CN102983875B - 一种降低对数据卡天线灵敏度干扰的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数据卡，包括USB连接器、数据卡主板、位于数据卡主板上的天线、上壳体和下壳体；关键在于，所述数据卡还包括：位于上壳体上的金属导电片和位于下壳体上的金属导电片；所述上壳体上的金属导电片上、和/或所述下壳体上的金属导电片上开设有若干缝隙。本发明还同时公开了一种USB连接器、以及两种降低对数据卡天线灵敏度干扰的方法，采用本发明的技术方案，能有效抑制与数据卡连接的终端产品对数据卡天线灵敏度的干扰。

Description

一种降低对数据卡天线灵敏度干扰的方法及设备
技术领域
本发明涉及降低天线干扰技术，尤其涉及一种降低对数据卡天线灵敏度干扰的方法及设备。
背景技术
随着近年无线通信技术的高速发展，产品功能集成度的提高，数据卡类终端产品需要支持多个频段，以满足用户在不同网络环境下均能使用的实际需求；其中，终端产品的灵敏度指标是衡量通信质量的重要要素。但随着目前基站的增多，第二代（2G）、第三代（3G）以及第四代（4G）无线通信网络的共存，空间电磁环境日益复杂的状况下，保持并提高终端产品的灵敏度是一个十分严峻的挑战。
通常，数据卡类终端产品的总全向灵敏度（TIS，Total Isotropic Sensitivity）是衡量数据卡灵敏度是重要指标，TIS采用的测试方式包括：将终端产品如终端产品固定在OTA（Over The Air）暗室的旋转测试台上，将数据卡插在终端产品的通用串行总线（USB，Universal Serial BUS）接口处，由终端产品给数据卡供电，以此模拟数据卡连接在终端产品上的实际使用方式。因此，在实验室测试和实际用户使用场景中，终端产品带来的影响都是影响数据卡类终端产品性能的重要因素。
当前多模数据卡，比如：宽带码分多址（WCDMA）、码分多址（CDMA）2000、长期演进（LTE）等，都普遍采用双天线结构；其中，主天线负责发射和接收，副天线负责接收，所述副天线可以是多输入多输出（MIMO）天线。这样，通过双路接收可有效提高接收信号质量和传输吞吐量。一般而言，天线的灵敏度受多方面因素制约，例如：射频芯片（RFIC）端口接收灵敏度、接收射频链路的插入损耗（IL）、共同工作时其他临近频段的干扰、终端产品自身的干扰等因素；其中，射频芯片端口接收灵敏度已由芯片自身的特性所决定，对于数据卡终端产品的设计无法优化；接收射频链路的插入损耗，在满足相关制式接收灵敏度标准要求的前提下，可以通过调节射频匹配网络进行适度优化，以降低链路插入损耗；共同工作时其他临近频段的干扰，可以通过提高天线隔离度的措施进行改善；而终端产品自身的干扰，目前在实际使用中还没有合适的方法对干扰进行抑制，且通常无法改变终端产品自身的设计。这种情况下，就需要考虑在数据卡的USB接口连接上采取有效抑制干扰的措施。
通常，终端产品主板的铺地面积比数据卡大，接地也会比较充分；但由于终端产品本身复杂的芯片电路所固有的干扰存在，在终端产品信号完整性设计有缺陷时，终端产品内部芯片电路所产生的干扰往往会通过终端产品的USB接口影响数据卡天线的灵敏度指标。
一般，终端产品对数据卡的干扰可分为两类：一类是，通过USB接口的D+、D-差分信号馈入到数据卡端；另一类是，通过终端产品临近的USB地连接通道进入数据卡，最终对数据卡天线进行干扰。对于第一类干扰，可以通过在数据卡板侧的电磁干扰（EMI）器件或滤波电路消除；对于第二类干扰，往往缺乏有效的屏蔽消除干扰的措施。因此，如何有效减少终端产品通过USB地干扰影响数据卡天线灵敏度，是一个重要的问题。鉴于终端产品的设计不会更多考虑数据卡类产品的情况，所以，需要考虑在数据卡上采取抗干扰措施。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种降低对数据卡天线灵敏度干扰的方法及设备，能有效抑制与数据卡连接的终端产品对数据卡天线灵敏度的干扰。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种数据卡，包括USB连接器、数据卡主板、位于数据卡主板上的天线、上壳体和下壳体；所述数据卡还包括：位于上壳体上的金属导电片和位于下壳体上的金属导电片；
所述上壳体上的金属导电片上、和/或所述下壳体上的金属导电片上开设有若干缝隙。
上述方案中，所述USB连接器包括内部管脚、金属外壳、USB基质；环绕所述金属外壳的后部开设有若干缝隙。
上述方案中，所述开设缝隙的长度为0.6至3.0mm；所述开设缝隙的宽度为0.1至0.5mm。
本发明还提供了一种USB连接器，包括内部管脚、金属外壳、USB基质；环绕所述金属外壳的后部开设有若干缝隙。
上述方案中，所述USB基质内部设置有滤波器件，所述滤波器件连接于所述内部管脚的供电地管脚GND和所述金属壳体之间。其中，所述滤波器件的高度小于1.2mm；所述滤波器件的直径为0.3至1mm。
本发明又提供了一种降低对数据卡天线灵敏度干扰的方法，在数据卡上壳体上的金属导电片上、和/或下壳体上的金属导电片上开设若干缝隙。
本发明又提供了一种降低对数据卡天线灵敏度干扰的方法，环绕USB连接器的金属外壳的后部开设若干缝隙。
本发明所提供的降低对数据卡天线灵敏度干扰的方法及设备，在数据卡中上下壳体的金属导电片上、或环绕USB连接器的金属外壳上开设若干缝隙，如此，能在不影响数据卡结构的同时，降低终端产品对数据卡中天线灵敏度的干扰，进而还可以提高数据卡类终端产品的TIS。
本发明的开缝方式可以在不同的位置进行开缝，进一步的，本发明还可以采用滤波器件；所述不同开缝方式、以及采用滤波器件方式，可以根据需要单独使用或结合使用，因此，实际应用中具有很大的灵活性。
另外，本发明不需要对已设计成型的天线、电路和结构做出较大改动，不会增加太多成本或改变数据卡原有结构，实现简单、节省空间，且在实际应用中具有很大的灵活性和适应度。
附图说明
图1为数据卡通过USB连接器与终端产品连接示意图；
图2为数据卡内部基本结构示意图；
图3为USB连接器内部结构示意图；
图4为本发明一具体实施例的实现原理示意图；
图5为本发明另一具体实施例的实现原理示意图；
图6为本发明具体实施中开缝尺寸示意图；
图7为本发明具体实施中滤波器件尺寸示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：在数据卡中上下壳体的金属导电片上、或环绕USB连接器的金属外壳上开设若干缝隙，以形成对数据卡所存在高频电流的干扰电流，进而降低终端产品对数据卡中天线灵敏度的干扰。
进一步的，还可以在USB连接器中设置滤波器件，以过滤高频电流的干扰。
目前，常见的数据卡类移动终端，多采用长方体结构，并通过USB连接器与终端产品相连。图1为数据卡通过USB连接器与终端产品连接的示意图，如图1所示，数据卡103通过自身末端的USB连接器102，与终端产品的USB端口101连接。
通常，数据卡的内部基本组成结构如图2所示，该数据卡包括：USB连接器201、导电线缆202、上壳体203、下壳体204、金属导电片205和206、数据卡主板207、数据卡子板208、以及天线209；数据卡子板208和天线209安装于数据卡主板207上；
其中，所述USB连接器201通过导电线缆202与数据卡主板207相连接；所述上壳体203上和下壳体204上，分别固定有金属导电片205、金属导电片206；在数据卡组装完成后，金属导电片205和206经USB连接器201的金属外壳地与数据卡主板207的地连接；当用户使用数据卡连接在终端产品上时，数据卡的地将与终端产品的地连接。
图3为USB连接器的内部结构示意图，图3中左侧是USB连接器的立体透视图，图3中右侧是USB连接器内部结构的剖面图。如图3所示，所述USB连接器包括内部管脚（pin）301、302、303、304，USB基质305；其中，所述USB基质是指USB连接器内的基板；USB连接器内，一半为空，一半有基板；所述四个内部管脚附着于USB基质305上；
所述USB连接器还包括：金属外壳306、PCB板307、以及导电线缆308；其中，所述USB连接器的内部管脚301为供电管脚+5V，内部管脚302为数据传输管脚D-，内部管脚303为数据传输管脚D+，内部管脚304为供电地管脚GND；金属外壳306本质上也是供电管脚GND；所述PCB板307位于USB连接器的后部，所述PCB板307将内部管脚301、302、303、304均连接至导电线缆308，从而与数据卡中的数据卡主板207相连。
针对图2所示的数据卡结构和图3所示的USB连接器结构，本发明提出两种降低对数据卡天线灵敏度干扰的典型实施例。
实施例一
本实施例针对数据卡结构，实现的关键是：在数据卡中上壳体的金属导电片、和/或下壳体的金属导电片上开若干缝隙，以产生阻断高频电流的高频干扰电流。由于数据卡上存在高频电流，这些高频电流会在数据卡内产生感应电流，所述感应电流会通过场的形式干扰天线的频段，因此，本实施例通过开缝方式能够干扰感应电流的走向，从而改变场形式，使得高频电流对天线灵敏度的干扰最小。
具体的，本实施例提供的数据卡，如图4所示，该数据卡包括：金属导电片401和402、USB连接器403、数据卡主板404、天线405、上壳体406、下壳体407；其中，金属导电片401位于上壳体406上，金属导电片402位于下壳体407上，天线405安装于数据卡主板404上；
关键在于，金属导电片401和/或金属导电片402上开设有若干缝隙，具体开设缝隙（简称开缝）的大小可如图6所示，开缝的长度L1的尺寸可以为0.6至3.0毫米（mm），开缝的宽度W1的尺寸可以为0.1至0.5mm，此开缝的长度和宽度可用于滤除1000兆赫兹（MHz）至2700MHz的高频干扰。
具体开缝的数量可根据金属导电片的大小、以及开缝尺寸确定；每个开缝的尺寸大小不做限定，各个开缝可以大小一样，也可以不一样；各个开缝之间的间隔、以及各个开缝所处位置均不做限定。
实际应用中，可以根据需要仅在金属导电片401上开缝，也可以仅在金属导电片402上开缝，还可以在金属导电片401上和金属导电片402上均开缝。
本实施例中，USB连接器403的金属外壳地与数据卡主板404的地，通过固定在上壳体406上的金属导电片401、以及固定在下壳体407上的金属导电片402连接。可以看出，如果在连接的金属导电片401和402上未采取任何措施，就不能有效抑制数据卡在使用过程中由终端产品传入的高频干扰，这样会直接干扰到固定在数据卡主板404上的天线405的接收灵敏度；而采用本实施例的技术方案，在金属导电片401和/或402上开若干缝隙，这样，就可以通过开缝干扰感应电流走向，改变场形式，从而使得与数据卡连接的终端产品对数据卡中天线灵敏度的干扰最小；也就是说，开缝可以通过扰动高频电流的路径来改变场结构，产生阻断地上高频电流的高频干扰电流，有效抑制终端产品对数据卡中天线灵敏度的干扰。
实施例二
本实施例针对USB连接器结构，实现的关键是：在环绕USB连接器的外壳后端开若干缝隙，以产生阻断地上高频电流的高频干扰电流，有效抑制终端产品对数据卡中天线灵敏度的干扰。
具体的，本实施例提出的USB连接器，如图5所示，图5中左侧是USB连接器的立体透视图，图5中右侧是USB连接器内部结构的剖面图；所述USB连接器包括内部管脚、金属外壳503、USB基质505；其中，所述内部管脚包括：供电管脚+5V、数据传输管脚D-、数据传输管脚D+、以及供电地管脚GND；所述内部管脚附着于USB基质505上；
关键在于，环绕USB连接器金属外壳503的后部开设有若干缝隙502；具体开缝的大小可如图6所示，开缝的长度L的尺寸可以为0.6至3.0mm，开缝的宽度W的尺寸可以为0.1至0.5mm，此开缝的长度和宽度可用于滤除1000MHz至2700MHz的高频干扰。
具体开缝的数量可根据金属导电片的大小、以及开缝尺寸确定；每个开缝的尺寸大小不做限定，各个开缝可以大小一样，也可以不一样；各个开缝之间的间隔、以及各个开缝所处位置均不做限定。
进一步的，为了能更好地抑制对数据卡中天线灵敏度的干扰，如图5所示，可进一步在USB基质505内部设置滤波器件501，滤波器件501连接于USB连接器的供电地管脚GND 504和USB连接器的金属壳体503之间，这种方式可通过滤波器件的使用过滤高频电流的干扰，有效抑制终端产品对数据卡中天线灵敏度的干扰。
具体的，滤波器件501的尺寸大小可参见图7所示，滤波器件501的高度H的尺寸可以为小于1.2mm，滤波器件501的直径D的尺寸可以为0.3至1mm；相应的，滤波频率范围为600MHz至1200MHz。
实际应用中，可以只采用实施例一的方式，也可以只采用实施例二的方式或实施例二加滤波器件的方式；还可以同时采用实施例一和实施例二的方式，或实施例一和实施例二再加上滤波器件的方式等等；总之，可以在考虑成本、空间等因素的情况下，分别单独使用或结合使用。
本发明所提出的开缝措施、或开缝及增加滤波器件的措施，能在不影响数据卡结构的同时，改变终端产品对数据卡主板地的高频干扰，从而降低终端产品对数据卡中天线灵敏度的干扰。并且，本发明不需要对已设计成型的天线、电路和结构做出较大改动，实现简单，可以节省空间。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种数据卡，包括USB连接器、数据卡主板、位于数据卡主板上的天线、上壳体和下壳体；其特征在于，所述数据卡还包括：位于上壳体上的金属导电片和位于下壳体上的金属导电片；
所述上壳体上的金属导电片上、和/或所述下壳体上的金属导电片上开设有若干缝隙；
所述USB连接器包括内部管脚、金属外壳、USB基质；环绕所述金属外壳的后部开设有若干缝隙；所述USB基质内部设置有滤波器件，所述滤波器件连接于所述内部管脚的供电地管脚GND和所述金属壳体之间。
2.根据权利要求1所述的数据卡，其特征在于，所述开设缝隙的长度为0.6至3.0mm；所述开设缝隙的宽度为0.1至0.5mm。
3.一种USB连接器，包括内部管脚、金属外壳、USB基质；其特征在于，环绕所述金属外壳的后部开设有若干缝隙；
所述USB基质内部设置有滤波器件，所述滤波器件连接于所述内部管脚的供电地管脚GND和所述金属壳体之间。
4.根据权利要求3所述的USB连接器，其特征在于，所述开设缝隙的长度为0.6至3.0mm；所述开设缝隙的宽度为0.1至0.5mm；所述滤波器件的高度小于1.2mm；所述滤波器件的直径为0.3至1mm。
5.一种降低对数据卡天线灵敏度干扰的方法，其特征在于，在数据卡上壳体上的金属导电片上、和/或下壳体上的金属导电片上开设若干缝隙；
并环绕数据卡的USB连接器的金属外壳的后部开设若干缝隙，在USB连接器的USB基质内部设置滤波器件，所述滤波器件连接于所述内部管脚的供电地管脚GND和所述金属壳体之间。
6.一种降低对数据卡天线灵敏度干扰的方法，其特征在于，环绕USB连接器的金属外壳的后部开设若干缝隙，在USB连接器的USB基质内部设置滤波器件，所述滤波器件连接于所述内部管脚的供电地管脚GND和所述金属壳体之间。
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