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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