CN104701608A - 移动终端的宽频天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通讯技术领域，公开了一种移动终端的宽频天线。包括：设于电路板上的馈电部和第二辐射天线，以及设于第二辐射天线上方的第一辐射天线，第一辐射天线与第二辐射天线相互平行。其中，第二辐射天线断开形成不连续的左段和右段，第一辐射天线与第二辐射天线的左段、右段以及电路板上的馈电部分别连接。本发明所提供的宽频天线能够在相对简单的结构和较小的空间利用率下提供更宽的带宽、更强的耦合强度和丰富的可调性。

Description

移动终端的宽频天线

技术领域

本发明涉及无线通讯技术领域，特别涉及一种移动终端的宽频天线。

背景技术

方向性、阻抗和极化特性在一个很宽的波段内几乎保持不变的天线，称为宽频带天线。宽频天线作为手持通信装置的标准配备，在无线通讯技术领域中有着广泛的应用。而随着手机、平板电脑、智能手表等可移动终端的日渐普及，这些掌上设备的尺寸和集成度都有了更高的要求。由此也催生出了对宽频天线小型化、简单化和宽频化的进一步技术需求。

本发明的发明人发现，传统的宽频天线具有下述之缺点：

1、传统的宽频天线通常为单层结构，需要占用较大的空间。而由于大部分的宽频天线都需设于电路板的净空区域中，因此将大幅降低电路板的有效利用率，占用更多的空间，不利于可移动终端的小型化；

2、偶尔也有一些多层结构的天线设计见诸报端，但这些天线具有结构复杂、上下耦合强度不高、带宽不足、难以根据需求调整谐振频段等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种移动终端的宽频天线，使得在相对简单的结构和较小的空间利用率下能够具有更宽的带宽、更强的耦合强度和丰富的可调性。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种移动终端的宽频天线，包括：设于电路板上的馈电部和第二辐射天线，以及设于第二辐射天线上方的第一辐射天线，第一辐射天线与第二辐射天线相互平行。其中，第二辐射天线断开形成不连续的左段和右段，第一辐射天线与第二辐射天线的左段、右段以及电路板上的馈电部分别连接。

相对于现有技术而言，本发明的实施方式所提供的宽频天线采用了双层天线设计。通过将部分辐射天线安置在电路板上，缩小了手机结构所需的空间，在保障需要的天线长度的前提下缩小了天线的面积。因此，在相同的空间限制下，本发明的实施方式可以提供更多的带宽和更低的谐振。此外，本发明的实施方式利用将第一辐射天线在电路板上的投影与第二辐射天线重合的方式，使得第一辐射天线与第二辐射天线之间相互耦合，进一步增加了天线的带宽，从而实现了宽频化。

作为优选，将第一辐射天线的左端点与第二辐射天线的左段端点相连接，将第一辐射天线的右端点与第二辐射天线的右段端点相连接，可以将两根辐射天线都纳入可用天线的范围内，最大限度地利用天线的长度。

而第一辐射天线与第二辐射天线，以及其与电路板上的馈电部之间可以通过导线连接，也可以通过柱状金属相连接。当通过柱状金属连接时，柱状金属同时还能对第一辐射天线起支撑作用，并能够更精确地控制第一辐射天线与第二辐射天线之间的距离。这一距离控制着第一辐射部与第二辐射部上下耦合强度，距离过近或者过远都将使得耦合强度减弱。因此作为优选，第一辐射天线与第二辐射天线的间距在0.5mm至10mm范围内为佳，由于目前手持设备逐渐往小型化发展，对机身厚度有极为苛刻的要求，因此进一步地，第一辐射天线与第二辐射天线之间的距离优选在0.6mm至0.8mm范围内，此范围既能够保证辐射天线之间的耦合强度，又能够塑造出足够轻薄的机身。

另外，作为优选，第二辐射天线左段和右段相互对称，当对称的方式为轴对称时，对称轴为第二辐射天线的中轴；当对称的方式为中心对称时，对称中心为第二辐射天线在平面上的几何中心点。而进一步地，令第一辐射天线也左右对称，并且将第一辐射天线的中间点与电路板上的馈电部相连接，也可以提升耦合性能，增加天线的带宽。

相对于相同长度的天线而言，当第二辐射天线的左段和右段相互对称时，其带宽能够得到增加。此时进一步地，在第二辐射天线的左段中至少有一段为弧形。这一弧形提高了天线高频部分的耦合性能，进一步地增加了高频部分的带宽。

第二辐射天线具有两个端点，分别位于第二辐射天线的左段和右段。当第二辐射天线的左段和右段相互对称时，通过调整第二辐射天线左段端点与第二辐射天线右段端点之间的距离，可以调整天线的谐振频段。作为优选，这一距离在1mm至10mm范围内，能够符合目前较为主流的谐振频段需求。

此外，由于第二辐射天线从中间断开，形成不连续的左段和右段，因此对应左段和右段的断开处还具有两个断点。第二辐射天线的左段断点与第二辐射天线右段断点之间的距离为干扰安全距离，这一距离可根据确定好的谐振频段来调整确定。通常这两个断点之间的距离大于或等于3mm时，能够有效防止信号干扰。

另外，作为优选，本发明的实施方式还包括与电路板连接的第三辐射天线，该第三辐射天线用于进一步地增加高频带宽。而更进一步地，该第三辐射天线可以设于所述第一辐射天线的中轴位置，并向左右延伸，从而增强该第三辐射天线与其余各天线的耦合性能。

附图说明

图1是本发明第一实施方式中宽频天线的立体示意图；

图2是本发明第二实施方式中处于轴对称情况下时宽频天线的立体示意图；

图3是本发明第二实施方式中处于中心对称情况下时宽频天线的立体示意图；

图4是本发明第二实施方式中由弧形天线和直线天线共同组成第二辐射天线的左段时宽频天线的立体示意图；

图5是本发明第三实施方式中宽频天线的立体示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种移动终端的宽频天线。如图1，包括：设于电路板3上的馈电部4和第二辐射天线2，以及设于第二辐射天线2上方的第一辐射天线1，第一辐射天线1与第二辐射天线2相互平行。其中，第二辐射天线2断开形成不连续的左段21和右段22，第一辐射天线1与第二辐射天线2的左段21、右段22以及电路板3上的馈电部4分别连接。

由图1可以看出，在本实施方式中，第一辐射天线1在电路板3上的投影与第二辐射天线2重合。这是因为，为了增强收信效果，天线通常都是多段结构的，显然，在第一辐射天线1在电路板3上的投影与第二辐射天线2重合时，具有多段结构的第一辐射天线与第二辐射天线之间的耦合效果最好。

在本实施方式中，第一辐射天线1与第二辐射天线2，以及第一辐射天线1与电路板3上的馈电部4之间通过柱状金属相连接，其中，第一辐射天线1与第二辐射天线2的左段21通过柱状金属52相连接，与第二辐射天线2的右段22通过柱状金属51相连接，与馈电部4通过柱状金属53相连接。当通过柱状金属连接时，柱状金属同时还能对第二辐射天线2起支撑作用，并能够更精确地控制第一辐射天线1与第二辐射天线2之间的距离。这一距离控制着第一辐射部与第二辐射部上下耦合强度，距离过近或者过远都将使得耦合强度减弱。因此在本实施方式中，第一辐射天线1与第二辐射天线2的间距在0.5mm至10mm范围内为佳，由于目前手持设备逐渐往小型化发展，对机身厚度有极为苛刻的要求，因此进一步地，第一辐射天线1与第二辐射天线2之间的距离优选在0.6mm至0.8mm范围内更好，此范围既能够保证辐射天线之间的耦合强度，又能够塑造出足够轻薄的机身。当然，不通过柱状金属，而通过导线或者其他的连接方式也都能够实现本发明的发明目的。

此外，第一辐射天线1与第二辐射天线2的连接位置可以有很多种，其中，如图1所示的，将第一辐射天线1的左端点与第二辐射天线2的左段21端点相连接(通过柱状金属52)，将第一辐射天线1的右端点与第二辐射天线2的右段22端点相连接(通过柱状金属51)，可以将两根辐射天线的全长都纳入可用天线的范围内，最大限度地利用天线的长度。

相对于现有技术而言，本发明的实施方式所提供的宽频天线采用了双层天线设计。通过将部分辐射天线安置在电路板3上，缩小了手机结构所需的空间，在保障需要的天线长度的前提下缩小了天线的面积。因此，在相同的空间限制下，本发明的实施方式可以提供更多的带宽和更低的谐振。此外，本发明的实施方式利用将第一辐射天线1在电路板3上的投影与第二辐射天线2重合的方式，使得第一辐射天线1与第二辐射天线2之间相互耦合，进一步增加了天线的带宽，从而实现了宽频化。

值得一提的是，由于实际使用过程中，天线的形状并不固定，因此第二辐射天线2并不一定会完全分为全部位于左边或者右边的两段。也就是说，第二辐射天线2的左段21或右段22应该不仅限于狭义上的左半段或右半段，实际上，只要在电路板3上有相对位于左边较多的部分，以及位于相对右边较多的部分，均可以视为第二辐射天线2的左段21或右段22。并且，本实施方式中各条天线的形状并不仅限定于图1中的螺旋形，还可以选用其他常规天线常用的形状。

本发明的第二实施方式涉及一种移动终端的宽频天线。第二实施方式是第一实施方式的改进，主要改进之处在于：在本发明第二实施方式中，第二辐射天线2的左段21和右段22相互对称。

本实施方式所述的对称方式可以如图2所示，第二辐射天线2的对称方式为轴对称，对称轴为第二辐射天线2的中轴。

本实施方式所述的对称方式也可以如图3所示，第二辐射天线2的对称方式为中心对称，对称中心为第二辐射天线2在平面上的几何中心点。

相对于相同长度的天线而言，当第二辐射天线2的左段21和右段22相互对称时，其带宽能够得到增加。并且，从谐振的角度考虑，选用轴对称的天线的效果通常会更好。

而在本实施方式中，进一步地将第一辐射天线1的中间点与电路板3上的馈电部4相连接(通过柱状金属53)，也可以提升耦合性能，增加天线的带宽。

显然，第二辐射天线2具有两个端点，分别位于第二辐射天线2的左段21和右段22。通过调整第二辐射天线2左段21的端点与第二辐射天线2右段22的端点之间的距离，可以调整天线的谐振频段。在本实施方式中，这一距离在大于1mm小于10mm范围内，能够符合目前的可移动终端设备较为主流的谐振频段需求。

另外，由于第二辐射天线2从中间断开，形成不连续的左段21和右段22，因此对应左段21和右段22的断开处具有两个断点。第二辐射天线2的左段21断点与第二辐射天线2右段22断点之间的距离为干扰安全距离，这一距离可根据天线本身确定好的谐振频段来调整确定。通常这两个断点之间的距离大于或等于3mm时，能够有效防止信号干扰。

在图2和图3示例的本实施方式中，可以看出，在第二辐射天线2的左段21为弧形。而由于对称，因此右段22也为弧形。这两部分对称的弧形提高了天线高频部分的耦合性能，进一步地增加了高频部分的带宽。

本发明的发明人发现，将一段弧形的天线同一段直线的天线组合使用可以进一步地提高耦合性能，也就是说，第二辐射天线2的左段21中至少有一段为弧形，即可满足本发明的技术目标。因此，本实施方式还提供如图4所示的进一步改进。在图4中，第二辐射天线2的左段21由一段直线天线和一段弧形天线构成。

如图5所示，本发明的第三实施方式涉及一种移动终端的宽频天线。第三实施方式是第二实施方式的进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第三实施方式中，还包括与电路板3连接的第三辐射天线6，该第三辐射天线6用于进一步地增加高频带宽。

通过加设该第三辐射天线6进一步地增加高频带宽，可以扩大天线的适用频带。

而更进一步地，该第三辐射天线6如图5所示，设于所述第一辐射天线1的中轴位置，并向左右延伸，从而增强该第三辐射天线6与其余各天线的耦合性能。当然，该第三辐射天线6也可以放置在其他耦合性能较好的位置，并不影响本发明基本功能的实现。

综合上文所述，本发明的实施方式所提供的宽频天线除了在减小尺寸和增加工作频带方面具有独特优势外，还可以简化可移动终端的电路设计、降低整体系统的制造成本。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种移动终端的宽频天线，其特征在于，包括：设于电路板(3)上的馈电部(4)和第二辐射天线(2)，以及设于所述第二辐射天线(2)上方的第一辐射天线(1)，所述第一辐射天线(1)与第二辐射天线(2)相互平行；

所述第二辐射天线(2)断开形成不连续的左段(21)和右段(22)，所述第一辐射天线(1)与所述左段(21)、所述右段(22)和所述馈电部(4)分别连接。

2.根据权利要求1所述的移动终端的宽频天线，其特征在于，所述第一辐射天线(1)的左端点与所述第二辐射天线(2)左段(21)的端点相连接，所述第一辐射天线(1)的右端点与所述第二辐射天线(2)右段(22)的端点相连接。

3.根据权利要求1所述的移动终端的宽频天线，其特征在于，所述第二辐射天线(2)的左段(21)和右段(22)相互对称，当所述对称的方式为轴对称时，所述对称轴为所述第二辐射天线(2)的中轴；当所述对称的方式为中心对称时，所述对称中心为所述第二辐射天线(2)在平面上的几何中心点。

4.根据权利要求3所述的移动终端的宽频天线，其特征在于，所述第一辐射天线(1)左右对称，所述第一辐射天线(1)的中间点与所述电路板(3)上的馈电部(4)相连接。

5.根据权利要求3所述的移动终端的宽频天线，其特征在于，所述第二辐射天线(2)的左段(21)中至少有一段为弧形。

6.根据权利要求3所述的移动终端的宽频天线，其特征在于，所述左段(21)的端点与所述右段(22)的端点之间的距离在1mm至10mm范围内。

7.根据权利要求1所述的移动终端的宽频天线，其特征在于，还包括与所述电路板(3)连接的第三辐射天线(6)，所述第三辐射天线(6)用于增加高频带宽。

8.根据权利要求1所述的移动终端的宽频天线，其特征在于，所述第二辐射天线(2)的左段(21)断点与所述第二辐射天线(2)右段(22)断点之间的距离为大于或等于3mm。

9.根据权利要求1所述的移动终端的宽频天线，其特征在于，所述第一辐射天线(1)与所述第二辐射天线(2)的间距在0.5mm至10mm范围内。

10.根据权利要求1所述的移动终端的宽频天线，其特征在于，所述第一辐射天线(1)与所述第二辐射天线(2)之间通过柱状金属相连接。