多波段天線和無線電通信終端的制作方法
【專利說明】多波段天線和無線電通信終端
[0001]本申請(qǐng)是2009年6月25日提交的發(fā)明名稱為“多波段天線和無線電通信終端”的中國專利申請(qǐng)200910150908.X的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種具有分成例如兩個(gè)或更多分支的天線元件的多波段天線和使用該多波段天線的無線電通信終端。
【背景技術(shù)】
[0003]作為多波段天線的例子，已知例如具有單個(gè)饋電點(diǎn)并可工作于兩個(gè)頻帶的兩分支(兩分支天線元件)結(jié)構(gòu)的雙頻帶天線。
[0004]圖11表示現(xiàn)有的兩分支單饋電點(diǎn)結(jié)構(gòu)的雙頻帶天線的示意性結(jié)構(gòu)的例子。
[0005]圖11示出的雙頻帶天線具有第一天線元件101、第二天線元件102和一個(gè)饋電點(diǎn)104。第一天線元件101和第二天線元件102中每一個(gè)的一端形成為開放端，每個(gè)天線元件的另一端連接到單一饋電點(diǎn)104。第一天線元件101的天線長度不同于第二天線元件102的天線長度。例如，在第二天線元件102的天線長度比第一天線元件101的天線長度短的情況下，第一天線元件101用作低頻帶側(cè)的天線，第二天線元件102用作高頻帶側(cè)的天線。
[0006]圖11示出的雙頻帶天線結(jié)構(gòu)基本上構(gòu)造為各個(gè)分支在上述兩個(gè)頻帶中的各自頻率諧振。然而，該雙頻帶天線構(gòu)造為饋電點(diǎn)由天線元件共用，從而一個(gè)天線元件用作另一個(gè)天線元件的開路短截線(open stub)。另外，在圖11示出的天線結(jié)構(gòu)的情況下，低頻帶側(cè)的天線元件和高頻帶側(cè)的天線元件在它們各自的工作頻帶中被電容耦合在一起，從而不是天線元件完全獨(dú)立地工作的情況。
[0007]另外，作為構(gòu)造為例如通過使用單個(gè)天線元件來處理多個(gè)頻帶的現(xiàn)有多波段天線，也已知這樣一種天線，其中LC并聯(lián)諧振電路設(shè)置于天線元件的中間部分。在LC并聯(lián)諧振電路設(shè)置于天線元件的中間部分的情況下，其阻抗在并聯(lián)諧振的諧振頻率處是開路的，從而電流幾乎不流到LC并聯(lián)諧振電路之外的天線元件的開放端側(cè)。也就是說，這種結(jié)構(gòu)的天線是這樣類型的天線:利用天線元件在高頻帶側(cè)的頻率看上去電氣較短以及被配置為加寬頻帶(尤其在高頻側(cè))的現(xiàn)象。此外，在這個(gè)結(jié)構(gòu)的例子中使用的LC并聯(lián)諧振電路以類似于跳陷(陷波電路)電路的方式工作。在很多情況下，上述LC并聯(lián)諧振電路設(shè)計(jì)為在高頻帶側(cè)是開路的，并安裝在與饋電點(diǎn)相距λ/4(λ是波長)高頻帶側(cè)頻率所對(duì)應(yīng)的量的位置。
[0008]另外，例如，在GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))系統(tǒng)的移動(dòng)電話終端中，采用高頻帶側(cè)的頻帶可能需要其寬帶特性的天線以處理三頻帶900ΜΗζ/1800ΜΗζ/1900ΜΗζ。另外，近來，還采用了處理第三代移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)(3GPP)的UMTS(通用移動(dòng)通信系統(tǒng))頻帶I (Tx:1920-1980MHz1Rx:2110-2170 MHz)的天線。具體地講，已廣泛應(yīng)用構(gòu)造為具有相對(duì)于高頻帶側(cè)頻率的四分之一波長λ/4的寄生元件被設(shè)置于兩分支天線元件附近以獲得多種調(diào)諧的天線。
[0009]另外，例如，公開號(hào)為N0.2004-266311的日本公開專利公開了一種天線，該天線包括:線性主發(fā)射導(dǎo)體部分，其一端構(gòu)成饋電端，另一端構(gòu)成開放端;和線性短路導(dǎo)體部分，從主發(fā)射導(dǎo)體部分的中間部分以T型形式分支出去并連接到接地導(dǎo)體。在上述天線中，天線電流的分布路線包括:第一路線，從主發(fā)射導(dǎo)體部分的一端到另一端;第二電流路線，從主發(fā)射導(dǎo)體部分的一端經(jīng)T型分支到接地導(dǎo)體;第三路線，從主發(fā)射導(dǎo)體部分的另一端返回到接地導(dǎo)體。由于這種布置，在上述天線中，在除高次諧波以外的頻率處獲得至少兩個(gè)諧振頻帶。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]另外，作為上述GSM系統(tǒng)，有主要在美國使用的GSM850(850MHz頻帶)系統(tǒng)和主要在歐洲使用的GSM 900(900MHz頻帶)系統(tǒng)。另外，現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)移動(dòng)電話終端構(gòu)造為處理涉及低頻帶側(cè)從800MHz到900MHz的頻帶的GSM 850系統(tǒng)和GSM 900系統(tǒng)中的任一系統(tǒng)。
[0011]然而，近來，已實(shí)現(xiàn)利用單一RF電路來處理上述兩個(gè)頻帶。結(jié)果，處理上述GSM 800系統(tǒng)和GSM900系統(tǒng)兩者的移動(dòng)電話終端已廣泛用于高端類型。然而，例如通過使用多個(gè)天線元件加寬低至800MHz到900MHz的低頻帶側(cè)的頻帶可能是不利的，這是因?yàn)榭赡苄枰^大的物理體積來安裝天線元件。另外，對(duì)于處理上述GSM 850系統(tǒng)和GSM 900系統(tǒng)的類型的移動(dòng)電話終端，實(shí)際上，移動(dòng)電話終端用于不同的地區(qū)，諸如美國和歐洲，不會(huì)發(fā)生同時(shí)使用GSM 850系統(tǒng)和GSM 900系統(tǒng)的情況。因此，在處理以上兩種系統(tǒng)的類型的移動(dòng)電話終端中，不使用利用多個(gè)天線元件擴(kuò)寬低頻帶側(cè)的頻帶的技術(shù)，而采用例如使用RF開關(guān)切換頻帶的系統(tǒng)(可調(diào)諧天線)。
[0012]另一方面，對(duì)于未來的移動(dòng)電話終端，可能需要處理大量頻帶以在各地區(qū)應(yīng)對(duì)各種系統(tǒng)類型的天線。另外，可能仍然需要進(jìn)一步減小移動(dòng)電話終端的尺寸和厚度。如上所述，旨在同時(shí)處理多個(gè)頻帶并且獲得終端尺寸和厚度的減小，對(duì)于低頻帶側(cè)的特性的要求可能變得嚴(yán)格(尤其是對(duì)天線)。也就是說，為了一起實(shí)現(xiàn)終端的尺寸和厚度減小以及所用天線的頻帶擴(kuò)寬，通常，由于天線設(shè)計(jì)上的限制，把頻帶向低頻帶側(cè)擴(kuò)寬的難度高于把頻帶向高頻帶側(cè)擴(kuò)寬的難度。因此，期望開發(fā)允許減小終端的尺寸和厚度以及在低頻帶側(cè)實(shí)現(xiàn)良好的寬頻帶特性的天線。
[0013]考慮到上述情況提出了本發(fā)明。因此，希望提供一種實(shí)現(xiàn)良好的寬頻帶特性的多波段天線，尤其在低頻帶側(cè)，以及一種使用上述寬頻帶天線的無線電通信終端。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在多波段天線中包括:至少兩個(gè)天線元件，用于低頻帶和高頻帶(以下，稱為低(頻)帶天線元件和高(頻)帶天線元件)；饋電點(diǎn)單元，由所述兩個(gè)天線元件共用；阻抗匹配單元，插入并連接到高頻帶天線元件在饋電點(diǎn)單元側(cè)的一端和其開放端之間的位置，由此解決了上述問題。
[0015]也就是說，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，阻抗匹配單元插入并連接到連接至一個(gè)饋電點(diǎn)單元的低頻帶天線元件和高頻帶天線元件中的高頻帶天線元件，由此使天線元件調(diào)諧至低頻帶側(cè)的頻率，同時(shí)使天線元件用作高頻帶天線元件。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在具有低頻帶天線元件和高頻帶天線元件的多波段天線中，阻抗匹配單元插入并連接到高頻帶天線元件以使天線元件用作高頻帶天線元件并且同時(shí)使天線元件調(diào)諧至低頻帶側(cè)的頻率，由此在低頻帶側(cè)實(shí)現(xiàn)良好的寬頻帶特性。
【附圖說明】
[0017]圖1是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多波段天線的示意性結(jié)構(gòu)例子的電路圖；
[0018]圖2是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的阻抗匹配電路的LC并聯(lián)諧振電路所得到的電抗-頻率特性的特性圖；
[0019]圖3是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多波段天線的實(shí)驗(yàn)性例子的示圖；
[0020]圖4是表示當(dāng)使用實(shí)驗(yàn)性多波段天線通過電磁場仿真執(zhí)行驗(yàn)證時(shí)得到的頻率-天線特性的特性圖；
[0021]圖5是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)例子的示圖，其中LC并聯(lián)諧振電路插入并連接到第二天線元件的中間部分附近；
[0022]圖6是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例具有一個(gè)低頻帶天線元件和兩個(gè)高頻帶天線元件的三分支(三分支元件)天線的結(jié)構(gòu)例子的示圖，其中LC并聯(lián)諧振電路插入并連接到高頻帶天線元件之一；
[0023]圖7是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有彼此共用一個(gè)饋電點(diǎn)的低頻帶天線元件和高頻帶天線元件以及接地的高頻帶天線元件的天線結(jié)構(gòu)例子的示圖，其中LC并聯(lián)諧振電路插入并連接到饋電點(diǎn)側(cè)的高頻帶天線元件；
[0024]圖8是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例當(dāng)帶狀線構(gòu)成的LC并聯(lián)諧振電路插入并連接到高頻帶天線元件時(shí)獲得的結(jié)構(gòu)例子的示圖；
[0025]圖9是表示根據(jù)本發(fā)