CN103117453A - 双单极手机天线 - Google Patents

Abstract

一种双单极手机天线，包括彼此并排设置于印制电路板上的第一辐射模块和第二辐射模块；所述的第一辐射模块包括高频辐射单元、低频辐射单元和馈电点，高频辐射单元设在低频辐射单元的上方并与低频辐射单元电连接，所述的馈电点与低频辐射单元电连接；所述的第二辐射模块包括次高频辐射单元、次低频辐射单元和接地点，所述的次高频辐射单元设在次低频辐射单元上方并与次低频辐射单元电连接，所述的接地点与次低频辐射单元电连接。优点：能拓宽工作频率带宽；整体结构合理，有利体积小型化，减小对手机空间的占用；整体结构简单，可体现经济廉价；可使最终手机终端易于达到DTIA/FA认证要求。

Description

双单极手机天线

技术领域

 本发明涉及一种手机天线，尤其是涉及一种双单极手机天线。

背景技术

近年来随着无线通讯技术的进步，个人化的无线通讯工具如手机的应用相当普及，并且为了达到美观与携带方便的目的而使手机体积逐渐缩小，从而使天线的整体面积和/或体积朝着小型化趋势发展。为了具备良好的收发讯号品质，手机天线大多采用全方向性辐射场型的线性极化天线例如单极天线（Monopole Antenna）和平面倒F型天线（英文缩写为：PIFA）以及G天线等。这种天线具有近似全方向性的辐射场型，并且具有结构简单、易与基板整合和制作成本低廉的特点。但是，已有技术中的多频段手机单极或PIFA天线普遍存在带宽难以满足设计要求的困惑。

目前手机天线的主流技术之一是Monopole以及PIFA( Planar Inverted F type Antenna)。几年前，Motorola 提出过FICA 天线（ Folded Inverted Conformal Antenna)，但是FICA仅在极其有限的几款手机上量产，FICA的设计宗旨是为了在高频输出形成双谐振，一个是由环内高频的band直接产生，另外一个是由环的1/2波长产生，这种结构的天线在辐射过程中主要特点集中在天线处，板子参与辐射的比例相对较小，并且由于对称环路的倍频效应，干扰了板子本身的电流走向，所以它在处理头部吸收率（英文缩写为SAR；英文全称为：Specific Absorption Rate）和HAC（英文缩写：Hearing Aid Compatibility）方面有独特的优势。

如何使手机天线的低频带宽更宽始终是业内设计人士关注的热点并且一直期取有所突破，但是在迄今为止公开的专利和非专利文献中均未见诸有相应的技术启示。

在天线性能保障的前提下，初始天线（Monopole,PIFA或者FICA）一般包含为2到3个谐振，双频或者三频天线包括GSM900，DCS1800，PCS1900；其中低频一个谐振包括GSM900，GSM850，高频一个谐振包括DCS1800，PCS1900；而在很多情况下因为低频只有一个谐振，所以天线性能不能达到OTA测试指标；比如在测试GSM900的时候，容易使975信道的TRP或者124信道的TIS不能同时达标。

鉴于上述已有技术，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种既可在低频形成双谐振又可同时在高频形成双谐振而藉以显著拓展工作频率带宽、有利于体现小型化而藉以节约占用手机空间和有益于降低设计成本而藉以保障经济廉价的双单极手机天线。

本发明的任务是这样来完成的，一种双单极手机天线，包括彼此并排设置于印制电路板上的第一辐射模块和第二辐射模块；

所述的第一辐射模块包括高频辐射单元、低频辐射单元和馈电点，高频辐射单元设在低频辐射单元的上方并与低频辐射单元电连接，所述的馈电点与低频辐射单元电连接；

所述的第二辐射模块包括次高频辐射单元、次低频辐射单元和接地点，所述的次高频辐射单元设在次低频辐射单元上方并与次低频辐射单元电连接，所述的接地点与次低频辐射单元电连接。

在本发明的另一个具体的实施例中，在所述的高频辐射单元的中部并且朝向所述低频辐射单元的方向构成有一第一凸起部，该第一凸起部与低频辐射单元之间保持有第一间距。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的第一间距的尺寸为0.05-0.5㎝。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的第一间距的尺寸为0.2-0.3㎝。

在本发明的还有一个具体的实施例中，在所述的高频辐射单元的中部并且朝向所述次低频辐射单元的方向构成有一第二凸起部，该第二凸起部与次低频辐射单元之间保持有第二间距。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的第二间距的尺寸为0.05-0.5㎝。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的第二间距的尺寸为0.2-0.3㎝。

本发明提供的技术方案由于将双单极手机天线的结构形成为倒折的双单极手机天线，并且低频可形成双谐振，高频同时也形成双谐振，从而能拓宽工作频率带宽；由于整体结构合理，因而有利体积小型化，减小对手机空间的占用；由于整体结构简单，因而可体现经济廉价；由于对于OTA测试时可兼顾TRP和TIS，因而可使最终手机终端易于达到DTIA/FA认证要求。

附图说明

图1为本发明的实施例结构图。

图2为图1所示结构形成四个天线谐振的示意图。

具体实施方式

请参见图1，给出了设置于印制电路板1（PCB）上的第一辐射模块2和一第二辐射模块3，第一辐射模块2和第二辐射模块3在印制电路板1上彼此处于并排状态，整体结构表现为倒折双单极手机天线。第一辐射模块2包括高频辐射单元21、低频辐射单元22和馈电点23，高频辐射单元21设在低频辐射单元22的上方并且与低频辐射单元22电连接，馈电点23与低频辐射单元22电连接；第二辐射模块3包括次高频辐射单元31、次低频辐射单元32和接地点33，次高频辐射单元31设在次低频辐射单元32上方并且与次低频辐射单元32电连接，接地点33与次低频辐射单元32电连接。

在前述的高频辐射单元21的长度方向的中部构成有一第一凸起部211，该第一凸起部211的凸起方向朝向低频辐射单元22的长度方向（也可称长边方向），并且该第一凸起部211与低频辐射单元22之间保持有第一间距S1，该第一间距S1也可称为第一最短距离。优选地，第一间距S1的尺寸即距离为0.05-0.5㎝，较好地为0.05-0.3㎝，更好地为0.05-0.1㎝，本实施例选择0.05-0.1㎝即0.5-1㎜。

前述的次高频辐射单元31的长度方向的中部构成有一第二凸起部311，该第二凸起部311的凸起方向朝向次低频辐射单元32的长度方向（也可称长边方向） ，并且该第二凸起部311与次低频辐射单元32之间保持有第二间距S2，该第二间距S2也可称为第二最短距离，该第二间距S2的具体尺寸如同对第一间距S1的描述。

改变第一间距 S1和第二间距S2这两个参数都会使低频部分的谐振发生改变，并且变化规律为：当第一间距S1增大时，低频部分的两个谐振耦合的越好，但是低频带宽逐渐减小；当第二间距S2增大时，低频的带宽相对增大，可以与第一间距S1的调节进行匹配从而得到满足要求的低频。

请参见图2，由于本发明由两个镜像的PIFA天线结合Dipole天线而成工作频率带宽成倍的扩展的PIDA天线，因而可以形成4-6个天线谐振，如图2所示，形成的为四个天线谐振分别为次低频辐射单元谐振a、低频辐射单元谐振b、高频辐射单元谐振c和次高频辐射单元谐振d。

天线相关高介电常数材料的应用可以使原本天线1/epsilon 倍缩小（其原理可参见天线原理等书籍）；PIDA天线如果3D曲面方式实施，实际效果更好同时节省手机空间。

Claims (7)

1.一种双单极手机天线，其特征在于包括彼此并排设置于印制电路板(1)上的第一辐射模块(2)和第二辐射模块(3)；

所述的第一辐射模块(2)包括高频辐射单元(21)、低频辐射单元(22)和馈电点(23)，高频辐射单元(21)设在低频辐射单元(22)的上方并与低频辐射单元(22)电连接，所述的馈电点(23)与低频辐射单元(22)电连接；

所述的第二辐射模块(3)包括次高频辐射单元(31)、次低频辐射单元(32)和接地点(33)，所述的次高频辐射单元(31)设在次低频辐射单元(32)上方并与次低频辐射单元(32)电连接，所述的接地点(33)与次低频辐射单元(32)电连接。

2.根据权利要求1所述的双单极手机天线，其特征在于在所述的高频辐射单元(21)的中部并且朝向所述低频辐射单元(22)的方向构成有一第一凸起部(211)，该第一凸起部(211)与低频辐射单元(22)之间保持有第一间距(S1)。

3.根据权利要求2所述的双单极手机天线，其特征在于所述的第一间距(S1)的尺寸为0.05-0.5㎝。

4.根据权利要求3所述的双单极手机天线，其特征在于所述的第一间距(S1)的尺寸为0.2-0.3㎝。

5.根据权利要求1所述的双单极手机天线，其特征在于在所述的高频辐射单元(31)的中部并且朝向所述次低频辐射单元(32)的方向构成有一第二凸起部(311)，该第二凸起部(311)与次低频辐射单元(32)之间保持有第二间距(S2)。

6.根据权利要求5所述的双单极手机天线，其特征在于所述的第二间距(S2)的尺寸为0.05-0.5㎝。

7.根据权利要求6所述的双单极手机天线，其特征在于所述的第二间距(S2)的尺寸为0.2-0.3㎝。

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