CN106848542B - 一种天线及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信领域，公开了一种天线及移动终端。该天线包括馈电点、接地点、第一低频分支、第二低频分支、第一高频分支和第二高频分支；第一低频分支和第二低频分支与接地点连接；第一高频分支和第二高频分支与馈电点连接；第一低频分支的末端与第二低频分支的末端相互远离；第二低频分支包围第一高频分支和第二高频分支，第二低频分支与第一高频分支和第二高频分支构成容性馈电模式。本发明实现了单天线单状态下通信全频段的覆盖。

Description

一种天线及移动终端
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种天线及移动终端。
背景技术
随着通信技术的迅猛发展，LTE(Long Term Evolution，长期演进)要求天线覆盖的频段越来越宽，而低频(698-960MHz)及高频(LTE band11&21)这两个频段比较难以实现。现有技术中，通常通过增加射频开关(RF switch)或者调谐器(tuner)分状态来实现上述低频及高频，或者通过多个天线分频段实现。但本发明的发明人发现，RF switch或tuner会引入一定的器件损耗，损失部分天线性能；而通过多个天线分频段实现时，该多个天线不仅会占用更多的面积，增加堆叠的复杂度，还会引入多天线之间的隔离度问题。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种天线及移动终端，使得可以单天线单状态(无需switch或tuner等有源器件)实现通信全频段的覆盖。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种天线，包括馈电点、接地点、低频天线部和高频天线部；低频天线部包括第一低频分支和第二低频分支；高频天线部包括第一高频分支和第二高频分支；第一低频分支和第二低频分支与接地点连接；第一高频分支和第二高频分支与馈电点连接；第一低频分支的末端与第二低频分支的末端相互远离；第二低频分支包围第一高频分支和第二高频分支，且第二低频分支与第一高频分支和第二高频分支构成容性馈电模式；所述第一低频分支和第二低频分支的工作频段覆盖698-960MHz,所述第一高频分支和第二高频分支以及与低频天线部的高次谐振的工作频段覆盖1420-2690MHz。
本发明的实施方式还提供了一种移动终端，包括如上所述的天线。
本发明实施方式相对于现有技术而言，设计了两条低频分支，并使两条低频分支的末端互相远离，从而使得两条低频分支可以相互远离、互不影响，都能形成良好的辐射，在不需要RF switch或tuner的情况下，即两个低频谐振即可覆盖LTE整个低频频段(698-960MHz)。同时，谐振为1490MHz的高频分支可同时覆盖日本LTE频段(即LTE band11&21)和GPS频段，而通过另一支高频分支和两个低频分支的二次谐波，则可覆盖传统的LTE高频全频带。由此可见，本发明实施方式，通过两支低频分支、两支高频分支，即可在单天线单状态下实现全频带覆盖，避免了引入RF switch或tuner所带来的性能损失；同时单天线同时覆盖LTE band11&21及GPS，避免了再单独设计其它的天线，减小了天线数量，从而减少了整体天线的占用面积、避免了多天线之间的隔离度问题。
优选地，第一低频分支的低频高次谐振频率为2200MHz。
优选地，第二低频分支的低频高次谐振频率为2100MHz。
优选地，第一低频分支的长度为第一低频分支波长的1/4；第二低频分支的长度为第二低频分支波长的1/4；第一高频分支的长度为第一高频分支波长的1/4。
优选地，第二低频分支自所述接地点起依次包括：第一辐射部、第二辐射部、第三辐射部、第四辐射部及第五辐射部，且各辐射部依次两两之间形成第一弯折部、第二弯折部、第三弯折部及第四弯折部；第一高频分支自馈电点起依次包括：第六辐射部、第七辐射部及第八辐射部，且各辐射部依次两两之间形成第五弯折部及第六弯折部；第二高频分支自馈电点起依次包括：第九辐射部、第十辐射部及第十一辐射部，且各辐射部依次两两之间形成第七弯折部及第八弯折部；其中，第一弯折部与第五弯折部耦合、第二弯折部与第六弯折部耦合、第三弯折部与第八弯折部耦合、第四弯折部与第七弯折部耦合。
优选地，第九辐射部自馈电点朝远离第六辐射部的方向延伸。
优选地，第八辐射部的末端与第十一辐射部的末端互相耦合。
本发明天线包括馈电点、接地点、第一低频分支、第二低频分支、第一高频分支和第二高频分支；第一低频分支和第二低频分支与接地点连接；第一高频分支和第二高频分支与馈电点连接；第一低频分支的末端与第二低频分支的末端相互远离；第二低频分支包围第一高频分支和第二高频分支，第二低频分支与第一高频分支和第二高频分支构成容性馈电模式；本发明实现了单天线单状态下通信全频段的覆盖。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的天线的结构示意图；
图2是根据本发明第一实施方式的全频带的回波损耗图；
图3是根据本发明第一实施方式的净空全频带效率图；
图4是根据本发明第二实施方式的天线在移动终端上的分布图。
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发明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，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种天线。
如图1所示，该天线包括馈电点1、接地点2、低频天线部及高频天线部(图中未示出)。该低频天线部包括第一低频分支31及第二低频分支32，且第一低频分支31及第二低频分支32均与接地点2连接。该高频天线部包括第一高频分支41及第二高频分支42，且第一高频分支41及第二高频分支42均与馈电点1连接。
具体地说，在本实施例中所述第一低频分支31及第二低频分支32可为寄生天线。其中，第一低频分支31的谐振频率经测试为920MHz，长度为第一低频分支波长的1/4，其低频高次谐振频率经测试为2200MHz。第二低频分支32的谐振频率经测试为740MHz，长度为第二低频分支波长的1/4，其低频高次谐振频率经测试为2100MHz。本实施方式中，第一低频分支31的末端与第二低频分支32的末端(即远离接地点的一端)互相远离，这就使得两者末端的主辐射区互不影响，都能形成良好的辐射。在不需要RF switch或tuner的情况下，第一低频分支31及第二低频分支32的谐振即可覆盖LTE整个低频频段698-960MHz。
第二低频分支32包围第一高频分支41和第二高频分支42，且第二低频分支32与第一高频分支41和第二高频分支42构成容性馈电模式。需要说明的是，本领域技术人员应该理解，第一高频分支41及第二高频分支42的每一个弯折部的位置和结构均会影响各自的高频谐振的工作频率和阻抗匹配；第一高频分支41及第二高频分支42的每一个弯折部与第二低频分支32的容性耦合也会影响该低频谐振以及其高次谐振的工作频率和阻抗匹配。因此，本实施方式中，第一高频分支41和第二高频分支42都经过严格的调试，从而第一高频分支41的谐振频率在2600MHz，第二高频分支42的谐振频率在1490MHz，第二低频分支32的谐振频率在740MHz、低频高次谐振频率在2100MHz。从而，使得所述第一高频分支31和第二高频分支32以及与低频天线部的高次谐振的工作频段能覆盖1420-2690MHz。另外，值得一提的是，本实施方式中，第二高频分支42可为monopole天线(即单极天线)，其长度可为波长的1/4。
本实施方式中，第二低频分支32自接地点起依次包括：第一辐射部321、第二辐射部322、第三辐射部323、第四辐射部324及第五辐射部325，且各辐射部依次两两之间形成第一弯折部A、第二弯折部B、第三弯折部C及第四弯折部D。第一高频分支41自馈电点起依次包括：第六辐射部411、第七辐射部412及第八辐射部413，且各辐射部依次两两之间形成第五弯折部E及第六弯折部F。第二高频分支42自馈电点起依次包括：第九辐射部421、第十辐射部422及第十一辐射部423，且各辐射部依次两两之间形成第七弯折部G及第八弯折部H。其中，第九辐射部421自馈电点朝远离第六辐射部411的方向延伸，从而使得两支高频分支也可以有各自的辐射空间；第八辐射部的末端与第十一辐射部的末端互相耦合，有利于减少需要的电长度，从而降低天线的尺度。
不难发现，第一弯折部A与第五弯折部E耦合、第二弯折部B与第六弯折部F耦合、第三弯折部C与第八弯折部H耦合、第四弯折部D与第七弯折部G耦合。
本发明覆盖的频段为：698-960MH，1420-1510/1560-1610/1710-2170MHz，2300-2400/2500-2690MHz。
如2所示，应用本实施方式中的天线，全频带的回波损耗(return loss)可低于-6dB；高频中，90％以上的频段的回波损耗都在-10dB以下。图2中，从左至右的倒三角符号中依次标有1至10等10个数字，用以指待不同的点，每个点对应的频率及回波损耗如表一所示：
表一：
此外，本实施方式中，10mm的净空全频带效率都在45％以上(如图3所示)。表二中给出了6个频段对应的平均效率及最低效率。
表二：
Band(MHz) Average(dB) Min(dB)
698-960 -1.6 -3.4
1428-1510 -2.1 -3.6
1560-1610 -1.2 -1.3
1710-2170 -0.76 -1.0
2300-2400 -1.8 -1.9
2500-2690 -2.0 -3.1
值得一提的是，本实施方式中，最高的两个谐振是两个低频分支的低频高次谐振。这两个谐振分别在两支低频分支上产生了一个电流零点，这就是高次模(本实施方式为二次模)的特征，高次模的主辐射区在电流点附近和末端。
本实施方式，设计了两条低频分支，并使两条低频分支的末端互相远离，从而使得两条低频分支可以相互远离、互不影响，都能形成良好的辐射，在不需要RF switch或tuner的情况下，即两个低频谐振即可覆盖LTE整个低频频段698-960MHz。同时，谐振频率为1490MHz的高频分支可同时覆盖日本LTE频段即LTE band11&21和GPS频段，而通过另一支高频分支和两个低频分支的二次谐波，则可覆盖传统的LTE高频全频带。由此可见，本发明实施方式，通过两支低频分支、两支高频分支，即可在单天线单状态下实现全频带覆盖，避免了引入RF switch或tuner所带来的性能损失；同时单天线同时覆盖LTE band11&21及GPS，避免了再单独设计其它的天线，减小了天线数量，从而减少了整体天线的占用面积、避免了多天线之间的隔离度问题。
本发明的第二实施方式涉及一种移动终端。该移动终端上可设有如第一实施方式所述的天线5(如图4所示)，该移动终端可以是手机、平板电脑或笔记本电脑。
以手机为例，该天线可以作为LTE主天线，也可以放置在手机另一端同时作为LTEMIMO天线或分集接收天线。另外，值得一提的是，可在放置天线的另一侧设置其它的天线，如WIFI天线、蓝牙天线等，这种天线排布方式，有利于获得较佳的空间距离，从而获取更高的隔离度。且本实施方式中，天线的净空区边缘还可设有电子器件的摆放区，天线与该摆放区的距离可设置在15毫米以上。该电子器件可以是以下任意一种或其任意组合：USB接头、扬声器、听筒、耳机、摄像头、麦克风。这种设计方式有利于节省空间，提高天线所在区域的空间利用率。
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 (5)

1.一种天线，其特征在于，包括馈电点、接地点、低频天线部和高频天线部；所述低频天线部包括第一低频分支和第二低频分支；所述高频天线部包括第一高频分支和第二高频分支；
所述第一低频分支和第二低频分支与所述接地点连接；所述第一高频分支和第二高频分支与所述馈电点连接；所述第一低频分支的末端与所述第二低频分支的末端相互远离；所述第二低频分支包围所述第一高频分支和第二高频分支，且所述第二低频分支与所述第一高频分支和第二高频分支构成容性馈电模式；
所述第一低频分支和第二低频分支的工作频段覆盖698-960MHz,所述第一高频分支和第二高频分支以及与低频天线部的高次谐振的工作频段覆盖1420-2690MHz；
所述第二低频分支自所述接地点起依次包括：第一辐射部、第二辐射部、第三辐射部、第四辐射部及第五辐射部，且各辐射部依次两两之间形成第一弯折部、第二弯折部、第三弯折部及第四弯折部；
所述第一高频分支自所述馈电点起依次包括：第六辐射部、第七辐射部及第八辐射部，且各辐射部依次两两之间形成第五弯折部及第六弯折部；
所述第二高频分支自所述馈电点起依次包括：第九辐射部、第十辐射部及第十一辐射部，且各辐射部依次两两之间形成第七弯折部及第八弯折部；
其中，所述第一弯折部与所述第五弯折部耦合、所述第二弯折部与所述第六弯折部耦合、所述第三弯折部与所述第八弯折部耦合、所述第四弯折部与所述第七弯折部耦合。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一低频分支的长度为第一低频分支波长的1/4；所述第二低频分支的长度为第二低频分支波长的1/4；所述第一高频分支的长度为第一高频分支波长的1/4。
3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第九辐射部自所述馈电点朝远离所述第六辐射部的方向延伸。
4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述第八辐射部的末端与所述第十一辐射部的末端互相耦合。
5.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括如权利要求1至4中任一项所述的天线。
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