CN104167594B - 宽频天线及应用该宽频天线的无线通信装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种宽频天线，该宽频天线包括第一辐射体、第二辐射体、第三辐射体、馈入部及接地部，该第二辐射体、第三辐射体通过第一辐射体相连，该第二辐射体与第三辐射体对称设置于第一辐射体两端；该馈入部连接于第二辐射体远离第一辐射体的一端，该接地部连接于第三辐射体远离第一辐射体的一端。本发明还提供一种应用该宽频天线的无线通信装置。上述的宽频天线体积小，传输特性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种天线，特别涉及一种宽频天线及应用该宽频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。现有的宽频天线通常包括馈入部、接地部、第一辐射体、第二辐射体及第三辐射体来实现宽频。但是随着屏幕尺寸的增大，天线净空区的缩小势在必行，此外，天线周围的金属元件，如通用串行总线（Universal Serial BUS,USB）接口也容易对天线产生影响。如何利用狭小的天线净空区设计宽频天线且能有效减小周围金属元件对宽频天线的影响面临许多的挑战，是一个重要且急需解决的重要课题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种传输特性好的宽频天线。
另外，还有必要提供一种应用所述宽频天线的无线通信装置。
一种宽频天线，该宽频天线包括第一辐射体、第二辐射体、第三辐射体、馈入部及接地部，该第二辐射体、第三辐射体通过第一辐射体相连，该第二辐射体与第三辐射体对称设置于第一辐射体两端；该馈入部连接于第二辐射体远离第一辐射体的一端，该接地部连接于第三辐射体远离第一辐射体的一端。
一种无线通信装置，其包括基板及宽频天线，该基板上设有馈入点及接地点，该馈入点、接地点与宽频天线相连，该宽频天线包括第一辐射体、第二辐射体、第三辐射体、馈入部及接地部，该第二辐射体、第三辐射体通过第一辐射体相连，该第二辐射体与第三辐射体对称设置于第一辐射体两端；该馈入部连接于第二辐射体远离第一辐射体的一端，该接地部连接于第三辐射体远离第一辐射体的一端。
上述宽频天线的馈入部连接于第二辐射体远离第一辐射体的一端，该接地部连接于第三辐射体远离第一辐射体的一端，使得通过宽频天线的电流分布均匀，从而该宽频天线传输特性好。
附图说明
图1为本发明第一较佳实施方式的宽频天线的立体图；
图2为图1所示的宽频天线另一方向的立体图；
图3为图1所示的宽频天线的回波损耗示意图；
图4为本发明第二较佳实施方式的宽频天线的立体图。
主要元件符号说明
| 宽频天线 | 10、200 |
| 基板 | 30 |
| 馈入点 | 302 |
| 接地点 | 304 |
| 净空区 | 32 |
| 通用串行总线接口 | 34 |
| 第一辐射体 | 11、210 |
| 第二辐射体 | 12 |
| 第一连接段 | 121 |
| 第二连接段 | 122 |
| 第三连接段 | 123 |
| 第四连接段 | 124 |
| 第五连接段 | 125 |
| 第六连接段 | 126 |
| 第七连接段 | 127 |
| 第八连接段 | 128 |
| 第九连接段 | 129 |
| 第三辐射体 | 13 |
| 第一结合段 | 131 |
| 第二结合段 | 132 |
| 第三结合段 | 133 |
| 第四结合段 | 134 |
| 第五结合段 | 135 |
| 第六结合段 | 136 |
| 第七结合段 | 137 |
| 第八结合段 | 138 |
| 第九结合段 | 139 |
| 馈入部 | 15 |
| 接地部 | 17 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1及图2，本发明的宽频天线10设置于移动电话、个人数字助理（personaldigital assistant，PDA）等无线通信装置内的一基板30上，用以收发无线电信号。该基板30为一印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)，其上设置馈入点302、接地点304、净空区32及通用串行总线（Universal Serial BUS,USB）接口34。在本实施例中，该净空区32形成于基板30的一端。该净空区32指基板30上无导体存在的区域，用以防止外在环境中电子组件如电池、振动器、喇叭、电荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）等对宽频天线10产生干扰，造成其工作频率偏移或辐射效率变低。
本发明第一实施方式的宽频天线10包括第一辐射体11、第二辐射体12、第三辐射体13、馈入部15及接地部17。
该第一辐射体11为矩形片状，其两端分别连接有第二辐射体12及第三辐射体13。在本实施例中，该第一辐射体11的长度约为10mm。
该第二辐射体12为回圈结构，该第二辐射体12包括依次连接的第一连接段121、第二连接段122、第三连接段123、第四连接段124、第五连接段125、第六连接段126、第七连接段127、第八连接段128及第九连接段129。该第一连接段121、第七连接段127、第八连接段128及第九连接段129位于同一平面，所述第二连接段122、第三连接段123、第四连接段124、第五连接段125及第六连接段126位于同一平面，且垂直于该第一连接段121、第七连接段127、第八连接段128及第九连接段129所在的平面。该第一连接段121由第一辐射体11的一端共面延伸而出，该第一连接段121的宽度小于第一辐射体11。该第二连接段122由第一连接段121的末端一侧朝接口34的方向延伸。该第三连接段123由第二连接段122的末端一侧朝远离USB接口34的方向垂直延伸。在本实施例中，该第三连接段123的长度约为20mm。该第四连接段124平行于第二连接段122且沿靠近第一连接段121的方向延伸。该第五连接段125的一端由该第四连接段124的末端朝USB接口34的方向垂直延伸而出，该第五连接段125大致为一U型结构，其开口朝背离第二连接段122的方向。该第六连接段126由第五连接段125的末端一侧朝远离第四连接段124的方向垂直延伸，该第六连接段126与第四连接段124的延伸方向在一条直线上。该第七连接段127连接于该第六连接段126的末端，且朝第一连接段121延伸，且该第七连接段127与第一连接段121的延伸方向在同一直线上。该第八连接段128垂直于第七连接段127，该第九连接段129平行于第七连接段127且朝远离该第八连接段128的方向延伸。在本实施中，该第八连接段128的长度约为4mm。在本实施例中，该第七连接段127与第九连接段129的距离为0.65mm。
该第三辐射体13与第二辐射体12形状及结构相对于第一辐射体11对称。所述第二辐射体12及第三辐射体13均采用回圈结构，以使该宽频天线10在高频形成多模共振，从而增加高频频宽。
该馈入部15呈直长条状，其一端与第二辐射体12的第九连接段129垂直连接，另一端连接于基板30上的馈入点。
该接地部17与馈入部15相对第一辐射体11对称设置，该接地部17一端与第三辐射体13的末端垂直连接，另一端设置于基板30上。
所述馈入部15与接地部17分别位于基板30的两端，所述USB接口34位于馈入部15与接地部17的中间或大致中间的位置，使得馈入部15、接地部17远离USB接口34，这样可以减小USB接口34上的电流对馈入部15的干扰，又可使流过该宽频天线10的电流更均匀分布以降低吸收辐射率（Specific Absorption Rate, SAR）。
当馈入部15、第二辐射体12、第一辐射体11、第三辐射体13及接地部17之间构成的电流回路有电流通过时，该第二辐射体12与第三辐射体13可激发出一低频共振模态，从而可使宽频天线10收发一低频信号，如中心频率为900MHz的无线信号（如GSM频段）；该第二辐射体12可激发出一第一高频共振模态，从而可使宽频天线10收发一第一高频信号，如中心频率为1710MHz的无线信号（如DCS/PCS频段）；该第二辐射体12与第三辐射体13也可激发出一第二高频共振模态，从而可使宽频天线10收发一第二高频信号，如中心频率为2170MHz的无线信号（如WCDMA频段）。
请参阅图3，所示为本实施方式宽频天线10的回波损耗（Return Loss，RL）仿真结果示意图。由图可以看出，该宽频天线10于GSM/DCS/PCS/WCDMA工作频段下均可满足天线设计要求。
优选地，该接地部17与该接地点之间电连接有电感或电容组成的匹配电路，通过该匹配电路来调整该宽频天线10的操作频段及匹配阻抗。
请参阅图4，图4所示为本发明第二实施方式的宽频天线200。宽频天线200与宽频天线10不同之处仅在于：该宽频天线200的第一辐射体210大致呈曲折方波状。该曲折方波状的第一辐射体210可以改变宽频天线100的阻抗匹配，以此可替代在馈入部15加入匹配电路。
本发明的宽频天线10通过在净空区32的中部设置USB接口，馈入部15与接地部17设置在基板30两端，可减小USB接口上的电流对馈入部15的干扰。同时该第一辐射体11两端分别连接第二辐射体12、第三辐射体13，第二辐射体12远离第一辐射体11的一端连接馈入部15，第三辐射体13远离第一辐射体11的一端连接接地部17，如此，馈入部15及接地部17分别设置于宽频天线整体结构的相对两端，使得通过宽频天线10的电流分布均匀，从而该宽频天线10具有较好的传输特性。
Claims (8)
1.一种宽频天线，该宽频天线包括馈入部、接地部、第一辐射体、第二辐射体及第三辐射体，其特征在于：该第二辐射体、第三辐射体通过第一辐射体相连，该第二辐射体与第三辐射体对称设置于第一辐射体两端；该馈入部连接于第二辐射体远离第一辐射体的一端，该接地部连接于第三辐射体远离第一辐射体的一端，该第二辐射体包括第一连接段和第二连接段，该第二连接段与该第一连接段位于不同平面，该第一连接段由第一辐射体延伸而出，该第二连接段的延伸方向垂直于该第一辐射体与第一连接段所在的平面。
2.如权利要求1所述的宽频天线，其特征在于：该宽频天线由第二辐射体收发一第一高频工作频率，由第二辐射体、第三辐射体收发一低频工作频率和一第二高频工作频率。
3.如权利要求1所述的宽频天线，其特征在于：该第一辐射体为一矩形片状或者曲折波浪状。
4.如权利要求1所述的宽频天线，其特征在于：所述第二辐射体及第三辐射体均为回圈结构。
5.如权利要求4所述的宽频天线，其特征在于：该第二辐射体还包括与第一连接段和第二连接段依次连接的第三连接段、第四连接段、第五连接段、第六连接段、第七连接段、第八连接段及第九连接段，该第三连接段平行于第一连接段且沿远离第一连接段的方向延伸，该第四连接段平行于第二连接段且沿靠近第一连接段的方向延伸，该第五连接段为一U型结构，其开口朝背离第一辐射体的方向，该第六连接段与第四连接段的延伸方向在一条直线上，该第七连接段与第一连接段延伸方向在同一直线上，该第八连接段垂直于第七连接段，该第九连接段平行于第七连接段且朝远离第一辐射体的方向延伸。
6.一种无线通信装置，其包括基板及宽频天线，该基板上设有馈入点及接地点，其特征在于：所述的宽频天线为权利要求1～5中任一项所述的宽频天线；该馈入点电性连接至该宽频天线的馈入部；该接地点电性连接至该宽频天线的接地部。
7.如权利要求6所述的无线通信装置，其特征在于：所述基板上还设有一通用串行总线接口，该通用串行总线接口设置在该宽频天线的馈入部与接地部的中间。
8.如权利要求7所述的无线通信装置，其特征在于：该无线通信装置还包括匹配电路，该匹配电路电性连接至基板的馈入点与宽频天线的馈入部之间，该匹配电路用以调节宽频天线的操作频宽及匹配阻抗。
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