可調諧寬頻帶多頻內置天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種可調諧寬頻帶多頻內置天線。該天線包括設于FPC基材上的地饋電接觸點、主饋電接觸點、耦合臂及天線主要支路，以及通過切換開關與該主饋電接觸點連接的天線匹配電路；耦合臂包括縱向設置的呈J形的第一單元以及沿該第一單元的彎曲末端橫向向左延伸的第二單元；天線主要支路包括縱向設置于該第一單元右側的呈L型的第三單元，向右橫向延伸的上臂，呈口形的第四單元，向左橫向延伸的下臂，以及呈曲線形的第五單元，其中該上臂和下臂之間形成腔體縫隙；該地饋電接觸點連接于該第一單元上端，該主饋電接觸點連接于該第三單元上端。本實用新型的可調諧寬頻帶多頻內置天線實現了頻帶覆蓋面廣，面積小，人頭手回退小和可調頻的性能優點。
【專利說明】可調諧寬頻帶多頻內置天線
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及天線，尤其涉及一種可調諧寬頻帶多頻內置天線。
【背景技術】
[0002]隨著LTE產業鏈日益壯大，LTE智能終端逐漸成熟，4G設備和設施系統在全球范圍內已大幅普及，使得適用于LTE的智能手機的市場比重日益龐大，手機天線作為手機終端中一個極其重要的組成部分，制約著手機無線傳輸的整體性能，其性能的優劣將直接影響到4G手機的大規模商用進程。
[0003]有許多因素會影響手機終端的天線性能，雖然這些因素是相關的，但通常可以分成三大類:天線尺寸、多副天線之間的互耦以及設備使用模型。
[0004]天線尺寸取決于三個要素:工作帶寬、工作頻率和輻射效率。今天的帶寬要求越來越高，其推動力來自美國的FCC頻率分配和全球范圍內的運營商漫游協議；不同地區使用不同的頻段。帶寬和天線尺寸是直接相關的，且效率和天線尺寸是直接相關的，這通常意味著更大尺寸的天線可以提供更大的帶寬和更高的效率。
[0005]除了帶寬外，天線尺寸還取決于工作頻率。在北美地區,運營商Verizon Wireless和AT&T Mobility選擇推廣的LTE產品工作在700MHz頻段，這在幾年前是FCC UHF-TV再分配頻段的一部分。這些新的頻段(17，704-746MHz和13，746-786MHz)比北美使用的傳統蜂窩頻段(5，824-894MHz)要低。這個變化是巨大的，因為頻率越低，波長越長，因而需要更長的天線才能保持輻射效率不變。為了保證輻射效率，天線尺寸必須做大。然而，手機設備系統設計人員還需要增加更大的顯示器和更多的功能，因此可用的天線長度和整個體積受到極大限制，從而降低了天線帶寬和效率。
實用新型內容
[0006]因此，本實用新型的目的在于提供一種可調諧寬頻帶多頻內置天線，減小面積，能夠覆蓋寬頻帶和可調頻。
[0007]為實現上述目的，本實用新型提供一種可調諧寬頻帶多頻內置天線，包括設于FPC基材上的地饋電接觸點、主饋電接觸點、耦合臂及天線主要支路，以及通過切換開關與該主饋電接觸點連接的天線匹配電路；該耦合臂包括縱向設置的呈J形的第一單元以及沿該第一單元的彎曲末端橫向向左延伸的第二單元；該天線主要支路包括縱向設置于該第一單元右側的呈L形的第三單元，自該第三單元底部向右橫向延伸的上臂，在該上臂右側下方形成的呈口形的第四單元，自該第四單元底部向左橫向延伸的下臂，以及設置于該下臂左上方呈曲線形的第五單元，其中該上臂和該下臂之間間隔的空間形成腔體縫隙；該地饋電接觸點連接于該第一單元上端，該主饋電接觸點連接于該第三單元上端。
[0008]其中，該切換開關為單刀雙擲開關。
[0009]其中，所述上臂的橫向長度為28.6毫米。
[0010]其中，所述下臂的橫向長度為35.6毫米。[0011]其中，所述第四單元的面積為38.6平方毫米。
[0012]其中，所述第五單元的面積為15.3平方毫米。
[0013]綜上所述，本實用新型的可調諧寬頻帶多頻內置天線實現了頻帶覆蓋面廣，面積小，人頭手回退小和可調頻的性能優點。
[0014]為更進一步闡述本實用新型為實現預定目的所采取的技術手段及功效，請參閱以下有關本實用新型的詳細說明與附圖，相信本實用新型的目的、特征與特點，應當可由此得到深入且具體的了解，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本實用新型加以限制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖，通過對本實用新型的【具體實施方式】詳細描述，將使本實用新型的技術方案及其他有益效果顯而易見。
[0016]附圖中，
[0017]圖1為本實用新型可調諧寬頻帶多頻內置天線一較佳實施例的俯視圖；
[0018]圖2為該較佳實施例天線主狀態的回波損耗示意圖；
[0019]圖3為該較佳實施例的切換開關的電路示意圖；
[0020]圖4為該較佳實施例天線切換開關切換后的回波損耗示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，其為本實用新型可調諧寬頻帶多頻內置天線一較佳實施例的俯視圖。該可調諧寬頻帶多頻內置天線可以利用柔性線路板(FPC)鋪銅走線的一面來制作，主要包括設于FPC基材(圖未示)上的地饋電接觸點1、主饋電接觸點2、耦合臂3及天線主要支路4，以及通過切換開關與該主饋電接觸點2連接的天線匹配電路(圖1中未示)；該耦合臂3包括縱向設置的大體上呈J形的第一單元31以及沿該第一單元31的彎曲末端橫向向左延伸的第二單元32 ;該天線主要支路4包括縱向設置于該第一單元31右側的大體上呈L形的第三單元41，自該第三單元41底部向右橫向延伸的上臂42，在該上臂42右側下方形成的呈口形的第四單元6，自該第四單元6底部向左橫向延伸的下臂43，以及設置于該下臂43左上方呈曲線形的第五單元7，其中該上臂42和該下臂43間隔的空間形成腔體縫隙5 ;該地饋電接觸點I連接于該第一單元31上端，該主饋電接觸點2連接于該第三單元41上端。
[0022]腔體縫隙5為由天線主要支路4所包圍形成；第四單元6和第五單元7用于調節天線頻率偏移及產生額外的高頻諧振；由與天線主饋電連接的天線主要支路4形成低頻段的諧振，天線主要支路4的臂的長短與低頻段的諧振點的高低成反比，臂越長，低頻的諧振點越低，反之，臂越短，低頻的諧振點則越高，該臂的上下兩部分之間形成的腔體縫隙(即腔體縫隙5)則形成了高頻部分，腔體縫隙5的大小也影響著高頻諧振點的高低，往往是腔體越大，諧振點就越低；腔體越小，諧振點就越高，當然，腔體的大小也會改變低頻臂的長短，所以也將會間接影響到低頻段的諧振點；另外，本實用新型天線高頻段能產生雙諧振，這額外產生的諧振是由天線左右兩邊的第四單元6、第五單元7形成，其面積的的大小將影響著該諧振點的頻率；地饋電上的臂(即耦合臂3)則形成了高頻段的第三個諧振，主要是L TE的頻段7，頻段范圍是2500 M?2690 MH z ;總之，在調試過程中通過結合天線臂長對各個頻段的相關性進行調整，可以將天線調整到最優狀態。
[0023]在此較佳實施例中，上臂42的橫向長度LI約為28.6毫米；下臂43的橫向長度L2約為35.6毫米；第四單元6的面積約為38.6平方毫米；第五單元7的面積約為15.3平方毫米，該第五單元的內周近似由由半徑Rl約為14.2毫米和半徑R2約為2.6毫米的圓弧連接而成。
[0024]本實用新型涉及到應用于手機內置天線的單極子天線，通過結合耦合饋電和臂與臂之間的腔體縫隙來實現寬頻帶天線。該較佳實施例是在典型的LTE手機終端上實現的，故天線的外形需結合該機型的一些外觀特點來設計。之所以本實用新型的天線采用單極子(Monopole)天線，一是可以在一定程度上縮小天線的整體面積，能有更多的空間選擇；二來可以改善天線在使用過程中所受到的人頭手的惡化影響，這是由于天線面積可以做到相對較小，可以盡量把天線走線往手機天線區域的中間位置分布，這樣能更有效地較小左右的人頭手對天線性能的惡化影響。
[0025]如圖2所示，其為該較佳實施例天線主狀態的回波損耗(Sll)示意圖。從圖2中可以看出，該天線的頻段帶寬可以覆蓋到G S M 850(824?890 MH z ), G SM 900 (880 ?960 M H z ), D C S (1710 ?1880 M H z ), P C S (1850 ?1990 M Hz ), W C DMA 2100 (1920 ?2170 M H z ), W C D M A 900 (880 ?960 M H z ), LT E頻段的頻段3(1710?1880 MHz )，頻段7(2500?2690 MHz)。圖2中，標記1(三角形)數據為:-4.9965dB，824.0OOMHz ;標記 2 數據為-5.0982dB，960.0OOMHz ;標記 3 數據為-20.717dB，l.71000GHz ;標記 4 數據為-11.133dB,2.17000GHz ;標記 5 數據為-23.140dB, 2.70000GHz。可見，本實用新型的天線帶寬覆蓋了大部分的應用頻段，但是低頻部分的帶寬仍無法滿足L T E的頻段20 (790?860 M H z )頻段的要求，實際上對于手機終端的內置天線來說這很難通過調整天線形式或者調試匹配來實現從790 MH z?960M H z共170 M H z的帶寬要求，必須尋求其他的方法來實現790?860 M H z的頻段覆
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[0026]于是，本實用新型提出了通過在天線饋電通路上增加天線的切換開關(Switc h )，改變原有天線的匹配，使原來的低頻段諧振覆蓋到目標頻段上，從而實現低頻帶寬的擴展。而當需要使用到原有的匹配時則開關再切換回來，這也是一種孔徑調諧天線。該方案的實現需要一款可切換的多路S witc h器件來配合實現，Switc h可以切換到2路或多路的狀態，可以串聯或者并聯在饋電點的某一通路上(一般在饋電點至射頻測試座之間)。
[0027]參見圖3，其為本實用新型較佳實施例的切換開關的電路示意圖。如圖3所示，本方案的實例是采用單極雙擲(sroT)開關，并聯在主饋電通路上。當開關切換到狀態ο時，天線的諧振如圖2所示。當諧振切換到狀態I時，諧振如圖4所示，其為該較佳實施例天線切換開關切換后的回波損耗示意圖。圖4中，標記1(三角形)數據為:_8.4416dB，790.0OOMHz ;標記 2 數據為-9.8992dB, 860.0OOMHz ;標記 3 數據為-7.6356dB, 1.71000GHz ；標記4數據為-L 2745dB,2.17000GHz ;標記5數據為-5.8667dB,2.70000GHz。此時有效頻段能覆蓋到790?860 MH z，實現了該案例的需求。開關的切換是根據手機終端實時所用的頻段來進行判斷的，當手機終端應用于L T E的頻段20時，開關則切換到狀態1，當應用于除頻段20外的其他頻段時，開關則自動切換到狀態O上。該過程的實現需要手機基帶工程師的配合。天線在不同切換狀態下的工作效率可參見如下表一和表二。
[0028]表一、開關狀態為O時的效率
[0029]
【權利要求】
1.一種可調諧寬頻帶多頻內置天線，其特征在于，包括設于FPC基材上的地饋電接觸點、主饋電接觸點、耦合臂及天線主要支路，以及通過切換開關與該主饋電接觸點連接的天線匹配電路；該耦合臂包括縱向設置的呈J形的第一單元以及沿該第一單元的彎曲末端橫向向左延伸的第二單元；該天線主要支路包括縱向設置于該第一單元右側的呈L形的第三單元，自該第三單元底部向右橫向延伸的上臂，在該上臂右側下方形成的呈口形的第四單元，自該第四單元底部向左橫向延伸的下臂，以及設置于該下臂左上方呈曲線形的第五單元，其中該上臂和該下臂之間間隔的空間形成腔體縫隙；該地饋電接觸點連接于該第一單元上端，該主饋電接觸點連接于該第三單元上端。
2.如權利要求1所述的可調諧寬頻帶多頻內置天線，其特征在于，該切換開關為單刀雙擲開關。
3.如權利要求1所述的可調諧寬頻帶多頻內置天線，其特征在于，所述上臂的橫向長度為28.6毫米。
4.如權利要求1所述的可調諧寬頻帶多頻內置天線，其特征在于，所述下臂的橫向長度為35.6毫米。
5.如權利要求1所述的可調諧寬頻帶多頻內置天線，其特征在于，所述第四單元的面積為38.6平方暈米。
6.如權利要求1所述的可調諧寬頻帶多頻內置天線，其特征在于，所述第五單元的面積為15.3平方暈米。
【文檔編號】H01Q21/30GK203826539SQ201420216762
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】王洪洋 申請人:王洪洋