天线结构制造技术

本发明专利技术涉及一种新型天线结构，该天线结构包括：接地平面；馈电元件；以及耦合到该馈电元件的辐射元件，该辐射元件与接地平面大体平行并且被馈电元件和短路元件从接地平面垂直地移开。该天线还包括通过切换元件耦接到接地平面的导电部分，该导电部分被构造以改变该接地平面的尺寸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及天线，更具体地，涉及一种半平面倒F天线(PIFA =Planar Inverted F-Antenna)，该天线包括在例如GSM 850和GSM 900之间切换而不影响高频带频率的切换 技术。
技术介绍
诸如蜂窝和其他无线电话、无线网络(WiLAN)组件、GPS接收机、移动电台、寻呼机 的无线通信设备使用多频带天线以在多个无线通信频带内发射和接收无线信号。因此，天 线是无线设备的一个关键组件，这样的天线应当满足对高信号强度、弱信号的良好接收、带 宽增加(或变窄，如果需要)和小型封装方面的高性能的要求。平面倒F天线(PIFA)具有很多优点。它们容易制造，设计简单，并且制造成本低。 现今，PIFA广泛应用在如蜂窝电话的小型通信设备中。这是由于平面倒F天线的紧凑结构 使其容易集成到设备的为天线提供保护的外壳中。与例如常见的鞭状天线相比，PIFA在辐 射照射方面还具有一个额外的优势。鞭状天线具有全向辐射场，而PIFA具有朝向用户的相 对受限的辐射场。PIFA通常为λ/4谐振结构，并且通过利用导电壁、导电片或导电柱将辐 射元件短接到接地平面而实现。因此，传统的PIFA结构由与接地平面平行设置且通过介电 材料(通常为空气)与接地平面绝缘的导电辐射元件组成。辐射元件连接到通常朝向该元 件的一端设置的两个引脚，使得其从侧面看起来像是倒放的字母F。第一个引脚将辐射体电 连接至接地平面，并且第二个引脚提供天线馈电。PIFA的频率带宽、增益和谐振频率取决于 导电辐射元件的高度、宽度和厚度以及连接到辐射元件和接地的第一引脚与连接到天线馈 电的第二引脚之间的距离。图2例示了传统的PIFA(200)设计。传统的PIFA(200)包括形成该天线的辐射元 件(209)的导电片。辐射元件(209)与在基底(211)上形成的接地平面(210)大体平行地 设置。辐射元件(209)与接地平面(210)之间的平行取向提供了最佳性能，但其他取向也 是可能的。辐射元件(209)通过调谐或短路元件(212)电连接到接地平面(210)，调谐或 短路元件(212)通常被设置在辐射元件(209)和馈电元件(213)的一侧。馈电元件(213) 在某种程度上与接地平面(210)电绝缘。当电流通过馈电元件(213)馈入安装在接地平面 (210)上方的辐射元件(209)时，辐射元件(209)和接地平面(210)受到激励并成为辐射 装置。通过调节辐射元件(209)的尺寸和形状或通过移动馈电元件(213)相对于调谐元件 (212)的位置，可以修改PIFA(200)的工作频率或谐振频率。谐振频率还可以通过改变调谐 元件(212)的高度和宽度来微调。因此，在传统PIFA中，工作频率或谐振由馈电元件(213)、 调谐元件(212)或辐射元件(209)各自的尺寸、形状或布置来固定。要改变PIFA(200)的 带宽，就必须增加PIFA(200)的高度，这会导致天线总体尺寸的不合需要的增加。当前，世界的不同区域使用不同的频率带宽。全球移动通信系统(GSM)网络在四 个不同的频率范围中工作。大多数的GSM网络工作在900MHz或1800MHz频带中，但是在 美洲一些国家(包括加拿大和美国)，由于900MHz和1800MHz频带已经被分配，因此使用850MHz 和 1900MHz 频带。然 而，由于PIFA受到移动通信终端内部空间的限制，导致天线频率特性受限，因 此一般的PIFA被设计成仅将所要求的频率带宽中的一个的频率最大化。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种PIFA装置和用于控制该PIFA装置的方法，其 可以在不牺牲高信号强度、弱信号的良好接收和小型封装方面的性能的情况下满足移动通 信终端中的多频率环境中的各种频率特性。为了覆盖例如GSM 850和900(_6dB Sll处的带宽)的多个发射频率，通过使用位 于天线离地高度区域(ground clearance area)上的具有尺寸aXb的微带来改变从天线 的角度看起来的接地平面长度，低频段的谐振可以在例如GSM 850和900的不同频率之间 切换。该切换是在不影响高频带的情况下发生的。该目的通过一种天线来实现，该天线包括接地平面；馈电元件；以及耦接到所述 馈电元件的辐射元件，该辐射元件与所述接地平面大体平行且被所述馈电元件和短路元件 从所述接地平面垂直地移开。该天线还包括通过切换元件耦接到所述接地平面的导电部 分，该导电部分被构造以改变所述接地平面的尺寸。优选地，所述导电部分为微带。根据一 个实施方式，所述导电部分被设置在离地高度区域处。所述导电部分被构造以改变所述天 线的谐振频率。在一个实施方式中，所述导电部分被构造以在被耦接到所述接地平面时将 所述天线的谐振转移到较低的频率。本专利技术还涉及一种包括天线的无线通信设备，所述天线包括接地平面；馈电元 件；以及耦接到所述馈电元件的辐射元件，该辐射元件与所述接地平面大体平行并且被所 述馈电元件和短路元件从所述接地平面垂直地移开。所述天线还包括通过切换元件耦接到 所述接地平面的导电部分，该导电部分被构造以改变所述接地平面的尺寸。本专利技术还涉及一种用于控制无线通信设备中的天线的方法，所述天线包括接地 平面；馈电元件；以及耦接到所述馈电元件的辐射元件，该辐射元件与所述接地平面大体 平行并且被所述馈电元件、短路元件以及通过切换元件耦接到所述接地平面的导电部分从 所述接地平面垂直地移开，所述导电部分被构造以改变所述接地平面的尺寸。该方法包括 以下步骤通过所述切换元件将所述导电部分耦接到所述接地平面以改变所述接地平面的 谐振并由此改变所述天线的工作频率。附图说明附图被包括在本说明书中并构成本说明书的一部分，附图示出了本专利技术的实施方 式，且与说明书一起用于解释本专利技术。在附图中图1示出了根据本专利技术的无线通信设备的框图。图2示出了传统的PIFA设计。图3示出了根据本专利技术的PIFA。图4示出了根据本专利技术的无线通信设备的框图。图5示出了用于从用户或基站接收当前位置信息并基于该位置信息改变频带的 操作流程图。图6示出了根据本专利技术的天线与频率相关的反射系数。图7示出了根 据本专利技术的PCB和寄生元件的剖面部分。具体实施例方式在下面说明中描述的天线设计是“平面型”天线。“平面型”天线具有总体上沿着 一个平面展开的拉长的形状，即，天线可以具有三个维度，但其中一个维度在数量级上小于 其他两个维度。图1示出了示例性的无线通信设备(10)的框图。无线通信设备(10)包括外壳 (11)、控制器(101)、存储器(102)、用户接口(103)、收发机(104)、按键输入单元(105)、显 示单元(106)和多频带天线(100)。收发机(104)利用天线(100)将无线通信设备(10) 与无线网络连接起来。应当理解的是，收发机(104)可以根据本领域技术人员已知的任何 已知无线通信标准中的一个或更多个来发射或接收信号。控制器(101)响应于在存储器 (102)中存储的程序和用户经由接口(103)提供的指令来控制无线通信设备(10)的操作。根据本专利技术的PIFA设计允许在不牺牲天线尺寸或其它频带的操作的同时将天线 调谐到期望的工作谐振频率或需要的谐振频率。为了说明的目的，下面在低频无线通信频带和本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种天线（３００、４００），该天线包括：接地平面（３１０）；馈电元件（３１３）；以及耦接到所述馈电元件（３１３）的辐射元件（３０９），该辐射元件（３０９）与所述接地平面（３１０）大体平行并且被所述馈电元件和短路元件从所述接地平面（３１０）垂直地移开，其特征在于，所述天线还包括通过切换元件（３０７、４０７）耦接到所述接地平面（３１０）的导电部分（３１６、４１６），所述导电部分被构造以改变所述接地平面的尺寸。

【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：亚历山大·阿兹哈里，
申请(专利权)人：索尼爱立信移动通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：SE