PWB介質(zhì)基板上下面之間構(gòu)成的縫隙來等效耦合電容),這一路主要對天線高頻段阻抗進行匹配同時對低頻段信號產(chǎn)生高阻抗;另一路連接“串聯(lián)電感L3,并聯(lián)電感L4,串聯(lián)電感L5”,這一路主要對天線低頻段阻抗進行匹配,并對高頻信號產(chǎn)生高阻抗。最后這兩路再合并在一起跟第二電容C2串聯(lián),對天線低頻阻抗進一步匹配,同時對天線高頻阻抗進一步微調(diào)。此饋電匹配網(wǎng)絡(luò)50,某種程度上,可以近似為一個頻分雙工,其近似高頻(1710~270011取)路徑經(jīng)過(:1及02,其近似低頻(824~960MHz)路徑經(jīng)過L3,L4,L5以及C2。
[0056]進一步地,在高頻段(1710~2700MHz),饋電匹配網(wǎng)絡(luò)50對應(yīng)的近似等效電路如圖6所示,在低頻段(824~960MHz),饋電匹配網(wǎng)絡(luò)50對應(yīng)的近似等效電路如圖7所示。
[0057]更具體地,饋電匹配網(wǎng)絡(luò)50設(shè)計了一種超寬帶的匹配擴撲結(jié)構(gòu),基于天線初始阻抗可以匹配出5個諧振(低頻段兩個諧振” LB_F1,LB_F2”,高頻段三個諧振“HB_F1,HB_F2,HB_F3”),從而很好地覆蓋4G LTE所需的頻帶范圍(824~960MHz,1710-2700MHZ),其設(shè)計思路如下:
[0058]基于未加饋電匹配時,其典型阻抗頻率曲線圖(如圖8所示)以及RUReturn Loss,回波損耗)頻率曲線圖(如圖9所示),可以看到天線初始阻抗帶寬是非常不理想的,但是也可以看到天線在高頻段的初始阻抗在電感區(qū),如果引入適當?shù)拇?lián)電容耦合可使其阻抗匹配到靠近50ohm附近實現(xiàn)RL〈=-6dB,另外也可以看到天線在低頻段的初始阻抗在電容區(qū),如果引入適當?shù)摹按姼?,并電感,串電感,及串電容匹配”也可使其阻抗匹配到靠?0ohm附近實現(xiàn)RL〈=-6dB。
[0059]此時,如果引入如圖6所示的匹配電路,對天線進行串聯(lián)耦合電容阻抗匹配,其匹配后的阻抗頻率曲線如圖10中的虛線所示,以及RL頻率曲線如圖11中的虛線所示,可以看到天線高頻段阻抗被顯著優(yōu)化了,可以覆蓋(1710~2700MHz),但也看到此匹配同時也天線低頻段阻抗移到了靠近開路點的高阻抗區(qū),從而對低頻信號產(chǎn)生阻斷。
[0060]另外,如果引入如圖7所示的匹配電路,對天線進行“串電感,并電感,串電感,串電容”匹配,其匹配后的阻抗頻率曲線如圖12中的虛線所示,以及RL頻率曲線如圖13中的虛線所示,可以看到天線低頻段阻抗被顯著優(yōu)化了,可以覆蓋(824~960MHz),但也看到此匹配同時也天線高頻段阻抗移到了靠近開路點的高阻抗區(qū),從而高頻信號產(chǎn)生阻斷。
[0061]為了對低頻段及高頻段天線阻抗同時實現(xiàn)寬頻匹配,需要把上述如圖6所示高頻匹配電路及如圖7所示的低頻匹配電路整合在一起,變成如圖5所示的最終匹配網(wǎng)絡(luò),其匹配后最終的阻抗頻率曲線如圖14中的虛線所示,以及RL頻率曲線如圖15中的虛線所示,可以看到天線的高低頻段阻抗被同時顯著優(yōu)化了,可以看到通過MNl匹配出了 5個諧振(低頻段兩個諧振“LB_F1,LB_F2”,高頻段三個諧振“HB_F1,HB_F2,HB_F3”),進而可以很好地覆蓋4G LTE的帶寬需求(824~960MHz,1710~2700MHz)。在這5個諧振模式中,“LB_F1,LB_F2”是基于邊框4的低頻段輻射阻抗通過如圖6所示的低頻近似等效匹配電路激勵起來的,HB_F1基于邊框4的高頻段輻射阻抗通過如圖6所示的高頻近似等效匹配電路激勵起來的,HB_F2是作為寄生單元的邊框6激勵及通過如圖6所示的高頻近似等效匹配電路微調(diào)出來的(改變邊框6的尺寸長短,可以微調(diào)此諧振偏移),HB_F3是作為寄生單元的邊框5激勵及通過如圖6所示的高頻近似等效匹配電路微調(diào)出來的(改變邊框5的尺寸長短或者調(diào)整電感L2的值,可以微調(diào)此諧振偏移)。
[0062]本實用新型實施例的移動終端,引入第一電感LI,第二電感L2,使之前必須通過改變邊框4跟邊框5外形及尺寸才能獲得的所需天線初始阻抗微調(diào),可以通過微調(diào)電感LI,電感L2的值來微調(diào);另外,在萬不得已的情況下(比如天線環(huán)境極端惡劣時,導致天線低頻非常低的輻射電阻以及非常高的Q (品質(zhì)因數(shù))值,進而導致再怎么匹配,也很難實現(xiàn)期望的阻抗匹配),引入第一電阻R1,可以在保持天線總輻射效率不變時,在阻抗失配跟天線本身輻射效率之間做平衡,(以防止出現(xiàn)發(fā)射、接收機的工作不穩(wěn)定的極端情況);基于饋電匹配網(wǎng)絡(luò)50,本實用新型的實施例提供了一種新的超寬帶匹配方法及電路擴撲結(jié)構(gòu),通過此饋電匹配網(wǎng)絡(luò)50,高、低頻信號通路近似獨立,進而可以對天線高、低頻阻抗近似獨立地分別進行匹配及優(yōu)化微調(diào)。通過此饋電匹配網(wǎng)絡(luò)50,可以方便地匹配出5個諧振(低頻段兩個諧振” LB_F1,LB_F2”,高頻段三個諧振“HB_F1,HB_F2,HB_F3”),從而可以很好地實現(xiàn)超寬帶;另外,本實用新型實施例的移動終端的天線只包括兩部分,一部分利用金屬邊框做輻射體,另外一部分(饋電匹配網(wǎng)絡(luò)50)完全放在PWB凈空區(qū)域22的介質(zhì)基板上,無需額外的天線部件,例如,無需PFC、LDS等。
[0063]本實用新型實施例的移動終端不需要額外的FPC或LDS天線部件,最大限度做到了成本最低;利用金屬邊框(圖4中的4,5,6)作為輻射體,最大限度利用了天線輻射空間,提升天線輻射性能;在產(chǎn)品開發(fā)中的天線調(diào)試,不需要微調(diào)金屬邊框的外形及尺寸,規(guī)避了金屬邊框的結(jié)構(gòu)改模的需求;完全利用PWB凈空區(qū)域里的第一電感LI,第二電感L2,第一電阻Rl及MNl (饋電匹配網(wǎng)絡(luò)50),可方便靈活地對天線諧振及帶寬快速調(diào)試;由于本實用新型實施例提供的天線方案,實現(xiàn)了 5個諧振模式,可很好地覆蓋4G LTE所需的頻段需求(824~960MHz,1710~2700MHZ)。
[0064]本實用新型實施例的移動終端,具有以下有益效果:1);不需要額外的天線部件,從而大大降低了成本;2)利用金屬邊框作為輻射體,提高天線輻射空間的利用率,提升了天線輻射性能;3)在產(chǎn)品開發(fā)中的天線調(diào)試,不需要微調(diào)金屬邊框的外形及尺寸,避免了金屬邊框的結(jié)構(gòu)改模的需求;4)對天線諧振及帶寬的調(diào)試方便靈活;5)實現(xiàn)了 5個諧振模式,可以很好地覆蓋4G LTE所需的頻段需求。
[0065]基于如圖4所示的天線設(shè)計方案,本實用新型提供兩種分別針對“5.5寸屏金屬邊框移動終端,MIC及USB放在天線凈空區(qū)域22里”及“4.4寸屏金屬邊框移動終端,只有MIC放在天線凈空區(qū)域22里”的典型實施例。在這兩個實施例中,移動終端為手機。
[0066]典型實施例一:
[0067]如圖16所示,此實例是針對“5.5寸屏,MIC及USB放在天線凈空區(qū)域里”的金屬邊框移動終端,其天線架構(gòu),在如圖4所示的方案基礎(chǔ)上,只是僅僅把MIC及USB接地區(qū)域引入了進來,其他模型方面的基本信息如下:
[0068]金屬邊框構(gòu)成的方形區(qū)域的長寬高為(147mm*76mm*5.5mm),為了模擬實際手機塑料的殼的影響,在方形區(qū)域上下空間上設(shè)置厚度Imm的塑料材質(zhì)(介電常數(shù)2.7,損耗角正切0.03@10GHz),中間金屬框4的長度為48mm,開縫2,3的寬度0.8mm。
[0069]PWB凈空區(qū)域22在手機長度方向為8mm。
[0070]所選取電感、電容值為L3為2nH,L4為9nH,L5為4nH,Cl為1.6pF,C2為1.2pF,LI 為 20nH,L2 為 InH, Rl 為 8ohm。
[0071]在此實例中,最終的仿真結(jié)果對應(yīng)的阻抗頻率曲線如圖17所示,對應(yīng)的RL頻率曲線如圖18所示,看以看到其帶寬可以滿足4G LTE的頻段需求,特別是高頻帶寬非常有余量。(此實例中,引入了電阻來改善低頻阻抗,導致天線仿真的輻射效率在-3.4dB左右,但由于阻抗失配的改善,其最終的天線仿真總效率還能保持在>-4.7dB,在可接受范圍之內(nèi))。
[0072]典型實施例二:
[0073]如圖19所示,此實例是針對“4.4寸屏,只有MIC放在天線凈空區(qū)域里”的金屬邊框手機,其天線架構(gòu),在如圖4所示的方案基礎(chǔ)上,有如下變動:
[0074]因為設(shè)置的邊框尺寸恰好基本滿足需求,所以省略掉了由于輔助微調(diào)金屬邊框電尺寸的LI,L2。
[0075]同時由于USB沒有放在天線凈空區(qū)域里以及凈空區(qū)域的大小還算合理,所以也省略掉了用于平衡天線低頻阻抗失配跟輻射效率的第一電阻R1。
[0076]另外在饋電匹配網(wǎng)絡(luò)50里采用了一段末端懸浮的導線跟金屬邊框4及第一連接器40之間縫隙構(gòu)成的耦合電容“第一電容Cl”來替代如圖5所示快點匹配