CN107706532A - 一种单极天线和移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种单极天线和移动终端,涉及通信技术领域。该单极天线包括:一天线本体,所述天线本体包括一非封闭回环结构的天线辐射单元和一非封闭回环结构的耦合寄生单元,所述天线辐射单元和所述耦合寄生单元分别布置在印制电路板同一端空置区域内的两侧,且所述天线辐射单元和所述耦合寄生单元之间具有一第一间隙;一连接所述天线辐射单元与印制电路板第一端的馈电点;一连接所述耦合寄生单元与印制电路板第二端的馈地点。本发明的方案,解决了现有的天线受天线调谐开关特性影响,利用场景具有局限性、占据天线净空区域、增加制造成本等问题。

Description

一种单极天线和移动终端
技术领域
本发明涉及通信技术领域,特别涉及一种单极天线和移动终端。
背景技术
随着数据通信与多媒体业务需求的发展,适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第四代移动通信已经兴起,这种第四代移动通信技术丰富了人们的生活体验。但是另一方面,4G通信技术相比3G通信技术需要更宽的带宽。
目前天线设计低频天线带宽的拓展如图1所示,主要依靠天线调谐开关100对天线带宽切换来实现。例如:国内运营商中国移动和中国联通低频工作频段为GSM900,带宽880-960MHz;中国电信低频工作频段为GSM850,带宽为824-894MHz。移动终端要实现全网通,则要求低频天线带宽为824-960MHz,而实际天线设计时,天线自身谐振低频带宽只覆盖824-894MHz,当GSM900(880-960MHz)需要工作时,利用天线调谐开关改变天线点长度或天线匹配值大小,使低频谐振切换到GSM900。
但是,天线调谐开关因其自身特性,对天线空间(如天线净空等)和天线形式有着相应要求,不仅利用场景具有局限性,而且天线调谐开关需要占据PCB布局空间,占据天线净空区域,还增加了制造成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种单极天线和移动终端,通过天线结构的布局设计满足通信对于天线低频带宽的需求,无需使用天线调谐开关,受场景局限性小,不占据天线净空区域,降低了制造成本。
为达到上述目的,本发明的实施例提供一种单极天线,包括:
一天线本体,所述天线本体包括一非封闭回环结构的天线辐射单元和一非封闭回环结构的耦合寄生单元,所述天线辐射单元和所述耦合寄生单元分别布置在印制电路板同一端空置区域内的两侧,且所述天线辐射单元和所述耦合寄生单元之间具有一第一间隙;
一连接所述天线辐射单元与印制电路板第一端的馈电点;
一连接所述耦合寄生单元与印制电路板第二端的馈地点。
较佳的,所述天线辐射单元的非封闭回环结构中至少包括第二间隙和第三间隙,通过间隙与所述天线辐射单元的倍频产生高频W型天线谐振。
较佳的,所述第二间隙和第三间隙均为所述非封闭回环结构中平行于所述印制电路板宽度方向的相邻部分之间的间隙。
较佳的,所述耦合寄生单元的非封闭回环结构与所述天线辐射单元的非封闭回环结构呈镜像。
较佳的,所述天线辐射单元的长度取值为低频带宽中心频点的1/4波长,所述天线辐射单元通过非封闭回环结构产生一个低频V型天线谐振和倍频出一个高频谐振。
较佳的,所述耦合寄生单元的长度取值为低频带宽中心频点的1/4波长,所述耦合寄生单元和所述天线辐射单元通过第一间隙耦合产生一个低频W型天线谐振。
较佳的,所述印制电路板连接所述馈电点的第一端和所述印制电路板连接所述馈地点连接的第二端位于所述印制电路板宽度方向的两侧。
较佳的,所述馈电点与所述印制电路板的接收发射电路连接;所述馈地点与所述印制电路板的主地连接。
为达到上述目的,本发明的实施例还提供了一种移动终端,包括:
设置于内置空间内的印制电路板;
设置于内置空间内,所述印制电路板同一端空置区域内的单极天线;其中,
所述单极天线包括:
一天线本体,所述天线本体包括一非封闭回环结构的天线辐射单元和一非封闭回环结构的耦合寄生单元,所述天线辐射单元和所述耦合寄生单元分别布置在所述空置区域内的两侧,且所述天线辐射单元和所述耦合寄生单元之间具有一第一间隙;
一连接所述天线辐射单元与印制电路板第一端的馈电点;
一连接所述耦合寄生单元与印制电路板第二端的馈地点。
较佳的,所述天线辐射单元的非封闭回环结构中至少包括第二间隙和第三间隙,通过间隙与所述天线辐射单元的倍频产生高频W型天线谐振。
较佳的,所述第二间隙和第三间隙均为所述非封闭回环结构中平行于所述印制电路板宽度方向的相邻部分之间的间隙。
较佳的,所述耦合寄生单元的非封闭回环结构与所述天线辐射单元的非封闭回环结构呈镜像。
较佳的,所述天线辐射单元的长度取值为低频带宽中心频点的1/4波长,所述天线辐射单元通过非封闭回环结构产生一个低频V型天线谐振和倍频出一个高频谐振。
较佳的,所述耦合寄生单元的长度取值为低频带宽中心频点的1/4波长,所述耦合寄生单元和所述天线辐射单元通过第一间隙耦合产生一个低频W型天线谐振。
较佳的,所述印制电路板连接所述馈电点的第一端和所述印制电路板连接所述馈地点连接的第二端位于所述印制电路板宽度方向的两侧。
较佳的,所述馈电点与所述印制电路板的接收发射电路连接;所述馈地点与所述印制电路板的主地连接。
本发明的上述技术方案的有益效果如下:
本发明实施例的单极天线,通过设置均为非封闭回环结构天线辐射单元和耦合寄生单元,采用耦合寄生单元与天线辐射单元相互耦合产生W型谐振拓展低频带宽,满足了通信对于天线低频带宽的需求,结构形式简单,易于调试。且由于不需使用天线调谐开关,受场景局限性小,不占据天线净空区域,降低了制造成本。
附图说明
图1为现有的调谐开关天线示意图;
图2为本发明实施例的单极天线示意图;
图3为本发明实施例的单极天线在移动终端内的应用示意图。
附图标记说明
100-天线调谐开关;1-天线辐射单元;101-第一部分;102-第二部分;103-第三部分;2-耦合寄生单元;3-第一间隙;4-馈电点;5-馈地点;6-第二间隙;7-第三间隙;8-印制电路板;9-空置区域。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的天线受天线调谐开关特性影响,利用场景具有局限性、占据天线净空区域、增加制造成本等问题,提供了一种单极天线,通过天线结构的布局设计满足通信对于天线低频带宽的需求,无需使用天线调谐开关,受场景局限性小,不占据天线净空区域,降低了制造成本。
如图2、图3所示,本发明实施例的一种单极天线,包括:一天线本体,所述天线本体包括一非封闭回环结构的天线辐射单元1和一非封闭回环结构的耦合寄生单元2,所述天线辐射单元1和所述耦合寄生单元2分别布置在印制电路板8同一端空置区域9内的两侧,且所述天线辐射单元1和所述耦合寄生单元2之间具有一第一间隙3;一连接所述天线辐射单元1与印制电路板8第一端的馈电点4;一连接所述耦合寄生单元2与印制电路板8第二端的馈地点5。
天线本体设置在印制电路板(PCB板)8一端的空置区域9内,包括天线辐射单元1和耦合寄生单元2。其中,天线辐射单元1和耦合寄生单元2均为非封闭回环结构,且分别布置在该空置区域9内的两侧,之间具有第一间隙3。天线辐射单元1通过馈电点4与印制电路板8的第一端连接,耦合寄生单元2通过馈地点5与印制电路板8的第二端连接。这样,在调试过程中,就能够通过调整天线辐射单元1和耦合寄生单元2的长度,以及第一间隙3的长度和宽度,使耦合寄生单元2和天线辐射单元1相互耦合产生W型谐振拓展低频带宽,满足通信对于天线低频带宽的需求,结构形式简单,易于调试。且由于不需使用天线调谐开关,受场景局限性小,不占据天线净空区域,降低了制造成本。
优选的,本发明实施例的单极天线中,所述天线辐射单元1的长度取值为低频带宽中心频点的1/4波长,所述天线辐射单元1通过非封闭回环结构产生一个低频V型天线谐振和倍频出一个高频谐振。
根据通信对于天线低频带宽的需求,将天线辐射单元1的长度设置为低频带宽中心频点的1/4波长,实现天线辐射单元1通过其自身的非封闭回环结构产生一个低频V型天线谐振和倍频出一个高频谐振。
同样的,所述耦合寄生单元2的长度取值为低频带宽中心频点的1/4波长,所述耦合寄生单元2和所述天线辐射单元通过第一间隙3耦合产生一个低频W型天线谐振。
该耦合寄生单元2的长度也设置为低频带宽中心频点的1/4波长,最终,实现该天线辐射单元1与该耦合寄生单元2通过两者间第一间隙3耦合产生低频W型天线谐振。
应该了解的是,在具体调试中,考虑到天线回波损耗,还可进一步调整天线辐射单元1与耦合寄生单元2的长度,第一间隙的宽度和长度,对低频W型天线谐振进行优化。但是,天线辐射单元1与耦合寄生单元2的长度皆是接近低频带宽中心频点的1/4波长。
此外,具体的,如图2所示,所述天线辐射单元1的非封闭回环结构中至少包括第二间隙6和第三间隙7,通过间隙与所述天线辐射单元1的倍频产生高频W型天线谐振。
该天线辐射单元1调试天线走线时,形成的非封闭回环结构如图2所示,至少包括第二间隙6和第三间隙7,从而位于天线辐射单元1中的两间隙就能够与天线辐射单元1的倍频产生高频W型天线谐振。
进一步具体的,所述第二间隙6和第三间隙7均为所述非封闭回环结构中平行于所述印制电路板8宽度方向的相邻部分之间的间隙。
该天线辐射单元1在调试天线走线时,是按照平行于印制电路板8宽度方向(第一方向)和垂直于印制电路板8宽度方向(第二方向)进行非封闭回环设置,而第二间隙6和第三间隙7则均为该天线辐射单元1沿第一方向设置的相邻部分之间的间隙。以如图2所示结构,第二间隙6是该天线辐射单元1沿第一方向设置的第三部分103和第二部分102之间的间隙;第三间隙7是该天线辐射单元1沿第一方向设置的第一部分101和第二部分102之间的间隙。
而之后通过调整第二间隙6和第三间隙7的宽度,以及进一步调整辐射单元走线宽度、长度,也可以优化高频W型天线谐振,从而得到满足要求的天线走线。
为了得到更佳的天线谐振满足通信需求,较佳的,所述耦合寄生单元2的非封闭回环结构与所述天线辐射单元1的非封闭回环结构呈镜像。
当然,在实际应用的调试过程中,会适应性调整天线辐射单元1和/或耦合寄生单元2的走线长度、宽度,非封闭回环结构中间隙宽度,或者天线辐射单元1和耦合寄生单元2之间间隙长度、宽度,因此,耦合寄生单元2的非封闭回环结构与天线辐射单元1的非封闭回环结构并不限于完全呈镜像设置,可能存在一些偏差。
还应该知道的是,受工艺限制,天线辐射单元1和耦合寄生单元2的走线宽度不小于0.6mm,间隙宽度不小于0.3mm。
另外,如图3所示,为了保证用户使用时的信号质量,往往天线本体设置在印制电路板8顶端侧的空置区域9内。
在本发明实施例中,所述印制电路板8连接所述馈电点4的第一端和所述印制电路板8连接所述馈地点5连接的第二端位于所述印制电路板8宽度方向的两侧。
这样,馈电点4与馈地点5位于印制电路板8宽度方向的两侧,便于天线辐射单元1和耦合寄生单元2的镜像结构设置。
而进一步具体的,所述馈电点4与所述印制电路板8的接收发射电路连接;所述馈地点5与所述印制电路板8的主地连接。
综上所述,本发明实施例的单极天线,通过设置均为非封闭回环结构天线辐射单元1和耦合寄生单元2,采用耦合寄生单元2与天线辐射单元1相互耦合产生W型谐振拓展低频带宽,满足了通信对于天线低频带宽的需求,结构形式简单,易于调试。且由于不需使用天线调谐开关,受场景局限性小,不占据天线净空区域,降低了制造成本。另一方面,还可以减小天线辐射因人体影响所造成的衰减量,增大了天线的抗干扰能力,使得人体对天线性能的影响的到改善。
如图3所示,本发明实施例还提供了一种移动终端,包括:设置于内置空间内的印制电路板8;设置于内置空间内,所述印制电路板8同一端空置区域9内的单极天线;其中,所述单极天线包括:一天线本体,所述天线本体包括一非封闭回环结构的天线辐射单元1和一非封闭回环结构的耦合寄生单元2,所述天线辐射单元1和所述耦合寄生单元2分别布置在所述空置区域9内的两侧,且所述天线辐射单元1和所述耦合寄生单元2之间具有一第一间隙3;一连接所述天线辐射单元1与印制电路板8第一端的馈电点4;一连接所述耦合寄生单元2与印制电路板8第二端的馈地点5。
较佳的,所述天线辐射单元1的非封闭回环结构中至少包括第二间隙6和第三间隙7,通过间隙与所述天线辐射单元1的倍频产生高频W型天线谐振。
较佳的,所述第二间隙6和第三间隙7均为所述非封闭回环结构中平行于所述印制电路板8宽度方向的相邻部分之间的间隙。
较佳的,所述耦合寄生单元2的非封闭回环结构与所述天线辐射单元1的非封闭回环结构呈镜像。
较佳的,所述天线辐射单元1的长度取值为低频带宽中心频点的1/4波长,所述天线辐射单元1通过非封闭回环结构产生一个低频V型天线谐振和倍频出一个高频谐振。
较佳的,所述耦合寄生单元2的长度取值为低频带宽中心频点的1/4波长,所述耦合寄生单元2和所述天线辐射单元1通过第一间隙3耦合产生一个低频W型天线谐振。
较佳的,所述印制电路板8连接所述馈电点4的第一端和所述印制电路板8连接所述馈地点5连接的第二端位于所述印制电路板8宽度方向的两侧。
较佳的,所述馈电点4与所述印制电路板8的接收发射电路连接;所述馈地点5与所述印制电路板8的主地连接。
本发明实施例的移动终端,在印制电路板8的同一端的空置区域9内设置了上述实施例的单极天线,包括均为非封闭回环结构天线辐射单元1和耦合寄生单元2,采用耦合寄生单元2与天线辐射单元1相互耦合产生W型谐振拓展低频带宽,满足了通信对于天线低频带宽的需求,结构形式简单,易于调试。且由于不需使用天线调谐开关,受场景局限性小,不占据天线净空区域,降低了制造成本。另一方面,还可以减小天线辐射因人体影响所造成的衰减量,增大了天线的抗干扰能力,使得人体对天线性能的影响的到改善。
需要说明的是,该移动终端是应用了上述单极天线的移动终端,上述单极天线实施例的实现方式适用于该移动终端,也能达到相同的技术效果。
上述范例性实施例是参考附图来描述的,许多不同的形式和实施例是可行而不偏离本发明精神及教示,因此,本发明不应被建构成为在此所提出范例性实施例的限制。更确切地说,这些范例性实施例被提供以使得本发明会是完善又完整,且会将本发明范围传达给那些熟知此项技术的人士。在该些图式中,组件尺寸及相对尺寸也许基于清晰起见而被夸大。在此所使用的术语只是基于描述特定范例性实施例目的,并无意成为限制用。如在此所使用地,除非该内文清楚地另有所指,否则该单数形式“一”、“一个”和“该”是意欲将该些多个形式也纳入。会进一步了解到该些术语“包含”及/或“包括”在使用于本说明书时,表示所述特征、整数、步骤、操作、构件及/或组件的存在,但不排除一或更多其它特征、整数、步骤、操作、构件、组件及/或其族群的存在或增加。除非另有所示,陈述时,一值范围包含该范围的上下限及其间的任何子范围。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种单极天线,其特征在于,包括:
一天线本体,所述天线本体包括一非封闭回环结构的天线辐射单元和一非封闭回环结构的耦合寄生单元,所述天线辐射单元和所述耦合寄生单元分别布置在印制电路板同一端空置区域内的两侧,且所述天线辐射单元和所述耦合寄生单元之间具有一第一间隙;
一连接所述天线辐射单元与印制电路板第一端的馈电点;
一连接所述耦合寄生单元与印制电路板第二端的馈地点。
2.根据权利要求1所述的单极天线,其特征在于,所述天线辐射单元的非封闭回环结构中至少包括第二间隙和第三间隙,通过间隙与所述天线辐射单元的倍频产生高频W型天线谐振。
3.根据权利要求2所述的单极天线,其特征在于,所述第二间隙和第三间隙均为所述非封闭回环结构中平行于所述印制电路板宽度方向的相邻部分之间的间隙。
4.根据权利要求1所述的单极天线,其特征在于,所述耦合寄生单元的非封闭回环结构与所述天线辐射单元的非封闭回环结构呈镜像。
5.根据权利要求1所述的单极天线,其特征在于,所述天线辐射单元的长度取值为低频带宽中心频点的1/4波长,所述天线辐射单元通过非封闭回环结构产生一个低频V型天线谐振和倍频出一个高频谐振。
6.根据权利要求5所述的单极天线,其特征在于,所述耦合寄生单元的长度取值为低频带宽中心频点的1/4波长,所述耦合寄生单元和所述天线辐射单元通过第一间隙耦合产生一个低频W型天线谐振。
7.根据权利要求1所述的单极天线,其特征在于,所述印制电路板连接所述馈电点的第一端和所述印制电路板连接所述馈地点连接的第二端位于所述印制电路板宽度方向的两侧。
8.根据权利要求1所述的单极天线,其特征在于,所述馈电点与所述印制电路板的接收发射电路连接;所述馈地点与所述印制电路板的主地连接。
9.一种移动终端,其特征在于,包括:
设置于内置空间内的印制电路板;
设置于内置空间内,所述印制电路板同一端空置区域内的单极天线;其中,所述单极天线包括:
一天线本体,所述天线本体包括一非封闭回环结构的天线辐射单元和一非封闭回环结构的耦合寄生单元,所述天线辐射单元和所述耦合寄生单元分别布置在所述空置区域内的两侧,且所述天线辐射单元和所述耦合寄生单元之间具有一第一间隙;
一连接所述天线辐射单元与印制电路板第一端的馈电点;
一连接所述耦合寄生单元与印制电路板第二端的馈地点。
10.根据权利要求9所述的移动终端,其特征在于,所述天线辐射单元的非封闭回环结构中至少包括第二间隙和第三间隙,通过间隙与所述天线辐射单元的倍频产生高频W型天线谐振。
11.根据权利要求10所述的移动终端,其特征在于,所述第二间隙和第三间隙均为所述非封闭回环结构中平行于所述印制电路板宽度方向的相邻部分之间的间隙。
12.根据权利要求9所述的移动终端,其特征在于,所述耦合寄生单元的非封闭回环结构与所述天线辐射单元的非封闭回环结构呈镜像。
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