CN101697378A

CN101697378A - 无线设备天线处理方法以及无线设备

Info

Publication number: CN101697378A
Application number: CN200910207792A
Authority: CN
Inventors: 兰尧
Original assignee: Shenzhen Huawei Communication Technologies Co Ltd
Current assignee: Yingweite Spe LLC
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: EP2487751A1; EP2487751B1; US9093743B2; WO2011050645A1; CN101697378B; US20120212390A1; EP2487751A4

Abstract

本发明实施例涉及一种无线设备天线处理方法以及无线设备。方法包括：将无线设备在电性能上分为第一部分和第二部分，两部分之间仅由作为天线馈线的射频信号馈线和选频网络器件作为电连接，其中第一部分至少包括射频芯片，第二部分包括用于连接网络设备的连接器件以及无线设备上除射频信号馈线和选频网络器件之外，在连接网络设备后与网络设备共金属地的部分；应用选频网络器件，将所述第二部分上的电源线和数据线与所述第一部分上的电源线和数据线对应连接，射频信号通过所述射频信号馈线从所述第一部分馈入所述第二部分；将所述无线设备的第二部分作为所述无线设备的天线。本发明实施例可以节约无线设备的空间，提高无线设备的空间利用率。

Description

无线设备天线处理方法以及无线设备

技术领域

本发明实施例涉及通信领域，尤其涉及一种无线设备天线处理方法以及无线设备。

背景技术

随着无线通信技术的不断发展，数据卡，也即无线上网卡，作为一种无线通信设备得到了广泛应用。数据卡可以包括通用串行总线(Universal SerialBus，以下简称：USB)接口，通过将该USB连接器连接便携机、台式电脑、网关等设备的USB连接器上，使便携机、台式电脑、网关等设备可以通过该数据卡实现无线上网。

天线是数据卡的必要组成部分，数据卡通过天线接收和发送无线信号。现有的数据卡广泛采用单极子、倒F天线(IFA)、平面倒F天线(PIFA)等形式的天线。这些天线或者作为一个独立单元安装在数据卡上，或者印制在数据卡的主板上，从而向外辐射射频信号或者接收外部设备发送来的射频信号。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：由于数据卡的尺寸越来越小，设置在数据卡上的天线的尺寸受到空间制约。

发明内容

本发明实施例提供一种无线设备天线处理方法以及无线设备，以解决现有技术中数据卡等无线设备上的天线的尺寸受到空间制约的问题。

本发明实施例提供一种无线设备天线处理方法，包括：

将无线设备在电性能上分为第一部分和第二部分，两部分之间仅由作为天线馈线的射频信号馈线和选频网络器件作为电连接，其中第一部分至少包括射频芯片，第二部分包括用于连接网络设备的连接器件以及所述无线设备上除射频信号馈线和选频网络器件之外，在所述无线设备连接网络设备后与所述网络设备共金属地的部分，所述选频网络器件在所述无线设备工作频带内呈高阻抗，在所述数据线上数字信号的时钟频率和直流时呈低阻抗；

应用所述选频网络器件，将所述第二部分上的电源线和数据线与所述第一部分上的电源线和数据线对应连接，射频信号通过所述射频信号馈线从所述第一部分馈入所述第二部分；

将所述无线设备的第二部分作为所述无线设备的天线。

相应地，本发明实施例提供一种无线设备，包括：第一部分和第二部分，以及电连接所述第一部分和第二部分的射频信号馈线和选频网络器件，所述选频网络器件在无线设备工作频带内呈高阻抗，在所述数据线上数字信号的时钟频率和直流时呈低阻抗，所述第一部分至少包括射频芯片，所述第二部分包括用于连接网络设备的连接器件以及所述无线设备上除射频信号馈线和选频网络器件之外，在所述无线设备连接网络设备后与所述网络设备共金属地的部分，所述选频网络器件在所述无线设备工作频带内呈高阻抗，在所述数据线上数字信号的时钟频率和直流时呈低阻抗；所述第二部分上的电源线和数据线通过所述选频网络器件与所述第一部分上的电源线和数据线对应连接，射频信号通过所述射频信号馈线从所述第一部分馈入第二部分；所述无线设备的第二部分用于作为所述无线设备的天线。

本发明上述实施例中，由于无线设备的第一部分和第二部分之间仅由射频信号馈线和选频网络器件电连接，从而使得无线设备的第一部分和第二部分之间在无线设备的工作频段呈现高阻抗，达到工作频段上射频信号断路的效果，第二部分等效为孤立于第一部分之外的金属体，当射频信号通过所述射频信号馈线从第一部分馈入第二部分，无线设备的第二部分即可作为无线设备的天线接收或发射信号，无线设备上不再需要一个独立的天线元件，只需要在无线设备上预留极小的空间，从而提高了无线设备的空间使用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明无线设备天线处理方法一个实施例的流程图；

图2为本发明无线设备一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明无线设备天线处理方法一个实施例的流程图，如图1所示，本实施例的方法，可以包括：

步骤101、将无线设备在电性能上分为第一部分和第二部分。

第一部分至少包括射频芯片，第二部分包括用于连接网络设备的连接器件以及所述无线设备上除射频信号馈线和选频网络器件之外，在连接网络设备后与所述网络设备共金属地的部分，选频网络器件在无线设备工作频带内呈高阻抗，在所述数据线上数字信号的时钟频率和直流时呈低阻抗。这里，“与所述网络设备共金属地”的意思是与所述网络设备内的大块金属共地。

本实施例以无线设备是数据卡为例进行说明，但是本实施例并不仅限于数据卡，本实施例的无线设备也可以为无线网卡等其它无线设备。

本实施例可以采用作为天线馈线的射频信号馈线以及选频网络器件将数据卡在电性能上分为两个部分，即第一部分和第二部分。由于选频网络器件在数据卡工作频带内呈高阻抗，在所述数据线上数字信号的时钟频率和直流时呈低阻抗，因此，数据卡上的第一部分和第二部分对于数据卡工作频带，即射频信号的工作频率来说是断开的，对于低频数字信号的时钟频率或者电源直流信号来说是导通的，从而使得数据卡上的第一部分和第二部分射频信号断路。

步骤102、应用所述选频网络器件，将所述第二部分上的电源线和数据线与所述第一部分上的电源线和数据线对应连接，射频信号通过所述射频信号馈线从所述第一部分馈入所述第二部分。

具体来说，以数据卡为例，第一部分可以包括射频芯片，该射频芯片可以包括数据卡的射频模块、基带等任何可能需要的功能模块，该数据线可以包括数据线D+和数据线D-，电源线可以包括电源正极线和电源地线，其中电源地线是与第二部分共地的，第一部分上的电源地线和第一部分的金属地共地；第二部分上的电源地线和第二部分的金属地共地。因此，在本实施例中，该选频网络器件可以为4个，分别用于将第二部分上的数据线D+、数据线D-、电源正极线以及电源地线与第一部分上的数据线D+、数据线D-、电源正极线以及电源地线对应连接。射频信号通过射频信号馈线从第一部分馈入第二部分，从而可以接收和发送信号。在本实施例中，该数据卡的第二部分还可以包括连接器件，例如USB连接器，数据卡可以通过该USB连接器连接网络设备，该USB连接器亦包括与网络设备共金属地的金属部分。

在本实施例中，为了使数据卡上的第一部分与第二部分是射频断路的，除了上面提到的选频网络器件以及射频信号馈线之外，数据卡的第一部分和第二部分，没有其它任何金属连接。

步骤103、将所述无线设备的第二部分作为所述无线设备的天线。

具体来说，由于本实施例的数据卡具有上述结构，因此本实施例的数据卡在使用时，可以通过连接器件连接到网络设备中，例如通过第二部分上的USB连接器连接到网络设备中，即可将数据卡的第二部分作为数据卡的天线来接收和发送信号。

假设在实际应用中，天线的工作频段为700MHz～3GHz，也即数据卡的工作频率可以在700MHz～3GHz之内，由于选频网络器件具有通低频阻高频的特性，因此，当射频信号通过射频信号馈线经天线匹配从第一部分馈入第二部分，由于选频网络器件阻止高频信号通过，不会使要发射的射频信号因数据线和电源线导致短路，相对于第一部分来说，数据卡上的第二部分以及该数据卡连接的网络设备的金属地即可作为天线对此射频信号进行发射，同时由于天线的互易性原理，第二部分以及该数据卡连接的网络设备的金属地也可作为天线接收来自空间的无线信号；由于数据线上传输的数字信号的时钟频率和电源线上传输的电源信号均为低频或者直流信号，因此该选频网络器件可以允许数字信号和电源信号通过，从而对于低频信号或者直流信号来说，数据卡内依然形成通路，从而可以保证数据卡的正常工作。

需要说明的是，本实施例中的数据卡的工作频率不限于上述频率范围内。本领域技术人员根据需要，可以将该工作频率进行调整。

本实施例中所述的网络设备可以包括笔记本电脑、台式电脑、网关等任意需要使用无线上网业务的通信设备上。

在本实施例中，选频网络器件既可以为单独的电感，也可以由电感、电容、磁珠或共模电感组成选频网络。本领域技术人员可以理解的是，该选频网络器件可以为具有通低频阻高频特性的任一器件，而不限于上述四种。

由于无线设备的第一部分和第二部分之间仅由射频信号馈线和选频网络器件电连接，从而使得无线设备的第一部分和第二部分射频断路，因此，当射频信号通过射频信号馈线从第一部分馈入第二部分时，无线设备的第二部分即可作为无线设备的天线发射此射频信号，同时由于天线的互易性原理，第二部分也可作为天线接收来自空间的无线信号，无线设备上不再需要一个独立的天线元件，只需要为此在无线设备主板上预留极小的空间，从而可以提高无线设备的空间使用效率。

在本发明无线设备天线处理方法另一个实施例中，进一步地，该方法还可以包括：将被所述无线设备连接的网络设备的金属地和所述第二部分作为所述无线设备的天线。

在本实施例中，由于网络设备一般来说比无线设备，例如数据卡大，而且，其金属地部分几乎与该网络设备具有相同的面积，因此，本实施例在将无线设备连接网络设备后，第二部分即可与网络设备内的金属共地，因此，本实施例除了可以将无线设备上的第二部分作为天线外，还可以将网络设备内的金属地也作为天线，此时天线面积会变得非常大，从而可以在多个频率点形成谐振辐射能量，进而形成一个超宽带天线，支持较宽的工作带宽。

本发明无线设备一个实施例可以包括：第一部分和第二部分，以及电连接所述第一部分和第二部分的射频信号馈线和选频网络器件，所述选频网络器件在无线设备工作频带内呈高阻抗，在所述数据线上数字信号的时钟频率和直流时呈低阻抗，所述第一部分至少包括射频芯片，所述第二部分包括用于连接网络设备的连接器件以及所述无线设备上除射频信号馈线和选频网络器件之外，在连接网络设备后与所述网络设备共金属地的部分，所述选频网络器件在所述无线设备工作频带内呈高阻抗，在所述数据线上数字信号的时钟频率和直流时呈低阻抗；所述第二部分上的电源线和数据线通过所述选频网络器件与所述第一部分上的电源线和数据线对应连接，射频信号通过所述射频信号馈线从所述第一部分馈入第二部分；所述无线设备的第二部分用于作为所述无线设备的天线。

本实施例中，由于无线设备第一部分和第二部分之间仅由射频信号馈线和选频网络器件电连接，从而使得无线设备的第一部分和第二部分射频断路，因此，当射频信号通过射频信号馈线从第一部分馈入第二部分后，无线设备的第二部分即可作为无线设备的天线进行辐射，同时由于天线的互易性原理，第二部分也可作为天线接收来自空间的无线信号，无线设备上不再需要一个独立的天线元件，只需要为此在无线设备主板上预留极小的空间，从而可以提高无线设备的空间使用效率。

本发明无线设备另一个实施例中，所述网络设备的金属地与所述第二部分共同作为所述无线设备的天线。由于网络设备一般来说比无线设备，例如数据卡大，而且，其金属地部分几乎与该网络设备具有相同的面积，因此，本实施例在将无线设备连接网络设备后，第二部分即可与网络设备内的金属共地，因此，本实施例除了可以将无线设备上的第二部分作为天线外，还可以将网络设备内的金属地也作为天线，此时天线面积会变得非常大，从而可以在多个频率点形成谐振辐射能量，进而形成一个超宽带天线，支持较宽的工作带宽。

下面一个实施例以无线设备是数据卡为例进行说明，但是本实施例并不仅限于数据卡，本实施例的无线设备也可以为无线网卡等其它无线设备。

图2为本发明无线设备一个实施例的结构示意图，如图2所示，本实施例的无线设备如数据卡可以包括：第一部分11、第二部分12以及4个选频网络器件13。第一部分11可以包括数据卡的射频芯片，例如基带和射频组件，第二部分12可以包括数据卡上除第一部分11以及选频网络器件和射频信号馈线之外与被数据卡连接的网络设备共金属地部分。该数据卡中的数据线可以包括数据线D+14和数据线D-15，电源线可以包括电源正极线16和电源地线17。4个选频网络器件13分别将数据线D+14、数据线D-15、电源正极线16以及电源地线17与第一部分11上的数据线和电源线对应连接。射频信号通过射频信号馈线18通过天线匹配20从第一部分11上馈入第二部分12进行发射，同时由于天线的互易性原理，也可通过第二部分12作为天线接收来自空间的无线信号。在本实施例中，该数据卡的第二部分还可以包括USB连接器19，数据卡可以通过该USB连接器19连接网络设备，该USB连接器19亦可以包括与网络设备共金属地的部分。除此之外，数据卡的第一部分11和第二部分12，没有其它任何金属连接。

本实施例的数据卡在使用时通过USB连接器连接网络设备后，可以将数据卡的第二部分12以及网络设备金属地作为数据卡的天线来接收和发送射频信号馈线18上传输的射频信号。

具体地，假设在实际应用中，天线的工作频段为700MHz～3GHz，也即射频信号馈线的工作频率可以在700MHz～3GHz之内，由于选频网络器件13具有通低频阻高频的特性，因此，当射频信号通过射频信号馈线18经天线匹配20从第一部分11馈入第二部分12时，由于选频网络器件13阻止高频信号通过，不会使射频信号馈线18上传输的射频信号被数据线D+14、数据线D-15、电源正极线16和电源地线17短路，相对第一部分来说，数据卡上的第二部分以及该数据卡连接的网络设备即可作为天线对此射频信号进行发射，并由于天线的互易性原理，第二部分也可作为天线接收来自空间的无线信号；由于数据线D+14和数据线D-15上传输的数字信号的时钟频率，以及电源线，即电源正极线16和电源地线17上传输的电源信号的频率均为低频或者直流信号，因此该选频网络器件13可以允许数字信号和电源信号通过，从而对于低频信号或者直流信号来说，数据卡内依然形成通路，从而可以保证数据卡的正常工作。

在本实施例中，选频网络器件既可以为单独的电感，也可以由电感、电容、磁珠或共模电感组成选频网络。本领域技术人员可以理解的是，该选频网络或者器件可以为具有通低频阻高频特性的任一器件或网络，而不限于上述四种。

在本实施例中，由于网络设备一般来说比数据卡大，而且，其金属地部分几乎与该网络设备具有相同的面积，因此，本实施例在将数据卡连接网络设备后，第二部分即可与网络设备内的金属共地，因此，本实施例除了将数据卡上的第二部分作为天线外，还可以将网络设备内的金属地部分作为天线，则天线面积会变得非常大，从而可以在多个频率点形成谐振辐射能量，进而形成一个超宽带天线，支持较宽的工作带宽；此时，数据卡上不再需要一个独立的天线元件，只需要为此在数据卡主板上预留极小空间，从而可以提高数据卡的空间使用效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种无线设备天线处理方法，其特征在于，包括：

将所述无线设备的第二部分作为所述无线设备的天线。

2.根据权利要求1所述的无线设备天线处理方法，其特征在于，还包括：

将与所述无线设备连接的网络设备的金属地和所述第二部分作为所述无线设备的天线。

3.一种无线设备，其特征在于，包括：第一部分和第二部分，以及电连接所述第一部分和第二部分的射频信号馈线和选频网络器件，所述选频网络器件在无线设备工作频带内呈高阻抗，在所述数据线上数字信号的时钟频率和直流时呈低阻抗，所述第一部分至少包括射频芯片，所述第二部分包括用于连接网络设备的连接器件以及所述无线设备上除射频信号馈线和选频网络器件之外，在所述无线设备连接网络设备后与所述网络设备共金属地的部分，所述选频网络器件在所述无线设备工作频带内呈高阻抗，在所述数据线上数字信号的时钟频率和直流时呈低阻抗；所述第二部分上的电源线和数据线通过所述选频网络器件与所述第一部分上的电源线和数据线对应连接，射频信号通过所述射频信号馈线从所述第一部分馈入第二部分；所述无线设备的第二部分用于作为所述无线设备的天线。

4.根据权利要求3所述的无线设备，其特征在于，所述网络设备的金属地与所述第二部分共同作为所述无线设备的天线。