CN105917527B - 多频段天线和通信终端 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种多频段天线，包括：馈电点、接地点；工作在高频段的高频辐射体，工作在低频段的低频辐射体；高频辐射体的一端和馈电点电性连接，高频辐射体的另一端和接地点电性连接，高频辐射体两端间的电长度为高频段的半波长；高频辐射体在第一位置和所述低频辐射体连接，从第一位置到馈电点的长度小于从第一位置到接地点的长度。

Description

多频段天线和通信终端

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种多频段天线和通信终端。

背景技术

目前在通信终端中的天线以倒F天线(IFA)、环天线居多。但常规的用细导线制造的IFA、环天线支持的工作频段较少。而运营商要求通信终端应尽可能的支持多个频段，以使得通信终端可以在不同通信频段工作。一种解决方案是，在通信终端中增加天线数量，以支持多个频段，但这会增加通信终端的体积，与通信终端小型化的趋势相背。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种多频段天线和通信终端，能够在不增加天线数量的情况下，使通信终端支持多频段的工作。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种多频段天线，包括：馈电点、接地点；工作在高频段的高频辐射体，工作在低频段的低频辐射体；

所述高频辐射体的一端和所述馈电点电性连接，所述高频辐射体的另一端和所述接地点电性连接，所述高频辐射体两端间的电长度为所述高频段的半波长；所述高频辐射体在第一位置和所述低频辐射体连接，从所述第一位置到所述馈电点的长度小于从所述第一位置到所述接地点的长度。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现的方式中，所述高频辐射体两端间的电长度为所述高频段的半波长包括：所述馈电点和接地点之间的长度为所述高频段的半波长。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能实现的方式中，所述低频段设置为698MHz～960MHz，所述高频段设置为1710MHz～2690MHz。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能实现的方式中，所述高频辐射体包括从所述馈电点到第一节点的第一分支，从所述第一节点延伸到第二节点的第二分支，从所述第二节点延伸到所述接地点的第三分支，其中所述第二分支的长度大于所述第一分支和所述第三分支。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能实现的方式中，所述低频辐射体包括从所述馈电点开始沿着所述第一分支继续延伸到第三节点的第四分支，从所述第三节点延伸到第四节点的第五分支，从所述第四节点延伸到第五节点的第六分支，从所述第五节点延伸到第六节点的第七分支。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能实现的方式中，所述第二、第五、第七分支共面；所述第一、第三、第四、第六分支共面；所述分支间通过回转弯角连接。

结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能实现的方式中，所述回转弯角为直角。

结合第一方面，第一方面的第一种到第六种可能的实现方式中任意一种，在第七种可能实现的方式中，所述天线还包括可调器件。

第二方面，提供一种通信终端，包括第一方面、第一方面的第一种到第七种可能的实现方式中任意一种的天线，还包括印刷电路板，所述印刷电路板包括导电区域和不导电区域，所述导电区域作为所述通信终端的参考地的一部分，所述天线设置在不导电区域。

采用本发明实施例提供的天线和通信终端，低频辐射体和高频辐射体共用一部分走线，高频辐射体两端间的电长度为高频段的半波长，从而在不增加天线数量的的情况下，使通信终端支持多个工作频段。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种天线结构示意图；

图2为图1所示天线对应的通信终端结构示意图；

图3为图1所示天线的驻波比仿真示意图；

图4为本发明实施例二提供的一种天线结构示意图；

图5为本发明实施例三提供的一种天线结构示意图；

图6为本发明实施例四提供的一种天线结构示意图；

图7为本发明实施例五提供的一种天线结构示意图；

图8为本发明实施例六提供的一种天线结构示意图；

图9为本发明实施例七提供的一种天线结构示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，要理解，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

虽然，以下说明和附图以天线适用在移动电话为主。但是，要理解，本发明不限于这种应用，而是可以应用到实现根据本发明实施例提供的天线方案设计的许多其它通信终端，包括移动电话、寻呼机、通信器、电子管理器、智能电话、PDA个人数字助理、车载无线电通信装置、计算机、打印机、、可穿戴设备、传真机等。通信终端可以支持多个无线通信频带中的无线通信，通信终端可以包括一个或多个天线。

可选的，天线由模制的金属薄片或其他金属结构构成，或者可以由诸如基板上的金属轨迹之类的导电轨迹构成。所述基板可以使塑料结构或者其他电介质结构，例如填充了玻璃纤维环氧基质之类的刚性印刷电路板(PCB)基板，由聚酰亚胺或者其他柔性印刷电路。通信终端的外壳可以由导电结构构成，如不锈钢、铝等，或者由电介质材料构成，如玻璃、塑料、陶瓷等。可选的，在导电结构的外壳中包括缝隙或者电介质区域，使得射频信号可以穿过缝隙或者电介质区域，所述缝隙或者电介质区域可以位于显示器和外壳的接壤处。

通信终端可以被设置为支持任何相关的通信频带，例如支持局域网通信、数据通信、语音通信、蓝牙通信、近距离无线通信技术(NFC)等。

通信终端可以包括处理器、存储器之类的控制电路，具体还可以包括硬盘、非易失性存储器、易失性存储器等。控制电路可以是基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、音频编解码器芯片、专用集成电路、电源管理单元等。

通信终端包括一个或多个有集成电路构成的射频收发器、功率放大器、低噪声输入放大器、无源射频组件、电路、以及用于处理射频信号的其他电路。射频收发电路可以包括用于处理2.4GHz蓝牙通信的收发电路，用于处理2.4GHz和5GHzWiFi通信的收发电路，或者适用于处理700MHz到大约2700MHz的语言通信电路等。

在射频收发电路和天线之间，可以包括滤波器电路、匹配电路等。滤波器电路可以是带阻滤波器电路，用于在相应的工作频段内呈现通带特性，在工作频段外的频带被设置为阻带。匹配电路可以有固定的电容电感等组成，也可以由可调的电容电感等组成，用以调谐天线，使天线的辐射效率最大化。

可选的，本发明实施例提供的天线设置在通信终端的顶部或者底部，以利于在人手握持通信终端时，减少对天线辐射性能的干扰。可以理解的，本发明实施例提供的天线也可以设置在通信终端的其他位置。

图1给出了本发明实施例一提供的天线结构示意图。该天线100包括：馈电点101、接地点102；工作在高频段的高频辐射体103，工作在低频段的低频辐射体104；所述高频辐射体103的一端和所述馈电点101电性连接，所述高频辐射体103的另一端和所述接地点102电性连接，所述高频辐射体103两端间(图中所示101到102)的电长度为所述高频段的半波长；所述高频辐射体103在第一位置a和所述低频辐射体104连接，从所述第一位置a到所述馈电点101的长度小于从所述第一位置a到所述接地点102的长度。

为了图示方便，高频辐射体103和低频辐射体104均以线型表示，但是，可以理解的，高频辐射体103或低频辐射体104可以具有长度和宽度；另外，为了图示方便，高频辐射体103和低频辐射体104以平面表示，可以理解的，高频辐射体103和低频辐射体104可以是共面的或者异面的。

采用本发明实施例提供的天线，低频辐射体和高频辐射体共用一部分走线，高频辐射体两端间的电长度为高频段的半波长，从而在不增加天线数量的的情况下，使通信终端支持多频段的工作。

参见图2，图1所示天线100可以设置在PCB105上，所述PCB105上设有导电区域(阴影区域106)和不导电区域107，所述导电区域106可以作为通信终端(图中未示出)的参考地的一部分。天线100包括设置在不导电区域107上的天线辐射体，包括高频辐射体103、低频辐射体104。高频辐射体103或者低频辐射体104由模制的金属薄片或其他金属结构构成，或者可以由诸如基板上的金属轨迹之类的导电轨迹构成。

可以理解的，所述馈电点101和射频收发电路108连接。处理器等基带电路109的信号传输到射频收发电路108后，经过馈电点101传输到天线100上，经过天线100辐射到自由空间中。自由空间中的信号被天线100捕获后，经过馈电点101传输到射频收发电路108。

所述接地点102，与通信终端内的参考地(图中所示阴影区域106)电性连接。可选的，所述参考地位于印刷电路板或者天线支架上的覆铜区域，本发明实施例对覆铜区域的形式不作限定。

可选的，所述高频辐射体103的电长度为所述高频段的半波长包括：当所述天线100设置在介电常数接近1的基板上时，所述馈电点101和接地点103之间的物理长度为所述高频段的半波长；当所述天线100设置在介电常数较大的基板上时，所述馈电点101和接地点102之间的物理长度可以进一步变短，但是满足馈电点101和接地点102之间的电长度为所述高频段的半波长；当所述馈电点101和接地点102之间连接有电容器、电感器等器件时，所述高频辐射体103的长度可以进一步变短，但是仍满足馈电点101和接地点103之间的电长度为所述高频段的半波长。

为了减少天线的走线长度，低频辐射体104和高频辐射体103共用一部分走线，低频辐射体104和高频辐射体103连接的位置靠近所述馈电点101。

可选的，所述低频辐射体的长度为低频段的四分之一波长或者二分之一波长。可选的，所述低频段设置为698MHz～960MHz，所述高频段设置为1710MHz～2690MHz。可以理解的，在所述低频辐射体上，可能产生低频段的倍频段，即，低频的高次模式，比如，低频段的倍频段在1550MHz～1650MHz附近。

图3为实施例一所示天线的驻波比仿真示意图。其中低频段为f1，高频段为f2，低频段的倍频段为f3。或者，低频段为f1，高频段为f3，低频段的倍频段为f2。这里所说的低频段的倍频段是指低频的高次模式。结合图1和图3可知，天线100设置为在多个频段均具有一定的工作带宽，从而使天线100的总带宽增加。相比传统天线形式，即馈电点到接地点间的接地走线较短，接地走线主要用来阻抗匹配，本发明实施例提供的天线，增加了接地走线的长度，设置馈电点101到接地点102间的电长度为高频段的半波长，从而使得接地走线主要用来产生高频段的谐振。

为了进一步的减小天线尺寸，可以调整低频辐射体104的走线方式。图4给出了本发明实施例二提供的天线街头示意图。图示天线包括馈电点101，接地点102，高频辐射分支103和低频辐射分支104，所述高频辐射体103在第一位置a和所述低频辐射体104连接，从所述第一位置a到所述馈电点101的长度小于从所述第一位置a到所述接地点102的长度。所述高频辐射体包括从所述馈电点101到第一位置(下面称：第一节点)a的第一分支，从所述第一节点a延伸到第二节点b的第二分支，从所述第二节点b延伸到所述接地点103的第三分支，其中所述第二分支的长度大于所述第一分支和所述第三分支。所述低频辐射体104包括从所述馈电点101开始沿着所述第一分支继续延伸到第三节点c的第四分支，从所述第三节点c延伸到第四节点d的第五分支，从所述第四节点d延伸到第五节点e的第六分支，从所述第五节点e延伸到第六节点f的第七分支。可选的，第二、第五、第七分支共面；第一、第三、第四、第六分支共面；可选的，各分支间通过回转弯角连接，可选的，所述回转弯角为直角。如，高频辐射体103从馈电点101延伸到a节点后弯折90°延伸到b节点，从b节点弯折90°到接地点102，形成“]”型走线。其中，高频辐射体最长的一段走线是ab节点间的走线。如果需要的话，低频辐射体104还可以在通过f节点后，进一步弯折，形成蛇形走线。

为了进一步的增加天线支持的工作频段，可以改变天线的走线方式。图5给出了本发明实施例三提供的天线结构示意图。该天线除了包括：馈电点101、接地点102；工作在高频段的高频辐射体103，所述高频辐射体103的一端和所述馈电点101电性连接，所述高频辐射体103的另一端和所述接地点102电性连接，所述高频辐射体103两端间(图中所示101到102)的电长度为所述高频段的半波长；工作在低频段的低频辐射体104；所述高频辐射体103在第一位置a和所述低频辐射体104连接，从所述第一位置a到所述馈电点101的长度小于从所述第一位置a到所述接地点102的长度。所述天线还包括：环型辐射体111，环形辐射体111的一端接地110，另一端接馈电点101，环型辐射体111的一部分与高频辐射体103的一部分(馈电点101到第一位置a的部分)走线重合，环形辐射体111的长度可以是某个谐振频率的半波长，用以再激励一个高频模式；或者环形辐射体111的长度小于某个频率的四分之一波长，用以作为一个匹配电感。根据需要，可以设置多个类似的环形辐射体。

为了进一步的减小天线尺寸，也可以调整高频辐射体103的走线方式。图6给出了本发明实施例四提供的天线结构示意图。所述天线的低频辐射体104与图4、图5所示的实施例相似，在此不再赘述。可以理解的，低频辐射体104也可以是其他形式。在本发明实施例中，高频辐射体103包括从馈电点到a节点的第一分支、从a节点到b节点的第二分支、从b节点到c节点的第三分支，从c节点到d节点的第四分支和从d节点到接地点102的第五分支，从馈电点到接地点总的长度为所述高频辐射体103工作的高频段的半波长，各分之间通过回转弯角连接，可选的，所述回转弯角为直角。通过弯折，高频辐射体103压缩在更小的面积内，从而进一步的减小天线的尺寸，根据需要，可以设置不同的弯折次数、形状和每一段走线的长度，以使得天线的尺寸进一步的减小。

为了进一步的减小天线尺寸，还可以在天线中增加可调器件。其中，可调器件可以是可调电容或可调电感等。如图7所示给出了本发明实施例五提供的天线结构示意图。图7所示的天线走线与图4相似，在此不再赘述。区别点是，天线包括可调电容112，可调电容112的一端与高频辐射体103连接，可调电容112的另一端接地；可以理解的，可调电容112也可以一端与低频辐射体104连接，另一端接地。另外，根据需要，可调器件还可以设置在高频辐射体103上(如图8、图9所示)，或者低频辐射体104上，具体的、对于可调器件在天线上的位置、可调电容的大小等都可以根据需要设定。此外，天线还可以串联匹配器件，或者天线还可以通过匹配器件接地；所说的匹配器件包括开关、固定值的电容、电感、滤波器件等，对此本发明实施例不做限制。

可以理解的，上述实施例的方式可以自由结合。比如既改变高频辐射体或低频辐射体的走线方式，又增加可调器件。

采用本发明实施例提供的天线，低频辐射体和高频辐射体共用一部分走线，高频辐射体两端间的电长度为高频段的半波长，从而在不增加天线数量的的情况下，增加了通信终端支持的工作频段。

结合图2，图2示出了一种通信终端的结构示意图，该通信终端可以包括上述各实施例提到的天线100，另外，还包括印刷电路板105，所述印刷电路板105包括导电区域106和不导电区域107，所述导电区域106作为所述通信终端的参考地的一部分。所述天线100设置在不导电区域107。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语，仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区别开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

需要说明的是，本发明一些实施例中提到的“单元”、“电路”是可以实现相应功能的硬件和/或软件的组合，即硬件、软件、或者软件和硬件的组合的实现方式都是可以被构想的。

需要说明的是，上述电性连接方式，既包括不同单元、器件、电路间处于直接的物理接触或者电气接触的方式，也包括不同单元、器件、电路间虽然没有直接的物理接触或者电气接触，但依然能有电信号的传输。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种通信终端，其特征在于，包括多频段天线，印刷电路板，基带电路，射频收发电路，其中所述印刷电路板包括导电区域和不导电区域，所述导电区域作为所述通信终端的参考地的一部分,所述多频段天线设置在不导电区域，其中所述基带电路连接到所述射频收发电路，所述射频收发电路连接到所述多频段天线的馈电点；

所述多频段天线包括：所述馈电点、接地点；工作在高频段的高频辐射体，工作在低频段的低频辐射体，其中所述高频段为1710MHz～2690MHz，所述低频段为698MHz～960MHz；

所述高频辐射体的一端和所述馈电点电性连接，所述高频辐射体的另一端和所述接地点电性连接，所述高频辐射体两端间的电长度为所述高频段的半波长；所述高频辐射体在第一位置和所述低频辐射体连接，从所述第一位置到所述馈电点的长度小于从所述第一位置到所述接地点的长度；

所述多频段天线还包括：环形辐射体，所述环形辐射体的一端连接到所述参考地，所述环形辐射体的另一端连接到所述馈电点，所述环形辐射体从所述馈电点到所述第一位置的部分与所述高频辐射体的部分走线重合，所述环形辐射体的长度是第一谐振频率的半波长，所述第一谐振频率高于所述低频段。

2.根据权利要求1所述的通信终端，其特征在于，所述高频辐射体包括从所述馈电点到第一节点的第一分支，从所述第一节点延伸到第二节点的第二分支，从所述第二节点延伸到所述接地点的第三分支，其中所述第二分支的长度大于所述第一分支和所述第三分支。

3.根据权利要求2所述的通信终端，其特征在于，所述低频辐射体包括从所述馈电点开始沿着所述第一分支继续延伸到第三节点的第四分支，从所述第三节点延伸到第四节点的第五分支，从所述第四节点延伸到第五节点的第六分支，从所述第五节点延伸到第六节点的第七分支。

4.根据权利要求3所述的通信终端，其特征在于，所述第二、第五、第七分支共面；所述第一、第三、第四、第六分支共面；所述分支间通过回转弯角连接。

5.根据权利要求4所述的通信终端，所述回转弯角为直角。