CN103022645A - 一种低剖面宽带天线及其移动终端系统 - Google Patents

Abstract

一种低剖面宽带天线，包括天线辐射体、天线支架、同轴电缆、馈电源以及天线接地端，天线支架上包括耦合模块，用以与可调低剖面宽带天线产生耦合，拓展高频带宽；其中，通过调节耦合模块的长度以调节高频带宽的范围。并提供了一种基于上述可调低剖面宽带天线的移动终端。本发明可以以更小更薄的体积覆盖相同的频带(即700-960MHz,1575-2700MHz),结构简单,尺寸仅为80mm×10mm×2.5mm，满足了移动终端对小巧纤薄外形的追求。

Description

一种低剖面宽带天线及其移动终端系统

技术领域

本发明涉及一种移动通信系统中的宽带天线, 特别涉及应用于笔记本或平板电脑等移动终端系统的低剖面宽带天线。

 

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。公开号为US2007216590A1的美国专利Multiband tunable antenna提出一种应用于笔记本电脑的500MHz-2000MHz的宽带可调天线，该天线尺寸未明确定义，结构复杂，也并未全部覆盖LTE和3G频段(700MHz-960MHz，1710MHz-2700MHz)。公开号为US6856293B2美国专利adjustable antenna 提出一种LTE/3G(700 MHz-960 MHz，1710MHz-2700MHz) 天线，该天线尺寸要求较大，结构复杂，并应用于手机中。

附图1为能覆盖LTE/3G/GPS频段的现有天线形式，其结构复杂，天线尺寸大，达到80 mm × 15.5 mm × 6.5mm。随着移动终端，特别是笔记本等对外观纤薄的追求，天线空间越来越小；与此同时，商务人士在全球任何角落连接网络的需求又使得天线必须同时覆盖所有商用网络的频段，天线设计面临更大挑战。

 

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种低剖面宽带天线, 可以以更小的体积覆盖相同的频带 (即700-960MHz, 1575-2700MHz)。

本发明还提供一种基于低剖面宽带天线的移动终端系统，可以以更小的体积覆盖相同的频带 (即700-960MHz, 1575-2700MHz), 并且结构简单,实现了小巧纤薄的外形。

本发明通过以下技术方案实现：

一种低剖面宽带天线，包括天线辐射体、天线支架、同轴电缆、馈电源以及天线接地端，天线支架上包括耦合模块，用以与低剖面宽带天线产生耦合，拓展高频带宽；

其中，通过调节耦合模块的长度以调节高频带宽的范围。

较佳的，天线支架包括正反两面，天线辐射体设置在其中一面，耦合模块和馈电源设置在另一面。

较佳的，同轴电缆包括金属外壳，金属外壳与天线接地端电性连接。

较佳的，天线接地端为导电铜箔。

较佳的，天线支架为LDS材料。

较佳的，高频带宽的范围为1570-2700MHz。

一种移动终端系统，包括上述的低剖面宽带天线，以及一移动终端，移动终端包括外壳、显示器，低剖面宽带天线设置在外壳内。

较佳的，外壳包括：

半导体部分，用于加强移动终端的强度；以及，

塑料部分，用于放置低剖面宽带天线辐射体、天线支架。

较佳的，天线辐射体紧贴塑料部分，天线接地端位于半导体部分上，天线接地端的上端与显示器的上端平齐。

较佳的，半导体部分的材料为碳纤维增强复合材料（CFRP，Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic）。

 

附图说明

图1为本发明现有天线的结构示意图；

图2为本发明一种低剖面宽带天线的正面结构示意图；

图3为本发明一种低剖面宽带天线的反面结构示意图；

图4为本发明一种移动终端系统的正面结构示意图；

图5为本发明一种移动终端系统的反面结构示意图；

图6为本发明一种低剖面宽带天线的未加耦合模块的回波损耗图；

图7为本发明一种低剖面宽带天线的加上耦合模块后的回波损耗图；

图8为本发明一种低剖面宽带天线的效率示意图。

 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

请参照图2和图3，本发明提供一种低剖面宽带天线，包括天线辐射体5、天线支架7、同轴电缆6、馈电源8以及天线接地端4，天线支架上包括耦合模块，用以与低剖面宽带天线产生耦合，从而拓展高频带宽；其中，通过调节耦合模块9的长度来调节高频带宽的范围（1570-2700MHz）。

天线支架7包括正反两面，天线辐射体5设置在其中一面，耦合模块9和馈电源设置在另一面。同轴电缆6包括金属外壳，金属外壳与天线接地端4电性连接。天线接地端4为导电铜箔。天线支架7为LDS材料，可做激光镭射成型塑胶材料（以下简称LDS材料），如：三菱PC3730、PC+ABS3720、3710等，本发明在此不做限制。

图4给出了本发明天线的一具体实施例的正面结构示意图。在此应用环境中，包含以下组成部分：笔记本的外壳，分为上下两个部分，下部面积较大的为半导材料（CFRP）1，用来加强笔记本的强度，上部面积较小的为塑料部分2，用来放置天线，是笔记本的LCD 3，为天线接地端4，天线辐射体5，及同轴电缆6。

其中天线接地端4为导电铜箔，位于半导材料（CFRP）1上，其上端与笔记本的LCD３的上端平齐。整个天线辐射体5紧贴在外壳塑料部分2上，其下端和LCD３及半导材料1有用于放置同轴电缆6的间隙。同轴电缆6的外层金属与天线接地端4电性连接。LCD3位于半导材料部分1上，两者的上边沿平齐。

在这里，天线的尺寸仅为80 mm × 10 mm × 2.5mm，相较于图1所示的现有天线尺寸有了巨大突破，支架厚度从原先的6.5mm降低到了2.5mm，实现了低剖面。

图5为天线的反面结构示意图。其中7为天线的支架，为制作LDS的特殊材料。８为天线的馈电源，和同轴电缆６的内芯相连。其中支架背面耦合模块9是本发明的主要部分，其作用是和天线产生耦合，以达到拓展高频带宽的目的，从而实现宽频带，通过调节耦合模块9的长度，可以调节高频带宽的范围（1570-2700MHz）。

图6、7分别是本发明实施例天线的未施加耦合模块和施加耦合模块后的回波损耗。状态一是未加耦合模块的电压驻波比VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)；状态二是加上耦合模块之后的VSWR。因此，从两者对比来看，状态2满足LTE/3G/GPS (700~960 MHz, 1575MHz, 1710~2700MHz) 的带宽要求。

图8是本发明实施例天线的效率。状态一：GPS（1575MHz）频段和3G（1710-2170MHZ）高频段的天线效率不能同时满足要求；状态二：经过高频带宽拓展之后，GPS（1575MHz）频段和3G（1710-2170MHZ）高频段的天线效率能同时满足要求，尤其是GPS频段，性能提升很明显。

以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种低剖面宽带天线，包括天线辐射体、天线支架、同轴电缆、馈电源以及天线接地端，其特征在于，所述天线支架上包括耦合模块，用以与所述低剖面宽带天线产生耦合，拓展高频带宽；

其中，通过调节所述耦合模块的长度以调节所述高频带宽的范围。

2.如权利要求1所述的低剖面宽带天线，其特征在于，所述天线支架包括正反两面，所述天线辐射体设置在其中一面，所述耦合模块和所述馈电源设置在另一面。

3.如权利要求1所述的低剖面宽带天线，其特征在于，所述同轴电缆包括金属外壳，所述金属外壳与所述天线接地端电性连接。

4.如权利要求1所述的低剖面宽带天线，其特征在于，所述天线接地端为导电铜箔。

5.如权利要求1所述的低剖面宽带天线，其特征在于，所述天线支架为LDS材料。

6.如权利要求1所述的低剖面宽带天线，其特征在于，所述高频带宽的范围为1570-2700MHz。

7.一种移动终端系统，其特征在于，包括如权利要求1所述的低剖面宽带天线，以及一移动终端，所述移动终端包括外壳、显示器，所述低剖面宽带天线设置在所述外壳内。

8.如权利要求7所述的移动终端系统，其特征在于，所述外壳包括：

半导体部分，用于加强所述移动终端的强度；以及，

塑料部分，用于放置所述低剖面宽带天线的天线辐射体以及天线支架。

9.如权利要求8所述的移动终端系统，其特征在于，所述天线辐射体紧贴所述塑料部分，所述天线接地端位于所述半导体部分上，所述天线接地端的上端与所述显示器的上端平齐。

10.如权利要求8所述的移动终端系统，其特征在于，所述半导体部分的材料为碳纤维增强复合材料（CFRP，Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic）。

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