CN211088516U - 一种双频带频率可调谐的微带天线及终端通信设备 - Google Patents
一种双频带频率可调谐的微带天线及终端通信设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211088516U CN211088516U CN201922310372.5U CN201922310372U CN211088516U CN 211088516 U CN211088516 U CN 211088516U CN 201922310372 U CN201922310372 U CN 201922310372U CN 211088516 U CN211088516 U CN 211088516U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- radio frequency
- capacitor
- radiation patch
- microstrip antenna
- adjustable device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 73
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 53
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 6
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005388 cross polarization Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种双频带频率可调谐的微带天线及终端通信设备，该天线采用偏馈的方式，利用辐射贴片长宽不同激励两个模式：TM01模式和TM10模式，调整长宽比例可以获得双频带天线设计；并在微带天线内部加载第一可调器件和第二可调器件，分别调节这两个模式工作频点的电流路径的电长度，实现双频带频率可调谐的微带天线。
Description
技术领域
本实用新型属于移动通信的设计领域，尤其涉及一种双频带频率可调谐的微带天线及终端通信设备。
背景技术
随着第五代移动通信技术的发展，移动终端要求覆盖除2G、3G、4G频段外的5G频段，同时，5G通讯技术为了满足高吞吐量的要求，需要采用MIMO天线，这势必大大增加天线的数量。因此，需要在移动终端中选取更开阔的位置放置天线，例如，手机背部。这势必要寻求超薄天线的设计方案以降低手机整体厚度。
微带天线相比其他天线在较薄尺寸下具有较高的效率。其设计简单，易于加工。而传统微带天线的效率和带宽均和厚度成正比，在较薄的厚度下具有较低的效率和较窄的带宽。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种双频带频率可调谐的微带天线及终端通信设备，可在降低微带天线的剖面高度的同时获得较大的带宽，实现双频带频率可调谐。
为解决上述问题，本实用新型的技术方案为：
一种双频带频率可调谐的微带天线，包括：辐射贴片、介质层、地层、馈线、第一可调器件及第二可调器件；
其中，所述辐射贴片位于所述介质层的上表面，所述地层位于所述介质层的下表面，所述馈线与所述辐射贴片电连接，所述馈线与所述辐射贴片的连接点位于所述辐射贴片非中轴线的位置；所述连接点为馈电点，用于激励TM01模式及TM10模式；
所述第一可调器件设于所述辐射贴片的中轴线上，用于调节所述微带天线的TM01模式的谐振频率；所述第一可调器件的一端与所述辐射贴片电连接，所述第一可调器件的另一端与所述地层电连接；
所述第二可调器件设于所述辐射贴片的中轴线上，用于调节所述微带天线的TM10模式的谐振频率；所述第二可调器件的一端与所述辐射贴片电连接，所述第二可调器件的另一端与所述地层电连接；
所述第一可调器件与所述第二可调器件不在同一中轴线上。
根据本实用新型一实施例，所述辐射贴片呈矩形，所述辐射贴片水平方向上的边长大于垂直方向上的边长，所述辐射贴片水平方向上的边长用于激励所述TM01模式的谐振频率，所述辐射贴片垂直方向上的边长用于激励所述TM10模式的谐振频率；所述第一可调器件设于所述辐射贴片的水平中轴线上，所述第二可调器件设于所述辐射贴片的垂直中轴线上。
根据本实用新型一实施例，所述馈线采用嵌入式馈电的方式，在所述辐射贴片内部形成一段共面波导线。
根据本实用新型一实施例，所述第一可调器件包括第一射频开关、第一电容、两个第一隔直电容，所述第一射频开关的射频输入端经一个所述第一隔直电容与所述辐射贴片相连，所述第一射频开关的射频输出端经另一个所述第一隔直电容与所述第一电容的一端相连，所述第一电容的另一端与所述地层相连；
所述第二可调器件包括第二射频开关、第二电容、两个第二隔直电容，所述第二射频开关的射频输入端经一个所述第二隔直电容与所述辐射贴片相连，所述第二射频开关的射频输出端经另一个所述第二隔直电容与所述第二电容的一端相连，所述第二电容的另一端与所述地层相连。
根据本实用新型一实施例，所述第一可调器件包括第一射频开关、第一电感、第一电容；所述第一射频开关的射频输入端与所述辐射贴片相连，所述第一射频开关的射频输出端与所述第一电感的一端相连或与所述第一电容的一端相连，所述第一电感的另一端与所述地层相连，所述第一电容的另一端与所述地层相连；
所述第二可调器件包括第二射频开关、第二电感、第二电容；所述第二射频开关的射频输入端与所述辐射贴片相连，所述第二射频开关的射频输出端与所述第二电感的一端相连或与所述第二电容的一端相连，所述第二电感的另一端与所述地层相连，所述第二电容的另一端与所述地层相连。
根据本实用新型一实施例，所述介质层的上表面设有金属包边，所述金属包边位于所述辐射贴片的周边，并不与所述辐射贴片接触；所述金属包边与所述地层共地。
一种终端通信设备，包括本实用新型一实施例的双频带频率可调谐的微带天线。
本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
1)本实用新型一实施例中的双频带频率可调谐的微带天线，采用偏馈的方式，利用辐射贴片长宽不同激励两个模式：TM01模式和TM10模式，调整长宽比例可以获得双频带天线设计；并在微带天线内部加载第一可调器件和第二可调器件，分别调节这两个模式工作频点的电流路径的电长度，实现双频带频率可调谐的微带天线。
2)本实用新型一实施例中的双频带频率可调谐的微带天线，将第一可调器件设于辐射贴片的水平中轴线上，第二可调器件设于辐射贴片的垂直中轴线上，能够有效抑制交叉极化的产生。
附图说明
图1为本实用新型一实施例中的双频带频率可调谐的微带天线的结构示意图；
图2为本实用新型一实施例中的双频带频率可调谐的微带天线的俯视图；
图3为本实用新型一实施例中的双频带频率可调谐的微带天线的仰视图；
图4为本实用新型一实施例中的双频带频率可调谐的微带天线的侧视图；
图5为本实用新型一实施例中的可调器件的连接示意图；
图6为本实用新型一实施例中的双频带频率可调谐的微带天线的反射系数的仿真结果图；
图7为本实用新型一实施例中的双频带频率可调谐的微带天线的辐射效率的仿真结果图；
图8为本实用新型一实施例中的终端通信设备的结构示意图。
附图标记说明：
1：辐射贴片；2：介质层；201：过孔；202：金属包边；3：地层；4：馈线；401：第一馈线；402：第二馈线；5：第一可调器件；6：第二可调器件；7：金属边框；8：玻璃后壳；9：电池；10：手机主板；11：射频芯片；12：第一分集天线；13：第二分集天线；14：第一射频传输线；15：第二射频传输线。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种双频带频率可调谐的微带天线及终端通信设备作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。
实施例一
如图1所示，本实用新型提供的双频带频率可调谐的微带天线，包括：辐射贴片1、介质层2、地层3、馈线4、第一可调器件5及第二可调器件6。其中，辐射贴片1位于介质层2的上表面，地层3位于介质层2的下表面，馈线4与辐射贴片1电连接，馈线4与辐射贴片1的连接点位于辐射贴片1非中轴线的位置；该连接点为馈电点，用于激励TM01模式及TM10模式；通过控制辐射贴片1的长边尺寸确定TM01模的谐振频率，控制辐射贴片1短边的尺寸确定TM10模的谐振频率。第一可调器件5设于辐射贴片1的水平中轴线上，用于调节该微带天线的TM01模式的谐振频率；第一可调器件5的一端与辐射贴片1电连接，第一可调器件5的另一端与地层3电连接。第二可调器件6设于辐射贴片1的垂直中轴线上，用于调节该微带天线的TM10模式的谐振频率；第二可调器件6的一端与辐射贴片1电连接，第二可调器件6的另一端与地层3电连接。
具体的，如图2、3、4所示，该微带天线采用微波射频板工艺加工而成，该微波射频板为松下R5575板材，该微带天线的尺寸29mm*33mm*0.54mm。采用嵌入式馈电的方式，将馈线4在辐射贴片1内部形成一段共面波导线，通过改变共面波导线的阻抗来与天线匹配。介质层2的上表面还设有金属包边202，该金属包边202位于辐射贴片1的周边，并与辐射贴片1保持一定的距离，金属包边202通过一系列过孔201与地层3相连，从而使金属包边202与地层3共地。
其中，辐射贴片1、第一馈线401和金属包边202均位于第一金属层；介质板、过孔201(信号孔、地孔、第一连接孔和第二连接孔)位于介质层2；地层3、第二馈线402、第一可调器件5和第二可调器件6位于第二金属层。本实施例中的辐射贴片1为矩形，也可以为椭圆形或者其他多边形，辐射贴片1的长边尺寸为28.3mm，短边尺寸为21.8mm，长边与短边尺寸之比约为1.3。第一馈线401和第二馈线402均偏离辐射贴片1的任意一条中轴线。其中，第一馈线401和第二馈线402通过信号孔连接，射频信号依次经过第二馈线402、信号孔和第一馈线401进入辐射贴片1。第一馈线401的为微带线或共面波导线，通过调节第一馈线401的特性阻抗能够实现微带天线的阻抗匹配。金属包边202和地层3通过一系列地孔连接，从而使金属包边202和地层3构成一个整体的地。第一可调器件5位于辐射贴片1的水平中轴线上，第二可调器件6位于辐射贴片1的垂直中轴线上。如图5所示，第一可调器件5包括第一射频开关和第一电容C(1.1pF)和第一隔直电容Cg(47pF)。该第一射频开关为单刀单掷开关，辐射贴片1依次经过地孔、第一隔直电容Cg与第一射频开关的射频输入端相连，第一射频开关的射频输出端依次经过另一个第一隔直电容Cg、第一电容C后与地层3相连。第二可调器件6与第一可调器件一致，包括第二射频开关、第二电容C(1.1pF)和第二隔直电容Cg(47pF)。该第二射频开关为单刀单掷开关，辐射贴片1依次经过地孔、第二隔直电容Cg与第二射频开关的射频输入端相连，第二射频开关的射频输出端依次经过另一个第二隔直电容Cg、第二电容C后与地层3相连。当第一可调器件5和第二可调器件6的射频开关均断开时，微带天线的辐射状态为原始状态，称为状态一；当第一射频开关及第二射频开关均闭合时，微带天线的辐射状态为状态二，此时辐射贴片1和电容C并联，能够延长辐射贴片1工作在TM01模式和TM10模式的电流路径，进而实现微带天线频率的可调谐，同样能够缩小微带天线的尺寸。
如图6、7所示，本实施例中的双频带频率可调谐的微带天线，其反射系数及辐射效率能够覆盖N41、N78两个频段，且能满足5G分集天线的技术指标。
本实施例给出了第一可调器件5和第二可调器件6的位置分别位于辐射贴片1水平中轴线和垂直中轴线上的情况。而实际设计中并不限于此，第一可调器件5和第二可调器件6的位置可以位于辐射贴片1内的任意位置，可根据实际情况进行选择。
而辐射贴片1的长边尺寸和短边尺寸的比值也可以无限地接近1。在此情况下，微带天线TM01模式和TM10模式的工作频率较为接近。当在水平中轴线和垂直中轴线上分别加载第一可调器件5和第二可调器件6时，能够实现较宽频带的调谐范围。
另外，第一可调器件5也可以包括第一射频开关、第一电感及第一电容。第一射频开关的射频输入端与辐射贴片1相连，第一射频开关的射频输出端与第一电感的一端相连或与第一电容的一端相连，第一电感的另一端经介质层2上的过孔201与地层3相连，第一电容的另一端经过孔201与地层3相连。
第二可调器件6也可以包括第二射频开关、第二电感、第二电容。第二射频开关的射频输入端与辐射贴片1相连，第二射频开关的射频输出端与第二电感的一端相连或与第二电容的一端相连，第二电感的另一端经过孔201与地层3相连，第二电容的另一端经过孔201与地层3相连。
当第一可调器件5的第一射频开关切换到第一电容档时，能够实现TM01模式谐振频率的降低，当切换到第一电感档时，能够实现TM01模式谐振频率的提高。同样的，当第二可调器件6的第二射频开关切换到第二电容档时，能够实现TM10模式谐振频率的降低，当切换到第二电感档时，能够实现TM10模式谐振频率的提高。
实施例二
本发明还提供了采用上述实施例一所述的频率可调谐的微带天线的终端通信设备，具体如图8所示。该终端通信设备为手机，上述施例一或实施例二所述的频率可调谐的微带天线作为手机的5G分集天线。该手机包括金属边框7、玻璃后壳8、电池9、手机主板10、射频芯片11、第一分集天线12、第二分集天线13、第一射频传输线14及第二射频传输线15。其中，第一分集天线12通过第一射频传输线14与射频芯片11相连，第二分集天线13通过第二射频传输线15与射频芯片11相连。该第一分集天线12与第二分集天线13正交设置，可有效降低这两个分集天线之间的隔离度。
该手机采用上述实施例一所述的频率可调谐的微带天线作为第一分集天线12及第二分集天线13，可实现双频带频率可调谐，满足5G通信系统的指标要求。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种双频带频率可调谐的微带天线，其特征在于，包括：辐射贴片、介质层、地层、馈线、第一可调器件及第二可调器件；
其中，所述辐射贴片位于所述介质层的上表面，所述地层位于所述介质层的下表面，所述馈线与所述辐射贴片电连接，所述馈线与所述辐射贴片的连接点位于所述辐射贴片非中轴线的位置；所述连接点为馈电点，用于激励TM01模式及TM10模式；
所述第一可调器件设于所述辐射贴片的中轴线上，用于调节所述微带天线的TM01模式的谐振频率；所述第一可调器件的一端与所述辐射贴片电连接，所述第一可调器件的另一端与所述地层电连接；
所述第二可调器件设于所述辐射贴片的中轴线上，用于调节所述微带天线的TM10模式的谐振频率；所述第二可调器件的一端与所述辐射贴片电连接，所述第二可调器件的另一端与所述地层电连接；
所述第一可调器件与所述第二可调器件不在同一中轴线上。
2.如权利要求1所述的双频带频率可调谐的微带天线，其特征在于，所述辐射贴片呈矩形，所述辐射贴片水平方向上的边长大于垂直方向上的边长，所述辐射贴片水平方向上的边长用于激励所述TM01模式的谐振频率，所述辐射贴片垂直方向上的边长用于激励所述TM10模式的谐振频率；所述第一可调器件设于所述辐射贴片的水平中轴线上，所述第二可调器件设于所述辐射贴片的垂直中轴线上。
3.如权利要求1所述的双频带频率可调谐的微带天线，其特征在于，所述馈线采用嵌入式馈电的方式，在所述辐射贴片内部形成一段共面波导线。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的双频带频率可调谐的微带天线，其特征在于，所述第一可调器件包括第一射频开关、第一电容、两个第一隔直电容，所述第一射频开关的射频输入端经一个所述第一隔直电容与所述辐射贴片相连，所述第一射频开关的射频输出端经另一个所述第一隔直电容与所述第一电容的一端相连，所述第一电容的另一端与所述地层相连；
所述第二可调器件包括第二射频开关、第二电容、两个第二隔直电容，所述第二射频开关的射频输入端经一个所述第二隔直电容与所述辐射贴片相连，所述第二射频开关的射频输出端经另一个所述第二隔直电容与所述第二电容的一端相连，所述第二电容的另一端与所述地层相连。
5.如权利要求1至3中任意一项所述的双频带频率可调谐的微带天线，其特征在于，所述第一可调器件包括第一射频开关、第一电感、第一电容；所述第一射频开关的射频输入端与所述辐射贴片相连，所述第一射频开关的射频输出端与所述第一电感的一端相连或与所述第一电容的一端相连，所述第一电感的另一端与所述地层相连，所述第一电容的另一端与所述地层相连；
所述第二可调器件包括第二射频开关、第二电感、第二电容；所述第二射频开关的射频输入端与所述辐射贴片相连，所述第二射频开关的射频输出端与所述第二电感的一端相连或与所述第二电容的一端相连，所述第二电感的另一端与所述地层相连，所述第二电容的另一端与所述地层相连。
6.如权利要求1所述的双频带频率可调谐的微带天线，其特征在于，所述介质层的上表面设有金属包边，所述金属包边位于所述辐射贴片的周边，并不与所述辐射贴片接触；所述金属包边与所述地层共地。
7.一种终端通信设备，其特征在于，包括如权利要求1至6中任意一项所述的双频带频率可调谐的微带天线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922310372.5U CN211088516U (zh) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | 一种双频带频率可调谐的微带天线及终端通信设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922310372.5U CN211088516U (zh) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | 一种双频带频率可调谐的微带天线及终端通信设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211088516U true CN211088516U (zh) | 2020-07-24 |
Family
ID=71640305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201922310372.5U Expired - Fee Related CN211088516U (zh) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | 一种双频带频率可调谐的微带天线及终端通信设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211088516U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113300100A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-24 | 内蒙古显鸿科技股份有限公司 | 一种可调谐微带天线装置 |
| CN113422619A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-21 | 安徽安努奇科技有限公司 | 一种调谐电路及通讯设备 |
-
2019
- 2019-12-20 CN CN201922310372.5U patent/CN211088516U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113300100A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-24 | 内蒙古显鸿科技股份有限公司 | 一种可调谐微带天线装置 |
| CN113422619A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-21 | 安徽安努奇科技有限公司 | 一种调谐电路及通讯设备 |
| CN113422619B (zh) * | 2021-06-18 | 2022-05-27 | 安徽安努奇科技有限公司 | 一种调谐电路及通讯设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6759991B2 (en) | Antenna arrangement | |
| EP2840651B1 (en) | Tunable multiband multiport antennas and method | |
| US6882317B2 (en) | Dual antenna and radio device | |
| CN107394351B (zh) | 一种全金属外壳移动智能终端天线 | |
| WO2003047025A1 (en) | Dual-band antenna arrangement | |
| KR20040017828A (ko) | 안테나 장치 | |
| CN101043101A (zh) | 用于移动通信终端的单馈线内置多频段天线 | |
| KR100616545B1 (ko) | 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나 | |
| CN207925662U (zh) | 天线和便携式电信设备 | |
| CN201927704U (zh) | 一种多频段贴片天线 | |
| CN211088516U (zh) | 一种双频带频率可调谐的微带天线及终端通信设备 | |
| CN108432048B (zh) | 一种缝隙天线和终端 | |
| CN211088517U (zh) | 一种频率可调谐的微带天线及终端通信设备 | |
| CN113809510B (zh) | 天线结构及具有该天线结构的电子设备 | |
| CN108808236A (zh) | 应用于NB-IoT领域的小型半双工天线 | |
| CN115548638A (zh) | 天线模组及电子设备 | |
| CN110212316B (zh) | 一种基于复合左右手传输线的多频段天线 | |
| CN115863993A (zh) | 一种双频天线结构 | |
| JPH09232854A (ja) | 移動無線機用小型平面アンテナ装置 | |
| WO2001020714A1 (en) | Broadband or multi-band planar antenna | |
| CN110165395B (zh) | 一种小型化紧凑型三频带天线 | |
| KR100861865B1 (ko) | 무선 단말기 | |
| CN114284696A (zh) | 一种天线结构和终端设备 | |
| CN216288975U (zh) | 一种三频共形全向天线 | |
| CN218919286U (zh) | 一种电容耦合馈电与加载双频超宽带天线 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200724 |