CN202817178U - 双频单级天线及其移动终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双频单级天线及其移动终端，其中所述双频单级天线包括一第一辐射部、一第二辐射部、一微带线和一馈电点；其中所述第一辐射部和所述第二辐射部通过所述微带线连接至所述馈电点，所述第一辐射部、第二辐射部、微带线和馈电点均设置于一基板上。本实用新型的双频单级天线通过利用单级天线的没有天线高度的特性来减少天线所占用的空间。而且本实用新型的双频单级天线还通过对单级天线优化来减少净空高度，从而进一步地减少天线所占空间。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种天线和使用天线的移动终端，特别是涉及一种具有双频带的单级天线及其使用所述天线的移动终端。
背景技术
近年来，随着个人通信和移动通信技术的迅速发展，对移动终端的天线的性能提出了小型化、多频段和宽频带的要求。如何设计出同时具有小型化、多频段以及宽频带的通信终端天线成为当前天线设计的难点。
传统的外置天线虽然结构简单，但是不便于小型化，所以现有移动终端中通常采用内置天线，例如PIFA天线（Planar Inverted F-shaped Antenna，平面倒F型天线）、倒F型天线和微带天线等，从而实现天线的内置化和小型化。
但是所述内置天线为了达到多频段等通常需要具有一定的天线高度，例如具有双频段的PIFA天线具有至少7mm的天线高度，所以显著增加了天线所占空间，而且由于天线对其他芯片或电池等敏感，所以移动终端中需要预留足够的空间来设置天线，所以增加了移动终端结构设计的复杂度。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中内置天线占用过多空间以及净空高度大的缺陷，提供一种双频单级天线及其移动终端，利用单级天线没有天线高度的特性来减少天线所占用的空间，并还通过对单级天线优化来减少净空高度，从而进一步地减少天线所占空间。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本实用新型提供了一种双频单级天线，其特点是所述双频单级天线包括：一第一辐射部、一第二辐射部、一微带线和一馈电点；其中所述第一辐射部和所述第二辐射部通过所述微带线连接至所述馈电点，所述第一辐射部、第二辐射部、微带线和馈电点均设置于一基板上。
其中所述第一辐射部和第二辐射部均为天线中能够将电流和电磁波进行互转的辐射体，所以所述第一辐射部和第二辐射部可以采用现有技术的天线中常用的辐射体的结构，而且所述第一辐射部和第二辐射部分别对应于不同的谐振频率，从而可以发射或接收不同频率的电磁波。本实用新型中通过所述第一辐射部和第二辐射部实现了天线的多频段。所述微带线和馈电点为现有天线中用于传输电流至辐射体或用于接收辐射体转换后的电流信号。
较佳地，所述微带线为渐变线，所述渐变线的线宽大的一端连接至所述第一辐射部和所述第二辐射部，所述渐变线的线宽小的一端连接至所述馈电点。
所述渐变线为微带线中的一种，由于一般微带线中为了精确实现天线的阻抗匹配，普遍采用矩形结构的微带线，从而便于阻抗匹配的计算和模拟。但是所述矩形结构的微带线无法应对馈电点处的突变，从而导致阻抗的不匹配，因而增加了回波损耗。但是通过采用类似梯形的结构的渐变线，即具有斜边的微带线，从而可以有效地改善馈电点处的突变对损耗的影响。
较佳地，所述第一辐射部和第二辐射部均为具有多个弯折部的导电条。
在所述第一辐射部和第二辐射部的辐射体的电长度满足谐振频率的同时，通过改变第一辐射部和第二辐射部的走线方式可以有效地利用移动终端中基板上的空间。
较佳地，所述第二辐射部位于所述第一辐射部在所述基板上所包围的区域内。
本实用新型中通过第二辐射部包围第一辐射部，从而将所述第一辐射部和第二辐射部在基板上所占空间进行重叠，从而进一步地减少天线所占基板 空间面积。
较佳地，所述第一辐射部的谐振点为900MHz，所述第二辐射部的谐振点为1800MHz。
本实用新型的天线应用于GSM900（全球移动通讯***900MHz）和DCS（数字蜂窝***）频段。
较佳地，所述第一辐射部的频率带宽范围为820MHz-1050MHz，所述第二辐射部的频率带宽范围为1700MHz-1960MHz。
本实用新型中利用谐振频率为900MHz和1800MHz时，天线的-3db带宽范围来覆盖GSM850/GSM900/DCS/PCS（个人通讯服务）频段。
较佳地，所述第一辐射部和第二辐射部的净空高度为1mm-2mm。所以当本实用新型的天线应用于手机等移动终端中时，所述移动终端中仅需要预留小于2mm的净空空间就可以实现天线的功能，从而减少移动终端的厚度，并提高移动终端中的空间利用率。
较佳地，所述馈电点通过一同轴线与外部设备电连接。
较佳地，所述第一辐射部、第二辐射部和微带线均由FPC（柔性印刷版）制成。
本实用新型中所述第一辐射部、第二辐射部和微带线不仅可以通过铜线方式印制于基板上，还可以采用FPC方式提片于基板。
本实用新型还提供了一种移动终端，其特点是所述移动终端中包括如上所述的双频单级天线。所述移动终端能够进一步地实现更薄的厚度。
本实用新型的积极进步效果在于：
本实用新型的双频单级天线通过利用单级天线的没有天线高度的特性来减少天线所占用的空间。而且本实用新型的双频单级天线还通过对单级天线优化来减少净空高度，从而进一步地减少天线所占空间。
本实用新型的双频单级天线通过第一辐射部包围第二辐射部，从而减少第二辐射部上电流改变对第一辐射部的电流的影响，所以可以任意地调整第 二辐射部的电流，因而可以任意的调节所述第二辐射部的谐振点。
此外本实用新型的双频单级天线进一步地利用渐变线来对第一辐射部和第二辐射部进行阻抗匹配，有效改善了传输线形式的突变所导致的回波损耗变大的问题。
附图说明
图1为本实用新型的双频单级天线的较佳实施例的结构示意图。
图2为本实用新型的双频单级天线的较佳实施例的回波损耗仿真的软件截图。
图3为本实用新型的双频单级天线的较佳实施例的谐振频率仿真的软件截图。
具体实施方式
下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。
实施例：
本实施例中双频单级天线适用于小型化通信终端的单极天线，其通频带其中包括四个，即工作模式可以分别工作在GSM850/GSM900/DCS/PCS***的单极天线。
而且本实施例中采用了渐变线的微带线馈线，从而实现天线最大限度的传输，减少反射对终端设备的影响，简单的实现了终端和天线的匹配。
本实施例的天线根据ANSOFT HFSS软件（Ansoft公司的三维电磁仿真软件）的仿真结果进行了加工制作，实测结果天线在相应的工作频带内回波损耗S11＜7.5db，两个谐振模式的通频带均为约250MHz，在水平方向具有良好的全向辐射特性，且天线尺寸较小，符合移动通信小型化的多频宽带的特点。
所以如图1所示，本实施例的双频单级天线中包括一第一辐射部1、一第二辐射部2、一微带线3和一馈电点4；其中所述第一辐射部1和所述第二辐射部2通过所述微带线3连接至所述馈电点4。所述第一辐射部1、第二辐射部2、微带线3和馈电点4均设置于一基板5上。
其中本实施例中所述第一辐射部1和第二辐射部2和微带线3均由金属铜构成的导电条。而且本实施例的所述第一辐射部1和第二辐射部2和微带线3是一体成型的，所以如图1所示，本实施例中所述第一辐射部1和第二辐射部2和微带线3是由一个整体的导电条构成，所以图1中通过虚线来区分所述导电条中所述第一辐射部1和第二辐射部2和微带线3。而且图1中所述导电条中所述第一辐射部1和第二辐射部2和微带线3的划分仅是示意性的划分，并非所述导电条中所述第一辐射部1和第二辐射部2和微带线3的具体结构的划分。
而且如图1所示，所述第一辐射部1和第二辐射部2均弯折，而且所述第一辐射部1和第二辐射部2的弯折处均弯折了90°，所述第一辐射部1和第二辐射部2的弯折的方向相反，从而弯折为近似矩形的形状，并且所述第二辐射部2位于所述第一辐射部1在所述基板5上所包围的区域内。
本实施例中可以通过调节第一辐射部1和第二辐射部2的导电条的电长度来调节第一辐射部1和第二辐射部2的谐振频率。其中根据单级天线的λ/4的特点，而且因为第一辐射部1包围第二辐射部2，所以第一辐射部1的长度大于第二辐射部2，因而本实施例中所述第一辐射部1的谐振点为900MHz，所述第二辐射部的谐振点为1800MHz。
而且通过ANSOFT HFSS软件的仿真，如图2所示，测得所述第一辐射部1的频率带宽范围为820MHz-1050MHz，即第一辐射部1的通频带为230MHz，所述第二辐射部的频率带宽范围为1700MHz-1960MHz，即第二辐射部2的通频带为260MHz。不但覆盖了GSM850/GSM900频段，还覆盖了DCS/PCS频段。
此外由于本市实施例的天线在GSM900中间信道900Mhz工作时的电流分布和在DCS频段1800MHz工作时的电流分布在各个导电条中的强弱是不一样的。而且第一辐射部1和第二辐射部2在GSM900的低频谐振模式中的电流强度均较弱，而第一辐射部1和第二辐射部2在DCS的高频谐振模式中的电流强度较强，所以为第二辐射部2的偶次谐波激励和第一辐射部1共同激励。
由此可知，更改第二辐射部2的导电条的长度只会影响到高频谐振模式的变化，并不会影响低频的谐振。所以如图3所示，通过更改第二辐射部2长度仅会引起高频谐振的改变，而不会对低频谐振产生影响。从而可以便捷地对高频谐振进行调节。
并且通过上述的第一辐射部1和第二辐射部2的结构，经过ANSOFTHFSS软件的仿真可以得到本实施例的双频单级天线的净空高度仅为1mm-2mm。所以本实施例的双频单级天线应用于移动终端中仅仅需要很小的空间就可以实现天线的功能。
而且如图1所示，所述微带线3为渐变线，本实施例的渐变线为一梯形的渐变线，而且所述渐变线的线宽大的一端连接至所述第一辐射部1和所述第二辐射部2，所述渐变线的线宽小的一端连接至所述馈电点4。此时本实施例的回波损耗如图2所示。此外本实施例的所述馈电点4通过一同轴线与外部设备电连接，例如通过同轴线与射频芯片等移动终端中生成发射信号的芯片、单元或装置等电连接。
并且通过ANSOFT HFSS软件的仿真，本实施例的双频单级天线的方向图在水平方向具有全向辐射特性。而且通过仿真，本实施例的双频单级天线的回波损耗S11<7.5db，电压驻波比VSWR<2.5，而且带宽可以覆盖GSM850/GSM900/DCS/PCS频段，且在水平方向具有良好的全向辐射特性。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型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实用新型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实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种双频单级天线，其特征在于，所述双频单级天线包括：
一第一辐射部、一第二辐射部、一微带线和一馈电点；其中所述第一辐射部和所述第二辐射部通过所述微带线连接至所述馈电点，所述第一辐射部、第二辐射部、微带线和馈电点均设置于一基板上。
2.如权利要求1所述的双频单级天线，其特征在于，所述微带线为渐变线，所述渐变线的线宽大的一端连接至所述第一辐射部和所述第二辐射部，所述渐变线的线宽小的一端连接至所述馈电点。
3.如权利要求1所述的双频单级天线，其特征在于，所述第一辐射部和第二辐射部均为具有多个弯折部的导电条。
4.如权利要求3所述的双频单级天线，其特征在于，所述第二辐射部位于所述第一辐射部在所述基板上所包围的区域内。
5.如权利要求4所述的双频单级天线，其特征在于，所述第一辐射部的谐振点为900MHz，所述第二辐射部的谐振点为1800MHz。
6.如权利要求5所述的双频单级天线，其特征在于，所述第一辐射部的频率带宽范围为820MHz-1050MHz，所述第二辐射部的频率带宽范围为1700MHz-1960MHz。
7.如权利要求1所述的双频单级天线，其特征在于，所述第一辐射部和第二辐射部的净空高度为1mm-2mm。
8.如权利要求1所述的双频单级天线，其特征在于，所述馈电点通过一同轴线与外部设备电连接。
9.如权利要求1所述的双频单级天线，其特征在于，所述第一辐射部、第二辐射部和微带线均由FPC制成。
10.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端中包括如权利要求1-9中任一项所述的双频单级天线。
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