天線帶寬擴展裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種天線帶寬擴展裝置，通過擴展如LTE智能手機等包含多個通信頻帶并要求較寬的頻率特性的天線的帶寬，以提高無線通信設(shè)備的收發(fā)性能。低成本的天線帶寬擴展裝置可以簡單而方便地在第一諧振頻帶和第二諧振頻帶下擴展天線的帶寬，從而確保收發(fā)終端的性能。
【專利說明】
天線帶寬擴展裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種設(shè)置在天線和內(nèi)部RF電路之間的天線帶寬擴展裝置，尤其涉及一 種適用于頻帶變寬的寬頻帶通信系統(tǒng)以提高通信終端的收發(fā)性能的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來隨著LTE移動通信終端和物聯(lián)網(wǎng)等多樣的通信服務(wù)的商業(yè)化，一個終端所 需要支持的頻帶逐漸變寬，而且因產(chǎn)品的纖薄化設(shè)計以及高容量電池產(chǎn)品的應(yīng)用，天線的 大小正處于逐漸變小的趨勢。
[0003] 在這種情況下，正針對一種大小較小，又可以實現(xiàn)多頻帶和寬頻帶的天線的開發(fā) 進行設(shè)計技術(shù)和制造方法等多樣的方面上的研究，然而還是不能克服天線大小限制導(dǎo)致的 局限性。尤其，對LTE(Long Term Evolution)通信終端的情況而言，為了克服寬頻帶天線特 性實現(xiàn)中的困難，應(yīng)用著一種利用可調(diào)諧天線模塊或者RF(射頻)開關(guān)的頻帶開關(guān)，然而存 在費用問題和電路設(shè)計的復(fù)雜性等問題。
[0004] 例如，圖la是這樣一種方式:分別通過電源檢測(Power Detect ion)來掌握沿著天 線方向的進行波和來自天線的反射波，以通過數(shù)字地調(diào)整DAC值而使相對反射量保持在預(yù) 定的標(biāo)準(zhǔn)值以下（電壓駐波比（VSWR)標(biāo)準(zhǔn)管理），從而控制ΤΑΜ內(nèi)部的LC值以實時地調(diào)諧天 線匹配。
[0005] 圖lb表示通過控制天線接地饋電（feeding)的位置來切換到所需要的頻率的結(jié) 構(gòu)。SW1和SW2表示開關(guān)，Ml和M2表示匹配電路。
[0006] 在SW1連接時以及在SW2連接時，天線的諧振長度變化，利用該變化引起的諧振頻 率偏移(shift)。
[0007] 根據(jù)如圖la所示的現(xiàn)有技術(shù)，用于性能優(yōu)化的軟件算法比較復(fù)雜，而且制造成本 因采用高價的ΤΑΜ而上升，而且為了控制制造成本上升而需要一種復(fù)雜的控制電路，因此會 存在PCB貼裝空間不足的缺點。另外，為了使調(diào)諧范圍變寬，采用了損耗較大的L值和C值，因 此集總元件所引起的損耗將會增大。另外，因外部DC電源的施加，天線可能會引起噪聲問 題。
[0008] 根據(jù)如圖lb所示的現(xiàn)有技術(shù)，頻率偏移的程度將會根據(jù)接地饋電的適當(dāng)?shù)拈g距d 而不同，然而如果與饋電端子相離預(yù)定的距離以上，則會存在特定頻帶的天線匹配特性變 差的問題。因此，在需要較多的頻率偏移量的情況下，根據(jù)開關(guān)的打開/關(guān)閉而未被選擇的 頻帶的特性將會變劣化。此外，天線圖案電連接于DC電源，因此，電源所引起的天線噪聲將 會引起靈敏度的降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種天線帶寬擴展裝置，其改善小型天線所具有的 頑固的窄帶特性的局限性而將所述小型天線應(yīng)用到頻帶逐漸變寬的寬帶通信系統(tǒng)，從而可 以提高通信終端的收發(fā)性能。
[0010] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單而制造成本低廉，同時在電子設(shè)備中不 會占用大量的貼裝空間的天線帶寬擴展裝置。
[0011] 本發(fā)明的另一目的在于利用天線帶寬擴展裝置代替費用昂貴且需要復(fù)雜設(shè)計的 基于開關(guān)的電路設(shè)計，確保用于采用Low-Low LTE載波聚合(CA:Carrier Aggregation)的 技術(shù)并提供方案。
[0012] 所述目的通過一種天線帶寬擴展裝置達成，所述天線帶寬擴展裝置用于以在RF系 統(tǒng)和天線之間與所述RF系統(tǒng)和天線形成電連接的方式貼裝到電路基板，其特征在于，包括： 第一導(dǎo)電端子，電連接于所述天線;第二導(dǎo)電端子，與所述第一導(dǎo)電端子通過夾設(shè)第一電容 器而電連接;第一線圈，電連接于所述第一導(dǎo)電端子以及第二導(dǎo)電端子之間；第三導(dǎo)電端 子，電連接于所述RF系統(tǒng)的輸出部;第四導(dǎo)電端子，與所述第三導(dǎo)電端子通過夾設(shè)第二電容 器而電連接;第二線圈，電連接于所述第三導(dǎo)電端子以及第四導(dǎo)電端子之間；第三電容器以 及第四電容器，分別夾設(shè)在所述第二導(dǎo)電端子以及第三導(dǎo)電端子之間和所述第一導(dǎo)電端子 以及第四導(dǎo)電端子之間，其中，所述第二電容器和所述第四電容器分別并聯(lián)以及串聯(lián)連接 于第二線圈而構(gòu)成低頻帶的第一頻帶諧振電路，所述第一電容器和所述第三電容器分別并 聯(lián)連接以及串聯(lián)連接于所述第一線圈而構(gòu)成高頻帶的第二頻帶諧振電路，所述第一線圈以 及第二線圈以互相相反的方向卷繞而磁耦合。
[0013] 所述目的通過一種天線帶寬擴展裝置達成，所述天線帶寬擴展裝置用于以在RF系 統(tǒng)和天線之間與所述RF系統(tǒng)和天線形成電連接的方式貼裝到電路基板，其特征在于，包括： 陶瓷主體，在下表面相隔地形成有第一至第四導(dǎo)電端子，內(nèi)部具備電連接于所述第一導(dǎo)電 端子以及第二導(dǎo)電端子之間的第一線圈和電連接于所述第三導(dǎo)電端子以及第四導(dǎo)電端子 之間的第二線圈；以及第一至第四電容器，在所述電路基板上，夾設(shè)并連接于與所述第一至 第四導(dǎo)電端子對應(yīng)地形成的第一至第四導(dǎo)電襯墊之間；其中，所述第一導(dǎo)電端子電連接于 所述天線，所述第三導(dǎo)電端子電連接于所述RF系統(tǒng)的輸出部，所述第二電容器以及第四電 容器分別并聯(lián)以及串聯(lián)連接于所述第二線圈而構(gòu)成低頻帶的第一頻帶諧振電路，所述第一 電容器以及第三電容器分別并聯(lián)以及串聯(lián)連接于所述第一線圈而構(gòu)成高頻帶的第二頻帶 諧振電路，所述第一線圈以及第二線圈以互相相反的方向卷繞而磁耦合。
[0014] 優(yōu)選地，所述第一線圈可以位于所述第二線圈的內(nèi)部。
[0015] 優(yōu)選地，所述第一線圈以及第二線圈的水平截斷面的形狀可以為圓形或者多邊 形。
[0016] 優(yōu)選地，所述第二導(dǎo)電端子以及第四導(dǎo)電端子可以通過夾設(shè)外部電感器而以電連 接方式接地。
[0017] 所述目的通過一種天線帶寬擴展裝置達成，其特征在于，包括:第一陶瓷片，在下 表面的四個角落分別形成有導(dǎo)電端子，中央部分形成有接地端子或者虛擬端子;第二陶瓷 片，形成有第一電容器圖案;多個第三陶瓷片，形成有所述第一電容器圖案或者第二電容器 圖案和第一線圈圖案以及第二線圈圖案;第四陶瓷片，形成所述第一電容器圖案，其中，各 個所述陶瓷片依次層疊，從而所述第一線圈圖案以及第二線圈圖案分別通過通孔連接而形 成線圈并相互磁耦合，所述第一電容器圖案以及第二電容器圖案分別在層疊的狀態(tài)下相互 重疊而構(gòu)成電容器，所述線圈和電容器通過通孔電連接于所述導(dǎo)電端子。
[0018] 優(yōu)選地，所述目的通過一種天線帶寬擴展裝置達成，其特征在于，包括:第一陶瓷 片，在下表面的四個角落分別形成有導(dǎo)電端子，中央部分形成有接地端子或者虛擬端子;第 二陶瓷片，形成有一個連接圖案；多個第三陶瓷片，形成有第一線圈圖案以及第二線圈圖 案;第四陶瓷片，形成有另外的連接圖案;其中，所述各個陶瓷片依次層疊，從而所述第一線 圈圖案以及第二線圈圖案分別通過通孔連接而構(gòu)成線圈并相互磁耦合，所述線圈通過所述 連接圖案和通孔而電連接于所述導(dǎo)電端子。
[0019] 優(yōu)選地，所述第一線圈圖案以及第二線圈圖案可以形成于互不相同的陶瓷片。
[0020] 根據(jù)所述構(gòu)成，可以擴展要求較寬的頻率特性的天線的帶寬。
[0021 ]另外，其結(jié)構(gòu)簡單，因此制造成本較低，并且在智能手機等電子設(shè)備里并不占用太 大的貼裝空間。
[0022] 另外，其能夠在天線的后端單獨地或者同匹配電路一起使用，并且能夠應(yīng)用在匹 配電路的前端或者后端，從而可以提高針對系統(tǒng)設(shè)計的自由度。
【附圖說明】
[0023] 圖la和圖lb表示現(xiàn)有技術(shù)。
[0024]圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的帶寬擴展裝置和按層結(jié)構(gòu)。
[0025] 圖3表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的帶寬擴展裝置的內(nèi)部連接結(jié)構(gòu)，其中，圖3a表示 影響低頻帶和高頻帶的線圈圖案之間的結(jié)合結(jié)構(gòu)，圖3b表示影響低頻帶和高頻帶的線圈圖 案之間彼此分離的結(jié)構(gòu)，圖3c表示線圈圖案的另一例。
[0026] 圖4表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的帶寬擴展裝置的內(nèi)部平面圖。
[0027] 圖5表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的帶寬擴展裝置的等價電路圖。
[0028] 圖6a和圖6b表示第一諧振頻率（925MHz)和第二諧振頻率（1990MHz)下的磁場 (Magnetic field)分布。
[0029]圖7a和圖7b分別是表示線圈一和線圈二的大小對反射損耗(return loss)的影響 的曲線圖。
[0030] 圖8a和圖8b是表示針對外部電感器L3和L4的反射損耗的影響的曲線圖。
[0031] 圖9是表示通過外部電感器L3和L4的電感值來測量的反射損耗特性的曲線圖。 [0032]圖10a是表示對線圈大小進行優(yōu)化而測量出的反射損耗值的曲線圖，圖10b是表示 第一諧振頻帶和第二諧振頻帶下的，針對插入損耗的頻率特性的曲線圖。
[0033]圖11是在特定的產(chǎn)品中進行了 LC匹配的天線的反射損耗和應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的天 線帶寬擴展裝置的天線的Sll[dB]進行比較并測量的曲線圖。
[0034]圖12a是表示在第一諧振頻帶下的輻射效率的曲線圖，圖12b是表示在第二諧振頻 帶下的輻射效率的曲線圖。
[0035]圖13表示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的帶寬擴展裝置。
[0036]圖14表示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的帶寬擴展裝置的接線圖。
[0037]圖15表示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的帶寬擴展裝置的內(nèi)部平面圖。
[0038] 符號說明
[0039] 10:陶瓷主體 11、12、13、14、15、16:陶瓷片
[0040] 21、22、23、24:導(dǎo)電端子 25:接地端子
[0041 ] i 00:第一諧振頻率模塊 200:第二諧振頻率模塊
[0042] 111、112、121、122、211、212、221、222:電容器圖案
[0043] 130:線圈一 230:線圈二
[0044] 131、132、133、231、232、233:線圈圖案
[0045] 101~106、201~206:通孔 241~246:連接圖案
【具體實施方式】
[0046] 以下，參照附圖而對根據(jù)本發(fā)明的天線帶寬擴展裝置進行詳細的說明。
[0047] 圖2的(a)表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的帶寬擴展裝置，圖2的（b)表示按層結(jié)構(gòu)， 圖3表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的帶寬擴展裝置的內(nèi)部連接結(jié)構(gòu)，其中，圖3a表示影響低頻 帶和高頻帶的線圈圖案之間的結(jié)合的結(jié)構(gòu)，圖3b表示影響低頻帶和高頻帶的線圈圖案之間 彼此分離的結(jié)構(gòu)，圖3c表示線圈圖案的另一例，圖4表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的帶寬擴展 裝置的內(nèi)部平面圖。在圖3b中，針對相同的導(dǎo)電圖案省去附圖符號。
[0048]天線帶寬擴展裝置具有六面體形狀的陶瓷主體10,而陶瓷主體分別由形成有導(dǎo)電 圖案的陶瓷片(ceramic sheet) 11、12、13、14、15、16層疊而構(gòu)成，而陶瓷主體10的下表面暴 露導(dǎo)電端子21、22、23、24和接地端子25。在此，為了增強焊接強度，接地端子25可以是虛擬 (dummy)端子，而這即使被省去也不會對其特性產(chǎn)生顯著的影響。在省去接地端子25的情況 下，在下表面暴露的導(dǎo)電端子21、22、23、24可以具有延伸至陶瓷主體側(cè)面的結(jié)構(gòu)。
[0049] 天線帶寬擴展裝置可以通過真空拾取實現(xiàn)表面貼裝，例如，可以貼裝到安裝在手 機內(nèi)部的電路基板，此時，作為獨立的部件，例如在RF系統(tǒng)的輸出部(feed port)和與天線 連接的饋電端口之間電連接于這些組件。
[0050] 在陶瓷主體10的各個陶瓷片(或者印刷電路基板）11、12、13、14、15、16上印刷形成 的導(dǎo)電圖案通過通孔(via hole)而以三維形狀電連接或者磁性連接，由此構(gòu)成電路。
[0051]也就是說，如圖2的(b)所示，在形成各個層(本實施例中為6個層）的陶瓷片11~16 中，例如可以印刷銀(Ag)而形成導(dǎo)電圖案（即，線圈圖案、電容器圖案、連接圖案等），而且可 以將各個陶瓷片11~16層疊并利用低溫共燒陶瓷(LTCC)工藝進行燒制而形成陶瓷主體10。 [0052]如上所述，陶瓷片11的下表面的四個角落形成有導(dǎo)電端子21、22、23、24，中央部分 形成有接地端子25,而且在各個導(dǎo)電端子21、22、23、24的預(yù)定位置上，通孔101、104、201、 204形成于陶瓷片11。
[0053]在此，在各個陶瓷片的同一個位置上形成的通孔賦予相同的符號。
[0054] 陶瓷片12的上表面形成有電容器圖案112、121、212、221和連接圖案241、242、243、 244, 為了將這些圖案電連接于陶瓷片11的導(dǎo)電端子21、22、23、24，在與形成于陶瓷片11的 通孔101、104、201、204相同的位置上形成有通孔。
[0055]陶瓷片13形成有電容器圖案111、122、211、222和線圈圖案131、231;陶瓷片14形成 有電容器圖案112、121、212、221和線圈圖案132、232;陶瓷片15形成有電容器圖案111、121、 211、212和線圈圖案133、233;陶瓷片16形成有電容器圖案112、121、212、221和連接圖案 245、 246。
[0056]各個陶瓷片13、14、15、16形成有用于上下之間的電連接的通孔，而如圖2的（13)所 示，在各個陶瓷片13、14、15、16的適當(dāng)?shù)奈恢蒙闲纬捎校河糜谥苯与娺B接于導(dǎo)電端子21、22、 23、24的通孔101、104、201、204;用于將線圈圖案131、132、133和線圈圖案231、232、233相互 電連接的通孔(未賦予符號）；以及用于各個電容器圖案（111、112)、（121、122)、（211、212)、 (221、222)和導(dǎo)電端子21、22、23、24之間的電連接的通孔（102、103)、（105、106)、（202、 203)、（205、206)。在圖2的卬）中，將包括未進行說明的通孔的所有通孔表示為黑色的四邊 形點。
[0057] 如果將上述的構(gòu)成表示為如圖3b所示的立體圖，則導(dǎo)電端子21、22、23、24通過填 充到通孔101、104、201、204的導(dǎo)電插頭101'、104'、201'、204'和填充到通孔（102、103)、 (105、106)、（202、203)、（205、206)的導(dǎo)電插頭（102'、103'）、（105'、106'）、（202'、203，）、 (205'、206'）而分別連接于電容器圖案（111、112)、（121、122)、（211、212)、（221、222)，并通 過填充到通孔103、106、203、206的導(dǎo)電插頭103'、106'、203'、206'而分別連接于線圈圖案 130、230 〇
[0058] 因此，整體上各個電容器圖案（111、112)、（121、122)、（211、212)、（221、222)構(gòu)成 電容器，線圈圖案（131、132、133)、（231、232、233)則形成磁耦合的線圈一 130和線圈二230， 針對與此相關(guān)的電路的說明將會在下文中進行。
[0059] 本實施例中，將構(gòu)成線圈一 130的線圈圖案131、132、133分別以包含在構(gòu)成線圈二 230的線圈圖案231、232、233內(nèi)部的大小來形成于同一個陶瓷片13、14、15的情況作為了一 例，當(dāng)然，根據(jù)需求，其還可以形成于構(gòu)成互不相同的層的陶瓷片。
[0060] 例如，為了方便圖示，圖3c去除其他構(gòu)成部分而僅示出了線圈的結(jié)合關(guān)系，其中， 線圈一 130和線圈二230以相同的大小形成于構(gòu)成互不相同的層的陶瓷片，而且各個線圈可 以具有不同的匝數(shù)。
[0061] 以下，對根據(jù)本發(fā)明的一實施例的寬帶擴展裝置的構(gòu)成和操作進行具體的說明。
[0062] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的帶寬擴展裝置的等價電路圖。
[0063] 天線寬帶擴展裝置夾設(shè)在天線和內(nèi)部RF系統(tǒng)之間，如圖3所示，導(dǎo)電端子21電連接 于與天線連接的饋電端口，導(dǎo)電端子23電連接于RF系統(tǒng)的輸出部(feed port)。
[0064] 因此，通過導(dǎo)電端子23而從RF系統(tǒng)接收到的信號能量將會被傳送至線圈二230,并 且借助線圈二230中所產(chǎn)生的磁場的磁通量成分，線圈一 130中耦合形成感應(yīng)電流，其感應(yīng) 電流被傳送到導(dǎo)電端子21，并被傳送到天線的饋電端口。
[0065]如圖5所示，通過以與線圈二230的卷繞方向的反方向卷繞線圈一 130,相互之間將 會誘導(dǎo)磁耦合。結(jié)果，根據(jù)線圈一 130和線圈二230的卷繞方向，低頻帶(第一諧振頻帶)可以 在線圈一 130和線圈二230之間的區(qū)域內(nèi)誘導(dǎo)強磁耦合，高頻帶(第二諧振頻帶)可以在線圈 一 130和線圈二230的中心區(qū)域通過強磁耦合傳送信號能量。
[0066] 在線圈一 130形成于線圈二230的內(nèi)部的該實施例中，以線圈一 130和線圈二230的 卷繞方向彼此相反的形態(tài)形成線圈，然而還可以包括使線圈一 130和線圈二230的卷繞方向 相同，以在線圈的中心部形成磁耦合的結(jié)構(gòu)。
[0067] 電容器圖案（111、221)、（112、122)、（121、211)、（212、222)分別具備層疊結(jié)構(gòu)，從 而構(gòu)成圖4的電容器&4、& 2、(：32以及(：34，而且形成于各個陶瓷片13、14、15的線圈圖案（131、 132、133)、（231、232、233)層疊而構(gòu)成線圈一 130 和線圈二 230。
[0068] 因此，各個電容器&2和&4、(：32和C 34分別并聯(lián)連接到各個線圈一 130、線圈二230,并 加載各個導(dǎo)電端子21、22、23、24之間的電容值。
[0069] 在此，線圈一 130和線圈二230并沒有電連接，然而借助于線圈二230所生成的磁場 (Magnetic field)的磁通量(Magnetic flux)，線圈一 130中親合形成感應(yīng)電流，以使來自 RF系統(tǒng)的輸出部的信號能量傳送到天線的饋電端口。
[0070] 如上所述，在本實施例，在各個陶瓷片13、14、15上同時形成作為線圈一 130和線圈 二230的一部分的線圈圖案（131、132、133)、（231、232、233)，然而并不局限于此。此外，如上 所述，線圈一 130和線圈二230以互不相同的大小形成而具有一個線圈位于另一個線圈內(nèi)部 的結(jié)構(gòu)，然而在本實施例中，是線圈一 130的整體包含在線圈二230內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，其可以最大 限度地提高線圈之間的耦合程度，從而可以將信號能量的損耗最小化。
[0071] 串聯(lián)連接于線圈二230的電容器&4、并聯(lián)連接于線圈二230的C34與線圈二230結(jié)合 而形成一個LC諧振電路，而串聯(lián)連接于線圈一 130的電容器C32、并聯(lián)連接于線圈一 130的電 容器C12與線圈一 130結(jié)合而形成另一個LC諧振電路。
[0072]參照圖5,寬帶擴展裝置被區(qū)分為影響低頻帶的第一諧振頻率模塊100和影響高頻 帶的第二諧振頻率模塊200。
[0073]因此，對第一諧振頻率起到主要影響的要素是線圈二230和電容器(：14、(：34以及外 部電感器L4,對第二諧振頻率起到主要影響的要素是線圈一 130和電容器(：12、(：32以及外部電 感器L3。由線圈一 130和線圈二230形成的互電感Lm同時影響第一諧振頻率和第二諧振頻率。
[0074] 總之，線圈二230和電容器C14、C34以及外部電感器L4形成影響低頻帶的第一諧振頻 率模塊100,線圈一 130和電容器(：12、(：32以及外部電感器L3形成影響高頻帶的第二諧振頻率 模塊200。
[0075] 在此，導(dǎo)電端子22、24分別夾設(shè)外部電感器L3和L4而以電連接方式接地。
[0076]為了從連接于RF系統(tǒng)的輸出部的導(dǎo)電端子23向連接于天線的饋電端口的導(dǎo)電端 子21有效地傳遞信號能量，需要使線圈一 130和線圈二230形成較強的磁性耦合。
[0077]為了說明線圈之間的親合，一般使用親合系數(shù)(Coupling coefficient，k)，k具有 0到1之間的值，其中0表示線圈之間為相互分離（decoupling)的狀態(tài)，1表示理想的耦合 (coup 1 ing)狀態(tài)。一般，根據(jù)線圈的形狀、間距、方向而對k值形成影響。
[0078]本發(fā)明的天線帶寬擴展裝置具有線圈二230包含整個線圈一 130,并沿著互相相反 的方向卷繞而形成磁耦合的結(jié)構(gòu)，據(jù)此，第一諧振頻帶使線圈之間的隔離距離最小化而使 信號能量的損耗最小化，第二諧振頻帶使線圈的中心部的磁耦合變強，從而既可以將損耗 最小化，又可以使信號能量能夠在寬頻帶上的傳遞。
[0079] 圖6a和圖6b表示第一諧振頻率（925MHz)和第二諧振頻率（1990MHz)下的磁場 (Magnetic field)分布。在第一諧振頻率下，在線圈一 130和線圈二230之間的區(qū)域內(nèi)形成 較強的的磁場;在第二諧振頻率下，線圈一 130的內(nèi)部區(qū)域形成較強的磁場。
[0080]圖7a是表示線圈一 130的大小對反射損耗(return loss)的影響的曲線圖?？梢钥?出，線圈一的大小變大時，第一諧振頻率無顯著的變化，相反第二諧振頻率則向較低的方向 移動。
[0081]圖7b是表示線圈一230的大小對反射損耗(return loss)的影響的曲線圖?？梢钥?出，線圈二的大小變大時，第一諧振頻率向較低的方向移動，相反第二諧振頻率則無顯著的 變化。
[0082] 圖8a表示外部電感器L3對反射損耗(return loss)的影響?？梢钥闯?，L3電感值降 低時，第二諧振頻率向更高的方向移動，并使通過適當(dāng)?shù)闹档牡诙C振頻率下的阻抗匹配 (Impedance matching)最優(yōu)化。
[0083] 圖8b表示外部電感器L4對反射損耗(return loss)的影響?？梢钥闯?，L4電感值降 低時，第一諧振頻率向更高的方向移動，并使通過適當(dāng)?shù)闹档牡谝恢C振頻率下的阻抗匹配 (Impedance matching)最優(yōu)化。
[0084] 圖9是表示在線圈一和線圈二的水平截面形狀分別為四邊形且具有0.5mmX0.5mm 和1.0皿1\1.0皿1的大小時，對串聯(lián)以及并聯(lián)連接于各個線圈的電容器&4、(：12、(：32以及(： 34的 電容值的影響進行了實測，并且通過適當(dāng)?shù)耐獠扛袘?yīng)器L3和L4的電感值來測量的反射損耗 特性的圖。
[0085] 如下所示的【表1】和【表2】表示適用于圖9的測量結(jié)果的樣本S的線圈大小和外部 電感器L 3和L4的電感值，【表3】表示適用于圖9的測量結(jié)果的各個電容值。
[0086] 【表1】
[0087]
[0088]
[0089]
[0090] 【表3】
[0091]
[0092]
[0093] 圖10a是表示將線圈大小最優(yōu)化而測量出的反射損耗值，是表示根據(jù)特定的產(chǎn)品 而對第一諧振頻率和第二諧振頻率進行最優(yōu)化的曲線圖；圖l〇b是表示在第一諧振頻帶和 第二諧振頻帶下，針對插入損耗的頻率特性的曲線圖。
[0094] 圖11表示將在PCB大小具有130mm X 65mm X 0 · 8mm的大小的FR4裸板(Bar e) PCB標(biāo)準(zhǔn) 下對特定的產(chǎn)品進行過LC匹配的天線的反射損耗和采用根據(jù)本發(fā)明的天線帶寬擴展裝置 的天線的反射損耗進行比較而測得的曲線圖；【表4】是對僅具備LC匹配電路的天線和在增 設(shè)帶寬擴展裝置時的天線的帶寬改善效果進行整理而得到的表。
[0095] 【表4】
[0096]
[0097] 參照【表4】，包含寬帶擴展裝置的天線的帶寬與只由LC匹配電路來設(shè)計的天線的 帶寬相比，以VSWR為4.0基準(zhǔn)，第一諧振頻帶有100%的帶寬改善，第二諧振頻率有65%的帶 寬改善。
[0098] 圖12a表示在第一諧振頻帶下的輻射效率，是表示在具備本發(fā)明中限定的寬帶擴 展裝置的情況和僅有LC匹配電路的情況下對輻射效率進行比較和測量而得到的曲線圖。 [0099]從曲線圖中可知，包含寬帶擴展裝置的情況(用實線表示)與僅采用LC匹配電路的 情況相比，其諧振頻率的輻射效率的峰值雖然低于后者，然而在兩端邊界側(cè)附近的頻率，使 帶寬擴展效果所引起的失配(mismatching)損耗減少，從而可以增加福射效率，并能夠得到 整體平坦的(Flat)輻射效率特性。
[0100]圖12b表示第二諧振頻帶下的輻射效率，是在具備帶寬擴展裝置的情況和僅有LC 匹配電路的情況下對輻射效率進行比較和測量而得到的曲線圖。如圖12a所示，包含寬帶擴 展裝置的情況（用實線表示)與僅采用LC匹配電路的情況相比，在兩端邊界側(cè)附近的頻率， 使帶寬擴展效果所引起的失配(mismatching)損耗減少，從而可以增加福射效率，并能夠得 到整體均衡的輻射效率特性。
[0101]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的帶寬擴展裝置夾設(shè)在內(nèi)部RF系統(tǒng)和具有任意的阻抗特性 的天線之間而被應(yīng)用，其可以被應(yīng)用在匹配電路的前端和后端而用于擴展天線的帶寬，也 可以不通過匹配電路而直接被應(yīng)用在天線的后端，從而在匹配天線阻抗的同時還可以被擴 展帶寬。
[0102] 在所述實施例中，將線圈一和線圈二的水平截面形狀為四邊形的情況作為了一 例，然而并不局限于此，其形狀還可以是圓形或者其他的多邊形。
[0103] 圖13表示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的帶寬擴展裝置，圖14表示根據(jù)本發(fā)明的另一 實施例的帶寬擴展裝置的接線圖，圖15表示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的帶寬擴展裝置的內(nèi) 部平面圖。
[0104] 與所述一實施例的天線帶寬擴展裝置相比，該實施例的天線帶寬擴展裝置其內(nèi)部 并不具備電容器圖案，而是具備線圈圖案130、230和連接圖案241、243、245、246。
[0105] 具體而言，參照圖13,陶瓷主體10的下表面的四個角落形成有導(dǎo)電端子21、22、23、 24,然而為了提高焊接強度，可以使各個導(dǎo)電端子21、22、23、24沿著陶瓷主體10的側(cè)壁延 伸。
[0106] 如圖15所述，在中央部分可以形成接地端子25,或者可以形成用于提高焊接強度 的虛擬(dummy)端子，或者可以不形成任何部件。
[0107] 如圖15所示地，陶瓷主體可以通過層疊陶瓷片11~16并利用LTCC工藝進行燒制而 形成。
[0108] 陶瓷片11的下表面的四個角落形成導(dǎo)電端子21、22、23、24，中央部分形成接地端 子，而在各個導(dǎo)電端子21、22、23、24的預(yù)定位置，通孔101、104、201、204形成于陶瓷片11。 [0109]陶瓷片12的上表面形成有連接圖案241、243,并形成有用于將這些連接圖案電連 接于陶瓷片11的導(dǎo)電端子21、22、23、24的通孔104、204。
[0110] 此外，陶瓷片13、14、15形成有線圈圖案（131、132、133)、（231、232、233)，且形成有 通孔104、204,而且陶瓷片16形成有連接圖案245、246和通孔104、204。
[0111] 因此，整體上，線圈圖案（131、132、133)、（231、232、233)形成磁耦合的線圈一 130 和線圈二230。
[0112] 如上述的實施例，該實施例的天線帶寬擴展裝置夾設(shè)在天線和內(nèi)部RF系統(tǒng)之間， 導(dǎo)電端子21電連接于與天線連接的饋電端口，導(dǎo)電端子23電連接于RF系統(tǒng)的輸出部。
[0113] 因此，從RF系統(tǒng)通過導(dǎo)電端子23傳送的信號能量將會傳送到線圈二230,并根據(jù)在 線圈二230中生成的磁場的磁通量成分，線圈一 130中耦合形成感應(yīng)電流，其感應(yīng)電流被傳 送到導(dǎo)電端子21，并被傳送到天線的饋電端口。
[0114] 參照圖14,陶瓷主體10被安裝在電路基板的上方，而電路基板形成有與導(dǎo)電端子 21、22、23、24對應(yīng)的導(dǎo)電襯墊，電容器&4、& 2、(：32、以及(：34安裝于這些導(dǎo)電襯墊之間。
[0115] 因此，天線寬帶擴展裝置的陶瓷主體10貼裝到電路基板的同時，各個電容器C14、 C12、C32、和C34與線圈一和線圈二并聯(lián)連接，從而加載各個導(dǎo)電端子21、22、23、24之間的電容 值。
[0116] 如上所述的一實施例，串聯(lián)連接于線圈二230的電容器(^4、并聯(lián)連接于線圈二230 的C34與線圈二230結(jié)合而形成一個LC諧振電路，串聯(lián)連接于線圈一 130的電容器C32、并聯(lián)連 接于線圈一 130的C12與線圈一 130結(jié)合而形成另一個LC諧振電路。
[0117] 同樣，線圈一 130和線圈二230并不電連接，然而借助從線圈二230生成的磁場的磁 通量成分，線圈一 130中耦合形成感應(yīng)電流，從而RF系統(tǒng)的輸出部的信號能量被傳送到天線 的饋電端口。
[0118] 根據(jù)該實施例，并不需要在天線的帶寬擴展裝置的陶瓷主體內(nèi)部體現(xiàn)電容器，因 此其結(jié)構(gòu)比較簡單，而且可以容易改變電容器&4、&2、(： 32、以及(：34電容，因此能夠容易地調(diào) 整其特性。
[0119] 而且，根據(jù)天線的阻抗特性和終端的結(jié)構(gòu)，可以變更為導(dǎo)電端子21連接到RF系統(tǒng) 的輸出部且導(dǎo)電端子23連接到天線的結(jié)構(gòu)。
[0120] 以上，以本發(fā)明的實施例為中心進行了說明，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā) 明加以多樣的變更或者變形。如果這些變更和變形不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)則可以被認為屬 于本發(fā)明。本發(fā)明的權(quán)利范圍需要根據(jù)所記載的權(quán)利要求書而得到判斷。
【主權(quán)項】
1. 一種天線帶寬擴展裝置，所述天線帶寬擴展裝置用于以在RF系統(tǒng)和天線之間與所述 RF系統(tǒng)和天線形成電連接的方式貼裝到電路基板，其特征在于，包括： 第一導(dǎo)電端子，電連接于所述天線； 第二導(dǎo)電端子，與所述第一導(dǎo)電端子通過夾設(shè)第一電容器而電連接； 第一線圈，電連接于所述第一導(dǎo)電端子以及第二導(dǎo)電端子之間； 第三導(dǎo)電端子，電連接于所述RF系統(tǒng)的輸出部； 第四導(dǎo)電端子，與所述第三導(dǎo)電端子通過夾設(shè)第二電容器而電連接； 第二線圈，電連接于所述第三導(dǎo)電端子以及第四導(dǎo)電端子之間； 第三電容器以及第四電容器，分別夾設(shè)在所述第二導(dǎo)電端子以及第三導(dǎo)電端子之間和 所述第一導(dǎo)電端子以及第四導(dǎo)電端子之間， 其中，所述第二電容器和所述第四電容器分別并聯(lián)以及串聯(lián)連接于第二線圈而構(gòu)成低 頻帶的第一頻帶諧振電路，所述第一電容器和所述第三電容器分別并聯(lián)連接以及串聯(lián)連接 于所述第一線圈而構(gòu)成高頻帶的第二頻帶諧振電路， 所述第一線圈以及第二線圈以互相相反的方向卷繞而磁耦合。2. 如權(quán)利要求1所述的天線帶寬擴展裝置，其特征在于， 所述第二導(dǎo)電端子以及第四導(dǎo)電端子通過夾設(shè)外部電感器而以電連接方式接地。3. -種天線帶寬擴展裝置，所述天線帶寬擴展裝置用于以在RF系統(tǒng)和天線之間與所述 RF系統(tǒng)和天線形成電連接的方式貼裝到電路基板，其特征在于，包括： 陶瓷主體，在下表面相隔地形成有第一至第四導(dǎo)電端子，內(nèi)部具備電連接于所述第一 導(dǎo)電端子以及第二導(dǎo)電端子之間的第一線圈和電連接于所述第三導(dǎo)電端子以及第四導(dǎo)電 端子之間的第二線圈；以及 第一至第四電容器，在所述電路基板上，夾設(shè)并連接于與所述第一至第四導(dǎo)電端子對 應(yīng)地形成的第一至第四導(dǎo)電襯墊之間； 其中，所述第一導(dǎo)電端子電連接于所述天線，所述第三導(dǎo)電端子電連接于所述RF系統(tǒng) 的輸出部，所述第二電容器以及第四電容器分別并聯(lián)以及串聯(lián)連接于所述第二線圈而構(gòu)成 低頻帶的第一頻帶諧振電路，所述第一電容器以及第三電容器分別并聯(lián)以及串聯(lián)連接于所 述第一線圈而構(gòu)成高頻帶的第二頻帶諧振電路， 所述第一線圈以及第二線圈以互相相反的方向卷繞而磁耦合。4. 如權(quán)利要求1或者3所述的天線帶寬擴展裝置，其特征在于， 所述第一線圈位于所述第二線圈的內(nèi)部。5. 如權(quán)利要求1或者3所述的天線帶寬擴展裝置，其特征在于， 所述第一線圈以及第二線圈的水平截斷面的形狀為圓形或者多邊形。6. -種天線帶寬擴展裝置，其特征在于，包括： 第一陶瓷片，在下表面的四個角落分別形成有導(dǎo)電端子，中央部分形成有接地端子或 者虛擬端子； 第二陶瓷片，形成有第一電容器圖案； 多個第三陶瓷片，形成有所述第一電容器圖案或者第二電容器圖案和第一線圈圖案以 及第二線圈圖案； 第四陶瓷片，形成所述第一電容器圖案， 其中，各個所述陶瓷片依次層疊，從而所述第一線圈圖案以及第二線圈圖案分別通過 通孔連接而形成線圈并相互磁耦合，所述第一電容器圖案以及第二電容器圖案分別在層疊 的狀態(tài)下相互重疊而構(gòu)成電容器， 所述線圈和電容器通過通孔電連接于所述導(dǎo)電端子。7. -種天線帶寬擴展裝置，其特征在于，包括： 第一陶瓷片，在下表面的四個角落分別形成有導(dǎo)電端子，中央部分形成有接地端子或 者虛擬端子； 第二陶瓷片，形成有一個連接圖案； 多個第三陶瓷片，形成有第一線圈圖案以及第二線圈圖案； 第四陶瓷片，形成有另外的連接圖案； 其中，所述各個陶瓷片依次層疊，從而所述第一線圈圖案以及第二線圈圖案分別通過 通孔連接以構(gòu)成線圈并相互磁耦合， 所述線圈通過所述連接圖案和通孔電連接于所述導(dǎo)電端子。8. 如權(quán)利要求6或者7所述的天線寬帶擴展裝置，其特征在于， 所述第一線圈圖案以及第二線圈圖案形成于互不相同的陶瓷片。
【文檔編號】H01Q7/00GK105896076SQ201610086740
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月16日
【發(fā)明人】尹種喆, 金善基, 宋寅燁
【申請人】卓英社有限公司, 金善基