[发明专利]双天线

说明书

技术领域

本发明涉及小尺寸无线电设备的天线结构，该结构包括两个相对电隔离(electrically relatively separate)的部分。

背景技术

在诸如移动电话的小尺寸便携式无线电设备中，为方便使用优选地将天线放置在设备外壳里面。此外，当试图让天线占用尽可能小的空间时，其设计变得非常苛求。如果该无线电设备必须工作在几个频率范围，则导致了额外的设计困难，这些频率范围越宽则困难越多。

内部天线大多是平面结构的，由此它们具有辐射平面和距其一定距离的地平面。通过在介电基板(dielectric substrate)的表面上制造辐射平面，而不是使辐射平面为空气绝缘的，可以将平面天线做得较小。自然，材料的介电常数越高，则具有一定电尺寸的天线元件物理尺寸更小。通过使用例如具有高介电常数的陶瓷作为基板，天线部件成为待安装到电路板上的芯片。图1示出了介质天线，或基于这种芯片部件的天线的示例。在图中可以看到无线电设备的电路板PCB的一部分。在电路板上有天线部件110，其包括介电基板111，和在此表面上的两个天线元件。第一天线元件112覆盖基板的顶面的一部分及其一个头部表面(head surface)。第二天线元件113覆盖基板的顶面的另一部分及其另一个相对的头部表面。天线元件在基板的底面一侧延伸少许以构成接触表面。在元件之间的顶面中间有狭槽SL，狭槽SL在横向上从基板的一个侧面延伸到另一侧面。天线的馈给导体(feed conductor)130是电路板顶面上的条状导体，且其与地平面或信号地GND，以及电路板材料一起构成具有指定阻抗的馈线(feed line)。馈给导体130电连接到第一天线元件112的接触表面上。从第一天线元件的第二接触表面，第一天线元件电连接到地平面GND。在基板的相对端，第二天线元件113从其接触表面电连接到地平面GND。第二天线元件仅在所述狭槽SL之上电磁地接收其馈给，在此情况下第二天线元件为寄生元件。

整个天线由天线部件110和地平面组成。在图1的示例中，在天线部件下方没有地平面，且地平面在该部件旁边距其一定距离处。此距离和延伸到寄生元件113的地平面部分的宽度和长度影响整个天线的阻抗和固有频率，因此可以通过优化它们来调谐和匹配天线。天线元件至少是几乎以相同频率辐射，因而天线是单频段天线。

实现双频段或多频段天线的一种常见方法是将辐射元件划分为从元件短接点(shorting point)看去的至少两个不同长度的支路。这样，在空气绝缘的平面天线中获得令人满意的结果是相对容易的。相反，当使用非常小尺寸的芯片部件时，难以获得与例如两个工作频段的合理匹配。此外，对应于不同频段的天线部件之间的隔离仍不充分。

图2示出了其中消除了某些前述缺点的已知介质天线。该结构为双天线；其包括两个天线部件且在电路板PCB上具有陶瓷基板和对应于它们的局部天线。该天线结构具有较低和较高的谐振，且其相应地具有两个频段：较低工作频段由第一天线部件210构成，且较高工作频段由第二天线部件220构成。由于部件的分离，同样分离了它们的电磁近场，且在该关系中局部天线之间的隔离良好。所述局部天线具有连接到天线端口AP的共用馈给导体231，其馈给导体支路以馈给通往天线部件的导体。如果这些馈给导体支路直接连接到辐射体，局部天线将经由它们的共用馈给而不利地相互影响，从而使得一个局部天线的调谐将改变另一个的调谐。此外，较高的谐振容易衰减或其根本不激发。为此，该结构需要匹配部件。在图2的示例中，线圈L1和电容器C1与第一天线部件210的馈给导体串联。由这些所构成的谐振电路的固有频率与较低工作频段的中心频率相同。电容器C2与第二天线部件220的馈给导体串联，线圈L2介于地平面GND与在该天线部件侧的电容器C2的端部之间。由电容器C2和线圈L2构成的高通滤波器的截止频率略微低于该较高工作频段。

根据图2的解决方案和其它类似布置的缺点是电路板上匹配元件所需的空间和制造这些元件的额外费用。可以理解能用电路板表面上的导线分布图进行所需匹配而不需要分离部件，但无论如何所有这些分布图将需要电路板上相对较大的面积。

发明内容

本发明的目的是使得与现有技术有关的所述缺点最小化。根据本发明的双天线的特征在于独立权利要求1中所陈述的内容。在其它权利要求中说明了本发明的某些有利实施例。