CN102185177A - 一种调频天线的实现装置和移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调频天线的实现装置和移动终端，可以增强调频接收性能。所述装置包括：包含金属走线的第一印刷电路板(PCB)，复用为FM天线的装置，匹配电路，所述包含金属走线的第一PCB和所述复用为FM天线的装置分别与所述匹配电路连接，其中：所述包含金属走线的第一PCB上的金属走线作为第一FM天线，用于接收调频信号；所述复用为FM天线的装置作为第二FM天线，用于接收调频信号；所述匹配电路，用于对所述第一FM天线和所述第二FM天线接收到的调频信号进行滤波，输出滤波后的调频信号。本发明通过两套FM天线可以显著提升FM信号的接收性能，使FM的接收具有更强的接收灵敏度。

Description

一种调频天线的实现装置和移动终端

技术领域

本发明涉及移动通讯领域，尤其涉及一种调频天线的实现装置和移动终端。

背景技术

调频(FM)功能在目前的移动终端中通常都是具有的，目前主要都是利用移动终端的耳机充当接收FM信号的天线。然而，目前也有一些手机是通过内置FM天线进行的FM信号的接收，这样就可以在不插耳机的情况下实现FM外放功能。

然而，由于留给设计FM天线的尺寸是十分有限的，并且难以达到良好的净空，因此，一般而言，此类FM天线的功能都难以达到耳机天线的效果。虽然此类方法克服了耳机接收FM天线一定要插入耳机这个弊端，但通过内置天线接收FM信号而造成的性能的下降，也是很难接受的，会造成用户体验的下降。因此，怎样既能够省去耳机天线，又能够提升FM信号接收的性能，就成为设计产品时研究的一个重点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种调频天线的实现装置和移动终端，可以增强调频接收性能。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种调频(FM)天线的实现装置，包括：

包含金属走线的第一印刷电路板(PCB)，复用为FM天线的装置，匹配电路，所述包含金属走线的第一PCB和所述复用为FM天线的装置分别与所述匹配电路连接，其中：

所述包含金属走线的第一PCB上的金属走线作为第一FM天线，用于接收调频信号；

所述复用为FM天线的装置作为第二FM天线，用于接收调频信号；

所述匹配电路，用于对所述第一FM天线和所述第二FM天线接收到的调频信号进行滤波，输出滤波后的调频信号。

进一步地，所述复用为FM天线的装置为以下装置之一：全球定位系统(GPS)天线、蓝牙天线、包含金属走线的第二PCB、包含金属走线的柔性印刷电路板(FPC)。

进一步地，所述匹配电路包括第一匹配电路和第二匹配电路，所述第一匹配电路与所述包含金属走线的第一PCB板连接，用于对所述第一天线接收到的调频信号进行匹配，所述第二匹配电路与所述复用为FM天线的装置连接，用于对所述第二天线接收到的调频信号进行匹配。

进一步地，第一匹配电路包括第一电感，所述第一电感的取值范围为[100nH，1000nH]。

进一步地，第一电感取值为330纳亨(nH)。

进一步地，第二匹配电路包括串联的第一电容和第二电感，所述第一电容和第二电容的取值满足以下公式：

其中，L表示第二电感值，C表示第一电容值，F表示调频的频率，F＝[60MHz，200MHz]。

进一步地，第一电容的取值范围为[5.6pF，680pF]；第二电感的取值范围为[18nH，470nH]。

进一步地，所述第一电容值为56pF，第二电感值为100nH。

进一步地，采用以下方式设置所述PCB的金属走线：

所述PCB上设置两个以上的孔，所述金属走线依次穿过所设置的孔。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种包括上述调频天线实现装置的移动终端。

为了避免现有技术中为不使用耳机而使用内置天线进行FM信号的接收所造成的FM天线的性能的下降，本发明通过两套FM天线可以显著提升FM信号的接收性能，使FM的接收具有更强的接收灵敏度。同时本发明所提供的两套FM天线充分利用了终端内的空间，不会占用过多主板面积。在实现FM天线小型化的同时提高了FM的接收性能，从而提升FM广播功能的用户体验。

附图说明

图1是本发明实施例1FM移动终端的实现框图；

图2是本发明实施例2增强FM性能的PCB走线和GPS天线进行联合设计的实现框图；

图3是图2中匹配电路1的结构图；

图4是图2中匹配电路2的结构图；

图5是图2中匹配电路3的结构图；

图6是本发明实施例3最大程度节约走线所占用面积的PCB走线示意图；

图7是本发明实施例4PCB主板与子板之间的PCB上的FM天线的连接方式图；

图8是本发明实施例5直板机的主板和子板之间的FM天线的一种连接方式图；

图9是本发明实施例6滑盖机的主板和子板之间的FM天线的一种连接方式图；

图10是本发明实施例7翻盖机的主板和子板之间的FM天线的一种连接方式图。

具体实施方式

下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征的相互结合，均在本发明的保护范围之内。

实施例1

本实施例的包含FM天线装置的终端如图1所示，该FM天线装置包括：包含金属走线的第一印刷电路板(PCB)，复用为FM天线的装置，匹配电路，该包含金属走线的第一PCB和该复用为FM天线的装置分别与匹配电路连接，其中：

该包含金属走线的第一PCB上的金属走线作为第一FM天线，用于接收调频信号；

该复用为FM天线的装置作为第二FM天线，用于接收调频信号；

该匹配电路，用于对第一FM天线和第二FM天线接收到的调频信号进行滤波，输出滤波后的调频信号。

工作过程如下：第一天线和第二天线接收的FM信号进入匹配电路，匹配电路进行匹配滤波后送入调频芯片，调频芯片将该FM信号转化为音频信号，输入到基带芯片进行滤波、放大等处理，再由基带芯片输出到音频输出单元(如扬声器或者耳机)进行音频信号的播放。

上述装置还可包括低噪声放大器(LNA)，其可连接在匹配电路与FM芯片之间，其用于接收匹配电路输出的调频信号，滤除噪声后输出至调频芯片。

上述复用为FM天线的装置可以是以下装置之一：(全球定位系统，GlobalPositioning System，简称GPS)天线、蓝牙天线、包含金属走线的第二PCB、包含金属走线的柔性印刷电路板(FPC)。当复用为FM天线的装置为包含金属走线的第二PCB或包含金属走线的FPC时，电路板上的金属走线作为第二FM天线。

通过将终端本身的装置复用为FM天线，再结合PCB作为FM天线，可以得到较优的FM接收性能。相比仅用PCB作为FM天线的方案，或者相比仅复用FPC作为FM天线的方案，或者相比仅复用GPS天线作为FM天线的方案，或者相比仅复用蓝牙天线作为FM天线的方案，均可显著提高FM接收性能。且在本实施例中，当PCB上金属走线设计的较少时，仍能达到较好的接收效果，实现了FM天线装置的小型化，具有很大的商用价值。在PCB上布线作为FM天线时，可以利用主板上不布线、且对主板性能影响不大的位置，进行PCB走线，在不占用过多主板面积的情况下，达到增强FM接收性能的效果，提升FM外放的用户体验。

实施例2

图2所示的是利用GPS天线中的一段FPC与增强FM性能的PCB走线联合设计FM外放的实现框图。如图所示有3个信号通路：

通路1：主板上的PCB走线接收的FM信号通过匹配电路1，通过低噪声放大器(LNA)进行放大后，输入FM芯片。此路用于FM信号的接收。匹配电路1用于隔离GPS信号，匹配FM信号。

通路2：FPC天线(本案例将GPS天线中的一段FPC复用为FM天线)接收的FM信号通过匹配电路2，通过LNA进行放大后，输入FM芯片。此路用于FM信号的接收。匹配电路2仍用于隔离GPS信号，匹配FM信号。

通路3：FPC天线接收的FM信号通过匹配电路3，输入GPS接收电路。此路用于GPS信号的接收。匹配电路3用于匹配GPS信号，隔离FM信号。

通路1和通路2具有互相辅助，增强FM信号的接收的作用。

经过实验，本案例中，仅仅使用通路1或者仅仅使用通路2都无法达到FM信号的良好接收，必须在通路1和通路2同时使用的情况下，才能够有良好的FM外放性能。

匹配电路1、匹配电路2、匹配电路3的结构分别参见图3、图4、图5。

图3所示的是匹配电路1的结构图，其中的L1＝330纳亨(nH)为优选匹配的数值，使用串联330nH作为PCB增强走线的匹配形式，可以起到良好的匹配作用，对1.5GHz具有良好的隔离作用。此外，该电感还可以是200nH。采用大电感实现可对800MHz以上的信号有很好的滤波效果，可以增强调频的接收性能，其取值范围为[100nH，1000nH]。

图4所示的是匹配电路2的结构图，其中包括串联的电容C1和电感L2，电容C1优选为56pF，可选范围在[5.6pF，680pF]，电感L2优选为100nH，可选范围在[18nH，470nH]，该电容和电感的关系符合以下公式：

其中L表示电感值，C表示电容值，F表示调频的频率，通常在100MHz左右([60MHz，200MHz])。

此匹配电路2有三个用途：(1)滤除FM频段外的噪声；(2)匹配FM信号；(3)阻挡GPS信号通过通路2进行分流，保证GPS性能不受影响。

图5所示的是匹配电路3的结构图，其中L3＝1nH为优选匹配的数值，使用串联的1nH作为PCB增强走线的匹配形式，可以起到良好的匹配作用。

本实施例中，复用为FM天线的装置为包含金属走线的FPC，且该段FPC位于GPS接收系统中。在其他实施例中，该复用为FM天线的装置如上所述，还可以是另一块包含金属走线的PCB，或者是蓝牙天线，或者是其他可以复用为FM天线的装置，此时，匹配电路3作为该复用为FM天线的装置所在电路的一部分，本领域技术人员可根据该装置所在电路的要求进行设计，此处不再赘述。

实施例3

图6所示是一种PCB走线的实现，即，可采用以下方式设置PCB的金属走线(一根或者一股)：所述PCB上设置两个以上的孔，该金属走线依次穿过所设置的孔。包括两种走线方式，第一种方式：类似于蛇形走线，走线方向时上时下(参见图6)，第二种方式：金属走线从PCB板边缘绕过，俗称包边的走线方式。下面以应用范围更广的第一种方式为例进行说明：

此方式可以充分利用PCB的厚度进行走线，如图所示，从TOP面走一段线之后，穿过第一个孔到BOTTOM面进行走线，再穿过第二个孔回TOP面，如此重复，直到整个可以进行FM天线设计的区域都进行了该种走线方式。此种走线方式设计的FM天线一般占据长方形区域。并且一般占用移动终端主板的边缘，因此对移动终端的空间的节约是十分明显的，而且孔也是可以辐射的部分，这样就通过打孔，充分利用了板厚。最大限度地增加FM天线的电长度，提高FM天线的性能。另外一个优势是可以最大限度地获得天线净空。

实施例4

本实施例描述主板和子板上FM天线的连接方式，如图7a、7b、7c所示。由于移动终端中很可能不止有一块PCB板，因此也可以利用此特点，在不同主板上都进行FM天线的设计，然后连接在一起。在直板机，滑盖机和翻盖机等所有机型中，此方案都是可行的。在直板机中，连接可以是通过导线(701)焊接的形式，通过卡扣(702)压接的形式，或者通过FPC加卡扣(703)连接的形式进行两板上FM天线的连接；在翻盖机和滑盖机中，考虑到滑盖和翻盖的动作，一般采用FPC加卡扣的连接形式进行两板上FM天线的连接。

实施例5

本实施例描述的是直板机实现主板和子板上联合设计FM天线的一种方案，如图8所示，主板和子板之间的FM天线的连接方式可以采用以下任一种：焊接的形式、卡扣的形式、FPC连接的形式。在移动终端的主板上和子板上设计FM天线，并且进行相应的连接。另外，将FM天线完全设计在子板上也是可以的。

实施例6

本实施例的移动终端内置有用于接收FM信号的FPC天线。如图9所示，本实施例的移动终端为翻盖手机。在该翻盖手机的主板和子板上均具有贴装FPC材质的FM天线的条件，且在两翻盖的任一一翻盖上或者同时在两翻盖上可设计作为FM天线的PCB走线。为了考虑到连接的可靠性和可弯折性，在翻盖手机的主板和子板上，由FPC卡扣进行连接。图中，901为第一翻盖上的第一FPC，902为第二翻盖上第二FPC，903为连接第一FPC和第二FPC的第三FPC，904为FPC连接用卡扣，用于连接第一翻盖和第二翻盖以及用于连接第一FPC和第二FPC，上述第一FPC、第二FPC以及第三FPC均可用作FM天线，此外还可具有其他电气功能，如用于连接LED灯，或用于连接GPS天线等。

翻盖机的此类FM天线在翻盖机翻开时一般情况下性能更好。

实施例7

本实施例的移动终端内置有用于接收FM信号的FPC天线。如图10所示，本实施例的移动终端为滑盖手机。在该滑盖手机的主板和子板上均具有贴装FPC材质的FM天线的条件，且在两滑盖的任一一滑盖上或者同时在两滑盖上可设计作为FM天线的PCB走线。为了考虑到连接的可靠性和可弯折性，在滑盖手机的主板和子板上，均FPC卡扣进行连接的。图中，1001为上滑盖上的第一FPC，1002为下滑盖上的第二FPC，1003为连接第一FPC和第二FPC的第三FPC，1004为FPC连接用卡扣，上述第一FPC、第二FPC以及第三FPC均可复用为FM天线。

此类FM天线在滑盖机滑开时一般情况下性能更好。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种调频(FM)天线的实现装置，包括：

包含金属走线的第一印刷电路板(PCB)，复用为FM天线的装置，匹配电路，所述包含金属走线的第一PCB和所述复用为FM天线的装置分别与所述匹配电路连接，其中：

所述包含金属走线的第一PCB上的金属走线作为第一FM天线，用于接收调频信号；

所述复用为FM天线的装置作为第二FM天线，用于接收调频信号；

所述匹配电路，用于对所述第一FM天线和所述第二FM天线接收到的调频信号进行滤波，输出滤波后的调频信号。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述复用为FM天线的装置为以下装置之一：全球定位系统(GPS)天线、蓝牙天线、包含金属走线的第二PCB、包含金属走线的柔性印刷电路板(FPC)。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述匹配电路包括第一匹配电路和第二匹配电路，所述第一匹配电路与所述包含金属走线的第一PCB板连接，用于对所述第一天线接收到的调频信号进行匹配，所述第二匹配电路与所述复用为FM天线的装置连接，用于对所述第二天线接收到的调频信号进行匹配。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：

第一匹配电路包括第一电感，所述第一电感的取值范围为[100nH，1000nH]。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：

第一电感取值为330纳亨(nH)。

6.如权利要求3或4或5所述的装置，其特征在于：

第二匹配电路包括串联的第一电容和第二电感，所述第一电容和第二电容的取值满足以下公式：

$\frac{1}{\sqrt{L\×C}}=F$

其中，L表示第二电感值，C表示第一电容值，F表示调频的频率，F＝[60MHz，200MHz]。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

第一电容的取值范围为[5.6pF，680pF]；第二电感的取值范围为[18nH，470nH]。

8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于：

所述第一电容值为56pF，第二电感值为100nH。

9.如权利要求1或2或3或4所述的装置，其特征在于：

采用以下方式设置所述PCB的金属走线：

所述PCB上设置两个以上的孔，所述金属走线依次穿过所设置的孔。

10.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一权利要求所述的调频天线实现装置。

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