薛元松 (中国广东省深圳市南山区高新技术产业园科技南路中兴通讯大厦, Guangdong 7, 518057, CN)
HUAN, Yuping (ZTE Plaza, Keji Road South Hi-Tech Industrial Park, Nansha, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
宦玉萍 (中国广东省深圳市南山区高新技术产业园科技南路中兴通讯大厦, Guangdong 7, 518057, CN)
LIU, Chuan (ZTE Plaza, Keji Road South Hi-Tech Industrial Park, Nansha, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
中兴通讯股份有限公司 (中国广东省深圳市南山区高新技术产业园科技南路中兴通讯大厦, Guangdong 7, 518057, CN)
XUE, Yuansong (ZTE Plaza, Keji Road South Hi-Tech Industrial Park, Nansha, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
薛元松 (中国广东省深圳市南山区高新技术产业园科技南路中兴通讯大厦, Guangdong 7, 518057, CN)
HUAN, Yuping (ZTE Plaza, Keji Road South Hi-Tech Industrial Park, Nansha, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
宦玉萍 (中国广东省深圳市南山区高新技术产业园科技南路中兴通讯大厦, Guangdong 7, 518057, CN)
| 权利要求书 1、 一种多频段天线装置， 其特征在于， 所述装置包括： 第一辐射单元、 第二辐射单元、 天线支架和馈源， 其中， 所述第一辐射单元， 设置于天线支架上， 并且与馈源相连； 所述第二辐射单元， 设置于天线支架下方的净空区域， 并且与馈源相 连； 所述天线支架， 用于固定所述第一辐射单元； 所述馈源， 用于为所述第一辐射单元和所述第二辐射单元馈电。 2、 根据权利要求 1所述的装置， 其特征在于， 所述第一辐射单元釆用 需要净空区域的低频段的天线单元， 和 /或较高频段的天线单元； 所述第二辐射单元釆用需要净空区域的中间高频的天线单元。 3、 根据权利要求 1或 2所述的装置， 其特征在于， 所述馈源的馈电焊 盘直接延伸， 与第二辐射单元连接。 4、 根据权利要求 1或 2所述的装置， 其特征在于， 所述第一辐射单元 和第二辐射单元的天线长度和 /或形状按照天线的性能要求进行调整； 所述第二辐射单元的走线方向和第一辐射单元的末端的走线方向相反 或相同。 5、 根据权利要求 1或 2所述的装置， 其特征在于， 所述天线支架的高 度根据天线的性能要求进行调整。 6、 一种多频段天线的应用终端， 包括： 外壳、 印刷电路板（PCB )主 板； 其特征在于， 还包括外壳内的多频段天线装置； 所述多频段天线装置包括设置于天线支架上的第一辐射单元和设置于 天线支架下方净空区域的第二辐射单元， 所述第一辐射单元和第二辐射单 元与 PCB主板上的馈源相连， 完成馈电。 7、 根据权利要求 6所述的应用终端， 其特征在于， 所述第一辐射单元 釆用需要净空区域的低频段的天线单元， 和 /或较高频段的天线单元； 所述第二辐射单元采用需要净空区域的中间高频的天线单元。 8、 根据权利要求 6或 7所述的应用终端， 其特征在于， 所述馈源的馈 电焊盘直接延伸， 与第二辐射单元连接。 9、 根据权利要求 6或 7所述的应用终端， 其特征在于， 所述第一辐射 单元和第二辐射单元的天线长度和 /或形状按照天线的性能要求进行调整； 所述第二辐射单元的走线方向和第一辐射单元的末端的走线方向相反 或相同。 10、 根据权利要求 6或 7所述的应用终端， 其特征在于， 所述天线支 架的高度根据天线的性能要求进行调整。 |
本发明涉及移动终端天线制造领域， 特别是指一种多频段天线装置及 其应用终端。 背景技术
随着移动通信技术的发展， 移动终端所釆用的频段不断的增加， 但是 终端的尺寸却受整机造型的限制， 使得终端中支持多个频段的天线的设计 越来越困难。 对于尺寸要求很严格的天线来说， 布局空间越来越狭窄， 只 有合理的利用空间， 才能满足多频段天线的设计要求。
目前， 终端天线通常需要支持 800MHz/900MHz/1800MHz/l 900MHz、 以及 GPS/蓝牙等频段， 当把这些频段的天线布置于同一个天线支架上 时， 如果结构预留的空间较小， 只能在主板以及壳体之间的有限空间内布置少 数的几个频段的天线， 如果强制的把所有的频段的天线都布置上， 天线的 走线空间非常狭窄， 无法满足带宽和谐振频带的要求， 天线的性能也受到 很大的限制。 发明内容
有鉴于此， 本发明的主要目的在于提供一种多频段天线装 置及其应用 终端， 解决了在主板以及壳体之间的有限空间内， 设置多频天线比较困难 的问题。
为达到上述目的， 本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种多频段天线装置， 所述装置包括： 第一辐射单元、 第二辐射单元、 天线支架和馈源， 其中， 所述第一辐射单元， 设置于天线支架上， 并且与馈源相连； 所述第二辐射单元， 设置于天线支架下方的净空区域， 并且与馈源相 连；
所述天线支架， 用于固定所述第一辐射单元；
所述馈源， 用于为所述第一辐射单元和所述第二辐射单元 馈电。
其中， 所述第一辐射单元釆用需要净空区域的低频段 的天线单元， 和 / 或较高频段的天线单元；
所述第二辐射单元釆用需要净空区域的中间高 频的天线单元。
其中， 所述馈源的馈电焊盘直接延伸， 与第二辐射单元连接。
其中， 所述第一辐射单元和第二辐射单元的天线长度 ， 和 /或形状按照 天线的性能要求进行调整；
所述第二辐射单元的走线方向和第一辐射单元 的末端的走线方向相反 或相同。
其中， 所述天线支架的高度根据天线性能要求进行调 整。
本发明还提供了一种多频段天线的应用终端， 包括： 外壳、 印刷电路 板（PCB )主板； 还包括外壳内的多频段天线装置；
所述多频段天线装置包括设置于天线支架上的 第一辐射单元和设置于 天线支架下方净空区域的第二辐射单元， 所述第一辐射单元和第二辐射单 元与 PCB主板上的馈源相连， 完成馈电。
其中， 所述第一辐射单元釆用需要净空区域的低频段 的天线单元， 和 / 或较高频段的天线单元；
所述第二辐射单元釆用需要净空区域的中间高 频的天线单元。
其中， 所述馈源的馈电焊盘直接延伸， 与第二辐射单元连接。
本发明所提供的多频段天线装置及其应用终端 ， 通过在设置了第一辐 射单元的天线支架下方的净空区域设置了第二 辐射单元， 合理利用了印刷 电路板 ( Printed Circuit Board, PCB )主板的净空区域， 解决了由于天线支 架上空间不足， 无法在支架上设置多频段天线的技术难点。 进一步的， 通 过调整第一辐射单元和第二辐射单元的多个天 线的相互位置和尺寸以及形 状等， 还可以起到提高天线性能的作用， 有效地改进天线的比吸收率 ( Specific Absorption Rate, SAR ) , 降低天线装置对人体的影响。 附图说明
图 1 为本发明辐射单元走线方向相反的双频段天线 装置实例的结构示 意图；
图 2为本发明辐射单元走线方向相反的双频段天 装置实例的局部放 大图；
图 3 为本发明辐射单元走线方向相反的双频段天线 装置模拟实验的回 损图；
图 4为本发明辐射单元走线方向相同的双频段天 装置实例的结构示 意图；
图 5 为本发明辐射单元走线方向相同的双频段天线 装置模拟实验的回 损图；
图 6为本发明多频段天线的应用终端的结构示意 。 具体实施方式
本发明的基本思想是设计出一种多频段天线装 置， 所述装置包括设置 于天线支架上的第一辐射单元和设置于天线支 架下方净空区域的第二辐射 单元， 所述第一辐射单元和第二辐射单元与馈源相连 ， 完成馈电。
其中， 所述第一辐射单元和第二辐射单元都釆用需要 净空区域的天线 形式， 例如： 单极或倒 F型天线。 对于不需要净空的天线形式、 如平面倒 F 天线不适用于本发明。 下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方 案进一步详细阐述。 图 1 为本发明辐射单元走线方向相反的双频段天线 装置实例的结构示 意图， 如图 1所示， 所述多频段天线装置包括： 第一辐射单元 11、 第二辐 射单元 12、 天线支架 13和馈源 14, 其中，
所述第一辐射单元 11 , 设置于天线支架 13上， 并且与馈源 14相连， 用于发送或接收信号；
具体的， 由于在天线支架 13上走线空间较大， 并且支持低频段信号的 天线长度较长， 因此第一辐射单元 11 主要包括： 低频段的天线单元， 和 / 或较高频段的天线单元。 其中， 当所述第一辐射单元 11需要兼顾不同的低 频段信号时， 例如： 兼顾频段为 800MHz和 900MHz时， 要求的带宽比较 宽， 因此第一辐射单元 11的宽度也需要增加， 才能满足带宽的设计要求。 进一步的， 如果天线支架 13能够提供的空间足够， 也可以在上面制作较高 频段的天线单元， 例如： 支持 2.4GHz频段的蓝牙信号的天线。
所述第二辐射单元 12 ,设置于天线支架 13下方的净空区域， 并且与馈 源 14相连， 用于发送或接收信号；
具体的， 在天线支架 13下方的净空区域设置第二辐射单元 12 , 所述第 二辐射单元 12主要包括： 中间高频的天线单元。 例如： 支持 1800MHz或 1900MHz频段的天线。
所述天线支架 13 , 用于固定所述第一辐射单元 11 ;
具体的， 所述天线支架 13的高度决定了第一辐射单元 11和第二辐射 单元 12之间的距离， 两个辐射单元的走线方向不同产生的相互耦合 也是不 同的。 当耦合大时， 说明两个辐射单元需要配合使用， 才能满足整个天线 装置的频段要求； 当耦合小时， 说明两个辐射单元不需要配合使用， 当不 需要某个频段时， 可以拆除对应的辐射单元来降低制造成本。 因此， 天线 支架 13的设计应该根据两个辐射单元的天线性能， 以及所需要的频段要求 进行相应的调整， 基本的原则是可能相互干扰的天线尽量远离。 图 1 中的 第二辐射单元 12的走线方向和第一辐射单元 11 的末端的走线方向是相反 的。
所述馈源 14, 用于为所述第一辐射单元 11和所述第二辐射单元 12馈 电。
具体的， 第一辐射单元 11和第二辐射单元 12都从所述馈源 14馈电， 同时信号根据辐射单元的尺寸自由选择对应的 辐射单元完成发射或接收。 所述天线支架 13上的第一辐射单元 11利用弹脚等连接方式与馈源 14通过 馈电焊盘接触馈电。 第二辐射单元 12利用相同的方式与馈源 14相连。 进 一步的， 在制作第一辐射单元 11和馈源 14连接的馈电焊盘时， 还可以直 接延伸馈电焊盘连接第二辐射单元 12。
图 2为本发明辐射单元走线方向相反的双频段天 装置实例的局部放 大图， 如图 2所示， 所述装置进一步还包括： 第一辐射单元的弹脚 21和第 二辐射单元的馈电引出段 22, 其中， 所述第一辐射单元的弹脚 21和第二辐 射单元的馈电引出段 22都连接在馈源 14上。 终端的 PCB主板输出的射频 信号由同一个射频口输出， 同时对第一辐射单元的弹脚 21和第二辐射单元 的馈电引出段 22进行馈电， 射频信号根据第一辐射单元 11和第二辐射单 元 12的不同尺寸来选择不同的路径。 在第一辐射单元 11为低频段天线， 第二辐射单元 12为高频段天线时， 低频段的信号选择天线长度较长的第一 辐射单元 11辐射出去， 高频段的信号选择第二辐射单元 12辐射出去。 反 之， 第一辐射单元 11和第二辐射单元 12也根据相同的原理接收信号。
图 3 为本发明辐射单元走线方向相反的双频段天线 装置模拟实验的回 损图， 馈源的电阻为 50Ohm, 如图 3所示， 横坐标为天线装置模拟实验的 信号频率（单位为 Hz );纵坐标为天线装置对应信号的回损值（单位 dB )。 图中曲线表明所述双频段天线装置具有两个谐 振频带， 因此实现了双频的 通讯。
需要说明的是在具体实际应用中， 如果需要实现支持多频段的天线装 置， 设计人员可以在第一辐射单元 11和第二辐射单元 12上设置相应的天 线单元， 然后根据模拟仿真试验的数据来调整天线支架 的高度， 和 /或每个 天线的长度， 和 /或每个天线的形状， 和 /或天线之间相互的摆放位置来选择 最优的方案， 以实现所需要的天线对多个频段的匹配， 满足装置通讯所使 用的频段需求。
图 4为本发明辐射单元走线方向相同的双频段天 装置实例的结构示 意图， 如图 4所示， 所述天线装置和图 1的天线装置的区别在于， 第二辐 射单元 42的走线方向和第一辐射单元 11 的末端的走线方向是相同的。 其 他单元的位置和功能都与图 1中相同。
图 5 为本发明辐射单元走线方向相同的双频段天线 装置模拟实验的回 损图， 馈源的电阻为 50Ohm, 如图 5所示， 横坐标为天线装置模拟实验的 信号频率（单位为 Hz );纵坐标为天线装置对应信号的回损值（单位 dB )。 图中曲线与图 3相比较可以看出， 在走线方向相同和走线方向相反的情况 下， 谐振曲线也刚好相反， 但是都具备两个谐振频带， 因此也实现了双频 的通讯。
图 6为本发明多频段天线的应用终端的结构示意 ， 如图 6所示， 所 述多频段天线的应用终端， 包括： 外壳 61、 PCB主板 62和多频段天线装置 63;
所述多频段天线装置 63位于外壳 61 内， 并且包括设置于天线支架上 的第一辐射单元和设置于天线支架下方净空区 域的第二辐射单元， 所述第 一辐射单元和第二辐射单元与 PCB主板 62上的馈源相连， 完成馈电。
具体的， 由于在天线支架上走线空间较大， 并且支持低频段信号的天 线长度较长， 因此第一辐射单元主要包括： 低频段的天线单元， 和 /或较高 频段的天线单元。 其中， 当所述第一辐射单元需要兼顾不同的低频段信 号 时， 例如： 兼顾频段为 800MHz和 900MHz时， 要求的带宽比较宽， 因此 第一辐射单元的宽度也需要增加， 才能满足带宽的设计要求。 进一步的， 如果天线支架能够提供的空间足够， 也可以在上面制作较高频段的天线单 元， 例如： 支持 2.4GHz频段的蓝牙信号的天线。
在天线支架下方的净空区域设置的第二辐射单 元主要包括： 中间高频 的天线单元。
所述天线支架的高度决定了第一辐射单元和第 二辐射单元之间的距 离， 两个辐射单元的走线方向不同产生的相互耦合 也是不同的。 当耦合大 时， 说明两个辐射单元需要配合使用， 才能满足整个天线装置的频段要求； 当耦合小时， 说明两个辐射单元不需要配合使用， 当不需要某个频段时， 可以拆除对应的辐射单元来降低制造成本。 因此， 天线支架的设计应该根 据两个辐射单元的天线性能， 以及所需要的频段要求进行相应的调整， 基 本的原则是可能相互干扰的天线尽量远离。 进一步需要说明的是， 第二辐 射单元的走线方向和第一辐射单元的末端的走 线方向可以是相同的， 也可 以是相反的， 在实际应用中， 如果需要实现支持多频段的天线装置， 设计 人员可以在第一辐射单元 11和第二辐射单元 12上设置相应的天线单元， 然后根据模拟仿真试验的数据来调整天线支架 的高度， 和 /或每个天线的长 度， 和 /或每个天线的形状， 和 /或天线之间相互的摆放位置来选择最优的方 案， 以实现所需要的天线对多个频段的匹配， 满足通讯所使用的频段需求。
所述第一辐射单元和第二辐射单元都从所述 PCB主板 62上的馈源馈 电， 同时信号根据辐射单元的尺寸自由选择对应的 辐射单元完成发射或接 收。 所述天线支架上的第一辐射单元利用弹脚等连 接方式与馈源通过馈电 焊盘接触馈电。 第二辐射单元利用相同的方式与馈源相连。 进一步的， 在 制作第一辐射单元和馈源连接的馈电焊盘时， 可以直接延伸馈电焊盘连接 第二辐射单元。
以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保 护范围， 凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改 、 等同替换和改进 等， 均应包含在本发明的保护范围之内。