CN103904421A - 多频天线装置和无线通信终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多频天线装置和无线通信终端，所述多频天线装置包括主板、天线主体和连接所述主板和天线主体的馈线，所述天线主体包括至少两天线分支，所述天线分支中至少两天线分支分别通过阻抗器件或/和射频开关与所述馈线连接，且所述阻抗器件或/和射频开关设于所述馈线上。从而，既降低了电路设计的实现难度，又极大的拓展了带宽，可以实现较大范围内的天线频率调整，同时还能获得较好的阻抗匹配效果。此外，通过将主板与馈线一体设置，减少了加工工序，降低了加工成本；通过将无线通信终端的电子器件安置于地馈线上，避免了电子器件对天线的影响，提高了天线的性能和效率。

Description

多频天线装置和无线通信终端
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种多频天线装置和无线通信终端。
背景技术
天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换，是无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。
随着无线通信领域的快速发展，手机制式已由2G到3G再到4G，天线频段越来越多，对天线多频的要求越来越高，小体积、多频段天线的需求越来越强。为了拓展天线的带宽，现有技术中提出了一种解决方案，即在天线分支上增设一可变电容，通过电容的变化来拓展带宽。虽然这种方案在一定程度拓展了带宽，但要在天线上增设可变电容，在电路设计上实现难度较大，且阻抗失配较大，对天线的插入损耗大，带宽拓展有限。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种多频天线装置和无线通信终端，旨在降低电路设计的实现难度，拓展天线带宽。
为达以上目的，本发明提出一种多频天线装置，包括主板、天线主体和连接所述主板和天线主体的馈线，所述天线主体包括至少两天线分支，所述天线分支中至少两天线分支分别通过阻抗器件或/和射频开关与所述馈线连接，且所述阻抗器件或/和射频开关设于所述馈线上。
优选地，所述馈线包括主馈线和地馈线，所述阻抗器件或/和射频开关设于所述地馈线上。
优选地，所述阻抗器件包括可变阻抗器件或/和不可变阻抗器件。
优选地，所述阻抗器件包括电容、电感和电阻中的任意一种，或者任意两种或三种的组合。
优选地，所述多频天线装置安装于无线通信终端中，所述地馈线上还安置有所述无线通信终端的电子器件。
优选地，所述电子器件为USB接头或麦克风。
优选地，所述主板与所述馈线一体成型。
本发明同时提出一种无线通信终端，包括一多频天线装置，该多频天线装置包括主板、连接该主板的馈线和连接该馈线的天线主体，所述天线主体包括至少两天线分支，所述天线分支中至少两天线分支分别通过阻抗器件或/和射频开关与所述馈线连接，且所述阻抗器件或/和射频开关设于所述馈线上。
本发明所提供的一种多频天线装置，将阻抗器件设于馈线上，并且至少两天线分支均通过阻抗器件与馈线连接，既降低了电路设计的实现难度，又极大的拓展了带宽，可以实现较大范围内的天线频率调整，同时还能获得较好的阻抗匹配效果。此外，通过将主板与馈线一体设置，减少了加工工序，降低了加工成本；通过将无线通信终端的电子器件安置于地馈线上，避免了电子器件对天线的影响，提高了天线的性能和效率。
附图说明
图1是本发明的多频天线装置一实施例的示意图；
图2是本发明的多频天线装置辐射频率示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，提出本发明的多频天线装置一实施例，所述多频天线装置应用于无线通信终端，包括主板100、馈线和天线主体，其中，馈线包括主馈线210和地馈线220，天线主体包括至少两天线分支，本实施例有三个天线分支310、320和330。图中虚线区域是主板100的尽空区域101，是主板100的一部分，此区域101一般不铺金属，主要是为天线提供更好的辐射空间，其大小和形状可根据实际需要改变或直接去掉。
主板100与馈线（210，220）优选一体成型，即相当于主板100一端往外延伸两薄片，分别形成主馈线210和地馈线220，从而可减少加工工序，降低加工成本。主馈线210一端与地馈线220相交，另一端与主板100相交形成天线的馈入点，射频信号经过微带线由此处输入天线；地馈线220一端与主馈线210相交，另一端与主板100相交形成天线的接地馈入点。
天线主体是天线的辐射主体，其与馈线（210，220）连接，且其中至少两天线分支（310，320）分别通过可变电容400与馈线（210，220）连接，可变电容400设于馈线（210，220）上，并优选设于地馈线220上，以减少对天线的插入损耗。天线分支（310，320，330）优选通过天线弹片301与地馈线220连接，该天线弹片301固定于地馈线220顶端部位，图1中与天线分支330连接的天线弹片301直接与地馈线220电性连接，与天线分支310和320连接的天线弹片301通过可变电容400与地馈线220连接，可变电容400通过串接形式连接天线弹片301和地馈线220。
所述地馈线220上还安置有无线通信终端的电子器件500，该电子器件500可以是USB接头、麦克风或其它需要放置在此区域的电子器件，该电子器件500经过地馈线220与主板100上其他器件相连。这种设计的优点在于，USB接头、麦克风等电子器件，通常不可避免的需要放置在天线区域；现有技术中通常将电子器件500放在主板100上，并从主板上端伸出进入主板100的尽空区域101，而该尽空区域101是天线的辐射区域，从而对天线的信号造成影响；而本发明将电子器件500放置于地馈线220上后，电子器件500则从地馈线的顶端伸出，不会占用尽空区域101，则可有效消除电子器件对天线的影响。
以下结合图1和图2，对本实施例的多频天线装置拓展带宽的过程做详细说明：
本实施例的天线主体有三个天线分支，分别为天线分支310、320和330；其中天线分支310和320上分别串接有可变电容400，天线分支330直接与地馈线220连接。主馈线210和地馈线220在顶端交汇在一起，可变电容400靠近交汇点放置。天线分支310、320和330各产生至少一个有用的谐振频率，谐振频率的波长为各天线分支长度的4、4/3和4/9倍，假定天线分支310、320和330的长度分别为L1、L2和L3，则天线分支310所产生的谐振频率大约为C/4L1、3C/4L1、9C/4L1等；天线分支320所产生的谐振频率大约为C/4L2，3C/4L2，9C/4L2等；天线分支330所产生的谐振频率大约为C/4L3，3C/4L3，9C/4L3等；其中C为光速。
调节各天线分支（310，320）串联的可变电容400大小，可分别改变各天线分支（310，320）的谐振频率。如图2所示，在状态1中，谐振频率2,4是天线分支310产生，分别对应C/4L1，3C/4L1，其中天线分支310产生的高次谐振频率9C/4L1等，在本例中不是有用频率，图中未显示。谐振频率1是天线分支320产生，对应频率大约为C/4L2，更高次频率未显示。谐振频率3是天线分支330产生，对应频率大约为C/4L3，更高次频率未显示。
改变可变电容400的大小，得到状态2。在状态2中，天线分支310所产生的谐振频率由状态1中的2、4分别调整为6、7；天线分支320所产生的谐振频率由状态1中的谐振频率1调整为谐振频率5；天线分支330没有串接可变电容，所产生的谐振频率基本保持不变或改变较小，由状态1中的谐振频率3调整为谐振频率8。
再次改变可变电容400的大小，得到状态3。在状态3中，天线分支310所产生的谐振频率由状态2中的6、7分别调整为10、11；天线分支320所产生的谐振频率由状态2中的谐振频率5调整为谐振频率9；天线分支330没有串接可变电容，受其他可变电容影响较小，所产生的谐振频率基本保持不变或改变较小，由状态2中的谐振频率8调整为谐振频率12。
综合状态1,2,3的效果，得到图2中的总效果状态。从图中可以看出，天线总的工作频率得到了明显的拓宽。相对天线的初始状态1，天线的工作频率由状态1中的1,2,3,4拓展为总效果中的13,14,15，天线工作带宽得到很大的拓展。
本实施例中的天线主体有三个天线分支（310，320，330），实际上，天线分支（310，320，330）的数量可以根据实际需要增加或减少，相应的可变电容400也可以增加或减少。例如，可以将天线分支320去掉，与之对应的天线弹片及可变电容也去掉，得到一个新的天线。再例如，将天线分支330去掉，与之对应的天线弹片也去掉，保留分支310和320，得到另外一种天线。同理均在本专利的保护范围内。
本实施例中的可变电容是一种阻抗器件，该阻抗器件包括电容、电感、电阻等，该阻抗器件可以是可变阻抗器件或不可变阻抗器件。本实施例中的可变电容可以替换为任意一种其它的阻抗器件，也可以替换为任意两种或多种阻抗器件的组合，还可以替换为射频开关或射频开关和阻抗器件的组合。
据此，本发明的多频天线装置，将阻抗器件设于馈线上，并且至少两天线分支均通过阻抗器件与馈线连接，既降低了电路设计的实现难度，又极大的拓展了带宽，可以实现较大范围内的天线频率调整，同时还能获得较好的阻抗匹配效果。此外，通过将主板与馈线一体设置，减少了加工工序，降低了加工成本；通过将无线通信终端的电子器件安置于地馈线上，避免了电子器件对天线的影响，提高了天线的性能和效率。
本发明同时提出一种无线通信终端，该无线通信终端包括一多频天线装置，该多频天线装置包括主板、连接该主板的馈线和连接该馈线的天线主体，所述天线主体包括至少两天线分支，所述天线分支中至少两天线分支分别通过阻抗器件或/和射频开关与所述馈线连接，且所述阻抗器件或/和射频开关设于所述馈线上。本实施例中所描述的多频天线装置为本发明中上述实施例所涉及的多频天线装置，在此不再赘述。
从而，本发明的无线通信终端，采用上述多频天线装置，将阻抗器件设于馈线上，并且至少两天线分支均通过阻抗器件与馈线连接，既降低了电路设计的实现难度，又极大的拓展了带宽，可以实现较大范围内的天线频率调整，同时还能获得较好的阻抗匹配效果。此外，通过将主板与馈线一体设置，减少了加工工序，降低了加工成本；通过将电子器件安置于地馈线上，避免了电子器件对天线的影响，提高了天线的性能和效率。
应当理解的是，以上仅为本发明的优选实施例，不能因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种多频天线装置，包括主板、天线主体和连接所述主板和天线主体的馈线，其特征在于，所述天线主体包括至少两天线分支，所述天线分支中至少两天线分支分别通过阻抗器件或/和射频开关与所述馈线连接，且所述阻抗器件或/和射频开关设于所述馈线上。
2.根据权利要求1所述的多频天线装置，其特征在于，所述馈线包括主馈线和地馈线，所述阻抗器件或/和射频开关设于所述地馈线上。
3.根据权利要求1所述的多频天线装置，其特征在于，所述阻抗器件包括可变阻抗器件或/和不可变阻抗器件。
4.根据权利要求1所述的多频天线装置，其特征在于，所述阻抗器件包括电容、电感和电阻中的任意一种，或者任意两种或三种的组合。
5.根据权利要求2所述的多频天线装置，其特征在于，所述多频天线装置安装于无线通信终端中，所述地馈线上还安置有所述无线通信终端的电子器件。
6.根据权利要求5所述的多频天线装置，其特征在于，所述电子器件为USB接头或麦克风。
7.根据权利要求1-6任一项所述的多频天线装置，其特征在于，所述主板与所述馈线一体成型。
8.一种无线通信终端，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的多频天线装置。
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