CN204809408U - 多频段可重构手机天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多频段可重构手机天线。它包括基板、天线主体、射频开关、金属接地板；基板上端设有天线主体、射频开关、金属接地板；天线主体包括阻抗匹配输入传输线、U形垂直带、T形平行带、矩形平行带、水平矩形贴片、垂直矩形贴片、U形平行带、反L形平行带、反L形垂直带、倒L形垂直带，射频开关由开关一和开关二组成，开关一状态下电感一工作，开关二状态下电感二工作，射频开关的下端与金属接地板的上端相连；金属接地板的底端与基板的底端相连。本实用新型多频带，可重构，损耗低，辐射特性好，成本低，尺寸小，易于制作，便于集成，适用于LTE/WWAN频段。

Description

多频段可重构手机天线

技术领域

本实用新型涉及天线，尤其涉及一种多频段可重构手机天线。

背景技术

天线是所有无线通信系统不可或缺的部分，承担着将发射机发出的信号转化成电磁波的形式以向空间传播，或将自由空间中的电磁信号传化成高频信号以供接收机接收，从而实现无线通信的空间信号交换过程。随着无线通信技术的不断发展，硬件研发条件的不断进步，为了更好地实现无线信号的传输，对天线的性能上也提出了更高的要求，在当今无线通信设备广泛应用的大环境下，天线的重要性更是与日俱增，各种天线技术的研究和更高的技术指标的要求使得天线技术迎来了又一个发展的重大机遇。

现代无线通信设备被要求尺寸尽可能小，覆盖尽可能多的频段来实现更多的功能。但对手机嵌入式天线而言，在有限的空间里尺寸很到很大的约束，这对天线设计者来说无疑是一个很大的挑战。一种可覆盖多个频段的方法就是使用可重构天线。这种技术在天线重量、体积、性能上非常有优势，因此也备受欢迎。许多开关技术尤其是RF开关越来越受到天线工程师的关注。

发明内容

本实用新型提供一种多频段可重构手机天线，技术方案如下：

多频段可重构手机天线包括基板、天线主体、射频开关、金属接地板；基板上端设有天线主体、射频开关、金属接地板；天线主体包括阻抗匹配输入传输线、U形垂直带、T形平行带、矩形平行带、水平矩形贴片、垂直矩形贴片、U形平行带、反L形平行带、反L形垂直带、倒L形垂直带，阻抗匹配输入传输线的上端与U形垂直带的左下端垂直相连，U形垂直带开口朝上，与基板垂直，U形垂直带的左上端与T形平行带的左上端垂直相连，T形平行带沿着金属接地板的方向向前延伸，矩形平行带的左上端与T形平行带的下端相连，水平矩形贴片的下端与射频开关的上端相连，水平矩形贴片的上端与垂直矩形贴片的下端垂直相连，垂直矩形贴片垂直于基板向上延伸，U形平行带的左上端与垂直矩形贴片的上端垂直相连，U形平行带沿着金属接地板的方向向前延伸，反L形平行带的左端与U形平行带的右下端相连，反L形平行带的右上端与反L形垂直带垂直相连，反L形垂直带的左上端与倒L形垂直带的左下端相连，射频开关由开关一和开关二组成，开关一状态下电感一工作，开关二状态下电感二工作，射频开关的下端与金属接地板的上端相连；金属接地板的底端与基板的底端相连。

所述的基板为玻璃纤维环氧树脂材料，基板的长度为130mm～140mm，宽度为60mm～70mm，厚度为0.8mm～1mm。所述的天线主体中阻抗匹配输入传输线的长度为8mm～9mm，宽度为2mm～2.2mm。U形垂直带的总长度为30mm～32mm，总高度为6mm～6.5mm，贴片宽度为2mm～2.2mm，T形平行带横向矩形贴片的长度为15mm～16mm，宽度为1mm～1.2mm，纵向矩形贴片的长度为5.3mm～5.8mm，宽度为2mm～2.2mm，矩形平行带的长度为13mm～14mm，宽度为1mm～1.2mm，水平矩形贴片的长度为8mm～9mm，宽度为2mm～2.2mm，垂直矩形贴片的高度为6mm～6.5mm，宽度为2mm～2.2mm，U形平行带的总长度为42mm～44mm，总宽度为10mm～11mm，贴片宽度为2mm～2.2mm，反L形平行带的总长度为16mm～17mm，总宽度为10mm～12mm，贴片宽度为2mm～2.2mm，反L形垂直带的总长度为14mm～15mm，总高度为6mm～6.5mm，贴片宽度为2mm～2.2mm，倒L形垂直带的总长度为4mm～4.5mm，总高度为4mm～4.5mm，贴片宽度为2mm～2.2mm。所述的射频开关中电感一的电感值为9nH～9.2nH，电感二的电感值为50nH～51nH。所述的金属接地板的长度为120mm～130mm，宽度为60mm～70mm。

本实用新型多频带，可重构，损耗低，辐射特性好，成本低，尺寸小，易于制作，便于集成。

附图说明

图1是多频段可重构手机天线的整体结构图；

图2是多频段可重构手机天线的天线主体结构图；

图3是多频段可重构手机天线的回波损耗图；

图4是天线在开关一状态下0.85GHz时的xy面、xz面、yz面辐射方向图；

图5是天线在开关一状态下1.86GHz时的xy面、xz面、yz面辐射方向图；

图6是天线在开关二状态下0.74GHz时的xy面、xz面、yz面辐射方向图；

图7是天线在开关一状态下1.43GHz时的xy面、xz面、yz面辐射方向图

图8是天线在开关二状态下1.91GHz时的xy面、xz面、yz面辐射方向图；

图9是天线在开关二状态下2.47GHz时的xy面、xz面、yz面辐射方向图。

具体实施方式

如图1～2所示，多频段可重构手机天线包括包括基板1、天线主体2、射频开关3、金属接地板4；基板1上端设有天线主体2、射频开关3、金属接地板4；天线主体2包括阻抗匹配输入传输线5、U形垂直带6、T形平行带7、矩形平行带8、水平矩形贴片9、垂直矩形贴片10、U形平行带11、反L形平行带12、反L形垂直带13、倒L形垂直带14，阻抗匹配输入传输线5的上端与U形垂直带6的左下端垂直相连，U形垂直带6开口朝上，与基板1垂直，U形垂直带6的左上端与T形平行带7的左上端垂直相连，T形平行带7沿着金属接地板4的方向向前延伸，矩形平行带8的左上端与T形平行带7的下端相连，水平矩形贴片9的下端与射频开关3的上端相连，水平矩形贴片9的上端与垂直矩形贴片10的下端垂直相连，垂直矩形贴片10垂直于基板1向上延伸，U形平行带11的左上端与垂直矩形贴片10的上端垂直相连，U形平行带11沿着金属接地板4的方向向前延伸，反L形平行带12的左端与U形平行带11的右下端相连，反L形平行带12的右上端与反L形垂直带13垂直相连，反L形垂直带13的左上端与倒L形垂直带14的左下端相连，射频开关3由开关一和开关二组成，开关一状态下电感一工作，开关二状态下电感二工作，射频开关3的下端与金属接地板4的上端相连；金属接地板4的底端与基板1的底端相连。

所述的基板1为玻璃纤维环氧树脂材料，基板1的长度为130mm～140mm，宽度为60mm～70mm，厚度为0.8mm～1mm。所述的天线主体2中阻抗匹配输入传输线5的长度为8mm～9mm，宽度为2mm～2.2mm。U形垂直带6的总长度为30mm～32mm，总高度为6mm～6.5mm，贴片宽度为2mm～2.2mm，T形平行带7横向矩形贴片的长度为15mm～16mm，宽度为1mm～1.2mm，纵向矩形贴片的长度为5.3mm～5.8mm，宽度为2mm～2.2mm，矩形平行带8的长度为13mm～14mm，宽度为1mm～1.2mm，水平矩形贴片9的长度为8mm～9mm，宽度为2mm～2.2mm，垂直矩形贴片10的高度为6mm～6.5mm，宽度为2mm～2.2mm，U形平行带11的总长度为42mm～44mm，总宽度为10mm～11mm，贴片宽度为2mm～2.2mm，反L形平行带12的总长度为16mm～17mm，总宽度为10mm～12mm，贴片宽度为2mm～2.2mm，反L形垂直带13的总长度为14mm～15mm，总高度为6mm～6.5mm，贴片宽度为2mm～2.2mm，倒L形垂直带14的总长度为4mm～4.5mm，总高度为4mm～4.5mm，贴片宽度为2mm～2.2mm。所述的射频开关3中电感一的电感值为9nH～9.2nH，电感二的电感值为50nH～51nH。所述的金属接地板4的长度为120mm～130mm，宽度为60mm～70mm。

实施例1

多频段可重构手机天线：

基板为介电常数4.4的玻璃纤维环氧树脂材料，基板的长度为130mm，宽度为60mm，厚度为0.8mm。天线主体中阻抗匹配输入传输线的长度为8mm，宽度为2mm。U形垂直带的总长度为30mm，总高度为6mm，贴片宽度为2mm，T形平行带横向矩形贴片的长度为15mm，宽度为1mm，纵向矩形贴片的长度为5.3mm，宽度为2mm，矩形平行带的长度为13mm，宽度为1mm，水平矩形贴片的长度为8mm，宽度为2mm，垂直矩形贴片的高度为6mm，宽度为2mm，U形平行带的总长度为42mm，总宽度为10mm，贴片宽度为2mm，反L形平行带的总长度为16mm，总宽度为10mm，贴片宽度为2mm，反L形垂直带的总长度为14mm，总高度为6mm，贴片宽度为2mm，倒L形垂直带的总长度为4mm，总高度为4mm，贴片宽度为2mm。射频开关中电感一的电感值为9nH，电感二的电感值为50nH。金属接地板的长度为120mm，宽度为60mm。多频段可重构手机天线的各项性能指标采用HFSS软件进行仿真，所得的回波损耗曲线如附图3所示。由图可见，-6dB以下的工作频段为0.69GHz～0.985GHz、1.395GHz～1.475GHz、1.69GHz～2.17GHz、2.417GHz～2.56GHz。图4所示为天线在开关状态一下0.85GHz时的xy面、xz面、yz面辐射方向图，由图可见，在频率为0.85GHz时，增益为1.846dBi。图5所示为天线在开关状态一下1.86GHz时的xy面、xz面、yz面辐射方向图，由图可见，在频率为1.86GHz时，增益为2.37dBi。图6所示为天线在开关状态二下0.74GHz时的xy面、xz面、yz面辐射方向图，由图可见，在频率为0.74GHz时，增益为1.769dBi。图7所示为天线在开关状态二下1.43GHz时的xy面、xz面、yz面辐射方向图，由图可见，在频率为1.43GHz时，增益为2.46dBi。图8所示为天线在开关状态二下1.91GHz时的xy面、xz面、yz面辐射方向图，由图可见，在频率为1.91GHz时，增益为2.558dBi。图9所示为天线在开关状态二下2.47GHz时的xy面、xz面、yz面辐射方向图，由图可见，在频率为2.47GHz时，增益为4.25dBi。

Claims (5)

1.一种多频段可重构手机天线，其特征在于包括基板(1)、天线主体(2)、射频开关(3)、金属接地板(4)；基板(1)上端设有天线主体(2)、射频开关(3)、金属接地板(4)；天线主体(2)包括阻抗匹配输入传输线(5)、U形垂直带(6)、T形平行带(7)、矩形平行带(8)、水平矩形贴片(9)、垂直矩形贴片(10)、U形平行带(11)、反L形平行带(12)、反L形垂直带(13)、倒L形垂直带(14)，阻抗匹配输入传输线(5)的上端与U形垂直带(6)的左下端垂直相连，U形垂直带(6)开口朝上，与基板(1)垂直，U形垂直带(6)的左上端与T形平行带(7)的左上端垂直相连，T形平行带(7)沿着金属接地板(4)的方向向前延伸，矩形平行带(8)的左上端与T形平行带(7)的下端相连，水平矩形贴片(9)的下端与射频开关(3)的上端相连，水平矩形贴片(9)的上端与垂直矩形贴片(10)的下端垂直相连，垂直矩形贴片(10)垂直于基板(1)向上延伸，U形平行带(11)的左上端与垂直矩形贴片(10)的上端垂直相连，U形平行带(11)沿着金属接地板(4)的方向向前延伸，反L形平行带(12)的左端与U形平行带(11)的右下端相连，反L形平行带(12)的右上端与反L形垂直带(13)垂直相连，反L形垂直带(13)的左上端与倒L形垂直带(14)的左下端相连，射频开关(3)由开关一和开关二组成，开关一状态下电感一工作，开关二状态下电感二工作，射频开关(3)的下端与金属接地板(4)的上端相连；金属接地板(4)的底端与基板(1)的底端相连。

2.如权利要求1所述的一种多频段可重构手机天线，其特征在于所述的基板(1)为玻璃纤维环氧树脂材料，基板(1)的长度为130mm～140mm，宽度为60mm～70mm，厚度为0.8mm～1mm。

3.如权利要求1所述的一种多频段可重构手机天线，其特征在于所述的天线主体(2)中阻抗匹配输入传输线(5)的长度为8mm～9mm，宽度为2mm～2.2mm，U形垂直带(6)的总长度为30mm～32mm，总高度为6mm～6.5mm，贴片宽度为2mm～2.2mm，T形平行带(7)横向矩形贴片的长度为15mm～16mm，宽度为1mm～1.2mm，纵向矩形贴片的长度为5.3mm～5.8mm，宽度为2mm～2.2mm，矩形平行带(8)的长度为13mm～14mm，宽度为1mm～1.2mm，水平矩形贴片(9)的长度为8mm～9mm，宽度为2mm～2.2mm，垂直矩形贴片(10)的高度为6mm～6.5mm，宽度为2mm～2.2mm，U形平行带(11)的总长度为42mm～44mm，总宽度为10mm～11mm，贴片宽度为2mm～2.2mm，反L形平行带(12)的总长度为16mm～17mm，总宽度为10mm～12mm，贴片宽度为2mm～2.2mm，反L形垂直带(13)的总长度为14mm～15mm，总高度为6mm～6.5mm，贴片宽度为2mm～2.2mm，倒L形垂直带(14)的总长度为4mm～4.5mm，总高度为4mm～4.5mm，贴片宽度为2mm～2.2mm。

4.如权利要求1所述的一种多频段可重构手机天线，其特征在于所述的射频开关(3)中电感一的电感值为9nH～9.2nH，电感二的电感值为50nH～51nH。

5.如权利要求1所述的一种多频段可重构手机天线，其特征在于所述的金属接地板(4)的长度为120mm～130mm，宽度为60mm～70mm。