CN105612658B - 具有pifa型天线的电子设备及其无线信号发射/接收设备 - Google Patents

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Abstract

本公开的各种示例性实施例涉及一种具有平面逆F天线(PIFA)型天线的电子设备及该电子设备的无线信号发射/接收设备。该电子设备可以包括：PIFA(平面逆F天线)型天线，其正在发射或者接收无线信号；无线通信单元，其正在处理发射或者接收的无线信号；印刷电路板，其安装有无线通信单元，并且包括接地区；馈电盘，其与无线通信单元的信号发射/接收端电连接，并且在PIFA型天线配备在电子设备中时，与PIFA型天线的馈电部分连接；接地盘，其与接地区电连接，并且在PIFA型天线配备在电子设备中时，与PIFA型天线的接地部分连接；以及连接部分，其形成馈电盘和接地盘之间的电路线。同时，各种示例性实施例可以基于本公开的技术构思做出。

Description

具有PIFA型天线的电子设备及其无线信号发射/接收设备
技术领域
本公开的各种示例性实施例涉及一种具有平面逆F天线(PIFA)型天线的电子设备及其无线信号发射/接收设备。
背景技术
近来，信息通信技术、半导体技术等的显著发展已经快速增长了电子设备的分布和使用。此外，近期的电子设备是各种类型终端的会聚，而非完全为了一种类型的使用。例如，除了普通通信功能以外，如语音通信功能或者消息传输/接收功能，移动通信终端还提供各种功能，如用于看电视的功能(例如，移动广播，如数字多媒体广播(DMB)或者数字视频广播(DVB))、音乐再现功能(例如，MPEG音频层-3(MP3))、静止图像或运动图像拍摄功能、因特网连接功能和无线电接收功能。
发明内容
技术问题
同时，电子设备包括用于无线通信功能的天线。电子设备一般使用PIFA型天线。PIFA型天线具有的问题在于在有效体积小时难以保证辐射效率和辐射性能。传统上，PIFA型天线已经制造为具有大尺寸，以便增加天线的有效体积。
近期的纤细电子设备苦于保证用于安装天线的空间的困难。例如，近期的电子设备具有的问题在于难以保证用于天线的有效体积。
解决问题的方案
本公开的各种示例性实施例已经安排试图要解决相关领域中的上述问题，并且能够提供一种具有PIFA型天线的电子设备及其无线信号发射/接收设备，其能够保证电子设备的辐射性能而不增加PIFA型天线的有效体积。
为了解决如上所述的问题或者不便，根据本公开的一方面，提供一种具有PIFA型天线的电子设备。所述电子设备可包括：PIFA(平面逆F天线)型天线，其正在发射或者接收无线信号；无线通信单元，其正在处理发射或者接收的无线信号；印刷电路板，其安装有无线通信单元，并且包括接地区；馈电盘，其与无线通信单元的信号发射/接收端电连接，并且在PIFA型天线配备在电子设备中时，与PIFA型天线的馈电部分连接；接地盘，其与接地区电连接，并且在PIFA型天线配备在电子设备中时，与PIFA型天线的接地部分连接；以及连接部分，其形成馈电盘和接地盘之间的电路线。
为了解决上述问题或者不便，提供一种具有PIFA型天线的电子设备。所述电子设备可包括：PIFA(平面逆F天线)型天线，其正在发射或者接收无线信号；无线通信单元，其正在处理发射或者接收的无线信号；印刷电路板，其安装有无线通信单元，并且包括接地区；馈电盘，其与无线通信单元的信号发射/接收端连接，在PIFA型天线配备在电子设备中时，与PIFA型天线一侧接触，并且位于印刷电路板上；以及连接部分，其形成接地区和馈电盘之间的电路线。
为了解决上述问题或者不便，提供一种电子设备的无线信号发射/接收设备。所述无线发射/接收设备可以包括：PIFA(平面逆F天线)型天线，其正在发射或者接收无线信号；无线通信单元，其与PIFA型天线一侧连接，并且正在处理发射或者接收的无线信号；印刷电路板，其安装有无线通信单元，并且包括接地区；以及连接部分，其电连接PIFA型天线和无线通信单元之间的路线与印刷电路板的接地区。
发明的有利效果
如上所述，根据本公开的各示例性实施例，一种具有PIFA型天线的电子设备及其无线信号发射/接收设备，能够提高电子设备的辐射效率和性能而不增加PIFA型天线的有效体积。
附图说明
从结合附图的以下详细描述，本公开的目的、特征和优点对本领域普通技术人员将变得更明显，附图中：
图1是图示根据本公开的示例性实施例的电子设备的框图；
图2是图示根据本公开的另一示例性实施例的具有PIFA型天线的电子设备的框图；
图3是图示根据本公开的示例性实施例的PIFA型天线和其上安装PIFA型天线的印刷电路板的图；
图4是图示根据本公开的另一示例性实施例的PIFA型天线和其上安装PIFA型天线的印刷电路板的图；
图5是图示根据本公开的再一示例性实施例的PIFA型天线、其上安装PIFA型天线的印刷电路板和盒子的图；
图6是图示根据本公开的又一示例性实施例的PIFA型天线、其上安装PIFA型天线的印刷电路板和盒子的图；以及
图7是表示传统电子设备和根据本公开的示例性实施例的电子设备的测量的辐射性能的曲线图。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述各种示例性实施例。应该注意，相同的元件将由相同的附图标记指示，虽然它们显示在不同的图中。此外，将省略有关公知的功能或配置的详细描述，它们能够使得本发明的主题不必要地模糊。在以下描述中，应该注意，将仅仅描述全面理解根据本发明的各实施例的操作需要的部分，而其它部分的描述将省略，以便不使本发明的主题模糊。而且，在附图中，一些元件被夸张、省略或者示意性图示，而每个元件的尺寸不完全反映实际尺寸。
同时，在本说明书和附图中公开的本发明的各种示例性实施例已经呈现，以容易地解释本发明的内容和帮助全面理解本发明，而不限制本发明的范围。因此，应该理解，除了这里公开的各实施例，还有本发明的技术构思描绘的所有修改或修改形式，都包括在本发明的范围中。
在提供详细描述之前，假设：之后要描述的根据本公开的示例性实施例的电子设备可以是各种具有PIFA型天线的电子设备的任何一种，如移动通信设备、个人数字助理(PDA)、智能电话、平板个人计算机(PC)和便携式多媒体播放器(PMP)。
图1是图示根据本公开的示例性实施例的电子设备的框图。
参考图1，根据本公开的示例性实施例的电子设备100可以包括PIFA型天线10、控制单元110、馈电盘(pad)120、接地盘130、连接部分140、无线通信单元150和接地区160。
PIFA型天线10可以包括辐射部分11、馈电部分12和接地部分13。
辐射部分11可以发射/接收具有设计频率的无线信号。例如，辐射部分11可以向外部辐射从无线通信单元150通过馈电盘120和馈电部分12发送的无线信号，或者接收无线信号并且通过馈电部分12和馈电盘120发送接收的无线信号到无线通信单元150。
在PIFA型天线10配备(安装和固定)在电子设备100中时，馈电部分12可以进入与馈电盘120的接触。馈电部分12可以发送从馈电盘120接收的信号到辐射部分11，或者通过馈电盘120发送从辐射部分11接收的信号到无线通信单元150。
在PIFA型天线10配备(安装和固定)在电子设备100中时，接地部分13可以进入与接地盘130的接触。
馈电盘120可以位于馈电部分12和无线通信单元150之间。例如，馈电盘120可以与无线通信单元150(例如，信号发射/接收端)和接地盘130电连接。此外，在天线10配备在电子设备100中时，馈电盘120可以与天线10的馈电部分12连接。
在天线10配备在电子设备100中时，接地盘130可以与天线10的接地部分13连接。接地盘130可以与接地区160电连接。此外，接地盘130可以通过连接部分140与馈电盘120电连接。
连接部分140可以形成馈电盘120和接地盘130之间的电路线。例如，连接部分140可以电连接馈电盘120到接地盘130和接地区160中的至少一个。
接地区160可以用作为电子设备100的地。例如，接地区160可以用作为电子设备100中的参考电压点。接地区160可以由印刷电路板(PCB)上的导电(例如金属)层形成。
无线通信单元150可以支持电子设备100的无线通信功能。无线通信单元150可以包括例如支持移动通信(例如3G或者4G标准移动通信)功能的移动通信模块和支持短距离无线通信功能的短距离无线通信模块。
控制单元110可以控制电子设备100的总体操作和电子设备100的内部块之间的信号流，并且执行处理数据的数据处理功能。例如，控制单元110可以由例如中央处理单元(CPU)和应用处理器(AP)形成。控制单元110可以由单核处理器或者多核处理器形成。
同时，电子设备100还可以包括第一弹性构件(未图示)，以便保证馈电部分12和馈电盘120之间的稳定接触，以及第二弹性构件(未图示)，以便保证接地部分13和接地盘130之间的稳定接触。第一弹性构件(未图示)和第二弹性构件(未图示)可以是C-夹子。
此外，虽然接地盘130和接地区160在图示的电子设备100中彼此直接连接，但本公开的示例性实施例不限于此。例如，匹配单元可以插入接地盘130和接地区160之间。匹配单元可以由串联和/或并联连接的一个或多个集总的元件配置。集总的元件可以是例如电阻器、电感器和电容器。
在提供多个匹配单元时，电子设备100还可以包括执行开关的开关单元，使得在控制单元110的控制下多个匹配单元的任何一个与接地盘130和接地区160连接。类似地，电子设备100还可以包括馈电部分120和无线通信单元150之间的匹配单元(未图示)。
此外，电子设备100还可以选择性地包括具有附加功能的组件，如用于接收广播的广播接收模块、包括多个传感器(例如，运动传感器、照度传感器、加速度传感器和地磁传感器)的传感器模块、支持静止图像或运动图像拍摄功能的相机模块、如MP3模块的数字音乐再现模块、以及支持语音识别功能的语音识别模块。难以列举所有这种组件，因为它们可以根据数字设备一体化的趋势进行各种修改。然而，根据本示例性实施例的电子设备100还可以包括等效于上述组件的任何组件。
图2是图示根据本公开的另一示例性实施例的具有PIFA型天线的电子设备的框图。
参考图2，根据本公开的另一示例性实施例的电子设备200可以包括PIFA型天线20、控制单元210、馈电盘220、接地盘230、连接部分240、无线通信单元250和接地区260。PIFA型天线20可以包括辐射部分21、馈电部分22和接地部分23。
根据本示例性实施例的电子设备200与图1中图示的电子设备100仅仅不同在连接部分140和240的配置上。因此，对其它相同组件的描述将被省略。
连接部分240可以包括一个或多个集总的元件。所述一个或多个集总的元件可以串联和/或并联连接。例如，连接部分240可以包括彼此串联连接的电阻器241和电感器242。所述集总的元件的种类、值和电路结构可以通过测试优化。
图3是图示根据本公开的示例性实施例的PIFA型天线和其上安装PIFA型天线的印刷电路板的图。
参考图3，本示例性实施例的电子设备100的印刷电路板1000可以安装有一个或多个电子元件。例如，控制单元110、馈电盘120、接地盘130、连接部分140和无线通信单元150可以安装在印刷电路板1000上。此外，印刷电路板1000还可以包括电连接各电子元件和接地区160的布线。
根据本公开的示例性实施例，连接部分140可以由导(例如金属)线形成，并且可以连接第一路线(或布线)和第二路线(或布线)，第一路线连接馈电盘120和无线通信单元150，第二路线连接接地盘130和接地区150。例如，连接部分140的长度、宽度、位置和形状可以不同地改变，以便优化PIFA型天线10的辐射性能。
同时，图3图示连接部分140连接第一路线(或布线)和第二路线(或布线)，第一路线连接馈电盘120和无线通信单元150，第二路线连接接地盘130和接地区160。但是，连接部分140可以连接第一路线到接地区160而不连接第二路线。此外，连接部分140可以连接第一路线到第二路线和接地区160两者。
馈电盘120、接地盘130和连接部分140可以形成在印刷电路板1000的填挖(fill-cut)区域1010中，其通过完全去除导电(例如金属)层形成。
天线10可以安装在载体14上。图3中图示的天线10的形状仅仅是示例，而本公开不限于此。例如，辐射部分11的长度、宽度和形状可以不同地形成。此外，可以改变馈电部分12和接地部分13的位置。换言之，不像图3，馈电部分12可以位于右侧而接地部分13可以位于左侧。
图4是图示根据本公开的另一示例性实施例的PIFA型天线和其上安装PIFA型天线的印刷电路板的图。
参考图4，根据本公开的另一示例性实施例的电子设备200的印刷电路板2000可以安装有控制单元210、馈电盘220、接地盘230、连接部分240和无线通信单元250。此外，印刷电路板2000可以包括电连接各电子元件和接地区260的布线。
根据本公开的另一示例性实施例的电子设备200的连接部分240可以包括一个或多个集总的元件。例如，图4图示两个集总的元件241和242串联连接。这仅仅是示例并且本公开的各示例性实施例不限于如上所述这样。同时，为了避免与图3的重叠描述，将省略对其它组件的描述。
图5是图示根据本公开的再一示例性实施例的PIFA型天线、其上安装PIFA型天线的印刷电路板和盒子的图。
参考图5，根据本公开的再一示例性实施例的电子设备包括接地盘330，其可以提供在电子设备的盒子(3100)(例如，前盒或者后盒)而非印刷电路板3000上。
在盒子3100包括接地盘330时，盒子3100的至少一部分(此后称为“导电区”)可以由导电材料(例如金属)形成。替代地，导电区可以通过在盒子3100的至少一部分上漆、涂覆或沉积(蒸镀)导电材料形成。
盒子3100的导电区可以通过至少一个孔361与印刷电路板3000的接地区360电连接。可以固定螺钉到至少一个孔361。在如上所述接地盘330位于盒子3100的导电区中时，接地部分33可以通过接地盘330和盒子3100的导电区与接地区360连接。
虽然前述已经描述了接地盘330安装在盒子3100上的例子，但本公开的各示例性实施例不限于此。例如，馈电盘320可以位于盒子3100上。同时，为了避免重叠描述，将省略对其它组件的描述。
图6是图示根据本公开的又一示例性实施例的PIFA型天线、其上安装PIFA型天线的印刷电路板和盒子的图。
参考图6，控制单元410、馈电盘420、连接部分440和无线通信单元450可以安装在根据本公开的又一的电子设备的印刷电路板4000上。此外，印刷电路板4000可以包括电连接各电子组件和接地区460的布线。因此，本公开的又一示例性实施例的印刷电路板不包括接地盘。
根据本公开的又一示例性实施例，PIFA型天线可以由单盘42(以下称为“集成盘”)形成，不像图3和4的PIFA型天线。在PIFA型天线配备在电子设备中时，PIFA型天线的集成盘42可以进入与印刷电路板4000的馈电盘420的接触。此外，虽然图6图示了连接部分440为由导线形成，但是连接部分440可以包括如图4所示串联和/或并联连接的一个或多个集总的元件。同时，为了避免重叠描述，将省略对其它组件的描述。
图7是表示传统电子设备和根据本公开的示例性实施例的电子设备的测量的辐射性能的曲线图。
参考图7，第一曲线图501是传统电子设备的辐射性能曲线图，而第二曲线图502是根据示例性实施例的电子设备的辐射性能曲线图。同时，图7的第二曲线图502和以下表2的测量结果，是通过使用图6中图示的电子设备进行测量获得的。
传统电子设备和根据本公开的示例性实施例的电子设备的辐射性能使用驻波比(SWR)测量。这里，SWR指指示输入电路或系统或者从电路或系统输出的能量的反射的程度的指标，并且可以由驻波在输入阶段或者输出阶段的最小值和最大值的比表示，如以下等式1中。这里，驻波指在行进波与关于边界表面反射的波结合时产生的定态波。
(等式1)
SWR＝(1+反射系数)/(1－反射系数)
参考等式1，在输入或者输出阶段没有反射，SWR变为作为最佳值的1，而在反射很高时，SWR可以变为无穷大。即，等式1意味着在SWR越接近于1时，辐射性能越好。
同时，比较图7的第一曲线图501和第二曲线图502可见，本公开的示例性实施例的电子设备的SWR，在大约830MHz到900MHz的段和大约2100MHz到2800MHz的段，好于传统电子设备的SWR。
此外，以下表1表示传统电子设备的辐射效率，而表2表示本公开的示例性实施例的电子设备的辐射效率。
【表1】
【表2】
比较表1和表2可以发现，电子设备的辐射效率在862MHz、880MHz、2500MHZ、2570MHz、2620MHz和2690MHz被提高。
如上详述，本公开的各种示例性实施例能够提高PIFA型天线的辐射性能和效率而不增加天线的有效体积。结果，本公开的各种示例性实施例可以容易地保证纤细电子设备中的辐射性能和效率。
在前述中，根据本公开的各种示例性实施例的包括PIFA型天线的电子设备及其无线信号发射/接收设备，已经参考附图描述并且已经使用了特定术语。但是，已经在一般意义上使用附图和术语，仅仅为了容易描述本公开的各种示例性实施例，并且为了帮助其理解，而本公开不限于上述示例性实施例。也就是说，对本发明所属的领域中的技术人员显而易见的是，各种实施例可以基于本发明的技术构思实施。

Claims (10)

1.一种电子设备，包括：
平面逆F天线PIFA型天线，其被配置为发射或者接收无线信号；
无线通信单元，其被配置为处理发射或者接收的无线信号；
印刷电路板，其安装有无线通信单元，并且包括接地区；
馈电盘，其位于印刷电路板上，与无线通信单元的信号发射/接收端电连接，并且在PIFA型天线配备在电子设备中时，与PIFA型天线的馈电部分连接；
接地盘，其位于电子设备的盒子上，与接地区电连接，并且在PIFA型天线配备在电子设备中时，与PIFA型天线的接地部分连接；以及
连接部分，其被配置为电连接馈电盘和无线通信单元之间的点与印刷电路板的接地区，以使得该连接部分形成馈电盘和接地盘之间的电路线。
2.如权利要求1所述的电子设备，其中所述连接部分由导线形成。
3.如权利要求1所述的电子设备，其中所述连接部分包括以串联和并联的至少一个连接的一个或多个集总的元件。
4.如权利要求1所述的电子设备，其中连接部分连接馈电盘与印刷电路板的接地区，并且印刷电路板的接地区通过电子设备的盒子的导电区与接地盘电连接。
5.一种电子设备的无线信号发射/接收设备，所述无线信号发射/接收设备包括：
平面逆F天线PIFA型天线，其被配置为发射或者接收无线信号；
无线通信单元，其与PIFA型天线一侧连接，并且被配置为处理发射或者接收的无线信号；
印刷电路板，其安装有无线通信单元，并且包括接地区；
馈电盘，其位于印刷电路板上并与无线通信单元电连接；
接地盘，其位于电子设备的盒子上并与接地区电连接；以及
连接部分，其被配置为电连接馈电盘和无线通信单元之间的点与印刷电路板的接地区，以使得该连接部分电连接PIFA型天线和无线通信单元之间的路线与印刷电路板的接地区。
6.如权利要求5所述的无线信号发射/接收设备，其中PIFA型天线包括：
馈电部分，其与无线通信单元连接；以及
接地部分，其与连接部分连接。
7.如权利要求5所述的无线信号发射/接收设备，其中，所述盒子包括导电区，所述导电区与印刷电路板的接地区连接。
8.如权利要求7所述的无线信号发射/接收设备，其中PIFA型天线包括：
馈电部分，其与无线通信单元连接；以及
接地部分，其与盒子的导电区连接。
9.如权利要求5所述的无线信号发射/接收设备，其中所述连接部分包括以串联和并联的至少一个连接的一个或多个集总的元件。
10.如权利要求5所述的无线信号发射/接收设备，其中连接部分由导线形成，所述导线具有根据PIFA型天线的性能优化的长度、宽度、位置和形状。
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