CN110048214A - 一种天线及无线通讯装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天线及无线通信装置，该天线包括主天线和寄生天线；该主天线包括馈入体、接地臂、第一辐射体、第二辐射体；该寄生天线包括寄生臂、第一寄生分支和第二寄生分支，该寄生臂一端往两侧延伸出第一寄生分支和第二寄生分支；其中：第一辐射体和寄生臂分别位于第二辐射体的两侧，第一辐射体用于激发出低频谐振模态，第二辐射体用于激发出第一中频谐振模态，第一寄生分支用于激发出一高频谐振模态，第二寄生分支用于与第二辐射体耦合产生第二中频谐振模态。本发明通过让寄生臂一端延伸出两个朝向不同的分支，寄生臂和两个分支与主天线的不同部位耦合来实现不同频率的谐振叠加从而达到多频谐振的效果，从而拓宽天线的频宽。

Description

一种天线及无线通讯装置
技术领域
本发明涉及一种天线领域，特别是涉及一种天线及无线通讯装置。
背景技术
在无线通信装置中，无线作为无线电波收发无线电信号的部件，无疑是无线通信装置中最重要的组件之一。为分别满足现有的多种无线通信网络的需求，目前大多数无线通信装置中的天线都需要满足可以激发多频的要求。但是目前的可以激发多频的天线大多结构复杂。
发明内容
本发明主要的目的是提供一种天线及无线通讯装置，能够提高较宽的频宽，并且结构比较简单。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种天线，该天线包括主天线和寄生天线；
主天线包括馈入体、接地臂、第一辐射体、第二辐射体；
寄生天线包括寄生臂、第一寄生分支和第二寄生分支，寄生臂一端往两侧延伸出第一寄生分支和第二寄生分支；
其中：第一辐射体和寄生臂分别位于第二辐射体的两侧，第一辐射体用于激发出低频谐振模态，第二辐射体用于激发出第一中频谐振模态，第一寄生分支用于激发出一高频谐振模态，第二寄生分支用于与第二辐射体耦合产生第二中频谐振模态。
其中，第一寄生分支与寄生臂垂直连接，第一寄生分支远离第二辐射体的一端朝背向第二辐射体的方向延伸出第二寄生分支，第一寄生分支与第二辐射体背离馈入体的一侧平行且间隔设置。
其中，第二辐射体包括依次连接而成的第一延伸臂、第二延伸臂、第三延伸臂、第四延伸臂，第二延伸臂和第四延伸臂平行且间隔设置，第三延伸臂与第二延伸臂和第四延伸臂的同向端垂直连接，第二延伸臂的另一端朝背向第四延伸臂的方向垂直延伸出第一延伸臂；
第四延伸臂远离第二延伸臂的一侧平行且间隔设置有第一寄生分支，第一寄生分支与第四延伸臂耦合产生出第二中频谐振模态。
其中，馈入体和第二辐射体位于寄生臂的同侧，馈入体包括第一馈入臂和第二馈入臂，第一馈入臂用于馈入电信号，第二馈入臂的一端与第一馈入臂垂直连接，第一馈入臂另一端与第一辐射体和第二辐射体连接，第二延伸臂背离第四延伸臂的一侧往背向第四延伸臂的方向垂直延伸出接地臂，接地臂两侧分别设置有第一馈入臂和寄生臂，接地臂与寄生臂、第一馈入臂互相平行。
其中，主天线还包括调谐开关臂，调谐开关臂与第一辐射体连接。
其中，第一辐射体包括依次连接而成的第一辐射臂、第二辐射臂、第三辐射臂，第一辐射臂的一端与第二馈入臂远离寄生臂的一端平行连接，第二辐射臂与第一辐射臂的另一端和第三辐射臂垂直连接，第一辐射臂和第三辐射臂分别位于第二辐射臂的两侧。
其中，接地臂的两侧分别设置有馈入体和寄生部，馈入体远离接地臂的一侧设置有调谐开关臂，寄生臂、调谐开关臂、馈入体馈入电信号的一臂和接地臂互相平行。
其中，寄生臂与接地臂之间的距离为0.5-2mm，接地臂与馈入体馈入电信号的一臂的距离为0.5-2mm，馈入体馈入电信号的一臂与调谐开关臂的距离为3-10mm。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种无线通讯装置，该装置包括：
无线信号模块；以及
天线，与无线信号模块电性连接，天线包括主天线和寄生天线：
主天线包括馈入体、接地臂、第一辐射体、第二辐射体；
寄生天线包括寄生臂、第一寄生分支和第二寄生分支，寄生臂一端往两侧延伸出第一寄生分支和第二寄生分支；
其中：第一辐射体和寄生臂分别位于第二辐射体的两侧，第一辐射体用于激发出低频谐振模态，第二辐射体用于激发出第一中频谐振模态，第一寄生分支用于激发出一高频谐振模态，第二寄生分支用于与第二辐射体耦合产生第二中频谐振模态。
其中，第一寄生分支与寄生臂垂直连接，第一寄生分支远离第二辐射体的一端朝背向第二辐射体的方向延伸出第二寄生分支，第一寄生分支与第二辐射体背离馈入体的一侧平行且间隔设置
本发明通过让寄生臂一段延伸出两个朝向不同的分支，寄生臂和两个分支与主天线的不同部位耦合来实现不同频率的谐振叠加从而达到多频谐振的效果，从而拓宽天线的频宽，可以降低天线结构的复杂度。其中，第二寄生分支用于实现高频天线谐振，第一寄生分支用于增强中频天线性能和带宽。
附图说明
图1是本发明无线通信装置一实施方式的系统方框示意图；
图2是本发明无线通信装置一实施方式的结构示意图；
图3是本发明天线一实施方式的结构示意图；
图4是本发明天线的第二辐射体的放大示意图；
图5是本发明天线的第一辐射体的放大示意图；
图6是本发明天线的馈入体的放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。
请参阅图1和图2，图1是本发明无线通信装置100一实施方式的系统方框示意图，图2是本发明无线通信装置100一实施方式的结构示意图。本发明实施方式中的无线通信装置100可以是但不限于手机、平板电脑、个人数字助理(Personal digital assistant,PDA)。该无线通信装置100包括无线信号模块120；以及天线200，与无线信号模块120电性连接。
其中，该无线通信装置100还可以包括天线载体110，天线载体110可为无线通信装置100壳体的一部分，其大致呈矩形罩体状，包括水平设置的顶壁111及与顶壁111垂直设置或呈一定角度设置的周壁112。该天线载体110可罩设于无线通信装置100内现有的电路板(图未示)，并承载该天线200。
如图3和图4所示，天线200包括主天线210和寄生天线220；
主天线210包括馈入体213、接地臂214、第一辐射体211、第二辐射体212；
寄生天线220包括寄生臂221、第一寄生分支222和第二寄生分支223，寄生臂221一端往两侧延伸出第一寄生分支222和第二寄生分支223；
其中：第一辐射体211和寄生臂221分别位于第二辐射体212的两侧，第一辐射体211用于激发出低频谐振模态，第二辐射体212用于激发出第一中频谐振模态，第一寄生分支222用于激发出一高频谐振模态，第二寄生分支223用于与第二辐射体212耦合产生第二中频谐振模态。
其中，天线200由金属等导电材质所构成，可以由金属片材冲压制成、印刷于电路板上或以其它金属物品组成，或以金属片材蚀刻而成。馈入体213可以设置在天线载体110的顶壁111上，其自由端设置有馈入点2131，其可通过馈入点2131与电路板上的信号传输端(图未示)电性连接，以为该天线200起信号馈入作用。馈入体213的自由端为其未与第一辐射体211和第二辐射体212相连的一端。接地臂214为条状片体，接地臂214的自由端设置有接地点2141，与馈入体213一同设置在顶壁111上，并与馈入体213馈入电信号的一端相互平行设置，其可通过接地点2141连接至电路板上的现有的接地部分，以为天线200提供接地作用，用于保证天线200性能足够稳定，受周围金属环境以及外界人手影响小。接地臂214的自由端为其未与第一辐射体211和第二辐射体212中的至少一个相连的一端。馈入体213可以与第一辐射体211和第二辐射体212相连接。接地臂214与第一辐射体211连接，或与第二辐射体212连接。寄生臂221通过与第二辐射体212前端或中端耦合产生谐振，并通过第一寄生分支222激发出一高频谐振模态。第二辐射体212上沿电信号传输方向距离第二辐射体212与馈入体213的连接处较近的区域为第二辐射体212的前端。通过寄生天线220与第二辐射体212的不同部位耦合来实现不同频率的谐振叠加从而达到多频谐振的效果，从而拓宽天线200的频宽，从而实现了多频段的覆盖。其中，第一辐射体211的谐振在700-960KHz，第二辐射体212的谐振在1700-2000KHz，第一寄生分支222的谐振在1900-2100KHz，第二寄生分支223的谐振在2500-2700KHz。
进一步的，第一寄生分支222与寄生臂221垂直连接，第一寄生分支222远离第二辐射体212的一端朝背向第二辐射体212的方向延伸出第二寄生分支223，第一寄生分支222与第二辐射体212背离馈入体213的一侧平行且间隔设置。
其中，第一寄生分支222与第二辐射体212背离馈入体213的一侧平行且间隔设置，第一寄生分支222与第二辐射体212的末端耦合从而产生第二中频谐振模态。寄生臂221的自由端设有寄生点224。寄生臂221的非自由端是寄生臂221与第一寄生分支222、第二寄生分支223相连的一端，寄生臂221的自由端是寄生臂221上与非自由端相对的一端。寄生臂221和第一寄生分支222、第二寄生分支223沿一与寄生臂221差不多垂直的线弯折，弯折后的寄生臂221自由端及其附带的部分第一寄生分支222、部分第二寄生分支223设置在天线载体110的顶壁111上，弯折后的寄生臂221非自由端及其附带的部分第一寄生分支222和部分第二寄生分支223设置在天线载体110的周壁112上。
进一步的，如图4所示，第二辐射体212包括依次连接而成的第一延伸臂2121、第二延伸臂2122、第三延伸臂2123、第四延伸臂2124，第二延伸臂2122和第四延伸臂2124平行且间隔设置，第三延伸臂2123与第二延伸臂2122和第四延伸臂2124的同向端垂直连接，第二延伸臂2122的另一端朝背向第四延伸臂2124的方向垂直延伸出第一延伸臂2121；
第四延伸臂2124远离第二延伸臂2122的一侧平行且间隔设置有第一寄生分支222，第一寄生分支222与第四延伸臂2124耦合产生出第二中频谐振模态。
其中，图4中的虚线只是用来区分第一延伸臂2121、第二延伸臂2122、第三延伸臂2123和第四延伸臂2124，在实际的主天线210上并不存在。第一寄生分支222和馈入体213分别位于第二辐射体212的两侧，并且第一延伸臂2121可以与馈入体213馈入电信号的一臂平行。第二辐射体212通过第一延伸臂2121与馈入体213连接。通过将第一辐射体211设置成弯折走线，可以利用很小的空间实现较长的电长度，从而减少了第二辐射体212的占用面积，这样就减少了天线200的占用面积，就可以通过较短的第一寄生分支222和第四延伸臂2124耦合产生第二中频谐振模态，从而减少了第一寄生分支222的长度，还可以增加第二辐射体212的带宽和性能。第一延伸臂2121、第二延伸臂2122和第三延伸臂2123设置在天线载体110的顶壁111上，第四延伸臂2124沿与第二延伸臂2122几乎平行的线弯折，弯折后的第四延伸臂2124与第三延伸臂2123连接的一侧设置在顶壁111上，弯折后的第四延伸臂2124远离第二延伸臂2122的一侧设置在周壁112上。
进一步的，如图6所示，馈入体213和第二辐射体212位于寄生臂221的同侧，馈入体213包括第一馈入臂2132和第二馈入臂2133，第一馈入臂2132用于馈入电信号，第二馈入臂2133的一端与第一馈入臂2132垂直连接，第一馈入臂2132另一端与第一辐射体211和第二辐射体212连接，第二延伸臂2122背离第四延伸臂2124的一侧往背向第四延伸臂2124的方向垂直延伸出接地臂214，接地臂214两侧分别设置有第一馈入臂2132和寄生臂221，接地臂214与寄生臂221、第一馈入臂2132互相平行。
其中，第一馈入臂2132靠近第二辐射体212的一端可以朝背向寄生臂221的方向延伸出第二馈入臂2133，第二馈入臂2133远离寄生臂221的一端可以与第一辐射体211和第二辐射体212连接。第二馈入臂2133远离寄生臂221的一端可以通过与第一延伸臂2121连接，从而与第二辐射体212连接。第二延伸臂2122背离第四延伸臂2124的一侧可以往背向第四延伸臂2124的方向垂直延伸出接地臂214。可以理解的是，接地臂214还可以由第三延伸臂2123可以朝背向第一寄生分支222的方向平行延伸而成。这样增加了馈入点2131和接地点2141之间的走线长度，进一步增加天线200性能的稳定性，使周围金属环境以及外界人手对天线200的影响进一步减小。馈入体213设置在天线载体110的顶壁111上。
进一步的，主天线210还包括调谐开关臂215，调谐开关臂215与第一辐射体211连接。
其中，调谐开关臂215可以与第一辐射体211的任意位置相连。调谐开关臂215的自由端设置有调谐开关点2151，调谐开关臂215通过调谐开关点2151可以切换至不同的匹配电路，从而改变天线200的低频谐振模态从而增加天线200的低频带宽。切换电路可以包括射频开关、至少一个电容以及至少一个电感，射频开关可以设置在调谐开关点2151上，也可以电性连接至调谐开关点2151。射频开关还可以电性连接至至少一个电容、至少一个电感。至少一个电容及至少一个电感均可以接地处理。射频开关还直接接地处理。射频开关用于选择性地将调谐开关点2151开路、短路，或者接入不同的电路或电容至调谐开关点2151，以形成不同的匹配电路接入至天线200。如此，通过射频开关的切换，即可改变连接至调谐开关点2151的电容值及电感值，从而改变调谐开关点2151的阻抗，从而实现第一辐射体211的谐振频带的变化。
进一步的，如图5所示，第一辐射体211包括依次连接而成的第一辐射臂2111、第二辐射臂2112、第三辐射臂2113，第一辐射臂2111的一端与第二馈入臂2133远离寄生臂221的一端平行连接，第二辐射臂2112与第一辐射臂2111的另一端和第三辐射臂2113垂直连接，第一辐射臂2111和第三辐射臂2113分别位于第二辐射臂2112的两侧。
其中，第二辐射臂2112和第一馈入臂2132分别位于第一辐射臂2111的两侧。第一辐射臂2111远离第四延伸臂2124的一侧可以朝背向第四延伸臂2124的方向垂直延伸出调谐开关臂215。其中，第一辐射臂2111和第二馈入臂2133的连接点可以朝背向第四延伸臂2124的方向垂直延伸出调谐开关臂215。通过将第一辐射体211设置成弯折走线，可以减小低频走线(第一辐射体)的占用面积，从而减小天线200的占用面积。
进一步的，接地臂214的两侧分别设置有馈入体213和寄生部，馈入体213远离接地臂214的一侧设置有调谐开关臂215，寄生臂221、调谐开关臂215、馈入体213馈入电信号的一臂和接地臂214互相平行。
其中，利用调谐开关臂215、馈入体213馈入电信号的一臂和接地臂214之间的摆放顺序和位置关系，实现各个走线分支(第一辐射体211、寄生天线220、第二辐射体212)，并使各个走线分支得到延展。调谐开关臂215、馈入体213和接地臂214均可以设置在天线载体110的顶壁111上。
进一步的，寄生臂221与接地臂214之间的距离为0.5-2mm，接地臂214与馈入体213馈入电信号的一臂的距离为0.5-2mm，馈入体213馈入电信号的一臂与调谐开关臂215的距离为3-10mm。
其中，寄生臂221与接地臂214之间的距离可为0.5mm、1mm、1.5mm或2mm。接地臂214与馈入体213馈入电信号的一臂的距离可为0.5mm、1mm、1.5mm或2mm。馈入体213馈入电信号的一臂与调谐开关臂215的距离为4mm、5mm、6mm或7mm、8mm、9mm。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种天线，其特征在于，包括主天线和寄生天线；
所述主天线包括馈入体、接地臂、第一辐射体、第二辐射体；
所述寄生天线包括寄生臂、第一寄生分支和第二寄生分支，所述寄生臂一端往两侧延伸出所述第一寄生分支和所述第二寄生分支；
其中：所述第一辐射体和所述寄生臂分别位于所述第二辐射体的两侧，所述第一辐射体用于激发出低频谐振模态，所述第二辐射体用于激发出第一中频谐振模态，所述第一寄生分支用于激发出一高频谐振模态，所述第二寄生分支用于与所述第二辐射体耦合产生第二中频谐振模态。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，
所述第一寄生分支与所述寄生臂垂直连接，所述第一寄生分支远离所述第二辐射体的一端朝背向所述第二辐射体的方向延伸出所述第二寄生分支，所述第一寄生分支与所述第二辐射体背离所述馈入体的一侧平行且间隔设置。
3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，
所述第二辐射体包括依次连接而成的第一延伸臂、第二延伸臂、第三延伸臂、第四延伸臂，所述第二延伸臂和所述第四延伸臂平行且间隔设置，所述第三延伸臂与所述第二延伸臂和所述第四延伸臂的同向端垂直连接，所述第二延伸臂的另一端朝背向所述第四延伸臂的方向垂直延伸出所述第一延伸臂；
所述第四延伸臂远离所述第二延伸臂的一侧平行且间隔设置有所述第一寄生分支，所述第一寄生分支与所述第四延伸臂耦合产生出所述第二中频谐振模态。
4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，
所述馈入体和所述第二辐射体位于所述寄生臂的同侧，所述馈入体包括第一馈入臂和第二馈入臂，所述第一馈入臂用于馈入电信号，所述第二馈入臂的一端与所述第一馈入臂垂直连接，所述第一馈入臂另一端与所述第一辐射体和所述第二辐射体连接，所述第二延伸臂背离所述第四延伸臂的一侧往背向所述第四延伸臂的方向垂直延伸出所述接地臂，所述接地臂两侧分别设置有所述第一馈入臂和所述寄生臂，所述接地臂与所述寄生臂、所述第一馈入臂互相平行。
5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，
所述主天线还包括调谐开关臂，所述调谐开关臂与所述第一辐射体连接。
6.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，
所述第一辐射体包括依次连接而成的第一辐射臂、第二辐射臂、第三辐射臂，所述第一辐射臂的一端与所述第二馈入臂远离所述寄生臂的一端平行连接，所述第二辐射臂与所述第一辐射臂的另一端和所述第三辐射臂垂直连接，所述第一辐射臂和所述第三辐射臂分别位于所述第二辐射臂的两侧。
7.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，
所述接地臂的两侧分别设置有所述馈入体和所述寄生部，所述馈入体远离所述接地臂的一侧设置有所述调谐开关臂，所述寄生臂、所述调谐开关臂、所述馈入体馈入电信号的一臂和所述接地臂互相平行。
8.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，
所述寄生臂与所述接地臂之间的距离为0.5-2mm，所述接地臂与所述馈入体馈入电信号的一臂的距离为0.5-2mm，所述馈入体馈入电信号的一臂与所述调谐开关臂的距离为3-10mm。
9.一种无线通讯装置，其特征在于，包括：
无线信号模块；以及
天线，与所述无线信号模块电性连接，所述天线包括主天线和寄生天线：
所述主天线包括馈入体、接地臂、第一辐射体、第二辐射体；
所述寄生天线包括寄生臂、第一寄生分支和第二寄生分支，所述寄生臂一端往两侧延伸出所述第一寄生分支和所述第二寄生分支；
其中：所述第一辐射体和所述寄生臂分别位于所述第二辐射体的两侧，所述第一辐射体用于激发出低频谐振模态，所述第二辐射体用于激发出第一中频谐振模态，所述第一寄生分支用于激发出一高频谐振模态，所述第二寄生分支用于与所述第二辐射体耦合产生第二中频谐振模态。
10.根据权利要求9所述的无线通讯装置，其特征在于，
所述第一寄生分支与所述寄生臂垂直连接，所述第一寄生分支远离所述第二辐射体的一端朝背向所述第二辐射体的方向延伸出所述第二寄生分支，所述第一寄生分支与所述第二辐射体背离所述馈入体的一侧平行且间隔设置。
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