CN103928751A - 一种手机及其天线 - Google Patents

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赵宁
顾亮
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Abstract

本发明适用于移动终端领域，本发明提供一种手机及其天线，其包括馈电端、天线匹配电路、高频分支、低频分支、射频开关、控制芯片以及两个或多个寄生分支；馈电端通过天线匹配电路连接高频分支和低频分支；射频开关的输入端连接两个或多个寄生分支，射频开关的输出端连接整机金属地，射频开关的控制端连接控制芯片的输出端；控制芯片通过控制射频开关使两个或多个寄生分支中的一个或多个寄生分支与整机金属地连接，以调节天线覆盖的频率范围。本发明通过采用射频开关切换不同频段相对应的两个寄生分支，在不改变手机整体结构的情况下，拓展了LTE天线的带宽，同时实现了天线的体积和尺寸的小型化。

Description

一种手机及其天线
技术领域
本发明属于移动终端领域，尤其涉及一种手机及其天线。
背景技术
随着4G时代的到来，LTE(Long Term Evolution,长期演进)已经不是一个概念而是一个潮流，由于4G带宽的增大，对于移动终端（如手机）的天线的要求相对于3G也是有了明显的提高。目前，4G天线的实现一般采用在3G的基础上增大天线净空区的方式，其中包括直接增大天线净空区或采用金属边框等方式变相增大净空区，而天线净空区的增大会使天线的体积和尺寸增大，这样势必造成移动终端的整机尺寸和形状发生改变，使移动终端无法实现小型化和轻薄化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天线，以解决现有技术中为增大频率覆盖范围通过采用金属边框等方式变相增大净空区而导致天线的体积和尺寸无法小型化的缺陷。
本发明实施例一种天线，包括：馈电端、天线匹配电路、高频分支、低频分支、射频开关、控制芯片以及两个或多个寄生分支；
所述馈电端通过所述天线匹配电路连接所述高频分支和所述低频分支；
所述射频开关的输入端连接所述两个或多个寄生分支，所述射频开关的输出端连接整机金属地，所述射频开关的控制端连接所述控制芯片的输出端；
所述控制芯片通过控制射频开关使所述两个或多个寄生分支中的一个或多个寄生分支与整机金属地连接，以调节天线覆盖的频率范围。
所述两个寄生分支包括第一寄生分支和第二寄生分支，所述射频开关为单刀双掷开关，所述控制芯片控制所述单刀双掷开关在所述第一寄生分支和所述第二寄生分支之间进行切换。
所述低频分支覆盖824MHz-960MHz频段，所述高频分支覆盖1710MHz-2025MHz频段，所述控制芯片控制所述单刀双掷开关将所述第一寄生分支与整机金属地连接，使天线覆盖824MHz-960MHz频段和1710MHz-2400MHz频段，并控制所述单刀双掷开关将所述第二寄生分支与整机金属地连接，使天线覆盖824MHz-960MHz频段、1710MHz-2025MHz频段和2400MHz-2690MHz频段。
所述射频开关为一个或多个，所述射频开关为单刀双掷开关、单刀多掷开关或多刀多掷开关。
所述两个或多个寄生分支分布在支架、PCB板、壳体或触摸屏等支撑物表面。
所述天线还包括天线主辐射体、寄生单元和天线开关；
所述天线主辐射体包括所述高频分支和所述低频分支；
所述寄生单元包括两个或多个寄生分支；
所述天线开关的输入端连接所述寄生单元，所述天线开关的输出端连接整机金属地，所述天线开关的控制端连接所述控制芯片的输出端；
所述控制芯片通过控制所述天线开关的闭合或断开以产生第一天线谐振或第二天线谐振。
所述控制芯片控制所述天线开关闭合时，所述寄生单元与所述天线主辐射体耦合产生第一天线谐振；
所述控制芯片控制所述天线开关断开时，所述天线主辐射体产生所述第二天线谐振。
所述天线还包括整机金属体和电连接件，所述整机金属体通过所述连接件与所述整机金属地连接，所述电连接件为一个。
本发明的另一目的还在于提供一种手机，其内置有上述的天线。
本发明实施例一种天线与现有技术相比，通过采用射频开关切换不同频段相对应的两个寄生分支，拓展了LTE天线的带宽，同时不影响整机外观，并且天线的整体结构简单，便于生产制造，同时实现了天线的体积和尺寸的小型化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种天线的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种天线的具体连接示意图；
图3是本发明实施例提供的一种天线的另一实施例的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种天线的另一实施例的具体连接示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
本发明实施例一种天线，请参阅图1和图2，包括：馈电端111、天线匹配电路21、高频分支113、低频分支112、射频开关22、控制芯片10以及两个或多个寄生分支；
所述馈电端111通过所述天线匹配电路21连接所述高频分支113和所述低频分支112；
所述射频开关22的输入端连接所述两个或多个寄生分支，所述射频开关22的输出端连接整机金属地11，所述射频开关22的控制端连接所述控制芯片10的输出端；
所述控制芯片10通过控制射频开关22使所述两个或多个寄生分支中的一个或多个寄生分支与整机金属地11连接，以调节天线覆盖的频率范围。
其中，所述馈电端111用于提供信号，整机金属地作为天线辐射的一个臂，由馈电端111提供信号。
其中，所述天线匹配电路21可以设有多个，其位置可以设在天线与馈电端之间以及天线与整机金属地之间的任意连接位置。
其中，所述低频分支112用于覆盖低频频段，具体为覆盖824MHz-960MHz频段。
其中，所述高频分支113用于覆盖高频频段，具体为覆盖1710MHz-2025MHz频段。
其中，所述寄生分支用于与低频分支112和高频分支113进行耦合，以改变天线的谐振频率。
具体的，所述两个寄生分支包括第一寄生分支114和第二寄生分支115，所述射频开关22为单刀双掷开关，所述控制芯片10控制所述单刀双掷开关在所述第一寄生分支114和所述第二寄生分支115之间进行切换。
进一步的，由于所述低频分支112覆盖824MHz-960MHz频段，所述高频分支113覆盖1710MHz-2025MHz频段，所述控制芯片10控制所述单刀双掷开关将所述第一寄生分支114与整机金属地连接，此时，第二寄生分支115处于高阻态状态，因此使天线覆盖824MHz-960MHz频段和1710MHz-2400MHz频段，此外，控制芯片10还可以控制所述单刀双掷开关将所述第二寄生分支115与整机金属地连接，此时，第一寄生分支114处于高阻态状态，因此使天线覆盖824MHz-960MHz频段、1710MHz-2025MHz频段和2400MHz-2690MHz频段。由于控制芯片10控制单刀双掷开关的切换分别得到第一寄生分支114与整机金属地连接和第二寄生分支115与整机金属地连接两种状态，通过两种状态的并集即可以使频段覆盖824MHz-960MHz频段和1710MHz-2690MHz频段。
进一步的，所述射频开关22为一个或多个，所述射频开关22为单刀双掷开关、单刀多掷开关或多刀多掷开关。
需要说明的是，所述寄生分支可以有多个，即可以将多个射频开关22和寄生分支实现不同的多个组合，以扩大频段覆盖范围。例如，多个寄生分支与多个单刀单掷开关的组合或者多个寄生分支与单刀多掷开关的组合。
进一步的，所述两个或多个寄生分支分布在支架、PCB板、壳体或触摸屏等支撑物表面。
本发明实施例提供的一种天线与现有技术相比，将高频段（2.4GHz-2.7GHz）对应的天线分支布局在PCB板上，为了实现此设计并不影响到低频效率，通过采用射频开关切换2.025GHz-2.4GHz频段与2.4GHz-2.7GHz频段分别对应的两个寄生分支，拓展了LTE天线的带宽，同时不影响整机外观，并且天线的整体结构简单，便于生产制造，同时实现了天线的体积和尺寸的小型化。
本发明另一种实施例一种天线，请参阅图3和图4，还包括天线主辐射体31、寄生单元32和天线开关225；
所述天线主辐射体31包括所述高频分支113和所述低频分支112；
所述寄生单元32包括两个或多个寄生分支；
所述天线开关225的输入端连接所述寄生单元32，所述天线开关225的输出端连接整机金属地，所述天线开关225的控制端连接所述控制芯片10的输出端；
所述控制芯片10通过控制所述天线开关225的闭合或断开以产生GPS天线谐振或LTE天线谐振。
具体的，天线主辐射体31通过天线匹配网络21与馈电端111连接，并通过第二天线匹配网络22与整机金属地11连接，所述天线开关225与所述寄生单元32之间还连接第三天线匹配网络23。
具体的，所述控制芯片10控制所述天线开关225闭合时，所述寄生单元32与所述天线主辐射体31耦合产生GPS天线谐振；
所述控制芯片10控制所述天线开关225断开时，所述天线主辐射体31产生所述LTE天线谐振。
进一步的，所述天线还包括整机金属体12和电连接件41，所述整机金属体12通过所述连接件41与所述整机金属地11连接，所述电连接件41为一个。
具体地，控制芯片是单片机，这样编程灵活、调试方便。具体地，控制芯片是CPLD，这样执行速度快，控制响应灵敏。具体地，控制芯片是FPGA，这样系统功耗小，控制速度快。
本发明实施例提供的一种天线通过控制天线开关实现切换寄生分支与整机金属地的导通和关断，使得天线的带宽同时覆盖了GPS天线频段（1.5GHz-1.6GHz）与LTE分集天线频段（1850MHz-2690MHz），整体结构简单，便于实现。
本发明另一种实施例提供一种手机，包括上述的手机内置天线。
本发明实施例提供的一种手机，采用上述天线，由于上述天线具有体积和尺寸小型化的优点，因此可以在不改变手机整体结构的情况下，拓展了LTE天线的带宽，同时不影响整机外观。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种天线，其特征在于，包括：馈电端、天线匹配电路、高频分支、低频分支、射频开关、控制芯片以及两个或多个寄生分支；
所述馈电端通过所述天线匹配电路连接所述高频分支和所述低频分支；
所述射频开关的输入端连接所述两个或多个寄生分支，所述射频开关的输出端连接整机金属地，所述射频开关的控制端连接所述控制芯片的输出端；
所述控制芯片通过控制射频开关使所述两个或多个寄生分支中的一个或多个寄生分支与整机金属地连接，以调节天线覆盖的频率范围。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述两个寄生分支包括第一寄生分支和第二寄生分支，所述射频开关为单刀双掷开关，所述控制芯片控制所述单刀双掷开关在所述第一寄生分支和所述第二寄生分支之间进行切换。
3.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述低频分支覆盖824MHz-960MHz频段，所述高频分支覆盖1710MHz-2025MHz频段，所述控制芯片控制所述单刀双掷开关将所述第一寄生分支与整机金属地连接，使天线覆盖824MHz-960MHz频段和1710MHz-2400MHz频段，并控制所述单刀双掷开关将所述第二寄生分支与整机金属地连接，使天线覆盖824MHz-960MHz频段、1710MHz-2025MHz频段和2400MHz-2690MHz频段。
4.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述射频开关为一个或多个，所述射频开关为单刀双掷开关、单刀多掷开关或多刀多掷开关。
5.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述两个或多个寄生分支分布在支架、PCB板、壳体或触摸屏等支撑物表面。
6.如权利要求1所述的天线，其特征在于，还包括天线主辐射体、寄生单元和天线开关；
所述天线主辐射体包括所述高频分支和所述低频分支；
所述寄生单元包括两个或多个寄生分支；
所述天线开关的输入端连接所述寄生单元，所述天线开关的输出端连接整机金属地，所述天线开关的控制端连接所述控制芯片的输出端；
所述控制芯片通过控制所述天线开关的闭合或断开以产生第一天线谐振或第二天线谐振。
7.如权利要求6所述的天线，其特征在于，所述控制芯片控制所述天线开关闭合时，所述寄生单元与所述天线主辐射体耦合产生第一天线谐振；
所述控制芯片控制所述天线开关断开时，所述天线主辐射体产生所述第二天线谐振。
8.如权利要求1所述的天线，其特征在于，还包括整机金属体和电连接件，所述整机金属体通过所述连接件与所述整机金属地连接，所述电连接件的数量为一个或多个。
9.一种手机，其特征在于，所述手机内置有如权利要求1-8任一项所述的天线。
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