內置天線及具有內置天線的移動終端的製作方法

2023-05-14 06:08:01

專利名稱：內置天線及具有內置天線的移動終端的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及無線通信領域，尤其涉及一種內置天線及具有這種內置天線的移動終端。

背景技術：
天線是將電路傳輸線的高頻電流轉變成空間無線電波，或反之過程的一種能量轉換裝置，其具有一定的工作頻帶。目前國內主流的移動通訊網絡全球移動通訊系統(Globe System for Mobile Communication，GSM)和碼分多址(CodeDivision Multiple Addressing，CDMA)移動通信系統的工作頻段集中在900MHz附近，相應的內置天線的設計也主要考慮在該頻段下取得較優的天線性能。
工作在450MHz的CDMA 450MHz網絡是一種新興的通訊網絡，主要覆蓋在地廣人疏的西部和農村地區，其相應的移動終端市場潛力很大。但是由於CDMA 450MHz網絡的工作頻帶比目前主流的通訊網絡的工作頻帶要低很多，在現有的終端的尺寸下設計高性能的內置天線是一大難題。目前這類終端中的內置天線多採用平面倒F天線(PIFA)和單極子天線兩種形式。
圖1是現有的一種PIFA天線的結構示意圖。如圖1所示，PIFA天線主要包括平面輻射部分12、與平面輻射部分12相連的短針14、同軸線16和接地板18。輻射部分12通過同軸線16供電，並且通過使用短針14來使接地板18短路而形成阻抗匹配。PIFA天線必須根據短針14的寬度Wp、輻射部分12的寬度W，輻射部分12的長度L和天線的高度H進行設計。
上述PIFA天線的帶寬窄，且由於在輸入端的反射損失，其輻射效率下降，需要較大的天線尺寸。尤其在450MHz的頻帶下，PIFA天線和單極子天線的效率都比較低，一般在10％以下。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在於，提供一種內置天線和具有內置天線的移動終端，以提高內置天線的天線效率。
為了解決上述技術問題，本實用新型提出了一種內置天線，包括 第一輻射部分，具有螺旋結構； 第二輻射部分，所述第二輻射部分是與第一輻射部分連接的導體； 饋電導體，用於將所述第二輻射部分與印製電路板上的天線饋電點相連接。
其中，所述第二輻射部分具有直導體結構，並架空在印製電路板之上，其延伸方向與第一輻射部分的法向具有一定夾角。
相應的，本實用新型還提供了一種具有內置天線的移動終端，所述移動終端中的內置天線包括 第一輻射部分，具有螺旋結構； 第二輻射部分，所述第二輻射部分是與第一輻射部分連接的導體； 饋電導體，用於將所述第二輻射部分與天線饋電點相連接。
其中，所述第二輻射部分具有直導體結構，並架空在印製電路板之上，其延伸方向與第一輻射部分的法向具有一定夾角。
本實用新型提供的內置天線的第一輻射部分採用了螺旋結構，因此可以方便的根據移動終端的外型結構和其他器件的布局對螺旋結構做出適當的變動以獲得所需的工作頻帶和較高的輻射效率。同時，架空於PCB板上的第二輻射部分也有效的增加了天線的效率。總體上可以在450MHz頻帶下使天線效率達到20％。

圖1是現有的一種PIFA天線的結構示意圖； 圖2是本實用新型的一種內置天線的實施例的結構示意圖； 圖3是本實用新型的一種內置天線的實施例的結構俯視圖； 圖4是本實用新型的一種內置天線的實施例的結構示意圖； 圖5是本實用新型的一種內置天線的實施例的結構示意圖； 圖6是本實用新型的一種內置天線的實施例的結構示意圖； 圖7是本實用新型的一種具有內置天線的移動終端的天線空間布局示意圖。
具體實施方式
下面參考附圖對本實用新型的優選實施例進行描述。在所參照的附圖中，不同的圖中相同或相似的部件使用相同的附圖標號來表示。
參見圖2，為本實用新型的一種內置天線的實施例的結構示意圖。根據該圖，本實用新型的一種內置天線包括 第一輻射部分301，具有螺旋結構，本圖為螺旋線圈結構； 第二輻射部分303，所述第二輻射部分303是與第一輻射部分301連接的導體； 饋電導體305，用於將所述第二輻射部分303與PCB板20上的天線饋電點200相連接。
其中，第一輻射部分301是所述內置天線的主要輻射器件，其除了具有自身的輻射功能外，還與第二輻射部分303和饋電導體305一起構成天線的自諧振迴路。通過調整第一輻射部分301的結構參數(線圈匝數、線圈長度、線圈直徑等)就可以使天線諧振頻率處於所需的工作頻帶內。
第二輻射部分303和饋電導體305除了具有一定的輻射作用外，還可以消減天線自身的電抗特性和天線與接地的耦合效應。而將第二輻射部分303設計在饋電導體305和第一輻射部分301之間是由於信號電流從饋電點200剛出來時最強，這樣處於饋電導體305和第一輻射部分301之間的第二輻射部分303就能發揮最大的作用，增加天線的輻射效率。
在本具體實施例中，第一輻射部分301結構為螺旋線圈結構；通過線圈的長度、直徑和圈數三者的配合來使天線諧振在所需的頻帶內。其中對線圈的繞法沒有固定要求，線圈可以是等間距的也可以是不等間距的，如圖3所示，其第一輻射部分301具有先疏後密的螺旋線圈結構。
在圖2所示的本具體實施例中，第二輻射部分303為一段儘量走直的導體(當然也可以具有一定的彎曲)，架空在PCB板20上，而饋電導體305垂直立於PCB板20之上，上述是本實用新型的優選實施例而已，饋電導體305與PCB板20之間可以有一定傾角。第二輻射部分303與第一輻射部分301的末端相連，其連接點處於第一輻射部分301在與PCB板20垂直的最高點上，且第二輻射部分302的延伸方向與第一輻射部分301的法向垂直。第二輻射部分303與饋電導體305的連接點則是在饋電導體305的頂端。上述結構使得第二輻射部分303與PCB板20的接地部分保持較遠的距離，同時使得饋電導體305上的電流流向與PCB板20上的電流流向正交，有利於天線的輻射。同時，饋電導體305處於PCB板20一側的邊緣，也有利於天線的輻射。
需要說明的是上述具體實施例是較優的一種實施方式，但所述第一輻射部分、第二輻射部分和饋電導體的連接方式並不局限於此，比如第一輻射部分301與第二輻射部分303不一定要首尾相連，如圖4所示，第二輻射部分303連接在第一輻射部分301的其中一個線圈上，第二輻射部分303的延伸方向與第一輻射部分301的法向成銳角。此時，根據實際需要只需對第一輻射部分301的結構參數做一定的調整，就可以使所述天線工作在所需要的頻段內，所述結構參數包括線圈匝數、線圈直徑及線圈長度等。
實際上，在本實用新型提供的具體實施例中第二輻射部分303可以連接在第一輻射部分301上不與PCB板20接觸的任何位置；第二輻射部分303可以連接在饋電導體305上不與PCB板20接觸的任何位置；第二輻射部分303的延伸方向與第一輻射部分301的法向可以具有不同的夾角；饋電導體305與PCB板20所在的平面可以具有除零度以外的不同傾角。其具體實施例此處不再一一列舉。
在上述具體實施例中，可替換的，第一輻射部分301為平面螺旋結構。圖5和圖6為具有所述平面螺旋結構的兩種具體實施例。所述平面螺旋結構可以設計為疏密和形狀不同的螺旋結構以獲得所需的天線性能。
在上述實施例中，所述饋電導體與PCB板的饋電點的連接方式可以是各類彈腳連接方式，但不限於彈腳連接方式。
在上述實施例中，第二輻射部分可以是金屬絲也可以是扁金屬條或採用軟性電路板的形式。
優選的，上述實施例中的天線材料為低電磁損耗金屬材料。所述低電磁損耗金屬材料包括磷青銅絲鍍金、銅包鋼材料等。
優選的，上述實施例中的內置天線的工作頻段為450MHz。
上面具體闡述了一種內置天線的技術方案，下面具體闡述具有內置天線的移動終端的技術方案。
一種具有內置天線的移動終端，其內置天線包括 第一輻射部分，具有螺旋結構； 第二輻射部分，所述第二輻射部分303是與第一輻射部分301連接的導體； 饋電導體，用於將所述第二輻射部分與PCB板上的天線饋電點相連接，所述饋電導體基本垂直於PCB板上。
其中，所述第一輻射部分具有的螺旋結構可以為螺旋線圈結構或平面螺旋結構；所述第二輻射部分具有直導體結構，並架空在印製電路板之上，其延伸方向與第一輻射部分的法向具有一定夾角。
優選地，所述內置天線的材料為低電磁損耗金屬材料，所述移動終端的工作在450MHz頻段。
圖7是本實用新型的一種內置天線在移動終端中的相對空間位置示意圖。天線區域30位於PCB板20上，並具有一定的空間高度。同時，天線要與位於PCB板上的饋電點200相連。優選的，一般將天線區域30布於PCB板20的頂部，饋電點200布於PCB板20一側靠近PCB板20邊緣的地方。
發射功率是天線無線性能的重要指標之一，經實驗測試，本實施例的一種內置天線的發射功率能達到如下結果 表1
其中，表1中的信道160、210、260分別對應低、中、高三個頻點。在上述的發射功率水平下，本實用新型中所描述的內置天線的效率在整個頻帶(450MHz至470MHz)為20％左右。
同時，在相同的測試條件下，現有的多款移動終端中的內置天線的發射功率均不高，表2是其中性能較優的一部移動終端的內置天線在同樣測試條件下的測試結果，其天線效率均在15％以下。
表2
從上述結果可以看出本實用新型提供的內置天線的發射功率比現有技術的內置天線在相同條件下的發射功率要高。
在同一塊實驗樣機上採用本實用新型提供的方案和現有技術提供的不同方案的平均測試結果如表3所示。
由表3可以看出，PIFA天線和單極子天線的天線效率低於本實用新型中提供的內置天線的天線效率。在調試難度上，PIFA和單極子天線都需要做反覆實驗來優化天線自身的形狀，而本實用新型中提供的內置天線在形體上非常簡單，只需根據PCB板上天線饋電點的位置，就可以自然形成天線的總體布局。再通過調整第一輻射部分的結構就能將天線的工作頻率控制在所需頻帶內。
表3 天線效率 綜上所述，本實用新型提供的內置天線的第一輻射部分採用了螺旋結構，因此可以較方便的根據移動終端的外型結構和其他器件的布局對螺旋結構做出適當的變動以獲得所需的工作頻帶和較高的輻射效率。同時，架空於PCB板上的第二輻射部分也有效的增加了天線的效率，總體上可以在450MHz頻帶下使天線效率達到20％。
以上所揭露的僅為本實用新型一種較佳實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權利範圍，因此依本實用新型權利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的範圍。
權利要求1.一種內置天線，其特徵在於，所述內置天線包括
第一輻射部分，具有螺旋結構；
第二輻射部分，所述第二輻射部分是與第一輻射部分連接的導體；
饋電導體，用於將所述第二輻射部分與印製電路板上的天線饋電點相連接。
2.如權利要求1所述的內置天線，其特徵在於，
所述第一輻射部分具有的螺旋結構可以為螺旋線圈結構或平面螺旋結構。
3.如權利要求2所述的內置天線，其特徵在於，
所述第二輻射部分具有直導體結構，並架空在印製電路板之上，其延伸方向與第一輻射部分的法向具有一定夾角。
4.如權利要求3所述的內置天線，其特徵在於，
所述饋電導體立於印製電路板上。
5.如權利要求1至4中任意一項所述的內置天線，其特徵在於，
所述內置天線的波段為450MHz頻段。
6.一種具有內置天線的移動終端，其特徵在於，所述內置天線包括
第一輻射部分，具有螺旋結構；
第二輻射部分，所述第二輻射部分是與第一輻射部分連接的導體；
饋電導體，用於將所述第二輻射部分與天線饋電點相連接。
7.如權利要求6所述的移動終端，其特徵在於，
所述第一輻射部分具有的螺旋結構可以為螺旋線圈結構或平面螺旋結構。
8.如權利要求7所述的移動終端，其特徵在於，
所述第二輻射部分具有直導體結構，並架空在印製電路板之上，其延伸方向與第一輻射部分的法向具有一定夾角。
9.如權利要求8所述的移動終端，其特徵在於，
所述饋電導體立於印製電路板上。
10.如權利要求6至9中任意一項所述的移動終端，其特徵在於，
所述移動終端工作在450MHz頻段。
專利摘要本實用新型公開了一種內置天線，所述內置天線包括第一輻射部分，具有螺旋結構；第二輻射部分，所述第二輻射部分是與第一輻射部分連接的導體；饋電導體，用於將所述第二輻射部分與印製電路板上的天線饋電點相連接。相應地，本實用新型還公開了一種具有內置天線的移動終端。根據本實用新型所提供的內置天線及具有內置天線的移動終端，其具有較高的天線效率。
文檔編號H04B7/04GK201042011SQ20072005200
公開日2008年3月26日 申請日期2007年5月29日 優先權日2007年5月29日
發明者陳紹清, 張學飛, 平 雷, 周儉軍, 楊麗萍, 猛 侯, 孫樹輝 申請人:華為技術有限公司