CN101728635B - 用于便携式无线终端的天线装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于便携式无线终端的天线装置。所述天线装置包括：用于移动通信的主天线，用于发送和接收第一频带中的信号；发送(Tx)子天线，用于发送第二频带中的信号；接收(Rx)子天线，用于接收第三频带中的信号；控制器，如果第二频带和第三频带重合，则用于选择性地使用发送(Tx)子天线和接收(Rx)子天线中的一种，如果第二频带与第三频带不重合，则用于提供控制使得发送(Tx)子天线和接收(Rx)子天线被同时使用。因此，不需要增加便携式无线终端的体积，可以保证天线空间并能够改善辐射性能。

Description

用于便携式无线终端的天线装置
技术领域
本发明涉及一种便携式无线终端。更具体地讲，本发明涉及一种嵌入到便携式无线终端中的天线装置。
背景技术
随着电子通信工业的发展，便携式无线终端变得更轻巧、更纤细、更小巧并且具有更多的多功能。例如，安装能实现多种和弦旋律的扬声器装置，装备具有几百万像素的彩色显示装置。此外，除了呼叫功能以外，现在便携式无线终端还通常通过运动图像专家组(MPEG)音频层3(MP3)播放器(MP3P)提供音乐收听功能。此外，便携式无线终端不仅利用显示装置提供各种游戏内容，而且还提供接收无线电信号、数字多媒体广播(DMB)信号等功能。
通常，便携式无线终端使用发送和接收信号的天线。如果希望提供具有更好的无线电波发送/接收的便携式无线终端，则天线被设计得很大以具有更高的方向性。在这种情况下，为了保持便携式无线终端的轻巧和小巧，便携式无线终端中的其它部件之间的空间距离减小。因此，难以保证较大天线的空间，并难以改善所述终端的发送/接收性能。此外，设计的天线的发送(Tx)输出(transmit out)不应该被允许超过每个国家允许的参考值。
例如，用于发送和接收调频(FM)频带的信号的天线可以利用单天线(例如，连接到外部连接器的耳机)实现。在这种情况下，出现的问题在于，用于发送和接收FM频带的信号的天线的发送(Tx)输出超过每个国家允许的参考值。图8是示出发送和接收FM频谱的信号的传统天线的天线性能的曲线图。图9是示出美国和欧洲规定的FM Tx输出规定的图表。在使用了耳机天线的情况下，Tx输出是98dB，超过了图9中显示的每个国家指定的输出规定。因此，需要存在增加通信可靠性同时不超过每个国家的输出规定的天线装置。
发明内容
本发明的一方面在于解决至少上述问题和/或缺点，并提供至少以下描述的优点。因此，本发明的一方面在于提供一种具有单独接收和发送信号以增加通信的可靠性的天线的天线装置。
本发明的另一方面在于提供一种用于便携式无线终端的天线装置，以改善辐射效率而不增加便携式无线终端的体积。
本发明的另一方面在于提供一种用于便携式无线终端的天线装置，以通过使用嵌入到便携式无线终端中的导电体作为天线辐射体来保证天线空间并节约成本。
根据本发明的一方面，提供了一种用于便携式无线终端的天线装置。所述天线装置包括：主天线，用于发送和接收第一频带中的信号；发送(Tx)子天线，用于发送第二频带中的信号；接收(Rx)子天线，用于接收第三频带中的信号；控制器，如果第二频带和第三频带重合，则用于选择性地使用发送子天线和接收子天线中的一种，如果第二频带与第三频带不重合，则用于提供控制使得发送子天线和接收子天线被同时使用。
根据本发明的另一方面，提供了一种具有用于处理对应频带的信号的天线装置的便携式无线终端。所述终端包括：用于移动通信的主天线，用于发送和接收第一频带中的信号；Tx子天线，用于发送第二频带中的信号；Rx子天线，用于接收第三频带中的信号；控制器，如果第二频带和第三频带重合，则用于选择性地使用Tx子天线和Rx子天线中的一种，如果第二频带与第三频带不重合，则用于提供控制使得Tx子天线和Rx子天线被同时使用。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于便携式无线终端的天线装置。所述天线装置包括：主天线，用于发送和接收第一频带中的信号；Tx子天线，用于发送第二频带中的信号；Rx子天线，用于接收第三频带中的信号；控制器，用于控制第一频带、第二频带和第三频带的天线。
通过参考公开本发明示例性实施例的附图进行的描述，本发明的其它方面、优点和显著特征对于本领域技术人员将会变得清楚。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述，本发明的特定示例性实施例的上述和其它方面、特征和优点将会变得更加清楚，其中：
图1是根据本发明示例性实施例的便携式无线终端的透视图；
图2是根据本发明示例性实施例的用于便携式无线终端的天线装置的框图；
图3是根据本发明示例性实施例的利用便携式无线终端的壳体框架的内部发送(Tx)天线(internal transmit antenna)的平面图；
图4是根据本发明示例性实施例的内部Tx子天线装置的局部截面透视图；
图5是示出发送88MHz到108MHz调频(FM)频带中的信号的传统的蓝牙装置的天线性能(即，Tx输出)的图表；
图6是示出根据本发明示例性实施例的在图3中示出的用于发送FM频带中的信号的内部Tx子天线装置的天线性能(即，Tx输出)的图表；
图7是示出根据本发明示例性实施例的在图4中示出的用于发送FM频带中的信号的内部Tx子天线装置的天线性能(即，Tx输出)的图表；
图8是示出发送和接收FM频谱中的信号的传统天线的天线性能的图表；
图9是示出美国和欧洲指定的FM Tx输出规定的表格。
应该注意，在整个附图中，使用相同的标号指示相同或者相似的元件、特征和结构。
具体实施方式
提供参照附图的下述描述在于全面理解由权利要求及其等同物限定的本发明的示例性实施例。其包括各种特定的细节以帮助理解，但是这些细节仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员应该认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对在此描述的实施例做出各种改变和修改。此外，为了清楚和简明起见，省略了对公知功能和构造的描述。
在以下描述和权利要求中使用的术语和词语不限于文献资料中的含义，而仅仅被发明者所使用，以能够清楚并一致地理解本发明。因此，本领域技术人员清楚的是，为了仅仅示出由权利要求及其等同物限定的本发明的目的，而非限定本发明的目的，提供对本发明的示例性实施例的下述描述。
应该理解，除非上下文另外明确地指明，否则单数形式也包括复数形式。因此，例如单数的“部件表面”包括一个或者多个这种表面。
术语“基本上”表示叙述的特征、参数或者数值不需要实现得很精确，可能出现包括例如公差、测量误差、测量准确性限制和本领域技术人员公知的其它因素的偏差或者差异，总之不妨碍意图提供的特征的效果。
以下描述的本发明的示例性实施例涉及一种便携式无线终端的天线装置，更具体地讲，涉及一种改善辐射性能而不增加便携式无线终端的体积的天线装置。
此外，本发明的示例性实施例涉及一种通过利用便携式无线终端的壳体框架作为发送(Tx)天线并利用耳机作为接收(Rx)天线来增加可靠通信的天线装置。
本发明的示例性实施例将按照图1中示出的直板型便携式无线终端进行描述。但是，所述终端的类型不限于直板型。在示例性实施例中，可以使用各种便携式无线终端，例如，折叠型、滑动型、翻盖型、滑动和旋转型等。
图1是根据本发明示例性实施例的便携式无线终端的透视图。
参照图1，便携式无线终端100包括限定其外表面的壳体框架110。壳体框架110可以通过注模而形成。而且，壳体框架110包括顶部单元111和底部单元112。
壳体框架110包括输出语音信号的扬声器101和设置在扬声器101附近以输出视频信号的显示器102。壳体框架110还包括作为数据输入元件的键盘组件103和设置在键盘组件103附近以输入语音信号的麦克风104。
显示器102可以是具有几百万像素的液晶显示器(LCD)。如果LCD设置有触摸屏，则显示器102可执行辅助数据输入单元或者作为替代键盘组件103的数据输入单元的功能。
便携式无线终端100包括用于无线通信的天线(未显示)。所述天线可包括嵌入到壳体框架110的内部空间中的内部天线和突出到壳体框架110的外部的外部天线。
内部天线可包括嵌入到主板(未显示)中并能够发送和接收至少一个或者多个频带的信号的主要内部天线。此外，根据本发明的示例性实施例，便携式无线终端100可使用被包括在壳体框架110中的作为内部天线的辐射体。此外，便携式无线终端100可使用连接到外部连接器的作为外部天线的耳机。
优选地，可替代主要内部天线而使用包括在壳体框架110中的辐射体，用于发送并接收信号，或者包括在壳体框架110中的辐射体可作为另外的内部天线被使用。例如，作为主要内部天线，利用壳体框架110的内部天线可通过发送并接收相同频带中的信号来改善辐射性能。或者，利用壳体框架110的内部天线可处理与主要内部天线的频带不同的频带。例如，利用壳体框架110的内部天线可发送并接收例如数字多媒体广播(DMB)、短范围无线通信和调频(FM)的频带中的任一频带中的信号。
更优选地，便携式无线终端100具有用于单独发送并接收信号的天线。这样做时，各个天线单独地发送数据，建立多个无线Tx/Rx通道，从而增加通信可靠性。例如，包括在壳体框架110中的辐射体可被用作用于发送FM频带中的信号的内部Tx子天线。此外，连接到便携式无线终端的外部连接器的耳机、头戴式耳机(headset)、头戴式受话器(headphone)等(未显示)可被用作用于接收FM频带中的信号的外部Rx子天线。
主要内部天线和利用壳体框架110的内部Tx子天线电连接到便携式无线终端的主板。主板包括电连接到射频(RF)连接器的供电部分和具有特定尺寸的接地端的接地部分。
以下，将参照图2至图4描述利用壳体框架110的内部Tx子天线的示例性实施例。
图2是根据本发明示例性实施例的用于便携式无线终端的天线装置的框图。
参照图2，用于便携式无线终端的天线装置200包括用于发送和接收至少一个或者多个第一频带中的信号的以用于移动通信的主天线211。此外，天线装置200包括：Tx子天线213，用于发送第二频带中的信号；Rx子天线212，用于接收第三频带中的信号；控制器210，用于控制整个通信。如果第二频带与第三频带重合，则便携式无线终端在控制器210的控制下能够选择性地使用Rx子天线212和Tx子天线213中的一个。如果第二频带与第三频带不重合，则便携式无线终端能够使用Rx子天线212和Tx子天线213两者。控制器210提供控制，使得主天线211被连续使用以用于便携式无线终端的呼叫和呼叫等待。如上所述，主天线211可以是嵌入到主板(未显示)中并能够发送并接收至少一个或者多个频带中的信号的内部天线。此外，Rx子天线212可以使用耳机，Tx子天线213可以使用壳体框架110。以下，将参照图3和图4描述Tx子天线213的更详细的结构。
图3是根据本发明示例性实施例的利用便携式无线终端的壳体框架的内部Tx子天线的平面图。
参照图3，内部Tx子天线300包括用于处理信号的天线辐射体303。更具体地讲，根据本发明的示例性实施例，壳体框架301的内表面的一部分或者整体构成天线辐射体303。
壳体框架301可以是用于保护用作便携式无线终端的功率提供元件的单体型(cell-type)电池包的电池壳。此外，天线辐射体303可以是按照特定的图案涂覆在壳体框架301的内表面上的防电磁干扰喷射体(EMI shielding spray)、按照特定图案形成并附着的金属板和柔性印刷电路板中的任意一个或者上述至少两个的组合体。
内部Tx子天线300可包括应用到壳体框架301上以改善电磁兼容性(EMC)和辐射性能的接地端302。
因此，利用壳体框架301的内部Tx子天线300通过连接元件电连接到便携式无线终端的主板(未显示)。内部Tx子天线300通过连接到功率提供部分可作为单极型天线来操作，所述功率提供部分连接到主板的RF连接器。此外，内部Tx子天线300通过连接到接地部分和主板的功率提供部分可作为双极型天线来操作。例如，内部Tx子天线300可以是平面倒F型天线(PIFA)类型的天线。以下，将参照图4在下文中描述连接元件。
图4是根据本发明示例性实施例的内部Tx子天线装置的局部截面透视图。
参照图4，内部Tx子天线装置400包括由辐射金属材料制成的壳体框架410和电连接到壳体框架410上的主板420。内部Tx子天线装置400还包括用于将壳体框架410和主板420电连接的电连接元件430。
内部Tx子天线装置400还可包括用于支撑主板420、壳体框架410和电连接元件430的额外的支撑板440。
根据本发明示出的示例性实施例，金属壳体框架410的作用是作为用于发送特定频带的信号的天线辐射体。更具体地讲，壳体框架410可以是用于保护用作便携式无线终端的功率提供元件的单体型电池包450的金属电池盖。
主板420包括电连接到RF连接器的功率供给部分421和接地部分422。
电连接元件430的一端连接到包括功率供给部分421和接地部分422的主板420。电连接元件430的另一端连接到由金属材料制成的壳体框架410。
因此，内部Tx子天线装置400可作为单极型天线装置来操作，其中，壳体框架410通过电连接元件430连接到主板420的功率供给部分421。此外，内部Tx子天线装置400可作为双极型内部Tx子天线装置来操作，其中，壳体框架410连接到主板420的功率供给部分421和接地部分422。
电连接元件430不仅可使用弯曲形板，而且可使用通话电缆(sessioncable)、柔性印刷电路、金属板簧(metallic plate spring)等。
参照图2至图4的以上描述，当Tx子天线和Rx子天线两种天线处理重叠频带的信号时，本发明示例性的天线装置选择性地使用Tx子天线和Rx子天线中的一种。以上还描述了，当Tx子天线和Rx子天线两种天线处理非重叠频带的信号时，本发明示例性的天线装置同时使用Tx子天线和Rx子天线。此外，通过采用图3的内部Tx子天线300和图4的内部Tx子天线装置400作为示例，描述了Tx子天线的示例性的结构。
更具体地讲，根据本发明的示例性实施例的图3和图4的内部Tx子天线装置(或者内部Tx子天线)可以发送分配给FM无线电广播频带(即，70MHz到110MHz)的信号。因此，如果Rx子天线接收与内部Tx子天线的频带重合的FM频带中的信号，则根据本发明的示例性实施例的便携式无线终端可选择性地使用内部Tx子天线和Rx子天线中的一种。此外，如果Rx子天线接收与内部Tx子天线的频带不同的短范围无线通信或者DMB的信号，则可同时使用内部Tx子天线和Rx子天线。
图5是示出发送88MHz到108MHz的调频(FM)频带的信号的传统的蓝牙装置的天线性能(即，Tx输出)的图表。此外，图6是示出根据本发明示例性实施例的在图3中示出的用于发送FM频带中的信号的内部Tx子天线装置的天线性能(即，Tx输出)的图表。此外，图7是示出根据本发明示例性实施例的在图4中示出的用于发送FM频带中的信号的内部Tx子天线装置的天线性能(即，Tx输出)的图表。
参照图5至图7，根据本发明的示例性实施例的利用上述壳体框架的内部Tx子天线装置具有与传统的蓝牙装置类似的辐射性能水平。因此，利用壳体框架的内部Tx子天线装置能够通过保证天线空间而不增加便携式无线终端的体积来改善天线辐射性能。
根据本发明的示例性实施例，嵌入到便携式无线终端的壳体框架中的用于发送对应频带的信号的辐射体和用于接收所述频带的信号的耳机对可靠的通信做出贡献。
此外，通过使用具有在便携式无线终端的壳体框架中的天线辐射体的内部Tx子天线装置，天线空间能够得到保证并且辐射性能能够被改善而不增加便携式无线终端的体积。
更具体地讲，根据本发明的示例性实施例的天线装置具有单独的Tx子天线和Rx子天线，从而能够根据每个国家指定的Tx输出规定来设计。
虽然已经参照本发明的特定示例性实施例对本发明进行了显示和描述，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种形式和细节上的各种改变。

Claims (13)

1.一种用于便携式无线终端的天线装置，所述天线装置包括：
主天线，用于发送和接收第一频带中的信号；
发送子天线，用于发送第二频带中的信号；
接收子天线，用于接收第三频带中的信号；
控制器，如果第二频带和第三频带重合，用于选择性地使用发送子天线和接收子天线中的一种，如果第二频带与第三频带不重合，则同时使用发送子天线和接收子天线，
其中，所述发送子天线包括：
主板，具有电连接到射频连接器的功率供给部分；
天线辐射体，用于发送信号；
电连接元件，用于将天线辐射体和功率供给部分电连接,
支撑板，用于支撑主板、天线辐射体和电连接元件，
其中，所述天线辐射体是由金属材料制成的壳体框架，并电连接到功率供给部分。
2.如权利要求1所述的天线装置，其中，所述主天线嵌入到具有电连接到射频连接器的功率供给部分的主板中。
3.如权利要求1所述的天线装置，其中，所述接收子天线包括连接到便携式无线终端的耳机。
4.如权利要求1所述的天线装置，其中，所述壳体框架包括用于保护用作所述终端的功率提供元件的单体型电池包的金属电池盖。
5.如权利要求1所述的天线装置，其中，用于保护用作所述终端的功率提供元件的单体型电池包的金属电池盖被包括在壳体框架中，天线辐射体被应用到金属电池盖的内表面的一部分或者整个上。
6.如权利要求1所述的天线装置，其中，所述天线辐射体包括按照特定的图案涂覆在壳体框架的内表面上的防电磁干扰喷射体、按照特定的图案形成和附着的金属板和柔性印刷电路中的至少一种。
7.如权利要求5所述的天线装置，其中，所述天线辐射体包括按照特定的图案涂覆在电池盖的内表面上的防电磁干扰喷射体、按照特定的图案形成和附着的金属板和柔性印刷电路中的至少一种。
8.如权利要求1所述的天线装置，其中，电连接元件包括连接到所述辐射体的通话电缆、柔性印刷电路和金属板簧中的至少一种，电连接元件的一端连接到功率供给部分。
9.如权利要求1所述的天线装置，其中，所述天线辐射体发送用于短范围无线通信的信号。
10.如权利要求9所述的天线装置，其中，所述天线辐射体发送调频频带中的信号。
11.如权利要求9所述的天线装置，其中，所述天线辐射体发送70MHz到110MHz频带中的信号。
12.如权利要求1所述的天线装置，其中，所述控制器提供控制使得用于移动通信的主天线连续用于呼叫和呼叫等待。
13.如权利要求3所述的天线装置，其中，所述耳机是头戴式耳机或头戴式受话器。
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