CN103904416A - 一种多频复用天线及应用该多频复用天线的移动终端 - Google Patents

一种多频复用天线及应用该多频复用天线的移动终端 Download PDF

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    • H01Q5/321—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors within a radiating element or between connected radiating elements

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Abstract

本发明公开了一种多频复用天线及应用该多频复用天线的移动终端，一种多频复用天线，包括一个以上天线导体、一个以上滤波器；所述一个以上天线导体依次连接构成一个天线辐射体，所述相邻天线导体之间设置有滤波器；所述一个以上的天线导体组合构成两个以上频率的谐振天线；所述滤波器优选为带通滤波器或带阻滤波器。采用上述多频复用天线，可以根据频率的谐振长度灵活利用同一辐射体，使得天线设计灵活，硬件利用效率高；在移动终端中采用上述多频复用天线，使得在终端空间小、天线种类多的不利设计条件下，能设计出共用一个辐射体的多频天线，甚至可以充分利用侧按键的金属端来增加天线绕行长度，满足低频信号的辐射谐振。

Description

一种多频复用天线及应用该多频复用天线的移动终端
技术领域
本发明涉及电子设备领域，尤其涉及电子终端设备天线。
背景技术
随着社会的不断发展，人们对移动通讯的依赖日益增加；移动通讯的功能亦日趋多样化，智能移动设备不仅要能通话，还要有WIFI无线上网、BLUETOOTH蓝牙通讯、GPS卫星定位导航、FM收音机、NFC近距离无线通讯、RFID无线识别、无线充电、WIMAX微波互联接入等功能；同时为了提高信号质量，还有采用MRD多径分集；而且为了不同通讯模式如GSM、WCDMA、CDMA、TD-SCDMA、LTE的兼容，为移动终端的天线多样化提出了要求；对设计更为不利的是移动终端日益小型化、薄型化，这使得移动终端的内部空间更小。
现有的设计往往采用多个天线，采用的多天线组合频率间隔较近，不能适应现在的设计需求。
发明内容
有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种多频复用天线及应用该多频复用天线的移动终端。
本发明采用以下技术方案：
一种多频复用天线，用于电子设备，包括一个以上天线导体、一个以上滤波器；所述一个以上天线导体依次连接构成一个天线辐射体，所述相邻天线导体之间设置有滤波器；所述一个以上的天线导体组合构成两个以上频率的谐振天线；所述滤波器优选为带通滤波器或带阻滤波器。
上述方案中，所述频率为GSM、WCDMA、CDMA、TD-SCDMA、LTE、WIFI、BLUETOOTH、GPS、FM、NFC、无线充电器、无线USB、RFID、WIMAX的其中2个以上。
上述方案中，其中至少一个以上天线导体由电子设备上的按键的一个金属端和柔性印制电路板串联构成。按键优选为侧面按键。
上述方案中，所述按键的金属端和柔性印制电路板串联构成的天线导体与其相邻的天线导体之间设置有电容。
上述方案中，所述按键的另一个金属端连接有滤波器以防止射频信号串入按键信号中。
上述方案中，所述多频复用天线还包括射频开关，所述射频开关将信号频率切换到所述多频复用天线上。
本发明应用上述多频复用天线的移动终端，包括移动终端本体，包括一个以上天线导体、滤波器、电容、射频开关；所述一个以上天线导体依次连接构成一个天线辐射体，所述相邻天线导体之间设置有滤波器；所述滤波器为带通滤波器或带阻滤波器。
上述方案中，其中至少一个以上天线导体由电子设备上的按键的一个金属端和柔性印制电路板串联构成。
上述方案中，所述一个以上的天线导体组合构成包括频率为WIFI、BLUETOOTH、FM、GPS的谐振天线；所述滤波器为带通滤波器或带阻滤波器；所述滤波器包括滤波器F1、F2、F3、F4、F5、F6，所述电容包括的电容C1、C2；
所述射频开关为单刀双掷开关，用以切换WIFI/BLUETOOTH和FM信号，所述射频开关的公共端经布线到达滤波器F1构成一个WIFI/BLUETOOTH频率天线导体，所述滤波器F1为通FM工作频段，阻WIFI/BLUETOOTH工作频段的滤波器；
所述滤波器F1的另一端串联FPC连接到电容C1，所述电容C1的另一端连接到移动终端的第一侧键的一个金属端的一端；所述第一侧键的一个金属端的另一端连接到移动终端的第二侧键的一个金属端的一端；所述第二侧键的一个金属端的另一端连接到电容C2的一端，所述电容C2的另一端连接到滤波器F2的一端，构成另一个天线导体；第一侧键的另一个金属端经滤波器F4接入所述移动终端内部；在所述第一侧键的金属端与所述第二侧键的金属端的连接之间经滤波器F5接入所述移动终端内部；第二侧键的另一个金属端经滤波器F6接入所述移动终端内部；所述滤波器F4、 F5、F6为阻FM信号的滤波器；
滤波器F2的另一端连接到滤波器F3的一端，构成GPS天线导体，所述滤波器F3的另一端连接到GPS天线端口；所述滤波器F2为GPS信号成高阻抗，对FM信号成低阻抗的滤波器；所述F3滤波器为通GPS信号，阻FM信号的滤波器；
上述三个天线导体组合构成FM频率天线。
本发明的有益效果是：采用上述多频复用天线，可以根据频率的谐振长度灵活利用同一辐射体，使得天线设计灵活，硬件利用效率高；在移动终端中采用上述多频复用天线，使得在终端空间小、天线种类多的不利设计条件下，能设计出共用一个辐射体的多频天线，甚至可以充分利用侧按键的金属端来增加天线绕行长度，满足低频信号的辐射谐振。
附图说明
图1为多频复用天线的示意图；
图2为移动终端采用多频复用天线的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体的实施例对本发明进行进一步的说明。
在图1中，多频复用天线，包括一至N（N为大于1自然数）个天线导体、一个以上滤波器；天线导体依次连接构成一个天线辐射体，相邻天线导体之间设置有滤波器；天线导体组合构成两个以上频率的谐振天线；滤波器为带通滤波器或带阻滤波器，通过单刀多掷射频开关将所需频率信号传送到天线上，F1、F2、F3…F(N+M)为带通或带阻滤波器，根据频率和谐振长度的不同，将相应频率的信号对应相应谐振长度的天线；F1…F(N+M)设计成通所需频率、阻不需频率，使得相应频率信号能匹配到相应谐振长度的天线上，这样就只要一个辐射体，通过滤波器分割成不同谐振长度的多个天线导体，使得多频率信号能共用一个辐射体，其频率范围可达10倍以上。
图2所示为应用多频复用天线的移动终端示意图，移动终端包括移动终端本体（图中未示出），包括三个天线导体、滤波器、电容、射频开关；三个天线导体依次连接构成一个天线辐射体，相邻天线导体之间设置有滤波器；滤波器为带通滤波器或带阻滤波器。
射频开关为单刀双掷开关，用以切换WIFI/BLUETOOTH和FM信号，射频开关的公共端经布线到达滤波器F1构成一个WIFI/BLUETOOTH频率天线导体，所述滤波器F1为通FM工作频段，阻WIFI/BLUETOOTH工作频段的滤波器； IC输出后接射频开关，WIFI/BLUETOOTH启动时，开关与WIFI/BLUETOOTH天线端口导通,并布线2.45GZH的四分之一波长后，串联F1带阻滤波器，F1滤波器通FM工作频段(88MHZ到108MHZ)，阻WIFI/BLUETOOTH工作频段(2.4GHZ到2.5GHZ)。
F1滤波器的另一端串联FPC（柔性板）串联C1电容，C1电容靠近侧按键位置，C1与侧键外圈连接，C1对侧按键信号做隔直处理，经过C2继续延长FPC到达F2滤波器，构成另一个天线导体，F2滤波器对GPS(1.574GHZ)信号成高阻抗而对FM信号（88MHZ到108MHZ）成低阻抗。
滤波器F1的另一端串联FPC向右继续延长，连接到电容C1，电容C1的另一端连接到移动终端的第一侧键的一个金属端的一端；C1与侧键外圈连接，C1对侧按键信号做隔直处理，第一侧键的一个金属端的另一端连接到移动终端的第二侧键的一个金属端的一端；第二侧键的一个金属端的另一端连接到电容C2的一端，电容C2的另一端连接到滤波器F2的一端，构成另一个天线导体；3根侧键信号分别串联F4、 F5和F6滤波器，F4、 F5和F6在FM信号(88MHZ到108MHZ)频段呈高阻状态,阻止FM信号泄露到按键信号线上去，F4、 F5和F6靠近侧按键位置，C2同样对按键信号做隔直处理且靠近侧键放置，第一侧键的另一个金属端经滤波器F4接入移动终端内部；在第一侧键的金属端与第二侧键的金属端的连接之间经滤波器F5接入移动终端内部；第二侧键的另一个金属端经滤波器F6接入移动终端内部；滤波器F4、 F5、F6为阻FM信号的滤波器。
滤波器F2的另一端连接到滤波器F3的一端，再布线1.574GHZ（GPS工作频点）的四分之一波长，构成GPS频率天线导体，然后通过阻抗线到达F3滤波器，F3滤波器为通GPS信号而阻FM信号。F2滤波器对GPS(1.574GHZ)信号成高阻抗而对FM信号（88MHZ到108MHZ）成低阻抗。
通过以上导通连接, 上述三个天线导体组合构成FM频率天线，FM信号从IC输出端口到GPS天线输出端口，全部为FM信号（88MHZ到108MHZ）导通状态，并联加带阻滤波器（F4、 F5和F6和F3）对FM信号进行阻止串入手机内部损耗能量。
通过WIFI/BLUETOOTH(WIFI和BLUETOOTH工作频段相同)天线,侧键FPC和GPS天线的链接，以及相互之间的连接，这样通过绕行手机约三分二个圈形成FM天线，避免传统的因为空间尺寸小难以在手机上实现FM内置天线的缺陷。并且该发明能够在一个天线上实现工作频段差异10倍的多频率复用天线。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多频复用天线，其特征在于：包括一个以上天线导体、一个以上滤波器；所述一个以上天线导体依次连接构成一个天线辐射体，所述相邻天线导体之间设置有滤波器；所述一个以上的天线导体组合构成两个以上频率的谐振天线。
2.根据权利要求1所述的多频复用天线，其特征在于：所述频率为GSM、WCDMA、CDMA、TD-SCDMA、LTE、WIFI、BLUETOOTH、GPS、FM、NFC、无线充电器、无线USB、RFID、WIMAX的其中2个以上。
3.根据权利要求1所述的多频复用天线，其特征在于：所述滤波器为带通滤波器或带阻滤波器。
4.根据权利要求2所述的多频复用天线，其特征在于：其中至少一个以上天线导体由电子设备上的按键的一个金属端和柔性印制电路板串联构成。
5.根据权利要求4所述的多频复用天线，其特征在于：所述按键的一个金属端和柔性印制电路板串联构成的天线导体与其相邻的天线导体之间设置有电容。
6.根据权利要求5所述的多频复用天线，其特征在于：所述按键的另一个金属端连接有滤波器。
7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的多频复用天线，其特征在于：所述多频复用天线还包括射频开关；所述射频开关将信号频率切换到所述多频复用天线上。
8.一种应用权利要求1所述多频复用天线的移动终端，包括移动终端本体，其特征在于：包括一个以上天线导体、滤波器、电容、射频开关；所述一个以上天线导体依次连接构成一个天线辐射体，所述相邻天线导体之间设置有滤波器。
9.根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于：其中至少一个以上天线导体由电子设备上的按键的一个金属端和柔性印制电路板串联构成。
10.根据权利要求9所述的移动终端，其特征在于：所述一个以上的天线导体组合构成包括频率为WIFI、BLUETOOTH、FM、GPS的谐振天线；所述滤波器为带通滤波器或带阻滤波器；所述滤波器包括滤波器F1、F2、F3、F4、F5、F6，所述电容包括的电容C1、C2；
所述射频开关为单刀双掷开关，用以切换WIFI/BLUETOOTH和FM信号，所述射频开关的公共端经布线到达滤波器F1构成一个WIFI/BLUETOOTH频率天线导体，所述滤波器F1为通FM工作频段，阻WIFI/BLUETOOTH工作频段的滤波器；
所述滤波器F1的另一端串联FPC连接到电容C1，所述电容C1的另一端连接到移动终端的第一侧键的一个金属端的一端；所述第一侧键的一个金属端的另一端连接到移动终端的第二侧键的一个金属端的一端；所述第二侧键的一个金属端的另一端连接到电容C2的一端，所述电容C2的另一端连接到滤波器F2的一端，构成另一个天线导体；第一侧键的另一个金属端经滤波器F4接入所述移动终端内部；在所述第一侧键的金属端与所述第二侧键的金属端的连接之间经滤波器F5接入所述移动终端内部；第二侧键的另一个金属端经滤波器F6接入所述移动终端内部；所述滤波器F4、 F5、F6为阻FM信号的滤波器；
滤波器F2的另一端连接到滤波器F3的一端，构成GPS天线导体，所述滤波器F3的另一端连接到GPS天线端口；所述滤波器F2为GPS信号成高阻抗，对FM信号成低阻抗的滤波器；所述F3滤波器为通GPS信号，阻FM信号的滤波器；
上述三个天线导体组合构成FM频率天线。
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