專(zhuān)利名稱(chēng)：用于高頻和微波頻段的可切換多頻帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高頻和微波頻段的可切換多頻帶天線，該天線至少可以操作在兩個(gè)頻帶中。本發(fā)明還涉及一種包括此類(lèi)天線的電信設(shè)備。
一般來(lái)說(shuō)，高頻或微波頻段內(nèi)的電磁波被用來(lái)特別借助于移動(dòng)電信設(shè)備傳輸信息。為了發(fā)射和接收這些電磁波，日益需要能夠在多個(gè)頻帶內(nèi)操作的天線，其中在每個(gè)頻帶內(nèi)都有足夠的帶寬。
在移動(dòng)電話(huà)標(biāo)準(zhǔn)中，所述頻帶處于880到960MHz之間(GSM900)、1710到1880MHz之間(GSM1800或DSC1800)，并且在美國(guó)特別是處于824到894MHz之間(AMPS)以及1850到1990MHz之間(D-AMPS、PCS或GSM1900)。此外，所述頻帶包括UMTS頻帶(1880到2200MHz)，并且特別包括寬帶CDMA(1920到1980MHz以及2110到2170MHz)、用于無(wú)繩電話(huà)的DECT標(biāo)準(zhǔn)(1880到1900MHz)和藍(lán)牙(BT)標(biāo)準(zhǔn)(2400到2483.5MHz)，所述藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)用于在諸如移動(dòng)電話(huà)、計(jì)算機(jī)、電子娛樂(lè)設(shè)備之類(lèi)的不同電子設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)。
至少在過(guò)渡時(shí)間周期期間需要使移動(dòng)電話(huà)有可能同時(shí)操作在至少一個(gè)GSM頻段內(nèi)以及UMTS頻段內(nèi)。
常常需要使得移動(dòng)電話(huà)有可能同時(shí)操作在兩個(gè)歐洲(GSM)頻帶和兩個(gè)美國(guó)頻帶(AMPS和PCS)內(nèi)，從而使得頻繁往來(lái)于歐洲和美國(guó)之間的用戶(hù)無(wú)需攜帶兩個(gè)移動(dòng)電話(huà)。
除了傳輸信息，移動(dòng)電信設(shè)備有時(shí)還具有附加的功能和應(yīng)用，比如用于已知GPS頻段內(nèi)的衛(wèi)星導(dǎo)航，而天線也應(yīng)該能夠操作在該頻段內(nèi)。
因此，在原理上需要所述類(lèi)型的現(xiàn)代電信設(shè)備能夠操作在盡可能多的前述頻段內(nèi)，因此需要能夠覆蓋這些頻段的適當(dāng)?shù)亩囝l帶天線。
隨著在移動(dòng)電話(huà)中集成了越來(lái)越多的功能，并且由于自然地希望使得移動(dòng)電話(huà)盡可能地小，因此帶來(lái)的問(wèn)題是移動(dòng)電話(huà)外殼中的可用空間越來(lái)越小，因此所述天線在體積和尺寸方面應(yīng)該盡可能地小。
天線輻射電磁能量以形成電磁諧振。這要求天線的長(zhǎng)度至少等于所發(fā)射的電磁輻射的波長(zhǎng)的四分之一。當(dāng)使用空氣作為電介質(zhì)時(shí)(εr＝1)，1GHz的頻率相應(yīng)地要求75mm的天線長(zhǎng)度。例如可以通過(guò)將天線纏繞成螺旋形式來(lái)減小這一長(zhǎng)度，在所謂的“短截線天線”中就是這種情況。
為了在給定的輻射波長(zhǎng)下使得天線的尺寸最小化，可以將電介質(zhì)常數(shù)εr＞1的電介質(zhì)用作天線的基本構(gòu)建塊。這導(dǎo)致將電介質(zhì)中的輻射波長(zhǎng)縮短了 因此，在這種電介質(zhì)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的天線的尺寸也減小了 所述類(lèi)型的天線具有電介質(zhì)材料制成的基底，根據(jù)所希望的一個(gè)或多個(gè)操作頻帶，在該基底的各表面上施加了一個(gè)或多個(gè)金屬化結(jié)構(gòu)。所述諧振頻率的數(shù)值取決于所印制的金屬化結(jié)構(gòu)的尺寸以及取決于該基底的電介質(zhì)常數(shù)值。隨著所述金屬化結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度增加以及隨著所述電介質(zhì)常數(shù)值增加，各個(gè)諧振頻率的數(shù)值減小。這種天線也稱(chēng)作“印制線天線”(PWA)或者“電介質(zhì)塊天線”(DBA)。
這些天線的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)在于可以通過(guò)表面安裝(SMD技術(shù))而將這些天線直接施加到印刷電路板(PCB)上，也就是說(shuō)通過(guò)平坦焊接和接觸(可能與其它組件一起)而無(wú)需附加的安裝設(shè)備(引腳)來(lái)提供電磁功率。
然而，如果所述天線要操作在多個(gè)頻帶內(nèi)，則確定所述金屬化結(jié)構(gòu)的尺寸可能很困難。由于所述金屬化結(jié)構(gòu)會(huì)互相影響，所以將天線最佳地適配于其中一個(gè)必要頻帶將意味著損害在其它頻帶內(nèi)的天線功率。
從WO 01/29927 A1中獲知了一種可切換天線，其中在一個(gè)導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上提供了至少兩個(gè)彼此相隔一定距離的接觸點(diǎn)，通過(guò)這些接觸點(diǎn)，能夠?qū)⑺鰧?dǎo)體結(jié)構(gòu)可選地連接到一個(gè)高頻饋線(或接地連接)。通過(guò)在兩個(gè)接觸點(diǎn)之間進(jìn)行切換，可以改變?cè)搶?dǎo)體結(jié)構(gòu)的有效長(zhǎng)度并從而改變諧振頻率，這樣，通過(guò)給定所述接觸點(diǎn)之間的適當(dāng)距離，可以將天線操作在至少兩個(gè)相鄰頻帶內(nèi)。在這種情況下，所述導(dǎo)體結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成片結(jié)構(gòu)(patch structure)或者被設(shè)計(jì)成以曲折方式布設(shè)的印刷線，其中在印刷線支持件的背面安排有條狀的部件結(jié)構(gòu)。
可能使用在移動(dòng)電信設(shè)備中的另一種天線是“平面倒F天線”(PIFA)，其中在接地金屬化的上方安排一個(gè)金屬化結(jié)構(gòu)，所述天線作為體諧振器操作。雖然例如已經(jīng)從WO 01/91234 A1、WO 01/91235 A1和WO 01/91236 A1中獲知通過(guò)連接或隔離各金屬化部分來(lái)在所述天線中產(chǎn)生多頻帶能力，但是這種天線的一個(gè)缺點(diǎn)是它們需要相對(duì)大量的空間，即使通過(guò)使用電介質(zhì)材料也只能在有限的程度上減小所需的空間量。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種上述類(lèi)型的可切換天線，所述天線以相對(duì)簡(jiǎn)單的方式由一條或多條印刷線構(gòu)成，但是同時(shí)所述天線可以操作在多個(gè)上述類(lèi)型的頻帶內(nèi)，其中至少可以在很大程度上彼此獨(dú)立且沒(méi)有反饋的情況下對(duì)所述天線進(jìn)行調(diào)諧和優(yōu)化。
此外，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種上述類(lèi)型的可切換天線，所述天線的尺寸盡可能小，因此能夠以節(jié)省空間的方式被容納在一個(gè)相對(duì)較小的移動(dòng)電信設(shè)備內(nèi)。
如權(quán)利要求1所述，該目的是通過(guò)一種用于高頻和微波頻段的可切換多頻帶天線來(lái)達(dá)成的，所述天線包括至少一個(gè)被施加到基底上的諧振印刷線結(jié)構(gòu)，并且包括一個(gè)可切換輸入結(jié)構(gòu)和被安排在基底的一個(gè)支持件上的至少一個(gè)線段，其中該可切換輸入結(jié)構(gòu)被提供來(lái)將至少一條HF線或至少一條接地線連接到所述諧振印刷線結(jié)構(gòu)，這是通過(guò)可選的互聯(lián)或者通過(guò)切換該輸入結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)該至少一個(gè)線段進(jìn)行橋接。
如權(quán)利要求2所述，所述目的還通過(guò)一種用于高頻和微波頻段的可切換多頻帶天線來(lái)達(dá)成，所述天線包括至少兩個(gè)被施加到基底上的諧振印刷線結(jié)構(gòu)，并且包括一個(gè)可切換輸入結(jié)構(gòu)，以用于將一條HF線或接地線可選地連接到至少其中一個(gè)諧振印刷線結(jié)構(gòu)。
這些解決方案的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)在于保留了DBA天線的上述有利屬性，特別是它們制造簡(jiǎn)單并且可以安裝在印刷電路板上。由于可以在基底的支持件上制造所述可切換輸入結(jié)構(gòu)，因而可以以相對(duì)較低的費(fèi)用將已有的天線翻新成上述類(lèi)型的可切換天線而無(wú)需進(jìn)行改變(或只需很少的改變)。
從屬權(quán)利要求3到5以及9包含對(duì)權(quán)利要求1所述的解決方案的有利擴(kuò)展，在從屬權(quán)利要求6到9中規(guī)定了對(duì)權(quán)利要求2所述的解決方案的有利擴(kuò)展。
借助于如權(quán)利要求3、4、6和8所述的實(shí)施例，多頻帶天線的一種特別節(jié)省空間的總體設(shè)計(jì)是可能的。
權(quán)利要求5包含一種可切換的雙頻帶天線，其優(yōu)選地適于操作在移動(dòng)電話(huà)標(biāo)準(zhǔn)的頻段內(nèi)。
如權(quán)利要求7所述的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，可以基本上在一個(gè)制造步驟內(nèi)以經(jīng)濟(jì)的方式制造所述天線。
最后，如權(quán)利要求9所述的實(shí)施例包含天線輸入結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選設(shè)計(jì)，借助于所述設(shè)計(jì)能夠可靠而沒(méi)有干擾地切換所述天線。
下面將參照附圖中示出的示例性實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步描述本發(fā)明，然而，這些示例性實(shí)施例并不限制本發(fā)明。


圖1示出了第一實(shí)施例的第一透視圖。
圖2示出了第一實(shí)施例的第二透視圖。
圖3示出了利用所述天線的第一實(shí)施例獲得的諧振頻譜。
圖4示出了第二實(shí)施例的第一透視圖。
圖5示出了第二實(shí)施例的第二透視圖。
圖6示出了利用所述天線的第二實(shí)施例獲得的諧振頻譜。
圖7示出了第三實(shí)施例的透視圖。
圖8示出了圖7的部件透視圖。
圖9示出了圖7所示天線的第一切換位置。
圖10示出了圖9所示的切換位置所獲得的天線諧振頻譜。
圖11示出了圖7所示天線的第二切換位置。
圖12示出了圖11所示的切換位置所獲得的天線諧振頻譜。
圖13示出了圖7所示天線的第三切換位置。
圖14示出了圖13所示的切換位置所獲得的天線諧振頻譜。
圖1和2示出了根據(jù)本發(fā)明的(DBA或PWA)天線的第一實(shí)施例的透視圖，該天線安裝在印刷電路板(PCB)1的正面，在其背面有接地金屬化1a。
所述天線具有基本上是平行六面體塊的形式的基底10，其長(zhǎng)度或?qū)挾缺绕涓叨却蠹s要大3到40倍。因此，在下面的說(shuō)明中，基底10的上(大)面將被稱(chēng)為上主面，其對(duì)面將被稱(chēng)為下主面，與這兩個(gè)主面垂直的各面將被稱(chēng)為基底10的側(cè)面。
替代平行六面體形狀的基底10，也可以選擇不同的幾何形狀，比如圓形、三角形或者多邊柱形，這取決于應(yīng)用和可用空間。此外，基底10也可以包含空腔或者凹陷，以便節(jié)省材料并從而節(jié)省重量。
基底10例如由陶瓷材料以及/或者一種或多種適用于高頻的塑料制成，或者也可以通過(guò)在聚合物矩陣中嵌入陶瓷粉末來(lái)制成。也可以使用純聚合物基底。所述材料的損耗應(yīng)該盡可能低，并且其高頻屬性應(yīng)該具有較低的溫度依賴(lài)性(NPO或者所謂的SL材料)。
為了減小天線的尺寸，基底10優(yōu)選地具有εr＞1的電介質(zhì)數(shù)以及/或者μr＞1的磁導(dǎo)率數(shù)。然而，應(yīng)該注意，當(dāng)基底具有較高的或者增加的電介質(zhì)數(shù)和/或磁導(dǎo)率數(shù)時(shí)，可達(dá)到的帶寬減小。
在圖1所示的天線中，基底10的長(zhǎng)度約為17mm，寬度約為11mm，高度約為2mm。
基底10基本上在其上主面上具有一個(gè)諧振印刷線結(jié)構(gòu)11，該諧振印刷線結(jié)構(gòu)由高導(dǎo)電性材料制成，諸如銀、銅、金、鋁或超導(dǎo)體。該印刷線結(jié)構(gòu)11也可以嵌入在基底10中。
在所示的實(shí)施例中，所述印刷線結(jié)構(gòu)11的路線、長(zhǎng)度和寬度例如是以本身已知的方式選擇的，從而使得天線展現(xiàn)出兩個(gè)諧振頻率(雙頻帶天線)。
所述印刷線結(jié)構(gòu)11通過(guò)一個(gè)可切換輸入結(jié)構(gòu)12連接到一條HF線(13)(通常為50歐姆線)，以用于發(fā)送和接收電磁能量，其中該HF線布設(shè)在印刷電路板1的正面。
可切換輸入結(jié)構(gòu)12包括一個(gè)饋入點(diǎn)121，其具有在基底10的下主面上的金屬化的形式，在將天線安裝在該印刷電路板的過(guò)程中，例如通過(guò)焊接將該饋入點(diǎn)與HF線13相接觸。
在饋入點(diǎn)121處，第一線段122開(kāi)始沿著基底10的一側(cè)延伸，其具有基底10的下主面上的金屬化的形式。在第一線段122的末端是第一襯套(bushing)123，其產(chǎn)生第一線段122和第二線段124之間的連接，該第二線段124是通過(guò)施加在印刷電路板1背面的金屬化而形成的。
該第二線段124基本上與第一線段122平行布設(shè)，并且終結(jié)在第二襯套125處，該第二襯套125將第二線段124連接到開(kāi)關(guān)焊盤(pán)126。該開(kāi)關(guān)焊盤(pán)126被以金屬化的形式施加到印刷電路板1的正面。
在將天線安裝在印刷電路板1的過(guò)程中，將位于基底10的下主面上的所述諧振印刷線結(jié)構(gòu)11的第一部分111的起始處與該開(kāi)關(guān)焊盤(pán)126相接觸。
所述可切換輸入結(jié)構(gòu)12最后還包括一個(gè)開(kāi)關(guān)設(shè)備(未示出)，其在閉合狀態(tài)下將開(kāi)關(guān)焊盤(pán)126連接到饋入點(diǎn)121(或者HF線13)，并且在打開(kāi)狀態(tài)下將其彼此隔離。
當(dāng)該開(kāi)關(guān)設(shè)備打開(kāi)時(shí)(第一開(kāi)關(guān)位置)，饋入點(diǎn)121通過(guò)第一線段122連接到諧振印刷線結(jié)構(gòu)11、第一襯套123、第二線段124和終結(jié)在開(kāi)關(guān)焊盤(pán)126處的第二襯套125。
當(dāng)該開(kāi)關(guān)設(shè)備閉合時(shí)(第二開(kāi)關(guān)位置)，該諧振印刷線結(jié)構(gòu)11直接連接到饋入點(diǎn)121或者HF線13，該諧振印刷線結(jié)構(gòu)11由與開(kāi)關(guān)焊盤(pán)126接觸的第一部分111、在基底10的一個(gè)側(cè)面上的第二部分112和被施加到基底10的上主面的第三部分113構(gòu)成。
因此，通過(guò)打開(kāi)和閉合該開(kāi)關(guān)設(shè)備，有可能改變?cè)撝C振印刷線結(jié)構(gòu)11的有效長(zhǎng)度。這一改變的程度可以以簡(jiǎn)單的方式通過(guò)該第一和第二線段122、124的長(zhǎng)度以及第一襯套123的定位來(lái)確定。
該開(kāi)關(guān)設(shè)備可以作為SMD組件被安裝在印刷電路板上。它可以是一個(gè)傳統(tǒng)的高頻半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，例如一個(gè)Macom的GaAs SPST開(kāi)關(guān)(操作范圍約在0到2.5GHz之間)或者一個(gè)MEMS(微電子機(jī)械開(kāi)關(guān))。所述開(kāi)關(guān)設(shè)備也可以包括PIN二極管。
圖3示出對(duì)應(yīng)于圖1、2所示天線的作為頻率[MHz]的函數(shù)的反射參數(shù)S11[dB]的圖，這兩個(gè)圖是在兩個(gè)開(kāi)關(guān)位置下獲得的。可以明顯地看出兩個(gè)諧振頻段之間的偏移，所述諧振頻段在閉合開(kāi)關(guān)位置下位于GSM900和GSM1900/PCS頻帶中，而當(dāng)該開(kāi)關(guān)設(shè)備打開(kāi)時(shí)所述諧振頻段位于AMPS和GSM/DCS1800頻帶中。在適當(dāng)情況下，也可以使用這些諧振頻率的高階諧波。
在圖4、5的兩個(gè)透視圖中示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例。其中相同或相似的部件具有與圖1、2中相同的附圖標(biāo)記。因此無(wú)需再描述這些組件，而是將只討論其間的差異。
在該實(shí)施例中，基底10由陶瓷材料制成，其長(zhǎng)度約為17mm，寬度約為11mm，高度約為2mm。其被施加到印刷電路板1的正面，在該印刷電路板的背面同樣是接地金屬化1a。
與第一實(shí)施例不同，在該第二實(shí)施例中，可切換輸入結(jié)構(gòu)12具有用于天線的第一和第二饋入點(diǎn)1211、1212。該第一饋入點(diǎn)1211通過(guò)第一襯套123連接到線段124，該線段124布設(shè)在印刷電路板1的背面。在線段124的末端是第二襯套125，其產(chǎn)生到第二饋入點(diǎn)1212的連接。在安裝天線的過(guò)程中，將該第二饋入點(diǎn)1212與位于下主面上的諧振印刷線結(jié)構(gòu)11的第一部分111的一端相接觸。
相應(yīng)于兩個(gè)饋入點(diǎn)1211、1212，第一HF線131和第二HF線132被安排在印刷電路板1的正面。這兩條線131、132可以分別通過(guò)其中一個(gè)上述開(kāi)關(guān)設(shè)備(未示出)或一個(gè)適當(dāng)開(kāi)關(guān)替換地連接到第一和第二饋入點(diǎn)1211、1212。
圖4示出了第一開(kāi)關(guān)位置，其中所述開(kāi)關(guān)設(shè)備將第一HF線131連接到第一饋入點(diǎn)1211，并且將第二HF線132與第二饋入點(diǎn)1212隔離開(kāi)。圖5示出了相反的第二開(kāi)關(guān)位置，其中第二HF線132連接到第二饋入點(diǎn)1212，并且第一HF線131與第一饋入點(diǎn)1211隔離開(kāi)。
通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)位置，有可能改變諧振印刷線結(jié)構(gòu)11的有效長(zhǎng)度。這一改變的程度可以通過(guò)兩個(gè)饋入點(diǎn)1211、1212彼此之間的距離來(lái)確定。
圖6示出對(duì)應(yīng)于圖4、5所示天線的作為頻率[MHz]的函數(shù)的反射參數(shù)S11[dB]的圖，這兩個(gè)圖是在兩個(gè)開(kāi)關(guān)位置下獲得的。在該圖中，同樣可以明顯地看出兩個(gè)諧振頻段之間的偏移，所述諧振頻段在圖4所示的開(kāi)關(guān)位置下位于AMPS和GSM/DCS1800頻帶中，而在圖5所示的開(kāi)關(guān)位置下位于GSM900和GSM1900/PCS頻帶中。
因此，本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例特別適用于將同時(shí)在歐洲和美國(guó)使用的移動(dòng)電話(huà)。用于切換輸入結(jié)構(gòu)的相應(yīng)控制信號(hào)可以從移動(dòng)無(wú)線電系統(tǒng)中導(dǎo)出。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的天線的第三實(shí)施例。
該天線同樣具有上述類(lèi)型的優(yōu)選的陶瓷基底10，其長(zhǎng)度約為20mm，寬度約為12mm，高度約為2mm。
基底10在其下主面上具有第一諧振印刷線結(jié)構(gòu)21和第二諧振印刷線結(jié)構(gòu)22。因?yàn)樗鲇∷⒕€結(jié)構(gòu)21、22位于一個(gè)主面上，所以有可能在一個(gè)制造步驟中經(jīng)濟(jì)地制造該天線，并且有可能在不損失功率的情況下將其高度減小到低于2mm?；?0被安裝在印刷電路板1的正面，該印刷電路板1在其背面具有接地金屬化1a。
在該印刷電路板的正面有作為饋線23b延伸到基底10下方的HF線23a，從而可以將電磁能量電容性地耦合入或耦合出天線。
所述兩個(gè)諧振印刷線結(jié)構(gòu)21、22可以通過(guò)一個(gè)可切換輸入結(jié)構(gòu)24連接到印刷電路板1背面上的接地金屬化1a。
在圖8中詳細(xì)示出了該輸入結(jié)構(gòu)24。其包括通過(guò)該印刷電路板1的第一襯套241，該襯套將印刷電路板1背面上的接地金屬化1a連接到印刷電路板1正面上的接地線242。該接地線242延伸到基底10下方，并且終結(jié)在第二襯套243處，該第二襯套將所述接地線連接到被施加在印刷電路板1背面上的第一開(kāi)關(guān)焊盤(pán)244。
第二襯套245將第一諧振印刷線結(jié)構(gòu)21的一端連接到印刷電路板1背面上的第二開(kāi)關(guān)焊盤(pán)246。最后，提供了第三襯套247，其將第二諧振印刷線結(jié)構(gòu)22的一端連接到印刷電路板1背面上的第三開(kāi)關(guān)焊盤(pán)248。這三個(gè)開(kāi)關(guān)焊盤(pán)244、246、248優(yōu)選地具有1×1×1mm的尺寸并且由銅制成。
取決于將在其中操作天線的所希望的諧振頻帶的數(shù)量和位置，甚至可以將更多的諧振印刷線結(jié)構(gòu)施加到基底10，它們的一端通過(guò)襯套連接到印刷電路板1背面上的相應(yīng)的開(kāi)關(guān)焊盤(pán)。
輸入結(jié)構(gòu)24還包括一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)設(shè)備(未示出)，借助于所述開(kāi)關(guān)設(shè)備可以將第一開(kāi)關(guān)焊盤(pán)244連接到第二開(kāi)關(guān)焊盤(pán)246和/或連接到第三開(kāi)關(guān)焊盤(pán)248。所述開(kāi)關(guān)設(shè)備優(yōu)選地采用上述的設(shè)計(jì)，并且通過(guò)對(duì)其進(jìn)行開(kāi)關(guān)可以彼此獨(dú)立地將第一諧振印刷線結(jié)構(gòu)21或者第二諧振印刷線結(jié)構(gòu)22或者可能將兩個(gè)諧振印刷線結(jié)構(gòu)21、22連接到所述接地金屬化或者與之隔離，這取決于所希望的操作頻段。
除了有可能由一個(gè)天線覆蓋大量頻帶之外，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)閉合相關(guān)開(kāi)關(guān)設(shè)備激活的印刷線結(jié)構(gòu)的性能不受(至少一個(gè))其它印刷線結(jié)構(gòu)的影響或負(fù)面影響，前提是通過(guò)打開(kāi)相關(guān)的開(kāi)關(guān)設(shè)備將后者與接地金屬化1a隔離開(kāi)。此外，針對(duì)所提供的諧振頻段，可以彼此獨(dú)立地確定印刷線結(jié)構(gòu)21、22的尺寸并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。這與包括兩個(gè)或多個(gè)諧振印刷線結(jié)構(gòu)的該類(lèi)型的已知天線相比導(dǎo)致對(duì)更大的天線頻譜的使用。
圖9以平面圖的形式示意地示出該開(kāi)關(guān)設(shè)備的第一開(kāi)關(guān)位置，其中接地線242通過(guò)第一和第二開(kāi)關(guān)焊盤(pán)244、246連接到第一諧振印刷線結(jié)構(gòu)21。
圖10以作為頻率[MHz]的函數(shù)的反射參數(shù)S11[dB]的圖的形式示出最終得到的諧振頻譜。在GSM900頻帶中可以清楚地看到顯著的諧振。與此同時(shí)，該諧振的第一諧波被高度抑制，從而與該類(lèi)型的已知天線相比對(duì)系統(tǒng)的雙工器要求相對(duì)較低，因?yàn)樵谶@種情況下需要將適配得盡可能好的第一諧波用于多頻帶操作。
圖11以平面圖的形式示意地示出該開(kāi)關(guān)設(shè)備的第二開(kāi)關(guān)位置，其中接地線242通過(guò)第一和第三開(kāi)關(guān)焊盤(pán)244、248連接到第二諧振印刷線結(jié)構(gòu)22。
圖12同樣以作為頻率[MHz]的函數(shù)的反射參數(shù)S11[dB]的圖的形式示出最終得到的諧振頻譜。在這種情況下，GSM900頻帶中的諧振不再存在。相反地，在約1700MHz到約2500MHz之間展現(xiàn)出一個(gè)高度寬帶的雙諧振，這允許將天線操作在DCS、PCS、UMTS和BT頻帶中。
最后，圖13示意地示出了該開(kāi)關(guān)設(shè)備的第三開(kāi)關(guān)位置，其中接地線242通過(guò)第一、第二開(kāi)關(guān)焊盤(pán)244、246以及第一、第三開(kāi)關(guān)焊盤(pán)244、248同時(shí)連接到第一和第二諧振印刷線結(jié)構(gòu)21、22。
圖14同樣以作為頻率[MHz]的函數(shù)的反射參數(shù)S11[dB]的圖的形式示出最終得到的諧振頻譜。在這種情況下，最低的諧振頻率約為850MHz，因此天線也可以操作在AMPS頻帶中。
權(quán)利要求
1.一種用于高頻和微波頻段的可切換多頻帶天線，所述天線包括至少一個(gè)被施加到基底(10)上的諧振印刷線結(jié)構(gòu)(11)，并且包括一個(gè)可切換輸入結(jié)構(gòu)(12)和被安排在基底(10)的一個(gè)支持件(1)上的至少一個(gè)線段(122，124)，其中該可切換輸入結(jié)構(gòu)(12)被提供來(lái)將至少一條HF線(13；131，132)或至少一條接地線連接到所述諧振印刷線結(jié)構(gòu)(11)，這是通過(guò)可選的互聯(lián)或者通過(guò)切換該輸入結(jié)構(gòu)(12)來(lái)對(duì)該至少一個(gè)線段(122，124)進(jìn)行橋接。
2.一種用于高頻和微波頻段的可切換多頻帶天線，所述天線包括至少兩個(gè)被施加到基底(10)上的諧振印刷線結(jié)構(gòu)(21，22)，并且包括一個(gè)可切換輸入結(jié)構(gòu)(24)，以用于將一條HF線(23)或接地線(242)可選地連接到至少其中一個(gè)諧振印刷線結(jié)構(gòu)(21，22)。
3.一種如權(quán)利要求1所述的可切換多頻帶天線，其中所述支持件是一個(gè)印刷電路板(1)，并且至少其中一個(gè)線段(122，124)被安排在印刷電路板(1)的與所述基底(10)相對(duì)的背面上。
4.一種如權(quán)利要求3所述的可切換多頻帶天線，其中所述可切換輸入結(jié)構(gòu)(12)包括一個(gè)饋入點(diǎn)(121)，該饋入點(diǎn)在第一開(kāi)關(guān)位置下可以經(jīng)由第一線段(122)、通過(guò)所述印刷電路板(1)的第一襯套(123)、第二線段(124)以及通過(guò)所述印刷電路板(1)的第二襯套(125)連接到所述諧振印刷線結(jié)構(gòu)(11)，并且該饋入點(diǎn)在第二開(kāi)關(guān)位置下可以直接連接到該諧振印刷線結(jié)構(gòu)(11)。
5.一種如權(quán)利要求1所述的可切換多頻帶天線，其中提供了兩條HF線(131，132)，它們可以借助于所述輸入結(jié)構(gòu)(12)替換地連接到其中一個(gè)所述線段(122，124)的第一端和第二端。
6.一種如權(quán)利要求2所述的可切換多頻帶天線，其中所述基底(10)被安排在一個(gè)支持件(1)的一側(cè)，而所述可切換輸入結(jié)構(gòu)(24)被安排在該支持件(1)的相對(duì)側(cè)。
7.一種如權(quán)利要求6所述的可切換多頻帶天線，其中所述諧振印刷線結(jié)構(gòu)(21，22)被施加到所述基底(10)的與所述支持件(1)相向的一側(cè)，其中所述印刷線結(jié)構(gòu)(21，22)經(jīng)由襯套(245，247)連接到所述可切換輸入結(jié)構(gòu)(24)。
8.一種如權(quán)利要求7所述的可切換多頻帶天線，其中所述輸入結(jié)構(gòu)(24)在每種情況下包括一個(gè)開(kāi)關(guān)焊盤(pán)(246，248)，該開(kāi)關(guān)焊盤(pán)連接到每個(gè)襯套(245，247)，并且可以通過(guò)切換該輸入結(jié)構(gòu)(24)而連接到所述HF線(23)或地線(242)。
9.一種如權(quán)利要求1或2所述的可切換多頻帶天線，其中所述輸入結(jié)構(gòu)(12；24)出于切換的目的包括半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)或者微電子機(jī)械開(kāi)關(guān)(MEMS)。
10.一種包括一個(gè)支持件(1)和一個(gè)如權(quán)利要求1或2所述的可切換多頻帶天線的移動(dòng)電信設(shè)備。
全文摘要
描述了一種用于高頻和微波頻段的可切換多頻帶天線，其可以操作在相對(duì)大量的頻帶內(nèi)，而不會(huì)顯著地限制每個(gè)單獨(dú)頻帶內(nèi)的性能。這基本上是通過(guò)一個(gè)可切換輸入結(jié)構(gòu)(24)達(dá)成的，通過(guò)該輸入結(jié)構(gòu)可以將天線的不需要的諧振印刷線結(jié)構(gòu)(21；22)與HF線或者接地線(242)隔離開(kāi)。特別在一個(gè)實(shí)施例中，在基底(10)上施加多個(gè)諧振印刷線結(jié)構(gòu)，借助于一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)設(shè)備，有目標(biāo)地將所述印刷線結(jié)構(gòu)連接到對(duì)應(yīng)的HF線或接地線或者與所述HF線或接地線隔離開(kāi)。
文檔編號(hào)H01Q5/00GK1792004SQ200480013325
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月16日
發(fā)明者H·佩澤, A·希格斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司