多波段天线和无线电通信终端的制作方法_2

文档序号:9845878阅读:来源:国知局
明实施例的天线结构例子的示图,其中设置低频带天线元件和高频带天线元件以使天线元件的开放端彼此面对;
[0026]图10是表示根据本发明实施例的结构例子的示图,其中电感器串联连接在阻抗匹配电路(LC并联谐振电路)后;
[0027]图11是表示已有的两分支单馈电点结构的双频带天线的示意性结构例子的电路图。
【具体实施方式】
[0028]接下来,将参照附图来描述本发明的优选实施例。
[0029]在本发明的优选实施例的描述中,作为本发明的实施例的例子,给出安装在移动电话终端上的多波段天线,所述移动电话终端是无线电通信终端的典型例子。另外,不言自明地,以下描述的内容仅为例子,本发明不限于这些描述的内容。另外,除了根据本发明实施例的多波段天线作为天线安装在根据本发明实施例的移动电话终端上之外,根据本发明实施例的移动电话终端与通常的移动电话终端相同。因此,在本发明的优选实施例的描述中,将省略移动电话终端的通常结构的显示和描述。
[0030][多波段天线的示意性结构]
[0031]图1表示根据本发明实施例的多波段天线的示意性结构。
[0032]图1示出的根据本发明实施例的多波段天线是具有两个分支的双频带天线(两分支天线元件),并构造为包括第一天线元件1、第二天线元件2和一个馈电点4。
[0033]第一天线元件I和第二天线元件2都在它们的一端开路,并在它们的另一端连接到单一馈电点4。第一天线元件101的天线长度不同于第二天线元件102的天线长度。例如,如果第二天线元件2的天线长度比第一天线元件I的天线长度短,则第一天线元件I将用作低频带天线,第二天线元件2将用作高频带天线。
[0034]图1示出的根据本发明实施例的多波段天线结构具有这样的结构:基本上,各个分支(天线元件)在以上两个频带的各自频率谐振。然而,馈电点由天线元件共用,以便一个天线元件用作另一个天线元件的开路短截线。另外,在天线具有图1示出的结构的情况下,低频带天线元件和高频带天线元件在它们的工作频带中分别被电容耦合在一起,从而这不是天线元件完全彼此独立地工作的情况。
[0035]在根据本发明实施例的多波段天线中,阻抗匹配电路(Zl)3插入并连接到第二高频带天线元件2。也就是说,阻抗匹配电路(Zl)3插入并连接到第二天线元件2的连接至馈电点4的一端和第二天线元件2的开放端之间的位置。
[0036]上述阻抗匹配电路3由并联LC谐振电路构成。它的谐振频率几乎精确地设置为在低频带和高频带之间,以便它在低频带侧用作电感器并在高频带侧用作电容器。
[0037]也就是说,在不存在阻抗匹配电路3的情况下,第二高频带天线元件2由于它相对于低频带侧的频率的过短的电气长度而几乎无法用作低频带侧的天线。另一方面,本发明的实施例构造为阻抗匹配电路3插入并连接到高频带天线元件以使阻抗匹配电路3用作电感器,以便第二天线元件2的电气长度看起来较长。另外,在本发明的实施例中,优化阻抗匹配电路3的阻抗值,因此,第二高频带天线元件2调谐至甚至低频带侧的频率。
[0038]因此,根据本发明实施例的多波段天线,即使例如第一低频带天线元件I难以保持与地面之间足够的距离,仍允许第二高频带天线元件2发射并因此确保了天线效率。换句话说,根据本发明实施例的多波段天线构造为好像安装了两个低频带天线元件一样。
[0039]另外,虽然在图1示出的结构中省略了对匹配电路的显示,但实际上也安装了匹配电路。
[0040]另外,虽然在本发明的实施例中LC并联谐振电路的电感和电容分别设置为固定值,但通过使用例如可变电感器和可变电容器可以改变电感和电容。
[0041 ][天线的实验结果和天线特性的验证]
[0042]图3表示图1示出的根据本发明实施例的多波段天线的实验性例子。
[0043]在图3中,第一天线元件I和第二天线元件2安装在例如移动电话终端的电路板6的一端侧,第一天线元件I设置于电路板6的接地部分5附近。
[0044]第一天线元件I的天线长度比第二天线元件2的天线长度长,所述天线元件的一端是开放端,它们的另一端连接到馈电点4。另外,阻抗匹配电路3插入并连接在第二天线元件2和馈电点4之间。
[0045]图4表示当使用图3示出的实验性多波段天线通过电磁场仿真来执行验证时获得的频率-天线特性的示图。注意图4中实线表示的特性曲线表示不存在阻抗匹配电路的情况,图4中虚线表示的特性曲线表示存在阻抗匹配电路的情况。
[0046]从图4的特性图可以看出,根据具有图3结构的天线,可以确认在低频带侧的频率的效率增加。另外,图4显示的例子是表示当使用图3示出的实验性天线时获得的特性的示图,从而存在在高频带侧效率可能部分降低的频带。然而,其原因在于谐振电路看起来像电容器,因此阻抗匹配轻微地偏离。因此,如果再次执行匹配,则效率的降低将会变得很小,小到不会发生问题的程度。在这种情况下,作为再次匹配阻抗的例子,可以考虑这样的方法:使第二高频带天线元件2的天线长度变长以增加电感,由此通过增加的电感来抵消电容比例。
[0047][其它结构的例子]
[0048]图5到图10表示根据本发明实施例的多波段天线的其它结构例子。
[0049]在图1示出的例子中,LC并联谐振电路(阻抗匹配电路3)插入并连接到第二天线元件2的根部(馈电点4附近的部分)。替换地,LC并联谐振电路可以插入并连接到如图5所示的第二天线元件2的中间部分附近。注意在图5中省略了对第一天线元件的显示。
[0050]在图5示出的结构例子和如图1所示LC并联谐振电路插入并连接到第二天线元件的根部的情况之间,在高频带侧观察到的电容存在差别。也就是说,在谐振电路安装在与馈电点相距λ/4高频带侧频率所对应的量的位置的常规类型天线中,电流大部分流经馈电点附近。因此,如果LC并联谐振电路的电容器进入相关的馈电点附近,频率将极大地改变。另一方面,电流几乎不流向天线的开放端侧,从而当LC并联谐振电路的安装位置靠近开放端时,在高频带侧观察到的电容的量降低得更多,因此频率的变化降低得更多。
[0051 ]因此,在高频带侧观察到的电容降低从而降低频率变化的情况下,理想地可以采用如图5所示阻抗匹配电路3插入到远离馈电点4的位置的结构。
[0052]另外,如果阻抗匹配电路插入并连接到馈电点4附近的位置,将会实现这样的结构:在高频带侧观察不到电容,而在低频带侧阻抗增加。因此,在本发明的实施例中,使用图1不出的结构例子。
[0053]另外,根据本发明实施例的多波段天线不限于两分支(两分支元件)天线,可以是具有多个分支(诸如,三分支或四分支)的类型。与两分支天线相比,具有多个分支的多波段天线可以处理更宽的频带。
[0054]作为如上所述具有多个分支的天线例子,在如图6所示具有三个分支(三分支元件)的天线中,一个天线元件I用于低频带,其它两个天线元件2a、2b用于高频带,天线元件I和天线元件2a、2b连接到一个馈电点4。然后,在这个例子中,阻抗匹配电路(LC并联谐振电路)3在馈电点附近插入并连接到天线元件2a、2b中的任一个。
[0055]替换地,例如,具有用于低频带的一个天线元件和用于高频带的两个天线元件的多波段天线也可如图7所示来构造。
[0056]图7示出的多波段天线包括一个低频带天线元件1、两个高频带天线元件2a、2b和一个馈电点4。低频带天线元件I和两个高频带天线元件2a、2b中的任一个(图7显示的例子中,为元件2a)连接到单一馈电点4。两个高频带天线元件2a、2b中的另一个天线元件2b接地,其另一端(开放端)设置于天线元件2a的开放端附近并与天线元件2a的开放端之间留有间隔,
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