
本发明涉及一种天线,尤其涉及一种外加金属壳的四频段天线。
背景技术:
传统的贴片天线通过一定的技术(如开槽,加入新的谐振枝节,使用高阶谐振等)可增加天线的谐振频段,实现天线的多频化,但是这些技术的引入,使得天线的尺寸变大、结构变复杂,不利于小型化、简单化。在实际的应用中,通常需要在天线的外面加装金属壳,这样经天线发射出去的电磁波遇到时金属壳就会发生反射,从而导致天线的辐射效能下降无法使用。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是提供一种外加金属壳的四频段天线,旨在实现小型化和改善天线的辐射效能。为此,本发明采用以下技术方案:
一种外加金属壳的四频段贴片天线,其特征在于它包括介质基板、天线图案、RF MEMS开关及一侧开口的金属外壳,所述的RF MEMS开关和天线图案在同一个平面,天线图案中,通过RF MEMS开关控制谐振枝节的长度;所述介质基板由上下两层构成,上层为玻璃纤维环氧树脂(FR4)材料,下层为铁氧化材料制成的薄片,天线图案和RF MEMS开关分布于上层外表面。
在采用上述技术方案的基础上,本发明还可采用以下进一步的技术方案:
金属外壳所开的口为正方形,正方形的边长为天线工作波长的四分之一。
所述金属外壳有内外两层组成,外层为金属外壳,内层外铁氧体材料制成的薄片。
所述薄片是依据所需的磁导率进行选用。
天线图案中,谐振枝节为所需的工作频谱波长的四分之一,通过RF MEMS开关控制谐振枝节的长度。
当RF MEMS开关闭合时,谐振枝节的长度变长,天线的工作频率变低;当RF MEMS开关断开时,谐振枝节的长度变短,天线的工作频率变高。
天线图案中,设有第一谐振枝节、第二谐振枝节、第三谐振枝节、第四谐振枝节,第一谐振枝节和第二谐振枝节之间有第一RF MEMS开关,第三谐振枝节和第四谐振枝节之间有第二RF MEMS开关;当第一RF MEMS开关接通的时候第一谐振枝节和第二谐振枝节接通,形成一个谐振枝节,实现GSM 900MHz的工作频段,断开时只有第一谐振枝节连通,此时天线工作在2.4GHz;当第二RF MEMS开关接通的时候第三谐振枝节和第四谐振枝节连通,形成一个谐振枝节,实现GSM 1800MHz的工作频段,断开时只有第三谐振枝节连通,此时天线工作在5.8GHz。
接地金属片和谐振枝节在同一个平面内,有利于和其它电路集成在一块电路板上。
本发明的天线包括连接谐振枝节的RF MEMS开关、铁氧化材料制成的薄片。所述谐振枝节通过RF MEMS开关的“通”、“断”来控制天线的工作频段,从而实现四频段的工作特性。所述薄片为铁氧体材料,由于该材料具有高磁导率和高电阻率,当天线和金属外壳之间的距离很近时,金属薄片介于两者之间,能够将金属物体的反射波转化成其他形式的能量(如热能),从而降低金属物体对天线的辐射性能的干扰,使天线的辐射效能保持稳定,金属外壳的体积相对普通材质的外壳有所减小。
附图说明
图1为本发明天线图案示意图。
图2为本发明天线和金属壳的放置示意图。
具体实施方式
参照附图。本发明所提供的一种外加金属壳的四频段贴片天线10包括天线图案100、第一RF MEMS开关101、第二RF MEMS开关102、馈电点103、馈电点104、介质基板、金属外壳50,介质基板由上层22和下层薄片33构成。天线图案100处在介质基板上层22的外表面,天线图案100由第一谐振枝节1001、第二谐振枝节1002、第三谐振枝节1003、第四谐振枝节1004和第一RF MEMS开关101、第二RF MEMS开关102组成。当第一RF MEMS开关101接通的时候第一谐振枝节1001和第二谐振枝节1002接通,形成一个谐振枝节,实现GSM 900MHz的工作频段,断开时只有第一谐振枝节1001连通,此时天线工作在2.4GHz。当第二RF MEMS开关102接通的时候第三谐振枝节1003和第四谐振枝节1004连通,形成一个谐振枝节,实现GSM 1800MHz的工作频段,断开时只有第三谐振枝节1003连通,此时天线工作在5.8GHz。
介质基板放在金属外壳所开的口40的下方。
接地金属片105和谐振枝节在同一个平面内,有利于和其它电路集成在一块电路板上。
上述天线的金属外壳开口的长度等于四分之一的工作波长。
上述天线的谐振枝节等于四分之一的工作波长。
上述RF MEMS开关由于其插入损耗小、隔离度高、功率低、体积小等优点,可以应用在天线10上,实现天线工作频率的控制。当施加一定的电压于梁和底电极之间会出现静电场,并产生静电力吸引梁向下偏移,直到梁末于断开的信号线接触,从而形成通路。否则,形成断路。
上层22采用FR4(玻璃纤维环氧树脂)材料制成,其处在靠近金属外壳开口的这一侧。金属外壳50有两层构成,包括外层金属500和内层薄片501,薄片33和薄片501由铁氧化材料制成,通过所需的磁导率对该材料进行选择。由于铁氧体材料的电阻率和磁导率很高,当天线10靠近金属壳50,薄片33和薄片501介于金属壳50和天线图案100之间,能够将金属壳50的反射波转化为其他形式的能量(主要是热能)而被消耗掉。同时天线图案100和金属外壳50之间的距离很近,这样相对于普通的金属外壳体积有所减小,节约了成本,且能够保障天线10的可靠运行。
以上所述仅是本发明的实施方案,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。