一種天線及移動終端

一種天線及移動終端

《一種天線及移動終端》是華為終端有限公司於2014年2月12日申請的專利,該專利申請號為201410049186X,公布號為CN104836031A,公布日為2015年8月12日,發明人是余冬、王漢陽、李建銘。

《一種天線及移動終端》公開了一種天線及移動終端,涉及天線技術領域,以實現在較小的空間中設計出多諧振頻率的天線。所述天線包括第一輻射體和第一電容結構,其中,所述第一輻射體的第一端通過所述第一電容結構電性連線所述印刷電路板的信號饋電端,所述第一輻射體的第二端電性連線所述印刷電路板的接地端,所述第一輻射體、所述第一電容結構、所述信號饋電端以及所述接地端形成第一天線,用於產生第一諧振頻率,所述第一輻射體的電長度大於所述第一諧振頻率對應波長的八分之一,並且所述第一輻射體的電長度小於所述第一諧振頻率對應波長的四分之一。

2021年6月24日,《一種天線及移動終端》獲得第二十二屆中國專利銀獎。

(概述圖為《一種天線及移動終端》摘要附圖)

基本介紹

  • 中文名:一種天線及移動終端
  • 公布號:CN104836031A
  • 申請人:華為終端有限公司
  • 發明人:余冬、王漢陽、李建銘
  • 申請號:201410049186X
  • 申請日:2014年2月12日
  • 公布日:2015年8月12日
  • 地址:廣東省深圳市龍崗區坂田華為基地B區2號樓
  • 代理機構北京中博世達專利商標代理有限公司
  • 代理人:申健
  • Int. Cl.:H01Q5/10(2015.01)I; H01Q23/00(2006.01)I; H01Q1/24(2006.01)I
  • 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,專利榮譽,

專利背景

天線是無線電設備用於進行接收和發射電磁波信號的裝置。伴隨著第四代移動通訊的來臨,對於終端產品的頻寬要求也越來越高。截至2014年2月12日,相關移動終端的工業設計(Industrial Design,簡稱ID)越來越緊湊,使得天線的設計空間越來越小,同時移動終端天線所需覆蓋的頻段和種類也越來越多,因此移動終端天線的小型化和寬頻化已成為必然趨勢。
截至2014年2月12日,相關的移動終端的天線設計方案,如印刷電路板倒F形天線(Printed Invert F Antenna,簡稱PIFA天線),倒F形天線(Invert F Antenna,簡稱IFA),單極子天線(monopole),T型天線(T-shape Antenna),環形天線(Loop Antenna),上述所述的相關天線的電氣長度至少需要滿足低頻波長的四分之一到二分之一的情況下,才能同時產生低頻以及寬頻的諧振頻率,因此很難滿足在小尺寸的空間環境下同時覆蓋低頻以及寬頻。

發明內容

專利目的

《一種天線及移動終端》的實施例提供一種天線及移動終端,以實現在較小的空間中設計出多諧振頻率的天線。

技術方案

《一種天線及移動終端》的實施例採用如下技術方案:
第一方面,《一種天線及移動終端》實施例提供了一種天線,包括:第一輻射體和第一電容結構,其中,所述第一輻射體的第一端通過所述第一電容結構電性連線印刷電路板的信號饋電端,所述第一輻射體的第二端電性連線所述印刷電路板的接地端,所述第一輻射體、所述第一電容結構、所述信號饋電端以及所述接地端形成第一天線,用於產生第一諧振頻率,所述第一輻射體的電長度大於所述第一諧振頻率對應波長的八分之一,並且所述第一輻射體的電長度小於所述第一諧振頻率對應波長的四分之一。
結合第一方面,在第一種可能的實現方式中,所述第一輻射體的第二端電性連線所述印刷電路板的接地端,具體為:所述第一輻射體的第二端通過第二電容結構電性連線所述印刷電路板的接地端。
結合第一方面或第一方面的第一種可能的實現方式,在第二種可能的實現方式中,所述天線還包括第二輻射體,所述第二輻射體的第一端與所述第一輻射體的第一端電連線,所述第二輻射體、所述第一電容結構和所述信號饋電端形成第二天線,用於產生第二諧振頻率。
結合第一方面的第二種可能的實現方式,在第三種可能的實現方式中,所述天線還包括寄生枝節,所述寄生枝節的一端電性連線所述印刷電路板的接地端,所述寄生枝節的另一端與所述第二輻射體的第二端相對且互不接觸,以形成耦合,產生第三諧振頻率。
結合第一方面、或第一方面的第一種可能的實現方式、或第一方面的第二種可能的實現方式、或第一方面的第三種可能的實現方式,在第四種可能的實現方式中,所述第一電容結構的包括:“E”型部件和“U”型部件;所述“E”型部件包括:所述“E”型部件包括第一分支、第二分支、第三分支和第四分支,其中所述第一分支和所述第三分支連線在所述第四分支的兩端,所述第二分支位於所述第一分支與所述第三分支之間,所述第二分支與所述第四分支連線,所述第一分支與所述第二分支之間形成有間隙,所述第二分支與所述第三分支之間形成有間隙;所述“U”型部件包括兩個分支,所述“U”型部件的兩個分支分別位於所述“E”型部件的兩個間隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之間互不接觸。
結合第一方面的第四種可能的實現方式,在第五種可能的實現方式中,所述第一輻射體的第一端與所述第一電容結構的第一分支連線,或者,所述第一輻射體的第一端與所述第一電容結構的第四分支連線。
結合第一方面的第二種可能的實現方式,在第六種可能的實現方式中,所述第二輻射體在所述第一輻射體的延長線上。
結合第一方面的第四種可能的實現方式,在第七種可能的實現方式中,所述第二輻射體的第一端與所述第一電容結構的第三分支連線。
結合第一方面的第一種可能的實現方式,在第八種可能的實現方式中,所述第二電容結構包括:“E”型部件和“U”型部件;所述“E”型部件包括:所述“E”型部件包括第一分支、第二分支、第三分支和第四分支,其中所述第一分支和所述第三分支連線在所述第四分支的兩端,所述第二分支位於所述第一分支與所述第三分支之間,所述第二分支與所述第四分支連線,所述第一分支與所述第二分支之間形成有間隙,所述第二分支與所述第三分支之間形成有間隙;所述“U”型部件包括兩個分支,所述“U”型部件的兩個分支分別位於所述“E”型部件的兩個間隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之間互不接觸。
結合第一方面至第一方面的第八種任一可能的實現方式,在第九種可能的實現方式中,所述第一輻射體位於天線支架上,所述第一輻射體所在的平面與所述印刷電路板所在的平面之間的垂直距離在2毫米~6毫米之間。
第二方面,《一種天線及移動終端》實施例提供了一種移動終端,包括射頻處理單元、基帶處理單元和天線;其中:所述天線包括:第一輻射體和第一電容結構,其中,所述第一輻射體的第一端通過所述第一電容結構電性連線所述印刷電路板的信號饋電端,所述第一輻射體的第二端電性連線所述印刷電路板的接地端,所述第一輻射體、所述第一電容結構、所述信號饋電端與所述接地端形成第一天線,用於產生第一諧振頻率,所述第一輻射體的電長度大於所述第一諧振頻率對應波長的八分之一,並且所述第一輻射體的電長度小於所述第一諧振頻率對應波長的四分之一;所述射頻處理單元通過匹配電路與所述印刷電路板的信號饋電端電性連線;所述天線,用於將接收到的無線信號傳輸給所述射頻處理單元,或者將射頻處理單元的發射信號轉換為電磁波,傳送出去;所述射頻處理單元,用於對所述天線接收到的無線信號進行選頻、放大、下變頻處理,並將其轉換成中頻信號或基帶信號傳送給所述基帶處理單元,或者,用於將所述基帶處理單元傳送的基帶信號或中頻信號經過上變頻、放大,通過所述天線傳送出去;所述基帶處理單元,對接收到的所述中頻信號或所述基帶信號進行處理。
結合第二方面,在第一種可能的實現方式中,所述第一輻射體的第二端電性連線所述印刷電路板的接地端,具體為:所述第一輻射體的第二端通過第二電容結構電性連線所述印刷電路板的接地端。
結合第二方面或第二方面的第一種可能的實現方式,在第二種可能的實現方式中,所述天線還包括第二輻射體,所述第二輻射體的第一端與所述第一輻射體的第一端電性連線,所述第二輻射體、所述第一電容結構和所述信號饋電端形成第二天線,用於產生第二諧振頻率。
結合第二方面的第二種可能的實現方式,在第三種可能的實現方式中,所述天線還包括寄生枝節,所述寄生枝節的一端電性連線所述印刷電路板的接地端,所述寄生枝節的另一端與所述第二輻射體的第二端相對且互不接觸,以形成耦合,產生第三諧振頻率。
結合第二方面至第二方面的前三種任一可能的實現方式中,在第四種可能的實現方式中,所述第一輻射體位於天線支架上,所述第一輻射體所在的平面與所述印刷電路板所述的平面之間的垂直距離在2毫米~6毫米之間。
該發明實施例提供的一種天線及移動終端,包括第一輻射體和第一電容結構,其中,所述第一輻射體的第一端通過所述第一電容結構電性連線所述印刷電路板的信號饋電端,所述第一輻射體的第二端電性連線所述印刷電路板的接地端,所述第一輻射體、所述第一電容結構、所述信號饋電端以及所述接地端形成第一天線,用於產生第一諧振頻率,所述第一輻射體的電長度大於所述第一諧振頻率對應波長的八分之一,並且所述第一輻射體的電長度小於所述第一諧振頻率對應波長的四分之一,以實現在較小的空間中設計出多諧振頻率的天線。

附圖說明

為更清楚地說明《一種天線及移動終端》實施例的技術方案,以下對實施例或相關技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,描述中的附圖僅僅是《一種天線及移動終端》的一些實施例,對於該領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為《一種天線及移動終端》實施例提供的一種天線的示意圖一;
圖2為《一種天線及移動終端》實施例提供的一種天線的示意圖二;
圖3為《一種天線及移動終端》實施例提供的示意圖一與示意圖二所示天線的平面示意圖;
圖4為《一種天線及移動終端》實施例提供的示意圖一與示意圖二所示的天線的等效電路示意圖;
圖5為《一種天線及移動終端》實施例提供的一種天線的示意圖三;
圖6為《一種天線及移動終端》實施例提供的一種天線的示意圖四;
圖7為《一種天線及移動終端》實施例提供的示意圖四所示天線的平面示意圖;
圖8為《一種天線及移動終端》實施例提供的示意圖四所示天線中第二輻射體的等效電路示意圖;
圖9為《一種天線及移動終端》實施例提供的示意圖四所示天線的等效電路示意圖;
圖10為《一種天線及移動終端》實施例提供的一種天線的示意圖五;
圖11為《一種天線及移動終端》實施例提供的示意圖五所示天線的平面示意圖;
圖12為《一種天線及移動終端》實施例提供的一種天線的示意圖六;
圖13為《一種天線及移動終端》實施例提供的一種天線的示意圖七;
圖14為《一種天線及移動終端》實施例提供的一種天線的示意圖八;
圖15為《一種天線及移動終端》實施例提供的一種天線的示意圖九;
圖16為《一種天線及移動終端》實施例提供的一種天線的示意圖十;
圖17為《一種天線及移動終端》實施例提供的一種天線的示意圖十一;
圖18為《一種天線及移動終端》實施例提供示意圖十一所示天線的頻率回響回損圖;
圖19為《一種天線及移動終端》實施例提供的示意圖十一所示天線的天線效率圖;
圖20為《一種天線及移動終端》實施例提供的一種天線的示意圖十二;
圖21為《一種天線及移動終端》實施例提供的示意圖十二所示的天線的頻率回響回損圖;
圖22為《一種天線及移動終端》實施例提供的示意圖十二所示天線的天線效率圖;
圖23為《一種天線及移動終端》實施例提供的一種移動終端;
圖24為《一種天線及移動終端》實施例提供的一種移動終端的平面示意圖。

技術領域

《一種天線及移動終端》涉及天線技術領域,尤其涉及一種天線及移動終端。

權利要求

1、一種天線,其特徵在於,包括:第一輻射體和第一電容結構,其中,所述第一輻射體的第一端通過所述第一電容結構電性連線印刷電路板的信號饋電端,所述第一輻射體的第二端電性連線所述印刷電路板的接地端,所述第一輻射體、所述第一電容結構、所述信號饋電端以及所述接地端形成第一天線,用於產生第一諧振頻率;所述天線還包括第二輻射體,所述第二輻射體的第一端與所述第一輻射體的第一端電性連線,所述第二輻射體、所述第一電容結構和所述信號饋電端形成第二天線,用於產生第二諧振頻率,其中所述第二輻射體在所述第一輻射體的延長線上;所述天線還包括寄生枝節,所述寄生枝節的一端電性連線所述印刷電路板的接地端,所述寄生枝節的另一端與所述第二輻射體的第二端相對且互不接觸,以形成耦合,產生第三諧振頻率,其中所述寄生枝節整體位於所述第二輻射體整體的一側。
2、根據權利要求1所述的天線,其特徵在於,所述第一輻射體的第二端電性連線所述印刷電路板的接地端,具體為:所述第一輻射體的第二端通過第二電容結構電性連線所述印刷電路板的接地端。
3、根據權利要求1所述的天線,其特徵在於,所述第一電容結構的包括:“E”型部件和“U”型部件;所述“E”型部件包括:第一分支、第二分支、第三分支和第四分支,其中所述第一分支和所述第三分支連線在所述第四分支的兩端,所述第二分支位於所述第一分支與所述第三分支之間,所述第二分支與所述第四分支連線,所述第一分支與所述第二分支之間形成有間隙,所述第二分支與所述第三分支之間形成有間隙;所述“U”型部件包括兩個分支,所述“U”型部件的兩個分支分別位於所述“E”型部件的兩個間隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之間互不接觸。
4、根據權利要求3所述的天線,其特徵在於,所述第一輻射體的第一端與所述第一電容結構的第一分支連線,或者,所述第一輻射體的第一端與所述第一電容結構的第四分支連線。
5、根據權利要求3所述的天線,其特徵在於,所述第二輻射體的第一端與所述第一電容結構的第三分支連線。
6、根據權利要求2所述的天線,其特徵在於,所述第二電容結構包括:“E”型部件和“U”型部件;所述“E”型部件包括第一分支、第二分支、第三分支和第四分支,其中所述第一分支和所述第三分支連線在所述第四分支的兩端,所述第二分支位於所述第一分支與所述第三分支之間,所述第二分支與所述第四分支連線,所述第一分支與所述第二分支之間形成有間隙,所述第二分支與所述第三分支之間形成有間隙;所述“U”型部件包括兩個分支,所述“U”型部件的兩個分支分別位於所述“E”型部件的兩個間隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之間互不接觸。
7、根據權利要求1所述的天線,其特徵在於,所述第一輻射體位於天線支架上,所述第一輻射體所在的平面與所述印刷電路板所在的平面之間的垂直距離在2毫米~6毫米之間。
8、根據權利要求1所述的天線,其特徵在於,所述第一諧振頻率覆蓋791兆赫茲~821兆赫茲、824兆赫茲~894兆赫茲或880兆赫茲~960兆赫茲。
9、根據權利要求1所述的天線,其特徵在於,所述第二諧振頻率覆蓋1700兆赫茲~2170兆赫茲。
10、根據權利要求1所述的天線,其特徵在於,所述第三諧振頻率覆蓋2270兆赫茲~2800兆赫茲。
11、根據權利要求1所述的天線,其特徵在於,所述第一天線還用於產生所述第一諧振頻率的高次諧波。
12、根據權利要求1~11任一所述的天線,其特徵在於,所述寄生枝節還用於通過改變所述寄生枝節的電長度來調節所述第三諧振頻率的覆蓋範圍。
13、一種移動終端,其特徵在於,包括如權利要求1~12任一所述的天線。
14、一種移動終端,其特徵在於,包括射頻處理單元、基帶處理單元和天線;其中:所述天線包括:第一輻射體和第一電容結構,其中,所述第一輻射體的第一端通過所述第一電容結構電性連線印刷電路板的信號饋電端,所述第一輻射體的第二端電性連線所述印刷電路板的接地端,所述第一輻射體、所述第一電容結構、所述信號饋電端與所述接地端形成第一天線,用於產生第一諧振頻率,所述第一輻射體的電長度大於所述第一諧振頻率對應波長的八分之一,並且所述第一輻射體的電長度小於所述第一諧振頻率對應波長的四分之一;所述射頻處理單元通過匹配電路與所述印刷電路板的信號饋電端連線;所述天線,用於將接收到的無線信號傳輸給所述射頻處理單元,或者將射頻處理單元的發射信號轉換為電磁波,傳送出去;所述射頻處理單元,用於對所述天線接收到的無線信號進行選頻、放大、下變頻處理,並將其轉換成中頻信號或基帶信號傳送給所述基帶處理單元,或者,用於將所述基帶處理單元傳送的基帶信號或中頻信號經過上變頻、放大,通過所述天線傳送出去;所述基帶處理單元,對接收到的所述中頻信號或所述基帶信號進行處理;所述天線還包括第二輻射體,所述第二輻射體的第一端與所述第一輻射體的第一端電性連線,所述第二輻射體、所述第一電容結構和所述信號饋電端形成第二天線,用於產生第二諧振頻率,其中所述第二輻射體在所述第一輻射體的延長線上;所述天線還包括寄生枝節,所述寄生枝節的一端電性連線所述印刷電路板的接地端,所述寄生枝節的另一端與所述第二輻射體的第二端相對且互不接觸,以形成耦合,產生第三諧振頻率,其中所述寄生枝節整體位於所述第二輻射體整體的一側。
15、根據權利要求14所述的移動終端,其特徵在於,所述第一輻射體的第二端電性連線所述印刷電路板的接地端,具體為:所述第一輻射體的第二端通過第二電容結構電性連線所述印刷電路板的接地端。
16、根據權利要求14或15所述的移動終端,其特徵在於,所述第一輻射體位於天線支架上,所述第一輻射體所在的平面與所述印刷電路板所述的平面之間的垂直距離在2毫米~6毫米之間。

實施方式

  • 實施例一
《一種天線及移動終端》實施例提供了一種天線,包括:第一輻射體2和第一電容結構3;其中,所述第一輻射體2的第一端21通過所述第一電容結構3電性連線所述印刷電路板1的信號饋電端11,所述第一輻射體2的第二端22電性連線所述印刷電路板1的接地端12,所述第一輻射體2、所述第一電容結構3、所述信號饋電端11以及所述接地端12形成第一天線P1,用於產生第一諧振頻率f1,所述第一輻射體2的電長度大於所述第一諧振頻率f1對應波長的八分之一,並且所述第一輻射體2的電長度小於所述第一諧振頻率f1對應波長的四分之一。
在實際的設計中,對所述第一電容結構3設計位置的不同,可形成不同的天線示意圖,如圖1所示,斜線部分為所述第一輻射體2,黑色部分為所述第一電容結構3;如圖2所示,斜線部分為所述第一輻射體2,黑色部分為所述第一電容結構3。圖1和圖2所述的天線均用於產生所述第一諧振頻率f1,區別僅在於所述第一電容結構3位置的不同。
為了方便理解所述天線如何產生的第一諧振頻率f1,圖3為對圖1所述天線的平面示意圖,圖3中黑色部分所示的A、C、D、E、F表示所述第一輻射體2,以C1表示所述第一電容結構3,白色部分表示所述印刷電路板1,與A連線的部分為所述印刷電路板1的信號饋電端11,與F連線的部分為所述印刷電路板1的接地端12。
具體的,所述第一輻射體2、所述第一電容結構3、所述信號饋電端11以及所述接地端1 2形成第一天線P 1,其等效電路圖如圖4所示,符合左手傳輸線(Left Hand Transmission Line)結構。其中,所述第一輻射體2等效為相對於信號源的並聯電感LL,所述第一電容結構3等效為相對於信號源的串聯電容CL,以用於產生所述第一諧振頻率f1,所述第一諧振頻率f1可以覆蓋791兆赫茲~821兆赫茲、GSM850(824兆赫茲~894兆赫茲)或GSM900(880兆赫茲~960兆赫茲)。
一般情況下,天線的有效長度(即天線的電長度)用該天線所產生的諧振頻率對應的波長的倍數進行表示,該實施例所述的第一輻射體的電長度為圖3所示的A-C-D-E-F所表示的長度。
進一步的,由於所述第一輻射體2的電長度大於所述第一諧振頻率f1對應波長的八分之一,並且所述第一輻射體2的電長度小於所述第一諧振頻率f1對應波長的四分之一,因此所述第一天線P1還會產生所述第一諧振頻率f1的高次諧波(或者稱為所述第一諧振頻率f1的倍頻),其覆蓋範圍為1700兆赫茲~1800兆赫茲。因此,由所述第一輻射體2、所述第一電容結構3、所述信號饋電端11和所述接地端12形成第一天線P1,能夠在較小的空間中產生覆蓋所述第一諧振頻率f1以及所述第一諧振頻率f1的高次諧波的頻率範圍。
進一步的,如圖5所示,所述第一輻射體2的第二端22電性連線所述印刷電路板1的接地端12,具體為:所述第一輻射體2的第二端22通過第二電容結構4電性連線所述印刷電路板1的接地端12。
具體的,將所述第一輻射體2的第二端22通過第二電容結構4電性連線所述印刷電路板1的接地端12,可以使得將所述第一天線P1產生的第一諧振頻率f1向高偏移。利用這個特性,可以加長並聯電感感值(即加長所述第一輻射體2的電長度),使得在所述第一諧振頻率f1諧振不變的情況下,將所述第一諧振頻率f1產生的高次諧波繼續向低偏移,從而進一步展寬所述第一諧振頻率f1所產生的的高次諧波的頻寬。
進一步的,如圖6所示,所述天線還包括第二輻射體5,所述第二輻射體5的第一端51與所述第一輻射體2的第一端21電性連線,所述第二輻射體5、所述第一電容結構3和所述信號饋電端11形成第二天線P2,用於產生第二諧振頻率f2。可選的,所述第二輻射體5在所述第一輻射體2的延長線上。
為了方便理解所述天線如何產生的第二諧振頻率f2,圖7為對圖6所述天線的平面示意圖,圖7中以A、C、D、E、F表示所述第一輻射體2,以C、B表示所述第二輻射體5,以C1表示所述第一電容結構3,白色部分表示所述印刷電路板1。
具體的,所述第二輻射體5、所述信號饋電端11以及接地端12形成第二天線P2,其等效電路圖如圖8所示,符合右手傳輸線(Right Hand Transmission Line)結構。其中,所述第二輻射體5等效為相對於信號源的串聯電感LR,所述第一電容結構3等效為相對於信號源的並聯電容CR,以產生所述第二諧振頻率f2,所述第二諧振頻率f2可以覆蓋1700兆赫茲~2170兆赫茲。
進一步的,所述第二輻射體5的電長度為所述第二諧振頻率f2對應波長的四分之一。
對於圖6所示的天線,由所述第一輻射體2、所述第二輻射體5、所述第一電容結構3、所述信號饋電端11以及所述接地端12的等效電路圖如圖9所示,形成複合左右手傳輸線(Composite Right Hand and Left Hand Transmission Line,簡稱CRLH TL)結構。其中,所述第一輻射體2等效為相對於信號源的並聯電感LL,所述第一電容結構3等效為相對於信號源的串聯電容CL,所述第二輻射體5等效為相對於信號源的串聯電感LR,所述第二輻射體5與所述印刷電路板之間形成的寄生電容CR,所述第一輻射體2、所述第一電容結構3產生所述第一諧振頻率f1以及所述第一諧振頻率f1的高次模,所述第二輻射體5產生所述第二諧振頻率f2,所述第一諧振頻率f1、所述第一諧振f1的高次模以及所述第二諧振頻率f2可以覆蓋791兆赫茲~821兆赫茲、GSM850(824兆赫茲~894兆赫茲)、GSM900(880兆赫茲~960兆赫茲)、1700兆赫茲~2170兆赫茲。
進一步的,如圖10所示,所述天線還包括寄生支節6,所述寄生支節6的一端61電性連線所述印刷電路板1的接地端12,所述寄生支節6的另一端62與所述第二輻射體5的第二端52相對且不接觸,以形成耦合,產生第三諧振頻率f3。
其中,所述第三諧振頻率f3可以覆蓋2270兆赫茲~2800兆赫茲。
為了方便理解所述天線如何產生的第三諧振頻率f3,圖11為對圖10所述天線的平面示意圖,圖11中以A、C、D、E、F表示所述第一輻射體2,以C、B表示所述第二輻射體5,以H、G表示所述寄生支節6,以C1表示所述第一電容結構3,白色部分表示所述印刷電路板1。
需要說明的是,可以通過改變所述第二輻射體5的電長度,調節所述第二輻射體5產生的所述第二諧振頻率f2的覆蓋範圍,也可以通過改變所述寄生支節6的電長度,調節所述寄生支節6與所述第二輻射體5耦合產生的所述第三諧振頻率f3的覆蓋範圍。總而言之,所述第一輻射體2產生的第一諧振頻率f1的高次模、所述第二輻射體5產生的第二諧振頻率f2,以及所述寄生支節6與所述第二輻射體5耦合產生的第三諧振頻率f3,用於覆蓋1700兆赫茲~2800兆赫茲高頻諧振頻段。
可選的,所述第一電容結構3可以為一般的電容,所述第一電容結構3可以包括至少一個多種形式串聯或並聯的電容(可稱為電容積層組件);所述第一電容結構3也可以包括:“E”型部件和“U”型部件;其中,所述“E”型部件包括第一分支、第二分支、第三分支和第四分支,其中所述第一分支和所述第三分支連線在所述第四分支的兩端,所述第二分支位於所述第一分支與所述第三分支之間,所述第二分支與所述第四分支連線,所述第一分支與所述第二分支之間形成有間隙,所述第二分支與所述第三分支之間形成有間隙;所述“U”型部件包括兩個分支,所述“U”型部件的兩個分支分別位於所述“E”型部件的兩個間隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之間互不接觸。
如圖12和圖13所示,以斜線所示的部分為所述第一輻射體2,以點所示的部分為所述“E”型部件,以雙斜線所示的部分為所述“U”型部件。其中,所述“E”型部件包括第一分支31、第二分支32、第三分支33和第四分支34,其中所述第一分支31和所述第三分支33連線在所述第四分支34的兩端,所述第二分支32位於所述第一分支31與所述第三分支33之間,所述第二分支32與所述第四分支34連線,所述第一分支31與所述第二分支32之間形成有間隙,所述第二分支32與所述第三分支33之間形成有間隙;所述“U”型部件包括兩個分支,一個分支35和另一個分支36;所述“U”型部件一個分支36位於所述“E”型部件的第一分支31與所述第二分支32形成的間隙中,所述“U”型部件另一個分支36位於所述“E”型部件的第二分支32與所述第三分支33形成的間隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之間互不接觸。
可選的,當所述第一電容結構3包括所述“E”型部件和所述“U”型部件時,所述第一輻射體2的第一端21可以與所述第一電容結構3的第一分支31連線;或者,所述第一輻射體2的第一端21可以與所述第一電容結構3的第四分支34連線。
可選的,當所述第一電容結構3包括所述“E”型部件和所述“U”型部件時,如圖14所示,所述第二輻射體5的第一端51與所述第一電容結構2的第四分支34連線,或者,如圖15所示,所述第二輻射體5的第一端51與所述第一電容結構3的第三分支33連線。
可選的,所述第二電容結構4可以為一般的電容,所述第二電容結構4可以包括至少一個多種形式串聯或並聯的電容(可稱為電容積層組件);所述第一電容結構4也可以包括:“E”型部件和“U”型部件;其中,所述“E”型部件包括第一分支、第二分支、第三分支和第四分支,其中所述第一分支和所述第三分支連線在所述第四分支的兩端,所述第二分支位於所述第一分支與所述第三分支之間,所述第二分支與所述第四分支連線,所述第一分支與所述第二分支之間形成有間隙,所述第二分支與所述第三分支之間形成有間隙;所述“U”型部件包括兩個分支,所述“U”型部件的兩個分支分別位於所述“E”型部件的兩個間隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之間互不接觸。
如圖16所示,以斜線所示部分為所述第一輻射體2,以黑色所示部分為所述第一電容結構3,所述第二電容結構4包括所述“E”型部件和所述“U”型部件,以點所示部分為所述“E”型部件,以雙斜線所示部分為所述“U”型部件。其中,所述“E”型部件包括第一分支41、第二分支42、第三分支43和第四分支44,其中所述第一分支41和所述第三分支43連線在所述第四分支44的兩端,所述第二分支42位於所述第一分支41與所述第三分支43之間,所述第二分支42與所述第四分支44連線,所述第一分支41與所述第二分支42之間形成有間隙,所述第二分支42與所述第三分支43之間形成有間隙;所述“U”型部件包括兩個分支,一個分支45和另一個分支46;所述“U”型部件一個分支45位於所述“E”型部件的第一分支41與所述第二分支42形成的間隙中,所述“U”型部件另一個分支46位於所述“E”型部件的第二分支42與所述第三分支43形成的間隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之間互不接觸。
值得注意的是,“M”型部件也屬於所述“E”型部件,也就是說任何包括所述第一分支、第二分支、第三分支和第四分支,且所述第一分支和所述第三分支連線在所述第四分支的兩端,所述第二分支位於所述第一分支與所述第三分支之間,所述第二分支與所述第四分支連線,所述第一分支與所述第二分支之間形成有間隙,所述第二分支與所述第三分支之間形成有間隙的結構均屬於該發明實施例所要保護的範圍;“V”型部件也屬於所述“U”型部件,也就是說任何具有兩個分支,且所述兩個分支分別位於所述“E”型部件的兩個間隙中的部件均屬於該發明實施例所要保護的範圍,且所述“E”型部件與所述“U”型部件之間不接觸;為了繪製和描述方便,在附圖中僅以的“E”型和“U”型所示。
當天線中包括多個輻射體時,所述天線中的不同輻射體會產生相對應的諧振頻率,一般情況下,各個輻射體會對產生的相對應的諧振頻率主要進行發射和接收。
該實施例所提出的天線中的第一輻射體2位於天線支架上,所述第一輻射體2所在的平面與所述印刷電路板1所在的平面之間的垂直距離可以在2毫米~6毫米之間,這樣可以為天線設計出一定的淨空區域,提高天線的性能,同時實現了在較小的空間中設計出多諧振且頻寬的天線。
可選的,所述第二輻射體5和/或所述寄生支節6也可以位於所述天線支架上。
該發明實施例提供了一種天線,所述天線包括第一輻射體和第一電容結構,其中,所述第一輻射體的第一端通過所述第一電容結構電性連線所述印刷電路板的信號饋電端,所述第一輻射體的第二端電性連線所述印刷電路板的接地端,所述第一輻射體、所述第一電容結構、所述信號饋電端以及所述接地端形成第一天線,用於產生第一諧振頻率,所述第一輻射體的電長度大於所述第一諧振頻率對應波長的八分之一,並且所述第一輻射體的電長度小於所述第一諧振頻率對應波長的四分之一,以實現在較小的空間中設計出多諧振頻率的天線。
  • 實施例二
《一種天線及移動終端》實施例針對實施例一中所述的天線,建立了仿真天線模型,進行了仿真和實際測試。
如圖17所示,以左斜線所示部分為所述第一輻射體2,以右斜線所示部分為所述第二輻射體5,以左斜線所述部分為所述寄生支節6,所述第一電容結構3包括所述“E”型部件和所述“U”型部件,以點所示部分為所述“E”型部件,以雙斜線所示部分為所述“U”型部件。
其中,圖18為針對圖17所建立的天線實際測試的頻率回響回損圖,從圖18中以三角形標識的為所述天線所能產生的諧振頻率,利用所述第一輻射體2、所述第一電容結構3、以及所述第二輻射體5產生的諧振頻率覆蓋791~821兆赫茲和1700~2170兆赫茲,另外透過所述第二輻射體5與所述寄生支節6之間的藕合產生的諧振頻率在2270~2800兆赫茲,因此整個天線最終的諧振頻率可覆蓋791~821兆赫茲,1700~2800兆赫茲。
圖19為針對圖17所提供的天線進行實際測試得到的天線頻率-效率圖。其中,橫坐標為頻率,單位為千兆赫茲(兆赫茲),縱坐標為天線效率,單位為分貝,帶菱形實線為在自由空間模式中測試得到的天線的頻率-效率曲線,帶正方形實線為在右手頭模式中測試得到的天線的頻率-效率曲線,帶三角形實線為在左頭手模式中測試得到的天線的頻率-效率曲線;圖18的實測結果表明,所述天線產生的諧振頻率可覆蓋791~821兆赫茲,1700~2800兆赫茲。
進一步的,當圖17中所述第一輻射體2的第二端21通過第二電容結構4電性連線所述印刷電路板1的接地端12時,所述第二電容結構包括所述“E”型部件和所述“U”型部件,以點所示部分為所述“E”型部件,以雙斜線所示部分為所述“U”型部件,如圖20所示。
假設所述第二電容結構的大小為8.2皮法。圖21為針對圖20所示天線的頻率回響回損圖;圖22為針對圖20所示的天線的天線實測效率圖,其中,橫坐標表示頻率(單位兆赫茲),縱坐標表示天線效率(單位dB);由圖21和圖22的實驗結果表明,在所述接地點12串接8.2皮法後,整個天線的諧振頻率可覆蓋780~820兆赫茲,1520~3000兆赫茲。
該發明實施例提供了一種天線,所述天線包括第一輻射體和第一電容結構,其中,所述第一輻射體的第一端通過所述第一電容結構電性連線所述印刷電路板的信號饋電端,所述第一輻射體的第二端電性連線所述印刷電路板的接地端,所述第一輻射體、所述第一電容結構、所述信號饋電端以及所述接地端形成第一天線,用於產生第一諧振頻率,所述第一輻射體的電長度大於所述第一諧振頻率對應波長的八分之一,並且所述第一輻射體的電長度小於所述第一諧振頻率對應波長的四分之一,以實現在較小的空間中設計出多諧振頻率的天線;同時,所述天線還包括第二輻射體和寄生支節,以覆蓋更寬的諧振頻率,進一步的通過第二電容結構展寬高頻頻寬。
  • 實施例三
《一種天線及移動終端》實施例提供了一種移動終端,如圖23所示,所述移動終端包括射頻處理單元、基帶處理單元和天線;其中,所述天線包括:第一輻射體2和第一電容結構3,其中,所述第一輻射體2的第一端21通過所述第一電容結構3電性連線所述印刷電路板1的信號饋電端11,所述第一輻射體2的第二端22電性連線所述印刷電路板1的接地端12,所述第一輻射體2、所述第一電容結構3、所述信號饋電端11與所述接地端12形成第一天線,用於產生第一諧振頻率f1,所述第一輻射體2的電長度大於所述第一諧振頻率f1對應波長的八分之一,並且所述第一輻射體2的電長度小於所述第一諧振頻率f1對應波長的四分之一;所述射頻處理單元通過匹配電路與所述印刷電路板1的信號饋電端11電性連線;所述天線,用於將接收到的無線信號傳輸給所述射頻處理單元,或者將射頻處理單元的發射信號轉換為電磁波,傳送出去;所述射頻處理單元,用於對所述天線接收到的無線信號進行選頻、放大、下變頻處理,並將其轉換成中頻信號或基帶信號傳送給所述基帶處理單元,或者,用於將所述基帶處理單元傳送的基帶信號或中頻信號經過上變頻、放大,通過所述天線傳送出去;所述基帶處理單元,對接收到的所述中頻信號或所述基帶信號進行處理。
其中,所述匹配電路用於調節天線的阻抗,使其與射頻處理單元的阻抗相匹配,以產生滿足要求的諧振頻率;所述第一諧振頻率f1可以覆蓋791兆赫茲~821兆赫茲、GSM850(824兆赫茲~894兆赫茲)、GSM900(880兆赫茲~960兆赫茲)。
進一步的,由於所述第一輻射體2的電長度大於所述第一諧振頻率f1對應波長的八分之一,並且所述第一輻射體2的電長度小於所述第一諧振頻率f1對應波長的四分之一,因此所述第一天線P1還會產生所述第一諧振頻率f1的高次諧波(或者稱為所述第一諧振頻率f1的倍頻),其覆蓋範圍為1700兆赫茲~1800兆赫茲。因此,由所述第一輻射體2、所述第一電容結構3、所述信號饋電端11和所述接地端12形成第一天線P1,能夠在較小的空間中產生覆蓋所述第一諧振頻率f1以及所述第一諧振頻率f1的高次諧波的頻率範圍。
所述第一輻射體2位於天線支架28上,所述第一輻射體2所在的平面與所述印刷電路板1所在的平面之間的垂直距離可以在2毫米~6毫米之間,這樣可以為天線設計出一定的淨空區域,提供天線的性能,同時實現了在較小的空間中設計出多諧振且頻寬的天線。
圖24為對圖23所示的移動終端的平面示意圖,其中,以A、C、D、E、F表示所述第一輻射體2,以C1表示所述第一電容結構3,A表示所述印刷電路板1的信號饋電端11,F表示所述印刷電路板1的接地端12,所述匹配電路與所述印刷電路板1的信號饋電端11(即A點)電性連線。
該實施例中所述的天線也可以包括實施例一和實施例二所述的任一一種天線結構,具體可參考實施例一和實施例二所述的天線,在此不再贅述。其中,上述移動終端為在移動中使用的通訊設備,可以為手機,也可以為平板電腦,數據卡等,當然不限於此。
註:以上實施例僅用以說明《一種天線及移動終端》的技術方案,而非對其限制;儘管參照前述實施例對該發明進行了詳細的說明,該領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特徵進行等同替換;而這些修改或者替換,並不使相應技術方案的本質脫離該發明各實施例技術方案的精神和範圍。

專利榮譽

2021年6月24日,《一種天線及移動終端》獲得第二十二屆中國專利銀獎。

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