CN101281993A - 包括接地贴片的移动无线通信设备及相关方法 - Google Patents

Abstract

一种移动无线通信设备包括便携式壳体、由该便携式壳体承载的电介质基板基底、和由电介质基板基底承载的接地平面，所述便携式壳体具有面向使用者的前侧和与该前侧相对的后侧。该设备还可以包括由该电介质基板基底承载的至少一个电路和由电介质基板基底承载的靠近其一端并与所述至少一个电路电连接的天线。接地贴片可以与所述电介质基板基底的前侧相邻，与所述接地平面电连接，与所述天线间隔开并至少与所述天线部分重叠。

Description

包括接地贴片的移动无线通信设备及相关方法

技术领域

本发明涉及通信设备领域，并且更具体地，涉及移动无线通信设备及相关方法。

背景技术

蜂窝通信系统越来越流行并且已经成为个人和商务通信不可缺少的一部分。蜂窝电话使得使用者可以在他们到达的几乎任何地方拨打和接收语音呼叫。而且，随着蜂窝电话技术的发展，蜂窝设备的功能也不断增加，并且有不同类型的设备可供使用者使用。例如，许多蜂窝设备目前结合了个人数字助理(PDA)的特征，如日历、地址簿、任务列表等。而且，这样的多功能设备还可以允许用户能够无线发送和接收电子邮件(email)消息并经由例如蜂窝网络和/或无线局域网络(WLAN)接入因特网。

虽然如此，随着蜂窝通信设备功能的不断增长，要求设备更加小巧轻薄以使用户承载起来能够更加容易和方便的需求也不断增加。这对于蜂窝设备制造商提出的一个挑战就是天线的设计，要求天线在相对有限的可用空间提供期望的操作特性。

减小电话尺寸的一种方法是使用折叠电话，该电话具有通过铰链连接在一起的上壳体和下壳体。在不使用电话时，壳体可以关闭，使其更加紧凑而使用户承载更加容易。在专利号为6765536的美国专利中描述了用于折叠型蜂窝电话的一个示例性天线系统。具体地，该天线系统包括位于下壳体顶端的外部天线元件和上壳体上的无源元件(parasitic element)，从而当该电话打开时，无源元件最接近该天线元件。下壳体上的调谐电路与该无源元件电连接。该调谐电路可变，用于调整天线元件上的寄生负载从而为电话提供可变的操作频率和带宽。

外部蜂窝电话天线的好处在于其与使用者的头部分开，例如这使得电话制造商更容易符合可用的吸收率(SAR)的要求。这是因为蜂窝电话天线系统的辐射元件离使用者越远，对使用者的辐射就越不强烈。但是，许多使用者更喜欢内部天线而不是外部天线，因为外部天线可能会刮住物体而被损坏。然而，随着缩小蜂窝电话尺寸的趋势的不断发展，对于相对小的具有内部天线的电话，可能将天线放置在相对靠近使用者耳朵的位置，这对制造商来说使得SAR和/或助听器兼容性(HAC)符合可用性规定非常困难。这对于更小更薄的“直板”类型的电话尤为如此。

发明内容

本发明提出了一种移动无线通信设备(20)，包括：便携式壳体(21)；由所述便携式壳体(21)承载的电介质基板(22)，所述电介质基板(22)具有面向使用者(23)的前侧和与所述前侧相对的后侧；由所述电介质基板(22)承载的接地平面(25)；由所述电介质基板(22)承载的至少一个电路(26)；由所述电介质基板(22)承载的天线(27)，与所述电介质基板的一端相邻并与所述至少一个电路(26)电连接；以及与所述电介质基板(22)的前侧相邻的接地贴片(31)，与所述接地平面(25)电连接，与所述天线(27)间隔开并至少与所述天线(27)部分重叠，所述接地贴片(31)具有包括第一构件(37)和第二构架(38)的L形状，所述第一构件(37)从所述电介质基板(22)向外延伸，所述第二构件(38)沿大体上平行于所述电介质基板(22)的方向从所述第一构件(37)向外延伸。

本发明还提出了一种用于降低移动无线通信设备的吸收率SAR的方法，所述移动无线通信设备(20)包括便携式壳体(21)、由该便携式壳体(21)承载的电介质基板(22)、由电介质基板(22)承载的接地平面(25)、由电介质基板(22)承载的至少一个电路(26)、以及由电介质基板(22)承载的与所述设备一端相邻并与所述至少一个电路电连接的天线(27)，所述电介质基板(22)具有面向使用者的前侧和与该前侧相对的后侧，所述方法包括：定位接地贴片(31)，以与所述电介质基板(22)的前侧相邻，且与所述天线(27)间隔开并至少部分地与所述天线(27)重叠，以及将所述接地贴片(31)与所述接地平面(25)电连接；所述接地贴片(31)具有包括第一构件(37)和第二构架(38)的L形状，所述第一构件(37)从所述电介质基板(22)向外延伸，所述第二构件(38)沿大体上平行于所述电介质基板(22)的方向从所述第一构件(37)向外延伸。

附图说明

图1是贴近使用者耳朵的、包括根据本发明的一个示例性实施例接地贴片的移动无线通信设备的示意性的截面图。

图2是图1的电介质基板基底和接地贴片的示意性方框图。

图3是图1的移动无线通信设备的可选实施例的示意性方框图，其中接地贴片承载在设备壳体的外部。

图4是示出了可用于图1的移动无线通信设备中的另外典型部件的示意性方框图。

具体实施方式

本说明书参考示出了优选实施例的附图进行。然而，可以使用许多不同的实施例，因而该说明书不应当解释为限定于此处公开的实施例。更确切地，提供这些实施例以使本发明公开得充分和完整。相同的标号通篇表示相同的元件，并使用基数指示不同实施例中的相同元件。

一般说来，此处公开的移动无线通信设备可以包括便携式壳体、由便携式壳体承载的电介质基板(dielectric substrate)以及由所述电介质基板承载的接地平面，其中所述电介质基板具有面向用户的前侧和与前侧相对的后侧。该设备还包括由电介质基板承载的至少一个电路，和由与所述电路的末端相邻的电介质基板承载并且与所述至少一个电路电连接的天线。而且，接地贴片可以与电介质基板的前侧相邻，所述电介质基板与接地平面电连接并且与天线间隔开并与所述天线至少部分重叠。接地贴片有利于通过防护用户免受由天线产生的指向用户头部的电磁(EM)辐射来减少与设备相关的吸收率(SAR)。而且，这还可能有利于提供期望的助听器兼容性(HAC)。

更具体地，接地平面可以在电介质基板的后侧。根据一个实施例，接地贴片可以由电介质基板承载。以示例的方式，接地贴片可以具有由第一构件和第二构件组成的L形状，所述第一构件从电介质基板延伸出来，所述第二构件以大体上平行于电介质基板的方向从第一构件延伸出来。更特别地，第二构件可以仅部分地与天线重叠。在另一个实施例中，例如，接地贴片可以由便携式壳体承载。

接地贴片可以在多个间隔开的接触点与接地平面电连接。而且，电介质基板可以具有低端和高端，并且可以承载所述天线以与所述电介质基板的低端相邻。所述至少一个电路可以是无线收发机收发机，如例如蜂窝收发机。另外，移动无线通信设备还可以包括在所述移动天线设备前表面上、由所述电介质基板承载的显示器和键盘中的至少一个。

现在更具体地参考图1和图2，例如首先描述了一个移动无线通信设备20，如蜂窝通信设备。该设备20示意性地包括便携式壳体21和由便携式壳体承载的电介质基板22，如印刷电路板(PCB)。电介质基板22具有当该设备20靠近用户耳朵24放置以进行电话会话时面向用户23的前侧，以及与该前侧相对的后侧。在图示的例子中，设备20还示意性地包括由电介质基板22承载的位于其前表面的显示器35(例如液晶显示器(LCD))和键盘36。

接地平面25由电介质基板22承载，在图示的实施例中位于其后侧。设备20还示意性地包括例如由电介质基板22承载的电路26，如无线蜂窝收发机。当然可以理解，如下面将进一步讨论的那样，也可以包括其它电路。天线27也由电介质基板22承载，靠近其一端并与电路26在接触点30电连接。以示例的方式，天线27可以包括在电介质基板22上的一个或多个导电性印迹(例如印刷电路印迹)。在某些实施例中，如本领域技术人员可以理解的那样，附加的垫片或天线固定框可以用于增加天线的表面区域，并围绕电介质基板22的不同侧/端缠绕导电性印迹。

在图示的实施例中，天线27与基质的低端(即，通常蜂窝设备的麦克(未示出)所处的位置)相邻。然而，在另一个实施例中，天线27可以位于电介质基板22的上端附近。将天线27定位于与设备20的底部相邻可以有利于帮助获得相对较宽的带宽和相对较高的天线增益。然而，本领域技术人员可以理解，这还可能导致更加全向的天线辐射模式，这接着可能由于直接指向用户23的辐射比具有远离用户的视轴的定向天线的情况更多而增加设备20的SAR。

为了有助于减少由天线27的全向EM辐射导致增加的SAR，可以将接地贴片31方便地设置在电介质基板22的前侧附近，与天线27间隔开并至少部分与其重叠。接地贴片31与接地平面25电连接。更具体地，在图示的实施例中电连接发生在电介质基板22上多个间隔开的接触点32上，其通过各自的通孔33连接到接地平面25。然而应当注意，在不同的实施例中可以使用不同的电连接结构，包括例如一个和多个接触点和代替通过电介质基板22的通孔的缠绕连接。而且，在某些实施例中，接地平面25和接地贴片31可以位于电介质基板22的同一侧。应当注意的是为了图示清楚，在图2中以阴影示出接地贴片31，尽管该元件没有在截面图中示出。

接地贴片31有利于通过防护用户免受由天线在指向用户头部方向产生的电磁(EM)辐射来减少与设备20相关的吸收率(SAR)。而且，本领域技术人员可以理解，这还可能有利于提供期望的助听器兼容性(HAC)。

在本示例中，接地贴片31示意性地由电介质基板22承载，并具有由第一构件37和第二构件38组成的L形状，第一构件37从电介质基板延伸出来，第二构件38以通常平行于电介质基板的方向从第一构件延伸出来(见图1)。更特别地，第二构件38可以仅部分地与天线重叠，如图1和2所示。作为示例，天线27的高度可以优选地为15mm或更小，而第二构件38的长度可以约为1到15mm。而且，第一构件37的高度典型地可以约为1到5mm，尽管也可以使用其它尺寸。

现在转到图3，示出了设备20′的另一个实施例，其中接地贴片31′由便携式壳体21′承载。更具体地，在图示的实施例中，接地贴片31′承载在壳体21′的外部或外侧。在该实施例中，接地贴片31′可以具有风格化的外形(stylistic appearance)。例如，接地贴片31′可以是一片金属，在其上印刷或雕刻具有设备制造商或网络提供商的商标名称或标识。在其它实施例中，接地贴片31′可以承载于壳体21′的内部或内侧，例如承载于壳体的内表面。

在下面参考图4的示例中进一步描述了包括在上述设备20、20′中的手持移动无线通信设备1000的示例性组件。设备1000示意性地包括壳体1200、键盘1400和输出设备1600。示出的输出设备为显示器1600，其优选地是一个全图示(full graphic)LCD。可以替换使用其它类型的输出设备。处理设备1800包含在壳体1200内，并连接在键盘1400和显示器1600之间。处理设备1800响应于用户对键盘1400上的按键的刺激，控制显示器1600的操作以及控制移动设备1000的整体操作。

壳体1200可以在垂直方向延长，或者可以呈现其它尺寸和形状(包括翻盖壳体结构)。键盘可以包括模式选择键，或用于在文本条目和电话条目之间切换的其它硬件或软件。

除了处理设备1800外，在图4中还示意地示出了移动设备1000的其它部分。这些部分包括通信子系统1001、短距离通信子系统1020、键盘1400和显示器1600，还有其它输入/输出设备1060、1080、1100和1120，以及存储设备1160、1180和各种其它设备子系统1201。移动设备1000优选地是具有语音和数据通信能力的双向RF通信设备。另外，移动设备1000优选地具有经由因特网与其它计算机系统进行通信的能力。

优选地，由处理设备1800执行的操作系统软件存储在永久存储器中，例如闪存1160，但是也可以存储在其它类型的存储设备中，如只读存储器(ROM)或类似的存储元件。另外，系统软件、专用设备应用程序、或两者的一部分可以临时加载在易失性存储器中，如随机存储器(RAM)1180。移动设备接收到的通信信号也可以存储在RAM 1180中。

处理设备1800，除了其操作系统功能外，还能执行设备1000上的软件应用程序1300A-1300N。可以在制造过程中在设备1000中安装一组预定的应用程序，用于控制基本设备操作，如数据和语音通信1300A和1300B。而且，可以在制造过程中安装个人信息管理(PIM)应用程序。优选地，PIM能够组织和管理数据项目，如e-mail、日历事件、语音信箱、约会和任务项目。优选地，PIM应用程序还能够经由无线网络1401发送和接收数据项目。优选地，PIM数据项目经由无线网络1401对存储的、或与主机计算机系统相关的设备用户相应的数据项目进行无缝集成、同步和更新。

包括数据和语音通信的通信功能通过通信子系统1001和可能地通过短距离通信子系统执行。通信子系统1001包括接收机1500、发射机1520以及一个或多个天线1540和1560。另外，通信子系统1001还包括处理模块，如数字信号处理器(DSP)1580，以及本地振荡器(LO)1601。通信子系统1001的具体设计和完成依赖于移动设备1000期望在其中运行的通信网络。例如，移动设备1000可以包括通信子系统1001，设计为运行MobitexTM、Data TACTM或通用分组无线业务(GPRS)移动数据通信网络，也可以被设计为运行多种语音通信网络，如AMPS、TDMA、CDMA、WCDMA、PCS、GSM、EDGE等中的任何一种。其它类型的数据和语音网络，无论是单独的还是综合的，也可以被移动设备1000利用。移动设备1000还可以与诸如3GSM、3GPP、UMTS等其它通信标准兼容。

根据通信系统的类型，网络接入需求发生变化。例如，在Mobitex和DataTAC网络中，移动设备使用与每个设备相关的唯一的个人识别码或PIN在网络中进行注册。然而在GPRS网络中，网络接入与用户或设备的使用者有关。因此GPRS设备需要用户识别模块，通常称为SIM卡，以便在GPRS网络中运行。

当需要的网络注册或激活程序已经完成，移动设备1000可以通过通信网络1401发送和接收通信信号。由天线1540从通信网络1401接收的信号被路由至接收机1500，其用于信号放大、频率下转换、滤波、信道选择等，还可以提供模拟到数字的转换。所接收到信号的模数转换允许DSP1580执行更加复杂的通信功能，例如解调和解码。类似地，将要发送到网络1401的信号由DSP 1580进行处理(例如调制和编码)，然后提供给发射机1520用于数字到模拟的转换、频率上转换、滤波、放大并经由天线1560发送到通信网络1401(或网络)。

除了处理通信信号，DSP 1580还用于接收机1500和发射机1520的控制。例如，在接收机1500和发射机1520中应用于通信信号的增益可以通过在DSP 1580中完成的自动增益控制算法进行自适应地控制。

在数据通信模式中，接收的信号(如文本消息和网页下载)由通信子系统1001进行处理，并输入到处理设备1800。然后接收的信号由处理设备1800进一步处理用于输出到显示器1600，或可替换地输出到某些其它辅助I/O设备1060。设备使用者还可以使用键盘1400和/或某些其它辅助I/O设备1060，如触摸板、摇杆开关、拇指轮或某些其它类型的输入设备编写数据项目，如e-mail消息。然后编写好的数据项目可以经由通信子系统1001通过通信网络1401进行发送。

在语音通信模式中，设备的整个操作实质上与数据通信模式相同，除了接收的信号输出到扬声器1100，以及用于发射的信号由麦克风1120产生。可替换的语音或音频I/O子系统，如语音消息记录子系统，也可以在设备1000上完成。而且，在语音通信模式中还可以使用显示器1600，例如显示主叫方的标识、语音呼叫的持续时间、或语音呼叫的其它相关信息。

短距离通信子系统使得在移动设备1000和其它邻近系统或设备之间能够进行通信，不必要是相似的设备。例如，短距离通信子系统可以包括红外设备及相关电路和组件，或者BluetoothTM通信模块，用于与相似功能的系统和设备进行通信。

得益于上述提出的说明书和附图的教导，本领域技术人员将会想到许多修改和其它实施例。因此可以理解，不同的修改和实施例意图于包括在所附权利要求书的范围之内。

Claims (15)

1、一种移动无线通信设备(20)，包括：

便携式壳体(21)；

由所述便携式壳体(21)承载的电介质基板(22)，所述电介质基板(22)具有面向使用者(23)的前侧和与所述前侧相对的后侧；

由所述电介质基板(22)承载的接地平面(25)；

由所述电介质基板(22)承载的至少一个电路(26)；

由所述电介质基板(22)承载的天线(27)，与所述电介质基板的一端相邻并与所述至少一个电路(26)电连接；以及

与所述电介质基板(22)的前侧相邻的接地贴片(31)，与所述接地平面(25)电连接，与所述天线(27)间隔开并至少与所述天线(27)部分重叠，所述接地贴片(31)具有包括第一构件(37)和第二构架(38)的L形状，所述第一构件(37)从所述电介质基板(22)向外延伸，所述第二构件(38)沿大体上平行于所述电介质基板(22)的方向从所述第一构件(37)向外延伸。

2、根据权利要求1所述的移动无线通信设备(20)，其中所述接地平面(25)在所述电介质基板(22)的后侧。

3、根据权利要求1所述的移动无线通信设备(20)，其中所述接地贴片(25)由所述电介质基板(22)承载。

4、根据权利要求1所述的移动无线通信设备(20)，其中所述第二构件(38)仅部分与所述天线(27)重叠。

5、根据权利要求1所述的移动无线通信设备(20)，其中所述接地贴片(31)在多个间隔开的接触点(32)处与所述接地平面(25)连接。

6、根据权利要求1所述的移动无线通信设备(20)，其中所述电介质基板(22)具有低端和高端，并且其中承载所述天线(27)，以与所述电介质基板(22)的低端相邻。

7、根据权利要求1所述的移动无线通信设备(20)，其中所述至少一个电路(26)包括无线收发机。

8、根据权利要求7所述的移动无线通信设备(20)，其中所述无线收发机包括蜂窝收发机。

9、根据权利要求1所述的移动无线通信设备(20)，还包括在所述移动无线通信设备前表面上、由所述电介质基板(22)承载的显示器(35)和键盘(36)中的至少一个。

10、一种用于降低移动无线通信设备的吸收率SAR的方法，所述移动无线通信设备(20)包括便携式壳体(21)、由该便携式壳体(21)承载的电介质基板(22)、由电介质基板(22)承载的接地平面(25)、由电介质基板(22)承载的至少一个电路(26)、以及由电介质基板(22)承载的与所述设备一端相邻并与所述至少一个电路电连接的天线(27)，所述电介质基板(22)具有面向使用者的前侧和与该前侧相对的后侧，所述方法包括：

定位接地贴片(31)，以与所述电介质基板(22)的前侧相邻，且与所述天线(27)间隔开并至少部分地与所述天线(27)重叠，以及将所述接地贴片(31)与所述接地平面(25)电连接；

所述接地贴片(31)具有包括第一构件(37)和第二构架(38)的L形状，所述第一构件(37)从所述电介质基板(22)向外延伸，所述第二构件(38)沿大体上平行于所述电介质基板(22)的方向从所述第一构件(37)向外延伸。

11、根据权利要求所10述的方法，其中所述接地平面(25)在所述电介质基板的后侧。

12、根据权利要求10所述的方法，其中定位所述接地贴片(31)包括将所述接地贴片(31)安装在所述电介质基板(22)上。

13、根据权利要求10所述的方法，其中所述第二构件(38)仅部分与所述天线(27)重叠。

14、根据权利要求10所述的方法，其中将所述接地贴片(31)与所述接地平面(25)电连接包括在多个间隔开的接触点(32)处将所述接地贴片(31)与所述接地平面(25)电连接。

15、根据权利要求10所述的方法，其中所述电介质基板(22)具有低端和高端，并且承载所述天线(27)，以与所述电介质基板(22)的低端相邻。

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