CN102637946B - 一种调频天线实现装置及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调频天线实现装置及移动终端，以克服现有的内置标准件调频天线在移动终端中占用较大空间的缺陷。所述装置包括：包含金属走线的电路板、隔离器件、匹配电路，该电路板上金属走线与地和/或电源连接的一端连接隔离器件和匹配电路，隔离器件和匹配电路并联，隔离器件的另一端接地和/或电源，其中：包含金属走线的电路板用于作为调频天线，接收调频信号；隔离器件用于隔离调频信号；匹配电路用于对该电路板接收到的调频信号进行滤波，输出滤波后的调频信号。本发明采用包含金属走线的电路板作为移动终端的FM信号接收天线，克服了现有内置标准件天线占用空间较大的缺陷，可以实现移动终端的小型化设计，而且实现了FM外放功能。

Description

一种调频天线实现装置及移动终端

技术领域

本发明涉及移动通讯领域，尤其涉及一种调频(FM)天线的实现装置以及集成该装置的移动终端。

背景技术

调频(FM)功能是目前移动终端的一个常备功能。目前移动终端上通常使用耳机充当FM天线进行FM信号的接收。耳机对于移动终端而言，其并不是实现移动终端绝大部分主要功能的必备组件，而通过耳机充当FM天线接收FM信号的条件之一就是需要始终保持耳机与移动终端的有效连接。因此，耳机的携带不便会大大降低用户使用FM广播功能的意愿，也增加了用户通过移动终端接收FM信号的难度。

也有一部分移动终端不采用耳机而是通过在终端内部集成内置天线的形式来接收FM信号。但是，较为常见的内置天线，采用的是陶瓷天线技术进行开发的标准件天线，需要在移动终端的主板上进行焊接，这样会造成内置天线在移动终端中占用的空间较大，造成终端较难实现小型化的设计和使用简便。而且，通过内置天线接收FM信号，由于设计上的原因(主要是移动终端内部空间受限的原因)，难以在净空较少的情况下进行良好的FM信号的接收。而留出足够的净空以更高质量地接收FM信号就意味着移动终端主板上的剩余布局空间会减少，而且也为移动终端的小型化设计增加了难度。再者，用户手持移动终端收听FM广播时，内置天线受用户手持影响，会降低FM广播信号的质量。

因此，虽然现有技术中已有通过内置天线来接收FM信号的实现，但是其弊端也是很明显的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种调频天线实现装置及移动终端，以克服现有的内置标准件调频天线在移动终端中占用较大空间的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种调频(FM)天线实现装置，包括：包含金属走线的电路板、隔离器件、匹配电路，所述电路板上金属走线与地和/或电源连接的一端连接隔离器件和匹配电路，所述隔离器件和匹配电路并联，所述隔离器件的另一端接地和/或电源，其中：

所述包含金属走线的电路板，用于作为调频天线，接收调频信号；

所述隔离器件，用于隔离调频信号；

所述匹配电路，用于对所述电路板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，所述包含金属走线的电路板为柔性印刷电路板(FPC)或者为印刷电路板(PCB)。

进一步地，所述隔离器件为1000欧姆以上的磁珠。

进一步地，所述装置还包括低噪声放大器，所述匹配电路将滤波后的调频信号输入至所述低噪声放大器，所述低噪声放大器滤除噪声后输出调频信号至调频接收芯片。

进一步地，所述匹配电路包括电感L1，所述L1的一端与FPC连接，另一端与所述调频芯片的输入相连，所述L1的取值范围为[100nH，1000nH]。

进一步地，所述匹配电路包括第一电感L1和第二电感L2，所述L1的一端与FPC连接，另一端与所述调频芯片的输入相连，所述L2的一端与所述L1的与调频芯片相连的一端连接，另一端接地；所述L1的取值范围为[100nH，1000nH]，所述L2的取值范围为[47nH，270nH]。

进一步地，所述金属走线的总长度大于调频信号的1/4波长，且所述金属走线区域的面积不小于1平方厘米。

本发明所要解决的另一技术问题是需要提供一种内置调频天线实现装置的移动终端，以克服现有内置标准件调频天线的移动终端难以实现小型化设计的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种包括上述调频天线实现装置的移动终端。

与现有技术相比，本发明的技术方案采用包含金属走线的电路板作为移动终端中的FM信号接收天线，克服了现有内置标准件天线占用空间较大的缺陷，可以实现移动终端的小型化设计，而且实现了FM外放功能，提高了FM广播功能的用户体验。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。在附图中：

图1为本发明实施例1的移动终端中的内置FM天线装置的结构示意图；

图2为实施例1中的匹配电路的示意图；

图3为本发明实施例2的移动终端中的内置FM天线结构示意图；

图4a和4b为FPC走线方向示意图；

图5为本发明实施例4的一种移动终端的结构示意图；

图6为本发明实施例5的一种移动终端的结构示意图；

图7为本发明实施例6的一种移动终端的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

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

本实施例采用柔性印刷电路板(FPC)作为FM天线内置在移动终端中。该FPC可以是移动终端中具有电气特性的FPC，即作为电路一部分的FPC，也不排除单独设计一FPC作为FM天线的情况。

图1为本实施例内置FM天线装置的结构示意图。在本实施例中，将LED灯电路到LED灯之间的FPC复用为FM天线，在其他实施例中，也可以将用作其他电气功能的FPC复用为FM天线。如图1所示，该电路板(FPC)上金属走线与地和/或电源连接的一端连接隔离器件和匹配电路120，隔离器件和匹配电路并联，隔离器件的另一端接地和/或电源；FPC(具体为该电路板上的金属走线)作为FM天线使用，用于接收调频信号；该隔离器件用于隔离调频信号，以保证FPC所在电路的正常功能；该匹配电路用于对FPC接收到的调频信号进行滤波，输出滤波后的调频信号。

本实施例中隔离器件为1500Ohm(欧姆)的磁珠，在其他实施例中，在100MHz大于1000Ohm阻抗的磁珠均可实现FM的接收，且值越大，效果越好。除了采用磁珠外，还可采用大电感实现，例如采用20μh(微亨)以上的电感也可实现本实施例，但采用磁珠的成本较低。隔离器件需保证直流通过、隔离FM信号，这是为了防止FM信号外泄影响FPC所在电路的性能。

上述装置优选包括低噪声放大器130，匹配电路将滤波后的调频信号输入至低噪声放大器，低噪声放大器滤除噪声后输出调频信号至调频接收芯片(即图1中的FM芯片140)，FM芯片将FM信号解调为语音信号，将语音信号输入到基带芯片150进行音频的处理和放大之后，通过扬声器(Speaker)160进行输出。

匹配电路可以有两种结构：

结构1：如图2所示，包括第一电感L1和第二电感L2，其中L1的一端与FPC连接，另一端与调频芯片的输入相连；L2的一端与L1的与调频芯片相连的一端连接，另一端接地；该L1的取值范围为[100nH，1000nH]，优选为200nH，L2的取值范围为[47nH，270nH]，优选为68nH。

匹配电路通常采用大电感实现(图2中L1)，其对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。图中的L2用于提高低频调频信号(如[87Hz，99Hz])的接收性能。图中的电感取值为较优值。在其他实施例中，FM匹配电路可以仅包括L1而不包括L2，如以下结构2。

结构2：仅包括L1不包括L2，其中，L1的一端与FPC连接，另一端与所述调频芯片的输入相连，所述L1的取值范围为[100nH，1000nH]，优选为200nH。

本实施例中，该FPC材质的FM天线以蛇形走线方式设置在移动终端内，其走线长度(即FM天线总长度)可以比较长，接近FM信号的1/4波长，本实施例中FM天线总长度为75厘米(cm)(四分之一波长)，FM天线区域面积建议不小于1平方厘米，因为面积小于1平方厘米，性能一般不能得到保证，最低不能低于0.5平方厘米。图中200为FM天线的馈电端。本实施例的FPC材质的FM天线采用平面结构，性能类似于法向螺旋天线，在远场处具有较好的性能。

上述长度及面积的限定并不是实现FM功能的必要条件，也就是说，FM天线的总长度也可以不考虑波长，通过试验证实，10CM的FPC材质的FM天线也可以保证FM的接收。

实施例2

本实施例采用PCB(印刷电路板)代替实施例1中的FPC实现FM的接收。图3为采用PCB作为内置FM天线的PCB在移动终端300中的位置示意图。本示意图中所描述的是带有FM外放功能的移动终端300，其PCB(印刷电路板)材质的FM天线310位于移动终端的中部一区域320中，通过弹脚和移动终端的主板进行连接。PCB材质的FM天线310设置于移动终端300的中部，接收FM信号时可以利用的空间较大。另外FM天线310下面有移动终端300的主板，其与主板间的电气连接也相对容易。实际上，该FM天线310设置在移动终端300的上部和下部以及移动终端300的边沿也是可以的，原则是和移动终端300的主天线(用于移动通信的天线)的距离至少达到0.5cm以上即可。

该PCB与其他电路部分的连接同实施例1，仅需将实施例1中的FPC替换为PCB即可，此处不再赘述。PCB和FPC可以统称为包含金属走线的电路板，其上的金属走线用于进行FM信号的接收，文中将金属走线视为电路板的一部分，未区分描述。

下述实施例描述包含上述实施例1装置的移动终端中FPC如何设计，以PCB作为FM天线的移动终端可参照下述实施例设计PCB。

实施例3

本实施例同样采用FPC材质的FM天线作为FM天线内置在移动终端中。本实施例中，FPC材质的FM天线内置在移动终端中优选地遵循一个设置原则，该设置原则可以通过图4a和4b得以形象化展示，具体为：

一旦FPC材质的FM天线区域的长度大于宽度，那么蛇形线的走线方向就是沿着长度方向，在长度保证达到最长的情况下，才需要考虑宽度。使FM天线尽可能长而不是宽，是设计的原则。不规则图形的FM天线的设计也要遵循此原则。图4a和图4b分别示出了两种FM天线布局示意图，在两种布局中，FM天线区域的长边为FM的长度方向。

PCB作为FM天线时也可遵循此原则。

实施例4

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5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，其中，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，510为第一翻盖上的第一FPC，520为第二翻盖上第二FPC，530为连接第一FPC和第二FPC的第三FPC，540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灯等。

实施例5

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6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，其中，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，610为上滑盖上的第一FPC，620为下滑盖上的第二FPC，630为连接第一FPC和第二FPC的第三FPC，640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。

上面仅以翻盖手机和滑盖手机为例进行说明，但其他类型的手机，如直板手机等也可以采用实施例1或2所述的装置实现FM的接收。

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7所示，图中710为后壳上的FM天线，720为电池壳上的FM天线，考虑到电池壳可拆卸，因此分别设计两段FM天线，730为移动终端的主板。本实施例中FPC材质的FM天线从移动终端的后壳延伸到移动终端电池壳上。考虑到连接的可靠性，以及电池壳通常高于后壳的结构特点，本实施例是从主板上通过一第一弹脚(740)连接后壳上的FPC材质的FM天线，通过另一个高度更高的第二弹脚(750)连接电池壳上的FPC材质的FM天线。两个弹脚之间是相互连接的。

通过大量的实验结果表明，采用FPC材质的FM天线，无论FPC下方是否是净空，均不影响FM信号的接收效果，且众多的实施方式均能得到优于标准件内置FM天线的接收效果。而且，与现有的陶瓷天线技术进行开发的标准件内置天线相比，简化了移动终端上FM广播的使用，且在移动终端中占用空间小，使得移动终端的设计可以更加的灵活。

本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各组成部分可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种调频FM天线实现装置，其特征在于，包括：包含金属走线的复用的电路板、隔离器件、匹配电路，所述电路板上金属走线与地或电源连接的一端连接隔离器件和匹配电路，所述隔离器件和匹配电路并联，所述隔离器件的另一端接地或电源，其中：

所述包含金属走线的电路板，用于作为调频天线，接收调频信号；

所述隔离器件，用于隔离调频信号；

所述匹配电路，用于对所述电路板接收到的调频信号进行滤波，输出滤波后的调频信号；

所述FM天线以蛇形走线方式设置在移动终端内；

FM天线区域的长度大于宽度，蛇形线的走线方向沿着长度方向，在长度保证达到最长的情况下，再考虑宽度；

所述FM天线的设计的原则是使所述FM天线尽可能长而不是宽，不规则图形的FM天线的设计也要遵循此原则。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述包含金属走线的电路板为柔性印刷电路板FPC或者为印刷电路板PCB。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述隔离器件为1000欧姆以上的磁珠。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述磁珠为1500欧姆。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述装置还包括低噪声放大器，所述匹配电路将滤波后的调频信号输入至所述低噪声放大器，所述低噪声放大器滤除噪声后输出调频信号至调频接收芯片。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述匹配电路包括电感L1，当所述包含金属走线的电路板为柔性印刷电路板FPC时，所述L1的一端与所述FPC连接，另一端与所述调频接收芯片的输入相连，所述L1的取值范围为[100nH,1000nH]。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述L1的取值为200nH。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于：

所述匹配电路包括第一电感L1和第二电感L2，当所述包含金属走线的电路板为柔性印刷电路板FPC时，所述L1的一端与所述FPC连接，另一端与所述调频接收芯片的输入相连，所述L2的一端与所述L1的与所述调频接收芯片相连的一端连接，另一端接地；所述L1的取值范围为[100nH,1000nH]，所述L2的取值范围为[47nH,270nH]。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述L1的取值为200nH，所述L2的取值为68nH。

10.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：

所述金属走线的总长度大于调频信号的1/4波长，且所述金属走线区域的面积不小于1平方厘米。

11.一种移动终端，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。