天線裝置和終端設備的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種天線裝置和終端設備，涉及通信【技術領域】，通過設置在天線枝節末端的開關控制天線切換至不同的諧振頻率，避免了開關損耗造成的天線效率降低且不會增加天線的占空空間。該天線裝置包括天線和印刷電路板，所述印刷電路板上設置有饋點和第一接地點，所述天線連接于所述饋點，所述天線包括第一枝節，所述天線裝置還包括：第一開關，所述第一枝節末端通過所述第一開關連接于所述第一接地點；當所述第一開關閉合時，所述第一枝節末端與所述第一接地點連通；當所述第一開關斷開時，所述第一枝節末端懸空。終端設備，包括：上述的天線裝置；連接于天線裝置的射頻模塊；連接于天線裝置的開關控制模塊。
【專利說明】天線裝置和終端設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信【技術領域】，尤其涉及一種天線裝置和終端設備。
【背景技術】
[0002]隨著通信技術的發展，手機等終端設備很多需要多頻共存，例如長期演進(LongTerm Evolution, LTE)頻段的引入,要求天線的帶寬越來越大，普通天線在有限的空間內不能滿足天線帶寬的要求。因此，需要使用開關控制天線切換至不同的諧振頻率，以增大天線的帶寬。
[0003]然而，目前的開關設置于天線線路中間，會產生開關損耗，從而使天線效率降低，而為了不降低天線效率使用不帶開關的普通天線又會增加天線的占用空間。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種天線裝置和終端設備，通過設置在天線枝節末端的開關控制天線切換至不同的諧振頻率，避免了開關損耗造成的天線效率降低且不會增加天線的占空空間。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:
[0006]一方面，本發明提供一種天線裝置，包括天線和印刷電路板，所述印刷電路板上設置有饋點和第一接地點，所述天線連接于所述饋點，所述天線包括第一枝節，所述天線裝置還包括:
[0007]第一開關，所述第一枝節末端通過所述第一開關連接于所述第一接地點；
[0008]當所述第一開關閉合時，所述第一枝節末端與所述第一接地點連通；
[0009]當所述第一開關斷開時，所述第一枝節末端懸空。
[0010]進一步地,所述天線還包括第二枝節,所述第二枝節末端接地。
[0011 ] 進一步地,所述天線還包括第三枝節,所述第三枝節末端懸空。
[0012]進一步地，所述天線裝置，還包括:
[0013]第二開關和設置于所述印刷電路板上的第二接地點；
[0014]所述天線還包括第二枝節；
[0015]所述第二枝節末端通過所述第二開關連接于所述第二接地點；
[0016]當所述第二開關閉合時，所述第二枝節末端與所述第二接地點連通；
[0017]當所述第二開關斷開時，所述第二枝節末端懸空。
[0018]進一步地,所述天線還包括第三枝節,所述第三枝節末端懸空。
[0019]另一方面，本發明還提供一種終端設備，包括:
[0020]上述的天線裝置；
[0021]連接于所述天線裝置中印刷電路板上饋點的射頻模塊；
[0022]連接于所述天線裝置中第一開關或第一開關和第二開關的開關控制模塊。
[0023]進一步地，所述終端設備為手機、數據卡、固定臺或平板電腦。[0024]本發明實施例中的天線裝置和終端設備，通過設置在天線枝節末端的開關控制天線枝節末端是否接地，以使天線切換至不同的諧振頻率，由于開關設置于天線枝節的末端，不會引入開關損耗，因此在增大天線帶寬的同時避免了開關損耗造成的天線效率降低，并且不會增加天線的占用空間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本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。
[0026]圖1為本發明實施例中一種天線裝置的結構示意圖；
[0027]圖2為本發明實施例中另一種天線裝置的結構示意圖；
[0028]圖3為本發明實施例中另一種天線裝置的結構示意圖；
[0029]圖4為本發明實施例中另一種天線裝置的結構示意圖；
[0030]圖5為本發明實施例中一種天線效率示意圖；
[0031]圖6為本發明實施例中另一種天線裝置的結構示意圖；
[0032]圖7為本發明實施例中另一種天線裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0034]實施例一
[0035]如圖1所示，本發明實施例提供一種天線裝置，包括天線I和印刷電路板2，印刷電路板2上設置有饋點3和第一接地點41，天線I連接于饋點3，印刷電路板2通過饋點3實現與天線I的信號傳遞，天線I包括第一枝節11，天線裝置還包括:
[0036]第一開關51，第一枝節11末端通過第一開關51連接于第一接地點41 ;當第一開關51閉合時,第一枝節11末端與第一接地點41連通,從而使第一枝節11形成環形枝節，此時天線相當于環形(Loop)天線,第一枝節11末端為Loop天線的接地點；當第一開關51斷開時，第一枝節11末端懸空，從而此時的天線相當于單極子(Monopole)天線,第一枝節11末端為Monopole天線的末端。
[0037]具體地，第一開關51的閉合和斷開可以使天線第一枝節11末端在接地與懸空之間轉換，使天線在Loop天線和Monopole天線之間轉換,第一枝節11在接地與懸空兩種狀態時產生不同的諧振頻率，從而改變了天線的諧振頻率，增大了天線帶寬。
[0038]本發明實施例中的天線裝置，通過設置在天線枝節末端的開關控制天線枝節末端是否接地，以使天線切換至不同的諧振頻率，由于開關設置于天線枝節的末端，不會引入開關損耗，因此在增大天線帶寬的同時避免了開關損耗造成的天線效率降低，并且不會增加天線的占用空間。[0039]實施例二
[0040]如圖2所示，進一步地，在實施例一的基礎上，天線I還可以包括第二枝節12，第二枝節12末端接地，即第二枝節12通過印刷電路板2上的第二接地點42連接于印刷電路板2，使第二枝節12形成環形枝節。天線裝置中的其他結構與實施例一相同，在此不再贅述。
[0041]具體地，當第一開關51閉合時,第一枝節11末端與第一接地點41連通,此時天線相當于雙Loop天線，第一枝節11末端為雙Loop天線的一個接地點；當第一開關51斷開時，第一枝節11末端懸空，從而此時的天線相當于單枝節平面倒F (Planar Inverted-FAntenna,PIFA)天線,第一枝節11末端為單枝節PIFA天線的末端。第一開關51的閉合和斷開使天線在雙Loop天線和單枝節PIFA天線之間轉換,第一枝節11在接地與懸空兩種狀態時產生不同的諧振頻率，從而改變了天線的諧振頻率，增大了天線帶寬。
[0042]本發明實施例中的天線裝置，通過設置在天線枝節末端的開關控制天線枝節末端是否接地，以使天線切換至不同的諧振頻率，由于開關設置于天線枝節的末端，不會引入開關損耗，因此在增大天線帶寬的同時避免了開關損耗造成的天線效率降低，并且不會增加天線的占用空間。
[0043]實施例三
[0044]如圖3所示，進一步地，在實施例一的基礎上，天線I還可以包括第三枝節13，第三枝節13末端懸空。天線裝置的其他結構與實施例一相同，在此不再贅述。
[0045]具體地，當第一開關51閉合時,第一枝節11末端與第一接地點41連通,此時天線相當于Loop+高頻枝節天線,第一枝節11末端為天線的一個接地點；當第一開關51斷開時，第一枝節11末端懸空，從而此時的天線相當于Monopole天線,第一枝節11末端為Monopole天線的一個末端。第一開關51的閉合和斷開使天線在Loop+高頻枝節天線和Monopole天線之間轉換,第一枝節11在接地與懸空兩種狀態時產生不同的諧振頻率,從而改變了天線的諧振頻率，增大了天線帶寬。
[0046]本發明實施例中的天線裝置，通過設置在天線枝節末端的開關控制天線枝節末端是否接地，以使天線切換至不同的諧振頻率，由于開關設置于天線枝節的末端，不會引入開關損耗，因此在增大天線帶寬的同時避免了開關損耗造成的天線效率降低，并且不會增加天線的占用空間。
[0047]實施例四
[0048]如圖4所示，進一步地，在實施例二的基礎上，天線I還可以包括第三枝節13，第三枝節13末端懸空。天線裝置的其他結構與實施例二相同，在此不再贅述。
[0049]當第一開關51閉合時,第一枝節11末端與第一接地點41連通,此時天線相當于雙Loop+高頻枝節天線,第一枝節11末端為雙Loop天線的一個接地點；當第一開關51斷開時，第一枝節11末端懸空，從而此時的天線相當于雙枝節平面倒F (Planar Inverted-FAntenna,PIFA)天線,第一枝節11末端為雙枝節PIFA天線的一個末端。第一開關51的閉合和斷開使天線在雙Loop+高頻枝節天線和雙枝節PIFA天線之間轉換,改變了第一枝節11的諧振頻率，同時改變了天線的諧振頻率，增大了天線帶寬。
[0050]以下通過采用本實施例中的天線結構來實現長期演進(Long Term Evolution,LTE)天線為例具體說明本實施例中天線裝置的效率。采用本實施例中結構的LTE天線為雙低頻，需要實現824?894MHz和699?746MHz兩個頻段的切換，具體地，當第一開關斷開時，LTE天線的諧振頻率為700MHz，當第一開關閉合時，LTE天線的諧振頻率為850MHz，通過實際測試得到圖5的天線效率示意圖，由測試結果可以看出，第一開關斷開時的LTE天線在699?770MHz頻段效率為50%以上，第一開關閉合時的LTE天線在770?900MHz頻段效率為40%以上，有效的覆蓋了低頻段帶寬。另外可以看出第一開關的閉合和斷開對于高頻段的影響較小。
[0051]需要說明的是，本實施例中僅以天線在700MHz和850MHz兩個諧振頻率切換為例進行說明，可以理解的是，通過改變天線的結構，例如改變枝節的長度等方式即可以改變天線的諧振頻率，從而通過上述第一開關的閉合和斷開來實現其他諧振頻率的切換，并且不限于實現雙低頻，例如也可以現實雙高頻。
[0052]本發明實施例中的天線裝置，通過設置在天線枝節末端的開關控制天線枝節末端是否接地，以使天線切換至不同的諧振頻率，由于開關設置于天線枝節的末端，不會引入開關損耗，因此在增大天線帶寬的同時避免了開關損耗造成的天線效率降低，并且不會增加天線的占用空間。
[0053]實施例五
[0054]如圖6所示，進一步地，在實施例一的基礎上，天線裝置還可以包括第二開關52和設置于印刷電路板2上的第二接地點42 ;天線I還包括第二枝節12 ;第二枝節12末端通過第二開關52連接于第二接地點42 ;當第二開關52閉合時，第二枝節12末端與第二接地點42連通,從而使第二枝節12形成環形枝節；當第二開關52斷開時,第二枝節12末端懸空。天線裝置的其他結構與實施例一相同，在此不再贅述。
[0055]具體地，由于在第一枝節11末端和第二枝節12末端分別設置了第一開關51和第二開關52兩個開關，每個開關都具有閉合和斷開兩種狀態，因此包括兩個開關的天線一共具有以下四種狀態:
[0056]第一種、第一開關51和第二開關52都閉合,第一枝節11末端和第二枝節12末端都接地，此時天線相當于雙Loop天線；
[0057]第二種、第一開關51和第二開關52都斷開，第一枝節11末端和第二枝節12末端都懸空，此時天線相當于Monopole天線；
[0058]第三種、第一開關51閉合，第一枝節11末端接地，第二開關52斷開，第二枝節12末端懸空，此時天線相當于單枝節PIFA天線；
[0059]第四種、第一開關51斷開，第一枝節11末端懸空，第二開關52閉合，第二枝節12末端接地，此時天線相當于單枝節PIFA天線；
[0060]需要說明的是，雖然這四種狀態中包括兩種單枝節PIFA天線，但是由于這兩種單枝節PIFA天線的枝節長度不同，因此以上四種狀態的天線分別具有不同的諧振頻率，從而可以通過控制第一開關51和第二開關52的閉合與斷開來實現這四種狀態中的任意一種，即能夠實現兩種、三種或者四種天線諧振頻率的切換，增大了天線帶寬。
[0061]本發明實施例中的天線裝置，通過設置在天線枝節末端的開關控制天線枝節末端是否接地，以使天線切換至不同的諧振頻率，由于開關設置于天線枝節的末端，不會引入開關損耗，因此在增大天線帶寬的同時避免了開關損耗造成的天線效率降低，并且不會增加天線的占用空間。
[0062]實施例六[0063]如圖7所示，進一步地，在實施例五的基礎上，天線還可以包括第三枝節13，第三枝節13末端懸空。天線裝置的其他結構與實施例五相同，在此不再贅述。
[0064]類似地，通過控制第一開關51和第二開關52的閉合和斷開，可以使天線在以下四種狀態下轉換:
[0065]第一種、第一開關51和第二開關52都閉合,第一枝節11末端和第二枝節12末端都接地，此時天線相當于雙Loop+高頻枝節天線。
[0066]第二種、第一開關51和第二開關52都斷開，第一枝節11末端和第二枝節12末端都懸空，此時天線相當于Monopole天線。
[0067]第三種、第一開關51閉合，第一枝節11末端接地，第二開關52斷開，第二枝節12末端懸空，此時天線相當于雙枝節PIFA天線。
[0068]第四種、第一開關51斷開，第一枝節11末端懸空，第二開關52閉合，第二枝節12末端接地，此時天線相當于雙枝節PIFA天線。
[0069]與實施例五類似，這四種狀態中，每種狀態的天線諧振頻率都不同，能夠實現兩種、三種或者四種天線諧振頻率的切換，增大了天線帶寬。
[0070]本發明實施例中的天線裝置，通過設置在天線枝節末端的開關控制天線枝節末端是否接地，以使天線切換至不同的諧振頻率，由于開關設置于天線枝節的末端，不會引入開關損耗，因此在增大天線帶寬的同時避免了開關損耗造成的天線效率降低，并且不會增加天線的占用空間。
[0071]實施例七
[0072]本發明實施例提供一種終端設備，包括上述各實施例中任意的天線裝置；連接于天線裝置中印刷電路板上饋點的射頻模塊；連接于天線裝置中第一開關或第一開關和第二開關的開關控制模塊。具體的天線裝置結構和原理與上述實施例相同，在此不再贅述。射頻模塊用于通過饋點為天線提供發射信號或者通過饋點獲得天線接收到的信號，開關控制模塊用于控制第一開關的閉合與斷開，或者控制第一開關和第二開關的閉合與斷開，從而實現天線在不同諧振頻率之間的切換。具體地，實施例一至實施例四中的天線裝置只包括第一開關，因此通過開關控制模塊控制第一開關的閉合與斷開即可實現天線在兩種諧振頻率之間的切換；實施例五和實施例六中的天線裝置均包括第一開關與第二開關，因此需要一個開關控制模塊連接第一開關和第二開關兩個開關，以實現對這兩個開關的控制，具有這兩個開關的天線包括以下四種狀態:第一開關和第二開關都閉合、第一開關和第二開關都斷開、第一開關閉合同時第二開關斷開、第一開關斷開同時第二開關閉合，在這四種狀態下天線具有不同的結構和諧振頻率，具體參照實施例五和實施例六，從而實現了天線在多種諧振頻率之間的切換。
[0073]具體地，上述終端設備可以為手機、數據卡、固定臺或平板電腦等。
[0074]本發明實施例中的終端設備，通過設置在天線枝節末端的開關控制天線枝節末端是否接地，以使天線切換至不同的諧振頻率，由于開關設置于天線枝節的末端，不會引入開關損耗，因此在增大天線帶寬的同時避免了開關損耗造成的天線效率降低，并且不會增加天線的占用空間。
[0075]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種天線裝置，包括天線和印刷電路板，所述印刷電路板上設置有饋點和第一接地點，所述天線連接于所述饋點，所述天線包括第一枝節，其特征在于，所述天線裝置還包括: 第一開關，所述第一枝節末端通過所述第一開關連接于所述第一接地點； 當所述第一開關閉合時，所述第一枝節末端與所述第一接地點連通； 當所述第一開關斷開時，所述第一枝節末端懸空。
2.根據權利要求1所述的天線裝置，其特征在于， 所述天線還包括第二枝節，所述第二枝節末端接地。
3.根據權利要求1或2所述的天線裝置，其特征在于， 所述天線還包括第三枝節，所述第三枝節末端懸空。
4.根據權利要求1所述的天線裝置，其特征在于，還包括: 第二開關和設置于所述印刷電路板上的第二接地點； 所述天線還包括第二枝節； 所述第二枝節末端通過所述第二開關連接于所述第二接地點； 當所述第二開關閉合時，所述第二枝節末端與所述第二接地點連通； 當所述第二開關斷開時，所述第二枝節末端懸空。
5.根據權利要求4所述的天線裝置，其特征在于， 所述天線還包括第三枝節，所述第三枝節末端懸空。
6.—種終端設備，其特征在于，包括: 如權利要求1至5中任意一項所述的天線裝置； 連接于所述天線裝置中印刷電路板上饋點的射頻模塊； 連接于所述天線裝置中第一開關或第一開關和第二開關的開關控制模塊。
7.根據權利要求6所述的天線裝置，其特征在于， 所述終端設備為手機、數據卡、固定臺或平板電腦。
【文檔編號】H01Q5/10GK103972656SQ201310043758
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年2月4日 優先權日:2013年2月4日
【發明者】馮超, 梁鐵柱 申請人:華為終端有限公司