CN102569996A - 用于便携式无线电通讯设备的天线装置 - Google Patents

用于便携式无线电通讯设备的天线装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于便携式无线电通讯设备的天线装置，该天线装置具有金属壳体并包括：前侧部(5)，该前侧部还形成用于便携式无线电通讯设备的接地层机构；通过顶侧部(6)连接至前侧部的第一后侧部(4)；通过底侧部(8)连接至前侧部的第二后侧部(7)，其中，底侧部和顶侧部位于前侧部的相反两端，并且第一后侧部和第二后侧部定位成彼此间隔开一间隙，并且前侧部和后侧部还形成用于便携式无线电通讯设备的金属外壳的后片；并且该天线装置包括磁性类型的天线元件(1)，该磁性类型的天线元件部分地位于所述间隙中，并且部分地位于第一后侧部上，并且部分地位于顶侧部上或者部分地位于前侧部上。

Description

用于便携式无线电通讯设备的天线装置
技术领域
本发明大体涉及一种用于无线电通讯设备的天线，并且具体地涉及一种用于便携式无线电通讯设备的天线装置。
背景技术
用于诸如移动电话、掌上电脑(PDA)、便携式计算机和类似设备的便携式无线电通讯设备的当前趋势是为设备提供金属外壳。因为金属外壳为设备的内部屏蔽射频，所以用于便携式无线电通讯设备的金属外壳使得难以为设备提供非伸出的天线。可以仅将外壳部分地设置为金属外壳，以允许使用内置式天线，但是期望尽可能提供全金属外壳。
诸如移动电话和类似设备的便携式无线电通讯设备的另一趋势是向该设备提供宽覆盖范围的频带，覆盖例如GSM850、GSM900、GSM1800、GSM1900、UMTS2100MHz、GPS、BT、WLAN2.4和NFC(近距离无线电通讯)。这对于用于便携式无线电通讯设备的天线装置形成了进一步的限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有金属外壳的便携式无线电通讯设备用的天线装置，所述便携式无线电通讯设备仍允许在该便携式无线电通讯设备中设置磁性类型的天线。
根据本发明，尤其该目的分别通过由所附的权利要求限定的天线装置和便携式无线电通讯设备来实现。
通过提供以下的具有金属外壳的便携式无线电通讯设备用的天线装置，可以在便携式无线电通讯设备中提供磁性类型的天线，所述天线装置包括：前侧部，该前侧部还形成有用于所述便携式无线电通讯设备的接地层机构；通过顶侧部连接至所述前侧部的第一后侧部；通过底侧部连接至所述前侧部的第二后侧部，其中，所述底侧部和所述顶侧部位于所述前侧部的相反两端，并且所述第一后侧部和所述第二后侧部定位成彼此间隔开一间隙，并且所述前侧部和所述后侧部还形成用于所述便携式无线电通讯设备的所述金属外壳的后片；并且所述天线装置包括磁性类型的天线元件，该磁性类型的天线元件部分地位于所述间隙中，并且部分地位于所述第一后侧部上，并且部分地位于所述顶侧部上或者部分地位于所述前侧部上。
所述第一后侧部优选地包括定位在所述间隙处的馈送点和接地点，这由此能够用于通讯例如蜂窝式通讯。通过在所述间隙处定位馈送部和接地部，便于提供宽的高频带。
所述第二后侧部优选地包括定位在所述间隙处的馈送点，这由此能够用于通讯例如蜂窝式通讯。用于所述第二后侧部的所述馈送点优选地位于所述间隙处的角部处，以便于提供宽的低频带。
所述磁性类型的天线元件优选地是NFC天线元件，以提供具有NFC性能的便携式无线电通讯设备。所述NFC天线元件优选地包括多匝回路。
所述天线装置优选地包括铁素体，该铁素体至少部分地位于所述磁性类型的天线元件和其上定位有所述磁性类型的天线元件的所述第一后侧部、所述顶侧部或所述前侧部之间，以改善NFC性能。
为了改进所述第一后侧部的天线特性，该天线装置优选地包括桥接部，该桥接部部分地位于所述间隙中的所述磁性类型的天线元件上，所述桥接部通过介电材料与所述磁性类型的天线元件间隔开。该天线装置优选地包括位于所述间隙的每端附近的两个桥接部。桥接部位于磁性类型的天线元件上的目的是为了针对大约1GHz-2GHz的高频率使该天线元件电短路。
从下面的描述中将清楚本发明的其它特征和优点。
附图说明
从附图和以下给出的实施方式的详细说明将更全面地理解本发明，这些附图和实施方式仅以说明的方式给出，因此并不对本发明构成限制，在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明的第一实施方式的用于便携式无线电通讯设备的天线装置的侧面立视图。
图2示意性地示出了图1所示的天线装置的侧视图。
图3示意性地示出了图2所示的天线装置的变型的侧视图。
图4示意性地示出了根据本发明的第二实施方式的用于便携式无线电通讯设备的天线装置的侧面立视图。
图5示意地示出了根据本发明的第三实施方式的用于便携式无线电通讯设备的天线装置的俯视图。
具体实施方式
在下面的描述中，为了解释而不是为了限制的目的而阐述了特定细节，诸如具体的技术和应用，以提供对本发明的全面理解。然而，本领域技术人员应清楚，本发明可以以与这些特定细节不同的其它实施方式实施。在其它情况下，省略了对已公知的方法和设备的详细描述，从而不以非必要的细节来模糊对本发明的描述。
现在将参考图1和图2描述根据本发明的第一实施方式的具有金属外壳的便携式无线电通讯设备用的天线装置。
诸如移动电话之类的便携式无线电通讯设备具有板材金属外壳以及安装在该板材金属外壳的前侧部中或其上方的显示器。便携式无线电通讯设备的操作所用的部件通常设置在其壳体内，即，在这种情况下设置在板材金属外壳内。显示器优选地为占据板材金属外壳的前侧的大部分的触摸屏显示器，但该便携式无线电通讯设备例如可另选地包括显示器和单独的键盘。
金属外壳的后片被分成两部分。第一后侧部4通过顶侧部6连接至金属外壳的前侧部5。第二后侧部7通过底侧部8连接至金属外壳的前侧部5。第一后侧部4和第二后侧部7定位成彼此隔开大约5mm至10mm的间隙。
该天线装置包括前侧部5，该前侧部5还形成用于该便携式无线电通讯设备的接地层机构。该天线装置还包括：第一后侧部4，该第一后侧部通过顶侧部6连接至前侧部5；以及第二后侧部7，该第二后侧部通过底侧部8连接至前侧部5。该天线装置还包括磁性类型的天线元件1，该磁性类型的天线元件1部分地位于所述间隙中并且部分地位于前侧部上。磁性类型的天线元件1优选地为多匝回路元件，构造成用于NFC通讯。这些匝沿所述间隙、沿着金属外壳的开口侧并且在前侧部上布置。在该构造中，实现了与便携式无线电通讯设备的顶部成大约45度的NFC通讯方向。为了改进NFC天线的功能，优选地至少部分地在前侧部和位于前侧部上的部分线匝之间布置铁素体。可以根据NFC功能将NFC天线的馈送布置在磁性类型的天线元件的任何地方。
通过在位于所述间隙附近的与第二后侧部7相对的角部处的馈送点9处馈送，通过在位于间隙附近与第二后侧部相对的相对角部处的接地点10接地，并且通过沿着顶侧部6接地，而使第一后侧部4优选地被驱动作为多频带高频天线元件。对于长度大约为110mm、宽度大约为50mm以及厚度大约为9mm的移动电话并且因此对于其金属外壳来说，可以实现大约1550MHz至2500MHz的频带覆盖范围。在该实施例中，第一后侧部4具有长度大约为30mm和宽度大约为50mm的大体矩形形状。
通过在位于所述间隙附近与第一后侧部4相对的角部处的馈送点11处馈送并通过沿底侧部8接地，而使第二后侧部7优选地被驱动作为多频带低频天线元件。对于长度大约为110mm、宽度大约为50mm以及厚度大约为9mm的移动电话并且因此对于其金属外壳来说，可以实现大约750MHz至1050MHz的频带覆盖范围。在该实施例中，第二后侧部7具有长度大约为72mm和宽度大约为50mm的大体矩形形状。
第一后侧部4和第二后侧部7用作接地层上(即前侧部5上)的辐射元件。这样，通过将第一后侧部和第二后侧部分别通过大的接地机构(即，顶侧部和底侧部)分别连接至前侧部来获得稳健的天线。显示装置和/或键盘典型地在便携式无线电通讯设备的内部和该显示装置之间和/或在便携式无线电通讯设备的内部与键盘之间设置有接地屏蔽机构。接地屏蔽机构因此形成前侧部的一部分。此外，在例如具有基本占据了其整个前部的触摸屏显示器的移动电话等中，金属外壳的前侧部因此由触摸屏的屏蔽机构构成。
已描述了第一后侧部4和第二后侧部7具有馈送点9和11。馈送点9和11的馈送有利地被提供为至射频电路的两个分离的馈送，以改进其间的绝缘，但是馈送点9和11的馈送能够另选地被设置为具有过滤机构的公共馈送，以分开地向射频电路发送信号和从射频电路获取信号。
第二后侧部7优选地覆盖移动电话的整个电池。第二后侧部优选地可绕底侧部枢转和/或可拆卸地附接至底侧部，以便于接近移动电话内，用于例如更换电池或者用于更换移动电话的SIM(客户识别模块)。
顶侧部和底侧部已示出为是分别覆盖便携式无线电通讯设备的顶侧和底侧的部分，但是可另选地分别包括合起来不完全覆盖顶侧或底侧的多个接地部分。
为了改进天线功能，金属外壳优选地由良好传导性材料构成，或者由良好传导性材料金属化。
尽管第一后侧部已被描述为产生高频带，并且第二后侧部已被描述为产生低频带，但是也可以相反。而且，第一后侧部或第二后侧部可以产生低频带和高频带两者。
在图3中示出了磁性类型的天线元件1的变型，其中，磁性类型的天线元件1部分地位于顶侧部6上而不是部分地位于前侧部5上。在磁性类型的天线元件的又一变型中，该磁性类型的天线元件部分地位于顶侧部上而不是位于前侧部上(未示出)。
接下来将参考图4描述根据本发明的第二实施方式的用于便携式无线电通讯设备的天线装置。除了第一后侧部和第二后侧部包括朝向前侧部延伸(延伸大约6mm并因此与前侧部形成大约3mm的间隙)的弯折侧缘部之外，本发明的该第二实施方式与上面描述的第一实施方式类似。尽管弯折侧缘部已被示出为覆盖整个第一后侧部和第二后侧部，但是也可以仅使部分第一后侧部边缘和部分第二后侧边缘朝向前侧部弯折。另选地，前侧部边缘可以相反地或附加地朝向后侧部弯折延伸。
磁性类型的天线元件1在该实施方式中还部分地位于弯折侧缘部上。有利地，磁性类型的天线元件的位于弯折侧缘上的部分借助铁素体至少部分地间隔开。
接下来将参考图5描述根据本发明的第三实施方式的用于便携式无线电通讯设备的天线装置。除了该天线装置包括两个桥接部之外，本发明的该第三实施方式与上面描述的第一实施方式类似，所述两个桥接部从第一后侧部部分地在磁性类型的天线元件1上延伸，优选地通过介电层与该磁性类型的天线元件间隔开。通过在磁性类型的天线元件1上定位一个或更多个桥接部，蜂窝式天线元件不与磁性类型的天线元件耦合，并且性能(特别是高频带)不会与磁性类型的天线元件1耦合。桥接部电连接至第一后侧部并且在磁性类型的天线元件上延伸。桥接部可以是例如第一后侧部的一体部分，或者可以例如是电连接至第一后侧部的分离的导电部件。
本发明的第二实施方式和第三实施方式也可以组合。
显然，本发明可以以多种方式进行变型。这样的变型不应被认为背离本发明的范围。如对于本领域技术人员是显而易见的所有这些变型旨在被包含在如由所附的权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种用于便携式无线电通讯设备的天线装置，该天线装置包括：
所述便携式无线电通讯设备的前侧部(5)；
通过顶侧部(6)连接至所述前侧部的第一后侧部(4)；
通过底侧部(8)连接至所述前侧部的第二后侧部(7)，
其中，所述底侧部和所述顶侧部位于所述前侧部的相反两端，所述第一后侧部和所述第二后侧部还形成所述便携式无线电通讯设备的后片；以及
磁性类型的天线元件(1)，该磁性类型的天线元件具有多匝回路元件，所述多匝回路元件部分地位于所述第一后侧部或所述第二后侧部中并且部分地位于所述顶侧部上或者部分地位于所述前侧部上。
2.一种具有金属外壳的便携式无线电通讯设备用的天线装置，其特征在于，所述天线装置包括：
前侧部(5)，该前侧部还形成有用于所述便携式无线电通讯设备的接地层机构；
通过顶侧部(6)连接至所述前侧部的第一后侧部(4)；
通过底侧部(8)连接至所述前侧部的第二后侧部(7)，
其中，所述底侧部和所述顶侧部位于所述前侧部的相反两端，所述第一后侧部和所述第二后侧部定位成彼此间隔开一间隙，并且所述前侧部以及所述后侧部还形成用于所述便携式无线电通讯设备的所述金属外壳的后片；并且
所述天线装置包括磁性类型的天线元件(1)，该磁性类型的天线元件部分地位于所述间隙中，并且部分地位于所述第一后侧部上、部分地位于所述顶侧部上或者部分地位于所述前侧部上。
3.根据权利要求2所述的天线装置，其中，所述第一后侧部包括定位在所述间隙处的馈送点(9)和接地点(10)。
4.根据权利要求3所述的天线装置，其中，所述馈送点位于所述间隙处的角部处，并且所述接地点位于所述间隙处的、与所述馈送点所在的所述角部相对的角部处。
5.根据权利要求3或4所述的天线装置，其中，所述第一后侧部包括第二接地点。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的天线装置，其中，所述第二后侧部包括位于所述间隙处的馈送点(11)。
7.根据权利要求6所述的天线装置，其中，所述第二后侧部的所述馈送点位于所述间隙处的角部处。
8.根据权利要求7所述的天线装置，其中，所述第二后侧部的所述馈送点邻近所述第一后侧部的所述馈送点定位。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的天线装置，其中，所述第二后侧部包括接地点。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的天线装置，其中，所述磁性类型的天线元件是NFC天线元件。
11.根据权利要求10所述的天线装置，其中，所述NFC天线元件包括多匝回路。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的天线装置，其中，该天线装置包括铁素体，该铁素体至少部分地位于所述磁性类型的天线元件和其上定位有所述磁性类型的天线元件的所述第一后侧部、所述顶侧部或所述前侧部之间。
13.根据权利要求2至12中任一项所述的天线装置，其中，该天线装置包括桥接部，该桥接部从所述第一后侧部延伸到位于所述间隙中的所述磁性类型的天线元件上，并通过介电材料与所述磁性类型的天线元件间隔开。
14.根据权利要求13所述的天线装置，该天线装置包括位于所述间隙的每端附近的两个接地桥接部。
15.一种便携式无线电通讯设备，该便携式无线电通讯设备包括前述任一权利要求所述的天线装置。
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Application publication date: 20120711