[发明专利]可调节多频带天线

说明书

技术领域

本发明涉及特别地意图用于移动终端的可调多频带天线。

背景技术

天线的可调节性在本说明书中意指可以以电学方式来改变天线的 谐振频率。目的是谐振频率周围的天线工作频带始终覆盖功能每次假定 的频率范围。对于对可调节性的需要，存在不同的原因。类似移动终端 的便携式无线电设备在各方面(也在厚度方面)都已变得更小。在这种 情况下，关于例如作为移动终端中非常常见的天线类型的平面天线，辐 射平面与接地平面(ground plane)之间的距离不可避免地变得更短。这 导致例如天线的带宽将减小。另外，设备尺寸的减小意味着其接地平面 也变小。这导致平面天线的能力下降，因为天线谐振变得更弱且由于接 地平面自身的谐振在无用频率下发生。那么，由于移动终端意图在具有 彼此比较接近的频率范围的多个无线电系统中工作，所以变得更加难以 或不可能覆盖多于一个的无线电系统所使用的频率范围。此类系统对是 例如GSM850和GSM900(全球移动通信系统，GSM)。相应地，确保 符合单个系统的发送和接收频带两者中的规格的功能可能变得更困难。 另外，如果系统使用子频带划分，那么如果可以在每次使用的子频带中 调谐天线的谐振频率则从无线电连接质量的观点来看是有利的。

用于减小天线尺寸的一种可能是在辐射体下面没有接地平面的情 况下实现天线。在这种情况下，辐射体可以是单极型(则得到例如ILA (倒L形天线)结构)，或者辐射体也可以具有接地触点(则得到IFA (倒F形天线)结构)。

在这里描述的本发明中，通过开关来实现天线调节。用于所述目的 的开关的使用同样众所周知。例如，公开EP1113524公开了一种天线， 其中平面辐射体处于通过开关连接到地的某点处。当开关闭合时，辐射 体的电长度减小，在这种情况下，天线谐振频率变得更高且与之对应的 工作频带向上移位。可以将电容器与开关串联以便将频带位移设置得如 期望的一样大。在这种解决方案中，调节可能性非常受限。

图1示出从公开WO 2007/042615已知的具有开关的ILA型的实例。 图中可看到无线电设备的电路板PCB的一部分。单极辐射体110是板状 刚性片金属带。其已在位于电路板拐角附近的馈电点FP处被连接到天 线馈电导体FC。辐射体被定向为从该点开始，首先在电路板外面的电 路板端部的边缘上，并且之后向前转动，沿着端部的方向与电路板的上 表面齐平。在电路板上，在与辐射体110相距一定距离处存在信号地线 GND。该辐射体在沿着电路板端部的部分的外边缘处具有垂直折叠部分 以增大其电长度。在电路板上，在辐射体侧的端部中，存在天线的调节 电路120。该调节电路在电路板上被标记为以虚线为界的区域且在侧图 中被示出为框图。此侧图显示调节电路120已被连接在天线馈电导体FC 与信号地线GND之间。调节电路包括LC电路、多路开关SW和三个可 选电抗性结构件X1、X2、X3。LC电路已在其一端处被连接到馈电导体 且在其另一端处被连接到开关输入端。其目的是衰减在开关中产生的谐 波频率分量并充当开关的静电放电(ESD)保护器。开关SW具有三个 输出端，开关输入端每次被连接到其中之一。开关的每个输出端已被固 定地连接到所述电抗性结构件之一，其电抗相对于信号地线而存在。通 过控制开关而进行的电抗的互换改变天线的谐振频率并因此改变其工 作频带的位置。那么在本示例中，天线的工作频带具有三个可选位置。

根据图1的解决方案或类似解决方案中的缺点在于良好的频带特性 和足够的频率需要辐射体与接地平面之间的显著长距离。这又意味着天 线的空间要求在这种情况下仍高于期望的空间要求。另外，难以布置为 使得天线匹配在下工作频带和上工作频带二者中都良好。不良匹配还意 味着低效率。

发明内容

本发明的目的是以新的有利方式来实现天线的调节。根据本发明的 可调节天线的特征在于独立权利要求1中所指定的特征。本发明的某些 有利实施例在从属权利要求中被提出。

本发明的基本思想如下：以可以通过多路开关将天线馈电源连接到 辐射体中的至少两个可选点的方式使天线可调节。当馈电点改变时，谐 振频率改变且因此天线的工作频带改变。除天线的基本尺寸之外，在天 线设计中，每个馈电点到辐射体中的其它馈电点和可能短路点的距离、 属于馈电点与开关之间的电抗电路的串联电容的值和接地平面离辐射 体的距离是变量。而且，可以使用馈电点之间的调谐缝隙(tuning slot)。