CN105720368A - 一种射频开关式紧凑型多频段手机天线 - Google Patents

一种射频开关式紧凑型多频段手机天线 Download PDF

Info

Publication number
CN105720368A
CN105720368A CN201610039933.0A CN201610039933A CN105720368A CN 105720368 A CN105720368 A CN 105720368A CN 201610039933 A CN201610039933 A CN 201610039933A CN 105720368 A CN105720368 A CN 105720368A
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
mobile phone
antenna
radio
point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610039933.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105720368B (zh
Inventor
郭希涛
高守武
宗卫华
王乙潜
冯红磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao University
Original Assignee
Qingdao University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao University filed Critical Qingdao University
Priority to CN201610039933.0A priority Critical patent/CN105720368B/zh
Publication of CN105720368A publication Critical patent/CN105720368A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105720368B publication Critical patent/CN105720368B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/526—Electromagnetic shields
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/10—Resonant antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/20—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements characterised by the operating wavebands
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/314—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
    • H01Q5/328—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors between a radiating element and ground
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/314—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
    • H01Q5/335—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors at the feed, e.g. for impedance matching

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Telephone Set Structure (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Abstract

本发明属于手机天线技术领域，涉及一种应用射频开关的通用紧凑型多频段手机天线，包括接地板、馈电点、辐射贴片、馈电处匹配、末端接地点、末端接地点射频开关、末端接地点匹配、中间接地点和中间接地点射频开关等；馈电点处并联一个电感；辐射贴片置于手机壳侧壁上的一个矩形长条结构的空腔中，辐射贴片距离接地板为3mm的空间为天线净空区；末端接地点与中间接地点处分别接有一个单刀四掷结构的射频开关，射频开关的每一支路上接有一个电感结构并为不同值的电感量，各电感结构分别与接地板相连；其总体结构设计合理，节省手机空间，频带宽，效率高，通用性强，抗干扰能力好，应用环境友好。

Description

一种射频开关式紧凑型多频段手机天线
技术领域：
本发明属于手机天线技术领域，涉及一种应用射频开关的通用紧凑型多频段手机天线，用于手机中能够节省空间和提高接收强度。
背景技术：
目前，手机天线主要采用内置共形天线，手机生产者先确定手机的结构布局，根据经验给出天线的分布区域和环境，天线生产者在此基础上调试天线的尺寸、形状和匹配。现有的手机内的部件越来越多，这样留给手机天线走线区域和净空就越来越小，另外手机的支持频段越来越多，手机的研发周期越来越短，所以手机天线的调试越来越难。新型手机天线技术的研发正在受到重视。但是，应用两个单刀四掷射频开关切换天线的匹配，可以在3mm净空和4mm的天线高度设计出相应频段，再对天线的环境做预处理，使其远离影响天线性能的器件，这样可以将天线提前做成模组，对于同样尺寸的手机都用同一款天线，实现上述作用功能的手机天线尚未发现公开报道。所以，研发一种能减小手机天线调试的工作量，缩短手机研发周期，提高性能可靠性，成本低的新型手机天线很有必要。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计制备一种射频开关式紧凑型多频段手机天线，用于手机中减少占用空间，提高通信速度和通信质量，降低成本。
为了实现上述目的，本发明涉及的手机天线的主体结构包括接地板、馈电点、辐射贴片、馈电处匹配、末端接地点、末端接地点射频开关、末端接地点匹配、中间接地点、中间接地点射频开关、中间接地点匹配、话筒屏蔽壁、喇叭屏蔽壁和电池屏蔽壁；馈电点处并联一个电感量为4.7nH的电感；辐射贴片置于手机壳侧壁上的一个矩形长条结构的空腔中，辐射贴片距离接地板为3mm的空间为天线净空区；末端接地点与中间接地点处分别接有一个单刀四掷结构的射频开关，射频开关的每一支路上接有一个电感结构并采用不同值的电感量，各电感结构分别与接地板相连；通过手机上原有的控制芯片控制单刀四掷结构的射频开关的通路接通不同的电感结构，实现天线多频段匹配；手机上原有的射频电路连接馈电点，馈电点再连接辐射贴片，构成了单极天线的基本结构；馈电处匹配通过辐射贴片接一个电感结构后再接到话筒屏蔽壁，用来调节天线工作在某一频段的带宽和谐振深度；末端接地点匹配用于调节低频段的谐振频率，中间接地点匹配用于调节高频段的谐振频率；末端接地点射频开关和中间接地点射频开关的结构为单刀四掷射频开关，其各自的一端分别与辐射贴片接通，另一端接四个电感结构，各电感值是无穷大或开路，或是0nH的电感即短路，四个电感结构再连接到电池屏蔽壁上，通过手机上原有的控制芯片根据手机某一时刻的工作频段控制两个单刀四掷射频开关，并各自接通到相应的电感结构上；话筒屏蔽壁的结构为一块金属箔片，在原有手机话筒上方通过电池屏蔽壁处接地，既能减小手机里的干扰信号影响话筒性能，又能减小话筒对天线性能影响；喇叭屏蔽壁的结构为一块金属箔片，在原有手机喇叭上方通过电池屏蔽壁处接地的，用于阻隔喇叭发出的电磁干扰通过天线进入射频电路，并减小和喇叭对天线性能的影响；电池屏蔽壁的结构为一块金属箔片，隔离式置于原有手机电池和辐射贴片之间并接地，用于减小原有手机电池对天线性能影响。
本发明与现有的手机天线相比，一是手机天线的净空小，高度低，有利于节省手机空间；二是频带宽，效率高，通用性强，可根据手机常用尺寸做成一系列天线模组，不同手机选用不同天线模组，然后直接装配好，只需对三处匹配原件的值做微调就能满足要求；三是抗干扰能力强，天线配备有话筒屏蔽壁、喇叭屏蔽壁、电池屏蔽壁可有效减小话筒、喇叭、电池对天线性能影响；四是应用环境友好。
附图说明：
图1.为本发明的多频段手机天线主体结构原理示意图。
图2为本发明的多频段手机天线结构整体原理示意图。
图3为本发明的多频段手机天线主视图及各部分尺寸示意图。
图4为本发明的多频段手机天线698-821MHz仿真示意图。
图5为本发明的多频段手机天线824-894MHz仿真示意图。
图6为本发明的多频段手机天线894-960MHz仿真示意图。
图7为本发明的多频段手机天线1710-1880MHz仿真示意图。
图8为本发明的多频段手机天线1880-2170MHz仿真示意图。
图9为本发明的多频段手机天线2170-2690MHz仿真示意图。
具体实施方式：
下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明。
实施例1：
本实施例涉及的手机天线的主体结构包括接地板1、馈电点2、辐射贴片3、馈电处匹配4、末端接地点5、末端接地点射频开关6、末端接地点匹配7、中间接地点8、中间接地点射频开关9、中间接地点匹配10、话筒屏蔽壁11、喇叭屏蔽壁12和电池屏蔽壁13；馈电点2处并联一个电感量为4.7nH的电感；辐射贴片3置于手机壳侧壁上的一个矩形长条(4mm*75mm)结构的空腔中，辐射贴片3距离接地板1为3mm的空间为天线净空区；末端接地点5与中间接地点8处分别接有一个单刀四掷结构的射频开关6和9，射频开关6和9的每一支路上接有一个电感结构并采用不同值的电感量，各电感结构分别与接地板1相连；通过手机上原有的控制芯片控制单刀四掷结构的射频开关的通路接通不同的电感结构，实现天线多频段匹配；手机上原有的射频电路连接馈电点2，馈电点2再连接辐射贴片3，构成了单极天线的基本结构；馈电处匹配4通过辐射贴片2接一个电感结构后再接到话筒屏蔽壁11，用来调节天线工作在某一频段的带宽和谐振深度；末端接地点匹配7用于调节低频段(698-960MHz)的谐振频率，中间接地点匹配10用于调节高频段(1710-2690MHz)的谐振频率；末端接地点射频开关6和中间接地点射频开关9的结构为单刀四掷射频开关，其各自的一端分别与辐射贴片3接通，另一端接四个电感结构，各电感值是无穷大或开路，或是0nH的电感即短路，四个电感结构再连接到电池屏蔽壁13上，通过手机上原有的控制芯片根据手机某一时刻的工作频段控制两个单刀四掷射频开关6和9，并各自接通到相应的电感结构上；话筒屏蔽壁11的结构为一块金属箔片，在原有手机话筒上方通过电池屏蔽壁13处接地，既能减小手机里的干扰信号影响话筒性能，又能减小话筒对天线性能影响；喇叭屏蔽壁12的结构为一块金属箔片，在原有手机喇叭上方通过电池屏蔽壁13处接地的，用于阻隔喇叭发出的电磁干扰通过天线进入射频电路，并减小和喇叭对天线性能的影响；电池屏蔽壁13的结构为一块金属箔片，隔离式置于原有手机电池和辐射贴片3之间并接地，用于减小原有手机电池对天线性能影响。
本实施例的射频频率为698-821MHz时，中间接地点8匹配为开路，末端接地点5匹配为开路；射频频率为824-894MHz时，中间接地点8匹配为开路，末端接地点5匹配电感为120nH；射频频率为894-960MHz时，中间接地8点匹配为开路，末端接地点5匹配电感为75nH；射频频率为1710-1880MHz时，中间接地点8匹配电感为8.2nH，末端接地点5匹配电感为10nH；射频频率为1880-2170MHz时，中间接地点8匹配电感为4.3nH，末端接地点5匹配电感为10nH；射频频率为2170-2690MHz时，中间接地点8匹配电感为1.5nH，末端接地点5匹配电感为10nH。
本实施例将构制成的多频段手机天线主体预制成通用手机主天线模块，主天线模块固定放置于手机下方的内空间中，使用时对应于人体的下巴处，辐射贴片3置于手机下方侧面内的一个矩形长条空腔中，在辐射贴片3的一个顶点处构成馈电点2，并在馈电点2处留有匹配电感量；手机天线各部件的尺寸和各处匹配电感量值能够根据实际需要调整。
本实施例的射频频率为894-960MHz时，采用通用的ansoft软件仿真，S11在频带内小于-3.5，仿真导体设为理想导体，介质设为相对介电常数为3的理想介质，射频开关和电感都是常规的元器件，天线的效率为45-55％，实际应用中不可避免的有损耗；各频段的匹配值如表1所示，所使用的ansoft软件仿真结果分别如图4～9所示。
表1：
频段 馈电处匹配 中间接地点匹配 末端接地点匹配
698MHz-821MHz 并联4.7nH 开路 开路
824MHz-894MHz 并联4.7nH 开路 120nH
894MHz-960MHz 并联4.7nH 开路 75nH
1710MHz-1880MHz 并联4.7nH 8.2nH 10nH
1880MHz-2170MHz 并联4.7nH 4.3nH 10nH
2170MHz-2690MHz 并联4.7nH 1.5nH 10nH

Claims (6)

1.一种射频开关式紧凑型多频段手机天线，其特征在于主体结构包括接地板、馈电点、辐射贴片、馈电处匹配、末端接地点、末端接地点射频开关、末端接地点匹配、中间接地点、中间接地点射频开关、中间接地点匹配、话筒屏蔽壁、喇叭屏蔽壁和电池屏蔽壁；馈电点处并联一个电感量为4.7nH的电感；辐射贴片置于手机壳侧壁上的一个矩形长条结构的空腔中，辐射贴片距离接地板为3mm的空间为天线净空区；末端接地点与中间接地点处分别接有一个单刀四掷结构的射频开关，射频开关的每一支路上接有一个电感结构并采用不同值的电感量，各电感结构分别与接地板相连；通过手机上原有的控制芯片控制单刀四掷结构的射频开关的通路接通不同的电感结构，实现天线多频段匹配；手机上原有的射频电路连接馈电点，馈电点再连接辐射贴片，构成了单极天线的基本结构；馈电处匹配通过辐射贴片接一个电感结构后再接到话筒屏蔽壁，用来调节天线工作在某一频段的带宽和谐振深度；末端接地点匹配用于调节低频段的谐振频率，中间接地点匹配用于调节高频段的谐振频率；末端接地点射频开关和中间接地点射频开关的结构为单刀四掷射频开关，其各自的一端分别与辐射贴片接通，另一端接四个电感结构，各电感值是无穷大或开路，或是0nH的电感即短路，四个电感结构再连接到电池屏蔽壁上，通过手机上原有的控制芯片根据手机某一时刻的工作频段控制两个单刀四掷射频开关，并各自接通到相应的电感结构上。
2.根据权利要求1所述的射频开关式紧凑型多频段手机天线，其特征在于话筒屏蔽壁的结构为一块金属箔片，在原有手机话筒上方通过电池屏蔽壁处接地，既能减小手机里的干扰信号影响话筒性能，又能减小话筒对天线性能影响。
3.根据权利要求1所述的射频开关式紧凑型多频段手机天线，其特征在于喇叭屏蔽壁的结构为一块金属箔片，在原有手机喇叭上方通过电池屏蔽壁处接地的，用于阻隔喇叭发出的电磁干扰通过天线进入射频电路，并减小和喇叭对天线性能的影响。
4.根据权利要求1所述的射频开关式紧凑型多频段手机天线，其特征在于电池屏蔽壁的结构为一块金属箔片，隔离式置于原有手机电池和辐射贴片之间并接地，用于减小原有手机电池对天线性能影响。
5.根据权利要求1所述的射频开关式紧凑型多频段手机天线，其特征在于射频频率为698-821MHz时，中间接地点匹配为开路，末端接地点匹配为开路；射频频率为824-894MHz时，中间接地点匹配为开路，末端接地点匹配电感为120nH；射频频率为894-960MHz时，中间接地点匹配为开路，末端接地点匹配电感为75nH；射频频率为1710-1880MHz时，中间接地点匹配电感为8.2nH，末端接地点匹配电感为10nH；射频频率为1880-2170MHz时，中间接地点匹配电感为4.3nH，末端接地点匹配电感为10nH；射频频率为2170-2690MHz时，中间接地点匹配电感为1.5nH，末端接地点匹配电感为10nH。
6.根据权利要求1所述的射频开关式紧凑型多频段手机天线，其特征在于将构制成的多频段手机天线主体预制成通用手机主天线模块，主天线模块固定放置于手机下方的内空间中，使用时对应于人体的下巴处，辐射贴片置于手机下方侧面内的一个矩形长条空腔中，在辐射贴片的一个顶点处构成馈电点，并在馈电点处留有匹配电感量；手机天线各部件的尺寸和各处匹配电感量值能够根据实际需要调整。
CN201610039933.0A 2016-01-21 2016-01-21 一种射频开关式紧凑型多频段手机天线 Active CN105720368B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610039933.0A CN105720368B (zh) 2016-01-21 2016-01-21 一种射频开关式紧凑型多频段手机天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610039933.0A CN105720368B (zh) 2016-01-21 2016-01-21 一种射频开关式紧凑型多频段手机天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105720368A true CN105720368A (zh) 2016-06-29
CN105720368B CN105720368B (zh) 2018-10-19

Family

ID=56153686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610039933.0A Active CN105720368B (zh) 2016-01-21 2016-01-21 一种射频开关式紧凑型多频段手机天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105720368B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1623250A (zh) * 2002-01-28 2005-06-01 诺基亚有限公司 无线通信终端的可调谐天线
CN1992434A (zh) * 2005-12-27 2007-07-04 株式会社友华 多波段天线
CN101222531A (zh) * 2008-01-30 2008-07-16 嘉兴闻泰通讯科技有限公司 手机内部射频屏蔽装置
GB2463536A (en) * 2008-09-22 2010-03-24 Antenova Ltd Tuneable antennas suitable for portable digital television receivers
US20110050532A1 (en) * 2009-08-28 2011-03-03 Chi Mei Communication Systems, Inc. Antenna and portable wireless communication device using the same
CN102394372A (zh) * 2010-07-06 2012-03-28 苹果公司 电子设备和可调谐天线系统
CN104103904A (zh) * 2013-04-15 2014-10-15 广达电脑股份有限公司 可调式多频天线
CN104143694A (zh) * 2013-05-06 2014-11-12 深圳富泰宏精密工业有限公司 天线结构及应用该天线结构的无线通信装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1623250A (zh) * 2002-01-28 2005-06-01 诺基亚有限公司 无线通信终端的可调谐天线
CN1992434A (zh) * 2005-12-27 2007-07-04 株式会社友华 多波段天线
CN101222531A (zh) * 2008-01-30 2008-07-16 嘉兴闻泰通讯科技有限公司 手机内部射频屏蔽装置
GB2463536A (en) * 2008-09-22 2010-03-24 Antenova Ltd Tuneable antennas suitable for portable digital television receivers
US20110050532A1 (en) * 2009-08-28 2011-03-03 Chi Mei Communication Systems, Inc. Antenna and portable wireless communication device using the same
CN102394372A (zh) * 2010-07-06 2012-03-28 苹果公司 电子设备和可调谐天线系统
CN104103904A (zh) * 2013-04-15 2014-10-15 广达电脑股份有限公司 可调式多频天线
CN104143694A (zh) * 2013-05-06 2014-11-12 深圳富泰宏精密工业有限公司 天线结构及应用该天线结构的无线通信装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105720368B (zh) 2018-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110741506B (zh) 一种移动终端的天线及移动终端
WO2022142824A1 (zh) 天线系统及电子设备
CN103117452B (zh) 一种新型lte终端天线
CN109346833B (zh) 具有wifi mimo天线的终端设备
JP7103556B2 (ja) アンテナシステム及び端末デバイス
US9601826B2 (en) MIMO antenna, terminal and method for improving isolation
CN110085994B (zh) 一种可调天线及终端
WO2012088837A1 (zh) 一种移动终端的阵列天线及其实现方法
TW201526391A (zh) 天線結構及具有該天線結構的無線通訊裝置
CN104505589A (zh) 具有全金属外壳便携式设备的lte载波聚合天线
US11355853B2 (en) Antenna structure and wireless communication device using the same
CN203398262U (zh) 一种超宽带的新型lte金属框天线
CN201937004U (zh) 一种双g型多频天线
CN205609756U (zh) 一种金属背盖手机的新型天线结构
WO2014086163A1 (zh) 一种带有寄生天线的宽频手机天线及手机
US10109926B2 (en) Antenna radiator, antenna and mobile terminal
CN107834206B (zh) 一种天线及移动终端
CN103346393A (zh) 一种应用于移动终端的含有凸出地板的多频平面印制天线
CN203839510U (zh) 一种手机及其天线
US11374305B2 (en) Antenna structure and wireless communication device using the same
US20170047642A1 (en) Antenna apparatus and terminal
CN203367465U (zh) 一种超宽带的新型lte金属框天线
CN104143694B (zh) 天线结构及应用该天线结构的无线通信装置
CN102751570B (zh) 一种手机的3g天线及3g手机
CN105720368A (zh) 一种射频开关式紧凑型多频段手机天线

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
GR01 Patent grant