CN102832441A - 一种移动终端的天线装置和移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动终端的天线装置及移动终端。该天线装置包括第一天线单元和第二天线单元，第一天线单元和第二天线单元分别设置于移动终端的印刷电路板的顶层和底层，且位于印刷电路板的同一个角落上。采用该种结构的天线装置，第一天线单元和第二天线单元的馈电线损耗小、天线效率高，可以更好地实现天线的辐射和接收电磁波的功能。

Description

一种移动终端的天线装置和移动终端

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种移动终端的天线装置和使用该天线装置的移动终端。

背景技术

随着无线通信技术的迅速发展，移动终端集成了越来越多的无线通信模块，例如GPS（Global Position System，全球定位系统）模块、WIFI（Wireless Fidelity，无线宽带）模块等。每个无线通信模块都需要有对应频段的天线，如何在智能手机狭小的空间内置入这些天线并提高天线的效率成为首要解决的问题。

请参考图1，一种现有移动终端的天线装置包括双频天线1、匹配电路2、双工器3和无线模块4，其中无线模块4包括WIFI射频模块和GPS射频模块。双频天线1的馈入端经过匹配电路2、双工器3连接至射频模块4的WIFI射频模块和GPS射频模块。双频天线1用以实现WIFI天线和GPS天线的功能，接收和发射WIFI频段和GPS频段的射频信号。匹配电路2用以实现与双频天线1之间的功率匹配；双工器3具有双向三端的滤波功能，用以将WIFI频段和GPS频段的射频信号彼此隔离并传递给WIFI模块和GPS模块。

请一并参考图2，测试可知，图1所示天线装置中的GPS天线在频点1575MHz的回波损耗为-4.9144dB，图1所示现有天线装置中的WIFI天线在频点2.4GHz的回波损耗为-4.1009dB，在频点2.45GHz的回波损耗为-11.618dB。

图1所示天线装置中的GPS天线和WIFI天线的辐射效率如表1所示：

表1一种现有天线装置中的GPS天线和WIFI天线的辐射效率

随着移动终端技术的发展，手机终端趋向于更轻薄。采用一支双频天线1同时实现WIFI天线和GPS天线的技术原本就会带来较大射频信号损耗，再加上手机轻薄导致的手机空间变小，双频天线1接收和发射射频信号的效率下降，难以有效地实现WIFI和GPS的功能。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种馈电线损耗小、效率高的移动终端的天线装置以及使用该天线装置的移动终端。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种移动终端的天线装置，该天线装置包括第一天线单元和第二天线单元，第一天线单元和第二天线单元分别设置于移动终端的印刷电路板的顶层和底层，且位于印刷电路板的同一个角落上。

其中，印刷电路板的顶层设置有连接第一天线单元的第一馈电点和第一接地点，印刷电路板的底层设置有连接第二天线单元的第二馈电点和第二接地点。

其中，第一天线单元包括一天线模块，天线模块包括馈电端和接地端，天线模块的馈电端与第一馈电点连接，天线模块的接地端与第一接地点连接，天线模块和与天线模块的接地端连接的地线形成第一天线单元，第一天线单元为环形天线；

其中，天线装置还包括第一射频模块、第一滤波器、第一匹配电路、第一馈电线，第一天线单元的馈电端经过第一馈电线、第一匹配电路和第一滤波器连接至第一射频模块。

其中，天线模块为高介电常数天线模块。

其中，第二天线单元为IFA或PIFA天线，第二天线单元包括辐射单元、馈电端和接地端，第二天线单元的馈电端与第二馈电点连接，第二天线单元的接地端与第二接地点连接；

其中，天线装置还包括第二射频模块、第二滤波器、第二匹配电路、第二馈电线，第二天线单元的馈电端经过第二馈电线、第二匹配电路和第二滤波器连接至所述第二射频模块。

其中，第一天线单元为WIFI天线，第二天线单元为GPS天线。

其中，第一天线单元和第二天线单元分别设置于移动终端的左侧。

其中，第一天线单元和第二天线单元分别设置于移动终端的右侧。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种移动终端，包括上述移动终端的天线装置。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的移动终端的天线装置包括第一天线单元和第二天线单元，第一天线单元和第二天线单元分别设置于移动终端的印刷电路板的顶层和底层，且位于印刷电路板的同一个角落上。采用该种结构的天线装置，第一天线单元和第二天线单元馈电线损耗小、天线效率高，可以更好地实现天线的辐射和接收电磁波的功能。

附图说明

图1是现有的移动终端的天线装置的电路原理示意图；

图2是图1所述天线装置中的WIFI天线和GPS天线的回波损耗图；

图3是本发明的移动终端的天线装置的电路原理示意图；

图4是图3所示天线装置中的WIFI天线在PCB板上的结构示意图；

图5是图3所示天线装置中的GPS天线在PCB板上的结构示意图；

图6是图3所示天线装置中的WIFI天线的回波损耗图；

图7是图3所示天线装置中的GPS天线的回波损耗图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

请参照图3，本发明实施例提供一种天线装置，该天线装置包括第一天线单元10、第二天线单元20、第一匹配电路11、第二匹配电路21、第一滤波器12、第二滤波器22、第一馈电线13、第二馈电线23和无线模块30。

第一天线单元10为WIFI天线，WIFI天线采用PCB（Printed CircuitBoard，印刷电路板）板上天线，也就是说PCB板除了具有电路板的第一功能外，还具有天线的第二功能。采用PCB板上天线，可以减少天线装置所占用手机的空间。第二天线单元20为GPS天线，GPS天线采用IFA（Inverted F Antenna，倒F天线）或者PIFA（Planar InvertedF Antenna，平面倒F型天线）天线。无线模块30包括GPS射频模块和WIFI射频模块。

第一天线单元10通过第一馈电线13依次电性连接第一匹配电路11、第一滤波器12和WIFI射频模块，第二天线单元20通过第二馈电线23依次电性连接第二匹配电路22，第二滤波器22和GPS射频模块。

WIFI射频模块发射调制后的WIFI射频信号，经第一滤波器12过滤后，传输到第一匹配电路11进行功率匹配，接着传输到第一天线单元10，然后由第一天线单元10以电磁波的形式辐射出去。相反的，第一天线单元10将接收到的电磁波通过第一匹配电路11、第一滤波器12处理后输送给WIFI射频模块，WIFI射频模块将接收到的WIFI射频信号进行解调处理后提取出有用的WIFI信号。WIFI射频模块发射和接收的WIFI射频信号为工作在2.4GHz频段的射频信号。

GPS射频模块发射调制后的GPS射频信号，经第二滤波器22过滤后，传输到第二匹配电路21进行功率匹配，接着传输到第二天线单元20，然后由第二天线单元20以电磁波的形式辐射出去。相反的，第二天线单元20将接收到的电磁波通过第二匹配电路21、第二滤波器22处理后输送给GPS射频模块，GPS射频模块将接收到的GPS射频信号进行解调处理后提取出有用的GPS信号。GPS射频模块发射和接收的GPS射频信号为工作在1575MHz频段的射频信号。

在本实施例中，第一匹配电路11和第二匹配电路21为π型功率匹配电路，实际应用中，第一匹配电路11和第二匹配电路21可为不同形式的功率匹配电路，例如L型匹配电路，T型匹配电路等等。

在本实施例中，第一滤波器12和第二滤波器22采用低插入损耗的滤波器，可以有效降低插入损耗。

与现有技术相比，本发明删除了双工器，采用两支单频天线来实现WIFI天线和GPS天线，同时采用插入损耗较小的滤波器，有效地改善了天线馈电线上的损耗。与现有技术相比，经测试可知，WIFI天线的第一馈电线13上的损耗降低了0.8dB，GPS天线的第二馈电线23上的损耗降低了0.4dB。

本发明实施例的第一天线单元10和第二天线单元20分别设置于移动终端的同一侧，且分别设置于移动终端的印刷电路板50的顶层51和底层52，第一天线单元10和第二天线单元20位于印刷电路板50的同一个角落上。

请一并参照图4，移动终端的印刷电路板50的顶层51设置有第一匹配电路11、第一馈电点101、第一接地点102、第一馈电线13、地线41和地线42。

第一天线单元10包括一天线模块（未图示），天线模块包括馈电端和接地端，天线模块的馈电端与第一馈电点101电性连接，天线模块的接地端与第一接地点102电性连接。天线模块和地线41、地线45形成一环形天线，也即第一天线单元10。环形天线的谐振长度大于PIFA天线或者IFA天线，优选地，在本实施例中，天线模块采用高介电常数天线模块，用以缩小第一天线单元10的的谐振长度，进而缩小第一天线单元10的体积。

第一馈电线13依次电性连接第一馈电点101、第一匹配电路11、第一滤波器12和WIFI射频模块。

请一并参照图5，移动终端的印刷电路板50的底层52设置有第二匹配电路21、第二馈电点201、第二接地点202和第二馈电线23。

第二天线单元20为PIFA或者IFA天线，包括辐射单元（未图示）、馈电端（未图示）和接地端（未图示）。第二天线单元20的馈电端与第二馈电点201电性连接，第二天线单元20的接地端与第二接地点202电性连接。

第二馈电线23依次电性连接第二馈电点201、第二匹配电路21、第二滤波器22和GPS射频模块。

在本实施例中，第一天线单元10和第二天线单元20均设置于移动终端的右侧。实际应用中，第一天线单元10和第二天线单元20还可以共同设置于移动终端的左侧。

第一天线单元10和第二天线单元20位于印刷电路板50的同一个角落的顶层51和底层52，间距小，易于相互耦合，从而导致天线的辐射性能变差。在本实施例中，第一天线单元10采用环形天线，第二天线单元采用PIFA或者IFA天线，环形天线为磁场型天线，PIFA或者IFA天线是电场型天线，环形天线可以减少与PIFA或者IFA天线之间的耦合，从而提高天线的辐射性能。

请一并参考图6和图7，本发明天线装置中的GPS天线在频点1575MHz的回波损耗为-13.566dB，本发明天线装置中的WIFI天线在频点2.4GHz的回波损耗为-10.353dB，在频点2.45GHz的回波损耗为-9.3927dB。

与现有技术相比，本发明天线装置中的GPS天线在频点1575MHz回波损耗小于现有天线装置中的GPS天线的回波损耗，本发明天线装置中的WIFI天线在频点2.400GHz的回波损耗均小于现有天线装置中的WIFI天线的回波损耗，本发明天线装置中的WIFI天线在频点2.450GHz的回波损耗均大于现有天线装置中的WIFI天线的回波损耗，

本发明天线装置中的GPS天线和WIFI天线的辐射效率如表2所示：

表2本发明天线装置中的GPS天线和WIFI天线的辐射效率

与现有技术相比，本发明天线装置中的GPS天线在频点1570MHz、1575MHz和1580MHz的辐射效率均高于现有天线装置中GPS天线的辐射效率，本发明天线装置中的WIFI天线在频点2400MHz、2450MHz和2500MHz的辐射效率均高于现有天线装置中的WIFI天线的辐射效率。

综合馈电线损耗、回波损耗和辐射效率上的差异，与现有技术相比，经测试可知，WIFI天线的效率提高了2.1dB，GPS天线的效率提高了0.64dB。

本发明进一步提供一种移动终端，包括了上述天线装置。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的移动终端的天线装置包括第一天线单元10和第二天线单元20，第一天线单元10和第二天线单元20分别设置于移动终端的印刷电路板50的顶层51和底层52，且位于印刷电路板50的同一个角落上。采用该种结构的天线装置，第一天线单元10和第二天线单元20具有馈电线损耗小、效率高的优点，可以更好地实现天线的辐射和接收电磁波的功能。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种移动终端的天线装置，其特征在于，所述天线装置包括第一天线单元和第二天线单元，所述第一天线单元和所述第二天线单元分别设置于所述移动终端的印刷电路板的顶层和底层，且位于所述印刷电路板的同一个角落上。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述印刷电路板的顶层设置有连接所述第一天线单元的第一馈电点和第一接地点，所述印刷电路板的底层设置有连接所述第二天线单元的第二馈电点和第二接地点。

3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述第一天线单元包括一天线模块，所述天线模块包括馈电端和接地端，所述天线模块的所述馈电端与所述第一馈电点连接，所述天线模块的所述接地端与所述第一接地点连接，所述天线模块和与所述天线模块的接地端连接的地线形成所述第一天线单元，所述第一天线单元为环形天线；

其中，所述天线装置进一步包括第一射频模块、第一匹配电路、第一馈电线，所述第一天线单元的所述馈电端经过所述第一馈电线和所述第一匹配电路连接至所述第一射频模块。

4.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述天线模块为高介电常数天线模块。

5.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述第二天线单元为IFA或PIFA天线，所述第二天线单元包括辐射单元、馈电端和接地端，所述第二天线单元的所述馈电端与所述第二馈电点连接，所述第二天线单元的所述接地端与所述第二接地点连接；

其中，所述天线装置进一步包括第二射频模块、第二匹配电路、第二馈电线，所述第二天线单元的所述馈电端经过所述第二馈电线和所述第二匹配电路连接至所述第二射频模块。

6.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一天线单元为WIFI天线，所述第二天线单元为GPS天线。

7.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一天线单元和所述第二天线单元分别设置于所述移动终端的左侧。

8.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一天线单元和所述第二天线单元分别设置于所述移动终端的右侧。

9.一种移动终端，其特征在于，所述移动移动终端包括权利要求1-8任意一项所述的天线装置。

Images