CN202352829U - 一种应用于移动终端的可调宽带天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于移动终端的可调宽带天线，包括馈电支节和耦合支节，所述馈电支节与耦合支节通过耦合作用相连；还包括调节天线频段的开关芯片部分，所述开关芯片部分与所述耦合支节导电连接。本实用新型的可调宽带天线，可以全部覆盖LTE和3G频段(即700-960MHz，1575-2700MHz)，而且结构简单，体积小，使笔记本等移动终端所追求的小巧纤薄的外形成为可能。
Description
技术领域
本实用新型涉及移动通信技术领域，特别涉及一种应用于移动终端的可调宽带天线。
背景技术
近年来，LTE（long term evolution）技术的出现成为移动宽带历程上的一个很自然的拐点。LTE代表着移动宽带持续的发展和更大规模的整合。LTE采用了很多原计划用于B3G/4G的技术，如OFDM、MIMO等。所有的移动运营商都在考虑其下一步的演进路径。LTE，不仅是先进技术的代表，而且能够统一全球运营商的技术，因而成为移动宽带下一发展阶段的主流。
满足LTE带宽要求的天线成为LTE应用的关键。专利申请号US11627357发明名称为“Multiband tunable antenna”的专利提出一种应用于笔记本电脑的500MHz-2000MHz的宽带可调天线，该天线未明确定义尺寸，结构复杂，也未全部覆盖LTE和3G频段(700MHz-960MHz, 1710MHz-2700MHz)；另一篇国际公开号WO2011/055003A1发明名称为“adjustable antenna”的专利提出一种LTE/3G (700 MHz-960 MHz, 1710MHz-2700MHz) 天线，该天线结构复杂，而且尺寸要求较大，达到80 mm × 15.5 mm × 6.5mm。
随着移动终端等对外观纤薄的追求，容置天线的空间越来越小；与此同时，商务人士在全球任何角落连接网络的需求又使得天线必须同时覆盖所有商用网络的频段，因此天线设计面临更大挑战，尤其是LTE的低频段。
实用新型内容
为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种应用于移动终端的可调宽带天线，包括馈电支节和耦合支节，所述馈电支节与耦合支节通过耦合作用相连；还包括调节天线频段的开关芯片部分，所述开关芯片部分与所述耦合支节导电连接。本实用新型的可调宽带天线，可以全部覆盖LTE和3G频段(即700-960MHz, 1575-2700MHz)，而且结构简单，体积小，使笔记本等移动终端所追求的小巧纤薄的外形成为可能。
本实用新型的技术方案如下：
一种应用于移动终端的可调宽带天线，包括馈电支节和耦合支节，所述馈电支节与耦合支节通过耦合作用相连。
较佳地，所述馈电支节和耦合支节设置在同一平面。
较佳地，所述馈电支节和耦合支节设置在互相垂直的两个平面上。
较佳地，还包括调节天线频段的开关芯片部分，所述开关芯片部分与所述耦合支节导电连接。
一种应用于移动终端的可调宽带天线，包括馈电支节和耦合支节，所述馈电支节与耦合支节通过耦合作用相连；
还包括调节天线频段的开关芯片部分，所述开关芯片部分与所述耦合支节导电连接。
较佳地，所述开关芯片部分包括开关芯片、匹配单元及控制单元，所述匹配单元及控制单元分别与所述开关芯片导电连接；
所述耦合支节与所述开关芯片导电连接。
较佳地，所述开关芯片设有若干输出端口；
所述匹配单元包括若干个与开关芯片上的输出端口匹配的储能元件，所述储能元件均接地；
所述控制单元包含若干不同的电压状态，所述不同的电压状态分别导通所述开关芯片上的不同输出端口。
较佳地，所述储能元件可为电容或电感。
较佳地，所述电容选自电容值为15pF-0.5pF的电容。
较佳地，所述馈电支节和耦合支节设置在同一平面。
较佳地，所述馈电支节和耦合支节设置在互相垂直的两个平面上。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
本实用新型的可调宽带天线，可以全部覆盖LTE和3G频段(即700-960MHz, 1575-2700MHz)，而且结构简单，体积小，使笔记本等移动终端所追求的小巧纤薄的外形成为可能。
附图说明
图1为本实用新型实施例1天线的结构示意图；
图2为本实用新型实施例1天线的开关芯片部分的结构示意图；
图3为本实用新型实施例1天线应用于笔记本电脑的示意图；
图4为本实用新型实施例1天线应用于笔记本电脑的回波损耗曲线；
图5为本实用新型实施例1天线应用于笔记本电脑的效率曲线；
图6为本实用新型实施例2包含增加了接地点的馈电支节的天线结构示意图；
图7为本实用新型实施例3包含增加了匹配电路的馈电支节的天线结构示意图；
图8为本实用新型实施例4包含增加了接地点的耦合支节的天线结构示意图；
图9为本实用新型实施例5包含增加了匹配电路的耦合支节的天线结构示意图；
图10为本实用新型实施例6天线及其应用于手机的结构示意图；
图11为本实用新型实施例6天线及其应用于手机的另一方位示意图；
图12为本实用新型实施例6天线应用于手机的回波损耗曲线；
图13为本实用新型实施例6天线应用于手机的效率曲线；
图14为本实用新型实施例7包含增加了接地点的馈电支节的天线结构示意图；
图15、图16为本实用新型实施例8包含增加了接地点的耦合支节的天线结构示意图；
图17、图18为本实用新型实施例9包含增加了接地点的耦合支节和增加了接地点的馈电支节的天线结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本实用新型。
实施例1
一种应用于移动终端的可调宽带天线1，如图1，包括馈电支节11和耦合支节12，馈电支节11与耦合支节12通过耦合作用相连。
在本实施例中，馈电支节11和耦合支节12设置在同一平面。
在本实施例中，所述可调宽带天线还包括调节天线频段的开关芯片部分13，开关芯片部分13与耦合支节12导电连接。
参见图2，在本实施例中，开关芯片部分13包括开关芯片131、匹配单元132及控制单元133，匹配单元132及控制单元133分别与开关芯片131导电连接；耦合支节12与开关芯片131导电连接。
且在本实施例中，开关芯片131设有四个不同的输出端口RF1，RF2，RF3和RF4；匹配单元132包括四个与开关芯片上的输出端口匹配的储能元件，此处储能元件均选用电容，其容值分别为15pf/5.6pf/2.2pf/0.5pf，所述电容均接地；控制单元133包含四个不同的电压状态，所述不同的电压状态分别导通所述开关芯片上的不同输出端口。在本实施例中，控制单元133包括两组控制电压，控制电压A/控制电压B（CTLA/B），并定义0V和3V为低电压和高电压，则可通过控制控制电压A/控制电压B实现低/低，低/高，高/低和高/高，四种状态，分别标记为#00, #01, #10和#11，这四种状态分别对应导通RF1，RF2，RF3和RF4。通过调节控制电压A/控制电压B选择不同的高电压和低电压实现四个状态，可分别导通开关芯片上的不同输出端口，进而连通不同的电容，使天线1的耦合支节12通过连接不同的元件来改变耦合支节12的电长度，从而覆盖所有从700MHz-960MHz的低频频段。此处仅为举例，具体实施时，匹配单元的储能元件还可为电感或电容和电感的组合，且开关芯片设置的输出端口的数量及与之匹配的电容的数量和容值范围还可有很多变形，本实用新型不对此作出限定。
在本实施例中，天线1还包括天线支架14，天线1的馈电支节11、耦合支节12及开关芯片部分13均设于天线支架14上。
图3为本实施例天线1应用于笔记本电脑的实例。在此应用环境中，包括：笔记本电脑的外壳，分为面积较大的金属部分21和面积较小的塑料部分22，塑料外壳部分22用来放置天线1；笔记本的LCD 23，位于外壳的金属部分21上，且两者的上边沿平齐；与天线直接连接的地24，位于外壳金属部分21上，其上端与LCD 23的上端平齐，天线1的开关芯片部分13与地24导电连接，此处地24选用导电薄膜；同轴电缆25，天线1下端与LCD23和金属外壳21之间设有放置同轴电缆25的间隙，同轴电缆25的外层金属与地24导电连接，同轴电缆25的内芯与天线1的馈电支节12导电相连。此处仅为举例，具体实施时，与天线直接连接的地还可选多种其他材质，本实用新型不对此作出限定。
图4是本实施例天线1应用于笔记本电脑的回波损耗曲线。其中，#00状态对应低频覆盖700-750MHz, #01状态对应低频覆盖750-800MHz, #10状态对应低频覆盖800-880MHz，#11状态对应低频覆盖880-960MHz。而且由图中可看出，四种状态的高频(1575-2700MHz)变化不大，均可覆盖所需带宽。因此可得，总体天线1的电压驻波比3：1带宽满足LTE/3G/GPS (700～960 MHz, 1575MHz, 1710～2700MHz) 要求。
图5是本实施例天线1应用于笔记本电脑的效率曲线。由图中可见，综合#00，#01，#10和#11四种状态，整个低频（700-960MHz）效率 (有效工作频段) 大于45%，GPS (1575MHz) 效率大于50%, 高频3G（1710-2170MHz）效率大于50% ，LTE 高频（2300-2700MHz）大于35%，因此本实施例天线可满足使用要求。
综上，本实施例天线可以全部覆盖LTE和3G频段(即700-960MHz, 1575-2700MHz)，结构简单，并且体积小，其尺寸可减小到85 mm × 11 mm × 1mm，使笔记本等移动终端所追求的小巧纤薄的外形成为可能。
实施例2
见图6，本实施例与实施例1的不同之处在于，在天线的馈电支节上增加了起阻抗调节作用的接地点211，增加的接地点211与天线直接连接的地相连。
实施例3
见图7，本实施例与实施例1的不同之处在于，在天线的馈电支节上增加了起阻抗调节作用的匹配单元311，增加的匹配单元311与天线直接连接的地相连。
实施例4
见图8，本实施例与实施例1的不同之处在于，在天线的耦合支节上增加了起阻抗调节作用的接地点421，增加的接地点421与天线直接连接的地相连。
实施例5
见图9，本实施例与实施例1的不同之处在于，在天线的耦合支节上增加了起阻抗调节作用的匹配电路521，增加的匹配电路521与天线直接连接的地相连。
实施例6
图10及图11展示了本实施例天线及其应用于手机的应用例：一种应用于移动终端的可调宽带天线6，包括馈电支节61和耦合支节62，馈电支节61与耦合支节62通过耦合作用相连，在本实施例中，馈电支节61和耦合支节62设置在互相垂直的两个平面上。馈电支节61通过馈入点611接入手机主板。还包括调节天线频段的开关芯片部分63，开关芯片部分63与耦合支节62导电连接，同时开关芯片部分63还和手机主板7导电连接。在本实施例中还包括天线支架64，其下方为净空区域，馈电支节61和耦合支节62设置在天线支架64上。
在本实施例中，开关芯片部分63与实施例1的开关芯片部分13组成和结构相同。此处仅为举例，具体实施时，开关芯片部分的组成和结构还可有很多变形，本实用新型不对此作出限定。
图12为本发明实施例天线6应用于手机的回波损耗曲线。其中#00状态对应低频覆盖700-750MHz, #01状态对应低频覆盖750-800MHz, #10状态对应低频覆盖800-880MHz，#11状态对应低频覆盖880-960MHz。由图中可看出，四种状态的高频(1575-2700MHz)变化不大，均可覆盖所需带宽。因此可得，总体天线6的电压驻波比3：1带宽满足LTE/3G/GPS (700～960 MHz, 1575MHz, 1710～2700MHz) 要求。
图13是本实施例天线6应用于手机的效率曲线。由图中可见，天线6的LTE低频（700-787MHz）效率（有效工作频段）大于-5dB(约30%)，GPS效率大于-3dB（即50%），高频3G（1710-2170MHz）和LTE高频（2300-2700MHz）效率大于-2dB（约63%）。综合#00，#01，#10和#11四种状态，可得本实施例天线可满足使用要求。
综上，本实施例天线可以全部覆盖LTE和3G频段(即700-960MHz, 1575-2700MHz)，结构简单，并且体积小，其尺寸仅为60 mm × 3.5 mm × 3.5mm+20mm × 5 mm × 3.5mm，使手机等移动终端所追求的小巧纤薄的外形成为可能。
实施例7
见图14，本实施例与实施例6的不同之处在于，在天线的馈电支节上增加了接地点711，增加的接地点711与手机主板导电连接。
实施例8
见图15及图16，本实施例与实施例6的不同之处在于，在天线的耦合支节上增加了接地点821，增加的接地点821与手机主板导电连接。
实施例9
见图17及图18，本实施例与实施例6的不同之处在于，在天线的馈电支节和天线的耦合支节上分别对应增加了接地点911和921，增加的接地点911和921与手机主板导电连接。
本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (11)
1.一种应用于移动终端的可调宽带天线，其特征在于，包括馈电支节和耦合支节，所述馈电支节与耦合支节通过耦合作用相连。
2.如权利要求1所述的可调宽带天线，其特征在于，所述馈电支节和耦合支节设置在同一平面。
3.如权利要求1所述的可调宽带天线，其特征在于，所述馈电支节和耦合支节设置在互相垂直的两个平面上。
4.如权利要求1所述的可调宽带天线，其特征在于，还包括调节天线频段的开关芯片部分，所述开关芯片部分与所述耦合支节导电连接。
5.一种应用于移动终端的可调宽带天线，其特征在于，包括馈电支节和耦合支节，所述馈电支节与耦合支节通过耦合作用相连；
还包括调节天线频段的开关芯片部分，所述开关芯片部分与所述耦合支节导电连接。
6.如权利要求5所述的可调宽带天线，其特征在于，所述开关芯片部分包括开关芯片、匹配单元及控制单元，所述匹配单元及控制单元分别与所述开关芯片导电连接；
所述耦合支节与所述开关芯片导电连接。
7.如权利要求6所述的可调宽带天线，其特征在于，所述开关芯片设有若干输出端口；
所述匹配单元包括若干个与开关芯片上的输出端口匹配的储能元件，所述储能元件均接地；
所述控制单元包含若干不同的电压状态，所述不同的电压状态分别导通所述开关芯片上的不同输出端口。
8.如权利要求7所述的可调宽带天线，其特征在于，所述储能元件可为电容或电感。
9.如权利要求8所述的可调宽带天线，其特征在于，所述电容选自电容值为15pF-0.5pF的电容。
10.如权利要求5所述的可调宽带天线，其特征在于，所述馈电支节和耦合支节设置在同一平面。
11.如权利要求5所述的可调宽带天线，其特征在于，所述馈电支节和耦合支节设置在互相垂直的两个平面上。
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