天線及其天線單元和具有該天線的無線通信裝置的製作方法

2023-06-10 07:11:56

專利名稱：天線及其天線單元和具有該天線的無線通信裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，特別涉及一種天線及其天線單元和具有該天線的無線通信裝置。
背景技術：
移動終端上的GPS、藍牙、WiFi等天線由PCB主板和天線單元構成，其中PCB主板構成天線的一個單元，天線單元構成天線的另外一個單元。通常這些天線單元都具有一個饋電點，天線單元通過饋電點和PCB主板的收發電路電相連。
移動終端的可靠性試驗中包括靜電放電試驗，中國標準要求可以承受8KV的靜電放電而不出現規定的故障，常見的防靜電措施是在PCB板上加靜電防護器件。但是防靜電器件對於某些特別敏感的晶片(例如GPS晶片)的防護，不是特別有效。
圖1所示為現有技術中GPS天線的單元圖。GPS天線中的天線單元為從饋電點F 延伸出天線金屬導體，另一個部分是PCB板(主板)，即圖1中的金屬板，GPS接收晶片與饋電點F電相連。該天線的缺點是，當靜電放電時，放電電流順著天線流向GPS接收晶片，就有可能損壞GPS接收晶片。儘管可以加一些靜電防護器件，效果並不理想。同時，增加靜電防護器件也會大大增加移動終端的製造成本。發明內容
本發明的目的旨在至少解決上述技術缺陷之一。
為此，本發明的一個目的在於提出一種靜電防護效果好且成本低的天線單元。
本發明的另一個目的在於提出一種天線。
本發明的再一個目的在於提出一種無線終端裝置。
為達到上述目的，本發明第一方面提出了一種天線單元，包括第一天線部件，所述第一天線部件包括一個饋電點；和第二天線部件，所述第二天線部件包括至少一個接地點，其中，所述第一天線部件與所述第二天線部件相互分離，所述第二天線部件至少部分地包圍所述第一天線部件且所述第一天線部件中的一部分與所述第二天線部件中的一部分相互耦合以形成第一耦合電容。
根據本發明實施例的天線單元，通過使第一天線部件和第二天線部件這兩者相互分離，且第二天線部件至少部分地包圍第一天線部件，使得靜電放電的電流(例如由於用戶觸碰天線所產生的靜電放電電流)會首先到達第二天線部件，而通過第二天線部件流向主板上的接地點以實現靜電的洩放，從而不會到達第一天線部件及連接在第一天線部件的饋電點上的主板上的晶片構成影響。同時，根據本發明實施例的天線單元，第二天線部件與第一天線部件之間通過相互耦合形成第一耦合電容從而共同構成天線單元，不僅與主板共同實現了天線的輻射功能，還能夠有效提高天線的效率。
根據本發明的一些實施例，所述第一天線部件包括第一部分，所述第一部分的第一端為饋電點；和第二部分，所述第二部分與所述第一部分的第二端電相連。
在本發明的一些示例中，所述第一部分的第二端與所述第二部分的一端電相連。
根據本發明的一些實施例，所述第二天線部件包括第三部分和第四部分，所述第三部分的第一端為接地點且所述第三部分的第二端與所述第四部分的第一端電相連，所述第四部分的第二端超出所述第一天線部件的第二部分的端點以包圍所述第一天線部件的第二部分，且所述第三部分和/或第四部分與所述第一天線部件的第一部分和/或第二部分相互耦合。由此，使得第二天線部件能夠更好地包圍第一天線部件，以提高靜電保護效果O
有利地，所述第二天線部件還包括第五部分，所述第五部分的一端為接地點且所述第五部分的另一端與所述第四部分電相連，其中所述第五部分和所述第三部分分別位於所述第一天線部件的第二部分的兩側以由所述第二天線部件完全包圍所述第一天線部件。 由此，所述第二天線部件可以完全包圍所述第一天線部件，從而實現最佳的靜電保護。
有利地，所述第二天線部件還包括第六部分，所述第六部分與所述第四部分電相連，且所述第六部分與所述第一天線部件的第一部分耦合且所述第六部分和所述第三部分分別位於所述第一天線部件的第二部分的兩側。
有利地，所述第二天線部件還包括第七部分和第八部分，所述第七部分通過所述第八部分與所述第四部分電相連且所述第七部分與所述第四部分耦合。
進一步有利地，天線單元還包括第三天線部件，所述第三天線部件至少部分地包圍所述第一天線 部件，所述第三天線部件包括至少一個接地點且所述第三天線部件中的一部分與所述第二天線部件中的一部份相互耦合以形成第二耦合電容。由此，通過第三天線部件與第二天線部件之間形成的第二耦合電容，可以有效地增加天線的帶寬。
更進一步有利地，所述第三天線部件包括第九部分；和第十部分，所述第十部分的一端與所述第九部分的第一端電相連，所述第十部分與所述第二天線部件的第四部分相互耦合。
有利地，所述第九部分的第二端為接地點。
有利地，所述第九部分為絕緣材料。
有利地，所述第十部分位於所述第二天線部件的第七部分和第四部分之間。
本發明第二方面提出了一種天線，包括主板，所述主板包括一個饋電點和至少一個接地點；和天線單元，所述天線單元為根據本發明第一方面任一實施例所述的天線單元， 其中所述第一天線部件的饋電點與所述主板的饋電點電相連且所述第二天線部件的接地點與所述主板的接地點對應連接。
根據本發明實施例的天線，除了具有良好的天線性能之外，還具有很好的防止靜電擊穿、打壞與天線電相連的晶片的功能。
有利地，所述天線為GPS天線、藍牙天線或WiFi天線。
本發明第三方面提出了一種無線終端裝置，包括本發明第二方面所述的天線。
本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部件給出，部件將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。


本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中
圖1為現有技術中GPS終端天線的部件圖2為本發明實施例一的天線的示意圖3為本發明實施例二的天線的示意圖4為本發明實施例三的天線的示意圖5為本發明實施例四的天線的示意圖；和
圖6為本發明實施例五的天線的示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。
本發明第一方面提出了一種天線單元，包括第一天線部件和第二天線部件。具體而言，第一天線部件包括一個饋電點，第二天線部件包括至少一個接地點(通常為1-2個接地點)，第一天線部件與 第二天線部件相互分離第二天線部件至少部分地包圍(優選全部包圍)第一天線部件，且第一天線部件中的一部分與第二天線部件中的一部分相互耦合以形成第一稱合電容。
此處，需要說明的是，上述「相互耦合」並非限定為絕對的耦合，只要第一天線部件中的一部分與第二天線部件中的一部分能夠產生耦合電容兩者也可以相對耦合，例如二者採用平行耦合的方式，或者二者採用鋸齒耦合的方式。
根據本發明實施例的天線單元，由於第二天線部件包圍第一天線部件且第一天線部件與第二天線部件相互分離，使得用戶在觸碰天線時會首先觸碰到第二天線部件，而第二天線部件與主板的接地點電相連以實現靜電的洩放，因此可以防止靜電從第二天線部件傳遞至第一天線部件進而對主板上與饋電點電相連的晶片(如GPS晶片)造成靜電損害。 另外，根據本發明實施例的天線單元，第二天線部件與第一天線部件之間形成第一耦合電容，從而共同構成天線單元，不僅實現了天線的輻射功能，還能夠有效提高天線的效率。
本發明第二方面提出了一種天線，包括主板，所述主板包括一個饋電點和至少一個接地點；和天線單元，所述天線單元為根據本發明第一方面所述的天線單元，其中所述第一天線部件的饋電點與所述主板的饋電點電相連且所述第二天線部件的接地點與所述主板的接地點對應連接。具體地，該天線可以為GPS天線、藍牙天線或WiFi天線。當然,在本發明的其他示例中，該天線還可以為通信天線等。本發明實施例的天線除了具有良好的天線性能之外，還具有很好的防止靜電擊穿、打壞與天線電相連的晶片的功能。
本發明第三方面提出了一種無線終端裝置，包括本發明第二方面所述的天線。本發明實施例的無線終端裝置具有良好的防止靜電擊穿性能，使用壽命更長。
為了能夠更好地理解本發明的上述思想，以下將參考附圖對本發明的一些具體實施例進行詳細介紹。但應該理解的是本領域技術人員能夠根據上述思想對以下實施例做出等同的修改或變換，這些等同的修改或變換均應包含在本發明的保護範圍之內。
實施例一，
如圖2所示為本發明實施例一的天線的示意圖。
在本實施例中，天線單元包括第一天線部件和第二天線部件。
第一天線部件包括第一部分Fl和第二部分F2，其中，第一部分Fl的第一端(對應於圖中的下端)為饋電點且該饋電點與主板100上的饋電點(F)電相連，且第二部分F2的一端與第一部分Fl的第二端(對應於圖中的上端)電相連以構成L的單極子型天線。在此需要說明的是，雖然圖中所示第一部分Fl與第二部分F2相互垂直，但是在本發明的其他實施例中，第一部分Fl與第二部分F2不是相互垂直的。
第二天線部件包括第三部分G3和第四部分G4。第三部分G3的第一端(對應於圖中的下端)為接地點且該接地點與主板100之上的接地點(G)電相連，且第三部分G3的第二端(對應於圖中的上端)與第四部分G4的第一端(對應於圖中的右端)電相連。第四部分的第二端(對應於圖中的左端)超出第一天線部件的第二部分F2的端點以全部或部分地包圍第一天線部件的第二部分F2，且第三部分G3和/或第四部分G4與第一天線部件的第一部分Fl和/或第二部分F2相互耦合。由相互耦合的第二天線部件的第四部件G4 與第一天線部件的第二部分F2形成了第一耦合電容。
從圖2中可以看出，射頻信號可以通過該第一耦合電容在第一天線部件和第二天線部件之間傳遞，因此第一天線部件和第二天線部件共同構成天線部件，加上主板100的共同輻射，從而完成了天線的輻射功能。關於主板100的共同輻射部分已為現有技術，在此不再贅述。此外，在本實施例的天線單元中，第二天線部件分別從右側、上側包圍了第一天線部件，且由於第二天線部件與第一天線部件相互分離，因此很好地實現了對第一天線部件的物理隔離，使得用戶在觸碰天線時會首先觸碰到第二天線部件，而第二天線部件與主板100的接地點(G)電相連以實現靜電的洩放，因此可以防止靜電從第二天線部件傳遞至第一天線部件進而對主板100上與饋電點電相連的晶片(如GPS晶片)造成靜電損害。
實施例二，
圖3示出了本發明實施例二的天線的示意圖。
在本實施例中，與實施例一不同的在於，第一天線部件為T型天線部件且第二天線部件包括兩個接地點。
具體而言，第一部分Fl的第一端與第二部分F2電相連，從而形成T型天線部件。 同樣需要說明的是，雖然在圖中第一部分Fl的第一端與第二部分F2的中心位置相連，但是在本發明的其他實施例中第一部分Fl的第一端可與第二部分F2的任意位置相連。
第二天線部件包括第三部分G3和第四部分G4，第三部分G3的第一端為接地點，且該接地點與主板100上的接地點(Ga)電相連。此外，第二天線部件還包括第五部分G5，第五部分G5的一端為接地點且該接地點與主板100上的接地點(Gb)電相連，且第五部分G5 的另一端與第四部分G4電相連，其中第五部分G5和第三部分G3分別位於第一天線部件的第二部分F2的兩側，第二天線部件完全包圍(即從分別從左側、上側以及右側包圍)第一天線部件。
在本實施例中，由於第二天線部件可以完全包圍所述第一天線部件，因此可以實現最佳的靜電 保護。
實施例三，
如圖4所示，為本發明實施例三的天線的示意圖。
在本實施例中，第一天線部分的結構與實施例二的第一天線部分結構相同。與實施例二不同的是，在本實施例中，為了改進第二天線部件的性能，第二天線部件除了第三部分G3、第四部分G4和第五部分G5外，還包括第七部分G7和第八部分G8，其中，第七部分G7 與第四部分G4耦合，且第七部分G7通過第八部分G8與第四部分G4電相連從而提高整體天線效率。
實施例四，
如圖5所示，為本發明實施例四的天線的示意圖。
本實施例與實施例一類似，第一天線部件為L型。與實施例一不同的是，本實施例中，第二天線部件除了包括第三部分G3和第四部分G4外還包括第六部分G6，第六部分G6 與第四部分G4電相連，第六部分G6與第一天線部件的第一部分Fl耦合，第六部分G6和第三部分G3分別位於第一天線部件的第二部分F2的兩側。
由圖5可以看出，在本實施例中，第一耦合電容包括兩個分支，即第六部分G6與第一部分Fl耦合所形成的耦合電容，以及第四部分G4與第二部分Fl耦合所形成的耦合電容，由該兩個分支共同構成第一耦合電容。通過該兩個分支可以使射頻信號更好地在第一天線部分與第二天線部分之間耦合。
此外，由於第二天線部件的第六部分G6和第三部分G3分別位於第一天線部件的第二部分F2的兩側，因此第二天線部件可以更好地包圍第一天線部件，從而相比於實施例一而言，其靜電防護的功能更好。
此外，如圖5所示，在本實施例中，與實施例四同樣地，第二天線部件還包括第七部分G7和第八部分G8，其中，第七部分G7與第四部分G4耦合，且第七部分G7通過第八部分G8與第四部分G4電相連從而提高整體天線效率。
實施例五，
如圖6所示，為本發明實施例五的天線的示意圖。
在本實施例中，為了增加天線單元的帶寬，天線單元還包括第三天線部件。
具體而言，第三天線部件至少部分地包圍第一天線部件，第三天線部件包括至少一個接地點，且第三天線部件中的一部分與第二天線部件中的一部份相互耦合以至少形成第二耦合電容。在本發明的實施例中，通過第三天線部件與第二天線部件相互組合，從而可以對第一天線部件更好地進行保護。此外，通過第三天線部件與第二天線部件之間形成的第二耦合電容，可以有效地增加天線的帶寬。
具體地，如圖6所示，
在本實施例中，第三天線部件包括第九部分G9和第十部分GlO。第十部分GlO的一端與第九部分G9的第一端(對應於圖中的上端)電相連，且第十部分GlO分別與第二天線部件的第四部分G4耦合(當然，也可以和第七部分G7耦合)以形成第二耦合電容。
需要說明的是，雖然在本實施例中，第十部分GlO位於第二天線部件的第七部分 G7和第四部分G4之間，然而在本發明的其他示例中，第十部分GlO還可以位於第七部分G7 和第四部分G4的一側。
此外，需要說明的是，雖然在本實施中，在實施例三(參考圖4)的基礎上增加了第三天線部件，在本發明的其他示例中，還可以在其他實施例的基礎上增加第三天線部件。
此外，第九部分G9的第二端(對應於圖中的下端)可以為接地點(Gb)，如圖6所示。但是在本發明的其他示例中，第九部分G9還可以為絕緣體以便起到支撐第十部分GlO的作用。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同限定。
權利要求
1.一種天線單元，其特徵在於，包括 第一天線部件，所述第一天線部件包括一個饋電點；和 第二天線部件，所述第二天線部件包括至少一個接地點， 其中，所述第一天線部件與所述第二天線部件相互分離且所述第二天線部件至少部分地包圍所述第一天線部件，所述第一天線部件中的一部分與所述第二天線部件中的一部分相互耦合以形成第一耦合電容。
2.根據權利要求1所述的天線單元，其特徵在於，所述第一天線部件包括 第一部分，所述第一部分的第一端為饋電點；和 第二部分，所述第二部分與所述第一部分的第二端電相連。
3.根據權利要求2所述的天線單元，其特徵在於，所述第一部分的第二端與所述第二部分的一端電相連。
4.根據權利要求1所述的天線單元，其特徵在於，所述第二天線部件包括 第三部分和第四部分，所述第三部分的第一端為接地點，且所述第三部分的第二端與所述第四部分的第一端電相連， 所述第四部分的第二端超出所述第一天線部件的第二部分的端點以全部或部分地包圍所述第一天線部件的第二部分，且所述第三部分和/或第四部分與所述第一天線部件的第一部分和/或第二部分相互耦合。
5.根據權利要求4所述的天線單元，其特徵在於，所述第二天線部件還包括 第五部分，所述第五部分的一端為接地點，且所述第五部分的另一端與所述第四部分電相連，其中所述第五部分和所述第三部分分別位於所述第一天線部件的第二部分的兩偵牝所述第二天線部件完全包圍所述第一天線部件。
6.根據權利要求4所述的天線單元，其特徵在於，所述第二天線部件還包括 第六部分，所述第六部分與所述第四部分電相連，且所述第六部分與所述第一天線部件的第一部分耦合且所述第六部分和所述第三部分分別位於所述第一天線部件的第二部分的兩側。
7.根據權利要求4所述的天線單元，其特徵在於，所述第二天線部件還包括 第七部分和第八部分，所述第七部分通過所述第八部分與所述第四部分電相連且所述第七部分與所述第四部分耦合。
8.根據權利要求7所述的天線單元，其特徵在於，還包括 第三天線部件，所述第三天線部件至少部分地包圍所述第一天線部件，所述第三天線部件包括至少一個接地點且所述第三天線部件中的一部分與所述第二天線部件中的一部份相互耦合以形成第二耦合電容。
9.根據權利要求8所述的天線單元，其特徵在於，所述第三天線部件包括 第九部分；和 第十部分，所述第十部分的一端與所述第九部分的第一端電相連，所述第十部分與所述第二天線部件的第四部分相互耦合。
10.根據權利要求9所述的天線單元，其特徵在於，所述第九部分的第二端為接地點。
11.根據權利要求9所述的天線單元，其特徵在於，所述第十部分位於所述第二天線部件的第七部分和第四部分之間。
12.—種天線，其特徵在於，包括 主板，所述主板包括一個饋電點和至少一個接地點；和 天線單元，所述天線單元為權利要求1-11中任一項所述的天線單元，其中所述第一天線部件的饋電點與所述主板的饋電點電相連且所述第二天線部件的接地點與所述主板的接地點對應連接。
13.根據權利要求12所述的天線，其特徵在於，所述天線為GPS天線、藍牙天線或WiFi天線。
14.一種無線終端裝置，其特徵在於，包括權利要求12或13所述的天線。
全文摘要
本發明提出一種天線及其天線單元和具有該天線的無線終端裝置。天線單元包括第一天線部件，所述第一天線部件包括一個饋電點；和第二天線部件，所述第二天線部件包括至少一個接地點，其中，所述第一天線部件與所述第二天線部件相互分離，所述第二天線部件至少部分地包圍所述第一天線部件且所述第一天線部件中的一部分與所述第二天線部件中的一部分相互耦合以形成第一耦合電容。根據本發明實施例的天線單元，使得靜電放電的電流會首先到達第二天線部件，而不會到達第一天線部件及連接在第一天線部件的饋電點上的主板上的晶片構成影響。此外，根據本發明實施例的天線單元，不僅與主板共同實現了天線的輻射功能，還能夠有效提高天線的效率。
文檔編號H01Q21/00GK103022642SQ201110298020
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月27日 優先權日2011年9月27日
發明者漆一宏 申請人:珠海德百祺科技有限公司