專利名稱：一種增強帶寬重構(gòu)天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一通信天線，尤其涉及一種增強帶寬重構(gòu)天線。
背景技術(shù)：
小型化多頻段內(nèi)置天線一直是手持通信終端天線的發(fā)展方向。已有的天線形式包括多頻單極子天線(monopole antenna),單環(huán)或雙環(huán)天線(single loop and dual loopantenna)，倒置折疊天線(IFA)，平面倒置折疊天線(PIFA).這些天線類型在不同的手持通信終端環(huán)境中各有其使用的條件和性能。根據(jù)不同的要求可以選擇不同的天線形式。通常移動終端設(shè)備包括GSM850/900，DCS, PCS, UMTS,其頻率范圍0.824GHz-0.96GHz, 1.71GHz-2.17GHz。常規(guī)移動終端設(shè)備為達到上述頻率覆蓋，都存在”凈空區(qū)域”，以改善天線的環(huán)境，增加天線的輻射性能。隨著智能機的飛速發(fā)展，越來越多大尺寸的顯示屏的使用，手機的”凈空區(qū)域”面臨消失。常規(guī)移動終端設(shè)備在不改變原有尺寸的基礎(chǔ)上要實現(xiàn)如此寬的高低頻帶寬相當難。由于移動終端設(shè)備的低頻基本上取決于移動終端設(shè)備地板PCB (Printed Circuit Board)尺寸，在不改變地板PCB尺寸幾乎無法實現(xiàn)低頻全頻段覆蓋0.824GHz-0.96GHz,如圖1所示，僅能實現(xiàn)GSM850或者GSM900 —個頻段覆蓋要求。天線形式由于地的影響，幾乎只能選擇平面倒置折疊天線(PIFA)。平面倒置折疊天線(PIFA)的帶寬窄是眾所周知的，這一難點，成為制約大尺寸顯示屏智能機更廣應(yīng)用的瓶頸。在申請?zhí)枮?00580009391.2、發(fā)明名稱為“天線構(gòu)形”的中國專利中公開了一種
天線構(gòu)形，其優(yōu)選用于電信設(shè)備，并包括第一諧振器結(jié)構(gòu)和與第一諧振器結(jié)構(gòu)電容性耦合的第二諧振器結(jié)構(gòu)(RS)。建議為該天線構(gòu)形提供控制電極和切換級，所述控制電極通過切換級可切換接地(G)，并且所述切換級可以改變這兩個諧振器結(jié)構(gòu)(6，RS)的電容性耦合，并由此改變天線構(gòu)形的諧振頻率，并使之有可能在第一頻率范圍和第二頻率范圍之間切換，用于增強帶寬并實現(xiàn)天線構(gòu)形的改進匹配。在申請?zhí)枮?3805141.9、發(fā)明名稱為“寬帶平面倒F天線”的中國專利中公開了一種方案，即單頻帶平面倒F天線(PIFA)結(jié)構(gòu)包括具有第一區(qū)域的平面輻射單元，以及具有與輻射單元的第一區(qū)域基本上平行的第二區(qū)域的接地平面。第一導(dǎo)電線在位于輻射單元一面的邊緣的第一接觸點處耦合到輻射單元。也將第一線耦合到接地平面上。第二導(dǎo)電線在位于沿著與第一線相同的一側(cè)、但在邊緣上與第一接觸點不同的位置處的第二和第三接觸點處耦合到輻射單元。通過使用多接觸點位置將第二導(dǎo)電線耦合到輻射單元上使得PIFA的有效帶寬增加。第一和第二線適配于在PIFA的工作頻率上耦合到例如50歐姆的理想的阻抗上。但是，如何利用現(xiàn)有的PCB板模式最大限度的獲得天線的效率帶寬還是一種當前需要解決的問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用現(xiàn)有的PCB板模式增強天線的效率帶寬的增強帶寬重構(gòu)天線。一種增強帶寬重構(gòu)天線，包括PCB板和天線部分，天線部分位于PCB板的上方，天線部分進一步包括福射部分、接地部分、電氣連接部分，其中:
輻射部分，包括產(chǎn)生低頻諧振頻率的第一輻射區(qū)域、產(chǎn)生第一高頻諧振頻率的第二輻射區(qū)域及產(chǎn)生第二高頻諧振頻率的第三輻射區(qū)域，第一輻射區(qū)域和第二輻射區(qū)域與饋電部分連接；
接地部分，用于福射部分與地相連接；
電氣連接部分:包括位于第一輻射區(qū)域的電氣連接單元、通斷射頻信號的開關(guān)器件和電抗器件，電氣連接單元通過電抗器件與開關(guān)器件連接，或者電抗器件集成在開關(guān)器件內(nèi)所述電氣連接單元直接連接開關(guān)器件，開關(guān)器件內(nèi)存在用于與PCB板連接的射頻接地端，以形成信號回路，當開關(guān)器件開或關(guān)時直接使得第一輻射區(qū)域的電氣連接單元接地或懸空，在第一低頻諧振頻率和第二低頻諧振頻率之間進行切換。較佳地，開關(guān)器件上還集成用于與移動終端信號互連的控制接口。較佳地，電抗器件包括電容性器件，電感性器件。較佳地，開關(guān)器件為射頻開關(guān)管或PIN 二極管。較佳地，第一輻射區(qū)域和第二輻射區(qū)域相連，位于一定高度的水平方向，并且第一輻射區(qū)域和第二輻射區(qū)域之間開設(shè)以調(diào)節(jié)高低頻阻抗和低頻諧振頻率的第一槽，所述電氣連接單元位于該槽內(nèi)，并且位于第一輻射區(qū)域內(nèi)。較佳地，第二輻射區(qū)域內(nèi)開設(shè)用以調(diào)節(jié)高頻第一諧振頻率的第二槽，第一槽和第二槽相連，開口為同一方向。較佳地，第三輻射區(qū)域為寄生輻射片，可延伸與PCB板相連，并設(shè)置寄生接地點，在第三輻射區(qū)域內(nèi)還設(shè)置用于調(diào)節(jié)高頻第二諧振頻率的第三槽。較佳地，第三輻射區(qū)域與第二輻射區(qū)域之間設(shè)置用于調(diào)節(jié)高頻第一諧振頻率與高頻第二諧振頻率耦合系數(shù)的第四槽。較佳地，電氣連接單元與PCB板邊緣存在一定距離，并且，所述電氣連接單元、離饋電部分的距離比接地點遠，并且距離是可調(diào)節(jié)的。較佳地，天線部分位于PCB板上方小于等到于5mm，并且位于第一輻射區(qū)域的正下方設(shè)置且線空間內(nèi)部件，距離PCB板邊緣一定位置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
首先，本發(fā)明在電氣連接部分設(shè)置一開關(guān)器件，當開關(guān)器件開或關(guān)時直接使得第一輻射區(qū)域的電氣連接單元接地或懸空，在第一低頻諧振頻率和第二低頻諧振頻率之間進行切換。本發(fā)明可設(shè)置第一低頻諧振頻率、第二低頻諧振頻率位于低頻0.SGHz到1GHz，通過開關(guān)器件的開或關(guān)，直接使得低頻工作在第一低頻諧振頻率或第二低頻諧振頻率上，以此最大限度獲得天線的效率帶寬。接著，本發(fā)明產(chǎn)生第一高頻諧振頻率的第二輻射區(qū)域及產(chǎn)生第二高頻諧振頻率的第三輻射區(qū)域，可以在開關(guān)器件的開或關(guān)，均存在完整的第一高頻諧振頻率和第二高頻諧振頻率。其次，本發(fā)明可以將電抗器件直接集成在開關(guān)器件上，以更好地節(jié)約空間。


圖1為常規(guī)PIFA天線頻率響應(yīng) 圖2為本發(fā)明一種天線實施范例示意 圖3為本發(fā)明一種天線實施例側(cè)視 圖4為本發(fā)明一種天線實放例部分結(jié)構(gòu)正視 圖5為本發(fā)明電氣連接部分一種電氣連接方式示意 圖6為電氣連接部分第二種電氣連接方式示意 圖7為本發(fā)明天線頻率響應(yīng) 圖8為本發(fā)明天線實測效率圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖，具體說明本發(fā)明。一種增強帶寬重構(gòu)天線，包括PCB板和天線部分，天線部分位于PCB板的上方，天線部分進一步包括福射部分、接地部分、電氣連接部分，其中:
輻射部分，包括產(chǎn)生低頻諧振頻率的第一輻射區(qū)域、產(chǎn)生第一高頻諧振頻率的第二輻射區(qū)域及產(chǎn)生第二高頻諧振頻率的第三輻射區(qū)域，第一輻射區(qū)域和第二輻射區(qū)域與饋電部分連接；
接地部分，用于福射部分與地相連接；
電氣連接部分:包括位于第一輻射區(qū)域的電氣連接單元、通斷射頻信號的開關(guān)器件和電抗器件，電氣連接單元通過電抗器件與開關(guān)器件連接，或者電抗器件集成在開關(guān)器件內(nèi)所述電氣連接單元直接連接開關(guān)器件，開關(guān)器件內(nèi)存在用于與PCB板連接的射頻接地端，以形成信號回路，當開關(guān)器件開或關(guān)時直接使得第一輻射區(qū)域的電氣連接單元接地或懸空，在第一低頻諧振頻率和第二低頻諧振頻率之間進行切換。應(yīng)用例
參考圖2,本天線系統(tǒng)包括手持終端的PCB (Printed circuit board)板300,天線部分200。天線部分200位于PCB板300 —端及其上方空間，本實施例中，天線位于PCB板300上方小于等于5mm高度的空間，優(yōu)選PCB板300寬度60mm長度為100mm。天線部分200包括輻射部分205，206，211、接地部分202、215及電氣連接部分。輻射部分包括第一輻射區(qū)域(包括輻射片206)、第二輻射區(qū)域包括輻射片205)、第三輻射區(qū)域(包括輻射片211)，輻射片206和輻射片205相連，并連通饋電部分FP。輻射片205位于一定高度的水平方向，輻射片205與輻射片206相連，輻射片205產(chǎn)生高頻第一諧振頻率Π，輻射片206為低頻輻射片，輻射片205和輻射片206通過連接部分204，連接部分201連接到饋電FP.天線輻射片205和輻射片206向PCB板300邊緣延伸天線輻射片204，并于連接部分201處于同一平面。天線輻射片205與輻射片206之間開第一槽209，第一槽209采用的是L型，但也不局限于L型，其主要用以調(diào)節(jié)高低頻阻抗和低頻諧振頻率，輻射片205內(nèi)部開第二槽207，第二槽207采用是L型槽，也不僅局限于L型槽，其主要用于調(diào)節(jié)高頻第一諧振頻率Π，第一槽209與第二槽207相連，開口為同一方向。
天線輻射片211為寄生輻射片，通過輻射片212和部分215與PCB板300相連，與天線輻射片205間隔一定寬度的第三槽210。天線輻射片211延伸至PCB板300邊緣與輻射片213相連.第四槽214位于輻射片211內(nèi)部，開口位置位于部分212旁，用于調(diào)節(jié)高頻第二諧振頻率f2，第三槽210調(diào)節(jié)高頻第一諧振和第二諧振的耦合系數(shù)。位于第一輻射區(qū)域的電氣連接單元203用于電氣連接，電氣連接單元203采用的材質(zhì)可以用于電氣連接的材質(zhì)。優(yōu)選位置如圖3所示，與PCB板300邊緣存在一定距離，如圖4，電氣連接單元203與接地點202，饋電點FP和寄生接地點215位置示意圖。圖2為透視圖，電氣連接單元203位于接地點202的左上方，圖3為主視圖，電氣連接單元203和接地點202均垂直于XZ平面，電氣連接單元203和接地點202平行說明電氣連接單元203和接地點202均位于XY平面，且在X方向有一定距離。電氣連接單元203離饋電點FP的距離比接地點202遠，且距離根據(jù)具體情況調(diào)節(jié).如果低頻第二諧振頻率f02高于設(shè)計頻率，減小電氣連接單元203與離饋電點FP和接地點的距離。如果低頻第二諧振頻率f02低于設(shè)計頻率，增加電氣連接單元203與離饋電點FP和接地點的距離。接地點與饋電點FP的距離用于調(diào)節(jié)低頻第一諧振頻率fOl。電氣連接部分包括位于第一輻射區(qū)域的電氣連接單元203、通斷射頻信號的開關(guān)器件和電抗器件，電氣連接單元通過電抗器件與開關(guān)器件連接，或者電抗器件集成在開關(guān)器件內(nèi)所述電氣連接單元直接連接開關(guān)器件，開關(guān)器件內(nèi)存在用于與PCB板連接的射頻接地端，以形成信號回路，當開關(guān)器件開或關(guān)時直接使得第一輻射區(qū)域的電氣連接單元接地或懸空，在第一低頻諧振頻率和第二低頻諧振頻率之間進行切換。圖5為本發(fā)明優(yōu)選電氣連接方式一.電氣連接單元203與電抗器件216相連，本發(fā)明實施例中電抗器件為電感性器件，根據(jù)部分203的位置電抗器件216可以為電容性，電感性器件.如果低頻第二諧振頻率f02低于設(shè)計頻率，電抗器件216選擇電容性器件。如果低頻第二諧振頻率f02高于設(shè)計頻率，電抗器件216選擇電感性器件。圖5中的開關(guān)器件217為具有通斷射頻信號的器件，射頻開關(guān)管或者PIN 二極管等，此類器件內(nèi)存在射頻接地端，用于與PCB板300相連，形成完整的信號回路.器件217同時具備控制接口 218，用于與移動終端信號互連.圖6為可選電氣連接方式二，電氣連接件217集成上述電抗器件216，天線200中部分203直接與開關(guān)器件217相連，以更好地節(jié)約空間。開關(guān)器件217分導(dǎo)通和截至狀態(tài)，本實施例中，截至狀態(tài)對于頻率響應(yīng)圖fOl，如圖7所示.導(dǎo)通狀態(tài)對應(yīng)發(fā)f02.f01，f02狀態(tài)均存在完整的高頻相應(yīng)發(fā)fI和f2.圖8為本發(fā)明實施例效率測試圖，低頻0.824GHz到0.96GHz,全頻段效率均達到_4dB，最高值達-2dB。高頻段效率均在_2dB左右。本發(fā)明實施例中天線空間內(nèi)部件500可以揚聲器，也可以是為USB等近似尺寸手機部件，其位于天線輻射片206正下方，并距離PCB板300邊緣一定位置.通過優(yōu)化天線結(jié)構(gòu)，本天線不需要匹配電路也可獲得上述所需要的諧振頻率。根據(jù)PIFA天線理論，選擇合適的饋電位置，PIFA天線即能很好地匹配到系統(tǒng)阻抗50歐姆，從而不需要增加額外的匹配電路。但PIFA天線的局限是帶寬窄，本發(fā)明為PIFA天線的帶寬增強問題提供了有效解決方案。需要說明的是，以上天線部分僅是說明，并非用來局限本發(fā)明的，另外，輻射部分和接地部分還可以有其它方式來實現(xiàn)。本發(fā)明優(yōu)選實施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實施方式
。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
權(quán)利要求
1.一種增強帶寬重構(gòu)天線，包括PCB板和天線部分，天線部分位于PCB板的上方，其特征在于，天線部分進一步包括輻射部分、接地部分、電氣連接部分，其中: 輻射部分，包括產(chǎn)生低頻諧振頻率的第一輻射區(qū)域、產(chǎn)生第一高頻諧振頻率的第二輻射區(qū)域及產(chǎn)生第二高頻諧振頻率的第三輻射區(qū)域，第一輻射區(qū)域和第二輻射區(qū)域與饋電部分連接； 接地部分，用于福射部分與地相連接； 電氣連接部分:包括位于第一輻射區(qū)域的電氣連接單元、通斷射頻信號的開關(guān)器件和電抗器件，電氣連接單元通過電抗器件與開關(guān)器件連接，或者電抗器件集成在開關(guān)器件內(nèi)所述電氣連接單元直接連接開關(guān)器件，開關(guān)器件內(nèi)存在用于與PCB板連接的射頻接地端，以形成信號回路，當開關(guān)器件開或關(guān)時直接使得第一輻射區(qū)域的電氣連接單元接地或懸空，在第一低頻諧振頻率和第二低頻諧振頻率之間進行切換。
2.如權(quán)利要求1所述的增強帶寬重構(gòu)天線，其特征在于，開關(guān)器件上還集成用于與移動終端信號互連的控制接口。
3.如權(quán)利要求1所述的增強帶寬重構(gòu)天線，其特征在于，電抗器件包括電容性器件，電感性器件。
4.如權(quán)利要求1所述的增強帶寬重構(gòu)天線，其特征在于，開關(guān)器件為射頻開關(guān)管或PIN二極管。
5.如權(quán)利要求1所述的增強帶寬重構(gòu)天線，其特征在于，第一輻射區(qū)域和第二輻射區(qū)域相連，位于一定高度的水平方向，并且第一輻射區(qū)域和第二輻射區(qū)域之間開設(shè)以調(diào)節(jié)高低頻阻抗和低頻諧振頻率的第一槽，所述電氣連接單元位于該槽內(nèi)，并且位于第一輻射區(qū)域內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的增強帶寬重構(gòu)天線，其特征在于，第二輻射區(qū)域內(nèi)開設(shè)用以調(diào)節(jié)高頻第一諧振頻率的第二槽，第一槽和第二槽相連，開口為同一方向。
7.如權(quán)利要求1所述的增強帶寬重構(gòu)天線，其特征在于，第三輻射區(qū)域為寄生輻射片，可延伸與PCB板相連，并設(shè)置寄生接地點，在第三輻射區(qū)域內(nèi)還設(shè)置用于調(diào)節(jié)高頻第二諧振頻率的第三槽。
8.如權(quán)利要求1或7所述的增強帶寬重構(gòu)天線，其特征在于，第三輻射區(qū)域與第二輻射區(qū)域之間設(shè)置用于調(diào)節(jié)高頻第一諧振頻率與高頻第二諧振頻率耦合系數(shù)的第四槽。
9.如權(quán)利要求1所述的增強帶寬重構(gòu)天線，其特征在于，電氣連接單元與PCB板邊緣存在一定距離，并且，所述電氣連接單元、離饋電部分的距離比接地點遠，并且距離是可調(diào)節(jié)的。
10.如權(quán)利要求1所述的增強帶寬重構(gòu)天線，其特征在于，天線部分位于PCB板上方小于等到于5mm，并且位于第一輻射區(qū)域的正下方設(shè)置且線空間內(nèi)部件，距離PCB板邊緣一定位置。
全文摘要
一種增強帶寬重構(gòu)天線，輻射部分包括產(chǎn)生低頻諧振頻率的第一輻射區(qū)域、產(chǎn)生第一高頻諧振頻率的第二輻射區(qū)域及產(chǎn)生第二高頻諧振頻率的第三輻射區(qū)域；電氣連接部分包括位于第一輻射區(qū)域的電氣連接單元、通斷射頻信號的開關(guān)器件和電抗器件，開關(guān)器件內(nèi)存在用于與PCB板連接的射頻接地端，以形成信號回路，當開關(guān)器件開或關(guān)時直接使得第一輻射區(qū)域的電氣連接單元接地或懸空，在第一低頻諧振頻率和第二低頻諧振頻率之間進行切換。本發(fā)明以此最大限度獲得天線的效率帶寬。而且，本發(fā)明產(chǎn)生第一高頻諧振頻率的第二輻射區(qū)域及產(chǎn)生第二高頻諧振頻率的第三輻射區(qū)域，可以在開關(guān)器件的開或關(guān)，均存在完整的第一高頻諧振頻率和第二高頻諧振頻率。
文檔編號H01Q3/24GK103117456SQ20131005443
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月20日
發(fā)明者何其娟, 孫勁, 李立忠 申請人:上海安費諾永億通訊電子有限公司