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CN104836034B - 一种天线及移动终端 - Google Patents

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CN104836034B
CN104836034B CN201410049276.9A CN201410049276A CN104836034B CN 104836034 B CN104836034 B CN 104836034B CN 201410049276 A CN201410049276 A CN 201410049276A CN 104836034 B CN104836034 B CN 104836034B
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李建铭
王汉阳
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Huawei Device Co Ltd
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Priority to EP15749179.6A priority patent/EP3091609B1/en
Priority to EP18193355.7A priority patent/EP3499641B1/en
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Abstract

本发明公开了一种天线及移动终端,涉及天线技术领域,解决在较小的空间中设计天线。所述天线包括第一辐射体和第一电容结构;所述第一辐射体的第一端通过所述第一电容结构电性连接所述印刷电路板的信号馈电端,所述第一辐射体的第二端电性连接所述印刷电路板的接地端,所述第一辐射体、所述第一电容结构、所述信号馈电端与所述接地端形成第一天线,用于产生第一谐振频率,并且所述第一辐射体的电长度为小于或等于所述第一谐振频率对应波长的八分之一。

Description

一种天线及移动终端
技术领域
本发明涉及天线技术领域,尤其涉及一种天线及移动终端。
背景技术
众所周知,现阶段商业常用的频段包括全球移动通讯系统(GlobalSystem of Mobile communication,简称GSM),GSM850(824MHz~894MHz),GSM900(880MHz~960MHz),全球定位系统(GlobalPositioning System,简称GPS)(1575MHz),数字视频广播(DigitalVideo Broadcasting,简称DVB)-H(1670MHz~1675MHz),数据通信子系统(Data Communication Subsystem,简称DCS)(1710MHz~1880MHz),个人通讯服务(Personal Communications Service,简称PCS),通用移动通信系统(Universal Mobile TelecommunicationsSystem,简称UMTS)或第三代移动通信技术(3rd-generation,简称3G)(1920MHz~2175MHz),蓝牙或无线局域网络(Wireless Local AreaNetworks,简称WLAN)802.11b/g(2400MHz~2484MHz)等共计八个频段;另外,长期演进(Long Term Evolution,简称LTE)项目为目前热门的一个工作频段,其工作频段为698MHz~960MHz,以及1710MHz~2700MHz。
其中,天线是无线电设备用于进行接收和发射电磁波信号的装置,而伴随着第四代移动通讯的来临,对于终端产品的带宽要求也越来越高。由于天线实现信号传播和能量辐射均基于频率的谐振,而且天线的电长度为天线谐振频率对应波长的四分之一,而现在终端产品日趋轻薄,如何在越来越小的空间设计天线成为急需解决的问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种天线及移动终端,可以在较小的空间设计天线。
本发明的实施例采用如下技术方案:
第一方面,本发明实施例提供了一种天线,包括:第一辐射体和第一电容结构;
所述第一辐射体的第一端通过所述第一电容结构电性连接印刷电路板的信号馈电端,所述第一辐射体的第二端电性连接所述印刷电路板的接地端,所述第一辐射体、所述第一电容结构、所述信号馈电端与所述接地端形成第一天线,用于产生第一谐振频率,并且所述第一辐射体的电长度为小于或等于所述第一谐振频率对应波长的八分之一。
结合第一方面,在第一种可能的实现方式中,所述天线还包括第二电容结构,所述第二电容结构的第一端电性连接所述第一端与所述第二端之间的所述第一辐射体,所述第二电容结构的第二端与所述印刷电路板的接地端电性连接。
结合第一方面或第一方面的第一种可能,在第二种可能的实现方式中,所述第一电容结构包括:“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连接在所述第四分支的两端,所述第二分支位于所述第一分支与所述第三分支之间,所述第二分支与所述第四分支连接,所述第一分支与所述第二分支之间形成有间隙,所述第二分支与所述第三分支之间形成有间隙;
所述“U”型部件包括两个分支,所述“U”型部件的两个分支分别位于所述“E”型部件的两个间隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之间互不接触。
结合第一方面的第二种可能,在第三种可能的实现方式中,所述第一辐射体的第一端与所述第一电容结构的第一分支或第三分支电性连接。
结合第一方面的第一种可能,在第四种可能的实现方式中,所述第二电容结构包括:“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连接在所述第四分支的两端,所述第二分支位于所述第一分支与所述第三分支之间,所述第二分支与所述第四分支连接,所述第一分支与所述第二分支之间形成有间隙,所述第二分支与所述第三分支之间形成有间隙;
所述“U”型部件包括两个分支,所述“U”型部件的两个分支分别位于所述“E”型部件的两个间隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之间互不接触。
结合第一方面或第一方面的第一种可能,在第五种可能的实现方式中,所述天线还包括:至少一个第二辐射体,所述第二辐射体的一端与所述第一辐射体的第一端电性连接。
结合第一方面的第五种可能,在第六种可能的实现方式中,所述天线还包括:一个呈“L”型的第二辐射体,所述呈“L”型的第二辐射体的一端与所述第一辐射体的第一端电性连接。
结合第一方面的第五种可能,在第七种可能的实现方式中,所述天线还包括:一个呈“匚”型的第二辐射体,所述呈“匚”型的第二辐射体的一端与所述第一辐射体的第一端电性连接。
结合第一方面的第五种可能,在第八种可能的实现方式中,所述天线还包括:两个呈“匚”型的第二辐射体,所述两个呈“匚”型的第二辐射体的开口相对,其中各第二辐射体的第一端与所述第一辐射体的第一端电性连接,所述各第二辐射体的第二端相对且不接触,以形成耦合结构。
结合第一方面的第二种可能,在第九种可能的实现方式中,所述天线还包括:至少一个第二辐射体,所述第二辐射体的一端与所述第一分支和所述第三分支中的其中一个分支电性连接。
结合第一方面的第九种可能,在第十种可能的实现方式中,所述天线包括一个呈“L”型的第二辐射体,所述呈“L”型的第二辐射体的一端与所述第一分支电性连接。
结合第一方面的第九种可能,在第十一种可能的实现方式中,所述天线包括:一个呈“匚”型的第二辐射体,所述呈“匚”型的第二辐射体的第一端与所述第一分支和所述第三分支中的其中一个分支电性连接。
结合第一方面的第九种可能,在第十二种可能的实现方式中,所述天线还包括:两个呈“匚”型的第二辐射体,所述两个呈“匚”型的第二辐射体的开口相对,其中一个第二辐射体与所述第一分支电性连接,另一个第二辐射体与所述第三分支电性连接,所述各第二辐射体的第二端相对且不接触,以形成耦合结构。
结合第一方面至第一方面的前十二种任一可能,在第十三种可能的实现方式中,所述第一辐射体位于天线支架上,所述第一辐射体位于天线支架上,所述第一辐射体所在的平面与所述印刷电路板所在的平面之间的距离在2毫米-6毫米之间。
第二方面,本发明实施例提供了一种移动终端,包括射频处理单元、基带处理单元和天线;其中,
所述天线包括:第一辐射体和第一电容结构;所述第一辐射体的第一端通过所述第一电容结构电性连接印刷电路板的信号馈电端,所述第一辐射体的第二端电性连接所述印刷电路板的接地端,所述第一辐射体、所述第一电容结构、所述信号馈电端与所述接地端形成第一天线,用于产生第一谐振频率,所述第一辐射体的电长度为小于或等于所述第一谐振频率对应波长的八分之一;
所述射频处理单元通过匹配电路与所述印刷电路板的信号馈电端电性连接;
所述天线,用于将接收到的无线信号传输给所述射频处理单元,或者将射频处理单元的发射信号转换为电磁波,发送出去;所述射频处理单元,用于对所述天线接收到的无线信号进行选频、放大、下变频处理,并将其转换成中频信号或基带信号发送给所述基带处理单元,或者,用于将所述基带处理单元发送的基带信号或中频信号经过上变频、放大,通过所述天线发送出去;所述基带处理单元,对接收到的所述中频信号或所述基带信号进行处理。
结合第二方面,在第一种可能的实现方式中,所述天线还包括第二电容结构,所述第二电容结构的第一端电性连接所述第一端与所述第二端之间的所述第一辐射体,所述第二电容结构的第二端与所述印刷电路板的接地端电性连接。
结合第二方面或第一方面的第一种可能,在第二种可能的实现方式中,所述第一电容结构包括:“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连接在所述第四分支的两端,所述第二分支位于所述第一分支与所述第三分支之间,所述第二分支与所述第四分支连接,所述第一分支与所述第二分支之间形成有间隙,所述第二分支与所述第三分支之间形成有间隙;
所述“U”型部件包括两个分支,所述“U”型部件的两个分支分别位于所述“E”型部件的两个间隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之间互不接触。
结合第二方面的第二种可能,在第三种可能的实现方式中,所述第一辐射体的第一端与所述第一电容结构的第一分支或第三分支电性连接。
结合第二方面或第二方面的第一种可能,在第四种可能的实现方式中,所述天线还包括:至少一个第二辐射体,所述第二辐射体的一端与所述第一辐射体的第一端电性连接。
结合第二方面的第二种可能,在第五种可能的实现方式中,所述天线还包括:至少一个第二辐射体,所述第二辐射体的一端与所述第一分支和所述第三分支中的其中一个分支电性连接。
结合第二方面至第二方面的第五种可能中的任一种可能,在第六种可能的实现方式中,所述第一辐射体位于天线支架上,所述第一辐射体所在的平面与所述印刷电路板所在的平面之间的距离在2毫米-6毫米之间。
本发明实施例提供的一种天线及移动终端,所述天线包括:第一辐射体和第一电容结构;所述第一辐射体的第一端通过所述第一电容结构电性连接所述印刷电路板的信号馈电端,所述第一辐射体的第二端电性连接所述印刷电路板的接地端,所述第一辐射体、所述第一电容结构、所述信号馈电端与所述接地端形成第一天线,用于产生第一谐振频率,并且所述第一辐射体的电长度为小于或等于所述第一谐振频率对应波长的八分之一,可以在较小的空间中设计天线。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种天线示意图一;
图2为本发明实施例提供的一种天线示意图二;
图3为本发明实施例提供的示意图一与示意图二所示天线的平面示意图;
图4为本发明实施例提供的示意图一与示意图二所示的天线的等效电路示意图;
图5为本发明实施例提供的一种天线的示意图三;
图6为本发明实施例提供的一种天线的示意图四;
图7为本发明实施例提供示意图三和示意图四所示天线的平面示意图;
图8为本发明实施例提供的示意图三和示意图四所示天线的等效电路示意图;
图9为本发明实施例提供的一种天线的示意图五;
图10为本发明实施例提供的一种天线的示意图六;
图11为本发明实施例提供的一种天线的示意图七;
图12为本发明实施例提供的一种天线的示意图八;
图13为本发明实施例提供的一种天线的示意图九;
图14为本发明实施例提供的一种天线的示意图十;
图15为本发明实施例提供的一种天线的示意图十一;
图16为本发明实施例提供的一种天线的示意图十二;
图17为本发明实施例提供的一种天线的示意图十三;
图18为本发明实施例提供的一种天线的示意图十四;
图19为本发明实施例提供的示意图十四所示天线的平面示意图;
图20为本发明实施例提供的示意图十四所示天线的回损损耗图;
图21为本发明实施例提供的示意图十四所示天线的频率响应图;
图22为本发明实施例提供的示意图十四所示天线进行调整后的产生的谐振频率示意图;
图23为本发明实施例提供的示意图十四所示天线进行调整后的产生的频率响应图;
图24为本发明实施例提供的一种移动终端;
图25为本发明实施例提供的一种移动终端的平面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例提供了一种天线,包括:第一辐射体2和第一电容结构3;
所述第一辐射体2的第一端21通过所述第一电容结构3电性连接印刷电路板1的信号馈电端11,所述第一辐射体2的第二端22电性连接所述印刷电路板1的接地端12,所述第一辐射体2、所述第一电容结构3、所述信号馈电端11与所述接地端12形成第一天线P1,用于产生第一谐振频率f1,并且所述第一辐射体2的电长度小于或等于所述第一谐振频率f1对应波长的八分之一。
本发明实施例提供了一种天线,包括:第一辐射体和第一电容结构;所述第一辐射体的第一端通过所述第一电容结构电性连接所述印刷电路板的信号馈电端,所述第一辐射体的第二端电性连接所述印刷电路板的接地端,所述第一辐射体、所述第一电容结构、所述信号馈电端与所述接地端形成第一天线,用于产生第一谐振频率,并且所述第一辐射体的电长度为小于或等于所述第一谐振频率对应波长的八分之一,这样可以在较小的空间设计天线。
在实际的设计中,对所述第一电容结构3设计位置的不同,可形成不同的天线示意图,如图1所示,斜线部分为所述第一辐射体2,黑色部分为所述第一电容结构3;如图2所示,斜线部分为所述第一辐射体2,黑色部分为所述第一电容结构3。图1和图2所述的天线均用于产生所述第一谐振频率f1,区别仅在于所述第一电容结构3位置的不同。
为了方便理解所述天线如何产生的第一谐振频率f1,图3为对图1和图2所述天线的平面示意图,图3中黑色部分的D、E、F、C、A表示所述第一辐射体2,以C1表示所述第一电容结构3,白色部分表示所述印刷电路板1,与A连接的部分为所述印刷电路板1的接地端12,与D连接的部分为所述印刷电路板1的信号馈电端11。
具体的,所述第一辐射体2、所述第一电容结构3、所述信号馈电端11与所述接地端12形成所述第一天线P1,其等效电路图如图4所示,符合左手传输线(Left Hand Transmission Line)原理。其中,所述第一辐射体2的D、E、F、C、A段等效为相对于信号源的并联电感LL,所述第一电容结构3等效为相对于信号源的串联电容CL,用于产生所述第一谐振频率f1,所述第一谐振频率f1可以覆盖LTE B13、LTEB17、LTE B20等低频频段的谐振频率。
进一步的,如图5和图6所示,所述天线还包括:第二电容结构4,所述第二电容结构4的第一端41与所述第一辐射体2中的除第一端21和第二端22之外的任一位置电性连接,所述第二电容结构4的第二端42与所述印刷电路板1的接地端12电性连接。
如图5所示,斜线部分为所述第一辐射体2,黑色部分为所述第一电容结构3和所述第二电容结构4;如图6所示,斜线部分为所述第一辐射体2,黑色部分为所述第一电容结构3和所述第二电容结构4。
为了方便理解所述天线,图7为对图5和图6所述天线的平面示意图,图7中以D、E、F、C、A表示所述第一辐射体2,以C1表示所述第一电容结构3,以C2表示所述第二电容结构4,白色部分表示所述印刷电路板1。
具体的,对于图5和图6所示的天线,由所述第一辐射体2、所述第一电容结构3、所述第二电容结构4、所述信号馈电端11与所述接地端12的等效电路图如图8所示,形成复合左右手传输线(CompositeRight Hand and Left Hand Transmission Line,简称CRLH TL)结构。其中,所述第一电容结构3等效为相对于信号源的串联电容CL,所述第二电容结构4等效为相对于信号源的并联电容CR,所述第一辐射体2的F、C段等效为相对于信号源的串联电感LR,所述第一辐射体2是C、A段等效为相对于信号源的并联电感LL,所述第一电容结构3、所述第一辐射体2、所述信号馈电端11和所述接地端12形成左手传输线结构,用以产生所述第一谐振频率f1,所述第一谐振频率f1可以覆盖LTE B13、LTE B17、LTE B20等低频频段的谐振频率,所述第一辐射体2的F、C段、所述第二电容结构4、所述信号馈电端11与所述接地端12形成右手传输线结构,用以产生第二谐振频率f2,所述第二谐振频率f2可以覆盖LTE B21(1447.9MHz-1510.9MHz)。
可选的,所述第一电容结构3可以为一般的电容,所述第一电容结构3可以包括至少一个多种形式串联或并联的电容(可称为电容积层组件);所述第一电容结构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连接在所述第四分支的两端,所述第二分支位于所述第一分支与所述第三分支之间,所述第二分支与所述第四分支连接,所述第一分支与所述第二分支之间形成有间隙,所述第二分支与所述第三分支之间形成有间隙;
所述“U”型部件包括两个分支,所述“U”型部件的两个分支分别位于所述“E”型部件的两个间隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之间互不接触。
如图9所示,以斜线所示的部分为所述第一辐射体2,以黑色所述的部分为所述第二电容结构4,所述第一电容结构3包括所述“E”型部件和所述“U”型部件,其中,以点所示部分为所述“E”型部件,以双斜线所示部分为所述“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连接在所述第四分支34的两端,所述第二分支32位于所述第一分支31与所述第三分支33之间,所述第二分支32与所述第四分支34连接,所述第一分支31与所述第二分支32之间形成有间隙,所述第二分支32与所述第三分支33之间形成有间隙;
所述“U”型部件包括两个分支,一个分支35和另一个分支36;所述“U”型部件一个分支36位于所述“E”型部件的第一分支31与所述第二分支32形成的间隙中,所述“U”型部件另一个分支36位于所述“E”型部件的第二分支32与所述第三分支33形成的间隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之间互不接触。
可选的,当所述第一电容结构3包括所述“E”型部件和所述“U”型部件时,所述第一辐射体2的第一端21与所述第一电容结构3的第一分支31或第三分支33电性连接。如图9所示,为所述第一辐射体2的第一端21与所述第一电容结构3的第三分支33电性连接。
可选的,所述第二电容结构4可以为一般的电容,所述第二电容结构4可以包括至少一个多种形式串联或并联的电容(可称为电容积层组件);所述第二电容结构4也可以包括:“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连接在所述第四分支的两端,所述第二分支位于所述第一分支与所述第三分支之间,所述第二分支与所述第四分支连接,所述第一分支与所述第二分支之间形成有间隙,所述第二分支与所述第三分支之间形成有间隙;
所述“U”型部件包括两个分支,所述“U”型部件的两个分支分别位于所述“E”型部件的两个间隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之间互不接触。
如图10所示,以斜线所示部分为所述第一辐射体2,所述第一电容结构3和所述第二电容结构4均包括所述“E”型部件和所述“U”型部件,以点所示部分为所述“E”型部件,以双斜线所示部分为所述“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连接在所述第四分支44的两端,所述第二分支42位于所述第一分支41与所述第三分支43之间,所述第二分支42与所述第四分支44连接,所述第一分支41与所述第二分支42之间形成有间隙,所述第二分支42与所述第三分支43之间形成有间隙;
所述“U”型部件包括两个分支,一个分支45和另一个分支46;所述“U”型部件一个分支45位于所述“E”型部件的第一分支41与所述第二分支42形成的间隙中,所述“U”型部件另一个分支46位于所述“E”型部件的第二分支42与所述第三分支43形成的间隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之间互不接触。
值得注意的是,“M”型部件也属于所述“E”型部件,也就是说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连接在所述第四分支的两端,所述第二分支位于所述第一分支与所述第三分支之间,所述第二分支与所述第四分支连接,所述第一分支与所述第二分支之间形成有间隙,所述第二分支与所述第三分支之间形成有间隙的结构均属于本发明实施例所要保护的范围;“V”型部件也属于所述“U”型部件,也就是说任何具有两个分支,且所述两个分支分别位于所述“E”型部件的两个间隙中的部件均属于本发明实施例所要保护的范围,且所述“E”型部件与所述“U”型部件之间不接触;为了绘制和描述方便,对所述第一电容结构3和所述第二电容结构4的附图中仅以“E”型和“U”型所示。
由于所述第一电容结构3既可以为一般的电容积层组件,也可以包括所述“E”型部件和所述“U”型部件,所以当所述天线还包括其他辐射体时,其他辐射体的连接因所述第一电容结构3的不同而不同。
当所述第一电容结构3为一般的电容积层组件时:
如图11所示,所述天线还包括:至少一个第二辐射体5,所述第二辐射体5的一端与所述第一辐射体2的第一端21电性连接。
可选的,如图12所示,所述天线还包括:一个呈“L”型的第二辐射体51,所述呈“L”型的第二辐射体51的一端与所述第一辐射体2的第一端21电性连接。其中,左斜线所示部分为所述第一辐射体2,双斜线所示部分为所述第二辐射体51,黑色所示部分为所述第一电容结构3和所述第二电容结构4。所述呈“L”型的第二辐射体51用于产生第三谐振频率f3,所述第三谐振频率f3覆盖LTE B7。
可选的,如图13所示,所述天线还可以包括:一个呈“匚”型的第二辐射体52,所述呈“匚”型的第二辐射体52的一端与所述第一辐射体2的第一端21电性连接。其中,左斜线所示部分为所述第一辐射体2,双斜线所示部分为所述第二辐射体52,黑色所示部分为所述第一电容结构3和所述第二电容结构4。所述呈“匚”型的第二辐射体52用于产生第四谐振频率f4,所述第四谐振频率f4覆盖WCDMA2100。
可选的,所述天线还包括:两个呈“匚”型的第二辐射体,所述两个呈“匚”型的第二辐射体的开口相对,其中各第二辐射体的第一端与所述第一辐射体的第一端电性连接,所述各第二辐射体的第二端相对且不接触,以形成耦合结构。
如图14所示,所述两个呈“匚”型的第二辐射体5分别为第二辐射体53和第二辐射体54。其中,所述第二辐射体53的第一端53a与所述第一辐射体2的第一端21电性连接,所述第二辐射体54的第一端54a与所述第一辐射体2的第一端21电性连接,所述第二辐射体53的第二端53b与所述第二辐射体54的第二端54b相对且不接触,以形成耦合结构。其中,所述第二辐射体52用于产生第四谐振频率f4,所述第四谐振频率f4覆盖WCDMA2100,所述第二辐射体54产生的第五谐振频率f5,所述第五谐振频率f5覆盖GSM850(824MHz-894MHz)、GSM900(880MHz-960MHz),由于所述第二辐射体52与所述第二辐射体53之间形成耦合结构,这样可以产生第六谐振频率f6,所述第六谐振频率f6可以覆盖LTE B3。
当所述第一电容结构3包括所述“E”型部件和所述“U”型部件时:
可选的,所述天线还包括:至少一个第二辐射体5,所述第二辐射体5的一端与所述第一分支31和所述第三分支33中的其中一个分支电性连接。
可选的,如图15所示,所述天线还包括:一个呈“L”型的第二辐射体51,所述呈“L”型的第二辐射体51的一端与所述第一分支31电性连接。
其中,所述呈“L”型的第二辐射体51用于产生第三谐振频率f3,所述第三谐振频率f3覆盖LTE B7。
可选的,所述天线还包括:一个呈“匚”型的第二辐射体52,所述呈“匚”型的第二辐射体52的一端与所述第一分支31和所述第三分支33中的其中一个分支电性连接。如图16所示,所述呈“匚”型的第二辐射体52的一端与所述第一分支31电性连接。
其中,当所述呈“匚”型的第二辐射体52的一端与所述第一分支31电性连接时,用于产生第四谐振频率f4,所述第四谐振频率f4覆盖WCDMA2100;当所述呈“匚”型的第二辐射体52的一端与所述第三分支33电性连接时,用于产生第五谐振频率f5,所述第五谐振频率f5覆盖GSM850(824MHz-894MHz)、GSM900(880MHz-960MHz)。
可选的,所述天线还包括:两个呈“匚”型的第二辐射体,所述两个呈“匚”型的第二辐射体的开口相对,其中一个第二辐射体与所述第一分支电性连接,另一个第二辐射体与所述第三分支电性连接,所述各第二辐射体的第二端相对且不接触,以形成耦合结构。
如图17所示,所述两个呈“匚”型的第二辐射体5分别为第二辐射体53和第二辐射体54,所述第二辐射体53与所述第二辐射体54的的开口相对,所述第二辐射体53的第一端53a与所述第一电容结构3的第一分支31连接,所述第二辐射体54的第一端54a与所述第一电容结构3的第三分支33连接,所述第二辐射体53的第二端53b与所述第二辐射体54的第二端54b相对且不接触,以形成耦合结构。其中,所述第二辐射体53用于产生第四谐振频率f4,所述第四谐振频率f4可以覆盖WCDMA2100,所述第二辐射体54产生的第五谐振频率,所述第五谐振频率f5可以覆盖GSM850(824MHz-894MHz)、GSM900(880MHz-960MHz),由于所述第二辐射体53的第二端53b与所述第二辐射体54的第二端54b相对且不接触,以形成耦合结构,产生第六谐振频率f6可以覆盖LTE B3。
综上所述,所述第一谐振频率f1以及所述第五谐振频率f5可以覆盖GSM/WCDMA/UMTS/LTE的低频频段,所述第二谐振频率f2可以覆盖LTE B21,所述第三谐振频率f3、所述第四谐振频率f4以及所述第六谐振频率f6可以覆盖DCS/PCS/WCDMA/UMTS/LTE的高频频段。
本实施例所提出的天线中的第一辐射体2位于天线支架上,所述第一辐射体2所在的平面与所述印刷电路板1所在平面之间的垂直距离可以在2毫米-6毫米之间,这样为天线设计留出一定的净空区域,提高天线的性能,同时实现了在较小的空间中设计出多谐振且带宽的天线。
可选的,至少一个第二辐射体5也可以位于天线支架上。第一电容结构3和/或第二电容结构4也可以位于天线支架上。
需要说明的是,当天线中包括多个辐射体时,所述天线中的不同辐射体会产生相对应的谐振频率,一般情况下,各个辐射体会对产生的相对应的谐振频率主要进行发射和接收。
实施例二
本发明实施例针对实施例一中所述的天线,建立了仿真天线模型,进行了仿真和实际测试。
如图18所示,所述天线包括:第一辐射体2、第一电容结构3、第二电容结构4、一个呈“L”型的第二辐射体51,两个呈“匚”型的第二辐射体53和第二辐射体54。
其中,第一电容结构3包括所述“E”型部件和所述“U”型部件,第二电容结构4为一般电容积层组件,所述第一辐射体2的第一端21与所述第一电容结构3的第三分支33连接,所述第二辐射体51的一端与所述第一电容结构3的第一分支31连接,所述第二辐射体53的第一端53a与所述第一电容结构3的第一分支31连接,所述第二辐射体54的第一端54a与所述第一电容结构3的第三分支33连接,且所述第二辐射体53的第二端53b与所述第二辐射体54的第二端54b相对且不接触,形成耦合结构。
为了方便理解所述天线,图19为对图18所述天线的平面示意图,图19中以D、E、F、C、A表示所述第一辐射体2,以F、K表示所述第二辐射体51,以F、I、J表示所述第二辐射体53,以F、G、H表示所述第二辐射体54,E、F所示的“E”型结构和“U”型结构为所述第一电容结构3,以Y表示所述第二电容结构4,A与B为所述印刷电路板的接地端,D为所述印刷电路板的信号馈电端,白色部分表示所述印刷电路板1。
如图20所示,为对图18所示天线的多频率谐振回损图,其中,横坐标表示频率(Frequency,简称Freq),单位为千兆赫兹(GHz),纵坐标表示回波损耗,单位为分贝(dB),由图20可以看出,该天线的低频工作频率(回波损耗低于-6dB)最低可达到680MHz(兆赫兹)左右,低频工作带宽为680MHz至接近960MHz,该天线的高频工作频率(回波损耗低于-6dB)最高可达到2800MHz以上,高频工作带宽为1440MHz左右至2800MHz以上。由此可以看出,该天线能够覆盖GSM/WCDMA/UMTS/LTE的低频段,以及DCS/PCS/WCDMA/UMTS/LTE的高频段,同时还能覆盖特殊频端LTEB7(2500MHz-2690MHz)和LTE B21(1447.9MHz-1510.9MHz),以满足绝大多数无线终端业务对工作频段的需求。
由于回波损耗与驻波比可以进行相互转换,两者表示的含义相同,所以图21与图20所表示的含义相同,其中,图21为所述仿真天线模型的频率-驻波比图(频率响应图),其中,横坐标表示频率,纵坐标为驻波比。
综上所述,本发明实施例所设计的天线,能够产生低频谐振和高频谐振,低频频率可覆盖680MHz-960MHz,高频频率可覆盖1440MHz-2800MHz;通过对分布电感和串联电容的调节,可以将谐振频率控制在特殊频带LTE B7(2500MHz-2690MHz)以及LTE B21(1447.9MHz-1510.9MHz),以覆盖目前2G/3G/4G通讯系统所需的频段。
另外,由于在所述第一辐射体2的第一端21与第二端22之间通过第二电容结构4电性连接所述印刷电路板1的接地端12,因此可以通过调节所述第二电容结构4在所述第一辐射体2的第一端21与第二端22之间的位置,使得所述天线能够产生不同的谐振频率。
如图18所示,通过调节所述第一辐射体2、所述第二辐射体51、所述第二辐射体53、所述第二辐射体54的电长度,以及所述第二电容结构4在所述第一辐射体2的第一端21与第二端22之间的位置,该天线所能产生多个谐振频率的示意图(图22中以f1-f5示例说明);图23为图22所示天线的频率-驻波比图,其中,横坐标表示频率,单位为千兆赫兹(MHz),纵坐标表示驻波比,所述第一辐射体2产生的第一谐振频率f1用于覆盖LTE B13、LTE B17、LTE B20、GSM850(824MHz-894MHz)、GSM900(880MHz-960MHz)等低频频段,所述第一辐射体2的F-C-B段产生的第二谐振频率f2可以覆盖LTEB21,所述第二辐射体51产生的第三谐振频率f3可以覆盖LTE B7,所述第二辐射体53产生的第四谐振频率f4可以覆盖WCDMA 2100,所述第二辐射体54产生的第五谐振频率f5可以覆盖LTE B3。综上所述,所述第一谐振频率f1可以覆盖GSM/WCDMA/UMTS/LTE的低频段,所述第二谐振频率f2可以覆盖特殊频端LTE B21,所述第三谐振频率f3、所述第四谐振频率f4以及所述第五谐振频率f5可以覆盖DCS/PCS/WCDMA/UMTS/LTE的高频段。
本发明实施例提供了一种天线,包括:第一辐射体、第一电容结构、第二电容结构以及三个第二辐射体,其中,所述第一辐射体的第一端通过所述第一电容结构电性连接所述印刷电路板的信号馈电端,所述第一辐射体的第二端电性连接所述印刷电路板的接地端,所述第一辐射体、所述第一电容结构、所述信号馈电端与所述接地端形成第一天线,用于产生第一谐振频率,并且所述第一辐射体的电长度为小于或等于所述第一谐振频率对应波长的八分之一,这样可以减小天线的体积。另外,通过所述第二辐射体和第二电容结构产生了其他谐振频率,使得该天线不仅具有多个谐振带宽,而且尺寸较小,可以在较小的空间中设计出多谐振宽带天线。
实施例三
本发明实施例提供了一种移动终端,如图24所示,所述移动终端包括射频处理单元、基带处理单元和天线;其中,
所述天线包括:第一辐射体2和第一电容结构3;所述第一辐射体2的第一端21通过所述第一电容结构3电性连接印刷电路板1的信号馈电端11,所述第一辐射体2的第二端22电性连接所述印刷电路板1的接地端12,所述第一辐射体2、所述第一电容结构2、所述信号馈电端11与所述接地端12形成第一天线,用于产生第一谐振频率f1,并且所述第一辐射体2的电长度小于或等于所述第一谐振频率f1对应波长的八分之一;
所述射频处理单元通过匹配电路与所述印刷电路板1的信号馈电端11电性连接;
所述天线,用于将接收到的无线信号传输给所述射频处理单元,或者将射频处理单元的发射信号转换为电磁波,发送出去;所述射频处理单元,用于对所述天线接收到的无线信号进行选频、放大、下变频处理,并将其转换成中频信号或基带信号发送给所述基带处理单元,或者,用于将所述基带处理单元发送的基带信号或中频信号经过上变频、放大,通过所述天线发送出去;所述基带处理单元,对接收到的所述中频信号或所述基带信号进行处理。
其中,所述匹配电路用于调节天线的阻抗,使其与射频处理单元的阻抗相匹配,以产生满足要求的谐振频率;所述第一谐振频率f1可以覆盖LTE B13、LTE B17、LTE B20等低频频段。
需要说明的是,所述第一辐射体2位于天线支架上,所述第一辐射体2所在的平面与所述印刷电路板1所在的平面之间的垂直距离在2毫米-6毫米之间,这样可以为天线设计出一定的净空区域,提高天线的性能,同时实现了在较小的空间中设计出天线。
图25为对图24所示的移动终端的平面示意图,其中,以D、E、F、C、A表示所述第一辐射体2,以C1表示所述第一电容结构3,A表示所述印刷电路板1的接地端12,D表示所述印刷电路板1的信号馈电端11,所述匹配电路与所述印刷电路板1的信号馈电端11电性连接。
当然,本实施例中所述的天线也可以包括实施例一和实施例二所述的任一一种天线结构,具体可参考实施例一和实施例二所述的天线,在此不再赘述。其中,上述移动终端可以为在移动中使用的通讯设备,可以为手机,也可以为平板电脑,数据卡登,当然不限于此。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (19)

1.一种天线,其特征在于,包括:第一辐射体和第一电容结构;
所述第一辐射体的第一端通过所述第一电容结构电性连接印刷电路板的信号馈电端,所述第一辐射体的第二端电性连接所述印刷电路板的接地端,所述第一辐射体、所述第一电容结构、所述信号馈电端与所述接地端形成第一天线,用于产生第一谐振频率,并且所述第一辐射体的电长度为小于或等于所述第一谐振频率对应波长的八分之一;所述天线还包括第二电容结构,所述第二电容结构的第一端电性连接所述第一端与所述第二端之间的所述第一辐射体,所述第二电容结构的第二端与所述印刷电路板的接地端电性连接。
2.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述第一电容结构包括:“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连接在所述第四分支的两端,所述第二分支位于所述第一分支与所述第三分支之间,所述第二分支与所述第四分支连接,所述第一分支与所述第二分支之间形成有间隙,所述第二分支与所述第三分支之间形成有间隙;
所述“U”型部件包括两个分支,所述“U”型部件的两个分支分别位于所述“E”型部件的两个间隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之间互不接触。
3.根据权利要求2所述的天线,其特征在于,所述第一辐射体的第一端与所述第一电容结构的第一分支或第三分支电性连接。
4.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述第二电容结构包括:“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连接在所述第四分支的两端,所述第二分支位于所述第一分支与所述第三分支之间,所述第二分支与所述第四分支连接,所述第一分支与所述第二分支之间形成有间隙,所述第二分支与所述第三分支之间形成有间隙;
所述“U”型部件包括两个分支,所述“U”型部件的两个分支分别位于所述“E”型部件的两个间隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之间互不接触。
5.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述天线还包括:至少一个第二辐射体,所述第二辐射体的一端与所述第一辐射体的第一端电性连接。
6.根据权利要求5所述的天线,其特征在于,所述天线还包括:一个呈“L”型的第二辐射体,所述呈“L”型的第二辐射体的一端与所述第一辐射体的第一端电性连接。
7.根据权利要求5所述的天线,其特征在于,所述天线还包括:一个呈“匚”型的第二辐射体,所述呈“匚”型的第二辐射体的一端与所述第一辐射体的第一端电性连接。
8.根据权利要求5所述的天线,其特征在于,所述天线还包括:两个呈“匚”型的第二辐射体,所述两个呈“匚”型的第二辐射体的开口相对,其中各第二辐射体的第一端与所述第一辐射体的第一端电性连接,所述各第二辐射体的第二端相对且不接触,以形成耦合结构。
9.根据权利要求2所述的天线,其特征在于,所述天线还包括:至少一个第二辐射体,所述第二辐射体的一端与所述第一分支和所述第三分支中的其中一个分支电性连接。
10.根据权利要求9所述的天线,其特征在于,所述天线包括一个呈“L”型的第二辐射体,所述呈“L”型的第二辐射体的一端与所述第一分支电性连接。
11.根据权利要求9所述的天线,其特征在于,所述天线包括:一个呈“匚”型的第二辐射体,所述呈“匚”型的第二辐射体的第一端与所述第一分支和所述第三分支中的其中一个分支电性连接。
12.根据权利要求9所述的天线,其特征在于,所述天线还包括:两个呈“匚”型的第二辐射体,所述两个呈“匚”型的第二辐射体的开口相对,其中一个第二辐射体与所述第一分支电性连接,另一个第二辐射体与所述第三分支电性连接,所述各第二辐射体的第二端相对且不接触,以形成耦合结构。
13.根据权利要求1-12任一所述的天线,其特征在于,所述第一辐射体位于天线支架上,所述第一辐射体所在的平面与所述印刷电路板所在的平面之间的距离在2毫米-6毫米之间。
14.一种移动终端,其特征在于,包括射频处理单元、基带处理单元和天线;其中,
所述天线包括:第一辐射体和第一电容结构;所述第一辐射体的第一端通过所述第一电容结构电性连接印刷电路板的信号馈电端,所述第一辐射体的第二端电性连接所述印刷电路板的接地端,所述第一辐射体、所述第一电容结构、所述信号馈电端与所述接地端形成第一天线,用于产生第一谐振频率,所述第一辐射体的电长度为小于或等于所述第一谐振频率对应波长的八分之一;
所述射频处理单元通过匹配电路与所述印刷电路板的信号馈电端电性连接;
所述天线,用于将接收到的无线信号传输给所述射频处理单元,或者将射频处理单元的发射信号转换为电磁波,发送出去;所述射频处理单元,用于对所述天线接收到的无线信号进行选频、放大、下变频处理,并将其转换成中频信号或基带信号发送给所述基带处理单元,或者,用于将所述基带处理单元发送的基带信号或中频信号经过上变频、放大,通过所述天线发送出去;所述基带处理单元,对接收到的所述中频信号或所述基带信号进行处理;所述天线还包括第二电容结构,所述第二电容结构的第一端电性连接所述第一端与所述第二端之间的所述第一辐射体,所述第二电容结构的第二端与所述印刷电路板的接地端电性连接。
15.根据权利要求14所述的移动终端,其特征在于,所述第一电容结构包括:“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连接在所述第四分支的两端,所述第二分支位于所述第一分支与所述第三分支之间,所述第二分支与所述第四分支连接,所述第一分支与所述第二分支之间形成有间隙,所述第二分支与所述第三分支之间形成有间隙;
所述“U”型部件包括两个分支,所述“U”型部件的两个分支分别位于所述“E”型部件的两个间隙中,且所述“E”型部件和所述“U”型部件之间互不接触。
16.根据权利要求15所述的移动终端,其特征在于,所述第一辐射体的第一端与所述第一电容结构的第一分支或第三分支电性连接。
17.根据权利要求14所述的移动终端,其特征在于,所述天线还包括:至少一个第二辐射体,所述第二辐射体的一端与所述第一辐射体的第一端电性连接。
18.根据权利要求15所述的移动终端,其特征在于,所述天线还包括:至少一个第二辐射体,所述第二辐射体的一端与所述第一分支和所述第三分支中的其中一个分支电性连接。
19.根据权利要求14-18任一所述的移动终端,其特征在于,所述第一辐射体位于天线支架上,所述第一辐射体所在的平面与所述印刷电路板所在的平面之间的距离在2毫米-6毫米之间。
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