CN203039088U

CN203039088U - 通讯设备中频率可调整的多频天线

Info

Publication number: CN203039088U
Application number: CN 201220606719
Authority: CN
Inventors: 王征军; 叶建忠; 林虹; 金兑奂; 李贤英
Original assignee: ETHETA COMMUNICATION TECHNOLOGY (HUIZHOU) Ltd
Current assignee: Shenzhen Ruide Communication Technology Co ltd
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2022-11-16

Abstract

本实用新型提供通讯设备中频率可调整的多频天线，根据本实用新型实施的通讯设备中频率可调整的多频天线包括天线发射器，其在无线通讯装置的主板的非接地面上分别与馈电焊盘及接地焊盘连接，并且包括收发第一频率带的第一发射器及收发第二频率带的第二发射器；频率调整部件，其形成于所述非接地面上，并且连接所述接地焊盘与所述主板的主板地端；开关部，其形成于所述非接地面上，并且根据被输入的开关控制信号进行电性短路或者电性开路所述接地焊盘与所述主板的主板地端。其中根据所述开关部的开关动作移动所述天线发射器的共振频率。

Description

通讯设备中频率可调整的多频天线

技术领域

本实用新型涉及通讯设备中频率可调整的多频天线( APPARATUS FOR MULTIBAND ANTENNA )，尤其涉及通讯设备中频率可调整的多频天线。

背景技术

近年来，无线通讯设备具有各种设计，不仅具有语音通话及数据通讯等基本无线通讯功能，而且还具有GPS（Global Positioning System）、DMB(Digital Multimedia Broadcasting)、网络、认证、结算及MP3等多种功能。因此，设计于无线通讯设备上的天线，从现有的收发单一频率的天线，逐渐需要可以收发多频的天线。

用于无线通讯的频率有，例如用于地面DMB上的174～216MHz；用于CDMA、GSM850、GSM900等上的820～960MHz；用于K-PCS、DCS1800、PCS1900、US-PCS等的1710～1990MHz；用于UTMS上的2GHz；用于WLL、WLAN、Blue Tooth等的2.4GHz及用于卫星DMB等上的1～2GHz及2～4GHz等，为了在一个无线通讯装置中收发如此多样的频率信号，开发多频天线是必须的。

通常，利用一个天线实现多频带时，设计成收发低频带（例如，CDMA、GSM850、GSM900等）与高频带（例如，K-PCS、DCS1800、PCS1900、US-PCS等）等有较大频率差的频率信号。

另外，对于如GSM850及GSM900等频率相邻却不同的无线通讯方式，很难利用一个天线实现多频，因此对各个频率带使用了不同的天线。同时，由于对各频率带使用了不同的天线，因此，无线通讯装置中出现了天线所占据的体积变大的问题。因此，此时需要既减少无线通讯装置中天线所占据的体积，还都能支持频率相邻却不同的无线通讯方式的设计方案。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种既可实现多频带又可以进行共振频率移动的通讯设备中频率可调整的多频天线。

本实用新型采取的技术方案为：通讯设备中频率可调整的多频天线，其包括：

天线发射器，其在无线通讯装置的主板的非接地面上与供电焊盘及接地焊盘连接，并且包括收发第一频率带的第一发射器及收发第二频率带的第二发射器；

频率调整部件，其形成于所述非接地面上，并且连接所述接地焊盘与所述主板的地端；

开关部，其形成于所述非接地面上，并且根据被输入的开关控制信号进行电性短路或者电性开路所述接地焊盘与所述主板的地端，其中，根据所述开关部的开关动作移动所述天线发射器的共振频率。

与现有技术相比，本实用新型通过频率调整部件及开关部可以移动第一发射器及第二发射器的共振频率；特别是，由于第二发射器在低频带可以移动共振频率，因此可以在低频带实现宽带化，以支持如GSM850及GSM900等相邻却不同的无线通讯方式。此时，利用一个天线装置就可以控制如GSM850及GSM900等低频带及PCS、DCS1800、WCDMA等高频带，因此，可以减少无线通讯设备中天线所占据的体积。

附图说明

图1 是本实用新型的示例性实施例的通讯设备中频率可调整的多频天线的平面图；

图2是本实用新型的示例性实施例的通讯设备中频率可调整的多频天线中的天线示意图；

图3是本实用新型的示例性实施例的通讯设备中频率可调整的多频天线中，调整天线发射器的共振频率的第一状态图；

图4是本实用新型的示例性实施例的通讯设备中频率可调整的多频天线中，调整天线发射器的共振频率的第二状态图；

图5是本实用新型的示例性实施例的另一个的通讯设备中频率可调整的多频天线的电路状态图；

图6是本实用新型的示例性实施例的通讯设备中频率可调整的多频天线中，由开关电连接接地焊盘短路时的电压驻波比（VSWR：Voltage Standing Wave Ratio）曲线图；

图7为本实用新型一实施例的通讯设备中频率可调整的多频天线中，由开关电连接接地焊盘开路时的VSWR曲线图。

图中：100、通讯设备中频率可调整的多频天线；102、主板；102-1、非接地面；102-2、主板地端；104、天线载波；106、天线发射器；108、频率调整部件；110、开关部；111、第一发射器；113、第二发射器；115、供电焊盘；117、接地焊盘；123、开关；125、短路线；127、开路线；129、DC切断电容。

具体实施方式

下面结合附图1-7对本实用新型所述的通讯设备中频率可调整的多频天线进行详细说明。如图1和图2所示，所述通讯设备中频率可调整的多频天线100包括主板102、天线载波104、天线发射器106、频率调整部件108及开关部110。天线载波104安装于主板102上，但是，为了便于说明，在图1中省略了天线载波104。

在主板102的部分区域形成有非接地面102-1，而且在主板102的非接地面102-1的区域之外的区域上形成有主板地端的102-2。主板地端102-2中可以安装无线通讯装置的多种电路及电子部件，该无线通讯装置中内设有通讯设备中频率可调整的多频天线100。

天线载波104安装于主板102的非接地面102-1上。天线载波104使天线发射器106以一定间隔与主板102隔开，起到提高天线发射器106的发射特性、减少电子波吸收率SAR（Spacific Absorption Rate）的作用。

天线发射器106形成于天线载波104的表面上。天线发射器106包括收发第一频率带的第一发射器111及收发第二频率带的第二发射器113。此时，第一发射器111可以收发比第二发射器113收发的频率带信号更高的频率带信号。

第一发射器111可以收发例如频率带为K-PCS、DCS1800、PCS1900、US-PCS、WCDMA的1.7～2.2GHz的信号；第二发射器113可以收发例如频率带为GSM900的880～960MHz的信号。此时，第一发射器111设计成在高频带发生共振，因此可以实现宽带。此时，通过第一发射器111可以控制K-PCS、DCS1800、PCS1900、US-PCS、WCDMA中一个以上的频率带。

然而，第二发射器113则设计成在低频带发生共振，因此很难实现宽带，因此通过第二发射器113只能控制GSM900的频率带。另外，第一发射器111及第二发射器113的频率带不仅仅局限于此，第一发射器111及第二发射器113可以实现收发上述频率带之外的多种频率带的信号。

天线发射器106与供电焊盘115及接地焊盘117连接形成。此时，第一发射器111及第二发射器113的一侧与供电焊盘115连接，第二发射器113的另一侧可以与接地焊盘117连接。供电焊盘115接收主板102的电流传递给第一发射器111及第二发射器113。

天线发射器106可以用例如LDS（Laser Direct Structuring）方式形成。此时，在天线载波104的弯曲的表面上也能容易形成天线发射器106。然而，天线发射器106的形成方式不仅仅局限于LDS方式，也可以以其他的多种方式形成。例如，在天线载波104上喷涂导电油墨,之后用镀金工艺形成天线发射器106或者也可以在天线载波104上喷涂导电性更高的导电油墨形成天线发射器106。

频率调整部件108位于于主板102的非接地面102-1上。频率调整部件108的一端与接地焊盘117连接，频率调整部件108的另一端与主板地端102-2连接。频率调整部件108包括电感或电容任意组合。例如，频率调整部件108可以由电感或者电容形成，也可以由串联或者并联的电感或电容形成。

开关部110包括开关123、短路线125及开路线127。开关123在非接地面102-1上，其一端与接地焊盘117连接形成。另一端与短路线125连接，短路线125的另一端与主板地端102-2连接。开路线127的一端与开关123连接，开路线127的另一端与主板地端102-2间隔一定距离形成。

根据输入到开关123上的开关控制信号，开关123电连接接地焊盘117、短路线125或者开放线127。即，接地焊盘117通过开关123与短路线125及开路线127中其中一个电连接。开关123可以使用例如单刀双掷SPDT（Single Pole Double Throw）开关，然而，不局限于此，可以使用此外的多种开关部件（例如场效应管FET、单刀三掷SP3T、单刀四掷SP4T等）。

尽管本实用新型中的开关123有两个接线脚，但这仅是用于示例性的说明。例如，可以按其他方式设计和开关两个或更多的线路。从而形成频率带宽范围更宽的共振频率的移动。

另外，通讯设备中频率可调整的多频天线100在主板102的非接地面102-1上还包括与接地焊盘117连接的短截线（未图示）。此时，短截线（未图示）在非接地面102-1上形成于天线发射器106的下部。此时，短截线（未图示）与天线发射器106之间发生耦合，使能扩大天线发射器106的频率带幅度，该天线发射器106形成于短截线上部的天线载波104上。

在如上结构的通讯设备中频率可调整的多频天线100中，频率调整部件108及开关部110起到调整天线发射器106的共振频率的作用。下面，结合附图3和4 说明调整天线发射器106的共振频率的情况。其中，频率调整部件108为感应器的情况如图所示。

如图3所示，向开关123输入第一开关控制信号时，开关123则通过开关动作电连接接地焊盘117与短路线125。由于短路线125的阻抗比感应器108的阻抗小，因此，通过供电焊盘115供给到天线发射器106的电流通过开关123及短路线125流向主板地端102-2。

此时，第一发射器111及第二发射器113在第一发射器111及第二发射器113的电性长度的频率带上会发生共振。例如，第一发射器111在DCS1800及WCDMA的频率带上发生共振，第二发射器113在GSM900的频率带上发生共振。

如图4所示，向开关123输入第二开关控制信号时，开关123则通过开关动作电连接接地焊盘117与开路线127。由于开路线127的阻抗比感应器108的阻抗大，因此，通过供电焊盘115供给到天线发射器106的电流通过接地焊盘117及感应器108流向主板地端102-2。

此时，天线发射器106上连接有感应器108，因此，会发生根据感应器108的电感值的共振频率发生移动。例如第一发射器111在PCS及WCDMA的频率带发生共振，第二发射器113在GSM850的频率带上发生共振。

即，根据开关123的开关动作，接地焊盘117的电连接由短路线125变更到开路线127时，第一发射器111由DCS1800及WCDMA的频率带向PCS及WCDMA的频率带发生共振移动，第二发射器113由GSM900的频率带向GSM850的频率带发生共振移动。此时，根据感应器108的电感值可以多样调节共振频率的移动程度。

如上所示，根据本实用新型的示例性实施例的通讯设备中频率可调整的多频天线100通过频率调整部件108及开关部110可以移动第一发射器111及第二发射器113的共振频率。特别的是，由于第二发射器可以在低频带移动共振频率，因此在低频带可以实现宽带化，并且，同时能支持如GSM850及GSM900相邻却不同的通信方式。此时，通过一个天线装置能控制如GSM850、GSM900的低频带及如DCS1800、PCS、WCDMA的高频带，因此可以减少无线通讯装置中天线装置所占据的体积。

另外，如图5所示，在短路线125上也可以形成DC切断电容129。接地焊盘117通过开关123与短路线125连接时，DC切断电容129则起到从天线发射器106接收的信号中切断DC成分只通过RF成分的作用。此时，为了使DC切断电容129在GSM850以上的频率带上有效率地切断，DC切断电容129的电容值应为30Pf以上。即，DC切断电容129的电容值不足30pF时，不能从天线发射器106接收的GSM850以上的频率带的信号中有效地切断DC成分，因此会降低天线接收灵敏度。

并且，在短路线125上形成DC切断电容129时，开关123根据第一开关控制信号电连接接地焊盘117与短路线125时，为了使通过供电焊盘115供给到天线发射器106上的电流由接地焊盘117通过开关123及短路线125流向主板地端102-2，感应器108的电感值应为4.7nH以上。

即，感应器108的电感值不足4.7nH时，开关123根据第一开关控制信号电连接接地焊盘117与短路线125时，通过供电焊盘115供给到天线发射器106上的电流由接地焊盘117通过开关123及短路线125流向地线102-2，不由接地焊盘117通过感应器108流向地线102-2，因此天线增益及天线效率则会低下。

图6为根据本实用新型的示例性实施例的通讯设备中频率可调整的多频天线中，由开关连接接地焊盘和短路线时的电压驻波比（VSWR：Voltage Standing Wave Ratio）曲线图；图7为根据本实用新型的示例性实施例的通讯设备中频率可调整的多频天线中，由开关电连接接地焊盘与开路线时的VSWR曲线图。其中，VSWR为3以下时，可以运作为正常的天线。

如图6所示可知，开关123电连接接地焊盘117与短路线125连接时，第一发射器111则在DCS1800及WCDMA的频率带发生共振，第二发射器113则在GSM900的频率带发生共振。具体的，第一发射器111在1.667GHz～2.177GHz的频率带上发生共振，第二发射器113在853MHz～958MHz的频率带上发生共振。此为根据第一发射器111及第二发射器113的电性长度的共振频率。

如图7所示可知，开关123电连接接地焊盘117与开路线127连接时，第一发射器111则在PCS及WCDMA的频率带发生共振，第二发射器113则在GSM850的频率带发生共振。具体的，第一发射器111在1.720GHz～2.172GHz的频率带上发生共振，第二发射器113在800MHz～907MHz的频率带上发生共振。此时天线发射器106连接到感应器108上，天线发射器106的电性长度发生了变化的原因。

根据开关123的开关动作，第一发射器111及第二发射器113的共振频率各自移动了约50MHz。并且，可以看出共振频率移动的时候，第一发射器111及第二发射器113的天线增益及效率没有降低，维持几乎相同的现象。

如上所述，通过示例性实施例详细说明了本实用新型，然而，本领域普通技术人员应理解不超过本实用新型的范围内可以作出多种变形。因此，本实用新型的权利范围不应局限于已说明的实施例而定，应不仅根据权利要求书而且与权利要求书相同的内容而定。

Claims

1.通讯设备中频率可调整的多频天线，其包括：

天线发射器，其在无线通讯装置的主板的非接地面上分别与供电焊盘及接地焊盘连接，并且包括收发第一频率带的第一发射器及收发第二频率带的第二发射器；

频率调整部件，其形成于所述非接地面上，并且连接所述接地焊盘与所述主板的地线；

开关部，其形成于所述非接地面上，并且根据被输入的开关控制信号对所述接地焊盘与所述主板的地进行电性短路或者电性开路,根据所述开关部的开关动作移动所述天线发射器的共振频率。

2.根据权利要求1所述的通讯设备中频率可调整的多频天线，所述开关部包括：

开关，与所述接地焊盘连接；

短路线，其一端与所述开关连接，另一端与所述主板的地连接；

开路线，其一端与所述开关连接，另一端与所述主板的地间隔一定距离；

其中，所述开关根据所述开关控制信号电连接所述接地焊盘与短路线或者开路线。

3.根据权利要求2所述的通讯设备中频率可调整的多频天线，所述通讯设备中频率可调整的多频天线是：

当所述开关电连接所述接地焊盘与所述短路线时，供电焊盘供给到天线发射器上的电流通过所述开关及短路线流向所述主板的主板地端；

当所述开关未使所述接地焊盘与所述开路线电连接时，供电焊盘供给到所述天线发射器上的电流通过所述频率调整部件流向所述主板的地端。

4.根据权利要求2所述的通讯设备中频率可调整的多频天线，所述开关部还包括形成于所述短路线上的DC切断电容。

5.根据权利要求4所述的通讯设备中频率可调整的多频天线，所述DC切断电容的电容为30pF以上。

6.根据权利要求1所述的通讯设备中频率可调整的多频天线，所述频率调整部件为感应器。

7.根据权利要求6所述的通讯设备中频率可调整的多频天线，所述感应器的电感为4.7nH以上。

8.根据权利要求1所述的通讯设备中频率可调整的多频天线，所述通讯设备中频率可调整的多频天线还包括在所述非接地面上与所述接地焊盘连接形成的短截线。