CN103022690A - 便携式终端的天线设备 - Google Patents

Abstract

便携式终端的天线设备配置用于减少干扰。天线设备包括第一天线和与第一天线间隔开的第二天线。天线设备还包括与第一天线和第二天线耦合的滤波器，并且所述滤波器配置为通过对经由第一天线和第二天线发送的信号滤波来增大第一天线与第二天线之间的隔离。天线设备还包括主板，所述主板配置为处理滤波后的信号。

Description

便携式终端的天线设备

技术领域

本公开涉及一种便携式终端的天线设备。

背景技术

近年来，随着电子通信工业的发展，便携式终端作为一种快速改变的用于传递信息的重要设备，变成了现代生活的必需品。因此，本领域技术人员竞争性地开发便携式终端，以确保更多用户。此外，因为已经提供了诸如全球移动通信系统(GSM)、个人通信服务(PCS)、数字多媒体广播(DMB)、无线局域网(WLAN)、无线宽带(WiBro)、长期演进(LTE)、全球微波互连接入(WiMax)、802.11n等之类的通信服务，所以能够使用若干通信服务而不限于任何一种特定服务的便携式终端在数量上增加了。

一般而言，便携式终端包括能够发送并接收相应通信服务的信号的天线。然而，因为在有限空间中提供若干天线，所以在天线之间可能出现干扰，这导致性能退化的问题。图1示出了常规天线设备的透视图。参考图1，常规天线设备100包括：主板110，用于处理相应通信服务带的信号；以及第一和第二天线120和130，用于与主板110通信，并且用于发送并接收相应通信服务带的信号。第一和第二天线120和130可以附着于主板110，或者可以固定到模铸品上。为了促进相应通信服务的信号的发送和接收，两个天线120和130应该彼此间隔得足够远。然而如所述的，如果两个天线120和130位置彼此靠近，则这两个天线120和130彼此相互干扰，并且破坏便携式终端的性能。

发明内容

为了解决以上讨论的现有技术的缺陷，本发明的主要目的是至少提供下述优点。因此，本公开的一个方面是为了提供一种便携式终端的天线设备，即使当没有将天线设置为彼此间隔开，也能够减少相互干扰。

本公开的另一方面是为了提供一种便携式终端的天线设备，能够通过改进相邻天线之间的隔离来确保性能。

本公开的另一方面是为了提供一种便携式终端的天线设备，能够促进在一个通信服务带或不同通信服务带中的信号的发送和接收。

根据本公开的一个方面，提供了一种便携式终端的天线设备。所述天线设备包括第一天线和与第一天线间隔开的第二天线。所述天线设备还包括与第一天线和第二天线耦合的滤波器，并且所述滤波器配置为通过对经由第一天线和第二天线发送的信号滤波，来增加第一天线与第二天线之间的隔离。所述天线设备还包括主板，所述主板配置为处理滤波后的信号。

在阐述下面的本发明的具体实施方式之前，先阐述在本专利文件整篇中使用的某些词和词语的定义是有利的：术语“包括”和“包含”以及它们的派生词的意思是非限制性的包含；术语“或”包含和/或；词语“相关联”和“与其相关联”以及它们的派生词的意思可以是包括、被包括在内、与…互连、包含、被包含在内、连接到或与…连接、耦合到或与…耦合、与…通信、与…合作、交错、并列、临近、受……限制、具有、具有…属性，等等；术语“控制器”的意思是控制至少一个操作的任何设备、系统或它们的一部分，这样的设备可以以硬件、固件或软件实现，或其中至少两种的组合。应注意的是，与任何特定的控制器相关联的功能可以本地或远程地集中实现或分布实现。提供了贯穿本专利文件的某些词和词语的定义，本领域的普通技术人员应理解的是，在很多情况下或者大多数情况下，这样的定义适用于如此定义的词和词语的之前以及将来的使用。

附图说明

为了更完整地理解本公开及其优势，现在结合附图参考以下描述，其中相似的附图标记表示相似的部分：

图1示出了常规天线设备的透视图；

图2示出了根据本公开实施例的便携式终端的透视图；

图3示出了根据本公开实施例的便携式终端的框图；

图4至图11示出了根据本公开实施例的天线设备的结构；

图12示出了一种示出常规天线设备的散射(S)参数的图；以及

图13示出了一种根据本公开实施例的天线设备的S参数的图。

具体实施方式

在本专利文件中，下面讨论的图1-13和用于描述本公开的原理的各种实施例只用于说明，而不应以任何方式解释为限制了本公开的范围。参考附图，本公开的优选实施例将在下文中描述。在下面的描述中，将不再详细描述众所周知的功能或配置，以免不必要地混淆本发明的主题。而且，本文中使用的术语将根据本发明的功能定义。因此，所述术语可能会根据用户或操作者的意向或用法而不同。因此，本文中使用的术语必须基于本文中所作的描述来理解。

本公开涉及一种便携式终端的天线设备，能够改善天线之间的隔离。即使没有将天线设置为彼此间隔开，本公开的天线设备也不会经历性能劣化，并且平稳地发送和接收相应通信服务带的信号。

图2示出了根据本公开实施例的便携式终端的透视图。

参考图2，便携式终端20包括用于将电信号输出为音频信号的扬声器21、用于将电信号输出为视频信号的显示器22、用于将音频信号转换为电信号的麦克风24、和输入按键23。显示器22可以是液晶显示器(LCD)、触摸屏(其中触摸板进一步附着于LCD)或者任何其它合适的显示器。

终端20包括用于执行无线通信的天线设备，并且具有以下结构。本公开的天线设备包括用于发送并接收相应通信服务带的信号的至少两个天线和用于处理经由天线发送的信号的主板。所述主板是包含基本电路和部件的板。所述主板允许配置便携式终端的执行环境并且维持执行环境的信息，允许可靠地操作便携式终端，以及允许促进便携式终端的所有装置的数据输入和输出交换。所述主板包括通信模块，用于处理经由天线发送的信号。

所述天线位于终端的上部U或下部D处。因为用户典型地抓握终端的侧部，所以将天线设置在终端的侧部通常并非是优选的。

在实施例中，因为可以改进天线之间的隔离，即使天线位置彼此邻近，本公开的天线设备可以确保其性能。本公开的天线设备包括滤波器，用于消除天线之间的干扰信号，从而得到期望结果。本公开的天线设备的相应天线可以发送并接收不同通信服务带的信号，或者可以发送并接收一个通信服务带的信号。

图3示出了根据本公开的便携式终端的框图。

参考图3，控制器201包括调制解调器，用于处理要在下文描述的通信单元202和203的信号。通信单元202和203可以实现为一个通信单元，使得可以独立地处理相应的天线。

根据本实施例的便携式终端包括用于发送并接收第一通信频带的信号的第一天线31和用于发送并接收第二通信频带的信号的第二天线32。第一天线31与用于处理第一通信服务带的信号的第一通信单元202电耦合，以及第二天线32与用于处理第二通信服务带的信号的第二通信单元203电耦合。具有这种结构的天线可以是公知分集式天线设备或多输入多输出(MIMO)天线设备。

在实施例中，便携式终端还包括滤波器50，用于消除在第一天线31和第二天线32之间产生的干扰信号。即使第一天线31与第二天线32位置彼此邻近，也可以由于滤波器50而确保两个天线之间的隔离。滤波器50具有如下结构，即第一天线31与第二天线32电耦合，下文将参考附图对此进行详细描述。将省略关于显示单元204、存储器205、编解码器206、输入单元207、扬声器21和麦克风24的描述，因为终端的这些部件是公知部件。

图4至图11示出了根据本公开实施例的天线设备的结构。参考图4至图11，与常规天线设备不同，本公开的天线设备还包括滤波器，用于消除干扰信号。滤波器可以包括一种电路，在该电路上设置了无源元件(例如，电感器和电容器)、有源元件(例如，二极管)和微带线(micro strip line)中的至少一项。

图4至图11中示出的天线设备包括：天线，所述天线彼此间隔开；以及主板，所述主板与所述天线电耦合，并且处理经由天线发送的信号。天线可以是在主板上设置的薄金属膜，或者可以是附着于在主板上固定的模铸品的金属片。天线具有供应电流的馈电节点和用于接地的接地节点。馈电节点电连接至主板的馈电线，以及接地节点电连接至主板的接地线。馈电线与用于处理相应通信服务的信号的通信单元相耦合，以及接地线与地相耦合。如果没有将诸如电感器或电容器之类的元件设置到馈电线或接地线上，则馈电节点或接地节点与主板直接耦合的结构也是可能的。

如上所描述的，图4至图11中所示的天线设备包括第一天线和第二天线，以及主板由与第一天线电耦合的第一馈电线和第一接地线以及与第二天线电耦合的第二馈电线和第二接地线构成。第一馈电线、第一接地线、第二馈电线和第二接地线彼此不交叉。

图4至图6的天线设备包括用于发送并接收不同通信服务带的信号的第一和第二天线31和32，并且包括用于处理经由天线31和32发送的信号的主板40。主板40包括第一通信单元(未示出)和第二通信单元(未示出)，第一通信单元通过处理经由第一天线31发送的信号来执行第一通信服务，第二通信单元通过处理经由第二天线32发送的信号来执行第二通信服务。主板40由第一馈电线411和第一接地线412构成，第一馈电线411和第一接地线412分别与第一天线31的馈电节点311和接地节点312电耦合。此外，主板40由第二馈电线421和第二接地线422构成，第二馈电线421和第二接地线422分别与第二天线32的馈电节点321和接地节点322电耦合。

图4的天线设备的第一和第二馈电线411和421面向彼此，其中，第一接地线412和第二接地线422位于中间。滤波器50可以包括一种电路，其中在该电路上，将无源元件、有源元件和微带线中的至少一项设置到第一接地线412或第二接地线422上。此外，滤波器50可以包括至少一条线423，用于将第一接地线412与第二接地线422以并联的方式耦合；以及滤波器50可以包括一种电路，其中在该电路上，将无源元件、有源元件和微带线中的至少一项设置到线423上。此外，滤波器50包括至少一条线424，用于将第一天线31与第二天线32电连接；并且滤波器50还可以包括一种电路，其中在该电路上，将无源元件、有源元件和微带线中的至少一项设置到线424上。

图5和图6的天线设备的第一接地线412和第二接地线422面向彼此，其中，第一馈电线411和第二馈电线421位于中间。滤波器50可以包括一种电路，其中在该电路上，将无源元件、有源元件和微带线中的至少一项设置到第一接地线412和第二接地线422上。此外，滤波器50可以包括至少一条线425，用于将第一接地线412与第二接地线422以串联的方式耦合，以及滤波器50可以包括一种电路，其中在该电路上，将无源元件、有源元件和微带线中的至少一项按照并联或串联的方式设置到线425上。

图7至图9的天线设备包括用于发送和接收一个通信服务带的信号的第一和第二天线41和42，并且包括用于处理经由天线41和42发送的信号的主板45。主板45还包括一个通信单元，用于通过处理经由两个天线41和42发送的信号来执行相应通信服务。在实施例中，第一和第二天线41和42彼此对称。主板45由第一馈电线511和第一接地线512构成，第一馈电线511和第一接地线512分别与第一天线41的馈电节点411和接地节点412电耦合。此外，主板45由第二馈电线521和第二接地线522构成，第二馈电线521和第二接地线522分别与第二天线42的馈电节点421和接地节点422电耦合。

图7的天线设备的第一和第二馈电线511和521面向彼此，其中，第一接地线512和第二接地线522位于中间。滤波器60可以包括一条或多条线523和524，用于按照并联的方式耦合第一接地线512或第二接地线522，以及滤波器60可以包括一种电路，其中在该电路上，将无源元件、有源元件和微带线设置到线523和524上。此外，滤波器60包括至少一条线，用于将第一天线41与第二天线42电连接，以及滤波器60可以包括一种电路，其中在该电路上，将无源元件、有源元件和微带线中的至少一项设置到所述线上。

图8和图9的天线设备的第一接地线512和第二接地线522面向彼此，其中，第一馈电线511和第二馈电线521位于中间。滤波器60可以包括一种电路，其中在该电路上，将无源元件、有源元件和微带线中的至少一项设置到第一接地线512和第二接地线522上。此外，滤波器60可以包括至少一条线525，用于按照串联的方式耦合第一接地线512和第二接地线522，以及滤波器60可以包括一种电路，其中在该电路上，将无源元件、有源元件和微带线中的至少一项按照并联或串联的方式设置到线525上。

天线设备的滤波器50和60可以是带阻滤波器(BEF)，用于阻止某一频带的信号，以改善天线之间的隔离。然而，本公开不限于此，因此根据本公开实施例的天线设备还可以包括低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HFP)和带通滤波器(BPF)之一，以改善除隔离之外的天线谐振特性。

图10的天线设备包括用于发送和接收不同通信服务带的信号的第一和第二天线71和72，以及用于处理经由天线71和72发送的信号的主板80。图10所示的本公开的天线设备具有与图4所示的本公开的天线设备相类似的结构。所述天线设备由与第一天线电耦合的第一馈电线811和第一接地线812以及与第二天线72电耦合的第二馈电线821和第二接地线822构成。然而，图10的天线设备的第一天线71和第二天线72没有附加地包括馈电节点和接地节点。本公开不限于此，因此包括没有由馈电节点和接地节点组成的天线的天线设备可以遵循图5和图6的结构。重要地，图10的天线设备包括一种电路，在所述电路上设置了无源元件、有源元件和微带线中的至少一项。所述电路包括滤波器90。

图11的天线设备包括第一和第二天线71和72及主板80，第一和第二天线71和72彼此对称，主板80用于处理经由天线71和72发送的信号。图11中所示的本公开的天线设备具有于图7中所示的本公开的天线设备相似的结构。天线设备包括与第一天线71电耦合的第一馈电线811和第一接地线812以及与第二天线72电耦合的第二馈电线821和第二接地线822。然而，图11的天线设备的第一天线71和第二天线72没有附加地包括馈电节点和接地节点。本公开不限于此，因此，包括没有由馈电节点和接地节点组成的天线的天线设备可以遵循图8和图9的结构。重要地，图11的天线设备包括一种电路，在所述电路上设置了无源元件、有源元件和微带线中的至少一项。所述电路包括滤波器90。

图12示出了一种示出常规天线设备的散射(S)参数的图。图13示出了一种示出根据本公开实施例的天线设备的S参数的图。

参考图12，在常规天线设备的S参数中，在预定谐振频率0.87GHz处，隔离具有值-8.88dB。相反，参考图13，在根据本公开的天线设备的S参数中，在预定谐振频率0.885GHz处，隔离具有值-19.61dB。与常规天线设备相比，根据本公开的天线设备示出了改进的隔离。

总之，根据本公开的便携式终端的天线设备可以通过减少天线之间的相互干扰来确保其性能。

虽然参考本公开的某些示例性实施例展示和描述了本公开，本领域的技术人员应理解的是，在不违背附加权利要求所定义的本发明的精神和范围的前提下，在本发明的形式和细节上可以做出各种变化。

Claims (15)

1.一种便携式终端的天线设备，包括：

第一天线；

与第一天线间隔开的第二天线；

滤波器，与第一天线和第二天线耦合，并且所述滤波器配置为通过对经由第一天线和第二天线发送的信号进行滤波，来增大第一天线与第二天线之间的隔离；以及

主板，配置为处理滤波后的信号。

2.如权利要求1所述的天线设备，其中所述主板包括：

第一馈电线，配置为向第一天线供应电流；

第二馈电线，配置为向第二天线供应电流；

第一接地线，配置为使第一天线接地；以及

第二接地线，配置为使第二天线接地。

3.如权利要求2所述的天线设备，其中所述滤波器包括至少一条第三接地线，所述第三接地线配置为按照串联或并联的方式耦合第一接地线和第二接地线，所述滤波器还包括一种电路，在该电路上将无源元件、有源元件和微带线中的至少一项设置为与第一接地线、第二接地线和第三接地线中的至少一项相邻。

4.如权利要求3所述的天线设备，其中所述滤波器包括至少一条第四线，所述第四线配置为耦合第一天线和第二天线，以及所述滤波器还包括一种电路，在该电路上将无源元件、有源元件和微带线设置为与第四线相邻。

5.如权利要求3所述的天线设备，其中第一馈电线、第二馈电线、第一接地线和第二接地线彼此不交叉。

6.如权利要求5所述的天线设备，其中第一馈电线和第二馈电线面向彼此，其中第一接地线和第二接地线位于第一馈电线与第二馈电线之间。

7.如权利要求5所述的天线设备，其中第一接地线和第二接地线面向彼此，其中第一馈电线和第二馈电线位于第一接地线与第二接地线之间。

8.如权利要求1所述的天线设备，其中第一天线和第二天线在相同通信频带中接收和发送信号。

9.如权利要求1所述的天线设备，其中第一天线和第二天线在不同通信频带中接收和发送信号。

10.如权利要求1所述的天线设备，其中第一天线和第二天线彼此对称。

11.如权利要求1所述的天线设备，其中天线设备是分集式天线设备或多输入多输出MIMO天线设备。

12.如权利要求1所述的天线设备，其中将第一天线和第二天线设置为与主板的上部或下部相邻。

13.如权利要求1所述的天线设备，其中第一天线和第二天线中的至少一项是在主板上设置的薄金属膜。

14.如权利要求1所述的天线设备，其中第一天线和第二天线中的至少一项是附着于在主板上固定的模铸品的金属片。

15.如权利要求2所述的天线设备，其中第一天线和第二天线中的至少一项不包括与馈电线或接地线电耦合的突出端。

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