CN102158245B

CN102158245B - 一种多频段手机

Info

Publication number: CN102158245B
Application number: CN2011100285341A
Authority: CN
Inventors: 张莲
Original assignee: Huizhou TCL Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Suzhou Xineng Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2031-01-26
Also published as: CN102158245A

Abstract

本发明公开了一种多频段手机，其包括PIFA天线、容性单元以及控制芯片，控制芯片控制容性单元与PIFA天线的耦合状态，以改变PIFA天线的谐振频率。通过以上方式，本发明的手机能够通过控制容性单元与PIFA天线的耦合状态来满足手机多频段工作的需求，具有结构简单、成本低以及节省空间等优点。

Description

一种多频段手机

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别是涉及一种多频段手机。

背景技术

手机通常采用PIFA天线（平面倒F天线）进行接收或发射射频信号。手机的射频信号包括很多频段，例如，GSM850、GSM900、DCS1800以及PCS1900。

用户期望手机能在尽可能多的频段内进行工作，即需要对应的多频段天线来覆盖这些频段。现有技术中的PIFA天线设计为双频天线，其工作频段为GSM900和PCS1900，但仍不能满足用户多频段的需求。因此，在手机中设计多个天线来满足多频段工作，占用手机的大量空间。

因此，需要提供一种多频段手机，以解决现有技术手机天线支持的工作频段不能满足用户需求的技术问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种多频段手机，以满足手机多频段工作的需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种多频段手机，包括PIFA天线、容性单元以及控制芯片，容性单元与PIFA天线的天线主体平行间隔设置，且容性单元的位置和PIFA天线的开路端重合，控制芯片控制容性单元与PIFA天线的耦合状态，以改变PIFA天线的谐振频率。

根据本发明一优选实施例，多频段手机进一步包括接地面及开关，开关连接于接地面与容性单元之间，控制芯片控制开关导通或断开。

根据本发明一优选实施例，开关为二极管。

根据本发明一优选实施例，二极管的正极连接容性单元，二极管的负极连接接地面，控制芯片的控制信号输出端连接二极管的正极。

根据本发明一优选实施例，PIFA天线包括天线主体以及与天线主体连接的接地端和馈电端，容性单元设置于天线主体与接地面之间。

根据本发明一优选实施例，容性单元为片状导体。

根据本发明一优选实施例，天线主体包括第一频段分支和第二频段分支，以及容性单元包括第一容性单元和第二容性单元，第一容性单元设置于第一频段分支与接地面之间，第二容性单元设置于第二频段分支与接地面之间。

根据本发明一优选实施例，第一容性单元设置于第一频段分支的开路端与接地面之间，第二容性单元设置于第二频段分支的开路端与接地面之间。

根据本发明一优选实施例，第一容性单元和第二容性单元为片状导体。

根据本发明一优选实施例，开关为三极管或MOS管。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的多频段手机能够满足手机多频段工作的需求，具有结构简单、成本低以及节省空间等优点。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的多频段手机的结构图；

图2是图1中PIFA天线的一种工作状态的等效电路图；以及

图3是图1中PIFA天线的另一种工作状态的等效电路图。

具体实施方式

请参见图1至图3，图1是根据本发明第一实施例的多频段手机的结构图。如图1所示，本发明的多频段手机包括：PIFA天线101、容性单元102、控制芯片103、二极管104及印刷电路板的接地面105。控制芯片103控制容性单元102与PIFA天线101的耦合状态，以改变PIFA天线101的谐振频率。

在本实施例中，PIFA天线101包括天线主体106以及与天线主体106连接的接地端107和馈电端108。容性单元102设置于天线主体106与接地面105之间。具体来说，天线主体106包括第一频段分支109及第二频段分支110。容性单元102包括第一容性单元111和第二容性单元112，第一容性单元111设置于第一频段分支109的开路端与印刷电路板的接地面105之间，第二容性单元112设置于第二频段分支110的开路端与印刷电路板的接地面105之间。第一容性单元111和第二容性单元112分别为第一金属片和第二金属片。二极管104的正极连接第一容性单元111和第二容性单元112，二极管104的负极连接印刷电路板的接地面105，控制芯片103的控制信号输出端连接二极管104的正极。

值得注意的是，本领域技术人员完全可以选择其他片状导体作为容性单元102，来实现容性单元102与PIFA天线101耦合。此外，本领域技术人员完全可以通过接地面105与容性单元102之间的其他开关来代替二极管104，并通过控制芯片103控制相应开关的导通或断开来控制容性单元102与PIFA天线101的耦合状态，以改变PIFA天线101的谐振频率。

下面将详细说明该多频段手机的具体工作过程：

控制芯片103通过在二极管104的正极设置直流偏置电压来控制二极管的导通和截至。当偏置电压为高电压时，二极管104导通，容性单元102和印刷电路板的接地面105短接；当偏置电压为低电压时，二极管104截至，容性单元102和印刷电路板的接地面105开路，容性单元102悬空。

在本实施例中，容性单元102的位置和PIFA天线101的开路端重合，其中，PIFA天线101的开路端处，射频电流为零，射频电场强度最大，与容性单元102形成高效的容性耦合。

当偏置电压为低电压时，容性单元102悬空，容性单元102和PIFA天线101为弱耦合，PIFA天线101的谐振频率没有改变，PIFA天线101的等效电路图如图2所示，此时，PIFA天线101的谐振频率f₀为：

f_{0} = \frac{1}{2 π \sqrt{L_{a} C_{a}}};

其中，L_a是PIFA天线101谐振时等效电感；C_a是PIFA天线101谐振时的等效电容；R_a是PIFA天线101谐振时的辐射电阻。

当偏置电压为高电压时，容性单元102和印刷电路板的接地面105连接，容性单元102和PIFA天线101为强耦合，PIFA天线101的谐振频率发生改变，与容性单元102的特性有关。PIFA天线101的等效电路如图3所示，此时，PIFA天线101的谐振频率f₁为：

f_{1} = \frac{1}{2 π \sqrt{L_{a} (C_{a} + C_{p})}};

其中，L_a是PIFA天线101谐振时等效电感；C_a是PIFA天线101谐振时的等效电容；R_a是PIFA天线101谐振时的辐射电阻；C_P是容性单元102与PIFA天线101的等效电容。

C_P为：

C_p＝Aε_r/d；

其中，A是容性单元102的面积；d是容性单元102和PIFA天线101的间距；ε_r是容性单元102和PIFA天线101之间的介电常数。

在本实施例中，第一频段分支109的工作频段在GSM900，第二频段分支110的工作频段在PCS1900，对应分别设置第一容性单元111和第二容性单元112，控制芯片103根据工作频段的要求进行控制二极管104。二极管104导通的时候，第一容性单元111和第一频段分支109耦合，第二容性单元112和第二频段分支110耦合，PIFA天线101的工作频段在GSM850和DCS1800；当二极管104截至时，第一容性单元111和第一频段分支109无耦合，第二容性单元112和第二频段分支110无耦合，PIFA天线101的工作频段在GSM900和PCS1900。该多频段手机满足四种工作频段。当然，本领域技术人员完全可以想到仅设置一个频段分支和一个容性单元来实现双频段手机。此外，本领域技术人员还可以想到将容性单元设置在其他位置。

通过上述方式，本发明的手机能够通过控制容性单元与PIFA天线的耦合状态来满足手机多频段工作的需求，具有结构简单、成本低以及节省空间等优点。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种多频段手机，所述多频段手机包括PIFA天线，其特征在于，所述多频段手机进一步包括容性单元以及控制芯片，所述容性单元与所述PIFA天线的天线主体平行间隔设置，且所述容性单元的位置和所述PIFA天线的开路端重合，所述控制芯片控制所述容性单元与所述PIFA天线的耦合状态，以改变所述PIFA天线的谐振频率。

2.根据权利要求1所述的多频段手机，其特征在于：所述多频段手机进一步包括接地面及开关，所述开关连接于所述接地面与所述容性单元之间，所述控制芯片控制所述开关导通或断开。

3.根据权利要求2所述的多频段手机，其特征在于：所述开关为二极管。

4.根据权利要求3所述的多频段手机，其特征在于：所述二极管的正极连接所述容性单元，所述二极管的负极连接所述接地面，所述控制芯片的控制信号输出端连接所述二极管的正极。

5.根据权利要求2所述的多频段手机，其特征在于：所述PIFA天线包括所述天线主体以及与所述天线主体连接的接地端和馈电端，所述容性单元设置于所述天线主体与所述接地面之间。

6.根据权利要求5所述的多频段手机，其特征在于：所述容性单元为片状导体。

7.根据权利要求5所述的多频段手机，其特征在于：所述天线主体包括第一频段分支和第二频段分支，以及所述容性单元包括第一容性单元和第二容性单元，所述第一容性单元设置于所述第一频段分支与所述接地面之间，所述第二容性单元设置于所述第二频段分支与所述接地面之间。

8.根据权利要求7所述的多频段手机，其特征在于：所述第一容性单元设置于所述第一频段分支的开路端与所述接地面之间，所述第二容性单元设置于所述第二频段分支的开路端与所述接地面之间。

9.根据权利要求8所述的多频段手机，其特征在于：所述第一容性单元和所述第二容性单元为片状导体。

10.根据权利要求2所述的多频段手机，其特征在于：所述开关为三极管或MOS管。