本發(fā)明涉及天線
技術領域：
，尤其涉及一種移動裝置以及用于該移動裝置的耦合天線。
背景技術：
：在過去的幾年中，無線設備(如手機)正在朝著輕薄化以及支持更多全球應用的通信頻帶的方向發(fā)展。對于3G/4GWAN(WideAreaNetwork，廣域網的簡稱)的天線而言，需要新的技術來實現天線的小型化以及支持多頻帶。現有的天線雖然能夠支持多頻帶，但可能面臨天線的體積較大，不適用于需要小型天線的超薄手機。例如，就支持多頻帶而言，普遍使用的天線是PIFA(平面倒F天線)和FICA(折疊倒放式共形天線)，然而，理論上來說這兩種天線都需要在天線下方設置PCB(PrintedCircuitBoard，印制電路板的簡稱)以作為接地參考點，如圖1所示，從而增大了手機的厚度，不利于實現超薄設計。再例如，單極天線或IFA(倒F天線)可以不需要在天線下方增設PWB作為接地參考點的情況下工作，并成為超薄設計的主流技術。但是，單極天線或IFA通常包括兩個支臂，其中一個支臂用于工作在低頻段的700-960MHz(約100毫米長)，另一個支臂用于工作在高頻段的1710-2170MHz(約40毫米長)，這可能會占用手機的很大空間，也不利于實現超薄設計。因此，現有技術中的天線無法在體積小的前提下，還能支持多頻帶，無法滿足如今手機輕薄化的設計需求。技術實現要素：針對現有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的為提供一種移動裝置以及用于該移動裝置的耦合天線，以解決現有技術中支持多頻帶的天線無法實現小型化，不能滿足輕薄設計需求的技術問題。為實現上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種用于移動裝置的耦合天線，安裝在移動裝置中印刷電路板的端部，包括：主體，呈板狀，沿所述印刷電路板的端部設置；饋送部，為設置在所述主體中間的分支結構，經向下彎折后沿所述印刷電路板的下表面延伸，用于通過天線匹配電路連接接地端；以及兩個傳導部，為分別設置在所述主體兩端的分支結構，經向下彎折后沿所述主體的下表面延伸。在本發(fā)明的一個實施例中，所述傳導部的延伸末端與所述饋送部之間存在間隙。在本發(fā)明的另一個實施例中，所述饋送部與所述兩個傳導部均為條狀。在本發(fā)明的另一個實施例中，所述傳導部的條狀結構經一次彎折或多次彎折。在本發(fā)明的另一個實施例中，所述傳導部的長度為目標頻率所對應的波長的1/4。在本發(fā)明的另一個實施例中，所述主體、所述饋送部及其延伸部位以及所述兩個傳導部及其延伸部位形成近似T型結構。在本發(fā)明的另一個實施例中，所述天線匹配電路用于對所述耦合天線進行匹配，使其能夠在至少兩個頻帶下工作。在本發(fā)明的另一個實施例中，所述天線匹配電路包括至少一個匹配電路，且每一匹配電路對應至少兩個頻帶；或者所述天線匹配電路包括至少兩個匹配電路，每一匹配電路對應至少一個頻帶。在本發(fā)明的另一個實施例中，所述天線匹配電路包括兩個匹配電路；所述饋送部的輸出端通過第一開關連接至所述天線匹配電路；所述接地端經過一個固定阻抗后，與所述天線匹配電路通過第二開關連接至所述天線匹配電路；其中所述第一開關和所述第二開關均具有一個固定端和至少一個觸點，且所述第一開關和所述第二開關的固定端分別連接所述饋送部和所述固定阻抗，所述觸點與所述匹配電路相對應。在本發(fā)明的另一個實施例中，所述兩個匹配電路包括用于低頻帶匹配的 第一匹配電路和用于高頻帶匹配的第二匹配電路；所述第一開關和所述第二開關均為單刀雙擲開關，具有一個固定端和兩個觸點，當所述第一開關、所述第二開關均接通所述兩個觸點中的第一觸點時，所述第一匹配電路接通，當所述第一開關、所述第二開關均接通所述兩個觸點中的第二觸點時，所述第二匹配電路接通。在本發(fā)明的另一個實施例中，所述第一匹配電路包括：第一部分，由第一電感和第一可調電容并聯形成，所述第一電感和所述第一可調電容的第一端連接第一節(jié)點，所述第一電感和所述第一可調電容的第二端連接所述接地端，且所述第一節(jié)點為所述第二開關的第一觸點；第二部分，由第二電感和第一電容串聯形成，所述第二電感的第一端連接所述第一節(jié)點，所述第二電感的第二端連接所述第一電容的第一端，所述第一電容的第二端連接第二節(jié)點，所述第二節(jié)點為所述第一開關的第一觸點；以及第三部分，與所述第一部分分別作為所述第二部分的兩個旁路形成π型結構，包括第二電容，所述第二電容的第一端連接所述第二節(jié)點，所述第二電容的第二端連接所述接地端。在本發(fā)明的另一個實施例中，所述第二匹配電路包括：第四部分，由第三電感、第三電容和第四電容形成T型結構，所述第三電感的第一端連接第三節(jié)點，所述第三電感的第二端連接所述第三電容的第一端與所述第四電容的第一端，所述第三電容的第一端連接所述接地端，所述第四電容的第二端連接第四節(jié)點，所述第三節(jié)點為所述第一開關的第二觸點，所述第四節(jié)點為所述第二開關的第二觸點；以及第五部分，包括第二可調電容，所述第二可調電容的第一端連接所述第三節(jié)點，所述第二可調電容的第二端連接所述接地端。另一方面，本發(fā)明還提供了一種移動裝置，包括印刷電路板和以上所述的耦合天線，且所述耦合天線安裝在所述印刷電路板的端部。本發(fā)明的有益效果在于，將天線設置在印刷電路板的端部，并將天線的傳導部以及饋送部向下彎折，可以減小天線的體積，提供天線匹配電路提供饋送，通過調整阻抗匹配實現低頻帶和高頻帶的調整，達到小型天線覆蓋多 頻帶的目的。附圖說明圖1為現有技術中天線下方設置PCB板的結構示意圖。圖2為本發(fā)明實施例一中提供的耦合天線與印刷電路板的結構關系示意圖。圖3為本發(fā)明實施例二中回波損耗S11隨天線頻率的變化示意圖。圖4為本發(fā)明實施例二中對應圖3中0-3GHz的史密斯圓圖。圖5為本發(fā)明實施例二中提供的具有兩個匹配電路的天線匹配電路原理圖。圖6為本發(fā)明實施例二中CLT＝3pF時沒有增加第一匹配電路時的電路以及對應的史密斯圓圖示意圖。圖7為本發(fā)明實施例二中CLT＝3pF時增加一個固定電感LL2和一個可調諧電容CLT的并聯電路時的電路以及對應的史密斯圓圖示意圖。圖8為本發(fā)明實施例二中CLT＝3pF時增加一個電容CL2和電感LL1的串聯電路時的電路以及對應的史密斯圓圖示意圖。圖9為本發(fā)明實施例二中CLT＝3pF時增加旁路電容CL1時的電路以及對應的史密斯圓圖示意圖。圖10為本發(fā)明實施例二中CLT＝1pF時沒有增加第一匹配電路時的電路以及對應的史密斯圓圖示意圖。圖11為本發(fā)明實施例二中CLT＝1pF時增加一個固定電感LL2和一個可調諧電容CLT的并聯電路時的電路以及對應的史密斯圓圖示意圖。圖12為本發(fā)明實施例二中CLT＝1pF時增加一個電容CL2和電感LL1的串聯電路時的電路以及對應的史密斯圓圖示意圖。圖13為本發(fā)明實施例二中CLT＝1pF時增加旁路電容CL1時的電路以及對應的史密斯圓圖示意圖。圖14為本發(fā)明實施例二中CLT＝3pF時沒有增加第二匹配電路時的電路以及對應的史密斯圓圖示意圖。圖15為本發(fā)明實施例二中CLT＝3pF時增加由LH1，CH2和CH3組成的“T”型匹配電路時的電路以及對應的史密斯圓圖示意圖。圖16為本發(fā)明實施例二中CLT＝3pF時增加一個并聯調諧電容CHT時的電路以及對應的史密斯圓圖示意圖。圖17為本發(fā)明實施例二中第一匹配電路接入時天線S11的模擬圖。圖18為本發(fā)明實施例二中第二匹配電路接入時天線S11的模擬圖。具體實施方式體現本發(fā)明特征與優(yōu)點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是，本發(fā)明能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及附圖在本質上是當作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。實施例一鑒于現有技術中的能支持多頻帶的天線體積較大，本實施例提供了一種用于移動裝置的耦合天線，安裝在移動裝置中印刷電路板的端部，該耦合天線與印刷電路板的結構關系如圖1所示，該耦合天線包括：主體10，呈板狀，沿印刷電路板01的端部設置；饋送部20，為設置在主體10中間的分支結構，經向下彎折后沿印刷電路板01的下表面延伸，用于通過天線匹配電路(圖中未示出)連接接地端；以及兩個傳導部31和32，為分別設置在主體10兩端的分支結構，經向下彎折后沿主體10的下表面延伸。通過將耦合天線設置在印刷電路板的端部，饋送部以及傳導部均是向下彎折沿著印刷電路板的下表面延伸，形成一種結構緊湊的天線，可以減小天線的體積，通過天線匹配電路向其提供饋送，通過調整阻抗匹配實現調整低頻帶和高頻帶的調整，達到小型天線覆蓋多頻帶的目的。需要說明的是，上述的饋送部彎折后沿印刷電路板下表面延伸，以及傳導部沿著主體的下表面延伸時，分別與印刷電路板以及傳導部保持一定的距離。參見圖1的整體視圖，主體在印刷電路板PCB的端部，主體的大體形狀為板狀，而饋送部和傳導部均是向下彎折至PCB板的下表面。參見圖中的標示，耦合天線是在印刷電路板的端部，通過沿印刷電路板的長軸的饋送部提供激勵。該耦合天線中還包括接地間隙，天線所占的體積為45×4.5×2立方 毫米，天線以及PCB板的整個結構的尺寸是114.5×65×3立方毫米。天線的橫截面為并不是非常規(guī)則的矩形，而是梯形結構，下邊沿長1.5mm，上邊沿長4.5mm，上邊沿與下邊沿相距2mm。該橫截面可以是垂直于主體表面的，還可以具有一定傾斜夾角的。參見圖1，主體、饋送部及其延伸部位以及兩個傳導部及其延伸部位形成近似T型結構，之所以稱之為近似T型結構，是因為傳導部的延伸末端與饋送部之間存在間隙，傳導部雖然向中間的饋送部延伸，但是必須與其之間保持一定的間隙。饋送部與兩個傳導部均為條狀，參見圖2，傳導部距離饋送部的距離為23mm，同時傳導部的長度為15mm，因此可知傳導部與饋送部之間的間隙大約為8mm，當然在其他實施例中間隙的大小可能會發(fā)生或大或小的變化，需要根據具體要求進行設計。還需要說明的是，傳導部的條狀結構經一次彎折或多次彎折，參見圖1和圖2中的傳導部均為彎折一次，也就是彎折后沿著PCB板沿伸，但是在其他實施例中，傳導部還可以經過多次彎折，以便能進一步減小天線的尺寸，也能同樣達到天線的性能。其中，傳導部的長度取決于目標頻率，優(yōu)選的，傳導部的長度為目標頻率所對應的波長的1/4。具有近似T型結構的天線經由T型結構中間的窄分支(也就是饋送部)進行饋送，為了減少天線體積，T型結構的兩個支臂(也就是兩個傳導部)彎曲向下傳導電流。T型結構中另外兩個分開的彎曲窄分支設置在左側和右側，對于2GHz的高頻帶而言，兩個傳導部的長度近似為1/4λ，其中λ為目標頻帶的中心頻率在2GHz所對應的波長。通過本實施例提供的耦合天線，可以在PCB板的端部設置一個緊湊型的耦合天線，由于頻率越高，相應的所需要的天線的尺寸很小，本實施例的天線結構可以在該小型天線的基礎上再結合匹配電路使天線工作在低頻段，這樣就可以在減小天線尺寸的基礎上使其能夠支持高頻段和低頻段多個頻段。實施例二本實施例也提供了一種耦合天線，除了包括上述實施例一中的結構之外，為實現阻抗匹配，本實施例中對天線的匹配電路做詳細介紹。模擬回波損耗S11隨天線頻率的變化示意圖如圖3所示，相應的0-3GHz的 史密斯圓圖如圖4所示。參見圖3第一個諧振點在1GHz，另一個諧振點在2GHz。利用中間的饋送部進行饋送的天線在所需頻率范圍具有適中的阻抗特性。在圖4中，實線表示在自由空間中的天線阻抗，而虛線表示S11≦-6dB(用于移動裝置時可接受的天線性能)時所期望的匹配區(qū)域，所需的頻率范圍(0.69～0.961GHz，1.71～2.71GHz)如圖4的史密斯圓圖所示。這種設計的目的是將所需的頻率范圍(0.69～0.961GHz，1.71～2.71GHz)匹配到S11≦-6dB的虛線區(qū)域，同時保持高效率。兩個頻段的阻抗實部幾乎在同一個歸一化阻抗圓上Z＝0.06。阻抗頻率分布簡單清晰，即低頻段具有負電抗，而高頻段具有正電抗，這就為使用高級有源匹配電路來調整低頻帶和高頻帶的阻抗到虛線區(qū)域提供了可能。本實施例中的天線匹配電路用于對耦合天線進行匹配，使其能夠在至少兩個頻帶下工作。天線匹配電路包括至少一個匹配電路，且每一匹配電路對應至少兩個頻帶；或者天線匹配電路包括至少兩個匹配電路，每一匹配電路對應至少一個頻帶。優(yōu)選的，本實施例中的天線匹配電路包括兩個匹配電路，且每一匹配電路對應至少一個頻帶。每個匹配電路可以對應一個頻帶，也可以通過調整匹配電路中可調電容的值使其能夠對應不同的兩個甚至多個頻帶。饋送部的輸出端通過第一開關連接至天線匹配電路，接地端經過一個固定阻抗ZA后，與天線匹配電路通過第二開關連接至天線匹配電路；其中第一開關和第二開關均具有一個固定端和至少一個觸點，且第一開關和第二開關的固定端分別連接饋送部和固定阻抗，觸點與匹配電路相對應。本實施例中，優(yōu)選的提供了具有兩個匹配電路的單反饋天線設計作為前端接口，通過在天線的饋電一側將低頻帶匹配電路與高頻帶匹配電路分離實現，至少一個匹配電路包括用于低頻帶匹配的第一匹配電路和用于高頻帶匹配的第二匹配電路；第一開關和第二開關均為單刀雙擲開關，具有一個固定端和兩個觸點，當第一開關、第二開關均接通兩個觸點中的第一觸點時，第一匹配電路接通，當第一開關、第二開關均接通兩個觸點中的第二觸點時，第二匹配電路接通。其中第一匹配電路包括：第一部分，由第一電感和第一可調電容并聯形成，第一電感和第一可調電容的第一端連接第一節(jié)點，第一電感和第一可調電容的第二端連接接地端， 且第一節(jié)點為第二開關的第一觸點；第二部分，由第二電感和第一電容串聯形成，第二電感的第一端連接第一節(jié)點，第二電感的第二端連接第一電容的第一端，第一電容的第二端連接第二節(jié)點，第二節(jié)點為第一開關的第一觸點；以及第三部分，與第一部分分別作為第二部分的兩個旁路形成π型結構，包括第二電容，第二電容的第一端連接第二節(jié)點，第二電容的第二端連接接地端。其中第二匹配電路包括：第四部分，由第三電感、第三電容和第四電容形成T型結構，第三電感的第一端連接第三節(jié)點，第三電感的第二端連接第三電容的第一端與第四電容的第一端，第三電容的第一端連接接地端，第四電容的第二端連接第四節(jié)點，第三節(jié)點為第一開關的第二觸點，第四節(jié)點為第二開關的第二觸點；以及第五部分，包括第二可調電容，第二可調電容的第一端連接第三節(jié)點，第二可調電容的第二端連接接地端。對于本實施例優(yōu)選的具有兩個匹配電路的天線匹配電路原理圖如圖5所示，參見圖5，由兩部分組成：第一匹配電路和第二匹配電路。第一匹配電路能夠覆蓋相對低的頻帶(0.7-0.96GHz)，以及高頻帶(1.7-2.1GHz)，第二匹配電路能夠覆蓋相對較高的頻帶(2.1-2.7GHz)。調諧是基于兩個單刀雙擲開關和兩個數字可調諧電容(DTC，DigitalTunableCapacitor的簡稱)實現的，DTC是基于PE64904百富勤半導體實現的。DTC(CLT和CHT)在工作頻率范圍的品質因數Q≈10到30。為保證將DTC損耗降至足夠低，DTC用于一個并聯結構。當兩個開關連接到第一觸點“1”，則匹配電路工作在較低頻帶(覆蓋0.69～0.96GHz，1.71～2.1GHz)。而當兩個開關連接到第二觸點“2”，匹配電路工作在更高的頻帶(覆蓋2.1～2.7GHz)所用到的元件值如表1所示。CLT(pF)CL1(pF)CL2(pF)LL1(nH)LL2(nH)1-51124CHT(pF)CH1(pF)CH2(pF)LH1(nH)1-5221表1公式(1)可調諧的匹配電路可以通過可調電容或電感來實現，鑒于在市場無法獲得可調電感，在實際使用中可調電感可以由固定電感和一個可調諧電容的并聯組合而獲得。與此相反，固定的電感和固定電容串聯組合可形成一個可調諧電容。在一個固定的電感和電容(并聯LC電路)的并聯組合的情況下，其等效電感或電容可描述如下公式(2)和公式(3)。因此，通過定義合適的LC值，并聯LC電路在低頻下可等效為電感，在高頻下可等效為電容。定義頻率為低或高可根據LC自諧振公式(1)來判斷。當可調諧電容使用不同的值時，該電路的作用也會有跟著變化，這些變化有助于調節(jié)低頻或高頻的帶寬，下面是隨著頻率變化并聯LC電路的等效阻抗。公式(2)公式(3)對于一個固定感值的電感和一個固定容值的電容的串聯組合的情況，其等效電感或電容可描述如下公式(4)和公式(5)因此，該串聯LC電路在高頻下可等效為電感，在低頻下可等效為電容，因此它對低頻段和高頻段表現為不同的阻抗，以便在調整高頻段和低頻段時做出權衡，下面公式(4)和(5)是隨著頻率變化串聯LC電路的等效阻抗。公式(4)公式(5)在第一匹配電路中，第一部分是一個固定電感LL2和一個可調諧電容CLT (電容調節(jié)范圍從1pF到5pF)的并聯結構。在相對較低的頻率，根據公式(2)，等效電感可能大于電感L，根據公式(2)相比更高的頻帶，低頻帶對并聯結構更為敏感。不同的匹配電路在史密斯圓圖中產生不同的曲線。例如，圖6-9給出了史密斯圓圖的變化(CLT＝3pF時)的細節(jié)。當可調諧電容CLT的電容為3pF時，可以得到頻率范圍0.78～0.80GHz，因此，在圖6-9中，在史密斯圓圖上的黑色實線對應于頻率范圍從0.78GHZ至0.8GHZ。在圖6中，當沒有增加第一匹配電路時，阻抗曲線在預期范圍之外。在圖7中，當增加一個固定電感LL2和一個可調諧電容CLT的并聯電路時，由于并聯電路等效為電感，低頻段沿導納圓逆時針移動。在圖8中，當增加一個電容CL2和電感LL1的串聯電路時，由于串聯電路等效為電容，低頻帶沿阻抗圓逆時針移動。曲線延伸并鄰近期望匹配區(qū)域(S11≦-6dB)。在圖9中，當增加旁路電容CL1時，曲線優(yōu)化，并完全在所需的匹配區(qū)域(S11≦-6dB)內。圖6表明當調諧電容CLT＝3pF時如何使低頻帶阻抗匹配。當CLT使用從的5pF到1pF的其他值，除了隨著相似帶寬向下移動至更低的頻率外其他工作類似。對于LTE700/850/900頻段應用的帶寬，一起調整CLT從5pF的1pF將會涵蓋0.69-0.96GHz。另外，在第一匹配電路中，還可以得到1.7-2.04GHz的諧振。舉個例子，圖10-13給出了史密斯圓圖的變化(CLT＝1pF)的細節(jié)。當可調諧電容CLT的電容被設置為1pF時，可以得到的頻率范圍為1.93～2.05GHz，因此，在圖10-13中，在史密斯圓圖上的黑色實線對應于頻率范圍從1.93GHz至2.05GHz。在圖10中，當沒有匹配電路增加時，工作頻段的阻抗曲線很短并在預期范圍之外。在圖11中，由于固定電感LL2和一個可調諧電容CLT組成的并聯電路的等效并聯電容很小，所需波段沿導納圓順時針方向移動一點點。在圖12中，當增加一個電容CL2和電感LL1的串聯電路時，所期望的2G頻率小于LC自諧振頻率，因此等效阻抗等價一電容的串聯，低頻段沿阻抗圓順時針移動。曲線延伸并鄰近期望匹配區(qū)域(S11≦-6dB)。在圖13中，當增加旁路電容CL1時，曲線被優(yōu)化，并完全在所需的匹配區(qū)域(S11≦-6dB)內。在第二匹配電路中，第一部分是LH1，CH1和CH2組成的“T”型的匹配電路。然后，可調諧電容CHT有助于細化匹配到所需的區(qū)域。舉個例子，圖14-16示出了史密斯圓圖上的變化的細節(jié)(CHT＝3pF)。當可調諧電容CHT的電容被 設定為3pF時，可以得到的頻率范圍為2.20～2.38GHZ，所以在圖14-16中，在史密斯圓圖上的黑色實線對應于從2.20GHZ至2.38GHZ的頻率范圍。在圖14中，當沒有第二匹配電路增加時，工作頻段的阻抗曲線很短并在預期范圍之外。在圖15中，在由LH1，CH2和CH3組成的“T”型匹配電路作用下，所需波段沿導納圓逆時針移動一點點。在圖16中，當增加一個并聯調諧電容CHT時，曲線優(yōu)化并完全在所需的匹配區(qū)域(S11≦-6dB)內。圖17示出了當兩個開關連接第一匹配電路時的模擬S11。由于調諧范圍是均勻分布的，第一匹配電路的可調諧電容CHT的調諧機制可以很好的奏效，覆蓋的頻帶在0.69-0.96GHz和1.7-2.04GHz。圖18給出了當兩個開關連接第二匹配電路時的模擬S11。由于調諧范圍是均勻分布的，第二匹配電路的可調諧電容CHT的調諧機制可以有效進行調整，覆蓋的頻帶在2.1-2.7GHz。需要說明的是，在可調諧匹配電路的調整下，本實施例中的耦合天線可以連續(xù)地調諧到在所有的LTE-A的頻率范圍內的任何頻率。還需要說明的是，不同的天線可能有不同的阻抗特性，因此匹配電路應發(fā)生相應的變化。電容或電感的數目可以是不同的，并且拓撲可能不同?？烧{元件的數量可以是不同的，并且位置可以是不同的。所引入的匹配電路也可以在并聯或串聯有可調電容器。綜上所述，本發(fā)明提供了一種具有上述匹配電路的耦合天線，能夠減小天線體積，而且通過調整天線匹配電路，可以設計出能夠覆蓋整個LTE-A的八波段(0.69-0.96GHz，1.71-2.69GHz)的天線，實現小型天線支持多頻帶的目的。實施例三本實施例提供了一種移動裝置，包括印刷電路板和上述實施例一和二中的耦合天線，且耦合天線安裝在移動裝置中印刷電路板的端部。同樣可以實現上述耦合天線的有益效果，此處不再贅述。本領域技術人員應當意識到在不脫離本發(fā)明所附的權利要求所公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下所作的變動與潤飾，均屬本發(fā)明的權利要求的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3