CN102324622B - 一种移动终端使用的小型内置天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动终端使用的小型内置天线，其覆盖移动终端上部近似半圆形区域，包括位于半圆形区域中部的高频辐射体、位于高频辐射体两侧的低频辐射体、并列设置于半圆形区域一侧的馈地点和馈电点及位于两辐射体之间的沟槽；所述沟槽以馈电点端为始端向沟槽末端呈逐步变宽趋势；所述天线采用PI形匹配电路；所述高频辐射体与半圆形区域上边缘距离大于等于10mm。所述天线通过高低频走线形式及位置的合理设计，结合高低频走线间开槽长度及深度的控制，很好的解决了天线HAC指标的问题；再配合PI型匹配电路，使天线的发射性能和接收性都能获得比较理想的状态，满足的远场辐射的OTA的要求。

Description

一种移动终端使用的小型内置天线

技术领域

本发明涉及手机天线技术领域，具体涉及一种既满足天线的SAR及HAC测试指标又满足天线OTA测试规范要求的PIFA天线。

背景技术

随着信息技术的发展,人们在享受无线通信设备带来的便利时，也日益关注无线通信设备的电磁辐射对人体健康的影响。在手机天线的研发及测试领域,天线工程师除了关注OTA(Over the Air空中下载技术)及Efficiency(效率)以外,还非常注重另外两项指标--SAR(Specific Absorption Rate)和HAC(Hearing Aid Compliance)。SAR的大小表明了手机电磁辐射对人体健康影响的大小，在手机天线的设计中，主要关注的是无线通信终端的电磁辐射对人体头部的影响。HAC(Hearing Aid Compliance)是用来衡量手机和助听器一起工作的兼容能力，这项指标是为了保证有听力障碍的人也能和普通人一样使用手机。SAR及HAC的要求在近几年才逐渐浮现。在有些国家已经有了强制性要求，比如美国。相对于天线和射频电路的设计，SAR及HAC的设计难度要高出很多。

目前，在移动终端上广为应用的小型内置天线，多为普通印刷电路天线或单极子天线。这类天线一般能满足普通的OTA需求，但针对电磁兼容性指标- SAR及HAC,却很难满足。这也是目前约束小型终端天线发展的主要因素。PIFA天线因型似倒置大写字母“F”，故称PIFA(平面倒置F型天线)，PIFA天线的辐射体被安装在接地层的正上方，使用时天线辐射片与人脑之间正好相隔PCB板，这样就大大降低了辐射对人脑的影响，同时，PIFA天线兼顾天线小巧、结构易实现、外观等级要求不高、天线生产一致好等等诸多特点，在手机内置天线市场属于主流设计。但现有PIFA天线有鉴于此，本发明提出一种既满足天线的SAR及HAC测试指标又满足天线OTA测试规范要求的PIFA天线。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提高手机内置天线电磁兼容性同时满足SAR及HAC测试指标，且在其前提下使天线又能满足OTA测试规范要求。

根据上述需解决的问题，本发明采取的技术方案为：一种移动终端使用的小型内置天线，其覆盖移动终端上部近似半圆形区域，包括：位于半圆形区域中部的高频辐射体，位于高频辐射体两侧的低频辐射体，并列设置于半圆形区域一侧的馈地点及馈电点，及沟槽。

所述高频辐射体由馈地点向半圆形区域中部延伸覆盖半圆形区域中部，低频辐射体由馈电点向下再向半圆形区域边侧延伸覆盖半圆形区域一侧，该侧低频辐射体由高频辐射体底部继续延伸至半圆形区域另一侧并覆盖另一侧。

所述馈地点还具有向下延伸连接至高频辐射体底部馈电点延伸线的第一延伸部，该第一延伸部与馈电点向下再向左延伸的第二延伸部、延伸线之间形成沟槽。

所述小型内置天线还包括与天线匹配连接于馈地点及馈电点之间的PI形匹配电路。

所述高频辐射体与半圆形区域上边缘距离大于等于10mm。

所述沟槽以馈电点端为始端向沟槽末端呈逐步变宽趋势。

所述沟槽始端宽度为1.5-2mm，末端宽度为2.5-4mm。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：本发明通过天线高低频走线形式及位置的合理设计，并结合高低频走线间开槽长度及深度的控制,不仅使天线高低频辐射分别满足谐振要求及带宽要求,还很好的解决了传统单极子天线无法满足天线与助听器电磁兼容性HAC指标的问题；然后利用1/4                                                波长原理,使高低频走线都满足小天线调谐长度；再配合PI型匹配电路，通过调谐天线的匹配电路，使天线的发射性能和接收性都能获得比较理想的状态，满足的远场辐射的OTA的要求。

附图说明

图1为本发明所述小型天线实施例结构示意图；

图2为本发明所述PI型匹配电路实施例示意图；

图3为本发明所述天线与传统天线的回波损耗对比图。

具体实施方式                               

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1所示，为本发明所述天线应用于手机上的实施例图。本发明所揭示的小型内置天线包括：高频辐射体11、低频辐射体12，并列设置于半圆形区域10一侧的馈地点13及馈电点14，及沟槽15。天线整体覆盖于手机内壳体1上部近似半圆形区域10内。图1中标号2表示手机电池。该天线的射频电路采用PI型匹配电路。

实施例中高频辐射体11是采用金属片由馈地点13向半圆形区域10中部延伸覆盖半圆形区域10中部形成的，金属片由馈电点14向下再向半圆形区域10边侧延伸覆盖半圆形区域10一侧形成了低频辐射体12的一部分，该侧低频辐射体12由高频辐射体11底部继续延伸至半圆形区域10另一侧并覆盖另一侧形成了低频辐射体12的另一部分。这样高频辐射体11位于半圆形区域10中部，低频辐射体12以半包围的形式分别在高频辐射体11两侧。馈电点14向下再向半圆形区域10边侧延伸的部位为第二延伸部112，延伸至高频辐射体11底部的部分为延伸线110。

实施例中，馈地点13还具有向下延伸连接至高频辐射体11底部馈电点延伸线110的第一延伸部111，该第一延伸部111与第二延伸部112、延伸线110之间形成沟槽15。沟槽15以馈电点14端为始端向沟槽末端呈逐步变宽趋势。沟槽15始端宽度主要取决于馈电点与馈地点之间的距离，一般为1.5-2mm末端宽度为2.5-4mm,取3 mm时效果最好。

实施例中，PI形匹配电路连接于馈地点13及馈电点14之间，如图2。PI型匹配电路从馈电点至射频功率放大器PA之间具有一个串联器件的位置A和两个并联器件的位置B、C。一般位置A和C连接大值的电感或者不连接器件，具体依天线环境及谐振而定，位置B连接一小值电容。本实施例中位置A和C不连接器件，位置B连接一小值电容，取值为9.1pF和15pF之间。

所述高频辐射体11采用近似正方形金属片，设计时使其尽量远离板端,即高频辐射体11的上边缘与半圆形区域10上边缘距离至少为10mm，高频辐射体11产生高频调谐，左右两边的低频辐射体产生低频调谐,结合高低频辐射体间所开沟槽15的长度及深度,既使天线在高低频段分别满足谐振要求，也能满足相应的带宽要求。再利用1/4

波长原理,使高低频走线的长度都满足小天线调谐长度,最后通过调谐天线的匹配电路，使高低频谐振都能变宽变深,使天线的发射性能和接受性都能获得比较理想的状态，满足的远场辐射的OTA的要求。

下表为本发明所述天线与传统T型走线天线SAR及HAC值比较表：

从上表可以看出，相比传统采用T型走线形式的天线,本发明所述天线不仅能满足HAC M3标准指标,SAR值也降低了不少，同样也能满足OTA指标要求。

如图3，为本发明所述天线与传统天线的回波损耗对比图。图纸粗实线表示本发明所述天线的回波损耗，细实线表示传统天线的回波损耗。从图3可明显看出本发明所述天线回波损耗方面的优势。

该实施例实际上是一个PIFA天线，其突破传统天线走线形式,合理利用有限空间,使天线满足OTA测试规范要求,并达到电磁兼容性指标要求；所述天线广泛适用于以手机为代表的小型终端通讯产品，包括手机、MID产品等。

上述仅为本发明较佳实施例，本发明还有其他多种实施方式，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做出各种相应的改变和变形，但这些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 (4)

1.一种移动终端使用的小型内置天线，其特征在于：其覆盖移动终端上部近似半圆形区域（10），包括：位于半圆形区域（10）中部的高频辐射体（11），位于高频辐射体两侧的低频辐射体（12），并列设置于半圆形区域（10）一侧的馈地点（13）及馈电点（14），及沟槽（15）；

所述高频辐射体（11）由馈地点（13）向半圆形区域（10）中部延伸覆盖半圆形区域（10）中部，低频辐射体（12）由馈电点（14）向下再向半圆形区域（10）边侧延伸覆盖半圆形区域（10）一侧，该侧低频辐射体（12）由高频辐射体（11）底部继续延伸至半圆形区域（10）另一侧并覆盖另一侧；

所述馈地点（13）还具有向下延伸连接至高频辐射体（11）底部馈电点延伸线（110）的第一延伸部（111），该第一延伸部（111）与馈电点（14）向下再向左延伸的第二延伸部（112）、延伸线（110）之间形成沟槽（15）；

所述沟槽（15）以馈电点（14）端为始端向沟槽末端呈逐步变宽趋势。

2.根据权利要求1所述的移动终端使用的小型内置天线，其特征在于：还包括与天线匹配连接于馈地点（13）及馈电点（14）之间的PI形匹配电路。

3.根据权利要求2所述的移动终端使用的小型内置天线，其特征在于：所述高频辐射体（11）与半圆形区域（10）上边缘距离大于等于10mm。

4.根据权利要求1所述的移动终端使用的小型内置天线，其特征在于：所述沟槽（15）始端宽度为1.5-2mm，末端宽度为2.5-4mm。

Images