CN102694889B - 兼顾小型终端手机天线电磁兼容性和全向辐射功率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种兼顾小型终端手机天线电磁兼容性和全向辐射功率的方法，设置两个近似L型的第一耦合天线以及第二耦合天线，第一耦合天线设置在手机的左侧，其馈点设于主板中段区域；第二耦合天线设置于在手机上方，其馈点设于主板的左上角区域。第一耦合天线以及第二耦合天线的走线部分均设置有两个向外的方形突起且馈点均为接地点。耦合天线的长度为近似为需提升电磁兼容性的频段的波长的四分之一。本发明中设置在手机的左侧以及上方两个近似L型的耦合天线存在着互补的效果；L型耦合天线的能分散主板的电流分布，使其热点分散，从而起到提升电磁兼容性的效果；同时所述耦合天线结构简洁，几乎无附加成本，具有广谱适用性。

Description

兼顾小型终端手机天线电磁兼容性和全向辐射功率的方法

技术领域

本发明涉及一种兼顾小型终端手机天线的电磁兼容性和全向辐射功率的方法。

背景技术

随着无线技术的发展，手机等无线通讯产品已经逐步跨入3G时代，这些无线通讯产品具备了拍照和3G无线上网功能，2011年10月27号，中国工信产业部宣布：中国3G用户超过一亿人，这是一个标志性的时刻。同时，对手机等电子产品的电磁兼容性也提出了更高的要求。美国联邦通信委员会（FCC)要求测试和提高手机和助听器设备的电磁兼容性，帮助佩戴助听器的人士在打电话的过程中，避免手机工作时所产生的电磁干扰藕合在助听器里，产生杂声，影响通话质量，众所周知，降低手机天线的全向辐射功率（TRP）能够提升手机天线的电磁兼容性。但一味的降低TRP，会导致手机使用者在通讯过程中，经常出现掉线或找网的情况。

   手机天线是集中反映手机辐射性能的一个重要器件。近年来，手机天线多采用PIFA天线和Monopole天线，PIFA天线的体积也已经缩小到无法再缩小的地步，Monopole天线虽然不受体积的限制，但是比吸收率SAR(Specific Absorption Rate)和人体感应指标一直不是特别的好。SAR是指在外电磁场的作用下，人体内将产生感应电磁场。由于人体各种器官均为有耗介质，因此体内电磁场将会产生电流，吸收和耗散手机的电磁能量。手机天线所辐射的RF能量会被人体吸收并产生热量，并通过人体的体温调节系统进行传输。单位质量的人体组织所吸收或消耗的RF电磁波能量比值就称为SAR。一般称为电磁波吸收比值或比吸收率，是手机或无线产品之间电磁波能量的吸收比值，单位为W/kg。SAR的测试是经由手机所产生的无线电波能量，通过测试设备来量度究竟人体(也就是脑部或身体) 吸收了多少电磁波辐射。而人体感应指标主要是指人头指标，测试方式主要为模拟人正常通话的过程，让手机贴近人脑模型，人脑模型里面装有模拟人脑组织液。通过这样的测试模型来得知手机在实际工作中，被人体吸收了多少的电磁波辐射能量。

目前对于手机天线与助听器电磁兼容性（HAC）的问题，业内并没有有效并且成本较低的解决方案，一般都是通过降低远场辐射的性能指标，也就是降低OTA（Over-the-Air Technology）的指标，来换取电磁兼容性指标HAC的达标。但是如遇到国际知名运营商的指标要求，既要求人体感应指标又要求电磁兼容性指标HAC，往往就无能为力。这也就成了手机小型化终端天线的发展瓶颈。

发明内容

为了解决现有如助听器等小型终端和手机的电磁兼容性问题，本发明提出一种兼顾小型终端手机天线的HAC和TRP的方法的设计方案。

兼顾小型终端手机天线电磁兼容性和全向辐射功率的方法，在手机主板设置两个近似L型的第一耦合天线以及第二耦合天线，第一耦合天线设置在手机主板的左侧，其接地馈点设于手机主板中段区域；第二耦合天线设置于在手机主板上方听筒部位，其接地馈点设于手机主板的左上角区域。

具体的，所述第二耦合天线的接地馈点设置于在手机主板具有LCD显示屏的一面的左上角。

更具体的，所述第一耦合天线及第二耦合天线的长度设置为手机天线需提升电磁兼容性的频段的波长的四分之一左右。

优选的，所述第一耦合天线以及第二耦合天线的长度在30-45mm之间。

进一步的，第一耦合天线及第二耦合天线的接地馈点的位置确定方法为：

检测手机的HAC热点分布图，确定手机主板上最大热点的位分布范围，在该位置范围内找出适合添加接地馈点的一个或多个位置；并通过检测确定降低HAC最为明显的接地馈点位置。

综上所述，本发明有以下有益效果：（1）设置在手机的左侧以及上方两个近似L型的耦合天线起着互补的效果，达到分散天线电磁场的热点分布的效果，获得比较好的HAC性能；（2）L型耦合天线的馈点同时作为接地点，能分散主板的电流分布，使其热点分散，从而起到提升电磁兼容性的效果；（3）耦合天线结构简洁，几乎无附加成本，具有广谱适用性。

附图说明

图1为本发明所述耦合天线的最简原理示意图；

图2为本发明所述耦合天线平面结构示意图；

图3为所述耦合天线具体实施的立体结构示意图；

图4为所述耦合天线具体实施的贴装示意图。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员能够更好地了解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的阐述。

本发明揭示了一种兼顾小型终端手机天线电磁兼容性和全向辐射功率的方法，其设置有两个近似L型的第一耦合天线以及第二耦合天线，耦合天线的最简原理图如图1所示，其中标号1所指为耦合天线接地馈点，标号2所指为耦合天线的走线部分。

耦合天线平面结构图及具体实施的立体结构图分别如图2和3所示，其中图2标号1所指为耦合天线接地馈点，标号2所指为耦合天线的走线部分。耦合天线安装到手机上时，将第一耦合天线设置在手机的左侧，其馈点设于主板中段区域；第二耦合天线设置于在手机上方，其馈点设于主板靠近LCD一面的左上角区域。馈点的具体位置选取首先要检测手机的HAC热点分布图，确定手机主板上最大热点的位置范围，在该位置范围在其附近找出适合添加馈点的一个或多个位置，并检测降低HAC最为明显的接地馈点位置，此馈点位置则确定为天线与手机的连接位置。

为了能分散主板的电流分布，使其热点分散，从而起到提升电磁兼容性的效果，将第一耦合天线和第二耦合天线的馈点分别连接到主板地。耦合天线的天线弯曲贴装后的示意图如图4所示。

L型走线部分即为用于调整手机HAC性能的部分，而耦合天线的长度起到分散手机主板自身电流的结果，如其长度过长或过短不仅起不到降低HAC的作用，反而会增加HAC值。为了获得更好的电磁兼容性，耦合天线的长度接近为需提升电磁兼容性的频段的波长的四分之一，两个耦合天线的长度不等长，需根据具体应用环境确定，耦合天线的长度大致在30mm~45mm之间用以达到分散天线电磁场的热点分布的效果，获得比较好的HAC性能。

另一方面，第一耦合天线和第二耦合天线之间在调试到特定的长度时可以起到互相补助的作用，即在一个耦合天线起到降低HAC作用的基础上，再调试另一条耦合天线，另一条耦合填写也调试到一定长度时，可在之前的基础上继续降低HAC值，使其降到最低。在本实施例中第一耦合天线和第二耦合天线的长度分别是35.2mm 和 40.6mm 。

下表为上述实施例天线在各个频段的性能测试数据：

 OTA

从以上表格可以看出，本发明的技术方案的OTA 及HAC性能优良，普遍适用于各种类似环境和情况，尤其适用于直板机，具有广谱适用性。

本发明所述方法中未具体描述的部分，均可采用本领域成熟技术手段。

本实施例只是本发明的较优实施方式，需要说明的是，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 (3)

1.兼顾小型终端手机天线电磁兼容性和全向辐射功率的方法，其特征在于：在手机主板设置两个近似L型的第一耦合天线以及第二耦合天线，第一耦合天线设置在手机主板的左侧，其接地馈点设于手机主板中段区域；第二耦合天线设置于在手机主板上方听筒部位，其接地馈点设于手机主板的左上角区域；

所述第一耦合天线及第二耦合天线的接地馈点的位置确定方法为：检测手机的HAC热点分布图，确定手机主板上最大热点的分布范围，在该位置范围内找出适合添加接地馈点的一个或多个位置；并通过检测确定降低HAC最为明显的接地馈点位置；

所述第一耦合天线及第二耦合天线的长度设置为手机天线需提升电磁兼容性的频段的波长的四分之一左右。

2.根据权利要求1所述的兼顾小型终端手机天线电磁兼容性和全向辐射功率的方法，其特征在于：所述第二耦合天线的接地馈点设置于在手机主板具有LCD显示屏的一面的左上角。

3.根据权利要求2所述的兼顾小型终端手机天线电磁兼容性和全向辐射功率的方法，其特征在于：所述第一耦合天线以及第二耦合天线的长度在30-45mm之间。