CN104157976A - 天线装置和通信终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天线装置和通信终端，该天线装置包括一主板、与所述主板连接的一信号分流装置和与所述信号分流装置连接的两天线，所述信号分流装置将所述主板的射频信号分成相位差为180°的两路射频信号后，分别馈入所述两天线。从而，使得两天线分别辐射出相位相反的两种天线信号，天线辐射场更加规则稳定，不易受计量引线干扰，提高了天线的辐射效率，有利于通信终端的小型化发展，减小了外部导体对天线的辐射效率的影响，提高了天线的稳定性。

Description

天线装置和通信终端
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种天线装置和通信终端。
背景技术
目前的手机、智能电表等通信终端，大部分为内置天线，随着通信终端小型化发展趋势，内置天线的辐射效率成为通信终端产品开发的瓶颈，当终端尺寸接近或小于工作频段波长的二分之一时，天线带宽急剧减小，若外部导体接触或靠近终端，则天线反射增加，驻波变差，天线中心频率偏离终端工作频率，使得天线的辐射效率急剧下降。手机等终端产品，在此状态时降低了对天线要求，比如手机在手持通话时TRP和TIS允许降低6db，而对于行业网络系统应用，降低6db指标意味着需要增加2倍基站数量。
如图1、图2所示为现有技术中450MHZ的智能电表，其包括依次连接的天线10、主板20、计量电路板30和计量引线40，对该智能电表的两种状态的出线方式的天线的辐射效率进行测量，假设图1为A状态，图2为B状态。如果在A状态把天线调至最佳，改为B状态的出线方式时，天线的辐射效率会下降3db；反之在B状态把天线调至最佳，改为A状态的出线方式时，天线的辐射效率同样会下降3db。在实际应用中，A和B两种状态都有可能使用，甚至还有更多的计量线走线方式。
因此，现有技术中，由于智能电表的结构尺寸较小，使得天线10与计量线40之间的隔离程度不够，导致计量线40及其噪音对天线10造成干扰，进而影响天线的辐射效率。同时，传统的内置天线终端，终端的主板地参与天线辐射和接收，当终端的尺寸小于天线工作波长的二分之一时，天线的带宽减小，当外部导体靠近或接触到终端时，靠近终端的那部分导体，参与了天线的辐射，改变了原来天线附近电磁场的分布，从而引起天线中心频率的改变和天线反射的增加，使天线的效率降低。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种天线装置和通信终端，旨在解决终端尺寸接近或小于工作频段波长的二分之一时，外部导体接触或靠近终端，天线中心频率偏离终端工作频率，天线反射增加和驻波变差，天线的辐射效率急剧下降的问题,以提高天线的辐射效率。
为了解决上述问题，本发明提出一种天线装置，包括一主板、与所述主板连接的一信号分流装置和与所述信号分流装置连接的两天线，所述信号分流装置将所述主板的射频信号分成相位差为180°的两路射频信号后，分别馈入所述两天线。
优选地，所述信号分流装置包括一功分器和与所述功分器连接的两移相器，每一天线连接一移相器。
优选地，所述信号分流装置为由功分器和移相器组合而成的端口器件。
优选地，所述移相器为集中参数移相器、分布参数移相器、同轴线移相器或波导移相器。
优选地，所述天线为平面倒F天线或单极天线。
优选地，所述两天线分别位于通信终端的上下或左右两端。
优选地，所述两天线位于所述主板同一侧或分别位于所述主板两侧。
优选地，所述天线位于所述主板上或主板外。
本发明同时提出一种通信终端，包括一天线装置，该天线装置包括一主板、与所述主板连接的一信号分流装置和与所述信号分流装置连接的两天线，所述信号分流装置将所述主板的射频信号分成相位差为180°的两路射频信号后，分别馈入所述两天线。
本发明所提供的一种天线装置，通过设置两个天线，并利用信号分流装置将主板上的射频信号分成相位差为180°的两路射频信号分别馈入两个天线，使得两天线分别辐射出相位相反的两种天线信号。而两个天线位于终端的两端，使终端机身部分极少参与天线辐射，从而解决了外部导体靠近或接触到终端时对天线的影响。同时，使得天线辐射场更加规则稳定，不易受计量引线干扰，提高了天线的辐射效率，有利于通信终端的小型化发展，减小了外部导体对天线的辐射效率的影响，提高了天线的稳定性。
附图说明
图1是现有技术中智能电表的结构示意图；
图2是现有技术中智能电表的另一结构示意图；
图3是本发明的天线装置第一实施例的结构示意图；
图4是本发明的天线装置第二实施例的结构示意图；
图5是本发明的天线装置第三实施例的结构示意图；
图6是本发明的通信终端一实施例的结构示意图；
图7是图6中的通信终端的侧视图；
图8是图6中的天线装置的结构示意图；
图9为图6中的通信终端的天线3D辐射图。
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3，提出本发明的天线装置第一实施例，所述天线装置包括一主板100、一信号分流装置和两天线(310，320)，其中两天线(310，320)位于主板100外，且分别位于主板100左右两侧，信号分流装置包括一功分器210和两移相器(221，222)。功分器210与主板100的信号馈入点110连接，两移相器(221，222)与功分器210连接，每一天线分别与一移相器连接，即图中天线310与移相器221连接，天线320与移相器222连接；功分器210将主板100的射频信号分为左右两路，左路信号经过移相器221馈入天线310，右路信号经过移相器222馈入天线320，调节移相器221和222的参数，使馈入天线310和320的射频信号的相位差为180°(或相位相反)，从而使得两天线(310，320)分别辐射出相位相反的两种天线信号，提高了天线的辐射效率。
天线(310，320)可以是平面倒F天线(PIFA，planar inverted-F antenna)或者单级天线，两天线(310，320)的类型可以相同或不同。两天线(310，320)的输入信号相位相反，幅度可以相同或不同，两天线(310，320)可以分别设于通信终端的上下或左右两端。移相器(221，222)可以是集中参数移相器、分布参数移相器、同轴线移相器、波导移相器等。
参见图4，提出本发明的天线装置第二实施例，本实施例中两天线(310，320)位于主板100的同一侧，即如图4所示位于主板100上侧，且左右对称分布。其中，移相器221为+90°移相器，移相器222为-90°移相器，射频信号经过功分器210分为左右两路信号，左路信号经过移相器221调节后，相位超前90°，馈入天线310；右路信号经过移相器222调节后，相位滞后90°，馈入天线320，最终使得馈入天线310和320的射频信号相位相反，相差180°。
参见图5，提出本发明的天线装置第三实施例，本实施例中两天线(310，320)位于主板100上，且分置于主板100两端，信号分流装置为由功分器和移相器组合而成的端口器件200，其为180°巴伦，射频信号经过端口器件200分为0°和180°的左右两路信号，左路信号馈入天线310，右路信号馈入天线320，天线310和320的射频信号相位相反，相位差为180°。
从而，本发明的天线装置，通过设置两个天线(310，320)，并利用信号分流装置将主板上的射频信号分成相位差为180°的两路射频信号分别馈入两个天线，使得两天线分别辐射出相位相反的两种天线信号，天线辐射场更加规则稳定，不易受计量引线干扰，提高了天线的辐射效率，有利于通信终端的小型化发展，减小了外部导体对天线的辐射效率的影响，提高了天线的稳定性。
参见图6、图7，提出本发明的通信终端一实施例，所述通信终端可以是智能电表、手机等终端设备，本实施例以智能电表为例进行详细说明。该智能电表包括天线装置、计量电路板400和计量引线500。其中天线装置为前述实施例所述的天线装置，包括主板100(或称通信电路板)、信号分流装置和两天线(310，320)，主板100和计量电路板400之间通过连接器连接，两天线(310，320)左右对称分布。
具体的，所述天线装置如图8所示，其中，主板100包括电源模块120和通信模块130，电源模块120为整个主板100提供电源，通信模块130可以为450CDMA-1X通信模块，其用于与基站进行通信，通信模块130的射频信号，阻抗为50Ω。天线(310，320)为单极天线，其阻抗为25Ω，天线(310，320)通过天线连接器与主板100连接；器件311和321为天线匹配器件，实际电路中将其电感调试为20NH。信号分流装置包括功分器和移相器，其中50Ω共面波导211以及100Ω共面波导212和213构成了功分器，电容221a和电感221b网络组成了超前移相器，电感2221和电容222b网络组成了滞后移相器。
主板100通信模块130的射频信号从信号馈入点110接入，该射频信号通过50Ω共面波导211以及100Ω共面波导212和213分为左右两路阻抗为100Ω的共面波导信号，实现功分器功能。左路共面波导信号经过电容221a和电感221b网络调节后，相位前移90°，阻抗变为25Ω，并馈入天线310；右路共面波导信号经过电容222a和电感222b网络调节后，相位滞后90°，阻抗变为25Ω，并馈入天线320。两个天线(310，320)最终辐射出相位相反的两种天线信号。
如图9所示为本实施例的智能电表的天线3D辐射图，从图中可以看出，智能电表的天线辐射效率明显提高，天线辐射场规则稳定，不易受电表计量引线干扰。
所述天线装置还可以是前述天线装置实施例中任一天线装置，在此不再赘述。
据此，本发明的通信终端，通过设置两个天线，并利用信号分流装置将主板上的射频信号分成相位差为180°的两路射频信号分别馈入两个天线，使得两天线分别辐射出相位相反的两种天线信号。而两个天线位于终端的两端，使终端机身部分极少参与天线辐射，从而解决了外部导体靠近或接触到终端时对天线的影响。同时，使得天线辐射场更加规则稳定，不易受计量引线干扰，提高了天线的辐射效率，有利于通信终端的小型化发展，减小了外部导体对通信终端的天线辐射效率的影响，提高了天线的稳定性。
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 (9)

1.一种天线装置，其特征在于，包括一主板、与所述主板连接的一信号分流装置和与所述信号分流装置连接的两天线，所述信号分流装置将所述主板的射频信号分成相位差为180°的两路射频信号后，分别馈入所述两天线。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述信号分流装置包括一功分器和与所述功分器连接的两移相器，每一天线连接一移相器。
3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述信号分流装置为由功分器和移相器组合而成的端口器件。
4.根据权利要求2或3所述的天线装置，其特征在于，所述移相器为集中参数移相器、分布参数移相器、同轴线移相器或波导移相器。
5.根据权利要求1-3任一项所述的天线装置，其特征在于，所述天线为平面倒F天线或单极天线。
6.根据权利要求1-3任一项所述的天线装置，其特征在于，所述两天线分别位于通信终端的上下或左右两端。
7.根据权利要求1-3任一项所述的天线装置，其特征在于，所述两天线位于所述主板同一侧或分别位于所述主板两侧。
8.根据权利要求1-3任一项所述的天线装置，其特征在于，所述天线位于所述主板上或主板外。
9.一种通信终端，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的天线装置。
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