一种适用于LTE＆WWAN移动用户终端的九频段可重构天线制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，辐射单元,嵌入辐射单元内的PIN二极管组件，固定辐射单元和PIN二极管组件的固定件，固定固定件的手机基板；辐射单元组成有：第一辐射枝条，第二辐射弯折枝条，第三辐射弯折枝条；PIN二极管组件组成有：嵌入第一辐射枝条中的第一PIN二极管，嵌入第三辐射弯折纸条中的第二PIN二极管、第三PIN二极管，第四PIN二极管。本发明专利技术提供一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，本发明专利技术通过4个PIN二极管分布在天线辐射单元不同枝条上，通过改变4个PIN二极管的偏置状态，使其辐射单元的各个枝条电流重分布，使天线电性能参数发生改变，从而实现覆盖九频段移动通信系统，实现全球漫游。

【技术实现步骤摘要】

涉及无线电设备领域，特别是一种九频段可重构天线。
技术介绍
无线电系统中发射或接收电磁波的设备，称为天线(antenna)。天线的功能是能量转换：将射频导波能量变换成无线电能量向空间辐射；或反之，将入射的空间电磁波能量变换成射频导波能量传输给接收机。即天线是导行电磁波与空间电磁波之间的转换器。可重构天线(ReconfigurableAntenna)，一般指的是天线结构可重构。或是通过其电流或者口径场的再分布，来求得天线电性能的改变。随着多功能无线终端，多输入多输出(MIMO)和超宽带系统以及抗干扰与安全通信的需求，可重构天线成为了新的研究热点之一。PIN二极管(PINDiode),在P和N半导体材料之间加入一薄层低掺杂的本征(Intrinsic)半导体层，组成的这种P-I-N结构的二极管就是PIN二极管。PIN二极管常作为可变阻抗元件使用，或是作为微波射频开关用于可重构天线设计之中。现在市场上急需通过使用PIN二极管,来改变天线电流分布，使天线电性能参数发生改变，从而实现覆盖LTE/WWAN九频段移动通信系统；现有技术还未解决这样的问题。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，本专利技术通过4个PIN二极管分布在天线辐射单元不同枝条上，通过改变4个PIN二极管的偏置状态，使其辐射单元的各个枝条电流重分布，使天线电性能参数发生改变，从而实现覆盖LTE700(698-787MHz),GSM850(824-894MHz),GSM900(880-960MHz),GSM1800(1710-1880MHz),GSM1900(1850-1990MHz),UMTS(1920-2170MHz),LTE2300(2300-2400MHz),LTE2500(2500-2690MHz),WLAN(2400-2480MHz)频段，这九频段移动通信系统，实现全球漫游。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，辐射单元,嵌入辐射单元内的PIN二极管组件，固定辐射单元和PIN二极管组件的固定件，固定固定件的手机基板；辐射单元组成有：第一辐射枝条，第二辐射弯折枝条，第三辐射弯折枝条；PIN二极管组件组成有：嵌入第一辐射枝条中的第一PIN二极管，嵌入第三辐射弯折纸条中的第二PIN二极管、第三PIN二极管，第四PIN二极管。前述的一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，固定件为FR4材质的立方体。前述的一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，固定件的体积为：40mm×8mm×5mm。前述的一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，手机基板为FR4材质的基板。前述的一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，手机基板的体积为：136mm×68.8mm×1mm。前述的一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，第一辐射枝条位于正面左侧位置，第二辐射弯折枝条位于顶部位置，第三辐射弯折枝条位于正面折叠至背面的位置。前述的一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，还包括：附于手机基板的下表面的一层金属地板，附于手机基板的下表面并用于阻抗匹配的梯形净空区域。前述的一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，第一PIN二极管、第二PIN二极管、第三PIN二极管，第四PIN二极管为HSMP-3860PIN二极管。前述的一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，HSMP-3860PIN二极管在正向导通时等效为一个1.5ohm电阻，在加反向偏置电压时相当于一个0.2pf的电容。本专利技术的有益之处在于：本专利技术提供一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，本专利技术通过4个PIN二极管分布在天线辐射单元不同枝条上，通过改变4个PIN二极管的偏置状态，使其辐射单元的各个枝条电流重分布，使天线电性能参数发生改变，相比于以往结构较为复杂而覆盖频段较少的天线，本天线结构设计简单同时满足全球覆盖的要求，实现覆盖LTE700/2300/2500，GSM850/900/1800/1900，UMTS以及WLAN的九频段覆盖。该专利技术覆盖频段内，各覆盖频段具有较好的增益以及辐射效率，满足了如今无线通信系统的性能要求。该天线的尺寸仅为40mm×8mm×5mm，尺寸较小，解决了手机内部预留给天线设计空间不足的问题。附图说明图1是本专利技术的一种实施例的结构示意图；图2是本专利技术的辐射单元一种实施例的展开示意图；图3是本专利技术手机基板下表面一种实施例的结构示意图；图4是天线在表1中状态1和2下的S参数；图5是天线在表1中状态3和4下的S参数；图6是天线在xoz平面内测试的0.77GHz、1.75GHz以及2.45GHz频点处的方向图；图7是天线在yoz平面内测试的0.77GHz、1.75GHz以及2.45GHz频点处的方向图；图8是天线增益及辐射效率图；图中附图标记的含义：1第一辐射枝条，2第二辐射弯折枝条，3第三辐射弯折枝条，4第一PIN二极管，5第二PIN二极管，6第三PIN二极管，7第四PIN二极管，8梯形净空区域，9金属地板。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，辐射单元,嵌入辐射单元内的PIN二极管组件，固定辐射单元和PIN二极管组件的固定件，固定固定件的手机基板；辐射单元组成有：第一辐射枝条1，第二辐射弯折枝条2，第三辐射弯折枝条3；PIN二极管组件组成有：嵌入第一辐射枝条1中的第一PIN二极管4，嵌入第三辐射弯折纸条中的第二PIN二极管5、第三PIN二极管6，第四PIN二极管7。作为一种优选，第一辐射枝条1位于正面左侧位置，第二辐射弯折枝条2位于顶部位置，第三辐射弯折枝条3位于正面折叠至背面的位置。作为一种优选，固定件为FR4材质的立方体；固定件的体积为：40mm×8mm×5mm。手机基板为FR4材质的基板；手机基板的体积为：136mm×68.8mm×1mm。辐射单元和4个PIN二极管紧贴在立方体上，手机基板设置为136mm×68.8mm×1mm的体积符合主流尺寸的5英寸手机基板上；选用FR4材质是因为FR4材质的相对介电常数为4.4，损耗正切为0.02。九频段可重构天线，还包括：附于手机基板的下表面的一层金属地板9，附于手机基板的下表面并用于阻抗匹配的梯形净空区域8。作为一种优选，金属地板9为薄层铜皮，梯形净空区域8为不附着薄层铜皮的区域，为了在整个LTE/WWAN有较好的阻抗带宽，所以该梯形净空区域8具有阻抗匹配的作用。第一PIN二极管4、第二PIN二极管5、第三PIN二极管6，第四PIN二极管7为HSMP-3860PIN二极管。HSMP-3860PIN二极管在正向导通时等效为一个1.5ohm电阻，在加反向偏置电压时相当于一个0.2pf的电容。如下表1所示是PIN二极管工作在不同工作状态下天线所覆盖的工作频段，通过组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，其特征在于，辐射单元,嵌入上述辐射单元内的PIN二极管组件，固定上述辐射单元和PIN二极管组件的固定件，固定上述固定件的手机基板；上述辐射单元组成有：第一辐射枝条，第二辐射弯折枝条，第三辐射弯折枝条；上述PIN二极管组件组成有：嵌入第一辐射枝条中的第一PIN二极管，嵌入第三辐射弯折纸条中的第二PIN二极管、第三PIN二极管，第四PIN二极管。

【技术特征摘要】
1.一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，其特征在于，辐射单元,嵌入上述辐射单元内的PIN二极管组件，固定上述辐射单元和PIN二极管组件的固定件，固定上述固定件的手机基板；上述辐射单元组成有：第一辐射枝条，第二辐射弯折枝条，第三辐射弯折枝条；上述PIN二极管组件组成有：嵌入第一辐射枝条中的第一PIN二极管，嵌入第三辐射弯折纸条中的第二PIN二极管、第三PIN二极管，第四PIN二极管。2.根据权利要求1所述的一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，其特征在于，上述固定件为FR4材质的立方体。3.根据权利要求2所述的一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，其特征在于，上述固定件的体积为：40mm×8mm×5mm。4.根据权利要求1所述的一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重构天线，其特征在于，上述手机基板为FR4材质的基板。5.根据权利要求4所述的一种适用于LTE&WWAN移动用户终端的九频段可重...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凌升，程鉍裕，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32