CN105870584A - 移动终端以及移动终端的gps天线 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供的一种移动终端，包括GPS天线、后壳和主板，所述GPS天线包括设置于所述后壳表面上的辐射金属层和接地金属层，所述辐射金属层与接地金属层之间通过绝缘材料分隔，所述主板上设置有馈电线和地线；所述辐射金属层上设置有馈电部，所述馈电部与所述主板上的馈电线连接，所述馈电部作为所述GPS天线的辐射体，所述接地金属层上设置有接地部，所述接地部与所述主板上的地线连接，所述接地部作为所述GPS天线的接地，其中，所述接地部通过多个触点与所述主板上的地线连接。通过多触点的接地方式，改变移动终端的GPS天线的接地电流分布，降低GPS信号的载噪比，提高了移动终端的GPS天线的灵敏度。

Description

移动终端以及移动终端的GPS天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域，具体涉及移动终端以及移动终端的GPS天线。
背景技术
全球定位系统(Global Positioning System,GPS)是美国国防部为陆，海，空三军研制的新一代卫星导航定位系统，广泛应用于导航、测绘、监测、授时和通信等多种领域。近年来，GPS在民用领域迅猛发展，特别是在导航和定位方面潜力巨大。为了适应GPS应用需求，GPS天线是必须解决的关键问题之一。
传统的移动终端(如，手机)内置GPS天线，虽然在定位时间、精度以及响应速度方面还不理想，但技术已经比较成熟。一般会在移动终端的印制电路板上预留一个净空区间，并采用PIFA(Planar Inverted-FAntenna，平面倒F天线)、monopole(单极子)或IFA(Inverted-F antenna，倒F天线)等天线类型的线极化(即水平极化或垂直极化)小天线，以尽可能的满足用户的使用需求。
但是，由于GPS卫星发射的信号为右旋圆极化波，而移动终端的天线为线极化天线，极化不一致会导致接收信号的能量损耗(大概为3dB)，因此，必须进一步通过提高天线效率来降低极化不一致导致的能量损耗。同时，对于移动终端来说，流行的金属机壳趋势也给天线设计带来严峻的考验。从材料的角度看，金属机壳对无线电信号存在一定程度的屏蔽。因此，希望通过不断改善的天线设计提高GPS天线的灵敏度，以及排除金属机壳带来的障碍。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种手机GPS天线，利用金属机壳作为手机天线的辐射体以及接地体，同时接地体采用多触点接地的方式解决以上问题。
根据本发明的一个方面，提供一种移动终端，包括GPS天线、后壳和主板，所述GPS天线包括设置于所述后壳表面上的辐射金属层和接地金属层，所述辐射金属层与接地金属层之间通过绝缘材料分隔，所述主板上设置有馈电线和地线；所述辐射金属层上设置有馈电部，所述馈电部与所述主板上的馈电线连接，所述馈电部作为所述GPS天线的辐射体，所述接地金属层上设置有接地部，所述接地部与所述主板上的地线连接，所述接地部作为所述GPS天线的接地，其中，所述接地部通过多个触点与所述主板上的地线连接。
可选地，所述接地部为包含多个触点的泡棉，所述多个触点为设置于所述泡棉中的多个金属丝。
可选地，所述接地部为多个弹片。
可选地，所述馈电部通过弹片与所述主板上的馈电线连接。
可选地，所述接地部与所述馈电部之间有间隔。
可选地，所述接地部的中心点与所述馈电部的底端之间的距离为GPS工作频率的1/2波长。
可选地，所述馈电部的导通电阻小于0.5欧姆。
可选地，所述后壳为金属材质的后壳。
根据本发明的另一方面，提供一种移动终端的GPS天线，所述GPS天线包括设置于移动终端后壳表面上的辐射金属层和接地金属层，所述辐射金属层与接地金属层之间通过绝缘材料分隔，所述辐射金属层上设置有馈电部，所述馈电部与移动终端主板上的馈电线连接，所述馈电部作为所述GPS天线的辐射体，所述接地金属层上设置有接地部，所述接地部与移动终端主板上的地线连接，所述接地部作为所述GPS天线的接地，其中，所述接地部通过多个触点与移动终端主板上的地线连接。
可选地，所述接地部为包含多个触点的泡棉，所述多个触点为设置于所述泡棉中的多个金属丝。
可选地，所述接地部为多个弹片。
可选地，所述馈电部通过弹片与所述主板上的馈电线连接。
可选地，所述接地部与所述馈电部之间有间隔。
可选地，所述接地部的中心点与所述馈电部的底端之间的距离为GPS工作频率的1/2波长。
可选地，所述馈电部的导通电阻小于0.5欧姆。
本发明实施例提供的一种移动终端，包括GPS天线、后壳和主板，所述GPS天线包括设置于所述后壳表面上的辐射金属层和接地金属层，所述辐射金属层与接地金属层之间通过绝缘材料分隔，所述主板上设置有馈电线和地线；所述辐射金属层上设置有馈电部，所述馈电部与所述主板上的馈电线连接，所述馈电部作为所述GPS天线的辐射体，所述接地金属层上设置有接地部，所述接地部与所述主板上的地线连接，所述接地部作为所述GPS天线的接地，其中，所述接地部通过多个触点与所述主板上的地线连接。通过多触点的接地方式，改变移动终端的GPS天线的接地电流分布，降低GPS信号的载噪比，以此提高移动终端的GPS天线的灵敏度。
附图说明
通过参照以下附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本发明实施例的手机后壳外表面的示意图；
图2是本发明实施例的手机后壳内表面的示意图。
其中，图中标识为：
100.辐射金属层
101.接地金属层
102.绝缘缝隙
103.手机主板
S1.馈电部
S2.接地部
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程没有详细叙述。另外附图不一定是按比例绘制的。
在下面优选的实施例中，以手机为例对本发明实施例进行示例性描述。本领域的技术人员可以理解，本发明实施例的设计方案也同样适用于其他移动终端。图1、图2是本发明实施例的手机后壳外表面和内表面的示意图。如图1所示，100和101是设置于手机后壳外表面上的辐射金属层和接地金属层，辐射金属层100与接地金属层101之间通过绝缘材料分隔，102为两者之间的缝隙。上述绝缘材料可以是塑料等绝缘材质制成。
如图2所示，在手机内表面的辐射金属层100上设置有馈电部S1，该馈电部S1和手机主板103上的馈电线连接，将辐射金属层100作为手机GPS天线的辐射体，用于辐射主板电路上发送的电信号，以及接收GPS信号。在接地金属层101上设置接地部S2，S2通过多触点和手机主板的地线连接。
在本发明实施例中，为了利用环状LOOP天线辐射性能更强更稳定的特性，精心选择了上述馈电部S1和接地部S2的位置，使馈电部S1、辐射金属层100、接地部S2和接地金属层101围成的天线辐射区域为环状区域，以此优化GPS天线的灵敏度。
在具体加工时，S1是在手机金属后壳通过镭雕、电镀等工艺设计的GPS馈电区域，通过弹片和手机主板电路导通。在一个优选的实施例中，为了保证弹片和手机天线的辐射体的良好导通性，导通电阻小于或等于0.5欧姆。
S2可以是高密度导电泡棉，通过导电泡棉上的金属丝连接手机金属后壳和主板，在辐射形成后，通过调整导电泡棉上的金属丝密度亦即连接主板地线的触点稠密来优化GPS接收灵敏度。通过触点的稠密能够改变接地电流的分布，接地电流的均匀分布有助于降低GPS信号的载噪比，提高GPS天线的灵敏度。
作为另一个可选方案，S2也可以是多个弹片，多个弹片连接主板和手机金属后壳。
分别比较一个接触点、四个接触点和更多接触点的GPS天线的灵敏度可以发现，增加接触点个数能提高GPS天线灵敏度。通过增加接地泡棉的金属丝密度使GPS载噪比CN0提高3-5dBm，通过载噪比的降低提高GPS天线灵敏度。
在另一个优选的实施例中，根据GPS工作频带的波长确定接地部和馈电部的位置。经过实验发现，接地部的导电泡棉的中心点和馈电部的底端距离为大约GPS工作频带的1/2波长时效果较佳。
手机天线接收的GPS卫星发射的L1载波信号的频率为1575.42MHz，波长为19.03cm。可以根据上述波长除以2设定接地部和馈电部的位置。在实践中，可以根据实际情况设定误差率。
此外，根据上述的移动终端，特提出了一种移动终端的GPS天线，GPS天线包括设置于移动终端后壳表面上的辐射金属层和接地金属层，辐射金属层与接地金属层之间通过绝缘材料分隔，辐射金属层上设置有馈电部，馈电部与移动终端主板上的馈电线连接，馈电部作为GPS天线的辐射体，接地金属层上设置有接地部，接地部与移动终端主板上的地线连接，接地部作为所述GPS天线的接地，接地部通过多个触点与移动终端主板上的地线连接。
在一个可选的实施例中，GPS天线的馈电部通过弹片与移动终端主板上的馈电线连接。
在一个可选的实施例中，GPS天线的接地部与馈电部之间有间隔。接地部的中心点与馈电部的底端之间的距离为GPS工作频率的1/2波长时GPS天线的接收效果较好。
本发明实施例提供的一种移动终端，包括GPS天线、后壳和主板，所述GPS天线包括设置于所述后壳表面上的辐射金属层和接地金属层，所述辐射金属层与接地金属层之间通过绝缘材料分隔，所述主板上设置有馈电线和地线；所述辐射金属层上设置有馈电部，所述馈电部与所述主板上的馈电线连接，所述馈电部作为所述GPS天线的辐射体，所述接地金属层上设置有接地部，所述接地部与所述主板上的地线连接，所述接地部作为所述GPS天线的接地，其中，所述接地部通过多个触点与所述主板上的地线连接。
可以理解的，通过多触点的接地方式，改变手机GPS天线的接地电流走向，提高了手机GPS天线的灵敏度。
在一个可选实施例中，接地部为包含多个触点的泡棉，所述多个触点为设置于泡棉中的多个金属丝。
在另一个可选实施例中，所述接地部为多个弹片。
在另一个可选实施例中，所述馈电部通过弹片与所述主板上的馈电线连接。
在另一个可选实施例中，所述接地部与所述馈电部之间有间隔。
在另一个可选实施例中，所述接地部的中心点与所述馈电部的底端之间的距离为GPS工作频率的1/2波长。
在另一个可选实施例中，所述馈电部的导通电阻小于0.5欧姆。
在另一个可选实施例中，所述后壳为金属材质的后壳。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种移动终端，包括GPS天线、后壳和主板，所述GPS天线包括设置于所述后壳表面上的辐射金属层和接地金属层，所述辐射金属层与接地金属层之间通过绝缘材料分隔，所述主板上设置有馈电线和地线；所述辐射金属层上设置有馈电部，所述馈电部与所述主板上的馈电线连接，所述馈电部作为所述GPS天线的辐射体，所述接地金属层上设置有接地部，所述接地部与所述主板上的地线连接，所述接地部作为所述GPS天线的接地，其中，所述接地部通过多个触点与所述主板上的地线连接。
2.根据权利要求1的移动终端，其中，所述接地部为包含多个触点的泡棉，所述多个触点为设置于所述泡棉中的多个金属丝。
3.根据权利要求1的移动终端，其中，所述接地部为多个弹片。
4.根据权利要求1所述的移动终端，其中，所述馈电部通过弹片与所述主板上的馈电线连接。
5.根据权利要求1所述的移动终端，其中，所述接地部与所述馈电部之间有间隔。
6.根据权利要求5所述的移动终端，其中，所述接地部的中心点与所述馈电部的底端之间的距离为GPS工作频率的1/2波长。
7.根据权利要求1所述的移动终端，其中，所述馈电部的导通电阻小于0.5欧姆。
8.根据权利要求1所述的移动终端，其中，所述后壳为金属材质的后壳。
9.一种移动终端的GPS天线，所述GPS天线包括设置于移动终端后壳表面上的辐射金属层和接地金属层，所述辐射金属层与接地金属层之间通过绝缘材料分隔，所述辐射金属层上设置有馈电部，所述馈电部与移动终端主板上的馈电线连接，所述馈电部作为所述GPS天线的辐射体，所述接地金属层上设置有接地部，所述接地部与移动终端主板上的地线连接，所述接地部作为所述GPS天线的接地，其中，所述接地部通过多个触点与移动终端主板上的地线连接。
10.根据权利要求9所述的GPS天线，其中，所述接地部为包含多个触点的泡棉，所述多个触点为设置于所述泡棉中的多个金属丝。
11.根据权利要求9所述的GPS天线，其中，所述接地部为多个弹片。
12.根据权利要求9所述的GPS天线，其中，所述馈电部通过弹片与所述主板上的馈电线连接。
13.根据权利要求9所述的GPS天线，其中，所述接地部与所述馈电部之间有间隔。
14.根据权利要求13所述的GPS天线，其中，所述接地部的中心点与所述馈电部的底端之间的距离为GPS工作频率的1/2波长。
15.根据权利要求9所述的GPS天线，其中，所述馈电部的导通电阻小于0.5欧姆。
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