CN102610931A - 频段可调天线和频段可调天线***以及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种频段可调天线，其包括一天线元件和一谐振电路，所述天线元件和所述谐振电路电连接，其中所述谐振电路中包括一第一电感和电容容量可变的一第一变容元件，所述第一电感和第一变容元件串联。本发明还公开了一频段可调天线***包括所述频段可调天线、用于检测通信信道的通信频率的一频率检测单元和一处理器，其中所述处理器基于所述频率检测单元检测的通信频率改变所述第一变容元件的电容容量。本发明还公开了使用所述频段可调天线***的一移动终端。本发明的频段可调天线通过可改变容值的容性元件来改变匹配谐振电路中的谐振频率，从而实现带宽的移动。本发明的频段可调天线***通过改变谐振频率来适应通信信道的通信频率。

Description

频段可调天线和频段可调天线***以及移动终端

技术领域

本发明涉及一种天线、天线***以及移动终端，特别是涉及一种作为CMMB(***多媒体广播)天线的频段可调的天线和包括所述天线的频段可调天线***，以及包含所述天线***的移动终端。

背景技术

目前移动终端中的天线一般采用外置天线或内置天线这两种形式，其中所述外置天线一般为拉杆天线，但是拉杆天线极大地限制了移动终端的外观形态。此外若采用内置天线的形式，则又需要移动终端中具有较大的净空面积，对移动终端堆叠空间要求比较高。

尤其是在移动终端中采用CMMB天线时，由于CMMB天线的工作频段的带宽很宽，即所述CMMB天线属于超宽带天线，所以在采用固定容感值的电容电感匹配电路中，产生的固定频率的谐振所覆盖的带宽范围不够，因此无法随着移动终端的工作信道的变化改变天线谐振，所以天线的谐振的带宽长度无法覆盖整个频段，因而天线性能往往难以达标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的移动终端中缺乏有效带宽的CMMB天线的缺陷，提供一种频段可调天线，通过可改变容值的容性元件来改变匹配谐振电路中的谐振频率，从而实现带宽的移动。

本发明还提供一种频段可调天线***，通过采用上述频段可调天线，并检测使用中的通信信道来确定CMMB此时工作的带宽，从而通过改变谐振频率来适应通信信道的通信频率。

而其本发明又提供了一种使用上述频段可调天线***的移动终端，从而使得无论移动终端中使用外置或内置天线，均可以有效地减少带宽对天线形状、尺寸和净空空间等的要求。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种频段可调天线，其特点是所述频段可调天线包括：

一天线元件和一谐振电路，所述天线元件和所述谐振电路电连接，其中所述谐振电路中包括一第一电感和电容容量可变的一第一变容元件，所述第一电感和第一变容元件串联。

较佳地，所述谐振电路中还包括一第二电感，所述第二电感与所述第一变容元件并联。

较佳地，所述谐振电路中还包括一第一容性元件，所述第一容性元件与所述第一电感并联。

较佳地，所述第一容性元件为电容或变容二极管。

较佳地，所述谐振电路中还包括一第三电感和一第二变容元件，所述第三电感和第二变容元件并联，并且所述天线元件通过并联的所述第三电感和第二变容元件接地。

较佳地，所述频段可调天线还包括一第一电容，所述第一电容与所述第二变容元件串联并与所述第二电感并联。

较佳地，所述第二变容元件为变容二极管。

较佳地，所述第一变容元件为变容二极管。

较佳地，所述频段可调天线还包括一第二电容，所述第二电容串接于所述天线元件和谐振电路之间。

较佳地，所述谐振电路中还包括一第三电容，所述第三电容与所述谐振电路电连接。

本发明还提供了一种频段可调天线，其特点是所述频段可调天线包括：

一天线元件和一谐振电路，所述天线元件和所述谐振电路电连接，其中所述谐振电路中包括一第一电感和电容容量可变的一第一变容元件，所述第一电感和第一变容元件并联。

较佳地，所述谐振电路中还包括一第一容性元件，并联的所述第一电感和第一变容元件与所述第一容性元件串联。

较佳地，所述第一容性元件为电容。

较佳地，所述第一变容元件为变容二极管。

较佳地，所述频段可调天线还包括一第一电容，所述第一电容串接于所述天线元件和谐振电路之间。

较佳地，所述谐振电路中还包括一第二电容，所述第二电容与所述谐振电路电连接。

本发明又提供了一种频段可调天线***，其特点是包括如上所述的频段可调天线，所述频段可调天线***还包括用于检测通信信道的通信频率的一频率检测单元和一处理器，其中所述处理器基于所述频率检测单元检测的通信频率改变所述频段可调天线中所述第一变容元件的电容容量。

本发明又一种频段可调天线***，其特点是包括如上所述的频段可调天线，所述频段可调天线***还包括用于检测通信信道的通信频率的一频率检测单元和一处理器，其中所述处理器基于所述频率检测单元检测的通信频率改变所述频段可调天线中所述第一变容元件和第二变容元件的电容容量。

本发明又提供了一种移动终端，其特点是所述移动终端包括如上所述的频段可调天线***。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的频段可调天线通过可改变容值的容性元件来改变匹配谐振电路中的谐振频率，从而实现带宽的移动。

本发明的频段可调天线***通过采用上述频段可调天线，并检测使用中的通信信道来确定CMMB此时工作的带宽，从而通过改变谐振频率来适应通信信道的通信频率。

而其本发明的移动终端还使用上述频段可调天线***，从而使得无论移动终端中使用外置或内置天线，均可以有效地减少带宽对天线形状、尺寸和净空空间等的要求，所以减低了移动终端的设计要求。

附图说明

图1为本发明的频段可调天线的第一实施例的结构示意图。

图2为本发明的包括所述第一实施例的频段可调天线的***的结构示意图。

图3为本发明的频段可调天线的第二实施例的结构示意图。

图4为本发明的频段可调天线的第三实施例的结构示意图。

图5为本发明的包括所述第三实施例的频段可调天线的***的结构示意图。

图6为本发明的频段可调天线的第四实施例的结构示意图。

图7为本发明的包括所述第四实施例的频段可调天线的***的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

第一实施例：

如图1所示，本实施例的频段可调天线中包括一天线元件1和一谐振电路2、一第二电容3和一第三电容4。

其中所述谐振电路2中包括一第一电感21、一第一变容器件22和一第一容性元件23。并且如图1所示，本实施例的所述第一电感21为一电感、所述第一变容器件22为一变容二极管，所述第一容性元件23为一电容，此外所述第一容性元件23还可以采用容性可变的元件，例如变容二极管等。所述第二电容3和第三电容4均为一电容。

其中所述第一电感21和第一变容元件22串联，所述第一容性元件23与所述第一电感21并联。所述第一变容器件22通过所述第二电容3与所述天线元件1连接，所述第一电感21与所述第三电容4电连接。所述第三电容4可以与外部的信号处理装置等设备电连接。

本实施例的所述第二电容3用于滤除所述天线元件1接收的信号中的直流成分，所述第三电容4用于对所述谐振电路2输出信号进行滤波，并也用于滤除所述谐振电路2输出信号中可能存在的直流分量。

本实施例中所述第一电感21的感值为L₁，所述第一变容器件22的容值为C₂，所述第一容性元件23的容值为C₁，所以可得如下谐振公式1：

$Z\left(\mathrm{\ω}\right)=\frac{1}{\mathrm{j\ω}{C}_1}+\frac{\mathrm{j\ω}{L}_1\·\frac{1}{\mathrm{j\ω}{C}_2}}{\mathrm{j\ω}{L}_1+\frac{1}{\mathrm{j\ω}{C}_2}}=\frac{1}{\mathrm{j\ω}{C}_1}+\frac{\mathrm{j\ω}{L}_1}{1-{\mathrm{\ω}}^2{L}_1{C}_2}=-j\frac{1-{\mathrm{\ω}}^2{L}_1(C_2+C_1)}{\mathrm{\ω}{C}_1(1-{\mathrm{\ω}}^2{L}_1{C}_2)}$ 式1

所以求解可得 $\mathrm{\ω}=\frac{1}{\sqrt{L_1(C_2+C_1)}}.$

所以本实施例中通过改变第一变容器件22的容值C₂的大小，就可以改变ω的大小，从而改变本实施例中所述谐振电路的谐振频率，因而进一步地改变了频带的带宽的范围。

如图2所示，在包含本实施例的频段可调天线的频段可调天线***中还包括一频率检测单元5和一处理器6，其中所述频率检测单元5用于检测外部设备，例如信号处理装置等设备，的通信信道的通信频率，即检测当前工作中的通信频段，所述处理器6基于所述频率检测单元5检测的通信频率相应地改变所述频段可调天线中所述第一变容元件22的电容容量。从而使得所述频段可调天线的谐振频率对应的频段范围与所述工作中的通信通道的通信频段吻合。

所以当应用所述频段可调天线***于一移动终端时，尤其是应用于使用CMMB天线的移动终端时，可以有效降低天线设计的复杂度。

第二实施例：

如图3所示，本实施例的频段可调天线与第一实施例中频段可调天线的区别在于，本实施例中所述谐振电路2包括一第一电感21、一第一变容器件22和一第二电感24。所述第一电感21和第一变容元件22串联，所述第一变容元件22与所述第二电感24并联。

若本实施例中所述第二电感24的感值为L₂时，可得如下谐振公式2：

$Z\left(\mathrm{\ω}\right)=\mathrm{j\ω}{L}_2+\frac{\mathrm{j\ω}{L}_1\left(\frac{1}{\mathrm{j\ω}{C}_2}\right)}{\mathrm{j\ω}{L}_1+\frac{1}{\mathrm{j\ω}{C}_2}}=j(\mathrm{\ω}{L}_2-\frac{\mathrm{\ω}{L}_1}{{\mathrm{\ω}}^2{L}_1{C}_2-1})=j\frac{{\mathrm{\ω}}^3{L}_1{L}_2{C}_2-\mathrm{\ω}(L_1+L_2)}{{\mathrm{\ω}}^2{L}_1{C}_2-1}$ 式2

所以求解可得 $\mathrm{\ω}=\sqrt{\frac{L_1+L_2}{L_1{L}_2{C}_2}}$

所以本实施例中通过改变第一变容器件22的容值C₂的大小，就可以改变ω的大小，从而改变本实施例中所述谐振电路的谐振频率，因而进一步地改变了频带的带宽的范围，由于增加了L₂，所以当第一变容器件22的容值C₂变化时，可以显著地改变所述ω，所以显著地改变所述谐振电路的谐振频率。

第三实施例：

如图4所示，本实施例的频段可调天线与第一实施例的频段可调天线的区别在于：

本实施例的谐振电路2中包括一第一电感21、一第一变容器件22、一第三电感25、一第二变容元件26和一第三电容27。所述第一电感21和第三电感25均为一电感、所述第一变容器件22和第二变容元件26均为一变容二极管。

其中所述第一电感21和第一变容元件22串联，所述第二变容元件26与所述第三电容27串联，并且串联的第三电容27和第二变容元件26与所述第三电感25并联，所述第一变容元件22通过所述第三电感25接地，并且所述天线元件1还通过所述第三电感25接地。

本实施例中所述第三电容27主要用于防止天线元件1接收的信号直接流入地。此外所述第三电容27同样对电路的谐振具有贡献。而且所述谐振电路2同样构成了串并联谐振电路，所以基于谐振原理可以得到与第一实施例和第二实施例中类似的谐振公式，所以此处就不再赘述所述谐振电路2的谐振公式。

本实施例中由于能够对所述第一变容元件22和第二变容元件26的电容容量进行调节，所以相对于第一实施例和第二实施例的频段可调天线具有更高的调节的灵敏性。

如图5所示，在包含本实施例的频段可调天线的频段可调天线***中也还包括一频率检测单元5和一处理器6，其中所述频率检测单元5用于检测外部设备，例如信号处理装置等设备，的通信信道的通信频率，即检测当前工作中的通信频段，本实施例的谐振电路2包括两个可以调节电容容量的元件，即第一变容元件22和第二变容元件26，所以此处频段可调天线***的所述处理器6基于所述频率检测单元5检测的通信频率相应地改变所述频段可调天线中所述第一变容元件22和第二变容元件26的电容容量。从而使得所述频段可调天线的谐振频率对应的频段范围与所述工作中的通信通道的通信频段吻合。

所以当应用所述频段可调天线***于一移动终端时，尤其是应用于使用CMMB天线的移动终端时，同样可以有效地降低天线设计的复杂度。

第四实施例：

如图6所示，本实施例的频段可调天线与第一实施例的频段可调天线的区别在于：

本实施例的频段可调天线的谐振电路2也包括一第一电感21、一第一变容器件22和一第一容性元件23。

而且所述第一电感21和第一容性元件23串联，所述第一变容器件22与所述第一电感21并联。所述第一容性元件23通过所述第二电容3与所述天线元件1连接，并联的所述第一电感21和第一容性元件23与所述第三电容4电连接。

本实施例中所述第一变容器件22通过所述第一电容3与所述天线元件1连接，所述第一电感21与所述第二电容4电连接。所述第二电容4可以与外部的信号处理装置等设备电连接。本实施例中所述第一电容3和第二电容4均为一电容并用于滤除信号中的直流分量。

所述第一电感21的感值为L₁，所述第一变容器件22的容值为C₂，所述第一容性元件23的容值为C₁，所以可得如下谐振公式3：

$Z\left(\mathrm{\ω}\right)=\frac{1}{\mathrm{j\ω}{C}_2}+\frac{\mathrm{j\ω}{L}_1\·\frac{1}{\mathrm{j\ω}{C}_1}}{\mathrm{j\ω}{L}_1+\frac{1}{\mathrm{j\ω}{C}_1}}=\frac{1}{\mathrm{j\ω}{C}_2}+\frac{\mathrm{j\ω}{L}_1}{1-{\mathrm{\ω}}^2{L}_1{C}_1}=-j\frac{1-{\mathrm{\ω}}^2{L}_1(C_2+C_1)}{\mathrm{\ω}{C}_2(1-{\mathrm{\ω}}^2{L}_1{C}_1)}$ 式3

所以求解可得 $\mathrm{\ω}=\frac{1}{\sqrt{L_1(C_2+C_1)}}.$

所以本实施例谐振公式3的求解结果与第一实施例的频段可调天线的谐振电路的谐振频率的求解结果相同。所以本实施例中通过调节所述第一变容器件22的容值所实现的效果与第一实施例的频段可调天线的谐振电路实现的效果相同，此处就不再赘述。

如图7所示，在包含本实施例的频段可调天线的频段可调天线***，所述频段可调天线***中也还包括一频率检测单元5和一处理器6，而且所述频率检测单元5和处理器6的功能与包含第一实施例的频段可调天线的频段可调天线***相同，所以此处不再赘述。

所以同样当应用所述频段可调天线***于一移动终端时，尤其是应用于使用CMMB天线的移动终端时，可以有效降低天线设计的复杂度。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种频段可调天线，其特征在于，所述频段可调天线包括：

电连接的一天线元件和一谐振电路，其中所述谐振电路中包括一第一电感和电容容量可变的一第一变容元件，所述第一电感和第一变容元件串联。

2.如权利要求1所述的频段可调天线，其特征在于，所述谐振电路中还包括一第二电感，所述第二电感与所述第一变容元件并联。

3.如权利要求1所述的频段可调天线，其特征在于，所述谐振电路中还包括一第一容性元件，所述第一容性元件与所述第一电感并联。

4.如权利要求3所述的频段可调天线，其特征在于，所述第一容性元件为电容或变容二极管。

5.如权利要求1所述的频段可调天线，其特征在于，所述谐振电路中还包括一第三电感和一第二变容元件，所述第三电感和第二变容元件并联，并且所述天线元件通过并联的所述第三电感和第二变容元件接地。

6.如权利要求5所述的频段可调天线，其特征在于，所述频段可调天线还包括一第一电容，所述第一电容与所述第二变容元件串联并与所述第二电感并联。

7.如权利要求5所述的频段可调天线，其特征在于，所述第二变容元件为变容二极管。

8.如权利要求1-6中任一项所述的频段可调天线，其特征在于，所述第一变容元件为变容二极管。

9.如权利要求1所述的频段可调天线，其特征在于，所述频段可调天线还包括一第二电容，所述第二电容串接于所述天线元件和谐振电路之间。

10.如权利要求1所述的频段可调天线，其特征在于，所述谐振电路中还包括一第三电容，所述第三电容与所述谐振电路电连接。

11.一种频段可调天线，其特征在于，所述频段可调天线包括：

电连接的一天线元件和一谐振电路，其中所述谐振电路中包括一第一电感和电容容量可变的一第一变容元件，所述第一电感和第一变容元件并联。

12.如权利要求11所述的频段可调天线，其特征在于，所述谐振电路中还包括一第一容性元件，并联的所述第一电感和第一变容元件与所述第一容性元件串联。

13.如权利要求12所述的频段可调天线，其特征在于，所述第一容性元件为电容。

14.如权利要求11-13中任一项所述的频段可调天线，其特征在于，所述第一变容元件为变容二极管。

15.如权利要求11所述的频段可调天线，其特征在于，所述频段可调天线还包括一第一电容，所述第一电容串接于所述天线元件和谐振电路之间。

16.如权利要求11所述的频段可调天线，其特征在于，所述谐振电路中还包括一第二电容，所述第二电容与所述谐振电路电连接。

17.一种频段可调天线***，其特征在于，包括如权利要求1-10或如权利要求11-16中任一项所述的频段可调天线，所述频段可调天线***还包括用于检测通信信道的通信频率的一频率检测单元和一处理器，其中所述处理器基于所述频率检测单元检测的通信频率改变所述频段可调天线中所述第一变容元件的电容容量。

18.一种频段可调天线***，其特征在于，包括如权利要求5-7中任一项所述的频段可调天线，所述频段可调天线***还包括用于检测通信信道的通信频率的一频率检测单元和一处理器，其中所述处理器基于所述频率检测单元检测的通信频率改变所述频段可调天线中所述第一变容元件和第二变容元件的电容容量。

19.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括如权利要求17或权利要求18中所述的频段可调天线***。

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