ES2968683T3 - Antena y terminal móvil - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere al campo de las tecnologías de antenas y describe una antena y un terminal móvil para resolver el problema de diseñar la antena en un espacio relativamente pequeño. La antena incluye un primer radiador (2) y una primera estructura de condensador (3); un primer extremo (21) del primer radiador (2) está conectado eléctricamente a un extremo de alimentación de señal (11) de una placa de circuito impreso (1) mediante la primera estructura de condensador (3), un segundo extremo (22) de el primer radiador (2) está conectado eléctricamente a un extremo de tierra (12) de la placa de circuito impreso (1), el primer radiador (2), la primera estructura de condensador (3), el extremo de alimentación de señal (11), y el El extremo de tierra (12) forma una primera antena, configurada para generar una primera frecuencia de resonancia, y una longitud eléctrica del primer radiador es menor o igual a un octavo de una longitud de onda correspondiente a la primera frecuencia de resonancia. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Antena y terminal móvil
CAMPO TÉCNICO
La presente invención está relacionada con el campo de tecnologías de antenas, y, en particular, con una antena y un terminal móvil.
ANTECEDENTES
Como es bien sabido, las bandas de frecuencia comúnmente usadas en el comercio actualmente incluyen ocho bandas de frecuencia en total, tales como un Sistema Global para Comunicación Móvil (Global System of Mobile communication, GSM por abreviar), GSM850 (824 MHz a 894 MHz), GSM900 (880 MHz a 960 MHz), un Sistema de Posicionamiento Global (Global Positioning System, GPS por abreviar) (1575 MHz), difusión de vídeo digital (Digital Video Broadcasting, DVB por abreviar) (1670 MHz a 1675 MHz), un subsistema de comunicaciones de datos (Data Communication Subsystem, SCD por abreviar) (1710 MHz a 1880 MHz), un servicio de comunicaciones personales (Personal Communications Service, PCS por abreviar), un Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (Universal Mobile Telecommunications System, UMTS por abreviar) o un tecnología de Comunicaciones Móviles de 3a Generación (3rd-generation, 3G por abreviar) (1920 MHz a 2175 MHz), y Bluetooth o una Red Inalámbrica de Área Local (Wireless Local Area NetWork, WLAN por abreviar) 802.11 b/g (2400 MHz a 2484 MHz). Adicionalmente, un proyecto Evolución de Largo Plazo (Long Term Evolution, LTE por abreviar) es una banda de frecuencia de funcionamiento actualmente popular, y bandas de frecuencia de funcionamiento del mismo incluyen de 698 MHz a 960 MHz y de 1710 MHz a 2700 MHz.
Una antena es un aparato usado por un dispositivo de radio para recibir y transmitir una señal de onda electromagnética. Como viene la cuarta generación de comunicaciones móviles, existe un requisito cada vez más alto de un ancho de banda de un producto terminal. Como la antena implementa tanto propagación de señal como radiación de energía en función de la resonancia de una frecuencia, una longitud eléctrica de la antena es un cuarto de una longitud de onda correspondiente a una frecuencia de resonancia de la antena, y los productos terminales actualmente se vuelven más ligeros y más delgados, un problema a resolver urgentemente es cómo diseñar una antena en espacio más pequeño.
El documento US 2010/0231470 A1 describe dispositivos de antena de ranura multibanda basados en estructuras de metal de mano derecha e izquierda.
El documento EP 2333898 A1 describe elementos de antena, en donde un electrodo de radiación se imprime respectivamente en la superficie superior, la superficie lateral y la superficie inferior de un cuerpo dieléctrico, en una configuración plegada. Un electrodo de alimentación y un electrodo de tierra se imprimen en la superficie inferior de los elementos de antena. El electrodo de alimentación y el electrodo de radiación en la superficie superior están opuestos entre sí como planos paralelos. El electrodo de tierra y el electrodo de radiación también están opuestos entre sí como planos paralelos.
El documento US 2011/0109513 A1 describe una antena multirresonante que tiene tres resonancias independientes
COMPENDIO
Realizaciones de la presente invención proporcionan una antena como se define en la reivindicación 1. Modificaciones ventajosas adicionales se definen en las reivindicaciones dependientes, tal como que también comprenden un terminal móvil, de modo que la antena se puede diseñar en espacio relativamente pequeño.
Las realizaciones descritas no se deben considerar como que definen necesariamente la invención a menos que se encuentren dentro del alcance de las reivindicaciones. Las realizaciones que no se encuentran dentro de los términos de las reivindicaciones se deben entender como antecedentes de la técnica o ejemplos útiles para entender la invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para describir más claramente las soluciones técnicas en las realizaciones de la presente invención, a continuación se describen brevemente los dibujos adjuntos requeridos para describir las realizaciones de la técnica anterior. Aparentemente, los dibujos adjuntos en la siguiente descripción muestran meramente algunas realizaciones de la presente invención.
La FIGURA 1 es un primer diagrama esquemático de una antena según una realización de la presente invención;
la FIGURA 2 es un segundo diagrama esquemático de una antena según una realización de la presente invención;
la FIGURA 3 es un diagrama plano esquemático de las antenas mostradas en el primer diagrama esquemático y el segundo diagrama esquemático según una realización de la presente invención;
la FIGURA 4 es un diagrama esquemático de un circuito equivalente de las antenas mostradas en el primer diagrama esquemático y el segundo diagrama esquemático según una realización de la presente invención; la FIGURA 5 es un tercer diagrama esquemático de una antena según una realización de la presente invención; la FIGURA 6 es un cuarto diagrama esquemático de una antena según una realización de la presente invención; la FIGURA 7 es un diagrama plano esquemático de las antenas mostradas en el tercer diagrama esquemático y el cuarto diagrama esquemático según una realización de la presente invención;
la FIGURA 8 es un diagrama esquemático de un circuito equivalente de las antenas mostradas en el tercer diagrama esquemático y el cuarto diagrama esquemático según una realización de la presente invención; la FIGURA 9 es un quinto diagrama esquemático de una antena según una realización de la presente invención; la FIGURA 10 es un sexto diagrama esquemático de una antena según una realización de la presente invención; la FIGURA 11 es un séptimo diagrama esquemático de una antena según una realización de la presente invención;
la FIGURA 12 es un octavo diagrama esquemático de una antena según una realización de la presente invención;
la FIGURA 13 es un noveno diagrama esquemático de una antena según una realización de la presente invención;
la FIGURA 14 es un décimo diagrama esquemático de una antena según una realización de la presente invención;
la FIGURA 15 es un decimoprimer diagrama esquemático de una antena según una realización de la presente invención;
la FIGURA 16 es un decimosegundo diagrama esquemático de una antena según una realización de la presente invención;
la FIGURA 17 es un decimotercer diagrama esquemático de una antena según una realización de la presente invención;
la FIGURA 18 es un decimocuarto diagrama esquemático de una antena según una realización de la presente invención;
la FIGURA 19 es un diagrama plano esquemático plano de la antena mostrada en el decimocuarto diagrama esquemático según una realización de la presente invención;
la FIGURA 20 es un diagrama de pérdidas de pérdida de retorno de la antena mostrada en el decimocuarto diagrama esquemático según una realización de la presente invención;
la FIGURA 21 es un diagrama de respuesta de frecuencia de la antena mostrada en el decimocuarto diagrama esquemático según una realización de la presente invención;
la FIGURA 22 es un diagrama esquemático de una frecuencia de resonancia que se genera tras realizarse ajuste en la antena mostrada en el decimocuarto diagrama esquemático según una realización de la presente invención;
la FIGURA 23 es un diagrama de una respuesta de frecuencia que se genera tras realizarse ajuste en la antena mostrada en el decimocuarto diagrama esquemático según una realización de la presente invención;
la FIGURA 24 muestra un terminal móvil según una realización de la presente invención; y
la FIGURA 25 es un diagrama plano esquemático de un terminal móvil según una realización de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES
A continuación, se describen de forma clara y completa las soluciones técnicas en las realizaciones de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos en las realizaciones de la presente invención. Aparentemente, las realizaciones descritas son meramente algunas pero no todas las realizaciones de la presente invención que se encuentran dentro del alcance de protección de la presente invención, como se define en las reivindicaciones anexas. Las Figuras 1-10 y las realizaciones asociadas no comprenden todos las características de la reivindicación independiente, pero se consideran útiles para entender la invención. Las Figuras 24 y 25 son simplificadas, pero las realizaciones asociadas también cubren una antena según las realizaciones asociadas con las Figuras 11-23, que se encuentran dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.
Realización 1
Esta realización de la presente invención proporciona una antena, que incluye un primer radiador 2 y una primera estructura de condensador 3, donde:
un primer extremo 21 del primer radiador 2 se conecta eléctricamente a un extremo de alimentación de señal 11 de una placa de circuito impreso 1 por medio de la primera estructura de condensador 3, un segundo extremo 22 del primer radiador 2 se conecta eléctricamente a un extremo de tierra 12 de la placa de circuito impreso 1, el primer radiador 2, la primera estructura de condensador 3, el extremo de alimentación de señal 11 y el extremo de tierra 12 forman una primera antena P1, configurada para generar una primera frecuencia de resonancia f1, y una longitud eléctrica del primer radiador 2 es menor o igual a un octavo de una longitud de onda correspondiente a la primera frecuencia de resonancia f1.
La antena proporcionada en esta realización de la presente invención incluye un primer radiador y una primera estructura de condensador; un primer extremo del primer radiador se conecta eléctricamente a un extremo de alimentación de señal de una placa de circuito impreso por medio de la primera estructura de condensador, un segundo extremo del primer radiador se conecta eléctricamente a un extremo de tierra de la placa de circuito impreso, el primer radiador, la primera estructura de condensador, el extremo de alimentación de señal y el extremo de tierra forman una primera antena, configurada para generar una primera frecuencia de resonancia, y una longitud eléctrica del primer radiador es menor o igual a un octavo de una longitud de onda correspondiente a la primera frecuencia de resonancia, de modo que la antena se puede diseñar en espacio relativamente pequeño.
En diseño real, diferentes posiciones de diseño de la primera estructura de condensador 3 pueden proporcionar diferentes diagramas esquemáticos de la antena. Como se muestra en la FIGURA 1, una parte de línea oblicua es el primer radiador 2 y una parte negra es la primera estructura de condensador 3. Como se muestra en la FIGURA 2, una parte de línea oblicua es el primer radiador 2 y una parte negra es la primera estructura de condensador 3. Las antenas en la FIGURA 1 y la FIGURA 2 se configuran ambas para generar la primera frecuencia de resonancia f1, y la única diferencia reside en diferentes posiciones de la primera estructura de condensador 3.
Para ayudar a entender cómo las antenas generan la primera frecuencia de resonancia f1, la FIGURA 3 es un diagrama plano esquemático de las antenas descritas en la FIGURA 1 y la FIGURA 2. En la FIGURA 3, D, E, F, C, y A de una parte negra representan el primer radiador 2, C1 se usa para representar la primera estructura de condensador 3, una parte blanca representa la placa de circuito impreso 1, una parte conectada a A es el extremo de tierra 12 de la placa de circuito impreso 1, y una parte conectada a D es el extremo de alimentación de señal 11 de la placa de circuito impreso 1.
Específicamente, el primer radiador 2, la primera estructura de condensador 3, el extremo de alimentación de señal 11 y el extremo de tierra 12 forman la primera antena P1, y un diagrama de circuito de un equivalente de la primera antena P1, como se muestra en la FIGURA 4, es conforme a un principio de línea de transmisión de mano izquierda (Left Hand Transmission Line). Las secciones D, E, F, C y A del primer radiador 2 son equivalentes a un inductor L<l>conectado en paralelo a una fuente de señal, la primera estructura de condensador 3 es equivalente a un condensador C<l>conectado en serie a la fuente de señal y se configura para generar la primera frecuencia de resonancia f1, donde la primera frecuencia de resonancia f1 puede cubrir frecuencias de resonancia de bandas de frecuencia baja tales como LTE B13, LTE B17 y LTE B20.
Además, como se muestra en la FIGURA 5 y la FIGURA 6, la antena incluye además una segunda estructura de condensador 4, un primer extremo 41 de la segunda estructura de condensador 4 se conecta eléctricamente a cualquier posición, distinta al primer extremo 21 y el segundo extremo 22, en el primer radiador 2, y un segundo extremo 42 de la segunda estructura de condensador 4 se conecta eléctricamente al extremo de tierra 12 de la placa de circuito impreso 1.
Como se muestra en la FIGURA 5, una parte de línea oblicua es el primer radiador 2, y partes negras son la primera estructura de condensador 3 y la segunda estructura de condensador 4; como se muestra en la FIGURA 6, una parte de línea oblicua es el primer radiador 2, y partes negras son la primera estructura de condensador 3 y la segunda estructura de condensador 4.
Para ayudar a entender la antena, la FIGURA 7 es un diagrama plano esquemático de las antenas descritas en la FIGURA 5 y la FIGURA 6. En la FIGURA 7, D, E, F, C y A se usan para representar el primer radiador 2, C1 se usa para representar la primera estructura de condensador 3, C2 se usa para representar la segunda estructura de condensador 4, y una parte blanca representa la placa de circuito impreso 1.
Específicamente, en relación a las antenas mostradas en la FIGURA 5 y la FIGURA 6, un diagrama de circuito de un equivalente del primer radiador 2, la primera estructura de condensador 3, la segunda estructura de condensador 4, el extremo de alimentación de señal 11 y el extremo de tierra 12, como se muestra en la FIGURA 8, forman una estructura de línea de transmisiones compuesta de mano derecha/izquierda (Composite Right Hand and Left Hand Transmission Line, CRLH TL por abreviar). La primera estructura de condensador 3 es equivalente a un condensador C<l>conectado en serie a la fuente de señal, la segunda estructura de condensador 4 es equivalente a un condensador C<r>conectado en paralelo a la fuente de señal, las secciones F y C del primer radiador 2 son equivalentes a un inductor L<r>en serie con la fuente de señal, en relación al primer radiador 2, las secciones C y A son equivalentes a un inductor L<l>conectado en paralelo a la fuente de señal, la primera estructura de condensador 3, el primer radiador 2, el extremo de alimentación de señal 11 y el extremo de tierra 12 forman una estructura de línea de transmisión de mano izquierda, configurada para generar la primera frecuencia de resonancia f1, donde la primera frecuencia de resonancia f1 puede cubrir frecuencias de resonancia de bandas de frecuencia baja tales como LTE B13, LTE B17 y LTE B20, y las secciones F y C del primer radiador 2, la segunda estructura de condensador 4, el extremo de alimentación de señal 11, el extremo de tierra 12 forma una estructura de línea de transmisión de mano derecha, configurada para generar una segunda frecuencia de resonancia f2, donde la segunda frecuencia de resonancia f2 puede cubrir LTE B21 (1447,9 MHz a 1510,9 MHz).
Opcionalmente, la primera estructura de condensador 3 puede ser un condensador ordinario, y la primera estructura de condensador 3 puede incluir al menos un condensador conectado en serie o en paralelo en múltiples formas (que puede denominarse conjunto de acumulación de condensadores); la primera estructura de condensador 3 también puede incluir un componente en forma de E y un componente en forma de U, donde
el componente en forma de E incluye un primer ramal, un segundo ramal, un tercer ramal y un cuarto ramal, donde el primer ramal y el tercer ramal se conectan a dos extremos del cuarto ramal, el segundo ramal se ubica entre el primer ramal y el tercer ramal, el segundo ramal se conecta al cuarto ramal, entre el primer ramal y el segundo ramal se forma una holgura, y entre el segundo ramal y el tercer ramal se forma una holgura; y el componente en forma de U incluye dos ramales, los dos ramales del componente en forma de U se ubican por separado en los dos holguras del componente en forma de E, y el componente en forma de E y el componente en forma de U no están en contacto entre sí.
Como se muestra en la FIGURA 9, una parte indicada por líneas oblicuas es el primer radiador 2, una parte indicada por el color negro es la segunda estructura de condensador 4, y la primera estructura de condensador 3 incluye el componente en forma de E y el componente en forma de U, donde una parte indicada por puntos es el componente en forma de E, y una parte indicada por dobles líneas oblicuas es el componente en forma de U. El componente en forma de E incluye un primer ramal 31, un segundo ramal 32, un tercer ramal 33 y un cuarto ramal 34, donde el primer ramal 31 y el tercer ramal 33 se conectan a dos extremos del cuarto ramal 34, el segundo ramal 32 se ubica entre el primer ramal 31 y el tercer ramal 33, el segundo ramal 32 se conecta al cuarto ramal 34, entre el primer ramal 31 y el segundo ramal 32 se forma una holgura, y entre el segundo ramal 32 y el tercer ramal 33 se forma una holgura; y
el componente en forma de U incluye dos ramales: un ramal 35 y el otro ramal 36; el ramal 35 del componente en forma de U se ubica en la holgura formada entre el primer ramal 31 y el segundo ramal 32 del componente en forma de E, el otro ramal 36 del componente en forma de U se ubica en la holgura formada entre el segundo ramal 32 y el tercer ramal 33 del componente en forma de E, y el componente en forma de E y el componente en forma de U no están en contacto entre sí.
Opcionalmente, cuando la primera estructura de condensador 3 incluye el componente en forma de E y el componente en forma de U, el primer extremo 21 del primer radiador 2 se conecta eléctricamente al primer ramal 31 o el tercer ramal 33 de la primera estructura de condensador 3. Como se muestra en la FIGURA 9, el primer extremo 21 del primer radiador 2 se conecta eléctricamente al tercer ramal 33 de la primera estructura de condensador 3.
Opcionalmente, la segunda estructura de condensador 4 puede ser un condensador ordinario, y la segunda estructura de condensador 4 puede incluir al menos un condensador conectado en serie o en paralelo en múltiples formas (que puede denominarse conjunto de acumulación de condensadores); la segunda estructura de condensador 4 también puede incluir un componente en forma de E y un componente en forma de U, donde
el componente en forma de E incluye un primer ramal, un segundo ramal, un tercer ramal y un cuarto ramal, donde el primer ramal y el tercer ramal se conectan a dos extremos del cuarto ramal, el segundo ramal se ubica entre el primer ramal y el tercer ramal, el segundo ramal se conecta al cuarto ramal, entre el primer ramal y el segundo ramal se forma una holgura, y entre el segundo ramal y el tercer ramal se forma una holgura; y el componente en forma de U incluye dos ramales, los dos ramales del componente en forma de U se ubican por separado en los dos holguras del componente en forma de E, y el componente en forma de E y el componente en forma de U no están en contacto entre sí.
Como se muestra en la FIGURA 10, una parte indicada por líneas oblicuas es el primer radiador 2, ambas de la primera estructura de condensador 3 y la segunda estructura de condensador 4 incluyen el componente en forma de E y el componente en forma de U, donde una parte indicada por puntos es el componente en forma de E, y una parte indicada por dobles líneas oblicuas es el componente en forma de U. El componente en forma de E incluye un primer ramal 41, un segundo ramal 42, un tercer ramal 43 y un cuarto ramal 44, donde el primer ramal 41 y el tercer ramal 43 se conectan a dos extremos del cuarto ramal 44, el segundo ramal 42 se ubica entre el primer ramal 41 y el tercer ramal 43, el segundo ramal 42 se conecta al cuarto ramal 44, entre el primer ramal 41 y el segundo ramal 42 se forma una holgura, y entre el segundo ramal 42 y el tercer ramal 43 se forma una holgura; y
el componente en forma de U incluye dos ramales: un ramal 45 y el otro ramal 46; el ramal 45 del componente en forma de U se ubica en la holgura formada entre el primer ramal 41 y el segundo ramal 42 del componente en forma de E, el otro ramal 46 del componente en forma de U se ubica en la holgura formada entre el segundo ramal 42 y el tercer ramal 43 del componente en forma de E, y el componente en forma de E y el componente en forma de U no están en contacto entre sí.
Se debe observar que un componente en forma de "M" también pertenece al componente en forma de E, esto es, cualquier estructura que incluya primer ramal, segundo ramal, tercer ramal y cuarto ramal, donde el primer ramal y el tercer ramal se conectan a dos extremos del cuarto ramal, el segundo ramal se ubica entre el primer ramal y el tercer ramal, el segundo ramal se conecta al cuarto ramal, una holgura se forma entre el primer ramal y el segundo ramal, y una holgura se forma entre el segundo ramal y el tercer ramal, pertenece a un alcance reivindicado por esta realización de la presente invención; un componente en forma de "V" también pertenece al componente en forma de U, esto es, cualquier componente que tenga dos ramales, donde los dos ramales se ubican por separado en las dos holguras del componente en forma de E, pertenece a un alcance reivindicado por esta realización de la presente invención, y el componente en forma de E y el componente en forma de U no están en contacto entre sí; por conveniencia de los dibujos y la descripción, en los dibujos adjuntos de la primera estructura de condensador 3 y la segunda estructura de condensador 4, para ilustración únicamente se usa una forma de "E" y una forma de "U".
Como la primera estructura de condensador 3 no únicamente puede ser un conjunto de acumulación de condensador ordinario, sino también puede incluir el componente en forma de E y el componente en forma de U, cuando la antena incluye además otro radiador, diferentes primeras estructuras de condensador llevan a diferentes conexiones del otro radiador.
Cuando la primera estructura de condensador 3 es un conjunto de acumulación de condensador ordinario:
Como se muestra en la FIGURA 11, la antena incluye además al menos un segundo radiador 5, y un extremo del segundo radiador 5 se conecta eléctricamente al primer extremo 21 del primer radiador 2.
Opcionalmente, como se muestra en la FIGURA 12, la antena incluye además un segundo radiador en forma de L 51, y un extremo del segundo radiador en forma de L 51 se conecta eléctricamente al primer extremo 21 del primer radiador 2. Una parte indicada por líneas oblicuas izquierdas es el primer radiador 2, una parte indicada por dobles líneas oblicuas es el segundo radiador 51, y partes indicadas por el color negro son la primera estructura de condensador 3 y la segunda estructura de condensador 4. El segundo radiador en forma de L 51 se configura para generar una tercera frecuencia de resonancia f3, donde la tercera frecuencia de resonancia f3 cubre LTE B7.
Opcionalmente, como se muestra en la FIGURA 13, la antena puede incluir además un segundo radiador en forma de [ 52, y un extremo del segundo radiador en forma de [ 52 se conecta eléctricamente al primer extremo 21 del primer radiador 2. Una parte indicada por líneas oblicuas izquierdas es el primer radiador 2, una parte indicada por dobles líneas oblicuas es el segundo radiador 52, y partes indicadas por el color negro son la primera estructura de condensador 3 y la segunda estructura de condensador 4. El segundo radiador en forma de [ 52 se configura para generar una cuarta frecuencia de resonancia f4, donde la cuarta frecuencia de resonancia f4 cubre WCDMA 2100.
Opcionalmente, la antena incluye además dos segundos radiadores en forma de [, y aberturas de los dos segundos radiadores en forma de [ están opuestos entre sí, donde primeros extremos de los segundos radiadores se conectan eléctricamente al primer extremo del primer radiador, y segundos extremos de los segundos radiadores están opuestos entre sí y no están en contacto entre sí para formar una estructura de acoplamiento.
Como se muestra en la FIGURA 14, los dos segundos radiadores en forma de [ 5 son un segundo radiador 53 y un segundo radiador 54. Un primer extremo 53a del segundo radiador 53 se conecta eléctricamente al primer extremo 21 del primer radiador 2, un primer extremo 54a del segundo radiador 54 se conecta eléctricamente al primer extremo 21 del primer radiador 2, y un segundo extremo 53b del segundo radiador 53 y un segundo extremo 54b del segundo radiador 54 están opuestos entre sí y no están en contacto entre sí para formar una estructura de acoplamiento. El segundo radiador 52 se configura para generar una cuarta frecuencia de resonancia f4, donde la cuarta frecuencia de resonancia f4 cubre WCDMA 2100; el segundo radiador 54 genera una quinta frecuencia de resonancia f5, donde la quinta frecuencia de resonancia f5 cubre GSM850 (824 MHz a 894 MHz) y GSM900 (880 MHz a 960 MHz); como se forma una estructura de acoplamiento entre el segundo radiador 52 y el segundo radiador 53, puede generarse una sexta frecuencia de resonancia f6, donde la sexta frecuencia de resonancia f6 puede cubrir LTE B3.
Cuando la primera estructura de condensador 3 incluye el componente en forma de E y el componente en forma de U:
Opcionalmente, la antena incluye además al menos un segundo radiador 5, y un extremo del segundo radiador 5 se conecta eléctricamente a uno del primer ramal 31 y el tercer ramal 33.
Opcionalmente, como se muestra en la FIGURA 15, la antena incluye además un segundo radiador en forma de L 51, y un extremo del segundo radiador en forma de L 51 se conecta eléctricamente al primer ramal 31.
El segundo radiador en forma de L 51 se configura para generar una tercera frecuencia de resonancia f3, donde la tercera frecuencia de resonancia f3 cubre LTE B7.
Opcionalmente, la antena incluye además un segundo radiador en forma de [ 52, y un extremo del segundo radiador en forma de [ 52 se conecta eléctricamente a uno del primer ramal 31 y el tercer ramal 33. Como se muestra en la FIGURA 16, un extremo del segundo radiador en forma de [ 52 se conecta eléctricamente al primer ramal 31.
Cuando un extremo del segundo radiador en forma de [ 52 se conecta eléctricamente al primer ramal 31, el segundo radiador en forma de [ 52 se configura para generar una cuarta frecuencia de resonancia f4, donde la cuarta frecuencia de resonancia f4 cubre WCDMA 2100; cuando un extremo del segundo radiador en forma de [ 52 se conecta eléctricamente al primer ramal 31, el segundo radiador en forma de [ 52 se configura para generar una quinta frecuencia de resonancia f5, donde la quinta frecuencia de resonancia f5 cubre GSM850 (824 MHz a 894 MHz) y GSM900 (880 MHz a 960 MHz).
Opcionalmente, la antena incluye además dos segundos radiadores en forma de [, y aberturas de los dos segundos radiadores en forma de [ están opuestas entre sí, donde uno de los segundos radiadores se conecta eléctricamente al primer ramal, el otro de los segundos radiadores se conecta eléctricamente al tercer ramal, y segundos extremos de los segundos radiadores están opuestos entre sí y no están en contacto entre sí para formar una estructura de acoplamiento.
Como se muestra en la FIGURA 17, los dos segundos radiadores en forma de [ 5 respectivamente son el segundo radiador 53 y el segundo radiador 54, aberturas del segundo radiador 53 y el segundo radiador 54 están opuestas entre sí, el primer extremo 53a del segundo radiador 53 se conecta al primer ramal 31 de la primera estructura de condensador 3, el primer extremo 54a del segundo radiador 54 se conecta al tercer ramal 33 de la primera estructura de condensador 3, y el segundo extremo 53b del segundo radiador 53 y el segundo extremo 54b del segundo radiador 54 están opuestos entre sí y no están en contacto entre sí para formar una estructura de acoplamiento. El segundo radiador 53 se configura para generar una cuarta frecuencia de resonancia f4, donde la cuarta frecuencia de resonancia f4 puede cubrir WCDMA 2100; el segundo radiador 54 genera una quinta frecuencia de resonancia f5, donde la quinta frecuencia de resonancia f5 puede cubrir GSM850 (824 MHz a 894 MHz) y GSM900 (880 MHz a 960 MHz); como el segundo extremo 53b del segundo radiador 53 y el segundo extremo 54b del segundo radiador 54 están opuestos entre sí y no están en contacto entre sí para formar una estructura de acoplamiento, se genera una sexta frecuencia de resonancia f6 y puede cubrir LTE B3.
En conclusión, la primera frecuencia de resonancia f1 y la quinta frecuencia de resonancia f5 pueden cubrir bandas de frecuencia baja de GSM/WCDMA/UMTS/LTE, la segunda frecuencia de resonancia f2 puede cubrir LTE B21, y la tercera frecuencia de resonancia f3, la cuarta frecuencia de resonancia f4 y la sexta frecuencia de resonancia f6 pueden cubrir bandas de frecuencia alta de SCD/PCS/WCDMA/UMTS/LTE.
En la antena proporcionada por esta realización, el primer radiador 2 se ubica en un soporte de antena, y una distancia entre un plano en el que se ubica el primer radiador 2 y un plano en el que se ubica la placa de circuito impreso 1 tiene entre 2 milímetros y 6 milímetros. De esta manera, se reserva una cierta área de espacio libre para diseñar la antena, para mejorar las prestaciones de la antena mientras se implementa el diseño de una antena de múltiples resonancias y anchos de banda en espacio relativamente pequeño.
Opcionalmente, al menos un segundo radiador 5 también puede ubicarse en el soporte de antena. La primera estructura de condensador 3 y/o la segunda estructura de condensador 4 también pueden ubicarse en el soporte de antena.
Se debe observar que, cuando la antena incluye múltiples radiadores, diferentes radiadores en la antena generan correspondientes frecuencias de resonancia, y generalmente, cada radiador principalmente transmite y recibe la correspondiente frecuencia de resonancia generada.
Realización 2
En esta realización de la presente invención, se establece un modelo de antena de simulación para la antena en la Realización 1 para realizar simulación y pruebas prácticas.
Como se muestra en la FIGURA 18, la antena incluye un primer radiador 2, una primera estructura de condensador 3, una segunda estructura de condensador 4, un segundo radiador en forma de L 51, segundo radiador en forma de [ 53 y segundo radiador 54.
La primera estructura de condensador 3 incluye un componente en forma de E y un componente en forma de U; la segunda estructura de condensador 4 es un conjunto de acumulación de condensador ordinario; un primer extremo 21 del primer radiador 2 se conecta a un tercer ramal 33 de la primera estructura de condensador 3, un extremo del segundo radiador 51 se conecta a un primer ramal 31 de la primera estructura de condensador 3, un primer extremo 53a del segundo radiador 53 se conecta al primer ramal 31 de la primera estructura de condensador 3, un primer extremo 54a del segundo radiador 54 se conecta al tercer ramal 33 de la primera estructura de condensador 3, y un segundo extremo 53b del segundo radiador 53 y un segundo extremo 54b del segundo radiador 54 están opuestos entre sí y no están en contacto entre sí para formar una estructura de acoplamiento.
Para ayudar a entender la antena, FIGURA 19 es un diagrama plano esquemático de la antena en la FIGURA 18. En la FIGURA 19, D, E, F, C y A se usan para representar el primer radiador 2, F y K se usan para representar el segundo radiador 51, F, I y J se usan para representar el segundo radiador 53, y F, G y H se usan para representar el segundo radiador 54, la estructura en forma de E y una estructura forma de U representadas por E y F son la primera estructura de condensador 3, Y se usa para representar la segunda estructura de condensador 4, A y B son un extremo de tierra de la placa de circuito impreso, D es un extremo de alimentación de señal de la placa de circuito impreso, y una parte blanca representa la placa de circuito impreso 1.
Como se muestra en la FIGURA 20, que es un diagrama de pérdida de retorno multifrecuencia de la antena mostrada en la FIGURA 18, una coordenada horizontal representa una frecuencia (Frequency, Freq por abreviar), una unidad es gigahercios (GHz), una coordenada vertical representa una pérdida de retorno, y una unidad es decibelio (dB). Como se puede ver en la FIGURA 20, una frecuencia de funcionamiento baja (la pérdida de retorno es menor que -6 dB) puede alcanzar un mínimo de aproximadamente 680 MHz (megahercios), un ancho de banda de funcionamiento de frecuencia baja va de 680 MHz a aproximadamente 960 MHz, una frecuencia de funcionamiento alta de la antena (la pérdida de retorno es menor que -6 dB) puede alcanzar un máximo de más de 2800 MHz, y un ancho de banda de funcionamiento de frecuencia alta va de aproximadamente 1440 MHz a más de 2800 MHz. Como se puede ver de lo anterior, la antena puede cubrir bandas de frecuencia baja de GSM/WCDMA/UMTS/LTE y bandas de frecuencia alta de SCD/PCS/WCDMA/UMTS/LTE, y entretanto, también puede cubrir bandas de frecuencia especiales: LTE B7 (2500 MHz a 2690 MHz) y LTE B21 (1447,9 MHz a 1510,9 m Hz), para satisfacer requisitos de la mayoría de servicios de terminales inalámbricos en bandas de frecuencia de funcionamiento.
Como una pérdida de retorno y una relación de ondas estacionarias se pueden convertir entre sí y representan un mismo significado, la FIGURA 21 y la FIGURA 20 representan un mismo significado, donde FIGURA 21 es un diagrama de frecuencia-relación de ondas estacionarias (un diagrama de respuesta de frecuencia) del modelo de antena de simulación, donde una coordenada horizontal representa una frecuencia, y una coordenada vertical representa una relación de ondas estacionarias.
En conclusión, la antena diseñada en esta realización de la presente invención puede generar una resonancia de baja frecuencia y una resonancia de alta frecuencia, donde una baja frecuencia puede cubrir de 680 MHz a 960 MHz, y una alta frecuencia puede cubrir de 1440 MHz a 2800 MHz; una frecuencia de resonancia puede controlarse, por medio de ajuste en un inductor distribuido y un condensador en serie, para caer dentro de bandas de frecuencia especiales: LTE B7 (2500 MHz a 2690 MHz) y LTE B21 (1447,9 MHz a 1510,9 MHz), para cubrir una banda de frecuencia requerida por un sistema de comunicación actual 2G/3G/4G.
Adicionalmente, como entre el primer extremo 21 y el segundo extremo 22 del primer radiador 2, el extremo de tierra 12 de la placa de circuito impreso 1 se conecta eléctricamente por medio de la segunda estructura de condensador 4, se puede ajustar una posición, entre el primer extremo 21 y el segundo extremo 22 del primer radiador 2, de la segunda estructura de condensador 4, de modo que la antena genera diferentes frecuencias de resonancia.
La FIGURA 18 muestra un diagrama esquemático de múltiples frecuencias de resonancia (en la FIGURA 22, de f1 a f5 se usan como ejemplo para la descripción) que pueden ser generadas por la antena por medio de ajuste en longitudes eléctricas del primer radiador 2, el segundo radiador 51, el segundo radiador 53, el segundo radiador 54, y una posición, entre el primer extremo 21 y segundo extremo 22 del primer radiador 2, de la segunda estructura de condensador 4. La FIGURA 23 es un diagrama de frecuencia-relación de ondas estacionarias de la antena mostrada en la FIGURA 22, donde una coordenada horizontal representa una frecuencia, una unidad es megahercios (MHz), y una coordenada vertical representa una relación de ondas estacionarias; una primera frecuencia de resonancia f1 generada por el primer radiador 2 se usa para cubrir bandas de frecuencia baja tales como LTE B13, LTE B17, LTE B20, GSM850 (824 MHz a 894 MHz) y GSM900 (880 MHz a 960 MHz), una segunda frecuencia de resonancia f2 generada por una sección F-C-B del primer radiador 2 puede cubrir LTE B21, una tercera frecuencia de resonancia f3 generada por el segundo radiador 51 puede cubrir LTE B7, una cuarta frecuencia de resonancia f4 generada por el segundo radiador 53 puede cubrir WCDMA 2100, y una quinta frecuencia de resonancia f5 generada por el segundo radiador 54 puede cubrir LTE B3. En conclusión, la primera frecuencia de resonancia f1 puede cubrir bandas de frecuencia baja de GSM/WCDMA/LTMTS/LTE, la segunda frecuencia de resonancia f2 puede cubrir una banda de frecuencia especial LTE B21, y la tercera frecuencia de resonancia f3, la cuarta frecuencia de resonancia f4 y la quinta frecuencia de resonancia f5 pueden cubrir bandas de frecuencia alta de SCD/PCS/WCDMA/UMTS/LTE.
La antena proporcionada en esta realización de la presente invención incluye un primer radiador, una primera estructura de condensador, una segunda estructura de condensador y tres segundos radiadores; un primer extremo del primer radiador se conecta eléctricamente a un extremo de alimentación de señal de una placa de circuito impreso por medio de la primera estructura de condensador, un segundo extremo del primer radiador se conecta eléctricamente a un extremo de tierra de la placa de circuito impreso, el primer radiador, la primera estructura de condensador, el extremo de alimentación de señal y el extremo de tierra forman una primera antena, configurada para generar una primera frecuencia de resonancia, y una longitud eléctrica del primer radiador es menor o igual a un octavo de una longitud de onda correspondiente a la primera frecuencia de resonancia, de modo que se puede reducir el volumen de la antena. Adicionalmente, otras frecuencias de resonancia se generan usando el segundo radiador y la segunda estructura de condensador, de modo que la antena no únicamente tiene múltiples anchos de banda de resonancia sino que también tiene un tamaño relativamente pequeño, y se puede diseñar una antena de ancho de banda multirresonancia en espacio relativamente pequeño.
Realización 3
Esta realización de la presente invención proporciona un terminal móvil. Como se muestra en la FIGURA 24, el terminal móvil incluye una unidad de procesamiento de radiofrecuencia, una unidad de procesamiento de banda base, y una antena, donde:
la antena incluye un primer radiador 2 y una primera estructura de condensador 3, donde un primer extremo 21 del primer radiador 2 se conecta eléctricamente a un extremo de alimentación de señal 11 de una placa de circuito impreso 1 por medio de la primera estructura de condensador 3, un segundo extremo 22 del primer radiador 2 se conecta eléctricamente a un extremo de tierra 12 de la placa de circuito impreso 1, el primer radiador 2, la primera estructura de condensador 3, el extremo de alimentación de señal 11 y el extremo de tierra 12 forman una primera antena, configurada para generar una primera frecuencia de resonancia f1, y una longitud eléctrica del primer radiador 2 es menor o igual a un octavo de una longitud de onda correspondiente a la primera frecuencia de resonancia f1 ;
la unidad de procesamiento de radiofrecuencia se conecta eléctricamente al extremo de alimentación de señal 11 de la placa de circuito impreso 1 por medio de un circuito de adaptación;
la antena se configura para transmitir una señal de radio recibida a la unidad de procesamiento de radiofrecuencia o convertir una señal transmitida de la unidad de procesamiento de radiofrecuencia en una onda electromagnética y enviar la onda electromagnética; la unidad de procesamiento de radiofrecuencia se configura para realizar selección de frecuencia, amplificación y conversión reductora en la señal de radio recibida por la antena, convertir la señal de radio a una señal de frecuencia o una señal de banda base intermedias, y enviar la señal de frecuencia o señal de banda base intermedias a la unidad de procesamiento de banda base, o configurarse para realizar conversión ascendente y amplificación en una señal de banda base o una señal de frecuencia intermedia enviadas por la unidad de procesamiento de banda base y enviar la señal de banda base o frecuencia intermedia usando la antena; y la unidad de procesamiento de banda base realiza procesamiento en la señal de banda base o frecuencia intermedia recibidas.
El circuito de adaptación se configura para ajustar la impedancia de la antena para adaptar la impedancia de la antena a la impedancia de la unidad de procesamiento de radiofrecuencia, para generar una frecuencia de resonancia que satisface un requisito; la primera frecuencia de resonancia f1 puede cubrir bandas de frecuencia baja tales como LTE B13, LTE B17 y LTE B20.
Se debe observar que el primer radiador 2 se ubica en un soporte de antena, y una distancia entre un plano en el que se ubica el primer radiador 2 y un plano en el que se ubica la placa de circuito impreso 1 tiene entre 2 milímetros y 6 milímetros. De esta manera, se diseña una cierta área de espacio libre para la antena, para mejorar las prestaciones de la antena mientras se implementa el diseño de la antena en espacio relativamente pequeño.
La FIGURA 25 es un diagrama plano esquemático del terminal móvil mostrado en la FIGURA 24, donde D, E, F, C y A se usan para representar el primer radiador 2, C1 se usa para representar la primera estructura de condensador 3, A representa el extremo de tierra 12 de la placa de circuito impreso 1, D presenta el extremo de alimentación de señal 11 de la placa de circuito impreso 1, y el circuito de adaptación se conecta eléctricamente al extremo de alimentación de señal 11 de la placa de circuito impreso 1.
Desde luego, la antena en esta realización también puede incluir cualquier estructura de antena descrita en la Realización 1 y la Realización 2. Para más detalles, puede hacerse referencia a las antenas descritas en la Realización 1 y la Realización 2, y en esta memoria no se describen detalles adicionales de nuevo. El terminal móvil puede ser un dispositivo de comunicación que se usa durante un movimiento, puede ser un teléfono móvil, o también puede ser una tableta, una tarjeta de datos, o algo semejante, y desde luego, no se limita a esto.
Finalmente, se debe observar que las realizaciones anteriores se proporcionan meramente para describir las soluciones técnicas de la presente invención, pero no pretenden limitar la presente invención. Los expertos en la técnica deben entender que aunque la presente invención se ha descrito en detalle con referencia a las realizaciones anteriores, se pueden hacer modificaciones a las soluciones técnicas descritas en las realizaciones anteriores, siempre que tales modificaciones no provoquen que las soluciones técnicas se salgan del alcance de las reivindicaciones anexas.
Claims (15)
1. Una antena, que comprende un primer radiador (2) y una primera estructura de condensador (3), en donde:
un primer extremo (21) del primer radiador (2) se conecta eléctricamente a un extremo de alimentación de señal (11) de una placa de circuito impreso (1) por medio de la primera estructura de condensador (3), un segundo extremo (22) del primer radiador (2) se conecta eléctricamente a un extremo de tierra (12) de la placa de circuito impreso, el primer radiador (2), la primera estructura de condensador (3), el extremo de alimentación de señal y el extremo de tierra (12) forman una primera antena, configurada para generar una primera frecuencia de resonancia (f1), y una longitud eléctrica del primer radiador (2) es menor o igual a un octavo de una longitud de onda correspondiente a la primera frecuencia de resonancia;
en donde la antena comprende además una segunda estructura de condensador (4), un primer extremo (41) de la segunda estructura de condensador (4) se conecta eléctricamente al primer radiador (2) entre el primer extremo (21) y el segundo extremo (22), y un segundo extremo (42) de la segunda estructura de condensador (4) se conecta eléctricamente al extremo de tierra (12) de la placa de circuito impreso, en donde el primer radiador (2), la segunda estructura de condensador (4), el extremo de alimentación de señal (11) y el extremo de tierra (12) se configuran para generar una segunda frecuencia de resonancia (f2);
caracterizado por quela antena comprende además al menos un segundo radiador (5), y un primer extremo del segundo radiador (5) se conecta eléctricamente al primer extremo (21) del primer radiador (2), un segundo extremo del segundo radiador (5) es un extremo abierto, y en donde el segundo radiador (5) se configura para generar una tercera frecuencia de resonancia.
2. La antena según la reivindicación 1, en donde la primera antena es conforme a un principio de línea de transmisión de mano izquierda.
3. La antena según la reivindicación 2, en donde el primer radiador (2) es equivalente a un inductor conectado en paralelo a una fuente de señal, la primera estructura de condensador (3) es equivalente a un condensador conectado en serie a la fuente de señal, y se configuran para generar la primera frecuencia de resonancia.
4. La antena según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el primer radiador (2), la primera estructura de condensador (3), la segunda estructura de condensador (4), el extremo de alimentación de señal (11) y el extremo de tierra (12) son conformes a un principio de línea de transmisión compuesta de mano derecha y de mano izquierda.
5. La antena según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el primer radiador (2) y el segundo radiador (5) son radiadores en forma de tira.
6. La antena según la reivindicación 5, en donde el segundo radiador (5) es una extensión en línea del primer radiador (2).
7. La antena según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el primer extremo (21) del primer radiador (2) es un extremo de cola del primer radiador (2), la primera estructura de condensador (3) se conecta entre el extremo de cola del primer radiador (2) y el extremo de alimentación de señal.
8. La antena según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la primera frecuencia de resonancia (f1) cubre frecuencias de resonancia de banda LTE B13, LTE B17 y LTE B20.
9. La antena según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la segunda frecuencia de resonancia (f2) cubre frecuencias de resonancia de banda LTE B21.
10. La antena según la reivindicación 5, en donde el segundo radiador (5) comprende un segundo radiador en forma de L (51), y una parte del segundo radiador en forma de L (51) es una extensión en línea del primer radiador (2).
11. La antena según la reivindicación 10, en donde el segundo radiador en forma de L (51) se configura para generar la tercera frecuencia de resonancia (f3) que cubre frecuencias de resonancia de banda LTE B7.
12. La antena según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde el primer radiador se ubica en un soporte de antena, y una distancia entre un plano en el que se ubica el primer radiador y un plano en el que se ubica la placa de circuito impreso tiene entre 2 milímetros y 6 milímetros.
13. Un terminal móvil, que comprende una antena según una cualquiera de las reivindicaciones 1 -12.
14. El terminal móvil según la reivindicación 13, el terminal móvil comprende además una unidad de procesamiento de radiofrecuencia, una unidad de procesamiento de banda base, en donde:
la unidad de procesamiento de radiofrecuencia se conecta eléctricamente al extremo de alimentación de señal de la placa de circuito impreso por medio de un circuito de adaptación;
la antena se configura para transmitir una señal de radio recibida a la unidad de procesamiento de radiofrecuencia o convertir una señal transmitida de la unidad de procesamiento de radiofrecuencia en una onda electromagnética y enviar la onda electromagnética; la unidad de procesamiento de radiofrecuencia se configura para realizar selección de frecuencia, amplificación y conversión reductora en la señal de radio recibida por la antena, convertir la señal de radio a una señal de frecuencia o una señal de banda base intermedias, y enviar la señal de frecuencia o señal de banda base intermedias a la unidad de procesamiento de banda base, o configurarse para realizar conversión ascendente y amplificación en una señal de banda base o una señal de frecuencia intermedia enviadas por la unidad de procesamiento de banda base y enviar la señal de banda base o frecuencia intermedia usando la antena; y la unidad de procesamiento de banda base realiza procesamiento en la señal de banda base o frecuencia intermedia recibidas.
15. El terminal móvil según la reivindicación 14, en donde el circuito de adaptación se conecta eléctricamente a un primer extremo (21) del primer radiador (2) de la antena por medio de la primera estructura de condensador (3) de la antena, y el circuito de adaptación se configura para ajustar la impedancia de la antena para adaptar la impedancia de la antena a la impedancia de la unidad de procesamiento de radiofrecuencia.
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