CN104681979B - 宽频天线结构及具有该宽频天线结构的无线通信装置 - Google Patents

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Abstract

一种宽频天线结构，应用于无线通信装置中，该宽频天线结构包括馈入端、接地端、主辐射体和接地寄生辐射体，该馈入端与该接地端相互平行间隔设置，该主辐射体与该馈入端相连，该接地寄生辐射体与该接地端相连，且该接地寄生辐射体和该主辐射体之间形成一沟槽。另，本发明还提供一种具有该宽频天线结构的无线通信装置。该宽频天线结构具有较宽的频带范围和良好的辐射效率特性，可以满足多通信系统的频宽需求。

Description

宽频天线结构及具有该宽频天线结构的无线通信装置
技术领域
本发明涉及一种天线结构及应用该天线结构的无线通信装置，尤其涉及一种宽频天线结构及应用该宽频天线结构的无线通信装置。
背景技术
随着无线通信技术的蓬勃发展，无线通信系统的工作频带范围不断扩宽，使得天线的设计朝向涵盖多频带的天线组件发展。尤其是近来LTE频段Band7(2500~2690 MHz)的加入，给无线通信装置的天线设计提出了更高的频带宽度要求。另一方面，由于无线通信装置金属侧边与金属后盖结构的设计需求，一定程度上缩小了天线净空区与天线可辐射面积，影响了天线的辐射效率。如何在不增加无线通信装置体积的前提下使天线具有稳定的宽频特性和良好的辐射效率特性，成为天线设计领域的一项重要研究课题。
发明内容
鉴于以上情况，有必要提供一种占用空间小的宽频天线结构。
另，还有必要提供一种应用该宽频天线结构的无线通信装置。
一种宽频天线结构，应用于无线通信装置中，该宽频天线结构包括馈入端、接地端、主辐射体和接地寄生辐射体，该馈入端与该接地端相互平行间隔设置，该主辐射体与该馈入端相连，该接地寄生辐射体与该接地端相连，且该接地寄生辐射体和该主辐射体之间形成一沟槽。
一种无线通信装置，该无线通信装置包括宽频天线结构，该宽频天线结构包括馈入端、接地端、主辐射体和接地寄生辐射体，该馈入端与该接地端相互平行间隔设置，该主辐射体与该馈入端相连，该接地寄生辐射体与该接地端相连，且该接地寄生辐射体和该主辐射体之间形成一沟槽。
本发明所述宽频天线结构通过该主辐射体的结构改进以及主辐射体和该接地寄生辐射体之间耦合，提高其频带宽度，使之能够满足多通信系统工作的频宽需求。该宽频天线结构具有体积小、结构简单以及频带范围宽的特点。
附图说明
图1为本发明第一实施例的宽频天线结构的立体图；
图2图1所示宽频天线结构的返回损失示意图；
图3为本发明第二实施例的宽频天线结构的立体图；
图4为本发明第三实施例的宽频天线结构的立体图；
图5为本发明第四实施例的宽频天线结构的立体图。
主要元件符号说明
宽频天线结构 100、101、102、103
无线通信装置 300
基板 310
馈入端 10
接地端 11
主辐射体 20
第一辐射体 201
第二辐射体 202
第一延伸体 21
第一连接段 211
第二连接段 212
第二延伸体 22
第一辐射段 221
第二辐射段 222
辐射回路 223
调节段 224
第三延伸体 23
第一辐射片 231
第二辐射片 232
接地寄生辐射体 30
寄生连接段 301
寄生辐射段 302
接地回路 304
沟槽 S1
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，本发明第一实施例提供一种宽频天线结构100，其应用于移动电话、个人数字助理等无线通信装置300中，用以发送和接收无线通信信号。
该无线通信装置300包括基板310。在本实施例中，该无线通信装置300为智能手机，该基板310为该无线通信装置300的系统电路板。
该宽频天线结构100包括馈入端10、接地端11、主辐射体20及接地寄生辐射体30。该主辐射体20与该馈入端10连接，该接地寄生辐射体30与该接地端11连接，且该接地寄生辐射体30与该主辐射体20之间形成沟槽S1，以便接地寄生辐射体30与该主辐射体20电磁耦合。
该馈入端10与该接地端11均为条状片体结构，且相互平行地设置于该基板310边缘上，且均与该基板310垂直。电流信号从该馈入端10馈入，流经该主辐射体20并耦合至该接地寄生辐射体30，通过该接地端11连接至该基板310的地，从而形成电流回路。
该主辐射体20包括第一辐射体201、第二辐射体202、第一延伸体21及第二延伸体22。该第一延伸体21包括第一连接段211和第二连接段212；该第二延伸体22包括第一辐射段221、第二辐射段222和辐射回路223。该第一辐射体201为一条状片体，其垂直连接于该馈入端10相对于该基板310的一端，并第一辐射体201朝远离基板310的一侧方向延伸。该第二辐射体202为一倒L形结构，其一端垂直连接于该第一辐射体201相对于该馈入端10的一端，且其所在的平面与该馈入端10所在的平面平行。该第一连接段211和该第一辐射段221均为短条状片体，二者相互平行且间隔地垂直连接于该第二辐射体202相对于该第一辐射体201的一端，且二者所在的平面与该第二辐射体202所在的平面共面。该第二连接段212为一倒L形结构，其通过第一连接段211与该第二辐射体202相连端，且其所在的平面与该第二辐射体202所在的平面垂直。该第二辐射段222为一“ㄇ”形结构，其通过该第一辐射段221与该第二辐射体202相连，且其所在的平面与该第二辐射体202所在的平面垂直。该第二连接段212所在的平面与该第二辐射段222所在的平面共面。该辐射回路223为一开放式回路，其一端与该第二辐射段222相对于该第一辐射段221的一端相连，且其所在的平面与该第二辐射段222所在的平面垂直，另一端朝向该辐射回路223与该第二辐射段222的连接处延伸，且与该连接处之间形成一间隙。
该接地寄生辐射体30包括寄生连接段301和寄生辐射段302。该寄生连接段301为一条状片体，其与该接地端11相对于该基板310的一端相连，其延伸方向与所述第一辐射体201相同且二者所在的平面共面。该寄生辐射段302为一倒L形结构，其一端连接于该寄生连接段301相对于该接地端11的一端，且其所在的平面与所述第二辐射体202所在的平面共面，另一端与该第二辐射体202平行，并延伸向该辐射回路223所在的一端。在本实施例中，该接地寄生辐射体30与该主辐射体20之间形成一沟槽S1，通过调整该沟槽S1的宽度，可以实现该宽频天线结构100的高频频宽的匹配调节。在本实施例中，为确保天线辐射效率满足需求，可在该接地端11连接一可变电容与切换电路，用以满足LTE频带Band17(704~746MHz)到GSM900(880~960MHz)的需求，实现在调整低频工作频段时，依然保持高频的宽带特性，该电容大小可依实际需求来适当调整，以保证天线良好的匹配。
在本实施例中，由该第二延伸体22产生低频第一共振模态，由第二延伸体22的倍频及第一延伸体21的调整作用，产生高频第二、第三和第四共振模态，并通过调整该接地寄生辐射体30与该主辐射体20之间沟槽S1的宽度，来调整天线的匹配。仿真所得该宽频天线结构100的返回损失如图2所示，从图中可以看出，该宽频天线结构100在其四个共振模态下，返回损失均小于-6dB，可以满足一般无线通信产品的需求。
请参阅图3，本发明第二实施例的宽频天线结构101与第一实施例的宽频天线结构100结构相似，区别在于所述第二辐射段222相对于所述辐射回路223的一端增加一L形调节段224，且该调节段224朝所述第一延伸体21的方向延伸，通过调整该调节段224的长度和位置，可以使该宽频天线结构101的高频共振频宽更宽。
请参阅图4，本发明第三实施例的宽频天线结构102与第一实施例的宽频天线结构100结构相似，区别在于所述宽频天线结构102还包括第三延伸体23，该第三延伸体23包括第一辐射片231和第二辐射片232，该第二辐射片232为一倒L形结构，其通过该第一辐射片231与所述第二辐射体202相连，且该第二辐射片232所在的平面和所述第二连接段212及第二辐射段222所在的平面共面。该第三延伸体23可产生高频共振模态，使该宽频天线结构102的高频模态更为匹配，工作频宽更宽。
请参阅图5，图中所示为本发明第四实施例提供的宽频天线结构103与第一实施例的宽频天线结构100结构相似，区别在于该宽频天线结构103还包括一接地回路304，且所述寄生辐射段302与所述第二辐射体202平行的一端延伸至所述第一连接段211和所述第一辐射段221对应位置之间，该接地回路304为一 “ㄇ”形结构，其连接于所述第一延伸体21和所述接地端11之间，且该接地回路304所在的平面与该第一延伸体21和该寄生连接段301所在的平面共面。
相较于传统天线需要较大的净空区才能符合LTE宽阔频段需求，本发明的宽频天线结构100主要通过第二延伸体22的倍频及第一延伸体21的调整作用，提高该宽频天线结构100的频带宽度，使之满足多通信系统工作的频宽需求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何形式上的限定。另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种宽频天线结构，应用于无线通信装置中，该宽频天线结构包括馈入端、接地端、主辐射体和接地寄生辐射体，其特征在于：该馈入端与该接地端相互平行间隔设置，该主辐射体与该馈入端相连，该接地寄生辐射体与该接地端相连，且该接地寄生辐射体和该主辐射体之间形成一沟槽，所述主辐射体包括第一辐射体、第二辐射体、第一延伸体及第二延伸体，该第一延伸体和第二延伸体相互间隔地设置于该第二辐射体上，该第二辐射体通过该第一辐射体与所述馈入端相连，所述第一延伸体包括第一连接段和第二连接段，该第二连接段为一倒L形结构，该第一连接段与所述第二辐射体相连，且该第一连接段所在的平面与该第二辐射体所在的平面共面，该第二连接段连接于该第一连接段上，且其所在的平面与该第一连接段所在的平面垂直，所述第二延伸体包括第一辐射段、第二辐射段和辐射回路，该第一辐射段与所述第二辐射体相连，该第二辐射段连接于该第一辐射段和该辐射回路之间，所述辐射回路与所述第二辐射段相对于所述第一辐射段的一端相连，且所述辐射回路所在的平面与该第二辐射段所在的平面垂直。
2.如权利要求1所述的宽频天线结构，其特征在于：所述接地寄生辐射体包括寄生连接段和寄生辐射段，该寄生辐射段为一倒L形结构，该寄生辐射段通过该寄生连接段与所述接地端相连，且该寄生辐射段所在的平面与所述主辐射体上第二辐射体所在的平面共面。
3.如权利要求1所述的宽频天线结构，其特征在于：所述主辐射体还包括调节段，该调节段连接于所述第二辐射段相对于所述辐射回路的一端，且该调节段朝所述第一延伸体的方向延伸。
4.如权利要求1所述的宽频天线结构，其特征在于：所述主辐射体还包括第三延伸体，该第三延伸体包括第一辐射片和第二辐射片，该第二辐射片为一倒L形结构，其通过该第一辐射片与所述第二辐体相连，且该第二辐射片所在的平面和所述第二连接段所在的平面共面。
5.如权利要求1所述的宽频天线结构，其特征在于：所述宽频天线结构还包括接地回路，该接地回路连接于所述主辐射体和所述接地端之间，该接地回路所在的平面与所述第一延伸体所在的平面共面。
6.一种无线通信装置，其特征在于：该无线通信装置还包括如权利要求1-5任一项所述的宽频天线结构。
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