[发明专利]用于移动终端的立体宽带可重构天线系统

说明书

技术领域

本发明属于移动终端可重构天线设计领域，涉及一种无线通信特别但不限于用于在复杂通信环境中的移动终端可重构天线系统结构设计。

背景技术

现代无线通信技术发展迅速，除传统的语音业务继续大规模发展外，无线数据传输如视频、图像传输业务等也迅速发展，伴随而来的问题就是如何实现数据的快速传输和保证通信质量。天线是连接无线信道与通信系统的重要组成部分，其性能对整个通信系统有重要的影响。随着移动通信系统在功能、容量、质量和服务业务上的不断升级，移动终端天线系统需要满足越来越高的性能指标要求；同时，移动终端上的天线系统通常工作在复杂的无线传播环境中，电磁波在空中传播时将会受到多方面的衰落，另外无线信道因受到地形、温度、湿度等环境因素的影响而复杂多变，由此无线移动通信系统的通信质量会受到很大影响。

此外，移动终端正朝着体积小，重量轻，待机时间长，低成本，辐射效率高和多频或宽频等方向发展，所有这些要求对于应用在移动终端上的天线设计也提出了十分巨大的挑战。

可重构天线的提出是为适应现代无线通信系统的快速发展而提出的。自二十世纪八十年代初以来，可重构天线已得到快速发展。它是通过引入可变装置(例如PIN开关二极管、MEMS器件)来改变天线辐射单元的相对位置或者电流分布，使天线能根据实际环境需要实时重构天线的各种特性，以实现天线工作频段、方向图、极化方式等天线特性的实时变化，从而为提高无线综合信息系统的容量、扩展系统功能、增加系统工作带宽、提高信噪比等方面提供重要的技术保障。此外，由于可重构天线能够通过实时改变天线结构来控制辐射方向图，从而可以仅使用一个或很少几个信号馈入端口，这就大大减少了多端口天线系统信号合成的麻烦，也消除了由于多端口信号合成过程引入的信号损耗和噪声。因此，为了能够设计出结构紧凑、易集成、并适用于移动通信终端特别是小尺寸移动终端的天线结构，可重构天线是有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现多频段/宽带、低成本、易集成、电小尺寸的无线通信移动终端可重构天线的结构设计。它可以克服现有无线通信移动终端天线性能和结构上的不足，通过加PIN开关二极管的方式来选择天线辐射单元，从而改变天线的辐射方向图；通过采用立体结构，实现天线系统结构紧凑；采用普通的数字电路的印刷电路板加工工艺，使天线成本很低。

本发明的特征在于，含有：介质板、辐射天线单元、寄生折叠线结构地支、微带馈线、金属片、金属地以及两个直流偏置电路，其中：

介质板，呈矩形，共计四块：主板1、位于该主板1短边侧的顶板2、位于该主板1左、右长边侧且与该顶板2左、右两侧分别连接从而构成“∏”字形的第一侧板31和第二侧板32；所述顶板2与第一侧板31、第二侧板32均垂直连接于所述主板1正面，且均采用印刷电路板；

辐射天线单元4，包括：第一单极子天线41和第二单极子天线42；该第一单极子天线41印刷在与所述主板1正面正对着的所述第一侧板31的正面上，该第二单极子天线42印刷在与所述主板1正面正对着的所述第二侧板32的正面上；

微带馈线5，特性阻抗为50欧姆，印刷在所述主板1正面的长轴上，依次反向通过左侧的第一开关二极管PIN1、第一馈线分支61后连接到所述第一单极子天线41上，该微带馈线5再依次反向通过右侧的第二开关二极管PIN2、第二馈线分支62后连接到所述第二单极子天线42上；所述两个馈线分支61、62是左、右对称分布在所述主板1正面，该微带馈线5通过控制两个所述开关二极管PIN之一的通断来选择性地向所述辐射天线单元4中对应的一个单极子天线馈电，该微带馈线5的中间断开处接一个隔直流电容C，在该隔直电容C上方的馈线位置附近连接另一个隔交流电感L3后再通过地孔7接地；

寄生折叠线结构地支8，包括：第一寄生折叠线结构地支81和第二寄生折叠线结构地支82，分别印刷于所述顶板2的背面左、右两侧，均采用折叠线结构以使系统紧凑，同时又与所述辐射天线单元4共同扩展带宽，且对金属地10悬置；