CN101127549B - 一种pcmcia数据卡和实现其分集接收的天线的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PCMCIA数据卡，包括主天线、主天线馈电点、分集天线、分集天线馈电点、主板、两个π型匹配网络、主板的发射/接收电路支路、主板的分集接收电路支路，主天线和分集天线均为内置天线，且采用垂直正交的方式。还公开了一种实现上述PCMCIA数据卡分集接收的天线的方法。实现了主天线包括WCDMA2100/WCDMA1900/WCDMA850/GSM850/GSM900/GSM1800/GSM1900七频段，分集天线包括WCDMA2100/WCDMA1900/WCDMA850/GSM850/GSM1800/GSM1900六频段的主天线内置分集天线内置的PCMCIA数据卡。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动终端技术，具体说，涉及一种PCMCIA(PersonalComputer Memory Card International Association，个人计算机存储卡国际协会)数据卡和实现其分集接收的天线的方法。
背景技术
无线信号在传输过程中，由于地形起伏、建筑物、障碍物的遮挡，以及传输路径中各种物体产生的直射波、反射波和散射波的相互影响，会产生衰落效应，造成误码率大幅提高，从而严重的影响通信链路的可靠性。
分集接收(Diversity Receive)是指用两套(或多套)收信设备接收同一个由发射设备发射的经两条(或多条)不同路径传播的信号，不会同时发生衰落的两路(或多路)信号，并经过某些处理后，在接收端以一定方式将其合并。常用的分集接收技术有频率分集、空间分集和混合分集。
本发明介绍的是一种实现空间分集的方法。
空间分集(Space Diversity)是指接收端利用空间位置相距足够远的两副天线，同时接收同一个发射天线发出的信号。两路接收信号经时延、相位或幅度调整后，将按一定的规则进行合成，以减少电波衰落的影响，同时可以提高收信电平。
在移动终端上为了实现空间分集，必须满足主天线的平均增益＞-3dBi，分集天线的平均增益＞-6dBi，两个天线的隔离度＞8dB的要求。
PCMCIA数据卡是一种用以给电脑及其他通讯和电子设备添加网络及无线通讯等扩展装置的产品，在目前便携式计算机系统(含笔记本、亚笔记本、以及掌上型PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)等)上存在广泛应用。
目前，市场上主要推广的是110mm(长度)×54mm(宽度)的PCMCIA数据卡，减去结构件和硬件器件所占的位置，给天线留下的空间十分有限；如果天线位置设计不当，不仅达不到分集接收的效果，而且还会影响主天线的接收效果，达不到设计要求。同时随着用户对不同网络的兼容需求，终端设备要求的频带范围越来越宽，天线设计的难度越来越大，分集天线实现的难度也就越来越大。
市场上常见的PCMCIA数据卡按照模式来分包括GSM数据卡，CDMA数据卡，WCDMA数据卡；按照天线的实现形式包括主天线内置分集天线外置，主天线外置分集天线内置，主天线外置分集天线外置，主天线内置分集天线内置；对于主天线内置分集天线内置这种实现方式，目前现有公开的技术在PCMCIA数据卡上如此狭小的空间内只能实现一到二个频段，还没有实现主天线包括WCDMA2100/WCDMA1900/WCDMA850/GSM850/GSM900/GSM1800/GSM1900七频段，分集天线包括WCDMA2100/WCDMA1900/WCDMA850/GSM850/GSM1800/GSM1900六频段的主天线内置分集天线内置的实现方式的PCMCIA数据卡出现。
发明内容
本发明提供一种PCMCIA数据卡和实现其分集接收的天线的方法，以解决主天线包括WCDMA2100/WCDMA1900/WCDMA850/GSM850/GSM900/GSM1800/GSM1900七频段，分集天线包括WCDMA2100/WCDMA1900/WCDMA850/GSM850/GSM1800/GSM1900六频段的主天线内置分集天线内置的实现方式的PCMCIA数据卡的实现问题。
为了解决上述技术问题，本发明首先提供一种个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)数据卡，包括主天线、主天线馈电点、分集天线、分集天线馈电点、主板、两个π型匹配网络、主板的发射/接收电路支路、主板的分集接收电路支路，所述主天线馈电点通过一个π型匹配网络与所述主板的发 射/接收电路支路相连，所述分集天线馈电点通过另一个π型匹配网络与所述主板的分集接收电路支路相连，所述主天线和分集天线均为内置天线，且采用垂直正交的方式放置，所述主天线通过主天线馈电点与所述主板相连，所述分集天线通过分集天线馈电点与所述主板相连；所述与主天线相连的π型匹配网络和与分集天线相连的π型匹配网络均提供天线驻波调试。
本发明所述数据卡，其中，所述主天线和所述分集天线均为陶瓷贴片天线，尺寸均为高3mm*宽3mm*长20mm。
本发明所述数据卡，其中，所述主天线通过焊接方式与所述主天线馈电点相连；所述分集天线通过焊接方式与所述分集天线馈电点相连。
本发明所述数据卡，其中，所述与主天线相连的π型匹配网络通过印刷电路板走线与所述主天线馈电点以及主板的发射/接收电路支路相连；所述与分集天线相连的π型匹配网络通过印刷电路板走线与所述分集天线馈电点以及主板的分集接收电路支路相连。
本发明还提供一种实现权利要求1所述个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)数据卡分集接收的天线的方法，包括如下步骤：
(1)在所述PCMCIA数据卡的主板上确定主天线、主天线馈电点、分集天线、分集天线馈电点、与主天线相连的π型匹配网络、与分集天线相连的π型匹配网络、主板的发射/接收电路支路、主板的分集接收电路支路的位置，且将所述主天线和所述分集天线均设置为内置天线，采用垂直正交的方式放置；
(2)将所述主天线通过主天线馈电点与所述主板相连，将所述分集天线通过分集天线馈电点与所述主板相连，同时，在所述PCMCIA数据卡的主板上布线，将通过主天线馈电点与主天线相连的π型匹配网络与主板的发射/接收电路支路相连，将通过分集天线馈电点与分集天线相连的π型匹配网络与主板的分集接收电路支路相连；
(3)通过与主天线相连的π型匹配网络和与分集天线相连的π型匹配 网络分别对主天线和分集天线进行调试，以保证到达所述PCMCIA数据卡分集接收所需的性能。
本发明所述方法，其中，步骤(1)中，将所述主天线和所述分集天线均设为陶瓷贴片天线，尺寸均设为高3mm*宽3mm*长20mm。
本发明所述方法，其中，步骤(2)中，将所述主天线通过焊接方式与所述主天线馈电点相连；将所述分集天线通过焊接方式与所述分集天线馈电点相连。
本发明所述方法，其中，步骤(2)中，将所述与主天线相连的π型匹配网络通过印刷电路板走线与所述主天线馈电点以及主板的发射/接收电路支路相连；将所述与分集天线相连的π型匹配网络通过印刷电路板走线与所述分集天线馈电点以及主板的分集接收电路支路相连。
与现有技术相比，本发明实现了主天线包括WCDMA2100/WCDMA1900/WCDMA850/GSM850/GSM900/GSM1800/GSM1900七频段，分集天线包括WCDMA2100/WCDMA1900/WCDMA850/GSM850/GSM1800/GSM1900六频段的主天线内置分集天线内置的PCMCIA数据卡。本方案解决了在PCMCIA数据卡上如何狭小的空间内实现如此众多频段和功能的内置加内置的实现问题。
本发明采用的是主天线和分集天线均采用内置陶瓷天线方法来实现分集接收功能，这种方法是通过增加主天线的面积尺寸，以及两个天线之间的距离、采用交叉极化提高隔离度来实现的。与常规设计中主天线外置、分集天线内置的方法相比，本发明提供了灵活的分集天线使用方式，不需要外置主/分集天线与主板之间的连接转轴，避免了因连接转轴占用面积而缩小主天线尺寸，以及连接转轴可靠性下降而影响主/分集天线的使用性能和使用寿命。
本发明采用的主天线和分集天线采用陶瓷贴片形式，可以采用通用的回流焊接方式，避免了外置天线和其他压接天线采用手工的低效率和可靠性下降问题，适于批量生产。
本发明采用主天线和分集天线整体调试匹配的方式，调试稳定后，一致性和可生产性很好，利于大规模批量生产。
附图说明
图1是本发明应用实例PCMCIA数据卡两个天线布局位置示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明所述技术方案进行详细描述。
如图1所示，本发明应用实例PCMCIA数据卡两个天线布局位置示意图：
在PCMCIA数据卡上，主天线1为内置天线，位于主板6前端，尺寸3*3*20mm，用焊接方式实现和主板的固定，方向和主板长边方向垂直，主天线1中心距离主板6的68PIN连接器10底端103mm。主天线馈电点2在主板6左侧，离左板边1.2mm，主天线1通过焊接方式与主天线馈电点2相连，主天线馈电点2通过PCB走线与主天线π型匹配网络7相连，主天线π型匹配网络7通过PCB走线与主板6的发射/接收电路支路8相连；
分集天线3为内置天线，位于主板6前端，尺寸3*3*20mm，用焊接方式实现和主板固定，方向和主板长边方向平行，分集天线3中心距离主板6的下边缘68PIN连接器10底端92.5mm。分集天线馈电点4在主板6右侧，离右板边1.2mm，分集天线3通过焊接方式与分集天线馈电点4相连，分集天线馈电点3通过PCB走线与分集天线π型匹配网络5相连，分集天线π型匹配网络5通过PCB走线与主板6的分集接收电路支路9相连。
所述与主天线1相连的π型匹配网络7和与分集天线3相连的π型匹配网络5均提供天线驻波调试。这样PCMCIA数据卡的发射信号和主接收信号通过位于主板6前端的主天线1进行发射、接收，并沿着主板6的左侧走向发射/接收电路支路8；分集接收信号通过位于远离主板6的分集天线3进行接收，并沿着主板的右侧走向分集接收电路支路9。发射信号和主接收信号与分集接收信号之间的空间距离加大，并且两天线采用垂直正交的方式放置，提高了两个天线的隔离度。
实现上述图1所述PCMCIA数据卡分集接收的天线的方法，包括如下步骤：
1)根据PCMCIA数据卡的整体宽度54mm和长度110mm，以及结构空间尺寸要求，初步确定WCDMA2100/WCDMA1900/WCDMA850/GSM850/GSM900/GSM1800/GSM1900七频段主天线1设为陶瓷贴片天线，尺寸为20mm(长)*3mm(宽)*3mm(高)，放置在PCMCIA数据卡前端，距离68PIN连接器10为103mm处，主天线馈电点2位于距左板边1.2mm处；根据PCMCIA数据卡结构空间尺寸要求，确定WCDMA2100/WCDMA1900/WCDMA850/GSM850/GSM1800/GSM1900六频段分集天线3设为陶瓷贴片天线，尺寸为20mm(长)*3mm(宽)*3mm(高)，放置在PCMCIA数据卡前端，距离68PIN连接器10为92.5mm处，分集天线馈电点4位于距右板边1.2mm处；确定与主天线1相连的π型匹配网络7在主天线馈电点2下方，主板的发射/接收电路支路8位于与主天线1相连的π型匹配网络7下方；与分集天线3相连的π型匹配网络5在分集天线馈电点4下方，主板的分集接收电路支路9位于与分集天线3相连的π型匹配网络5下方；将所述主天线1和所述分集天线3均设置为内置天线，采用垂直正交的方式放置；
2)将所述主天线1采用焊接方式通过主天线馈电点2与所述主板6相连，将所述分集天线3采用焊接方式通过分集天线馈电点4与所述主板6相连，同时，在所述PCMCIA数据卡的主板6上布PCB走线，将通过主天线馈电点2与主天线1相连的π型匹配网络7与主板的发射/接收电路支路8相连，将通过分集天线馈电点4与分集天线3相连的π型匹配网络5与主板的分集接收电路支路9相连；
3)对主天线1和分集天线3进行调试，包括调整主天线π型匹配网络7及分集天线π型匹配网络5，以保证主天线1和分集天线3到达PCMCIA数据卡分集接收所需的性能：主天线1包括WCDMA2100/WCDMA1900/WCDMA850/GSM850/GSM900/GSM1800/GSM1900七频段，分集天线3包括 WCDMA2100/WCDMA1900/WCDMA850/GSM850/GSM1800/GSM1900六频段。
经过上述步骤后，PCMCIA数据卡主天线WCDMA2100/WCDMA1900/WCDMA850/GSM850/GSM900/GSM1800/GSM1900七频段的增益在-2.5dBi左右，分集天线WCDMA2100/WCDMA1900/WCDMA850/GSM850/GSM1800/GSM1900六频段接收频段的增益在-5dBi左右，各频段隔离度在8dB以上，满足了移动终端上的分集接收要求。采用本发明方法，不需采用复杂的结构，方法简单易行，效果显著。
本发明所述方案，并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。对本发明技术所属领域的普通技术人员来说，可根据本发明作出各种相应的改变和变形，而所有这些相应的改变和变形都属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)数据卡，包括主天线、主天线馈电点、分集天线、分集天线馈电点、主板、两个π型匹配网络、主板的发射/接收电路支路、主板的分集接收电路支路，所述主天线馈电点通过一个π型匹配网络与所述主板的发射/接收电路支路相连，所述分集天线馈电点通过另一个π型匹配网络与所述主板的分集接收电路支路相连，其特征在于，所述主天线和分集天线均为内置天线，且采用垂直正交的方式放置，所述主天线通过主天线馈电点与所述主板相连，所述分集天线通过分集天线馈电点与所述主板相连；所述与主天线相连的π型匹配网络和与分集天线相连的π型匹配网络均提供天线驻波调试。
2.如权利要求1所述数据卡，其特征在于，所述主天线和所述分集天线均为陶瓷贴片天线，尺寸均为高3mm*宽3mm*长20mm。
3.如权利要求1所述数据卡，其特征在于，所述主天线通过焊接方式与所述主天线馈电点相连；所述分集天线通过焊接方式与所述分集天线馈电点相连。
4.如权利要求1所述数据卡，其特征在于，所述与主天线相连的π型匹配网络通过印刷电路板走线与所述主天线馈电点以及主板的发射/接收电路支路相连；所述与分集天线相连的π型匹配网络通过印刷电路板走线与所述分集天线馈电点以及主板的分集接收电路支路相连。
5.一种实现权利要求1所述个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)数据卡分集接收的天线的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在所述PCMCIA数据卡的主板上确定主天线、主天线馈电点、分集天线、分集天线馈电点、与主天线相连的π型匹配网络、与分集天线相连的π型匹配网络、主板的发射/接收电路支路、主板的分集接收电路支路的位置，且将所述主天线和所述分集天线均设置为内置天线，采用垂直正交的方式放置；
(2)将所述主天线通过主天线馈电点与所述主板相连，将所述分集天线通过分集天线馈电点与所述主板相连，同时，在所述PCMCIA数据卡的主板上布线，将通过主天线馈电点与主天线相连的π型匹配网络与主板的发射/接收电路支路相连，将通过分集天线馈电点与分集天线相连的π型匹配网络与主板的分集接收电路支路相连；
(3)通过与主天线相连的π型匹配网络和与分集天线相连的π型匹配网络分别对主天线和分集天线进行调试，以保证到达所述PCMCIA数据卡分集接收所需的性能。
6.如权利要求5所述方法，其特征在于，步骤(1)中，将所述主天线和所述分集天线均设为陶瓷贴片天线，尺寸均设为高3mm*宽3mm*长20mm。
7.如权利要求5所述方法，其特征在于，步骤(2)中，将所述主天线通过焊接方式与所述主天线馈电点相连；将所述分集天线通过焊接方式与所述分集天线馈电点相连。
8.如权利要求5所述方法，其特征在于，步骤(2)中，将所述与主天线相连的π型匹配网络通过印刷电路板走线与所述主天线馈电点以及主板的发射/接收电路支路相连；将所述与分集天线相连的π型匹配网络通过印刷电路板走线与所述分集天线馈电点以及主板的分集接收电路支路相连。
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