多频带曲折型单极天线制造技术

技术编号:3267846 阅读:166 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本文描述的方法和设备改进了多频带天线(100)选定频带的带宽。具体而言,选择电路(140)选择性地将电容耦合应用到多频带天线(100)以改进第一频带的带宽而不会对第二频带的带宽造成不利影响。为此,本发明专利技术的多频带天线(100)包括主天线元件(110)和布置在主天线元件(110)附近的寄生元件(120)。多频带天线(100)在第一频带操作时,主天线元件(110)电容耦合到寄生元件(120)。然而,在多频带天线(100)在第二频带操作时,选择电路(140)禁用电容耦合。通过仅在多频带天线(100)在第一频带操作时应用电容耦合,本发明专利技术增大了第一频带的带宽,而不会对第二频带的带宽造成不利影响。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及无线通信天线,并且更具体地说,涉及用于无线 通信装置的多频带天线。
技术介绍
无线通信装置一般使用多频带天线在多个无线通信频带发射和接收无线信号,如高级移动电话系统(AMPS)、个人通信服务(PCS)、个 人数字蜂窝系统(PDC)、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA) 等。曲折型单极天线表示普通的多频带天线。虽然曲折型单极天线一 般没有足够的带宽覆盖所有需要的无线通信频带,但小巧的外形和多 频带设计使它们成了小巧的无线通信装置的理想选择。改进天线性能的寄生元件也为人所熟知。应用到多频带天线时, 寄生元件一般只改进在无线通信频带之一的性能,但在其它无线通信 频带中不利地影响了天线性能。
技术实现思路
本专利技术涉及用于无线通信装置的多频带天线。多频带天线包括主 天线元件和寄生元件。天线在第一频带操作时,选择电路将寄生元件 连接到接地以将主天线元件电容耦合到寄生元件。此电容耦合增大了 第一频带的带宽。天线在第二频带操作时,选择电路禁用电容耦合。 通过仅在天线在第 一频带操作时应用电容耦合,增大了第 一频带的带 宽,而不会对笫二频带的性能造成不利影响。根据本专利技术,天线在笫一频带操作时,在寄生元件与天线接地之在第二频带操作时,寄生元件与天线接地之间的高阻抗连接禁用电容耦合。天线可使用诸如开关等选择电路生成所需的高和低阻抗连接。 根据另一实施例,选择电路可包括滤波器,其中,滤波器响应在第一 频带的频率而具有低阻抗,并且响应在第二频带的频率而具有高阻抗o附图说明图1显示根据本专利技术的无线通信装置方框图。图2示出根据本专利技术一个实施例的示范天线。图3示出图2示范天线的方框图。图4示出图2和图3天线的效率与频率曲线。图5示出图2和图3天线的另一效率与频率曲线。图6显示根据本专利技术另一实施例的示范无线方框图。具体实施方式图1示出示范无线通信装置10的方框图。无线通信装置10包括 控制器20、存储器30、用户接口40、收发器50及多频带天线100。 控制器20响应存储器30中存储的程序和用户经用户接口 40才是供的 指令,控制无线通信装置10的操作。收发器50使用天线100连接无 线通信装置IO和无线网络。将理解,收发器50可根据一个或多个任 何已知无线通信标准操作,如码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、 全球移动通信系统(GSM)、全球定位系统(GPS)、个人数字蜂窝系统 (PDC)、高级移动电话系统(AMPS)、个人通信服务(PCS)、宽带 CDMA(WCDMA)等。多频带天线100根据一个或多个上述无线通信标准发射和接收信号。为便于说明,下面根据低频无线通信频带和高频无线通信频带描述天线IOO。示例低频无线通信频带包括AMPS频带(850 MHz)和/或 GSM低频带(900 MHz)。示例高频无线通信频带包括GSM高频带 (1800 MHz)和/或PCS频带(1900 MHz)。但是,将理解,天线100可设计为覆盖另外或备选的无线通信频带。图2和图3示出根据本专利技术一个示范实施例的多频带天线100。 示例多频带天线100包括曲折型单极天线。但是,本专利技术也适用于其它类型的天线,如在与本申请同时提出,题为"多频带PIFA,,(Multi-band PIFA)(代理人案号2002-204)的共同待定申请中所述 的平面倒F天线(PIFA)。此申请通过引用结合于本文。天线100包括主天线元件110、寄生元件120和选择电路140。主 天线元件110在低和高无线通信频带发射和接收无线通信信号。天线 100在低频带操作时,选择电路140选择性地将寄生元件120耦合到 印刷电路板(PCB) 130的接地132,以选择性地启用在寄生元件120与 主天线元件110之间的电容耦合。另外,天线100在高频带操作时, 选择电路140选择性地禁用电容耦合。因此,选择电路140控制寄生 元件120与主天线元件IIO之间的电容耦合。主天线元件110包括通过RF馈线114从天线接地132加大仰角 的辐射元件112,其中,RF馈线114将辐射元件112电连接到收发器 50。辐射元件112经RF馈线114,在收发器50提供的一个或多个频 带中发射无线通信信号。此外,辐射元件112经RF馈线114接收在 一个或多个频带发射的无线通信信号,并将已接收信号提供到收发器 50。根据本专利技术一个实施例,辐射元件112包括连接到RF馈线114 的馈入端116和末端118,其中,馈入端116和末端118在辐射元件 112的相反端。如图2所示,辐射元件112沿辐射元件112的长度弯 曲以生成曲折型单极形状。根据一个示范实施例,辐射元件112为40 毫米长,12毫米宽,其中,末端116为32毫米长,并且RF馈线114 将辐射元件112定位为离PCB 130大约7毫米。寄生元件120—般与辐射元件112布置在同一平面,并且沿着末 端118以便寄生元件120 —般与末端118并行运行。由于寄生元件120 相对于末端118的定向和位置,选择电路140将寄生元件120连接到 接地132时,在末端118与寄生元件120之间会发生电磁交互。此电磁交互使寄生元件120电容耦合到辐射元件112。通常,此电容耦合 增大低频带的带宽,但对在高频带的操作有不利地影响。通过天线100 在高频带操作时断开寄生元件120与接地132的连接,选择电路140 消除了电容耦合在高频带的负面影响。选择电路140通过控制寄生元件120与天线接地132之间的连接, 控制在寄生元件120与辐射元件112之间的电容耦合。选择电路140 可使用任何方式,在天线100在低频带操作时在寄生元件120与接地 132之间形成低阻抗连接以及在天线100在高频带操作时在寄生元件 120与接地132之间形成高阻抗连接,从而控制寄生元件120与接地 132之间的连接。在一个示范实施例中,选择电路140可包括控制器 20控制的开关。闭合开关140在寄生元件120与接地132之间形成短 路(低阻抗连接),而打开开关140在寄生元件120与接地132之间形 成开路(高阻抗连接)。根据另一示范实施例,选择电路140可包括频率相关集总元件电 路,如滤波器140。通过设计滤波器140在低频率具有低阻抗,并在 高频率具有高阻抗,滤波器140仅在天线100在低频带操作时选择性 地将寄生元件120连接到接地132。根据一个示范实施例,选择电3各 140可包括与寄生元件120串连的电感,其中,电感范围在6.8nH与 22nH之间。图4和图5示出随频率变化的天线100效率。这些图中所示的效 率曲线表示由诸如Zealand IE3D等电磁模拟器生成的模拟效率。因此, 这些效率曲线表示天线的理想效率,并未考虑介电/导体损失或不匹配 损失。无论如何,这些效率曲线准确地表示了在天线带宽和相对效率 方面电容耦合的影响。图4和图5中效率曲线60示出寄生元件120 未电容耦合到辐射元件112时天线100的效率响应。效率曲线60显 示,低频带具有大约0.75 GHz的带宽和至少96%的效率,最高效率 为99%。此外,效率曲线60显示超过1.2GHz的高频带具有至少96% 的效率,最高效率为99.5%。通过在寄生元件120与辐射元件11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增大多频带天线(100)带宽的方法,包括:    在所述多频带天线(100)在第一频带操作时将主天线元件(110)电容耦合到布置在所述主天线元件(110)附近的寄生元件(120),以增大所述第一频带的带宽;以及    所述多频带天线(100)在所述第二频带操作时禁用所述电容耦合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:M奥兹卡
申请(专利权)人:索尼爱立信移动通讯股份有限公司
类型:发明
国别省市:SE[瑞典]

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