天線裝置和通信終端的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種天線裝置和通信終端，該天線裝置包括一主板、與所述主板連接的一信號分流裝置和與所述信號分流裝置連接的兩天線，所述信號分流裝置將所述主板的射頻信號分成相位差為180°的兩路射頻信號后，分別饋入所述兩天線。從而，使得兩天線分別輻射出相位相反的兩種天線信號，天線輻射場更加規則穩定，不易受計量引線干擾，提高了天線的輻射效率，有利于通信終端的小型化發展，減小了外部導體對天線的輻射效率的影響，提高了天線的穩定性。
【專利說明】天線裝置和通信終端

【技術領域】
[0001] 本發明涉及通信【技術領域】，尤其是涉及一種天線裝置和通信終端。

【背景技術】
[0002] 目前的手機、智能電表等通信終端，大部分為內置天線，隨著通信終端小型化發展 趨勢，內置天線的輻射效率成為通信終端產品開發的瓶頸，當終端尺寸接近或小于工作頻 段波長的二分之一時，天線帶寬急劇減小，若外部導體接觸或靠近終端，則天線反射增加， 駐波變差，天線中心頻率偏離終端工作頻率，使得天線的輻射效率急劇下降。手機等終端產 品，在此狀態時降低了對天線要求，比如手機在手持通話時TRP和TIS允許降低6db，而對于 行業網絡系統應用，降低6db指標意味著需要增加2倍基站數量。
[0003] 如圖1、圖2所示為現有技術中450MHZ的智能電表，其包括依次連接的天線10、主 板20、計量電路板30和計量引線40,對該智能電表的兩種狀態的出線方式的天線的輻射效 率進行測量，假設圖1為A狀態，圖2為B狀態。如果在A狀態把天線調至最佳，改為B狀 態的出線方式時，天線的輻射效率會下降3db ;反之在B狀態把天線調至最佳，改為A狀態 的出線方式時，天線的輻射效率同樣會下降3db。在實際應用中，A和B兩種狀態都有可能 使用，甚至還有更多的計量線走線方式。
[0004] 因此，現有技術中，由于智能電表的結構尺寸較小，使得天線10與計量線40之間 的隔離程度不夠，導致計量線40及其噪音對天線10造成干擾，進而影響天線的輻射效率。 同時，傳統的內置天線終端，終端的主板地參與天線輻射和接收，當終端的尺寸小于天線工 作波長的二分之一時，天線的帶寬減小，當外部導體靠近或接觸到終端時，靠近終端的那部 分導體，參與了天線的輻射，改變了原來天線附近電磁場的分布，從而引起天線中心頻率的 改變和天線反射的增加，使天線的效率降低。


【發明內容】

[0005] 本發明的主要目的在于提供一種天線裝置和通信終端，旨在解決終端尺寸接近或 小于工作頻段波長的二分之一時，外部導體接觸或靠近終端，天線中心頻率偏離終端工作 頻率，天線反射增加和駐波變差，天線的輻射效率急劇下降的問題，以提高天線的輻射效 率。
[0006] 為了解決上述問題，本發明提出一種天線裝置，包括一主板、與所述主板連接的一 信號分流裝置和與所述信號分流裝置連接的兩天線，所述信號分流裝置將所述主板的射頻 信號分成相位差為180°的兩路射頻信號后，分別饋入所述兩天線。
[0007] 優選地，所述信號分流裝置包括一功分器和與所述功分器連接的兩移相器，每一 天線連接一移相器。
[0008] 優選地，所述信號分流裝置為由功分器和移相器組合而成的端口器件。
[0009] 優選地，所述移相器為集中參數移相器、分布參數移相器、同軸線移相器或波導移 相器。
[0010] 優選地，所述天線為平面倒F天線或單極天線。
[0011] 優選地，所述兩天線分別位于通信終端的上下或左右兩端。
[0012] 優選地，所述兩天線位于所述主板同一側或分別位于所述主板兩側。
[0013] 優選地，所述天線位于所述主板上或主板外。
[0014] 本發明同時提出一種通信終端，包括一天線裝置，該天線裝置包括一主板、與所述 主板連接的一信號分流裝置和與所述信號分流裝置連接的兩天線，所述信號分流裝置將所 述主板的射頻信號分成相位差為180°的兩路射頻信號后，分別饋入所述兩天線。
[0015] 本發明所提供的一種天線裝置，通過設置兩個天線，并利用信號分流裝置將主板 上的射頻信號分成相位差為180°的兩路射頻信號分別饋入兩個天線，使得兩天線分別輻 射出相位相反的兩種天線信號。而兩個天線位于終端的兩端，使終端機身部分極少參與天 線輻射，從而解決了外部導體靠近或接觸到終端時對天線的影響。同時，使得天線輻射場 更加規則穩定，不易受計量引線干擾，提高了天線的輻射效率，有利于通信終端的小型化發 展，減小了外部導體對天線的輻射效率的影響，提高了天線的穩定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是現有技術中智能電表的結構示意圖；
[0017] 圖2是現有技術中智能電表的另一結構不意圖；
[0018] 圖3是本發明的天線裝置第一實施例的結構示意圖；
[0019] 圖4是本發明的天線裝置第二實施例的結構示意圖；
[0020] 圖5是本發明的天線裝置第三實施例的結構示意圖；
[0021] 圖6是本發明的通信終端一實施例的結構示意圖；
[0022] 圖7是圖6中的通信終端的側視圖；
[0023] 圖8是圖6中的天線裝置的結構示意圖；
[0024] 圖9為圖6中的通信終端的天線3D輻射圖。
[0025] 本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

【具體實施方式】
[0026] 應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0027] 參見圖3,提出本發明的天線裝置第一實施例，所述天線裝置包括一主板100、一 信號分流裝置和兩天線（310, 320)，其中兩天線（310, 320)位于主板100外，且分別位于主 板100左右兩側，信號分流裝置包括一功分器210和兩移相器（221，222)。功分器210與主 板100的信號饋入點110連接，兩移相器（221，222)與功分器210連接，每一天線分別與一 移相器連接，即圖中天線310與移相器221連接，天線320與移相器222連接；功分器210 將主板100的射頻信號分為左右兩路，左路信號經過移相器221饋入天線310,右路信號經 過移相器222饋入天線320,調節移相器221和222的參數，使饋入天線310和320的射頻 信號的相位差為180° (或相位相反），從而使得兩天線（310, 320)分別輻射出相位相反的 兩種天線信號，提高了天線的輻射效率。
[0028] 天線（310, 320)可以是平面倒 F 天線（PIFA，planar inverted-F antenna)或者 單級天線，兩天線（310,320)的類型可以相同或不同。兩天線（310,320)的輸入信號相位相 反，幅度可以相同或不同，兩天線（310,320)可以分別設于通信終端的上下或左右兩端。移 相器（221，222)可以是集中參數移相器、分布參數移相器、同軸線移相器、波導移相器等。
[0029] 參見圖4,提出本發明的天線裝置第二實施例，本實施例中兩天線（310,320)位于 主板100的同一側，即如圖4所示位于主板100上側，且左右對稱分布。其中，移相器221為 +90°移相器，移相器222為-90°移相器，射頻信號經過功分器210分為左右兩路信號，左 路信號經過移相器221調節后，相位超前90°，饋入天線310 ;右路信號經過移相器222調 節后，相位滯后90°，饋入天線320,最終使得饋入天線310和320的射頻信號相位相反，相 差 180° 。
[0030] 參見圖5,提出本發明的天線裝置第三實施例，本實施例中兩天線（310,320)位于 主板100上，且分置于主板100兩端，信號分流裝置為由功分器和移相器組合而成的端口器 件200,其為180°巴倫，射頻信號經過端口器件200分為0°和180°的左右兩路信號，左 路信號饋入天線310,右路信號饋入天線320,天線310和320的射頻信號相位相反，相位差 為 180° 。
[0031] 從而，本發明的天線裝置，通過設置兩個天線（310, 320)，并利用信號分流裝置將 主板上的射頻信號分成相位差為180°的兩路射頻信號分別饋入兩個天線，使得兩天線分 別輻射出相位相反的兩種天線信號，天線輻射場更加規則穩定，不易受計量引線干擾，提高 了天線的輻射效率，有利于通信終端的小型化發展，減小了外部導體對天線的輻射效率的 影響，提高了天線的穩定性。
[0032] 參見圖6、圖7,提出本發明的通信終端一實施例，所述通信終端可以是智能電表、 手機等終端設備，本實施例以智能電表為例進行詳細說明。該智能電表包括天線裝置、計量 電路板400和計量引線500。其中天線裝置為前述實施例所述的天線裝置，包括主板100(或 稱通信電路板）、信號分流裝置和兩天線（310, 320),主板100和計量電路板400之間通過 連接器連接，兩天線（310,320)左右對稱分布。
[0033] 具體的，所述天線裝置如圖8所示，其中，主板100包括電源模塊120和通信模塊 130,電源模塊120為整個主板100提供電源，通信模塊130可以為450CDMA-1X通信模塊， 其用于與基站進行通信，通信模塊130的射頻信號，阻抗為50 Ω。天線（310, 320)為單極天 線，其阻抗為25 Ω，天線（310, 320)通過天線連接器與主板100連接；器件311和321為天 線匹配器件，實際電路中將其電感調試為20NH。信號分流裝置包括功分器和移相器，其中 50 Ω共面波導211以及100 Ω共面波導212和213構成了功分器，電容221a和電感221b 網絡組成了超前移相器，電感2221和電容222b網絡組成了滯后移相器。
[0034] 主板100通信模塊130的射頻信號從信號饋入點110接入，該射頻信號通過50 Ω 共面波導211以及100 Ω共面波導212和213分為左右兩路阻抗為100 Ω的共面波導信 號，實現功分器功能。左路共面波導信號經過電容221a和電感221b網絡調節后，相位前移 90°，阻抗變為25 Ω，并饋入天線310 ;右路共面波導信號經過電容222a和電感222b網絡 調節后，相位滯后90°，阻抗變為25 Ω，并饋入天線320。兩個天線（310, 320)最終輻射出 相位相反的兩種天線信號。
[0035] 如圖9所示為本實施例的智能電表的天線3D輻射圖，從圖中可以看出，智能電表 的天線輻射效率明顯提高，天線輻射場規則穩定，不易受電表計量引線干擾。
[0036] 所述天線裝置還可以是前述天線裝置實施例中任一天線裝置，在此不再贅述。
[0037] 據此，本發明的通信終端，通過設置兩個天線，并利用信號分流裝置將主板上的射 頻信號分成相位差為180°的兩路射頻信號分別饋入兩個天線，使得兩天線分別輻射出相 位相反的兩種天線信號。而兩個天線位于終端的兩端，使終端機身部分極少參與天線輻射， 從而解決了外部導體靠近或接觸到終端時對天線的影響。同時，使得天線輻射場更加規則 穩定，不易受計量引線干擾，提高了天線的輻射效率，有利于通信終端的小型化發展，減小 了外部導體對通信終端的天線輻射效率的影響，提高了天線的穩定性。
[0038] 應當理解的是，以上僅為本發明的優選實施例，不能因此限制本發明的專利范圍， 凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在 其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【權利要求】
1. 一種天線裝置，其特征在于，包括一主板、與所述主板連接的一信號分流裝置和與 所述信號分流裝置連接的兩天線，所述信號分流裝置將所述主板的射頻信號分成相位差為 180°的兩路射頻信號后，分別饋入所述兩天線。
2. 根據權利要求1所述的天線裝置，其特征在于，所述信號分流裝置包括一功分器和 與所述功分器連接的兩移相器，每一天線連接一移相器。
3. 根據權利要求1所述的天線裝置，其特征在于，所述信號分流裝置為由功分器和移 相器組合而成的端口器件。
4. 根據權利要求2或3所述的天線裝置，其特征在于，所述移相器為集中參數移相器、 分布參數移相器、同軸線移相器或波導移相器。
5. 根據權利要求1-3任一項所述的天線裝置，其特征在于，所述天線為平面倒F天線或 單極天線。
6. 根據權利要求1-3任一項所述的天線裝置，其特征在于，所述兩天線分別位于通信 終端的上下或左右兩端。
7. 根據權利要求1-3任一項所述的天線裝置，其特征在于，所述兩天線位于所述主板 同一側或分別位于所述主板兩側。
8. 根據權利要求1-3任一項所述的天線裝置，其特征在于，所述天線位于所述主板上 或主板外。
9. 一種通信終端，其特征在于，包括如權利要求1-8任一項所述的天線裝置。
【文檔編號】H01Q21/00GK104157976SQ201410366147
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】趙小林 申請人:深圳市中興物聯科技有限公司