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CN203466294U - 可调式天线及具有该可调式天线的无线通信装置 - Google Patents

可调式天线及具有该可调式天线的无线通信装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种可调式天线及具有该可调式天线的无线通信装置。一种可调式天线，包括机盖、基板及匹配电路，该机盖包括辐射体、间隔件及机壳，该机壳和辐射体均为金属，该间隔件为塑胶，该间隔件位于辐射体与机壳之间，将该辐射体与机壳绝缘连接，该基板包括系统信号源，该系统信号源与辐射体电性连接，该匹配电路电性连接于该辐射体，该匹配电路用于使该辐射体产生谐振模态，从而使该辐射体收发无线信号。另外，本实用新型还提供一种具有该可调式天线的无线通信装置。上述的可调式天线可工作于多个频段，同时，该可调式天线可维持无线通信装置较好的外观设计。

Description

可调式天线及具有该可调式天线的无线通信装置
技术领域
本实用新型涉及一种天线，特别涉及一种可调式天线及具有该可调式天线的无线通信装置。
背景技术
在移动电话、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等无线通信装置中，天线作为用以通过无线电波收发无线电信号的部件，无疑是无线通信装置中最重要的组件之一。
随着无线通信装置的发展，要求天线能够在多个频段工作，如GSM/WCDMA/LTE频段。然而，现在无线通信装置朝着轻薄、金属化趋势，以达到较好的外观质感及机构强度。因此，如何设计出整合金属机盖的天线，亦成为当今天线发展的重要课题。
实用新型内容
有鉴于此，有必要提供一种整合金属机盖的可调式天线。
另外，有必要提供一种具有该可调式天线的无线通信装置。
一种可调式天线，应用于无线通信装置中，该无线通信装置包括设有信号源的基板，该可调式天线包括机盖及至少一个匹配电路，该机盖包括辐射体、间隔件及机壳，该机壳和辐射体均包括金属层，该间隔件位于辐射体与机壳之间，将该辐射体与机壳绝缘间隔，该辐射体与系统信号源、至少一个匹配电路电性连接，该至少一个匹配电路可以在多种工作模式间切换以相应调整辐射体的工作频段。
优选地，该匹配电路包括第一匹配电路，该第一匹配电路电连接于辐射体的一端，该第一匹配电路包括第一切换器、第一电容及第一电感、第二电感，该第一切换器可处于开路状态或者选择性地通过电连接于第一电容、第一电感、第二电感中一个接地。
优选地，该匹配电路还包括第二匹配电路，该第二匹配电路电连接于辐射体的另一端，该第二匹配电路包括第二切换器、第三电感、第四电感、第二电容、第三电容，该第二切换器可处于开路、短路或选择性地通过电连接于第三电感、第四电感、第二电容、第三电容中的一个接地。
优选地，该可调式天线工作在低频时，第一匹配电路的第一切换器保持于开路状态，该第二切换器连接于第三电容时，该可调式天线可工作于LTE Band17频段；该第二切换器连接于第二电容时，该可调式天线可工作于LTE Band13频段；该第二切换器连接于第四电感时，该可调式天线可工作于GSM850/LTE Band5频段；该第二切换器连接于第五电感时，该可调式天线可工作于GSM900/LTE Band8频段。
优选地，该可调式天线工作在高频时，保持第二匹配电路的第二切换器处于短路状态，该第一切换器连接于第二电感时，该可调式天线可工作于GSM1800/LTE Band3频段；该第一切换器连接于第一电感，该可调式天线可工作于GSM1900/LTE Band2频段；该第一切换器连接于第一电容时，该可调式天线可工作于WCDMA/LTE Band1频段；该第一切换器连接于第一电容，且第二切换器处于开路状态时，该可调式天线可工作于LTE Band7频段。
优选地，该系统信号源与辐射体之间的节点通过电感接地，该电感用于调节该可调试天线的阻抗匹配。
优选地，该可调式天线还包括第一金属弹片、第二金属弹片及第三金属弹片，该第一金属弹片连接于辐射体与系统信号源之间，以使信号馈入源对辐射体馈电，该第二金属弹片连接于辐射体与第一匹配电路之间，该第三金属弹片连接于辐射体与第二匹配电路之间。
优选地，该机盖为金属片，或使用溅镀、射出成型方式将金属面制作于一塑胶壳上。
优选地，该辐射体为长条形、L形、ㄇ字形或(形。
一种无线通信装置，包括设有信号源的基板，该可调式天线包括机盖及至少一个匹配电路，该机盖包括辐射体、间隔件及机壳，该机壳和辐射体均包括金属层，该间隔件位于辐射体与机壳之间，将该辐射体与机壳绝缘间隔，该辐射体与系统信号源、至少一个匹配电路电性连接，该至少一个匹配电路可以在多种工作模式间切换以相应调整辐射体的工作频段。
上述可调式天线通过将机盖的一部分当作辐射体，并将该辐射体的两侧连接匹配电路，以使该可调式天线可工作于GSM/WCDMA/LTE频段，同时，该可调式天线可维持无线通信装置较好的外观设计。
附图说明
图1为本实用新型第一较佳实施方式的具有可调式天线的无线通信装置的立体图；
图2为图1所示的可调式天线的电路示意图；
图3为图1所示的可调式天线低频时的回波损耗示意图；
图4为图1所示的可调式天线高频时的回波损耗示意图；
图5为图1所示的可调式天线低频时的辐射效率示意图；
图6为图1所示的可调式天线低频时的辐射效率示意图。
主要元件符号说明
可调式天线 100
无线通信装置 200
机盖 10
辐射体 11
第一馈入点 111
第一信号点 112
第二信号点 113
间隔件 13
机壳 15
基板 20
系统信号源 21
系统接地面 23
匹配电路 30
第一匹配电路 31
第二匹配电路 32
第一切换器 311
第二切换器 321
金属弹片 40
第一金属弹片 41
第二金属弹片 42
第三金属弹片 43
第一电感 L1
第二电感 L2
第三电感 L3
第四电感 L4
第五电感 L5
第一电容 C1
第二电容 C2
第三电容 C3
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
请参阅图1及图2，本实用新型较佳实施方式的可调式天线100应用于移动电话、个人数字助理（Personal Digital Assistant，PDA）等无线通信装置200内，用以收发无线电信号。无线通信装置200还包括基板20。该可调式天线100包括机盖10、匹配电路30及金属弹片40。
该机盖10为无线通信装置的外壳体，较佳的，可以为无线通信装置200的下壳体，包括辐射体11、间隔件13及机壳15。该辐射体11由导电材料，如金属材料，制成。该间隔件13由绝缘材料，如塑胶材料，制成。该机壳15为金属材料制成，该间隔件13位于辐射体11与机壳15之间，用于将辐射体11与机壳15绝缘连接。可以理解，在其他实施例中，该间隔件13可以为空气，辐射体11与机壳15绝缘间隔设置。
该辐射体11为机盖10的端部，大致呈长条状。该辐射体11包括间隔设置的第一馈入点111、第一信号点112和第二信号点113。在本实施例中，第一馈入点111设置在辐射体11的大致中部位置，第一信号点112和第二信号点113分别设置在该辐射体11两端。在本实施例中，该机盖10的长度为129mm，宽度为64mm，高度为8.9mm，该辐射体11的宽度（沿机盖10的长度方向）为8.5mm，该间隔件13的宽度（沿机盖10的长度方向）为1mm。
该基板20为无线通信装置的主板，大致呈矩形板状，容置于该机盖10内。该基板20包括系统信号源21及系统接地面23。该机壳15电性连接于该系统接地面23，以减小对辐射体11产生的干扰。在本实施例中，该基板20的厚度为0.8mm，长度为120mm，宽度为58mm。
该匹配电路30设置在基板20上，包括第一匹配电路31及第二匹配电路32。该第一匹配电路31与第二匹配电路32位于辐射体11的相对两端。该第一匹配电路31包括第一切换器311、第一电容C1及第一电感L1、第二电感L2，该第一切换器311可处于开路状态或者选择性地通过电连接于第一电容C1、第一电感L1、第二电感L2中的一个接地。该第二匹配电路32包括第二切换器321、第三电感L3、第四电感L4、第二电容C2、第三电容C3。该第二切换器321可处于开路、短路或选择性地通过电连接于第三电感L3、第四电感L4、第二电容C2、第三电容C3中的一个接地。在本实施例中，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3的电容值分别为9.1pF、0.5pF、0.8pF，第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4的电感值分别为1nH、1.8nH、22nH、91nH。
该金属弹片40包括第一金属弹片41、第二金属弹片42及第三金属弹片43。各该第一金属弹片41、第二金属弹片42及第三金属弹片43的一端设置在基板20上，另一端分别对应弹性抵持连接辐射体11的第一馈入点111、第一信号点112和第二信号点113。该第一金属弹片41设置于基板20上的一端电性连接于系统信号源21，以使系统信号源21对辐射体11馈电。该第二金属弹片42电性连接于第一信号点112与第一匹配电路31的第一切换器311之间，该第三金属弹片43电性连接于第二信号点113与第二匹配电路32的第二切换器321之间。
当该可调式天线100工作在低频时，保持第一匹配电路31的第一切换器311处于开路状态，再调整第二匹配电路32，该第二切换器321连接于第三电容C3时，该可调式天线100可工作于LTE Band17频段；该第二切换器321连接于第二电容C2时，该可调式天线100可工作于LTE Band13频段；该第二切换器321连接于第四电感L4时，该可调式天线100可工作于GSM850/LTE Band5频段；该第二切换器连接于第五电感L5时，该可调式天线100可工作于GSM900/LTE Band8频段。所述第一匹配电路31和第二匹配电路32都是通过软体调整的。
当该可调式天线100工作在高频时，保持第二匹配电路32的第二切换器321处于短路状态，再调整第一匹配电路31，该第一切换器311连接于第二电感L2时，该可调式天线100可工作于GSM1800/LTE Band3频段；该第一切换器311连接于第一电感L1，该可调式天线100可工作于GSM1900/LTE Band2频段；该第一切换器311连接于第一电容C1时，该可调式天线100可工作于WCDMA/LTE Band1频段；该第一切换器311连接于第一电容C1，且第二切换器321处于开路状态时，该可调式天线100可工作于LTE Band7频段。
该系统信号源21与辐射体11之间的节点通过一第五电感L5接地，可使该可调式天线100达到较佳的阻抗匹配。在本实施例中，该第五电感L5的电感值为2.5nH。
可以理解，该机盖10的金属片还可以使用溅镀、射出成型等方式制作于一塑胶壳上。
可以理解，该辐射体11还可为长条形、L形、ㄇ字形或(形。
请参阅图3及图4，所示分别为本实施方式可调式天线100在低频(0.7~1.5GHz)、高频(1.6~3.0GHz)的回波损耗（Return Loss，RL）仿真结果示意图。由图可以看出，该可调式天线100于GSM/WCDMA/LTE工作频段下均可满足天线设计要求。
请参阅图5及图6，所示分别为本实施方式可调式天线100在低频(0.7~0.95GHz)、高频(1.7~2.7GHz)的辐射效率（Radiation Efficiency，RE）仿真结果示意图。由图可以看出，该可调式天线100于GSM/WCDMA/LTE工作频段下均可满足天线设计要求。
本实用新型的可调式天线100通过将机盖10的一部分当作辐射体11，并将该辐射体11的两侧连接第一匹配电路31及第二匹配电路32，以使该可调式天线100可工作于GSM/WCDMA/LTE频段，同时，该可调式天线100可维持无线通信装置较好的外观设计。

Claims (10)

1.一种可调式天线，应用于无线通信装置中，该无线通信装置包括设有信号源的基板，其特征在于：该可调式天线包括机盖及至少一个匹配电路，该机盖包括辐射体、间隔件及机壳，该机壳和辐射体均包括金属层，该间隔件位于辐射体与机壳之间，将该辐射体与机壳绝缘间隔，该辐射体与系统信号源、至少一个匹配电路电性连接，该至少一个匹配电路可以在多种工作模式间切换以相应调整辐射体的工作频段。
2.如权利要求1所述的可调式天线，其特征在于：该匹配电路包括第一匹配电路，该第一匹配电路电连接于辐射体的一端，该第一匹配电路包括第一切换器、第一电容及第一电感、第二电感，该第一切换器可处于开路状态或者选择性地通过电连接于第一电容、第一电感、第二电感中的一个接地。
3.如权利要求2所述的可调式天线，其特征在于：该匹配电路还包括第二匹配电路，该第二匹配电路电连接于辐射体的另一端，该第二匹配电路包括第二切换器、第三电感、第四电感、第二电容、第三电容，该第二切换器可处于开路、短路或选择性地通过电连接于第三电感、第四电感、第二电容、第三电容中的一个接地。
4.如权利要求3所述的可调式天线，其特征在于：该可调式天线工作在低频，第一匹配电路的第一切换器保持于开路状态时，该第二切换器连接于第三电容时，该可调式天线可工作于LTE Band17频段；该第二切换器连接于第二电容时，该可调式天线可工作于LTE Band13频段；该第二切换器连接于第四电感时，该可调式天线可工作于GSM850/LTE Band5频段；该第二切换器连接于第五电感时，该可调式天线可工作于GSM900/LTE Band8频段。
5.如权利要求4所述的可调式天线，其特征在于：该可调式天线工作在高频，第二匹配电路的第二切换器保持于短路状态时，该第一切换器分别切换连接于第二电感、第一电感与第一电容时，该可调式天线分别对应工作于GSM1800/LTE Band3频段、GSM1900/LTE Band2频段与WCDMA/LTE Band1频段；第二切换器处于开路状态，且该第一切换器连接于第一电容时，该可调式天线工作于LTE Band7频段。
6.如权利要求1所述的可调式天线，其特征在于：该系统信号源与辐射体之间的节点通过电感接地，该电感用于调节该可调式天线的阻抗匹配。
7.如权利要求3所述的可调式天线，其特征在于：该可调式天线还包括第一金属弹片、第二金属弹片及第三金属弹片，该第一金属弹片连接于辐射体与系统信号源之间，以使信号馈入源对辐射体馈电，该第二金属弹片连接于辐射体与第一匹配电路之间，该第三金属弹片连接于辐射体与第二匹配电路之间。
8.如权利要求1所述的可调式天线，其特征在于：该机盖为金属片，或使用溅镀、射出成型方式将金属面制作于一塑胶壳上。
9.如权利要求1所述的可调式天线，其特征在于：该辐射体为长条形、L形、ㄇ字形或(形。
10.一种无线通信装置，其特征在于：该无线通信装置包括权利要求1~9所述中任一项所述的可调式天线。
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