法涵盖欧洲地区的所有无线通信频段，且此时该多频天线100在北美地区的SAR值低于标准的1.6mW/1g，在中国地区低于标准的2.0mW/1g，故此时，该多频天线100可使用于北美地区以及中国地区。当第一切换器70断开、第二切换器90导通时，所述多频天线100无法涵盖北美地区的所有无线通信频段故无法使用于北美地区，此时该多频天线100可涵盖中国地区以及欧洲地区的所有无线通信频段，且对应的SAR值也均低于标准的2.0mW/1g，故此时，该多频天线100可使用于欧洲地区以及中国地区。当第一切换器70与第二切换器90均导通时，该多频天线100涵盖了现有的所有地区的无线通信频段，然而，此时该多频天线100在北美地区的SAR值超出标准的1.6mW/1g，而在中国以及欧洲地区的SAR值低于标准的2.0mW/1g，故此时该多频天线100仅适用于欧洲地区以及中国地区。
显然，本发明的多频天线100通过作动第一切换器70或者第二切换器90将第一寄生部30或者第二寄生部50接地，以与主天线10耦合共振而产生多个频段，且该多频天线100对应主天线10本身或者该主天线10与处于工作状态的第一寄生部30和/或第二寄生部50耦合共振时，在具备足够的信号收发能力的前提下可以具有不同的SAR值，使该多频天线100能够接收多个不同地区的所有无线通信频段，同时满足该地区的SAR值标准，通用性较高，使用更为方便。

Claims (11)

1.一种多频天线，包括主天线部，其特征在于：该多频天线还包括第一寄生部、第二寄生部、第一切换器及第二切换器，所述第一切换器用以控制第一寄生部是否工作，第二切换器用以控制第二寄生部是否工作，使所述主天线本身或者该主天线与处于工作状态的第一寄生部和/或第二寄生部耦合共振出多个频段，该多频天线对应主天线本身或者该主天线与处于工作状态的第一寄生部和/或第二寄生部耦合共振时具有不同的电磁波能量吸收比值。
2.如权利要求1所述的多频天线，其特征在于：所述第一寄生部与第二寄生部分别设于主天线相对两侧。
3.如权利要求1所述的多频天线，其特征在于：所述第一切换器通过将第一寄生部接地使第一寄生部处于工作状态，第二切换器通过将第二寄生部接地使第二寄生部处于工作状态。
4.如权利要求3所述的多频天线，其特征在于：第一切换器与第二切换器均具有导通及断开两种状态，且当第一切换器或者第二切换器处于导通状态时，以相应的将第一寄生部或者第二寄生部接地。
5.如权利要求4所述的多频天线，其特征在于：第一切换器与第二切换器均断开时，该多频天线仅通过主天线于高频及低频部分分别共振出一个频段。
6.如权利要求4所述的多频天线，其特征在于：第一切换器导通、第二切换器断开时，该多频天线通过主天线与第一寄生部分别于低频及高频部分均共振出2个频段。
7.如权利要求4所述的多频天线，其特征在于：第一切换器断开、第二切换器导通时，该多频天线通过主天线与第二寄生部分别于低频部分产生一个频段，于高频部分产生2个频段。
8.如权利要求4所述的多频天线，其特征在于：第一切换器与第二切换器均导通时，该多频天线通过主天线、第一寄生部与第二寄生部在低频部分共振出涵盖GSM850/GSM900的系统频段，在高频部分涵盖DCS1800/PCS1900/WCDMA的系统频段。
9.如权利要求1所述的多频天线，其特征在于：所述主天线包括馈入部、辐射部及延伸部，所述辐射部由馈入部末端沿馈入部所在平面垂直延伸形成，延伸部由辐射部靠近馈入部的一端沿该馈入部所在平面垂直延伸一段距离后，再向远离馈入部的方向平行辐射部延伸形成。
10.如权利要求9所述的多频天线，其特征在于：所述第一寄生部包括第一接地部、弯折部及第一寄生单元，第一寄生单元通过第一接地部连接至第一切换器，第一接地部平行馈入部设置，弯折部由第一接地部末端沿平行辐射部的方向垂直延伸形成，第一寄生单元由弯折部靠近第一接地部的一端向远离第一接地部的方向垂直延伸一段距离后，再向远离第一接地部的方向垂直延伸一段距离而形成。
11.如权利要求9所述的多频天线，其特征在于：所述第二寄生单元包括第二接地部及第二寄生单元，第二寄生单元通过第二接地部连接至第二切换器，第二接地部平行馈入部设置，第二寄生单元由第二接地部末端向远离馈入部的方向垂直延伸形成。
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