[发明专利]可调节的多频带天线

说明书

技术领域

本发明涉及尤其意图用于移动终端的可调节的多频带天线。

背景技术

在本说明书中，天线的可调节性意味着可以在电学上改变天线的一个或多个谐振频率。目标是天线在谐振频率附近的工作频带总是覆盖每次操作所设想的频率范围。对可调节性的需要存在不同的原因。随着诸如移动终端之类的便携式无线电设备变得更小并且厚度也类似，内部平面天线的辐射面和接地面之间的距离不可避免地变得更短。这导致例如天线带宽将减小。于是，因为移动终端意图在具有彼此相对接近的频率范围的多个无线电系统中进行操作，覆盖多于一个无线电系统所使用的频率范围变得越来越难或不可能。这样的系统对例如GSM 1800和GSM 1900(全球移动通信系统)。因此，确保遵守单个系统的发射频带和接收频带二者中的规范的功能会变得更难。在系统使用子带划分的情况下，如果天线的谐振频率可以被调谐到每次所使用的子带中，则从无线电连接质量的角度来看这将是有利的。

在本文所描述的发明中，天线调节由开关实施。为了所讨论的目的，开关的使用同样是公知的。例如，公开EP 1113524公布了一种天线，其中平面辐射体可以在某点处通过开关连接到地。当该开关闭合时，辐射体的电长度(electric length)减小，在这种情况下天线谐振频率变得更高并且对应于谐振频率的工作频带被向上移位(displace)。电容器可以与该开关串联以根据需要设置频带移位。这样的解决方案适合于单频带天线。多频带天线的工作频带的受控移位是不可能的。

在图1a和图1b中，从公开WO 2007/012697已知，存在由开关调节的天线。在图1a中，从上面或从辐射面的侧面查看天线100，并且在图1b中，存在其调节电路150。天线是PIFA类型(平面反转F天线)，在这种情况下，它包括具有其馈送导体和短路导体的辐射面120和接地面110。接地面是无线电设备的电路板PCB的上表面上的信号接地GND的一部分。馈送导体在馈送点FP处接合辐射面，并且短路导体在短路点处接合其。此外，天线调节电路的导体在调节点AP处电(galvanically)接合辐射面。所有这三个点都位于辐射面的相同长侧，短路点在其之间。辐射面120被整形以使得该天线是双频带天线，其具有较低和较高工作频带。较低的操作频率基于由整个辐射面和接地面构成的谐振器，且较高工作频带基于隙缝辐射体(slot radiator)，所述隙缝辐射体的隙缝122从辐射面的边缘处开始，在调节点AP的旁边。L形隙缝从馈送点和短路点之间开始，通过该L形隙缝来改进较低和较高工作频带二者中的天线匹配。

基于调节点AP的位置，连接到它的电路影响较低和较高工作频带二者。例如，如果调节点直接连接到接地面，则对应于较低工作频带的天线部分和对应于较高工作频带的部分二者的电长度将减小，在这种情况下这两个频带都将向上移位。在图1a、1b所示的结构中，借助于调节电路的设计以及通过选择短路点SP和调节点AP之间的电距离可以根据期望来设置频带移位的方向和长度。这一距离本质上受到点SP和AP之间的直接距离的影响。在图1a的实例中，由这些点之间的辐射面部分中的凹口(notch)125来调谐电距离。

调节电路150包括(按照从辐射体开始的顺序)：输入线、LC电路151、开关SW和调谐线152、153。LC电路432一方面用于开关的ESD保护，另一方面用于增加该调节电路的可变参数的数目。它由线圈L1和电容器C11形成。该线圈已横向连接到输入线，并且电容器C11与该输入线的导体串联，所述导体已从地分离。该开关是双路开关，其公共端或输入端可以连接到其它两个端子中的一个。这些其它端子被称为开关的输出端。该开关的第一输出端连接到第一调谐线152的分离导体的首端，并且第二输出端通过电容器C12连接到第二调谐线153的分离导体的首端。因此，调节电路的输入线可以在LC电路和开关后继续作为第一调谐线或第二调谐线。当开关状态改变时，从辐射面的调节点AP到地“看到”的电抗阻抗会改变，在这种情况下天线部分的谐振频率会改变并且因此工作频带被移位。