一种应用于移动设备的PIFA天线的制作方法

本实用新型涉及手持终端天线领域，特别涉及到一种应用于移动设备的PIFA天线。

背景技术：

手机天线，即手机上用于接收信号的设备，旧式手机有外凸式天线，新式手机多数已隐藏在机身内。天线的输入阻抗是以收发机与天线间的接口往天线端看入所得到的阻抗值。这一数值对天线的辐射效率，天线的带内增益波动，天线前端的功率容量有很大的影响。手机天线是一种驻波天线，天线的阻抗不匹配，将导致大量的信号反射，使天线的辐射效率降低，同时由于反射的影响使得天线在宽频带内的增益有抖动，如果天线的驻波为6，手机前端的击穿电压将降为原来的1/6，而功率容量就会下降。手机天线驻波对天线效率的影响不可不慎。天线的驻波要求，我们目前统一要求为小于3。天线的带宽是指满足天线全部指标的频带范围。工作频率是指天线带宽范围内的所有频率。工作带宽由多个指标来限定，因此需取其中带宽最窄的带宽，手机天线中，方向图带宽，极化带宽等因素所限定的带宽大于阻抗带宽，因此在手机天线中一般以满足所要求驻波的带宽范围作为天线的工作带宽。无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。 电磁波到达接收地点后，由天线接下来，并通过馈线送到无线电接收机。可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。常用的手机天线包括PIFA天线。

现有的PIFA天线一般采用普通带寄生PIFA天线。普通带寄生PIFA天线无法满足日益增加的手机带宽需求，无法适应手机内部的恶劣射频环境。因此，提供一种宽频带PIFA天线就很有必要。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中存在的阻抗带宽窄的技术问题。提供一种新的应用于移动设备的PIFA天线，该PIFA天线具有阻抗匹配宽、方向图不裂变的特点。

为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：一种应用于移动设备的PIFA天线，所述PIFA天线包括介质基板，介质基板地面为接地面，介质基板上表面设有接地微带，平行分布的长度相等的第一微带支路及第二微带支路，所述第一微带支路一端与接地微带连接，所述第二微带支路一端与馈电输入端连接，所述第一微带支路另一端与第二微带支路另一端与第三微带支路连接，与所述第二微带支路并联连接的调谐装置，所述调谐装置包括微处理单元，与微处理单元连接的开关矩阵，与开关矩阵支路对应的N个状态补偿单元，所述状态补偿元包括固定元件及可变元件；所述N个状态补偿单元的可变元件参数按照比值为2的等比数列依次分布；

所述微处理单元还与传感器连接，所述传感器用于检测PIFA天线当前状态；

其中，N为正整数。

上述技术方案中，为优化，进一步地，所述状态补偿单元包括L型匹配电路，所述L型匹配电路包括电感L1，与电感L1连接的电容C1，所述电感L1为固定元件，电容C1为可变元件。

进一步地，所述介质基板为FR4板材，厚度0.6mm，第一微带支路长度为2.4mm，宽度为0.4mm，所在第二微带支路长度为2.4mm，宽度为0.25mm，第三微带支路长度为60mm，宽度为0.15mm，所述状态补偿单元数量N=4，电感L1=10nH,电容C1初始值为1pF。

进一步地，所述状态补偿单元包括π型匹配电路，所述π型匹配电路包括并联的电容C2、电容C3，电容C2与电容C3之间连接有电感L2；所述电容C2为可变元件，电容C3及电感L2为固定参数元件。

进一步地，所述介质基板为FR4板材，厚度0.6mm，第一微带支路长度为2.4mm，宽度为0.4mm，所在第二微带支路长度为2.4mm，宽度为0.25mm，第三微带支路长度为60mm，宽度为0.15mm，所述状态补偿单元数量N=4，电感L1=30nH、电容C3=1uF,电容C2初始值为0.1uF。

进一步地，所述状态补偿单元包括T型匹配电路，所述T型匹配电路包括串联的电容C4及电感L3，电容C4与电感L3共同连接点到接地微带之间连接有电容C5，所述电容C4为可变元件，电容C5及电感L3为固定参数元件。

进一步地，所述介质基板为FR4板材，厚度0.6mm，第一微带支路长度为2.4mm，宽度为0.4mm，所在第二微带支路长度为2.4mm，宽度为0.25mm，第三微带支路长度为60mm，宽度为0.15mm，所述状态补偿单元数量N=4，电感L3=20nH、电容C5=1uF,电容C4初始值为1uF。

进一步地，所述传感器包括并联连接的温度传感器、湿度传感器。

进一步地，所述第三微带支路包括不少于1个的U型微带线。

进一步地，所述PIFA天线应用于2.4GHzISM频段。

本实用新型采用现有的普通带寄生PIFA天线作为主体，通过在天线上加入匹配调谐装置进行阻抗匹配，增加天线的带宽。包括根据实际的天线使用环境划分为若干种天线状态，设计对应各天线状态的补偿电路 ；利用手持终端的信号功能搜索确定所在地域使用的通信频段，根据所用通信频段确定所需要使用的补偿电路；设备检测当前天线所处的状态并对应生成上述的匹配信号。根据所述匹配信号选择对应的补偿电路对天线阻抗进行调整。 其中，所述逻辑转换电路位于微处理单元中，逻辑转换电路包括一路或多路输出，对应产生由一位或多位二进制码组成的匹配信号。匹配信号通过对开关矩阵的控制，进而控制可变元件参与匹配网络的值，通过对可变元件参数值的设置，能够满足阻抗匹配要求。本实用新型采用可变元件参数值满足比值为2的等比数列分布。例如N为4 时，如采用可变参数为1,2,4,8的分布，通过控制开关矩阵们进行组合，能够得到1,2,3,4,5,6,7,8，9,10,11,12,13,14,15,16的数值变换，满足匹配要求。

本实用新型的有益效果：

效果一，增加了PIFA天线带宽；

效果二，通过对第三微带支路的变形，缩小了天线尺寸。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1，普通寄生通带微带天线示意图；

图2，本实用新型中用于移动终端的PIFA天线的示意图；

图3，实施例1中状态补偿单元示意图；

图4，实施例2中状态补偿单元示意图；

图5，实施例3中状态补偿单元示意图；

图6，本实用新型中用于移动终端的PIFA天线调谐装置的示意图；

图7，实施例3中PIFA天线示意图；

图8，PIFA天线设计工作流程示意图。

附图中，1-第一微带支路，2-第二微带支路，3-第三微带支路，4-馈电端口，5-接地微带。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：本实施例提供应用于移动设备的PIFA天线，PIFA天覆盖2.4GHzISM频段范围。所述PIFA天线主体如图1所示，包括介质基板，介质基板地面为接地面，介质基板上表面设有接地微带，平行分布的长度相等的第一微带支路及第二微带支路，所述第一微带支路一端与接地微带连接，所述第二微带支路一端与馈电输入端连接，所述第一微带支路另一端与第二微带支路另一端与第三微带支路连接。

如图3，与所述第二微带支路并联连接的调谐装置，所述调谐装置包括微处理单元，与微处理单元连接的开关矩阵，与开关矩阵支路对应的4个状态补偿单元，所述状态补偿单元包括固定元件及可变元件；所述4个状态补偿单元的可变元件参数按照比值为2的等比数列依次分布；所述微处理单元还与传感器连接，所述传感器用于检测PIFA天线当前状态。传感器包括并联连接的温度传感器、湿度传感器

所述状态补偿单元包括L型匹配电路，所述L型匹配电路包括电感L1，与电感L1连接的电容C1，所述电感L1为固定元件，电容C1为可变元件。所述介质基板为FR4板材，厚度0.6mm，第一微带支路长度为2.4mm，宽度为0.4mm，所在第二微带支路长度为2.4mm，宽度为0.25mm，第三微带支路长度为60mm，宽度为0.15mm，所述状态补偿单元数量N=4，电感L1=10nH,电容C1初始值为1pF。

本实施例PIFA天线流程如图8,：根据实际的天线使用环境划分为若干种天线状态，设计对应各天线状态的补偿电路 ；利用手持终端的信号功能搜索确定所在地域使用的通信频段，根据所用通信频段确定所需要使用的补偿电路；设备检测当前天线所处的状态并对应生成上述的匹配信号。根据所述匹配信号选择对应的补偿电路对天线阻抗进行调整。其中，所述逻辑转换电路包括一路或多路输出，对应产生由一位或多位二进制码组成的匹配信号。

实施例2：本实施例在实施例1的基础上对状态补偿单元进行改进，采用π型匹配电路，所述π型匹配电路包括并联的电容C2、电容C3，电容C2与电容C3之间连接有电感L2；所述电容C2为可变元件，电容C3及电感L2为固定参数元件。所述介质基板为FR4板材，厚度0.6mm，第一微带支路长度为2.4mm，宽度为0.4mm，所在第二微带支路长度为2.4mm，宽度为0.25mm，第三微带支路长度为60mm，宽度为0.15mm，所述状态补偿单元数量N=4，电感L1=30nH、电容C3=1uF,电容C2初始值为0.1uF。

实施例3：本实施例在实施例1的基础上对状态补偿单元进行优化，采用T型匹配电路，所述T型匹配电路包括串联的电容C4及电感L3，电容C4与电感L3共同连接点到接地微带之间连接有电容C5，所述电容C4为可变元件，电容C5及电感L3为固定参数元件。所述介质基板为FR4板材，厚度0.6mm，第一微带支路长度为2.4mm，宽度为0.4mm，所在第二微带支路长度为2.4mm，宽度为0.25mm，第三微带支路长度为60mm，宽度为0.15mm，所述状态补偿单元数量N=4，电感L3=20nH、电容C5=1uF,电容C4初始值为1uF。

实施例4：本实施例在实施例1的基础上对PIFA天线的第三微带支路进行的优化，能够进一步减少天线尺寸。本实施例示意图如图7，第三微带支路包括多个U型线。图7中的U型线数目不限于此。

所述介质基板为FR4板材，厚度0.6mm，第一微带支路长度为2.4mm，宽度为0.4mm，所在第二微带支路长度为2.4mm，宽度为0.25mm，第三微带支路长度为60mm，宽度为0.15mm，所述状态补偿单元数量N=4，电感L1=10nH,电容C1初始值为1pF。第三微带的横向尺寸显著显小，为11mm。

尽管上面对本实用新型说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本实用新型，但是本实用新型不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本实用新型精神和范围内，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。