專利名稱：多頻帶天線及使用其的無(wú)線通信終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于無(wú)線通信裝置的天線，尤其涉及一種適合于小型 化、超薄化設(shè)計(jì)的無(wú)線通信裝置的內(nèi)置式多頻帶天線。
背景技術(shù)：
近些年來(lái)，隨著移動(dòng)通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，無(wú)線通信天線的開(kāi)發(fā)受到了 很大關(guān)注。例如，對(duì)于外形尺寸趨于小型化設(shè)計(jì)的手持式通信終端而言，內(nèi) 置式天線已成為主流。隨著移動(dòng)通信由第二代向第三代的不斷演進(jìn)，可以同 時(shí)在兩個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)、多個(gè)頻段工作的終端設(shè)備越來(lái)越普遍，如雙模、雙待 手機(jī)等。面對(duì)這種需求，采用一個(gè)覆蓋多個(gè)模式多個(gè)頻段的天線要比采用兩 個(gè)或多個(gè)天線更加節(jié)省設(shè)備空間和成本，有時(shí)也是必須的。
目前，無(wú)線通信終端的多頻段天線的研究主要集中在PIFA (平板倒F天 線)上，如公開(kāi)號(hào)為CN1409570A和CN1886863A的中國(guó)專利申請(qǐng)中，分別 提出了兩種多頻PIFA天線結(jié)構(gòu)。如圖1所示，它們分別是在常規(guī)PIFA天線 輻射片的不同位置增加寄生元件30來(lái)實(shí)現(xiàn)多頻諧振，這類結(jié)構(gòu)是當(dāng)今采用比 較廣泛的多頻帶天線結(jié)構(gòu)。
然而，隨著移動(dòng)通信模式的增多和頻帶向更高頻率拓展，這種常規(guī)的多 頻PIFA天線在帶寬上仍顯不足，而且寄生元件的增加使得輻射片面積增大。 此外，PIFA結(jié)構(gòu)的容性加載效應(yīng)限制了天線輻射片與印刷電路(PCB)主板 之間進(jìn)一步壓縮空間距離，因而難于應(yīng)用在小型化、超薄化設(shè)計(jì)的終端上。
況且，如手機(jī)等無(wú)線通信終端，其外形尺寸越來(lái)越小、功能卻越來(lái)越多 的趨勢(shì)有增無(wú)減，而作為占用空間較大部件之一的天線，在這種越來(lái)越有限 的空間內(nèi)可獲得的空間受到更加限制。因此，需要開(kāi)發(fā)頻帶更寬、適應(yīng)性更 強(qiáng)的天線，以滿足無(wú)線通信終端技術(shù)發(fā)展需求。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的就是在當(dāng)前手機(jī)等無(wú)線終端尺寸小型化超薄化、功能和模式越來(lái)越多的趨勢(shì)下，提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、實(shí)現(xiàn)靈活的多頻超寬帶內(nèi)置天線，以滿足當(dāng)前以及未來(lái)的潛在需求。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種內(nèi)置多頻帶天線以及具有這種天 線的無(wú)線通信終端裝置，該多頻帶天線的結(jié)構(gòu)不僅具有超寬帶特性，而且因 其無(wú)需設(shè)置短路導(dǎo)體和寄生元件而進(jìn)一步簡(jiǎn)化了其外形結(jié)構(gòu)，因而其更加適 于內(nèi)置于小型化、超薄化設(shè)計(jì)的無(wú)線終端。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)置多頻帶天線的基本結(jié)構(gòu)是具
有類似PIFA形式的單極天線，該多頻帶天線由輻射片單元、饋電導(dǎo)體和PCB 主板組成。所述輻射片單元基本呈矩形，其上開(kāi)槽以形成多諧振結(jié)構(gòu)。所述 PCB主板包括與輻射片單元對(duì)置的不含金屬成分的第一部分和提供參考地的 含金屬層的第二部分，其中，第二部分從第一部分延伸出。饋電導(dǎo)體用于將 所述輻射片單元與所述PCB主板的射頻信號(hào)饋電點(diǎn)相連。
由于與輻射片單元對(duì)應(yīng)的PCB主板的第 一部分是非金屬介質(zhì)層，因此， 消除了 PIFA天線的容性加載效應(yīng)，從而使得輻射片單元和PCB主板之間的 間距可以大幅度減小，因此，根據(jù)本發(fā)明的天線特別適用于具有超薄特征的 終端。
根據(jù)本發(fā)明的多頻帶天線不需要短路導(dǎo)體和寄生元件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并具 有極寬的工作頻帶，其覆蓋GSM、 DCS、 PCS、 UMTS、 TD-SCDMA、.2.4GHz WLAN，其高頻段帶寬達(dá)到了近2GHz直到約3.5GHz的超寬帶。


圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的多頻帶天線的一個(gè)示例；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多頻帶天線的結(jié)構(gòu)；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖2的多頻帶天線的頻率特性。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的多頻帶天線的基本結(jié)構(gòu)是具有類似PIFA形式的單極輻射片天線。
如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多頻帶天線包括輻射片單元 201 、印刷電路(PCB )主板207以及將輻射片單元201連接至PCB主板207 的饋電導(dǎo)體204。所述輻射片單元201大致呈矩形結(jié)構(gòu)，并且其上開(kāi)槽202。根據(jù)本發(fā)明 的本示例性實(shí)施例，所述槽202為U形槽，并為該輻射片結(jié)構(gòu)提供了基本的 多諧振體。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的本示例性實(shí)施例的PCB主板207由第一部分 205和第二部分206構(gòu)成。PCB主板207的第一部分205與輻射片單元201 相對(duì)地平行地設(shè)置，這部分是純介質(zhì)材料，不含金屬層，這樣可以消除輻射 片單元201與PCB主板207之間的容性加載效應(yīng)，因此，輻射片單元201與 PCB主板207之間的間距可以縮小，甚至輻射片單元201可以貼在PCB主板 207的第一部分205的表面上，這個(gè)優(yōu)勢(shì)使得該天線的設(shè)計(jì)的應(yīng)用更靈活， 特別適用于超薄型的無(wú)線通信終端。第二部分206從第一部分205延伸出， 其含有金屬層，它為天線的輻射片單元201提供參考地。所述饋電導(dǎo)體204是將輻射片單元201連接至PCB主板207上的射頻信 號(hào)饋電點(diǎn)的構(gòu)件，其用于將PCB主板207上的射頻信號(hào)傳輸?shù)捷椛淦瑔卧?201。如圖2所示，饋電導(dǎo)體204連接在輻射片單元201和PCB主板207之 間，更具體地說(shuō)，所以饋電導(dǎo)體204的一端連接到輻射片單元201的靠近PCB 主板207的第二部分206的一側(cè)203,由于PCB主板207的第一部分205與 輻射片單元201相對(duì)地設(shè)置，因此，饋電導(dǎo)體204從輻射片單元201的所述 一側(cè)203垂直地延伸以連接到PCB主板207的第一部分205的對(duì)應(yīng)位置，即， PCB主板207的射頻信號(hào)饋電點(diǎn)的位置。饋電導(dǎo)體204的連接位置可以沿矩形輻射片單元201的所述一側(cè)203改 變，作為優(yōu)選方案，饋電導(dǎo)體204連接在輻射片單元201的所述一側(cè)203的 中間位置與PCB主板207的第一部分205之間，這樣可以得到最大帶寬特性。所述饋電導(dǎo)體204的具體實(shí)現(xiàn)形式可以有很多種，其可以作為輻射片單 元201的延伸部分，也可以用觸接到輻射片單元201的從PCB主板207延伸 的觸角(pogopin)來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖2的天線的頻率特性。如圖3所示，該圖示出了作為頻率的函數(shù)的反射系數(shù)Sll的曲線，其中， 橫坐標(biāo)代表頻率F(GHz),縱坐標(biāo)代表反射系數(shù)Sll(dB)。從圖中可以看出， 根據(jù)本發(fā)明的多頻帶天線的工作頻帶在約0.9GHz左右以及在大約2GHz至大 約3.2GHz之間，因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其工作頻率范圍很寬。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多頻帶天線的結(jié)構(gòu)不需要短路導(dǎo)體和寄生元件，因此，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，此外，其還具有極寬的工作頻帶。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了具有超寬帶特性的內(nèi)置多頻帶天線，其可以覆蓋GSM、 DCS、 PCS、 UMTS、 TD-SCDMA、 2.4GHz WLAN以至未來(lái)的更高頻帶；此 外，由于與輻射片單元相對(duì)地設(shè)置的PCB主板的第一部分是純介質(zhì)材料，這 樣可以消除輻射片單元與PCB主板之間的容性加載效應(yīng)，從而可以縮小輻射 片單元與PCB主板之間的間距，因此，根據(jù)本發(fā)明的多頻帶天線特別適用于 小型化尤其是超薄化的無(wú)線終端。以上對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但在權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍 內(nèi)，可以以不同的方式應(yīng)用本發(fā)明的思想，例如，輻射片單元可以采用不同 的形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且其上的槽的形狀也可根據(jù)需要進(jìn)行改變，另外，本發(fā)明 對(duì)天線的制造方法和材料等方面亦不限制，例如，所述天線可以由金屬片、 柔性印刷電路板(FPC)或其它材料制成，等等。
權(quán)利要求
1、一種多頻帶天線，包括輻射片單元；PCB主板；饋電導(dǎo)體，用于將所述輻射片單元與所述PCB主板的射頻信號(hào)饋電點(diǎn)相連。
2、 如權(quán)利要求1所述的多頻帶天線，其特征在于所述的輻射片單元外周 圍呈矩形狀，并具有通過(guò)在其上開(kāi)槽而形成的多諧振結(jié)構(gòu)。
3、 如權(quán)利要求1所述的多頻帶天線，其特征在于所述的PCB主板由第 一部分和從第一部分延伸出的第二部分構(gòu)成，所述第 一部分為無(wú)金屬層的介 質(zhì)板，并與所述輻射片單元平行且相對(duì)地設(shè)置，所述第二部分含金屬層，并 為所述輻射片單元提供參考地。
4、 如權(quán)利要求2所述的多頻帶天線，其特征在于所述的槽為U型槽。
5、 如權(quán)利要求3所述的多頻帶天線，其特征在于所述饋電導(dǎo)體的一端連 接至所述輻射片單元的靠近所述PCB主板的第二部分的一側(cè)，并且所述饋電 導(dǎo)體從所述一端垂直于所述輻射片單元延伸并連接至PCB主板。
6、 如權(quán)利要求5所述的多頻帶天線，其特征在于所述饋電導(dǎo)體的所述一 端連接至輻射片單元的所述一側(cè)的中間位置。
7、 一種內(nèi)置如權(quán)利要求1-6中任何一項(xiàng)所述的多頻帶天線的無(wú)線通信終二山乂而。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多頻帶天線及使用其的無(wú)線通信終端，該多頻帶天線具有類似PIFA形式的單極天線結(jié)構(gòu)，由輻射片單元、饋電導(dǎo)體和PCB主板組成。其中，輻射片單元呈矩形，并其上開(kāi)槽而形成多諧振結(jié)構(gòu)；PCB主板包括與輻射片單元平行且相對(duì)地設(shè)置的不含金屬層的第一部分和從第一部分延伸出的含金屬層的第二部分；饋電導(dǎo)體連接在輻射片單元與PCB主板的射頻信號(hào)饋電點(diǎn)之間。本發(fā)明提供的多頻帶天線不僅具有超寬帶特性，而且因其無(wú)需設(shè)置短路導(dǎo)體和寄生元件而進(jìn)一步簡(jiǎn)化了其外形結(jié)構(gòu)，因而其更加適于內(nèi)置于小型化、超薄化設(shè)計(jì)的無(wú)線終端。
文檔編號(hào)H04M1/00GK101505000SQ20081000622
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2008年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月5日
發(fā)明者李波芝 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社;北京三星通信技術(shù)研究有限公司