CN101719584A - 可重构手机内置天线及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可重构手机内置天线及其实现方法。该可重构手机内置天线包括天线主结构、附加地区域、印刷在印制板一面上的地区域、电子开关以及印刷在印制板另一面上的天线馈电点和接地点；所述天线主结构包括天线的走线结构、与所述天线馈电点接触的馈电弹片和与所述接地点接触的接地弹片，所述附加地区域位于所述走线结构的正下方；所述电子开关用于在所述天线工作于低频频段时断开所述附加地区域和印制板一面上的地区域，在所述天线工作于高频频段时连通所述附加地区域和印制板一面上的地区域。本发明可以使手机天线在有限的空间内获得最佳的无线性能。

Description

可重构手机内置天线及其实现方法
技术领域
本发明实施例涉及天线技术，尤其涉及一种可重构手机内置天线及其实现方法。
背景技术
手机天线设计时的天线性能面临两个困难，一是工作在低频频段是如何尽可能获得较大的带宽，二是工作在高频频段时如何控制电磁照射比吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)(衡量手机电磁辐射强度的指标)的升高。常用的手机天线一般有两种方案：Monopole天线与PIFA天线，Monopole天线的带宽比较宽，SAR较高，PIFA天线的带宽比较窄，SAR较低。现有技术中采用单一的Monopole天线或者PIFA天线的方式难以在有限的空间内，获得最佳的性能体验。
发明内容
本发明实施例是提供一种可重构手机内置天线及其实现方法，实现手机的最佳性能。
本发明实施例提供了一种可重构手机内置天线，包括：
天线主结构、附加地区域、印刷在印制板一面上的地区域、电子开关以及印刷在印制板另一面上的天线馈电点和接地点；
所述天线主结构包括天线的走线结构、与所述天线馈电点接触的馈电弹片和与所述接地点接触的接地弹片；
所述附加地区域位于所述走线结构的正下方；
所述电子开关用于在所述天线工作于低频频段时断开所述附加地区域和印制板一面上的地区域，在所述天线工作于高频频段时连通所述附加地区域和印制板一面上的地区域。
本发明实施例提供一种可重构手机内置天线的实现方法，包括：
确定天线处于的工作频段；
当所述工作频段为低频频段时，通过电子开关断开附加地区域和印制板一面上的地区域，当所述工作频段为高频频段时，通过电子开关连通附加地区域和印制板一面上的地区域。
本发明实施例通过设置电子开关，可以在低频频段时断开印制板一面上的地区域和附加地区域，使天线呈现Monopole天线特性，具有较大的带宽，在高频频段时连通印制板一面上的地区域和附加地区域，使天线呈现PIFA天线特性，具有较低的SAR值，实现手机最佳的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例的可重构手机内置天线的结构示意图；
图2为本发明第二实施例的可重构手机内置天线的结构示意图；
图3为本发明第三实施例的可重构手机内置天线的结构示意图；
图4为本发明第四实施例的可重构手机内置天线的结构示意图；
图5为本发明第五实施例的方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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为本发明第一实施例的可重构手机内置天线的结构示意图，包括天线主结构、印刷在印制板一面上的地区域12、附加地区域13、电子开关14以及印刷在印制板另一面上的天线馈电点15和接地点16；天线主结构包括天线的走线结构111、馈电弹片112和接地弹片113，馈电弹片112与天线馈电点15接触，接地弹片113与接地点16接触；印制板上的电路系统通过天线馈电点15激励起天线主结构上的高频电流，进而在空间形成辐射电磁波；附加地区域13位于天线主结构中的走线结构111的正下方；电子开关14用于在该天线工作于低频频段时断开印制板一面上的地区域12和附加地区域13的连接，在该天线工作于高频频段时连通印制板一面上的地区域12和附加地区域13。
根据PIFA天线和Monopole天线的形成原理，当天线主结构下方的附加地区域处于非悬空状态，即附加地区域与印制板一面上的地区域连通时，天线将呈现PIFA天线特性，当天线主结构下方的工作地处于悬空状态，即附加地区域与印制板一面上的地区域断开时，天线将呈现Monopole天线特性。
因此，本实施例通过设置电子开关14，在低频频段时，使附加地区域13与印制板一面上的地区域12断开，在高频频段时，使附加地区域13与印制板一面上的地区域12连通；则在低频频段将呈现Monopole天线特性；在高频频段呈现PIFA天线特性。
本领域技术人员知道，天线工作在低频频段时，较宽的工作带宽是主要需要解决的问题，在高频频段时，较低的SAR值是主要需要解决的问题。
因此，本实施例在低频频段呈现Monopole天线特性时，具有较宽的工作带宽，解决了低频频段需要较宽的工作带宽的问题；在高频频段呈现PIFA天线特性时，具有较大的SAR值，解决了高频频段需要较低的SAR值的问题。因此，实现手机最佳的性能。
本实施例中，可以通过手机PCB电路检测系统是处于低频频段还是高频频段，由该PCB电路控制电子开关。一个手机在一个地区是工作于低频，还是高频，通常由运营商的网络决定，当手机的PCB电路检测到网络是什么频段，就会输出一个控制信号，用于驱动电子开关的连接与断开。其中，低频频段指的是824～960MHz，高频频段指的是1710～2170MHz。
本实施例中的天线主结构中的走线结构的形状可以是具有弯折线结构的任意合理形状，附加地区域13的形状也可以是任意的。电子开关14的个数也是不限的，可以为一个或多个。电子开关为多个时，可以使附加地与印制板地的连接相对天线来说呈现更有效的地效应，使朝向人头辐射方向的电磁场更弱，有利于降低SAR值。
本实施例通过设置电子开关，使得本实施例的天线在低频频段时呈现Monopole天线特性，在高频频段时呈现PIFA天线特性，实现手机的最佳性能。
在实际实施时，根据附加地区域形状的不同，可以设置不同个数及位置的电子开关，具体可参见下述实施例。
在实施时，走线结构可以采用天线支架支撑，并可以与印制板一面上的地区域及附加地区域，通过手机外壳等结构件进行固定。
图2为本发明第二实施例的可重构手机内置天线的结构示意图，包括走线结构21、印制板一面上的地区域22、附加地区域23、电子开关24及馈电弹片25、馈电点26、接地弹片27和接地点28，馈电点26、接地点28印刷在印制板的另一面。走线结构21与馈电弹片25及接地弹片27连接，馈电弹片25与馈电点26接触，例如，采用压接方式接触，接地弹片27与接地点28接触，例如，采用压接方式接触。附加地区域23位于天线主结构中的走线结构21的正下方；电子开关24用于在该天线工作于低频频段时断开印制板一面上的地区域22和附加地区域23的连接，在该天线工作于高频频段时连通印制板一面上的地区域22和附加地区域23。其中，印制板一面上的地区域22和附加地区域23的表面附有金属层，以实现导电功能。
本实施例中，可以通过手机印制板上的功能模块检测系统是处于低频频段还是高频频段，由该功能模块控制电子开关。其中，低频频段指的是824～960MHz，高频频段指的是1710～2170MHz。
本实施例中，附加地区域23可以如图2所示。
本实施例中的走线结构21的形状不限于图2所示的形状，也可以为其他形状。图2中以两个电子开关为例，但是，本实施例的电子开关的个数并不限于两个，也可以为1个或者大于两个；并且，电子开关的位置也不限于图2所示的位置。本实施例中的电子开关可以采用二极管或者选频网络的实现方式，或者为其他具有切换功能的元件。电子开关为多个时，可以使附加地与印制板地的连接相对天线来说呈现更有效的地效应，使朝向人头辐射方向的电磁场更弱，有利于降低SAR值。
本实施例中的馈电弹片、馈电点、接地弹片、接地点的位置也不限于图2所示，可以根据天线的实际调试情况适当调整。
在实施时，走线结构可以采用天线支架支撑，并可以与印制板一面上的地区域及附加地区域，通过手机外壳等结构件进行固定。
本实施例通过设置电子开关，使得本实施例的天线在低频频段时呈现Monopole天线特性，在高频频段时呈现PIFA天线特性，实现手机的最佳性能
图3为本发明第三实施例的可重构手机内置天线的结构示意图，包括走线结构31、印制板一面上的地区域32、附加地区域33、电子开关34及馈电弹片35、馈电点36、接地弹片37和接地点38，馈电点36、接地点38印刷在印制板的另一面。走线结构31与馈电弹片35及接地弹片37连接，馈电弹片35与馈电点36接触，例如，采用压接方式接触，接地弹片37与接地点38接触，例如，采用压接方式接触。附加地区域33位于天线主结构中的走线结构31的正下方；电子开关34用于在该天线工作于低频频段时断开印制板一面上的地区域32和附加地区域33的连接，在该天线工作于高频频段时连通印制板一面上的地区域32和附加地区域33。其中，印制板一面上的地区域32和附加地区域33的表面附有金属层，以实现导电功能。
本实施例中，可以通过手机PCB上的功能模块检测系统是处于低频频段还是高频频段，由该功能模块控制电子开关。其中，低频频段指的是824～960MHz，高频频段指的是1710～2170MHz。
本实施例中，附加地区域33可以如图3所示。
本实施例中的走线结构31的形状不限于图3所示的形状，也可以为其他形状。
图3中以三个电子开关为例，但是，本实施例的电子开关的个数并不限于三个，也可以为1或2个或者大于三个；并且，电子开关的位置也不限于图3所示的位置。本实施例中的电子开关可以采用二极管或者选频网络方式实现，或者为其他具有切换功能的元件。电子开关为多个时，可以使附加地与印制板地的连接相对天线来说呈现更有效的地效应，使朝向人头辐射方向的电磁场更弱，有利于降低SAR值。
本实施例中的馈电弹片、馈电点、接地弹片、接地点的位置也不限于图3所示，可以根据天线的实际调试情况适当调整。
在实施时，走线结构可以采用天线支架支撑，并可以与印制板一面上的地区域及附加地区域，通过手机外壳等结构件进行固定。
本实施例通过设置电子开关，使得本实施例的天线在低频频段时呈现Monopole天线特性，在高频频段时呈现PIFA天线特性，实现手机的最佳性能
图4为本发明第四实施例的可重构手机内置天线的结构示意图，包括走线结构41、印制板一面上的地区域42、附加地区域43、电子开关44及馈电弹片45、馈电点46、接地弹片47和接地点48，馈电点46、接地点48印刷在印制板的另一面。走线结构41与馈电弹片45及接地弹片47连接，馈电弹片45与馈电点46接触，例如，采用压接方式接触，接地弹片47与接地点48接触，例如，采用压接方式接触。附加地区域43位于天线主结构中的走线结构41的正下方；电子开关44用于在该天线工作于低频频段时断开印制板一面上的地区域42和附加地区域43的连接，在该天线工作于高频频段时连通印制板一面上的地区域42和附加地区域43。其中，印制板一面上的地区域42和附加地区域43的表面附有金属层，以实现导电功能。
本实施例中，可以通过手机PCB上的功能模块检测系统是处于低频频段还是高频频段，由该功能模块控制电子开关。其中，低频频段指的是824～960MHz，高频频段指的是1710～2170MHz。
本实施例中，附加地区域43可以如图4所示。
本实施例中的走线结构41的形状不限于图4所示的形状，也可以为其他形状。
图4中以六个电子开关为例，但是，本实施例的电子开关的个数并不限于六个，也可以为小于或者大于六个；并且，电子开关的位置也不限于图4所示的位置。本实施例中的电子开关可以采用二极管或者选频网络方式实现，或者为其他具有切换功能的元件。电子开关为多个时，可以使附加地与印制板地的连接相对天线来说呈现更有效的地效应，使朝向人头辐射方向的电磁场更弱，有利于降低SAR值。
本实施例中的馈电弹片、馈电点、接地弹片、接地点的位置也不限于图4所示，可以根据天线的实际调试情况适当调整。
在实施时，走线结构可以采用天线支架支撑，并可以与印制板一面上的地区域及附加地区域，通过手机外壳等结构件进行固定。
本实施例通过设置电子开关，使得本实施例的天线在低频频段时呈现Monopole天线特性，在高频频段时呈现PIFA天线特性，实现手机的最佳性能。
上述实施例中，当附加地区域的形状不同时，因为天线向外辐射的电磁场分布会不同，天线的某些指标也会不同，可以根据不同的需求，选择不同的附加地区域形状。
图5为本发明第五实施例的方法流程示意图，包括：
步骤51：确定天线处于的工作频段；
步骤52：当所述工作频段为低频频段时，通过电子开关断开附加地区域和印制板一面上的地区域，当所述工作频段为高频频段时，通过电子开关连通附加地区域和印制板一面上的地区域。
本实施例中，可以通过手机印制板上的功能模块检测系统是处于低频频段还是高频频段，由该功能模块控制电子开关。其中，低频频段指的是824～960MHz，高频频段指的是1710～2170MHz。本实施例中的电子开关可以采用二极管或者选频网络实现，或者为其他具有切换功能的元件，个数可以为一个或多个。
附加地区域为位于天线主结构下方的地区域，当附加地区域与印制板一面上的地区域断开时，天线将呈现Monopole天线特性，具有较宽的工作带宽；当附加地区域与印制板一面上的地区域连通时，天线将呈现PIFA天线特性，具有较低的SAR值。
本实施例通过电子开关控制附加地区域与印制板一面上的地区域的断开及连通，使得天线在低频频段时呈现Monopole天线特性，在高频频段时呈现PIFA天线特性，实现手机的最佳性能。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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，而非对其限制；尽管参照前述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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种可重构手机内置天线，其特征在于，包括：
天线主结构、附加地区域、印刷在印制板一面上的地区域、电子开关以及印刷在印制板另一面上的天线馈电点和接地点；
所述天线主结构包括天线的走线结构、与所述天线馈电点接触的馈电弹片和与所述接地点接触的接地弹片；
所述附加地区域位于所述走线结构的正下方；
所述电子开关用于在所述天线工作于低频频段时断开所述附加地区域和印制板一面上的地区域，在所述天线工作于高频频段时连通所述附加地区域和印制板一面上的地区域。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述附加地区域和印制板一面上的地区域断开时，所述天线呈现Monopole天线特性，所述附加地区域和印制板一面上的地区域连通时，所述天线呈现PIFA天线特性。
3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述低频频段为824～960MHz，所述高频频段为1710～2170MHz。
4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述电子开关的个数为一个或多个。
5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述电子开关的实现方式为二极管或者选频网络。
6.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线主结构中的馈电弹片、接地弹片分别与印制板另一面上的天线馈电点、接地点通过压接方式接触。
7.一种可重构手机内置天线的实现方法，其特征在于，包括：
确定天线处于的工作频段；
当所述工作频段为低频频段时，通过电子开关断开附加地区域和印制板一面上的地区域，当所述工作频段为高频频段时，通过电子开关连通附加地区域和印制板一面上的地区域。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述附加地区域和印制板一面上的地区域断开时，所述天线呈现Monopole天线特性，所述附加地区域和印制板一面上的地区域连通时，所述天线呈现PIFA天线特性。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述低频频段为824～960MHz，所述高频频段为1710～2170MHz。
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