CN205376770U - 利用调谐开关实现lte全频段的手机天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用调谐开关实现LTE全频段的手机天线，包括天线主体与PCB主板，天线主体包括低频天线和寄生天线，低频天线与寄生天线共同围合成“L”形，寄生天线位于低频天线一端，寄生天线单独呈"L"形；低频天线上设有开关输出点与天线主体接触点和高低频分离点，寄生天线设有地馈点，低频天线上设有地馈点和馈电点；PCB主板上设有开关馈脚，调谐开关、开关匹配电路、RF模块和天线匹配电路；调谐开关一端与开关馈脚电连接，另一端与开关匹配电路选择性电连接。本实用新型能完美实现LTE全部频段的带宽需求，并且此技术对天线的高度需求更低，能适应现阶段手机设计越来越薄的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及手机天线领域，尤其涉及一种利用调谐开关实现LTE全频段的手机天线。
背景技术
通信行业的飞速发展，智能手机早已普及，为了满足用户的审美要求，智能手机都是向着做大做薄的方向发展，更有以苹果为首的金属外壳设计越来越受大众欢迎，这些苛刻的审美要求对天线设计都是不小的挑战。
再者智能手机的功能越来越强大，一个机器上可能有七八个不同的天线，平均到每个天线上的面积就越来越小，再加上现在都是多模多频手机，特别是4GLTE（LongTermEvolution，长期演进）时代，频段要求低频700MHZ-960MHZ，高频1430MHZ-2690MHZ的超宽带宽，这就要求我们在狭小的空间内要设计出超宽带宽的天线，这个一直是困扰大家的重点难点问题。
目前4G-LTE频段繁多，3G时代的天线技术已经远远无法满足天线调试的需求，特别是LTE-B12/B17/B28A/B等700M频率的频段要求与GSM850/GSM900兼容，天线带宽要求200M以上，常规走线是无法实现的。调谐开关技术有效的解决了此难题，但是常规调谐开关技术设计任然存在低频带宽窄，对天线高度有依赖等难点，亟需一种技术来解决此问题。
实用新型内容
针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种利用调谐开关实现LTE全频段的手机天线，改变传统的设计方法，可根据调试频段需求，任意调节所需的频点。
为实现上述目的，本实用新型提供一种利用调谐开关实现LTE全频段的手机天线，包括天线主体与PCB主板，所述天线主体包括低频天线和寄生天线，所述低频天线与寄生天线共同围合成“L”形，所述寄生天线位于低频天线一端，所述寄生天线单独呈"L"形；所述低频天线上设有开关输出点与天线主体接触点和高低频分离点，所述寄生天线设有地馈点，所述低频天线上设有地馈点和馈电点；
所述PCB主板上设有开关馈脚，调谐开关、开关匹配电路、RF模块和天线匹配电路；所述开关馈脚与开关输出点、天线主体接触点电连接，所述匹配电路与地馈点和馈电点电连接，所述调谐开关一端与开关馈脚电连接，另一端与开关匹配电路选择性电连接。
其中，所述PCB主板上设有与馈电点，低频天线上的地馈点和寄生电线上的地馈点相适配的焊盘，并分别与对应的馈电点和地馈点电连接。
其中，所述PCB主板上的开关馈脚、馈电点焊盘、两个地馈点焊盘全部处于净空区。
其中，所述PCB主板与天线主体的距离为2.0--4.0mm。
其中，所述调谐开关距离低频天线的馈电点8--10mm。
其中，所述开关输出点与天线主体接触点距离天线高低频分离点5MM以上。
其中，所述天线主体可调，天线匹配电路可调。
其中，所述开关匹配电路上设有三个连接档位，分别为断开档、12NH电感档和20NH电感档，三个档位分别独立，供调谐开关选择性连接。
本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型提供的一种利用调谐开关实现LTE全频段的手机天线，采用调谐开关技术，改变传统的设计方法，将调谐开关与天线馈电点间隔一定距离的位置，由以前对天线公共部分进行控制改为只对天线低频控制，这里控制的效果更佳，并且频率偏移得越明显。设置开关匹配电路，可根据调试频段需求，任意调节所需的频点，适用范围更广。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为第一实施例天线回波损耗图；
图3为第二实施例天线回波损耗的变化图；
图4为第三实施例天线回波损耗的变化图。
主要元件符号说明如下：
1、天线主体2、PCB主板
11、低频天线12、寄生天线
13、开关输出点与天线主体接触点14、高低频分离点
15、低频天线上的地馈点16、馈电点
121、寄生天线上的地馈点21、净空区
22、调谐开关23、天线匹配电路
24、RF模块211、开关馈脚
212、第一焊点213、第二焊点
214、第三焊点。
具体实施方式
为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。
请参阅图1，本实用新型的一种利用调谐开关实现LTE全频段的手机天线，包括天线主,1与PCB主板2，天线主体1包括低频天线11和寄生天线12，低频天线11与寄生天线12共同围合成“L”形，寄生天线12位于低频天线11一端，寄生天线12单独呈"L"形；低频天线11上设有开关输出点与天线主体接触点13和高低频分离点14，寄生天线12设有地馈点121，低频天线11上设有地馈点15和馈电点16；
PCB主板2上设有开关馈脚211，调谐开关22、开关匹配电路25、PF模块24和天线匹配电路23；开关馈脚211与开关输出点与天线主体接触点13电连接，匹配电路23与地馈点和馈电点电连接，调谐开关22一端与开关馈脚211电连接，另一端与开关匹配电路25选择性电连接。
与现有技术相比，本实用新型提供的一种利用调谐开关实现LTE全频段的手机天线，采用调谐开关技术，改变传统的设计方法，将调谐开关与天线馈电点间隔一定距离的位置，由以前对天线公共部分进行控制改为只对天线低频控制，这里控制的效果更佳，并且频率偏移得越明显。设置开关匹配电路，可根据调试频段需求，任意调节所需的频点，适用范围更广。
在本实施例中，PCB主板2上设有与馈电点16，低频天线上11的地馈点15和寄生电线12上的地馈点121相适配的焊盘，并分别与对应的馈电点16和地馈点15（121）电连接，即电连接方式为，低频天线11上的地馈点15与第一焊点212电连接，低频天线11上的馈电点16与第二焊点213电连接，寄生天线上的地馈点121与第三焊点214电连接，PCB主板2上的开关馈脚211、馈电点焊盘上的第一焊点212，第二焊点213和第三焊点214全部处于净空区，以避免不必要的干扰。
在本实施例中，PCB主板2与天线主体1的距离为2.0--4.0mm，而其它常规调试700M与900M天线需要加开关，并且要求天线高度在4.0MM以上。调谐开关22距离低频天线11的馈电点8--10mm。
在本实施例中，开关输出点与天线主体接触点13距离天线高低频分离点14为5MM以上，距离高低频分离点14越远控制低频的效果越明显。
在本实施例中，天线主体1可调，天线匹配电路23可调。在调谐开关22处于断开状态下，通过调整天线主体1的走线形式以及调整天线匹配，使得低频700M性能达到最佳，并且整个高频段性能也需要调整到最佳。之后如果要使用其它低频段频率，通过调谐开关22控制对地并电感可以实现切换。在本实施例中个，开关匹配电路25上设有三个连接档位，分别为断开档、12NH电感档和20NH电感档，三个档位分别独立，供调谐开关选择性连接。
请参阅图2-图4，对于常规LTE天线，一般2G/3G/4G多模组合，当前频段需求众多，对天线环境要求较高，即使在加调谐开关的情况下，受整机高度限制也存在低频段带宽比较窄的情况。为了应对量产需求，设计手机的时候一般根据手机卖往哪个国家，哪个区域，针对性只兼容当地使用的频段。例如中国国内全部频段为GSM900/1800+CDMA800+TD-A/F+WCDMA-B1/B8+TDD-B38/39/40/41+FDD-B1/B3。对应的频率范围为(880M-960M),(1710M-2170M),(2300M-2400M),(2570M-2620M)此类天线比较容易实现.欧洲版天线使用的频段为GSM4频+WCDMA-B1/2/5/8+FDD-B1/3/7/20.对应的频率为(791M-960M),(1710M-2170M),(2570M-2690M)，相对国4G版天线来说，低频带宽要求从791M-960M，对于天线净空高度环境达到5MM以上的机型来说比较容易实现，对于高度5MM以下且对性能要求较高的机型，采用调谐开关比较容易实现。美洲版天线频段为GSM850/PCS1900+WCDMA-B2/4/5+FDD-B2/4/5/7/12/17.低频带宽要求从704M-895M，对于常规设计来说，开关调谐的宽度也很难达到理想效果。所以调试好美洲版天线频段，基本可以兼容LTE全频段。
常规天线走线加上调试天线匹配以及增加寄生单元的情况下，很容易实现(698M-746M),(1710M-2170M),（2300M-2400M），(2570M-2690M)频段。调试的方法与难点类似于国内4G版天线，调试效果类似于图2所示的效果。
在图2基础上，接着在如图1所示的在距离高低频分离点5MM以上的低频天线上接入调谐开关，开关匹配选用12NH电感，谐振偏移到如图3所示MARK点标准的波形位置。低频偏移到（825M-895M）频段上。在上述基础上开关匹配选用20NH电感，谐振偏移到如图4所示MARK点标注的波形位置。低频偏移到（880M-960M）频段上。开关匹配使用的规律是对地并的电感越大，谐振频率越往高频方向偏移。
通过开关匹配的切换，可以实现(698M-960M),(1710M-2170M),（2300M-2400M），(2570M-2690M)频率的全覆盖，这样就实现了当前世界各地LTE的所有频段。本实用新型具有对天线高度要求更低，各频段不会存在带宽窄等优点。
本实用新型的优势在于：
1）采用调谐开关技术，改变传统的设计方法，只对天线低频控制，控制效果更佳，并且频率偏移得越明显；
2）设置开关匹配电路，可根据调试频段需求，任意调节所需的频点，适用范围更广；
3）对天线高度要求更低，各频段不会存在带宽窄等情况。
以上所揭露的仅为本实用新型实施的方式之一，不构成对本专利权利的限制。如果本领域内的技术人员受其启发，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与本方案类似的实施案例，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种利用调谐开关实现LTE全频段的手机天线，其特征在于，包括天线主体与PCB主板，所述天线主体包括低频天线和寄生天线，所述低频天线与寄生天线共同围合成“L”形，所述寄生天线位于低频天线一端，所述寄生天线单独呈"L"形；所述低频天线上设有开关输出点与天线主体接触点和高低频分离点，所述寄生天线设有地馈点，所述低频天线上设有地馈点和馈电点；
所述PCB主板上设有开关馈脚，调谐开关、开关匹配电路、RF模块和天线匹配电路；所述开关窥脚与开关输出点与天线主体接触点电连接，所述匹配电路与地馈点和馈电点电连接，所述调谐开关一端与开关馈脚电连接，另一端与开关匹配电路选择性电连接。
2.根据权利要求1所述的利用调谐开关实现LTE全频段的手机天线，其特征在于，所述PCB主板上设有与馈电点，低频天线上的地馈点和寄生电线上的地馈点相适配的焊盘，并分别与对应的馈电点和地馈点电连接。
3.根据权利要求2所述的利用调谐开关实现LTE全频段的手机天线，其特征在于，所述PCB主板上的开关馈脚、馈电点焊盘、两个地馈点焊盘全部处于净空区。
4.根据权利要求1所述的利用调谐开关实现LTE全频段的手机天线，其特征在于，所述PCB主板与天线主体的距离为2.0--4.0mm。
5.根据权利要求1所述的利用调谐开关实现LTE全频段的手机天线，其特征在于，所述调谐开关距离低频天线的馈电点8--10mm。
6.根据权利要求1所述的利用调谐开关实现LTE全频段的手机天线，其特征在于，所述开关输出点与天线主体接触点距离天线高低频分离点5MM以上。
7.根据权利要求1所述的利用调谐开关实现LTE全频段的手机天线，其特征在于，所述天线主体可调，天线匹配电路可调。
8.根据权利要求1所述的利用调谐开关实现LTE全频段的手机天线，其特征在于，所述开关匹配电路上设有三个连接档位，分别为断开档、12NH电感档和20NH电感档，三个档位分别独立，供调谐开关选择性连接。
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