CN204441479U - 一种天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及通信领域，公开了一种天线，该天线的末端连接天线长度控制部；天线长度控制部包含：开关、天线附加段和控制信号输入段；开关由所述控制信号输入段输入的电平控制，开关控制天线附加段是否与天线连接。在外部输入的电平高低不同的情况下，天线长度控制部可以使原有天线增长或不变。也就是说，本实用新型实施方式通过改变天线的长度，从而改变了天线的工作频率中心点，进而增加天线整体的工作带宽。

Description

一种天线

技术领域

本实用新型涉及通信领域，特别涉及通信终端使用的天线。

背景技术

随着无线通信技术的突飞猛进，移动通信产品已成为现阶段科技产品的主流，包括移动电话、笔记型计算机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等。这些产品在与通信模块结合后，不仅可以连接至局域网络、收发e-mail，更可以接收如新闻、股票等实时信息，使彼此之间达到资源共享和数据传输的功能。上述移动通信终端产品中天线均是其必备的组件之一。

天线的工作频率指工作频率的中心点，天线的工作带宽指的是，在这个工作带宽范围内，天线的辐射效率达到规定要求。如，对于GSM900M频段来说，要求天线在880MHZ－960MHZ的频率范围内，天线效率大于30％。

目前终端天线的发展趋势是宽带宽，小尺寸。首先，天线在制造得更为轻薄后，会影响天线的性能，包括降低其工作带宽；其次在4G通信模式下，智能终端往往需要支持低频700M－960M，高频1700M－2700M，一般很难达到如此大的带宽。

现有的增加天线工作带宽的方法是增加切换开关，使得天线的匹配电路产生变化，从而改变天线工作频段，但调整匹配电路不直观，且调整电路本身难度较大，使得在实际应用中的调整效果并不理想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种天线，使得天线改造简便，且增加天线的工作带宽，解决现有天线工作带宽不够大的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种天线，该天线的末端连接天线长度控制部；

所述天线长度控制部包含：开关、天线附加段和控制信号输入段；所述开关由所述控制信号输入段输入的电平控制，所述开关控制所述天线附加段是否与所述天线连接。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，主要区别及效果在于：现有天线的长度是固定不变的，而本实用新型实施方式中的天线长度可以根据外部输入的电平变化，在外部输入的电平高低不同的情况下，天线长度控制部可以使原有天线增长或不变。也就是说，本实用新型实施方式通过改变天线的长度，从而改变了天线的工作频率中心点，进而增加天线整体的工作带宽。其中，利用开关开闭的结构，便捷地通过天线附加段控制天线的总体长度，且改造简便、成本低，利于本实用新型的推广。

作为进一步改进，控制信号输入段可以包括控制信号输入馈点和高频信号阻隔器。利用高频阻隔器使得可以通过外部输入的高低电平便捷地控制开关，实现简便，成本低廉，同时使得控制电路部分不会对天线产生不利影响和天线信号不会进入控制电路部分。

作为进一步改进，高频信号阻隔器可以为电感。利用电感作为高频信号阻隔器进一步使得本实用新型实施方式可以低成本且便捷地被实施。

作为进一步改进，开关、天线附加段和控制信号输入段可以依次连接；所述开关与所述天线的末端连接。利用各部分依次连接的结构，使得本实用新型实施方式中的天线结构简单，布线方便，进一步降低了改造成本。

作为进一步改进，天线的末端可以为天线高频段末端和/或天线低频段末端。天线长度控制部的位置可以多个任选，使得本实用新型实施方式中的天线结构更为灵活多变，适应不同应用场景的变化需求。

作为进一步改进，天线长度控制部的数量可以为大于一个，各所述天线长度控制部可以依次连接。利用多个天线长度控制部，可以多次改变天线长度，丰富天线的工作频率，进一步增加天线的工作带宽，其中利用依次连接的结构，可以使天线的结构简单，布线更为方便。

附图说明

图1是根据本实用新型第一实施方式的典型的终端双频段天线的结构示意图；

图2是根据本实用新型第一实施方式的天线的结构示意图；

图3是根据本实用新型第二实施方式的天线的结构示意图；

图4是根据本实用新型第三实施方式的天线的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型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，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请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，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本实用新型发明人发现，天线的工作宽度主要和以下几方面有关：天线离主板高度、天线下方区域主板的清空面积、天线本体走线宽度、天线附近金属件的分布、外壳的材质等。现有终端天线的趋势是金属外壳和轻薄，所以上述几个方面均无法进一步突破。但天线的工作频率中心点还和长度有关，比如，终端天线主流设计中，天线的长度大致等于工作频率波长的四分之一，如果可以使现有天线的长度可变，那其工作频率中心点也就变得可控，从而可以使天线根据需求工作在不同的工作频率上，增加天线整体的工作带宽。

以下以典型的终端双频段天线为例(图1为传统的天线结构)，包括：天线本体10、弹片或顶针(图上未示出)和匹配电路(图上未示出)。天线本体10进一步包括高频走线分支(下简称“高频段11”)和低频走线分支(下简称“低频段12”)，长的分支用来辐射低频段信号，短的分支用来辐射高频段信号。天线本体10通过弹片或顶针等方式同主板电路接触，接地馈点是否需要与天线类型有关。当天线设计完成后，由于天线的长度固定，天线的工作频率范围就已确定。

本实用新型的第一实施方式涉及一种天线，本实施方式中的天线在传统的天线结构上做改进，如图2所示，该天线低频段12的末端连接一个天线长度控制部40，该天线长度控制部40根据输入的电平控制天线的长度，同时信号馈点2和接地馈点3位置不变。

具体的说，该天线长度控制部40包含：开关(本实施方式中为开关二极管41)、天线附加段42和控制信号输入段(本实施方式中由控制信号输入馈点44和高频信号阻隔器组成，且本实施方式中的高频阻隔器为一电感43)；开关由控制信号输入段输入的电平控制，开关控制天线附加段42是否与天线连接。

以控制GSM850/900频段为例作具体说明：当终端工作在GSM900M频段时，输入控制信号输入馈点44的电平为0V，此时，开关二极管41关闭，天线附加段42与天线本体10部分断开，主天线低频段12谐振在GSM900频段。当终端工作在GSM850时，输入控制信号输入馈点44的电平为高电平，继而控制信号传到电感43，到附加段，到开关二极管41，到天线本体10，到主板地，形成回路；此时开关二极管41打开，附加段接入，天线长度增加，天线低频谐振到GSM850频段。

可见，本实施方式利用开关开闭的结构，便捷地通过天线附加段42控制天线的总体长度，同时，在天线各种制造工艺(如F.P.C工艺(Flexible PrintedCircuit，单面板))中，增加元器件十分简便，使得本实用新型改造简便、成本低，利于本实用新型的推广。

值得一提的是，本实施方式中的天线中包含高频信号阻隔器，使得天线长度控制部40不会对天线本体10产生不利影响，同时天线信号也不会进入天线长度控制部40。

其中，开关二极管41可以是一种特殊的二极管(比如PIN二极管)(普通的二极管由PN结组成，在P和N半导体材料之间加入一薄层低掺杂的本征半导体层，组成的这种P-I-N结构的二极管就是PIN二极管。正因为有本征层的存在，PIN二极管应用很广泛，从低频到高频的应用都有，主要用在RF领域，用作RF开关和RF保护电路，也有用作光电二极管(PhotoDiode)。PIN二极管包括PIN光电二极管和PIN开关二极管，本文指的是PIN开关二极管)，可以通过所加的直流电压来控制高频信号的通断；电感43用来提供控制信号的直流通路，而阻隔高频信号通过，电感43值的选取和天线工作频率有关，对于典型的2G、3G、4G终端来说，通常在几十NH左右，可以利用如下公式(1)计算得出：

电感阻抗＝j2∏fL(1)；

上式中，f＝工作频率，L＝电感量；在实际应用中，选取电感时应使电感阻抗尽可能大，但工作频率不能超过该电感的截止频率，否则电感的特性会恶化。

本实施方式中采用开关二极管41、电感43等常用元器件实现，进一步降低了本实用新型的改造成本，便于本实用新型的广泛推广。

需要说明的是，实际应用中，当天线本体10有接地馈点3时，接地馈点3可提供控制信号的地回路；当天线本体10没有接地馈点3时，需要在匹配电路中设计一个接地电感，以提供控制信号的直流回路，该电感的取值同样可以由上述公式(1)计算得出，为了减少元器件的类别，可以采用和上述电感43相同规格的电感。

另外，本实施方式中的开关二极管41、天线附加段42、电感43和控制信号输入馈点44可以依次连接在天线低频段12末端上。利用各元器件依次连接的结构，使得本实施方式中的天线结构简单，布线方便，进一步降低了改造成本。当然，还可以根据需要利用其它连接结构，在此不再一一赘述。

本实施方式相对于现有技术而言，现有天线的长度是固定不变的，而本实施方式中的天线长度可以根据外部输入的电平变化，在外部输入的电平高低不同的情况下，天线长度控制部40可以使原有天线增长或不变。也就是说，本实施方式通过改变天线的长度，从而改变了天线的工作频率中心点，使得天线可以工作在不同的工作频段，进而增加天线整体的工作带宽。

值得一提的是，虽然本实施方式以双频段结构的天线为例，但本实用新型依然可以应用在其他结构的天线上，在此不再一一赘述。

本实用新型的第二实施方式同样涉及一种天线，本实施方式和第一实施方式大致相同，主要区别在于，第一实施方式中的天线长度控制部40连接在天线低频段12的末端上，而本实施方式中的天线长度控制部40连接在天线高频段11的末端上。由此可见，天线长度控制部40的位置可以多个任选，使得本实用新型的天线结构更为灵活多变，适应不同应用场景的变化需求。

本实施方式中的天线结构如图3所示，天线高频段11的末端连接一天线长度控制部40，具体的说，开关二极管41、天线附加段42、电感43和控制信号输入馈点44依次连接在天线高频段11末端上。

此外，除了在第一实施方式中提到的天线低频段12末端连接天线长度控制部40，和第二实施方式中提到的天线高频段11末端连接天线长度控制部40，还可以同时在天线的高频段11末端和低频段12末端都分别连接天线长度控制部40，使得本实施方式中天线长度变化灵活多变，适应不同应用场景的变化需求。

本实用新型的第三实施方式同样涉及一种天线，本实施方式和第一实施方式大致相同，主要区别在于，第一实施方式中的天线长度控制部只有一个，而本实施方式中，天线的末端连接了多个天线长度控制部。利用多个天线长度控制部，可以多次改变天线长度，丰富天线的工作频率，进一步增加天线的工作带宽。

具体的说，如图4所示，本实施方式中天线低频段12的末端连接了两个天线长度控制部(401和402)，而且是采用依次连接的结构，在实际应用时，可以通过输入的电平控制天线本体不连接天线长度控制部、仅连接一个天线长度控制部或连接两个天线长度控制部，显然，利用两个天线长度控制部，使得天线总长变得更为多变，可以更为适应更广的天线长度要求，进一步增加天线的工作带宽。当然，如果需要进一步增加天线的长度变化，可以选择连接更多数量的天线长度控制部，在此不再一一列举。

此外，需要说明的是，本实施方式中利用各天线长度控制部依次连接的结构，实际应用中，还可以利用其它连接结构，在此不再一一赘述。

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实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (7)

1.一种天线，其特征在于，所述天线的末端连接天线长度控制部；

所述天线长度控制部包含：开关、天线附加段和控制信号输入段；

所述开关由所述控制信号输入段输入的电平控制，所述开关控制所述天线附加段是否与所述天线连接。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述控制信号输入段包括控制信号输入馈点和高频信号阻隔器；

所述控制信号输入馈点和高频信号阻隔器相连。

3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述高频信号阻隔器为电感。

4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述开关、天线附加段和控制信号输入段依次连接；所述开关与所述天线的末端连接。

5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述开关为开关二极管。

6.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线的末端为天线高频段末端和/或天线低频段末端。

7.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线长度控制部的数量为大于一个，各所述天线长度控制部依次连接。