專利名稱：一種用于移動(dòng)通信終端的內(nèi)置雙頻天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微帶天線技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng) 通信終端的內(nèi)置雙頻天線。
背景技術(shù)：
TD-SCDMA作為中國首次提出的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國際3G標(biāo)準(zhǔn)，已 經(jīng)得到了政府、運(yùn)營商以及制造商等各界相關(guān)人士的極大關(guān)注，在各個(gè)方 面的共同努力下，TD-SCDMA技術(shù)己經(jīng)在全國多個(gè)城市建立了試驗(yàn)網(wǎng)。隨 著TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，對用于該標(biāo)準(zhǔn)中的終端天線也有了新的要求。 當(dāng)今，學(xué)術(shù)界和工程界在天線小型化、雙頻段甚至多頻段領(lǐng)域進(jìn)行了很多 探索和努力，其中一個(gè)主要方向是設(shè)計(jì)出更多種類的應(yīng)用于3G終端的小 型多頻天線。
對移動(dòng)通信終端生產(chǎn)商而言，天饋部分特別是移動(dòng)通信終端的天線部 分，因其性能、結(jié)構(gòu)尺寸受移動(dòng)通信終端結(jié)構(gòu)、外形大小、電子元器件安 裝位置以及移動(dòng)通信終端機(jī)殼材料性能的影響，技術(shù)進(jìn)步很慢，導(dǎo)致目前 移動(dòng)通信終端天線集成度仍較低，價(jià)格也比較高，制約了移動(dòng)通信終端技 術(shù)的進(jìn)一歩發(fā)展。
另一方面，隨著人們對移動(dòng)通信終端電磁輻射危害人體認(rèn)識(shí)的加強(qiáng)， 用戶愈來愈強(qiáng)烈地要求在不降低現(xiàn)有移動(dòng)通信終端設(shè)備性能的前提下，移 動(dòng)通信終端必須具有低的電磁輻射指標(biāo)。目前，適合于直接集成于移動(dòng)終 端上的天線形式主要包括以下兩種 一、外置式天線；二、內(nèi)置式天線。
外置式天線多為伸縮式，如鞭狀天線和螺旋天線，在移動(dòng)終端上廣泛 應(yīng)用。外置式天線有許多缺點(diǎn)不能集成到印制電路板或設(shè)備外殼上，增 加了總尺寸(尤其是伸縮式)；易折斷和彎曲；天線SAR值高，不易屏 蔽，人體對天線的性能影響較大；僅有一種極化特性，在人體附近場性能 較差。螺旋天線加工不易達(dá)到精確控制和重復(fù)性，需要匹配電路，使成本 和損耗都增加；可伸縮的外置式天線還存在天線可伸縮次數(shù)的物理極限；伸縮天線在處于某一中間位置時(shí)，天線在電氣上并未與電話機(jī)相連；外置 式天線通常要求一個(gè)內(nèi)置分集天線來解決衰減問題。
相對應(yīng)地，內(nèi)置天線則存在一些特殊的優(yōu)點(diǎn)。它不僅可以使移動(dòng)通信 終端的外形設(shè)計(jì)更加自如、尺寸更小，還可以實(shí)現(xiàn)較低的特定信號(hào)吸收比
(SAR)和較高的峰值增益，而且內(nèi)置天線還可以在相對小的體積中實(shí)現(xiàn)
天線陣列?？梢灶A(yù)見，內(nèi)置天線是未來移動(dòng)通信終端天線的首選。 然而，現(xiàn)有的平面內(nèi)置天線都是在一個(gè)兩維的平面中設(shè)計(jì)制造的，由
于僅有兩個(gè)設(shè)計(jì)自由度，導(dǎo)致有如下缺點(diǎn)
1. 體積過大，無法用于對尺寸要求嚴(yán)格的小型化移動(dòng)通信終端設(shè)備 (例如手機(jī))；
2. 內(nèi)置天線安裝需要支撐架或者需要連接在殼體上，既增加了生產(chǎn)成 本，又降低了可靠性和可維護(hù)性；
3. 電性能指標(biāo)較低，比如帶內(nèi)回波損耗比較高，影響了天線效率，增
加了終端設(shè)備的功耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于TD-SCDMA標(biāo) 準(zhǔn)中的具有三維空間立體結(jié)構(gòu)的移動(dòng)通信終端內(nèi)置天線。
本發(fā)明包括片狀的激勵(lì)微帶、寄生微帶、短路帶和天線地板。
所述的激勵(lì)微帶為L形，包括長軸線相互垂直的片狀長條形的激勵(lì)短 微帶和激勵(lì)長微帶，激勵(lì)短微帶所在的平面與激勵(lì)長微帶所在的平面垂 直，激勵(lì)短微帶所在的平面與天線地板所在的平面垂直，激勵(lì)長微帶所在 的平面與天線地板所在的平面平行。激勵(lì)短微帶的長軸線與天線地板的長 軸線垂直，激勵(lì)長微帶的長軸線與天線地板的長軸線平行。激勵(lì)短微帶的 尾部端與激勵(lì)長微帶的頭部端連接。激勵(lì)短微帶的長和寬分別為丄,,—,和
激勵(lì)長微帶的長和寬分別為丄,b和^,—c， 4.9mmS丄,^^5.1,wn、 0.9mm S FF;7—rf S 、 31.8附m S丄/7^ S 32.2mm 、 1.4mm S JF,,—f S 1.6附w 。
所述的寄生微帶為L形，包括長軸線相互垂直的片狀長條形的寄生短 微帶和寄生長微帶，寄生短微帶和寄生長微帶處于同一平面并且均與天線 地板所在的平面垂直，寄生短微帶的長軸線與天線地板的長軸線垂直，寄生長微帶的長軸線與天線地板的長軸線平行。寄生短微帶的尾部端與寄生 長微帶的頭部端連接，寄生短微帶的頭部端與天線地板的邊沿連接。寄生 短微帶的長和寬分別為和rf ，寄生長微帶的長和寬分別為丄,w和 『.，2.9柳m S丄 j^3.1mm、 0.6mm S fF j S 0.8m附、31.8mm S丄"一 S 32.2附m 、
所述的短路帶為L形，包括長軸線相互垂直的片狀長條形的短路短帶 和短路長帶，短路短帶和短路長帶處于同一平面并且均與天線地板所在的 平面垂直，短路短帶的長軸線與天線地板的長軸線平行，短路長帶的長軸 線與天線地板的長軸線垂直。短路短帶的一端與激勵(lì)短微帶的中部連接， 另一端與短路長帶的一端連接，短路長帶的另一端與天線地板頭部的邊沿 連接。短路長帶的長和寬分別為A^和Kk，短路短帶的長和寬分別為
A^和Rw，其中^-c = K,-rf， 3,85mm 3.95mm 、
0.45m附S S 0.55mm 、 2.45附m S Z^—rf S 2.55mm 、 0.45附附S rf S 0.55附附。
所述的天線地板包括片狀長方形的主體和與主體寬度相等的翻邊， 翻邊與主體的尾部連接。主體所在的平面與翻邊所在的平面垂直，激勵(lì)微 帶、寄生微帶、短路帶和翻邊位于主體的同側(cè)。主體的長度為/,、翻邊的 長度為^、主體和翻邊的寬度為A，
37.5附m ^^ 38.5附m 、 7m州S /z S 5m附。
片狀的寄生短微帶、寄生長微帶、短路短帶、短路長帶和激勵(lì)短微帶 處于同一平面上。另外，天線的饋電點(diǎn)位于激勵(lì)短微帶的頭部端位置，天 線的接地點(diǎn)位于天線地板邊沿對應(yīng)激勵(lì)短微帶頭部端的位置，天線的短路 點(diǎn)位于天線地板邊沿與短路長帶連接的位置。
所述的激勵(lì)微帶、寄生微帶、短路帶和天線地板為金屬片的一體結(jié) 構(gòu)。本發(fā)明中的短路帶、激勵(lì)微帶、寄生微帶和天線地板通過薄金屬片切 割成設(shè)定形狀，然后折疊制成。
本發(fā)明的內(nèi)置天線采用附加寄生單元和空間反復(fù)曲折技術(shù)聯(lián)合使用的
設(shè)計(jì)，而且獨(dú)創(chuàng)性的將該天線結(jié)構(gòu)應(yīng)用于TD-SCDMA終端通信的兩個(gè)頻 段。本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)天線在TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)要求的雙頻段工作的同時(shí)，還具 有尺寸小，成本低，結(jié)構(gòu)簡單，易于與其他設(shè)備集成等優(yōu)點(diǎn)，可有效地工作在TD-SCDMA所使用的1880-1920MHz和2010-2025 MHz兩個(gè)頻段，較為
均衡地體現(xiàn)終端天線小型化、結(jié)構(gòu)簡單和雙頻工作的要求。


圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1平面展開后的示意圖3為激勵(lì)微帶平面展開后的示意圖4為寄生微帶結(jié)構(gòu)示意圖5為短路帶結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明。
如圖1所示，天線主要有激勵(lì)微帶1、寄生微帶2、短路帶3和天線 地板四部分構(gòu)成。其中，激勵(lì)微帶1通過短路帶3和天線地板相連，作為 天線的主要輻射單元，用來產(chǎn)生天線的較低工作頻段；寄生微帶2作為天 線的副輻射單元，和激勵(lì)微帶1耦合饋電，共同作為天線的輻射部分，它 的存在使得天線能夠在較高的工作頻段諧振。天線地板包括片狀長方形的 主體4和與主體4寬度相等的翻邊5， 翻邊5與主體4的尾部連接。主 體4所在的平面與翻邊5所在的平面垂直。本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)有利于天線 安裝的同時(shí)，還能抑制天線電磁區(qū)域內(nèi)存在的邊緣散射現(xiàn)象。通過調(diào)整激 勵(lì)微帶、寄生微帶的形狀和相對位置，以及饋電點(diǎn)到短路點(diǎn)的距離來改善 天線的阻抗特性，實(shí)現(xiàn)天線單元的雙頻寬帶諧振。
天線包括的激勵(lì)微帶1、寄生微帶2、短路帶3和天線地板展開成一 個(gè)平面后如圖2所示。天線的激勵(lì)微帶1沿虛線①向內(nèi)90°折疊，形成 平面垂直的激勵(lì)短微帶和激勵(lì)長微帶。短路帶3沿虛線②向內(nèi)90°折 疊，使短路帶與天線地板平面垂直。天線地板沿虛線③向內(nèi)90°折疊， 形成主體4和翻邊5 (主體4的長度^二3S冊w、翻邊5的長度/,=6附/ 、主 體4和翻邊5的寬度為/^7mm)。折疊后激勵(lì)微帶1、寄生微帶2、短路 帶3和翻邊5位于主體4的同側(cè)。經(jīng)過三次的簡單折疊，大大減小了天線 單元的體積，使天線單元的結(jié)構(gòu)更為緊湊。其中作為天線輻射單元的激勵(lì) 微帶1和寄生微帶2的長度可用下面公式來估算<formula>formula see original document page 8</formula>
此處，,為天線的中心諧振頻率，Sf為天線介質(zhì)的介電常數(shù)，此時(shí)天 線介質(zhì)層為空氣或泡沫等材料，取^=1， C為光速。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)置雙頻天線的激勵(lì)微帶1的平面展開后的示 意圖。如圖3，激勵(lì)微帶為L形，包括長軸線相互垂直的片狀長條形的激 勵(lì)短微帶1-1和激勵(lì)長微帶1-2。激勵(lì)短微帶1-1所在的平面與激勵(lì)長微 帶1-2所在的平面垂直，激勵(lì)短微帶1-1所在的平面與天線地板4所在的 平面垂直，激勵(lì)長微帶l-2所在的平面與天線地板4所在的平面平行。激 勵(lì)短微帶1-1的長軸線與天線地板4的長軸線垂直，激勵(lì)長微帶1-2的長 軸線與天線地板4的長軸線平行。激勵(lì)短微帶1-1的尾部端與激勵(lì)長微帶 l-2的頭部端連接。其中，激勵(lì)短微帶1-1的長度￡,^=5"朋、寬度 PF —rf = l附w ，激厲力長微帶1—2的長度丄/7—c = 32"〃"、寬度『/7—c = 1.5附m 。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)置雙頻天線的寄生微帶2的結(jié)構(gòu)示意圖。寄 生微帶2為L形，包括長軸線相互垂直的片狀長條形的寄生短微帶2-1和 寄生長微帶2-2。寄生短微帶2-1和寄生長微帶2-2處于同一平面并且均 與天線地板4所在的平面垂直，寄生短微帶2-1的長軸線與天線地板4的 長軸線垂直，寄生長微帶2-2的長軸線與天線地板4的長軸線平行。寄生 短微帶2-1的尾部端與寄生長微帶2-2的頭部端連接，寄生短微帶2-1的 頭部端與天線地板4的長邊連接，距離激勵(lì)短微帶0.5腿。其中，寄生短 微帶2-1的長丄力—rf=*m、寬^,^=0.7附附，寄生長微帶2-2的長 丄'一 =32 nm 、 寬= lmw 。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)置雙頻天線的短路帶3的結(jié)構(gòu)示意圖。短路 帶3為L形，包括長軸線相互垂直的片狀長條形的短路短帶3-1和短路長 帶3-2，短路短帶3-1和短路長帶3-2處于同一平面并且均與天線地板4 所在的平面垂直，短路短帶3-l的長軸線與天線地板4的長軸線平行，短 路長帶3-2的長軸線與天線地板4的長軸線垂直。短路短帶3-1的一端與 激勵(lì)短微帶1-1的中部連接，另一端與短路長帶3-2的一端連接，短路長 帶3-2的另一端與天線地板4長邊的端點(diǎn)連接。其中，短路長帶3-2的長
8= 3.9mm 、 寬『rf,_f =ft5mm ， 短路短帶3—1 的長^ = 2.5wm 、 寬
綜上所述，如圖1所示，片狀的寄生短微帶2-1、寄生長微帶2-2、 短路短帶3-1、短路長帶3-2和激勵(lì)短微帶1-1處于同一平面上；激勵(lì)長 微帶1-2和天線地板4處于兩相互平行的平面上，且這兩個(gè)相互平行的平 面分別于寄生微帶2所在的平面垂直。
另外，如圖2所示，A、 B、 C三點(diǎn)分別為天線的饋電點(diǎn)、短路點(diǎn)和接 地點(diǎn)。饋電點(diǎn)位A和接地點(diǎn)C之間有一個(gè)饋電保護(hù)間隔，饋電點(diǎn)A和接地 點(diǎn)C可通過同軸電纜與移動(dòng)通信設(shè)備內(nèi)電路相連。A、 B、 C三點(diǎn)的位置是 根據(jù)設(shè)計(jì)要求決定的，其位置決定天線的阻抗帶寬和工作頻率；若移動(dòng)饋 電點(diǎn)A、短路點(diǎn)B和接地點(diǎn)C的位置，天線阻抗帶寬和工作頻率也將隨之 改變。本實(shí)施例中天線的饋電點(diǎn)A位于激勵(lì)短微帶1-1的頭部端位置，短 路點(diǎn)B位于天線地板4邊沿與短路長帶3-2連接的位置，接地點(diǎn)C位于天 線地板4邊沿對應(yīng)激勵(lì)短微帶1-1頭部端的位置。
該天線通過對天線各部分的尺寸、各部分之間的距離以及饋電點(diǎn)A和 接地點(diǎn)C的安裝位置進(jìn)行計(jì)算和合理安排，使得在圖1中展示的實(shí)施例天 線具有兩個(gè)離散的諧振頻率fl=1900MHz， f2=2018MHz。
將上述內(nèi)置雙頻天線安放在三維測試架上，將測試架與天線一起放入 微波暗室進(jìn)行測試。結(jié)果表明，本發(fā)明實(shí)施例所示的天線在1869-1932MHz和2009-2032 MHz兩個(gè)頻段上的回波損耗均小于-lOdB，其包括 了我國自主研發(fā)的3G通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA所使用的1880-1920MHz和 2010-2025MHz兩個(gè)頻段，滿足了 TD-SCDMA終端天線雙頻工作的要求；天 線在1900MHz和2018MHz附近處的阻抗分別為50. 857 Q 、 50. 373 Q ，天 線在兩諧振頻率處的阻抗匹配情況良好。以上結(jié)果表明，本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)天 線在TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)要求的雙頻段工作的同時(shí)，還具有尺寸小，成本低， 結(jié)構(gòu)簡單，易于與其他設(shè)備集成等優(yōu)點(diǎn)，可有效地工作在TD-SCDMA所使 用的1880-1920MHz和2010-2025 MHz兩個(gè)頻段，較為均衡地體現(xiàn)終端天 線小型化、結(jié)構(gòu)簡單和雙頻工作的要求。
權(quán)利要求
1、一種用于移動(dòng)通信終端的內(nèi)置雙頻天線，包括片狀的激勵(lì)微帶、寄生微帶、短路帶和天線地板，其特征在于所述的激勵(lì)微帶為L形，包括長軸線相互垂直的片狀長條形的激勵(lì)短微帶和激勵(lì)長微帶，激勵(lì)短微帶的尾部端與激勵(lì)長微帶的頭部端連接；激勵(lì)短微帶所在的平面與激勵(lì)長微帶所在的平面垂直，激勵(lì)短微帶所在的平面與天線地板所在的平面垂直，激勵(lì)長微帶所在的平面與天線地板所在的平面平行；激勵(lì)短微帶的長軸線與天線地板的長軸線垂直，激勵(lì)長微帶的長軸線與天線地板的長軸線平行；激勵(lì)短微帶的長和寬分別為Ljl-d和Wjl-d，激勵(lì)長微帶的長和寬分別為Ljl-c和Wjl-c，4.9mm≤Ljl-d≤5.1mm、0.9mm≤Wjl-d≤1.1mm、31.8mm≤Ljl-c≤32.2mm、1.4mm≤Wjl-c≤1.6mm；所述的寄生微帶為L形，包括長軸線相互垂直的片狀長條形的寄生短微帶和寄生長微帶，寄生短微帶和寄生長微帶處于同一平面并且均與天線地板所在的平面垂直，寄生短微帶的長軸線與天線地板的長軸線垂直，寄生長微帶的長軸線與天線地板的長軸線平行；寄生短微帶的尾部端與寄生長微帶的頭部端連接，寄生短微帶的頭部端與天線地板的邊沿連接；寄生短微帶的長和寬分別為Ljs-d和Wjs-d，寄生長微帶的長和寬分別為Ljs-c和Wjs-c，2.9mm≤Ljs-d≤3.1mm、0.6mm≤Wjs-d≤0.8mm、31.8mm≤Ljs-c≤32.2mm、0.9mm≤Wjs-c≤1.1mm；所述的短路帶為L形，包括長軸線相互垂直的片狀長條形的短路短帶和短路長帶，短路短帶和短路長帶處于同一平面并且均與天線地板所在的平面垂直，短路短帶的長軸線與天線地板的長軸線平行，短路長帶的長軸線與天線地板的長軸線垂直；短路短帶的一端與激勵(lì)短微帶的中部連接，另一端與短路長帶的一端連接，短路長帶的另一端與天線地板頭部的邊沿連接；短路長帶的長和寬分別為Ldl-c和Wdl-c，短路短帶的長和寬分別為Ldl-d和Wdl-d，其中Wdl-c＝Wdl-d，3.85mm≤Ldl-c≤3.95mm、0.45mm≤Wdl-c≤0.55mm、2.45mm≤Ldl-d≤2.55mm、0.45mm≤Wdl-d≤0.55mm；所述的天線地板包括片狀長方形的主體和與主體寬度相等的翻邊，翻邊與主體的尾部連接；主體所在的平面與翻邊所在的平面垂直，激勵(lì)微帶、寄生微帶、短路帶和翻邊位于主體的同側(cè)；主體的長度為ld、翻邊的長度為lf、主體和翻邊的寬度為h，5.5mm≤lf≤6.5mm、37.5mm≤ld≤38.5mm、7mm≤h≤8mm；片狀的寄生短微帶、寄生長微帶、短路短帶、短路長帶和激勵(lì)短微帶處于同一平面上；內(nèi)置雙頻天線的饋電點(diǎn)位于激勵(lì)短微帶的頭部端位置，天線的接地點(diǎn)位于天線地板邊沿對應(yīng)激勵(lì)短微帶頭部端的位置，天線的短路點(diǎn)位于天線地板邊沿與短路長帶連接的位置；所述的激勵(lì)微帶、寄生微帶、短路帶和天線地板為金屬片的一體結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于移動(dòng)通信終端的內(nèi)置雙頻天線?，F(xiàn)有產(chǎn)品體積大、可靠性和電性能指標(biāo)低。本發(fā)明包括片狀L形的激勵(lì)微帶、寄生微帶、短路帶和片狀長方形的天線地板。激勵(lì)微帶、寄生微帶、短路帶和天線地板為金屬片的一體結(jié)構(gòu)。短路帶一端和天線地板相接，另一端和激勵(lì)微帶相接，激勵(lì)微帶通過短路帶和天線地板連接，寄生微帶一端與天線地板相連，并與激勵(lì)微帶間隔且平行，天線地板的尾部向內(nèi)翻邊。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、成本低廉，可有效地工作在TD-SCDMA所使用的1880-1920MHz和2010-2025MHz兩個(gè)頻段。其較為均衡地體現(xiàn)終端天線小型化、結(jié)構(gòu)簡單和雙頻工作的要求。
文檔編號(hào)H01Q13/08GK101453056SQ20081016351
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者周楊楊, 章堅(jiān)武 申請人:杭州電子科技大學(xué)