[发明专利]多频段MEMS天线系统

说明书

本发明一种多频段MEMS天线系统，包括接地板、与接地板短接的硅基板以及与硅基板相连的辐射体。硅基板的下表面至少部分与接地板间隔设置以形成空气腔；多频段MEMS天线系统还包括与辐射体电连接的馈线导体和用于使辐射体与接地板短接的接地结构。本发明的多频段MEMS天线系统在适当的位置利用开关单元控制辐射体是否接地来改变天线辐射路径，使天线产生一个新的谐振频点，能够满足天线在多个频段谐振的需求，而且结构简单，无需改变天线的整体尺寸，满足了现代通信系统的高度集成化、低功耗以及高精度等需求。

技术领域

本发明涉及一种手机天线系统，尤其涉及一种多频段MEMS天线系统。

背景技术

随着通信技术的发展，5G已经进入了试验阶段，5G将会给人们的生活带来更多的便利。5G的频谱规划中大于6GHz的高频段属于毫米波频段，天线尺寸较小，对加工设计精度要求比较高。

RF-MEMS系统具有加工精度高、功耗小、易集成的特点，因此得到了较为广泛的应用。尤其是在天线的高频频段，MEMS技术满足了天线的尺寸要求，所以RF-MEMS系统为5G天线的设计提供了技术基础。

相关技术中，毫米波天线多以单频段的形式出现，多频段的天线会采用匹配元件或者多个谐振分支来实现。匹配元件在高频段工作时对工作环境的变化比较敏感，因此要求匹配元件具有比较高的精度，这无疑提高了设计成本。而多个谐振分支又会增大天线的整体尺寸，所以需要一种简单的方法来调谐多个频段。

因此，有必要提供一种多频段的MEMS天线系统来解决上述问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种可满足天线在多个频段谐振的需求，且结构简单，尺寸小的多频段MEMS天线系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多频段MEMS天线系统，包括接地板、与所述接地板短接的硅基板以及设于所述硅基板上并与所述硅基板相连的辐射体；所述硅基板具有远离所述接地板的上表面和与所述上表面相对的下表面，所述辐射体设于所述上表面，所述下表面至少部分与所述接地板间隔设置以形成空气腔，所述辐射体落在所述上表面上的正投影位于所述接地板围成所述空气腔的部分在所述上表面上的正投影内；所述多频段MEMS天线系统还包括与所述辐射体电连接以产生第一谐振点和第二谐振点的馈线导体，以及用于使所述辐射体与所述接地板短接并产生第三谐振点的接地结构。

优选的，所述馈线导体在所述辐射体上的投影与所述接地结构在所述辐射体上的投影之间的距离等于所述第三谐振点对应波长长度的1/4。

优选的，所述接地结构为可变电容开关，所述可变电容开关一端与所述辐射体电连接，另一端与所述接地板电连接。

优选的，所述接地结构为射频电容开关。

优选的，所述射频电容开关位于所述空气腔内，并与所述辐射体相对设置。

优选的，所述硅基板上设有开口，所述辐射体有部分自所述开口露出；所述射频电容关包括开关桥、以及设于所述开关桥两侧并与所述开关桥相连的第一引脚和第二引脚；所述第一引脚与所述接地板短接，所述第二引脚与所述接地板形成间隙，且所述第二引脚与所述接地板之间设有偏置电压，所述开关桥正对露出所述开口的辐射体并与之形成电容。

优选的，自所述开口露出的所述辐射体靠近所述开关桥的表面还设有绝缘介质。

优选的，所述馈线导体为同轴电缆，所述同轴电缆包括导体和包裹于所述导体外周的绝缘部，所述导体一端与所述辐射体电连接另一端与所述匹配电路上的馈电点相连，所述绝缘部与所述接地板短接。

相较于现有技术，本发明的多频段MEMS天线系统在适当的位置利用开关单元控制辐射体是否接地来改变天线辐射路径,使天线产生一个新的谐振频点，能够满足天线在多个频段谐振的需求，而且结构简单，无需改变天线的整体尺寸，满足了现代通信系统的高度集成化、低功耗以及高精度等需求。