CN101106583A - 使用具有导电层的内部天线的移动终端 - Google Patents

使用具有导电层的内部天线的移动终端 Download PDF

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Abstract

通过使用内部天线和导电层可以将移动通信终端制得更小。导电层与天线间隔开一固定间隔，且导电层既可位于终端外壳的内部也可以位于其外部。导电层的添加提供了处于高于第一谐振频率高的频带中的第二谐振频率。因为导电层具有相对较小的辐射量并且比具有相对较大辐射量的内部天线更直接地受到人体的影响，因此可以将终端的性能特性提高相应的量。

Description

使用具有导电层的内部天线的移动终端
技术领域
本发明涉及一种具有能减小人体接触的影响的内部天线的移动通信终端。
背景技术
移动通信终端正变得更轻和更小，从而允许用户简单地将它们携带在身边，但这些终端仍需要在小而且有限的终端内提供足够的机械支承并获得实现各种功能的质量通信。
最初开发了用于移动通信终端的无线电通信的外部天线。然而，外部天线的缺点在于它们有碍于终端的外观并且易于被损坏。为了克服这些缺点，已开发了内部或嵌入式天线。
现在将参照图1，即相关技术终端的部分截面图来说明具有内部天线的终端的一个例子。具有内部天线的相关技术终端1包括：具有安装在其上表面上的按钮6的主体2、以及与主体2可旋转地连接的折叠体3，使得它能相对于主体2被打开和闭合。电池5安装在主体2的下侧，而其上安装了各种控制和通信组件的电路板4安装在主体2内。
平面倒F天线(PIFA)天线7是一种内部天线，它安装在电路板4的一侧。天线7包括发射天线8以及在离电路板4的地表面一定距离支承发射天线8的电介质隔片9。
发射天线8受到其它组件或金属的影响且这些组件或金属可容易而直接地影响天线发送或接收性能。因此，不在发射天线附近安装金属组件。这一限制可能给终端1增加不必要的厚度。
如果天线7安装在主体2内，则天线长度受到限制而且带宽缩小了。特别是在主体2需要更细长时，天线设计者的选择受到限制。
另外，当天线7安装在终端1的内部时，用户持有主体2的手或用户的头可能会降低无线电性能。为了克服此缺点，天线7安装在诸如图1中所示的主体2的角等有限的位置处。
发明内容
因此，为了解决上述问题，在本文说明了本发明的各种特征。实施例的一个方面用于提供能在较高的射频通信频带中实现所期望的性能而不会因与用户的接触而降低天线性能的移动通信终端。
移动通信终端包括：终端外壳，该外壳还包括第一外壳部分和第二外壳部分；设置在第一外壳部分内的电路板；设置在终端外壳内的天线，该天线具有第一谐振频率和第二谐振频率；以及设置在第二外壳部分上的导电层，其中导电层与天线电磁耦合。
当第一外壳部分与第二外壳部分耦合时，天线和导电层相互平行并被隔开一固定间隙。导电层与天线电磁耦合。天线用电介质隔片附于电路板上，天线与电路板电连接。
具有导电层的天线具有用于无线通信的GSM 900射频频带中的第一谐振频率，并具有GSM 1800和1900射频频带中的第二谐振频率。
导电层可以固定于第二外壳部分的内表面或外表面上，且如果固定于外表面，则天线可固定于第二外壳部分的内表面，其中第二外壳部分在天线与导电层之间提供一固定的间隙。导电层可以使用电介质双面带、通过机械手段、或通过直接施加电磁干扰(EMI)颜料来固定于第二外壳部分。
附图说明
附图被包括于此以提供对本发明的进一步理解、并被包括在本申请中且构成本说明书的一部分，附图示出本发明的实施例，并与本说明一起用来解释本发明的原理。
图1是根据相关技术的移动通信终端的部分截面图。
图2是根据本发明的一个实施例的移动通信终端的分解立体图。
图3是示出图2的移动通信终端的耦合的状态的截面图。
图4是根据本发明的另一实施例的移动通信终端的分解立体图。
图5是根据本发明的另一实施例的移动通信终端的截面图。
图6是根据本发明的另一实施例的移动通信终端的一部分的截面图。
图7是根据本发明的另一实施例的移动通信终端的截面图。
图8是示出用户持有根据本发明的另一实施例的使导电层与内部天线耦合的移动通信终端的示意图。
图9是示出通过与天线耦合的导电层覆盖GSM900、GSM1800和GSM1900频带的多频带特性的VSWR(电压驻波比)曲线图。
具体实施方式
图2是根据本发明的一个实施例的移动通信终端的分解立体图。如图所示，通信终端10包括其中安装了电路板20的第一和第二终端外壳11和12；天线40，安装在终端外壳11和12内并被调谐至第一频带的谐振频率的；以及导电层50，安装在第一终端外壳11上，与天线40电磁耦合以重新调谐天线成至少在高于第一频带的第二频带中具有附加的谐振频率。
通信模块21安装在电路板20上并向天线40发送、从中接收和处理信号。电路板20提供天线40的接地平面。
连接垫22通过馈电部分42将电路板20连接至天线40。馈电部分42可由导电弹性材料制成。
隔片30安装在天线40和电路板20之间，用于将天线40与电路板20隔开，并且可由诸如塑料或陶瓷等电介质材料制成。
在天线40上形成多个孔43以允许天线40被固定于隔片30，并且在隔片30上形成固定突出33用于插入孔43内以将天线40固定于隔片30。导电层50固定于第一终端外壳11的内表面。
如图2中所示，在第一终端外壳11的内表面上形成固定突出13，并且在导电层50上形成通孔53，其中插入了固定突出13。或者，导电层50可以通过电介质双面带附于第一终端外壳11。
导电层50与天线40的伸长的平面平行设置，使得导电层50的至少某一部分与天线40重叠。特别地，可移动地安装导电层50来改变离天线40的距离以控制与天线40的耦合程度(参见图6)。
图3是图2的终端的耦合状态的截面图。如图所示，导电层50当被固定于第一终端外壳11时，它与天线隔开一间隙(g)。或者，可以通过空气或诸如塑料等电介质来维持该间隙。
图4是根据本发明的另一实施例的终端100的分解立体图。如图所示，在终端外壳11的内表面上形成导电层150。通过以网格形式涂覆EMI颜料来形成导电层150。因此，在EMI颜料中引起天线140的耦合。其它构造与第一实施例的构造相同。
图5是根据本发明的另一实施例的终端200的截面图。如图所示，导电层250安装在终端外壳11的外表面上。因此，天线240与导电层250电耦合，且终端外壳11置于其间。在此情形中，导电层250由金属材料制成，诸如被用于装饰。
图6是根据本发明的另一实施例的终端300的一部分的截面图。如图所示，天线340由固定突出343直接固定于终端外壳11，并通过弹性馈电部分342与电路板20的连接垫322接触。这里，终端外壳311用作附于其内表面的天线340与其外表面上形成的导电层350之间的电介质。
图7是根据本发明的另一方面的终端400的截面图。这里，导电层450与暴露在终端外壳11外部的柄460连接并且是可移动的。导电层450与天线440的重叠可以在距离d1和d2之间调节。
图8示出用户持有根据本发明的这一方面的使导电层与外部天线耦合的终端。如图所示，终端500包括：第一机体501，其中安装了电路板520；以及第二机体502，可以相对于第一机体501可旋转地打开和闭合。天线540安装在第一机体501的下部，并且终端外壳511的面向用户手掌的内表面550上形成的导电层与天线540耦合。
导电层550周围的辐射图被用户的手扭曲。因为提供主辐射的天线540被影响相对较少，所以减小了用户的手对天线540的辐射图的影响。
现在将说明根据本发明的移动通信终端的操作。
图9是示出通过与天线耦合的导电层覆盖GSM 900、GSM 1800和GSM1900频带的多频带特性的VSWR(电压驻波比)曲线图。
如图9中所示，在没有导电层的第一情形中，注意到第一谐振频带覆盖具有约900MHz的中心频率的GSM频带，而第二谐振频带具有超过2GHz的中心频率。在1.71GHz和1.8GHz测得超过至少7的VWSR值，指示如果在终端内得不到用于安装天线的足够的间隔，则不能获得较高频带处所需的天线性能。
在其中导电层50、150、250、350、450和550分别与内部天线40、140、240、340、440和540耦合的第二情形中，第一谐振频带在GSM 900频带处几乎不变而第二谐振频带已移至较低值。即，在1.71GHz和1.8GHz下的VWSR值分别为2.54和2.00，指示GSM 1800和GSM 1900被充分地覆盖。
表1、2和3示出根据本发明终端在GSM 900、GSM 1800和GSM 1900中的测得的xy、xz和yz平面中的辐射数据。
表1：GSM 900频带处的增益
GSM 900
  频率(MHz)     效果1(xy)     效果2(xz)     效果3(yz)
  dBi     ％     dBi     ％     dBi     ％
  890   -1.68   42.0   -1.87   40.3   -3.58   27.1
  902   -0.39   44.9   -0.55   43.3   -2.21   29.5
  915   0.02   46.8   -0.08   45.7   -1.55   32.6
  935   0.50   49.7   0.47   49.4   -0.78   36.9
  947   0.55   50.5   0.53   50.3   -0.46   39.9
  960   0.17   49.1   0.15   48.8   -0.63   40.7
如表1中所示，GSM 900处的辐射增益平均在30％或以上，这意味着尽管存在导电层50、150、250、350、450和550，在第一谐振频率下的天线性能没有受到不利影响。
表2：GSM 1800频带处的增益
GSM 1800
  频率(MHz)     效果1(xy)     效果2(xz)     效果3(yz)
    dBi     ％     dBi     ％     dBi     ％
    1710     -7.79     48.8     -7.79     50.4     -6.16     73.4
    1745     -7.70     55.8     -7.62     56.9     -6.25     77.9
    1785     -7.69     44.9     -7.72     44.6     -6.74     55.9
    1805     -6.22     63.2     -6.28     62.4     -5.47     75.2
    1840     -7.34     66.9     -7.41     65.8     -6.81     75.7
    1880     -4.12     68.0     -4.19     66.9     -3.85     72.4
表3：GSM 1900处的增益
GSM 1900
  频率(MHz)     效果1(xy)     效果2(xz)     效果3(yz)
    dBi     ％     dBi     ％     dBi     ％
    1850     -4.47     70.9     -4.54     69.7     -4.20     75.4
    1880     -4.12     67.9     -4.19     66.8     -3.85     72.3
    1910     -4.13     65.8     -4.17     65.2     -3.97     68.3
    1930     -4.03     63.6     -4.05     63.2     -3.87     65.9
    1960     -3.41     63.1     -3.45     62.4     -3.24     65.6
    1990     -3.04     61.3     -3.11     60.2     -2.81     64.5
如表2和3中所示，在DSC 1800和DSC 1900频带处的辐射增益被提高50％或以上。特别地，在效果3处的辐射增益为70％或以上，展示出卓越的天线性能。
如上所述，根据本发明的移动通信终端至少具有以下优点：第一，因为导电层安装在终端外壳内的内部天线处，所以能覆盖多个频带并且天线至少具有与在有限尺寸的终端中的相同或更好的性能特性；第二，由金属制成的导电层可以作为装饰元素安装在终端外壳的外表面上；以及第三，因为具有相对较小辐射量的导电层更直接受到用户身体的影响而具有相对较大辐射量的内部天线较少受到用户身体的影响，所以能将移动通信终端的无线电特性提高相应的量。
因为本发明可以用若干形式实施而不背离本发明的精神或本质特征，因此还应理解，除非另行指定，否则上述实施例并不受上述说明书的任何细节限制，而应在其所附权利要求书中定义的精神和范围内广义地解释，因此，所有落在权利要求书的边界和范围或这些边界和范围的等效技术方案内的变化和修改旨在被所附权利要求书包括。

Claims (20)

1.一种移动通信终端，包括：
终端外壳，进一步包括第一外壳部分和第二外壳部分；
电路板，设置在所述第一外壳部分内；
天线，设置在所述终端外壳内，所述天线具有第一谐振频率和第二谐振频率；以及
导电层，设置在所述第二外壳部分上，
其中，所述导电层与所述天线电磁耦合。
2.如权利要求1所述的终端，其特征在于，所述第一谐振频率处于第一射频通信频带内，且其中所述第二谐振频率处于第二和第三射频通信频带内。
3.如权利要求2所述的终端，其特征在于，所述第一射频通信频带的中心在900MHz。
4.如权利要求2所述的终端，其特征在于，所述第二射频通信频带的中心在1800MHz。
5.如权利要求2所述的终端，其特征在于，所述第三射频通信频带的中心在1900MHz。
6.如权利要求1所述的终端，其特征在于，所述天线包括与所述电路板电连接的馈电部分。
7.如权利要求1所述的终端，其特征在于，所述天线由电介质隔片支承在所述电路板上并与所述电路板隔开。
8.如权利要求7所述的终端，其特征在于，所述天线包括至少一个安装用通孔，用于在其中插入在所述电介质隔片上形成的至少一个固定突出。
9.如权利要求7所述的终端，其特征在于，所述导电层附于所述第二外壳部分的内表面，并且当所述第一外壳部分与所述第二外壳部分耦合时，所述导电层与所述天线的平面隔开一固定的间隙。
10.如权利要求9所述的终端，其特征在于，所述导电层与所述天线的所述平面平行地设置，并且所述导电层的一部分与所述天线重叠。
11.如权利要求10所述的终端，其特征在于，所述导电层被可移动地附于所述内表面，并且所述导电层与所述天线重叠的所述部分是可调节的。
12.如权利要求7所述的终端，其特征在于，所述连接层包括至少一个通孔，用于在其中插入所述第二外壳部分的内表面上形成的至少一个固定突出。
13.如权利要求7所述的终端，其特征在于，所述导电层用电介质双面带附于所述第二外壳部分的内表面。
14.如权利要求7所述的终端，其特征在于，所述导电层由涂覆于所述第二外壳部分的电磁颜料形成。
15.如权利要求6所述的终端，其特征在于，所述天线附于所述第二外壳部分的内表面，并且当所述第二外壳部分与所述第一外壳部分耦合时，所述馈电部分与所述电路板电连接。
16.如权利要求15所述的终端，其特征在于，所述连接层附于所述第二外壳部分的外表面，并且所述第二外壳部分在所述导电层与所述天线的平面之间形成一固定间隙。
17.一种移动通信终端，包括：
终端外壳，进一步包括耦合至第二外壳部分的第一外壳部分；
电路板，设置在所述第一外壳部分内；
天线，设置在所述终端外壳内，所述天线具有第一谐振频率和第二谐振频率，所述第一谐振频率处于第一射频通信频带内，且所述第二谐振频率处于第二和第三射频通信频带内，其中所述第二和第三射频通信频带的中心频率高于所述第一射频通信频带的中心频率；以及
导电层，设置在所述第二外壳部分上，并且当所述第一外壳部分与所述第二外壳部分耦合时与所述天线的平面平行并隔开，所述导电层与所述天线电磁耦合。
18.如权利要求17所述的终端，其特征在于，所述导电层附于所述第二外壳部分的内表面和外表面之一。
19.如权利要求18所述的终端，其特征在于，所述天线附于所述第二外壳部分的内表面，且所述导电层附于所述第二外壳部分的外表面。
20.如权利要求18所述的终端，其特征在于，所述导电层由涂覆于所述第二外壳部分的电磁颜料形成。
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