CN103531887A

CN103531887A - 天线装置

Info

Publication number: CN103531887A
Application number: CN201310269155.0A
Authority: CN
Inventors: 金昌郁
Original assignee: LG Innotek Co Ltd
Current assignee: LG Innotek Co Ltd
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2033-06-28
Also published as: US9742067B2; CN103531887B; KR20140003025A; KR101360561B1; JP2014011802A; US20140002310A1; EP2680364A1; JP5934147B2

Abstract

本发明公开了一种天线装置。所述天线装置包括：馈垫，用于供应信号；主设备，从所述馈垫延伸出；以及副设备，从所述馈垫延伸出，并且在与所述主设备重叠的同时与所述主设备间隔开。所述天线装置包括与所述主设备重叠的副设备，使得扩大了所述天线装置的谐振频带。

Description

天线装置

技术领域

本发明涉及一种天线装置。更具体地讲，本发明涉及一种通信终端的天线装置。

背景技术

通常，无线通信系统提供多种多媒体服务，例如全球定位系统（GPS）、蓝牙和因特网服务。在这种情况下，必须确保大量数据的高速数据速率，以便在无线通信系统中顺畅地提供多媒体服务。为此，人们进行研究来提高通信终端中的天线装置的性能。这是因为天线装置实质上在通信终端中收发数据。天线装置在适当的谐振频带处操作来收发数据。

然而，天线装置具有很窄的频带。因此，通信终端可以包括多个天线装置来扩大谐振频带。然而，由于在通信终端中需要用于天线装置的安装空间，从而当减小通信终端的大小时就会有困难。换句话讲，在通信终端中无法通过单个天线装置来使用较宽的谐振频带。

发明内容

本发明提供了一种具有较宽的谐振频带的天线装置。换句话讲，本发明旨在扩大天线装置的谐振频带同时减小谐振频带的大小。

为了实现本发明的上述目的，提供了一种天线装置，所述天线装置包括：馈垫（feeding pad），用于供应信号；主设备，从所述馈垫延伸出；以及副设备，从所述馈垫延伸出，并且在与所述主设备重叠的同时与所述主设备间隔开。

此外，提供了一种天线装置，所述天线装置包括：基板，具有用于供应信号的馈垫；副设备，安装在所述基板上并且从所述馈垫延伸出；安装构件，包括安装在所述基板和所述副设备上的底面以及在垂直于所述底面的一个方向上与所述底面间隔开的顶面；以及主设备，从所述馈垫延伸出，安装在所述顶面上，并且通过所述安装构件与所述副设备重叠。

如上所述，根据本发明的天线装置包括与所述主设备重叠的副设备，使得可以扩大所述天线装置的谐振频带。因此，通信终端通过单个天线装置就可以使用较宽的谐振频带。因此，由于通信终端不需要多个天线装置，所以可以减小通信终端的尺寸。

附图说明

图1是透视图，示出了根据一个实施例的天线装置；

图2是分解透视图，示出了根据一个实施例的天线装置；

图3示出解释根据一个实施例的天线装置的操作特性的曲线图；

图4是透视图，示出了根据另一个实施例的天线装置；以及

图5是分解透视图，示出了根据另一个实施例的天线装置。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述实施例。在以下描述中，为了说明的目的，相同的附图标记指代相同的部件。如果确定关于公知功能或结构的描述可能使实施例的主题变得不清楚，则省略其细节。

图1是透视图，示出了根据一个实施例的天线装置100；并且图2是分解透视图，示出了根据一个实施例的天线装置100。

参见图1和图2，根据本实施例的天线装置100包括基板110、接地板130、安装构件140和天线设备150。

基板110在天线装置100中被设置用于供电操作和支撑操作。在此情况下，基板110可以包括印刷电路板（PCB）。基板110具有平板结构。此外，基板110包括介电材料。例如，基板110可以包括具有0.02σ的导电率和4.6ε的介电常数的介电材料。在此情况下，基板110可以以单个基板实现，或者可以以多个基板堆叠的结构实现。此外，传输线（未示出）被嵌入基板110。传输线的一个端部连接到天线装置100的控制模块（未示出）。

在此情况下，基板110包括：基板底面111；基板顶面113，与基板底面111相对应；以及顶部侧面115，将基板底面111连接到基板顶面113。在此情况下，基板110被划分成接地区117和设备区119。基板110包括馈垫120。馈垫120布置在基板110的基板顶面113的设备区119处。馈垫120连接到传输线的相反端部。换句话讲，当控制模块提供信号时，通过传输线将信号发送到馈垫120。

接地板130在天线装置100中被设置用于接地操作。接地板130具有平板结构。此外，接地板130布置在基板110的接地区117中。此外，接地板130与馈垫120间隔开，使得接地板130不会与馈垫120接触。在此情况下，接地板130可以布置在基板110的基板顶面113和基板底面111的至少一个上。接地板130可以覆盖接地区117。此外，当基板110包括多个基板时，接地板130可以布置在基板之间。

安装构件140在天线装置100中被设置用于在上面安装天线设备150。在此情况下，虽然并未示出，但是当天线装置100被安装在通信终端中时，安装构件140可以被设置在通信终端的外壳的内表面上。在此情况下，基板110可以布置在通信终端的外壳中形成的内部空间内。安装构件140布置在基板110的基板顶面113的设备区119中。安装构件140可以覆盖馈垫120。

此外，安装构件140包括介电材料。在此情况下，安装构件140可以包括具有与基板100的介电材料的特性相同的特性的介电材料，或者可以包括具有与基板100的介电材料的特性不同的特性的介电材料。在此情况下，安装构件140可以包括具有高损耗比的介电材料。例如，安装构件140可以包括具有0.02σ的导电率和4.6ε的介电常数的介电材料。在此情况下，安装构件140包括构件底面141、构件顶面143和构件侧面145。

构件底面141布置在基板110的设备区119中的基板顶面113上。在此情况下，构件底面141可以覆盖馈垫120。构件底面141可以具有与设备区119的面积相同的面积，或者可以具有与设备区119的面积不同的面积。在此情况下，构件底面141可以具有比设备区119的面积大的面积，或者可以具有比设备区119的面积小的面积。

构件顶面143与构件底面141相对应。此外，构件顶面143在垂直于构件底面141的一个方向上与构件底面141间隔开。在此情况下，构件顶面143可以具有与构件底面141的面积相同的面积，或者可以具有与构件底面141的面积不同的面积。具体地讲，构件顶面143可以具有比构件底面141的面积大的面积，或者可以具有比构件底面141的面积小的面积。

构件侧面145将构件底面141连接到构件顶面143。在此情况下，构件侧面145具有与安装构件140的厚度相对应的高度。在此情况下，构件侧面145可以将构件底面141与构件顶面143间隔开与安装构件140的厚度相对应的距离。

天线设备150在天线装置100中收发信号。在此情况下，天线设备150在预设的谐振频带处操作以收发电磁波。在此情况下，天线设备150与预设的阻抗进行谐振。

天线设备150布置在基板110的基板顶面113的设备区119中。在此情况下，天线设备150连接到馈垫120。天线设备150具有从馈垫120分支出的结构。此外，天线设备150附着到安装构件140上。

此外，天线设备150可以形成为贴片型结构，接着附着到基板110或安装构件140。或者，天线设备150可以在基板110或安装构件140中被图案化。在此情况下，天线设备150可以有条形结构、曲流形结构、螺旋形结构、台阶型结构和环形结构的至少一种。天线设备150包括导电材料。天线设备150可以包括银（Ag）、钯（Pd）、铂（Pt）、铜（Cu）、金（Au）和镍（Ni）的至少一种。

此外，天线设备150包括主设备160和副设备170。在此情况下，安装构件140插设在主设备160与副设备170之间。

主设备160与馈垫120接触。此外，主设备160从馈垫120延伸出。主设备160安装在安装构件140上。在此情况下，主设备160延伸到安装构件140的构件顶面143。在此情况下，主设备160通过安装构件140的构件侧面145延伸到构件顶面143。此外，主设备160与接地板130接触。主设备160包括主馈电部161、主接地部163、主连接部165、主辐射部167和分支辐射部169。

主馈电部161接收主设备160中的输入信号。主馈电部161与馈垫120接触。主馈电部161布置在安装构件140的构件侧面145上。

在此情况下，主馈电部161可以在构件底面141与构件侧面145之间的连接部处与馈垫120接触。此外，主馈电部161可以附着到构件底面141以及构件侧面145上。在此情况下，主馈电部161可以与构件底面141上的馈垫120接触。此外，主馈电部161可以在构件底面141与构件侧面145之间的连接部处弯曲以附着到构件侧面145。

主接地部163使主设备160接地。主接地部163与接地板130接触。此外，主接地部163布置在安装构件140的构件侧面145上。此外，主接地部163与主馈电部161间隔开。

在此情况下，主接地部163可以在构件底面141与构件侧面145之间的连接部处与接地板130接触。另外，主接地部163可以附着到基板110的设备区119以及构件侧面145。在此情况下，主接地部163可以与设备区119中的接地板130接触。此外，主接地部163可以在构件底面141与构件侧面145之间的连接部分处弯曲，以附着到构件侧面145。

主连接部165被设置用于主设备160的连接。主连接部165将主馈电部161连接到主接地部163。此外，主连接部165布置在安装构件140的构件顶面143和构件侧面145的至少一个上。在此情况下，主连接部165与主馈电部161接触，同时被设置成关于主馈电部161与馈垫120相对。此外，主连接部165与主接地部163接触，同时被设置成关于主接地部163与接地板130相对。此外，主连接部165在构件顶面143或构件侧面145上延伸。

主辐射部167实质上在主设备160中操作。主辐射部167与主连接部165接触。此外，主辐射部167从主连接部165延伸出。此外，主辐射部167布置在构件顶面143上。在此情况下，主辐射部167可以在构件顶面143与构件侧面145之间的连接部处与主连接部165接触。此外，主辐射部167可以与构件顶面143上的主连接部165接触。

分支辐射部169支持主设备160中的主辐射部167的操作。分支辐射部169与主连接部165接触。此外，分支辐射部169从主连接部165延伸出。此外，分支辐射部169布置在构件顶面143上。分支辐射部169与主辐射部167间隔开。在此情况下，分支辐射部169可以在构件顶面143与构件侧面145之间的连接部处与主连接部165接触。或者，分支辐射部169可以与构件顶面143上的主连接部165接触。

副设备170与馈垫120接触。此外，副设备170从馈垫120延伸出。此外，副设备170安装在安装构件140上。在此情况下，副设备170沿着安装构件140的构件底面141延伸。换言之，副设备170通过安装构件140与主设备160重叠。在此情况下，副设备170的一部分或整个部分与主设备160的一部分或整个部分重叠。在此情况下，副设备170与主设备160间隔开。具体地讲，副设备170与主设备160间隔开与安装构件140的厚度相对应的距离。此外，副设备170可以在不接触接地板130的情况下开口。副设备170包括副馈电部171和副辐射部173。

副馈电部171接收副设备170中的输入信号。副馈电部171独立于主馈电部161与馈垫120接触。此外，副馈电部171被布置在安装构件140的构件底面141上。在此情况下，副馈电部171可以在不同于主馈电部161的方向上延伸。

副辐射部173实质上在副设备170中操作。副辐射部173与副馈电部171接触。此外，副辐射部173从副馈电部171延伸出。此外，副辐射部173与构件底面141接触。此外，副辐射部173通过安装构件140与主辐射部167重叠。在此情况下，副辐射部173的一部分或整个部分与主辐射部167的一部分或整个部分重叠。在此情况下，副辐射部173与主辐射部167间隔开。具体地讲，副辐射部173与主辐射部167间隔开与安装构件140的厚度相对应的距离。

因此，当通过馈垫120供电时，天线设备150在谐振频带处操作。换句话讲，天线设备150根据来自馈垫120的信号在谐振频带处操作。在此情况下，天线设备150的主设备160和副设备170可以在互相形成为一体时操作。在此情况下，根据天线设备150的结构和形状来确定天线装置100的电特性。换句话讲，根据主设备160的面积来确定主电感，并且根据主设备160与接地板130之间的间距来确定主电容。同时，根据副设备170的面积来确定副电感，并且根据副设备170与接地板130之间的间距来确定副电容。此外，根据主设备160与副设备170之间的间距以及主设备160与副设备170之间的重叠面积来确定重叠电容。

图3示出解释根据一个实施例的天线装置100的操作特性的曲线图。具体地讲，图3示出了S-参数作为频带的函数的变化。在此情况下，S-参数是指关于特定频带处的输入/输出电压比（输出电压/输入电压）的指标，并且以dB刻度来表示。图3a示出了天线装置100不包括副设备170的情况，并且图3b示出了天线装置100包括副设备170的情况。

参见图3，当天线装置100包括副设备170时，天线装置100在比当天线装置100不包括副设备170时天线装置100的谐振频带更宽的谐振频带处操作。在此情况下，谐振频带表示等于或小于-5dB的频带。换句话讲，当天线装置100不包括副设备170时，天线装置100在约0.66GHz至约0.76GHz的范围内以及在0.89GHz至约0.97GHz的范围内操作。反之，当天线装置100包括副设备170时，天线装置100在约0.64GHz至约1.1GHz的范围内操作。

在此情况下，根据副设备170的存在，天线装置100的谐振频带可以包括低频带，包括与704MHz至798MHz的范围相对应的长期演进（LTE）通信频带、与824MHz至894MHz的范围相对应的全球移动通信系统（GSM）通信频带、与880MHz至960MHz的范围相对应的扩展全球移动通信系统（EGSM）通信频带；以及高频带，包括与1710MHz至1880MHz的范围相对应的无线数字系统（DCS）通信频带、与1850MHz至1990MHz的范围相对应的个人通信系统（PCS）通信频带以及与1920MHz至2170MHz的范围相对应的国际移动电信（IMT）通信频带。

换句话讲，天线装置100的谐振频带根据天线装置100中副设备170的存在而被扩大。因此，可以通过调节接地板130与副设备170之间的间距以及主设备160与副设备170之间的内部和重叠面积的至少一个来调节天线装置100的谐振频带。也就是说，因为调节了副电容和重叠电容的至少一个，从而可以调节谐振频带。

同时，虽然上述实施例公开了天线设备的主设备和副设备互相间隔开同时在两者之间插设安装构件，但是本发明不限于此。换句话讲，即使安装构件并没有插设在主设备与副设备之间，但是也可以实现本发明。例如，由于主设备与副设备互相间隔开同时在这两者之间插设基板，从而可以实现本发明。图4和图5示出了根据另一个实施例的天线装置。

图4是透视图，示出了根据另一个实施例的天线装置；并且图5是分解透视图，示出了根据另一个实施例的天线装置。

参见图4和图5，根据本实施例的天线装置200包括基板210、接地板230和天线设备250。

在此情况下，由于根据本实施例的基板210和接地板230与根据上述的实施例的基板和接地板相似，所以为了避免重复，将会省略基板210和接地板230的细节。然而，根据本实施例，基板210进一步包括馈电通孔221。馈电通孔221与馈垫220接触。此外，馈电通孔221形成为穿过基板210。换句话讲，馈电通孔221允许馈垫220从基板210的基板顶面213延伸到基板底面211。此外，馈电通孔221在基板210的基板底面210处裸露。因此，当控制模块（未示出）供应信号时，信号从馈垫220被发送到馈电通孔221。

根据本实施例，天线设备250被布置在基板210的基板顶面213的设备区219中。在此情况下，天线设备250连接到馈垫220。在此情况下，天线设备250具有从馈垫220分支出的结构。此外，天线设备250被布置在基板210的基板底面211和基板顶面213上。此外，天线设备250包括主设备260和副设备270。在此情况下，基板210被插设在主设备260与副设备270之间。

主设备260与馈垫220接触。此外，主设备260从馈垫220延伸出。在此情况下，主设备260沿着基板210的基板顶面213延伸。此外，主设备260被布置在基板210的基板顶面213上。此外，主设备260与接地区217中的接地板230接触。

副设备270与馈电通孔221接触。在此情况下，副设备270通过馈电通孔221连接到馈垫220。此外，副设备270从馈电通孔221延伸出。在此情况下，副设备270沿着基板210的基板底面211延伸。此外，副设备270布置在基板210的基板底面211上。换句话讲，副设备270通过基板210与主设备260重叠。在此情况下，主设备270的一部分或整个部分与主设备260的一部分或整个部分重叠。在此情况下，副设备270与主设备260间隔开。副设备270与主设备260间隔开与基板210相对应的厚度，也就是基板侧面215的高度。此外，副设备270可以在不与接地板230接触的情况下开口。

根据本发明，天线装置包括与主设备重叠的副设备，使得天线装置的谐振频带可以被扩大。例如，天线装置的谐振频带可以扩展到包括LTE通信频带、GSM通信频带、EGSM通信频带、DCS通信频带、PCS通信频带和IMT通信频带的通信频带。因此，通信终端可以通过单个天线装置来使用较宽的谐振频带。因此，由于通信终端不需要多个天线装置，所以可以减小通信终端的尺寸。

同时，题述说明书和附图中公开的本发明的实施例仅仅是示例性的并且不限制本发明。换句话讲，本发明所属领域的技术人员会知道在不脱离这些实施例的本质特征的范围内可以进行并未例示的多种修改和应用。

Claims

1.一种天线装置，包括：

馈垫，用于供应信号；

主设备，从所述馈垫延伸出；以及

副设备，从所述馈垫延伸出，并且在与所述主设备重叠的同时与所述主设备间隔开。

2.如权利要求1所述的天线装置，进一步包括安装构件，插设在所述主设备与所述副设备之间，以允许所述主设备与所述副设备互相间隔开。

3.如权利要求1或2所述的天线装置，进一步包括布置有所述馈垫、所述主设备和所述副设备的基板，并且包括连接到所述主设备的接地板。

4.如权利要求3所述的天线装置，其中，所述副设备在一个方向上与所述主设备间隔开，并且在垂直于所述一个方向的另一个方向上与所述接地板间隔开。

5.如权利要求3所述的天线装置，其中，所述副设备安装在所述基板上，所述安装构件布置在所述副设备上，并且所述主设备布置在所述安装构件上。

6.如权利要求3所述的天线装置，其中，所述馈垫和所述主设备被设置在所述基板的顶面上，并且所述副设备被设置在所述基板的底面上。

7.如权利要求6所述的天线装置，其中，所述基板进一步包括馈电通孔，所述馈电通孔形成为穿过所述基板同时与所述副设备接触，以允许所述馈垫从所述顶面延伸到所述底面。

8.如权利要求3所述的天线装置，其中，所述主设备包括：

主馈电部，与所述馈垫接触；

主辐射部，连接到所述主馈电部同时与所述副设备重叠；以及

主接地部，与所述主馈电部间隔开，连接到所述主辐射部，并且与所述接地板接触。

9.如权利要求8所述的天线装置，其中，所述副设备包括：

副馈电部，与所述馈垫接触；以及

副辐射部，连接到所述副馈电部同时与所述主辐射部重叠。

10.一种天线装置，包括：

基板，具有用于供应信号的馈垫；

副设备，安装在所述基板上并且从所述馈垫延伸出；

安装构件，包括上面设有所述基板和所述副设备的底面以及在垂直于所述底面的一个方向上与所述底面间隔开的顶面；以及

主设备，从所述馈垫延伸出，安装在所述顶面上，并且通过所述安装构件与所述副设备重叠。

11.如权利要求10所述的天线装置，进一步包括接地板，所述接地板安装在所述基板上、与所述副设备间隔开并且连接到所述主设备。

12.如权利要求11所述的天线装置，其中，所述副设备在一个方向上与所述主设备间隔开，并且在垂直于所述一个方向的另一个方向上与所述接地板间隔开。

13.如权利要求11或12所述的天线装置，其中，所述安装构件进一步包括用于将所述底面连接到所述顶面的侧面，并且所述主设备从所述馈垫通过所述侧面延伸到所述顶面。

14.如权利要求13所述的天线装置，其中，所述主设备包括：

主馈电部，与所述馈垫接触并且布置到所述侧面；

主辐射部，连接到所述主馈电部，与所述顶面接触，并且与所述副设备重叠；以及

主接地部，与所述主馈电部间隔开，连接到所述主辐射部，与所述接地板接触并且布置到所述侧面。

15.如权利要求14所述的天线装置，其中，所述副设备包括：

副馈电部，与所述馈垫接触；以及

副辐射部，连接到所述副馈电部同时与所述主辐射部重叠。