CN104425888B - 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置 - Google Patents
天线结构及具有该天线结构的无线通信装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种天线结构，包括馈入端、接地端、第一高频辐射体、低频辐射体、第二高频辐射体及一匹配电路，该匹配电路包括第一电感，该馈入端一端电性连接于匹配电路，另一端电性连所述接于第一高频辐射体，该低频辐射体通过一第二电感电性连接于馈入端和第一高频辐射体的连接处，该第二高频辐射体电性连接于接地端，该第二高频辐射体与第一高频辐射体间隔设置，以使第一高频辐射体和第二高频辐射体耦合。上述的天线结构体积小，且可接收多频段信号。另外，本发明还提供一种具有该天线结构的无线通信装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种天线结构，特别涉及一种可接收多频段信号的天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。
背景技术
在移动电话、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等无线通信装置中，天线作为用以通过无线电波收发无线电信号的部件，无疑是无线通信装置中最重要的组件之一。
随着屏幕尺寸的增大，天线净空区的缩小势在必行，如何利用狭小的天线净空区设计多频天线面临许多的挑战，是一个重要且急需解决的重要课题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种占用空间小且可接收多频段信号的天线结构。
另，有必要提供一种具有该天线结构的无线通信装置。
一种天线结构，包括馈入端、接地端、第一高频辐射体、低频辐射体、第二高频辐射体及一匹配电路，该匹配电路包括第一电感，该馈入端一端电性连接于匹配电路，另一端电性连所述接于第一高频辐射体，该低频辐射体通过一第二电感电性连接于馈入端和第一高频辐射体的连接处，该第二高频辐射体电性连接于接地端，该第二高频辐射体与第一高频辐射体间隔设置，以使第一高频辐射体和第二高频辐射体耦合。
一种无线通信装置，包括信号馈入点及天线结构，该天线结构包括馈入端、接地端、第一高频辐射体、低频辐射体、第二高频辐射体及一匹配电路，该匹配电路包括第一电感，该馈入端一端电性连接于匹配电路，另一端电性连所述接于第一高频辐射体，该低频辐射体通过一第二电感电性连接于馈入端和第一高频辐射体的连接处，该第二高频辐射体电性连接于接地端，该第二高频辐射体与第一高频辐射体间隔设置，以使第一高频辐射体和第二高频辐射体耦合。
所述天线结构将电感电连接于第一高频辐射体和低频辐射体之间，使该天线结构缩小体积且减小低频与高频之间的影响；同时通过在馈入端与信号馈入点之间增加匹配电路，增加了天线结构工作频段，使该天线结构工作于多个频段。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式的天线结构的立体组装图;
图2为图1所示的天线结构的部分分解图；
图3为图1所示的天线结构的电路示意图，该天线结构的电路包括电容；
图4为图1所示的天线结构在电容的电容值为2.6pF时的回波损耗示意图;
图5为图1所示的天线结构在电容的电容值为2.6pF时的天线效率示意图;
图6为图1所示的天线结构在电容的电容值为7pF时的回波损耗示意图;
图7为图6所示的天线结构在电容的电容值为7pF时的天线效率示意图。
主要元件符号说明
| 天线结构 | 20 |
| 无线通信装置 | 100 |
| 基板 | 10 |
| 净空区 | 12 |
| 信号馈入点 | 14 |
| 接地点 | 16 |
| 馈入端 | 21 |
| 接地端 | 22 |
| 第一高频辐射体 | 23 |
| 第一辐射段 | 231 |
| 第二辐射段 | 232 |
| 第三辐射段 | 233 |
| 第四辐射段 | 234 |
| 低频辐射体 | 24 |
| 第一连接段 | 241 |
| 第二连接段 | 242 |
| 第三连接段 | 243 |
| 第四连接段 | 244 |
| 第二高频辐射体 | 25 |
| 第一耦合段 | 251 |
| 第二耦合段 | 252 |
| 第三耦合段 | 253 |
| 第四耦合段 | 254 |
| 匹配电路 | 200 |
| 第一电感 | L1 |
| 第二电感 | L2 |
| 电容 | C |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1及图2，本发明之较佳实施方式提供一种天线结构20，其应用于移动电话等无线通信装置100中。
该无线通信装置100包括基板10，该基板10可为一印刷电路板(Printed CircuitBoard，PCB)，其上设置一净空区12。在本实施方式中该净空区12形成于基板10的一端。该净空区12指基板10上无导体存在的区域，用以防止外在环境中电子组件如电池、振动器、喇叭、电荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）等对天线结构20产生干扰，造成其工作频率偏移或辐射效率变低。该基板10上设置一位于该净空区12内的信号馈入点14和接地点16，该信号馈入点14向天线结构20馈入电流并通过接地点16接地形成电流回路。
该天线结构20包括馈入端21、接地端22、第一高频辐射体23、低频辐射体24以及第二高频辐射体25。
请结合参阅图3，该馈入端21通过一匹配电路200与信号馈入点14连接，以为所述天线结构20馈入信号。在本实施方式中该馈入端21为条状片体，其垂直于基板10并电性连接于信号馈入点14。
该匹配电路200用于调整该天线结构20的阻抗匹配，该匹配电路200包括第一电感L1和电容C，该电容C电性连接于信号馈入点14与天线结构20之间，该第一电感L1一端电性连接于电容C与信号馈入点14之间的节点，另一端接地处理。该电容C的电容值可改变，可以为可变电容或加入切换电路 ，通过切换电路切换不同的电容，从而连接不同的电容值。在本实施方式中，该第一电感L1的电感值为15nH，该电容C的取值范围在2.6pF和7pF之间切换。
该接地端22通过设置在基板10上的接地点16接地处理，以使所述天线结构20形成电流回路。
该第一高频辐射体23连接于馈入端21，该第一高频辐射体23包括依次连接的第一辐射段231、第二辐射段232、第三辐射段233及第四辐射段234。该第一辐射段231由馈入端21垂直延伸而成。该第二辐射段232、第三辐射段233及第四辐射段234位于同一平面，且该平面垂直于第一辐射段231所在平面。所述第二辐射段232、第三辐射段233及第四辐射段234构成大致呈U形的结构。
该低频辐射体24通过一第二电感L2与第一高频辐射体23和馈入端21的连接处电性连接。该第二电感L2用于调整该天线结构20的阻抗匹配，具有缩小天线结构20尺寸的作用，同时该第二电感L2可减小低频信号与高频信号之间的相互干扰。在本实施方式中该第二电感L2的电感值为7nH。具体地，该低频辐射体24包括依次连接的第一连接段241、第二连接段242、第三连接段243及第四连接段244。该第一连接段241和第二连接段242与第一高频辐射体23的第一辐射段231位于同一平面。该第一连接段241通过该第二电感L2电性连接于第一高频辐射体23的第一辐射段231。该第二连接段242由第一连接段241延伸而成，且该第二连接段242的宽度大于第一连接段241的宽度。该第三连接段243由第二连接段242朝垂直于第二连接段242的方向延伸而成。该第四连接段244由第三连接段243的一侧朝靠近第一高频辐射体23的方向延伸而出，且该第四连接段244的宽度小于第三连接段243。
该第二高频辐射体25连接于接地端22，且该第二高频辐射体25与第一高频辐射体23间隔设置。该第二高频辐射体25包括依次连接的第一耦合段251、第二耦合段252、第三耦合段253及第四耦合段254。该第一耦合段251垂直连接于接地端22，且与第一辐射段231位于同一平面。所述第二耦合段252、第三耦合段253及第四耦合段254构成大致呈U形的结构，该U形结构包围第一高频辐射体23的第二辐射段232、第三辐射段233及第四辐射段234于其内。该第三耦合段253与第四辐射段234之间形成一耦合间隙18，通过调整该耦合间隙18的宽度可调节所述天线结构20频宽以及阻抗匹配。
下面将进一步说明该天线结构20的工作原理，信号从信号馈入点14馈入，经过匹配电路200后再由馈入端21馈入到第一高频辐射体23及低频辐射体24，当该匹配电路200的电容C的电容值为2.6pF时，该低频辐射体24激发出一第一低频模态，将电容C的电容值调整为7pF，该低频辐射体24激发出一第二低频模态。可以理解，该电容C的电容值在实际情况下可以为了得到较佳的阻抗匹配而变化。该第二高频辐射体25激发出一第一高频模态，该第一高频辐射体23激发出一第二高频模态，该第一高频辐射体23与第二高频辐射体25之间耦合激发出一第三高频模态。
该第一低频模态使该天线结构20工作于GSM频段，该第二低频模态使该天线结构20工作于LTE band17频段，该第一高频模态使该天线结构20工作于DCS频段，该第二高频模态使该天线结构20工作于WCDMA频段，该第三高频模态使该天线结构20工作于LTE频段。
请参阅图4，所示为本实施方式天线结构20在电容C的电容值为2.6pF时的回波损耗示意图。由图4可以看出，该天线结构20于频段低频824~960MHz及高频1710~2690MHz下均可满足天线设计要求。图5为图4所示天线结构20的天线效率示意图，由图5可以看出，该天线结构20于频段低频824~960MHz的天线效率介于65%~70%，高频1710~2690MHz的天线效率介于65.8%~83.5%,符合天线设计要求。
请参阅图6，所示为本实施方式天线结构20在电容C的电容值为7pF时的回波损耗示意图。由图6可以看出，该天线结构20于频段低频704~746MHz及高频1710~2690MHz下均可满足天线设计要求。图7为图6所示天线结构20的天线效率示意图，由图7可以看出，该天线结构20于频段低频704~746MHz的天线效率介于44%~72%，高频1710~2690MHz的天线效率介于69%~89.1%,符合天线设计要求。
本发明的天线结构20将第二电感L2电连接于第一高频辐射体23和低频辐射体24之间，使该天线结构20缩小体积且减小低频与高频之间的影响；同时通过在馈入端21与信号馈入点14之间增加匹配电路200，增加了天线结构20工作频段，使该天线结构20工作于多个频段。
Claims (6)
1.一种天线结构，包括馈入端、接地端、第一高频辐射体、低频辐射体、第二高频辐射体及匹配电路，其特征在于：该匹配电路包括第一电感，该馈入端一端电性连接于匹配电路，另一端电性连所述接于第一高频辐射体，该低频辐射体通过一第二电感电性连接于馈入端和第一高频辐射体的连接处，该天线结构经由该匹配电路馈入信号，该匹配电路还包括电容及切换电路，该低频辐射体相应激发出一第一低频模态及一第二低频模态，该匹配电路通过该切换电路切换不同的电容以连接不同的电容值，该电容电性连接于信号馈入点与天线结构之间，该第一电感一端电性连接于电容，另一端接地处理，该第二高频辐射体激发出一第一高频模态，该第一高频辐射体激发出一第二高频模态，该第一高频辐射体与第二高频辐射体之间耦合激发出一第三高频模态，该第二高频辐射体电性连接于接地端，该第二高频辐射体与第一高频辐射体间隔设置，以使第一高频辐射体和第二高频辐射体耦合，该第二高频辐射体包括依次连接的第一耦合段、第二耦合段、第三耦合段及第四耦合段，所述第二耦合段、第三耦合段及第四耦合段构成呈U形的结构，所述第二耦合段、第三耦合段及第四耦合段所在平面垂直于该第一耦合段所在平面。
2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：该第一高频辐射体包括依次连接的第一辐射段、第二辐射段、第三辐射段及第四辐射段，该第一辐射段垂直连接馈入端，该第二辐射段、第三辐射段及第四辐射段位于同一平面。
3.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于：该低频辐射体包括依次连接的第一连接段、第二连接段、第三连接段及第四连接段，该第一连接段和第二连接段与第一高频辐射体的第一辐射段位于同一平面，该第二连接段由第一连接段延伸而成，且该第二连接段的宽度大于第一连接段，该第三连接段由第二连接段朝垂直于第二连接段的方向延伸而成，该第四连接段由第三连接段朝靠近第一高频辐射体的方向延伸而出。
4.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于：该第一耦合段垂直连接于接地端，且与第一辐射段位于同一平面。
5.如权利要求4所述的天线结构，其特征在于：该第三耦合段与第四辐射段之间形成一耦合间隙，通过调整该耦合间隙的宽度以调节所述天线结构频宽和阻抗匹配。
6.一种无线通信装置，包括基板，该基板包括信号馈入点和接地点，其特征在于：该无线通信装置还包括权利要求1～5中任一项所述天线结构，该天线结构设于基板上，该馈入端与信号馈入点电连接，该接地端与接地点电连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20191122 Termination date: 20210830 |