CN204011720U - 一种基于开关调谐的天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于开关调谐的天线，包括天线走线及用于与主板连接的馈电端和接地端，还包括开关单元，连接于调谐负载与天线之间，受控制单元控制实现天线与不同调谐负载的匹配切换，进而实现天线在不同工作频段之间的切换；至少一个负载，所述至少一个负载用于调谐，其一端与开关芯片负载端连接，另一端接地。与现有技术相比，本实用新型具有天线体积较小、功耗较低及在同样的天线空间中，能完成更多天线频段的覆盖的有益效果。

Description

一种基于开关调谐的天线

技术领域

本实用新型涉及无线通讯领域，特别是一种基于开关调谐的天线。

背景技术

全球移动数据用户希望他们的设备在全球任何地方都能高速联网。这种期望给网络和设备性带来了巨大的负担。在移动数据设备中，天线是接触网络的接口，优化天线性能变得越来越重要，对比起2G或3G时代，4G LTE技术需要更多频段，更宽带宽作为支持，一般包括从700MHZ到2.6GHZ范围的多个频段，而由于4G LTE技术在低频段对低频带宽及性能要求更高，往往需要更长的天线走线长度，占用更多的位置，然而手机以及平板等移动终端却在向轻薄的房间发展，这给天线所预留的空间越来越小，且传统的天线产生的低频辐射效果并不好，工作频段覆盖广度不足。

为了解决以上问题，有厂商设计出了通过开关单元来实现不同工作频段间切换的天线，例如申请号为2014101460214所公开的一种手机及其天线的专利文件，该天线包括馈电端、天线匹配电路、高频分支、低频分支、射频开关、控制芯片以及两个或多个寄生分支，控制芯片通过控制射频开关使两个或多个寄生分支中的一个或多个寄生分支与整机金属地连接，以调节天线覆盖的频率范围。但这样设计必然会产生多个寄生分支，为了保证通讯质量，寄生分支需要占据一定的空间，导致的问题是大大增加了天线的占用空间，不利于小型设备上的应用。或者开关单元主要连接在馈电部分，导致其功耗较大，对于电池容量较小的移动设备来说是难以接受的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型需要提供一种占用空间小、功耗小且覆盖频段广的天线。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于开关调谐的天线，其特征在于，包括天线走线及用于与主板连接的馈电端和接地端，还包括

开关单元，连接于调谐负载与天线之间，受控制单元控制实现天线与不同调谐负载的匹配切换，进而实现天线在不同工作频段之间的切换；

至少一个负载，所述至少一个负载用于调谐，其一端与开关单元负载端连接，另一端接地。

优选的，所述开关单元可以为射频开关芯片或可控开关元件。

优选的，所述天线走线包括主辐射部分及寄生部分。

优选的，所述开关单元直接与主辐射部分或寄生部分连接。

优选的，所述开关单元通过接地端与主辐射部分或寄生部分连接。

优选的，所述负载的数量与开关单元可切换的频段数量相同。

优选的，所述负载单独使用一个或同时使用多个电感、电容或空接作为负载。

本实用新型包含以下有益效果：通过该射频开关芯片直接或间接通过接地端与天线相连，利用射频开关芯片切换不同接地负载从而实现切换谐振频率，可大大拓展了该天线的频段范围，满足4G LTE技术需要实现覆盖更多工作频段的要求，而且其占用空间小，功耗较小，适合小型轻薄的移动终端使用。

附图说明

图1为本实用新型所述天线实施例1的天线结构连接示意图；

图2为本实用新型所述天线实施例2的天线结构连接示意图；

图3为本实用新型所述天线实施例3的天线结构连接示意图。

具体实施方式

为了方便本领域技术人员实现本实用新型内容，下面将结合附图及实施例来对本实用新型内容作进一步详细说明。

本实用新型提供一种基于开关调谐的天线实施例，图1为该实施例的天线结构示意图，其中，端口5为天线接入端，端口6为主辐射走线接地端，端口7为主辐射走线馈电端，端口8为寄生走线接地端。

如图1所示，本实用新型实施例1提供一种基于开关调谐的天线，包括天线走线、馈电端7、接地端6、8，以及开关单元1。该天线走线包含主辐射走线，可以同时存在寄生走线，馈电端与接地端均与主辐射走线及寄生走线连接，具体到实际应用，本实用新型不限制具体的天线形式，一般常规的IFA或PIFA天线皆可以应用该技术。

此处开关单元用于切换不同负载，利用不同规格的负载实现不同频率的调谐。

实施过程中，该开关单元以及负载设置在移动设备的PCB板上，而天线部分可以设置在移动设备的中壳或者是后壳上，通过接线或者直焊与PCB板上的开关单元，以及馈电端、接地端连接。

本实施例1使用型号为RF1119A或RF1107的射频开关芯片作为开关单元1，该射频开关芯片1具有可相互之间切换的四个用于连接负载的端口，连接四个不同容抗值的负载2，从而实现四个不同工作频段的调谐，该射频开关芯片1的天线连接端4直接与所需应用的天线走线连接，而控制端3连接到移动终端的控制单元，控制单元根据情况发送不同的信号到射频开关芯片1的控制端3，从而实现射频开关芯片1对不同负载2的选通，该负载2可使用单一的电感或电容接地实现，也可以是多个电感及电容组合后接地实现，也可以将该接负载2的端口空接实现，而电感或电容的容抗值，可根据天线工作频段所需要的谐振点自行调节设定。

当射频开关控制端3接收到移动终端控制单元的第一频段切换信号时，射频开关芯片1会切换至第一负载2-1，此时，天线与接地的第一负载2-1导通，从而调谐出天线与第一负载2-1所产生的第一谐振，这样，该天线就可以工作在第一谐振所对应的第一工作频段；当射频开关控制端3接收到移动终端控制单元的第二频段切换信号时，射频开关芯片1会切换至第二负载2-2，此时，天线与接地的第二负载2-2导通，从而调谐出天线与第二负载2-2所产生的第二谐振，这样，该天线就可以工作在第二谐振所对应的第二工作频段；以此类推，该天线共能根据四个不同容抗值的负载2在四个不同的频段中进行切换，以使得该天线可较为可靠地通过切换频段的方式实现扩大该天线所能工作的频段范围的目的，且不至于增加太多能耗。

需要说明的是，本实用新型并不限定在本实施例所使用的射频开关芯片1的型号，也可以是其他具有可切换端口的射频开关型号，实现二个或六个或其他不同数量负载之间的切换，或者是可控开关元件，例如场效应管、或者可控的单刀单掷、单刀多掷以及多刀多掷开关，同时也不限定负载2规格，负载2规格可根据不同具体需要而作出改变。

图2、3为本实用新型所述天线实施例2、3的结构连接示意图。

如图2所示，相较于实施例1，该实施例2的射频开关芯片1的天线连接端4从天线走线的主辐射走线接地端6接入，实施例3的射频开关芯片1的天线连接端4从天线走线的寄生走线接地端8接入，当接入到主辐射走线或寄生走线的接地端6或8处时，其所起的效果与实施例1类似，皆有效在降低天线功耗及保持较小的天线占用空间的前提下，利用接地负载2的调谐作用达到调谐出所需工作频段范围，实现覆盖更多工作频段的效果。

表1为传统天线以及应用了本实用新型内容后的天线的OTA测试数据。

由表1可知，相较于传统天线，本实用新型在GSM850以及LTE Band 20等低频段中，皆获得了较为明显的天线辐射性能的提升，其中GSM850频段的TRP值从传统天线的25dBm左右提高到28dBm以上，LTE Band 20频段的TRP值从传统天线只有17dBm左右提高到接近20dBm，保证了天线在这两个频段的辐射性能。

本实用新型通过该射频开关芯片1直接与天线或通过接地端6、8与天线相连，利用射频开关芯片1切换不同接地负载2从而切换并产生不同的谐振频率，达到可工作在不同频段的效果，大大拓展了该天线的可使用工作频段的范围，满足4G LTE技术需要覆盖更多工作频段的效果及保证宽带宽的要求，而且其占用空间小，功耗较小，适合小型轻薄的移动终端使用。

本实用新型中未具体介绍的功能模块均可采用现有技术中成熟的功能模块，在此不赘述。

上述实施例仅为本实用新型的较优的实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于开关调谐的天线，包括天线走线及用于与主板连接的馈电端和接地端，其特征在于，还包括

开关单元，连接于调谐负载与天线之间，受控制单元控制实现天线与不同调谐负载的匹配切换，进而实现天线在不同工作频段之间的切换；

至少一个负载，所述至少一个负载用于调谐，其一端与开关单元连接，另一端接地。

2. 根据权利要求1所述的基于开关调谐的天线，其特征在于，所述开关单元为射频开关芯片或可控开关元件。

3. 根据权利要求1所述的基于开关调谐的天线，其特征在于，所述天线走线包括主辐射部分及寄生部分。

4. 根据权利要求3所述的基于开关调谐的天线，其特征在于，所述开关单元直接与主辐射部分或寄生部分连接。

5. 根据权利要求3所述基于开关调谐的天线，其特征在于，所述开关单元通过接地端与主辐射部分或寄生部分连接。

6. 根据权利要求1所述的基于开关调谐的天线，其特征在于，所述负载的数量与开关单元可切换的频段数量相同。

7. 根据权利要求6所述的基于开关调谐的天线，其特征在于，所述负载单独使用一个或同时使用多个电感、电容或空接作为负载。