CN107437658A - 便携式终端设备 - Google Patents

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CN107437658A CN201610685678.7A CN201610685678A CN107437658A CN 107437658 A CN107437658 A CN 107437658A CN 201610685678 A CN201610685678 A CN 201610685678A CN 107437658 A CN107437658 A CN 107437658A
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张晶郁
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朴正昵
朴钟振
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Abstract

本发明提供一种便携式终端设备，其包括：在金属板上设置供电点在供电的同时实现远程无线通信的高频天线；以金属板和环形线圈的组合实现短程无线通信的低频天线，金属板借助与环形线圈重叠的狭缝被划分为上板和下板，在狭缝的一侧配置共振电路部，其由共振电容器和共振电感器构成，所述共振电容器在高频下发挥短路作用，使高频信号电力通过，而在低频下发挥开放作用，阻断低频信号电力，所述共振电感器在低频下发挥短路作用，使低频信号电力通过，而在高频下发挥开放作用，阻断高频信号电力，同时，在狭缝的另一侧配置连接装置，使上板和下板作为辐射体发出动作，既能确保高频天线的远程无线通信，又能确保低频天线的短程无线通信。

Description

便携式终端设备
技术领域
本发明涉及一种便携式终端设备，将低频天线的环形线圈从上板到下板环绕单匝(1Turn)以大大提升远程无线通信和短程无线通信的质量。
背景技术
通常，便携式终端设备包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、PDA等，这些便携式终端设备借助电池的电源启动。
关于便携式终端设备的现有技术文献，可介绍的是公开专利第2013-0113222号(天线及具备天线的移动终端设备)。
图1是与现有技术文献相关的移动终端设备的方块图(block diagram)。
移动终端设备(100)如图1所示，可包括：无线通信部(110)，A/V(Audio/Video)输入部(120)，用户输入部(130)，传感部(140)，输出部(150)，存储器(160)，接口部(170)，控制部(180)和供电部(190)等。
无线通信部(110)可包括广播接收模块(111)，移动通信模块(112)，无线网络模块(113)，短程通信模块(114)和位置信息模块(115)等，A/V(Audio/Video)输入部(120)用于输入音频信号或视频信号，可包括照相机(121)和麦克风(122)等，用户输入部(130)由位于移动终端设备(100)的正、背面或侧面的按钮(136)，触摸传感器(静压/静电)(137)构成。
传感部(140)感应移动终端设备(100)的开闭状态、移动终端设备(100)的位置、用户接触与否、移动终端设备的方位、移动终端设备的加速/减速等移动终端设备(100)的当前状态，产生用于控制移动终端设备(100)的动作的传感信号，可包括接近传感器(141)，输出部(150)用于产生与视觉、听觉或触觉等相关的输出，其可包括显示部(151)，语音输出模块(152)，提示部(153)和触觉部(154)等。
存储部(160)可存储用于控制部(180)的处理和控制的程序，亦可执行临时存储输入/输出数据(例如：电话簿，信息，音频，静止影像，视频等)的功能。
接口部(170)在移动终端设备(100)和所有连接的外部设备之间，发挥通道的作用。接口部(170)接收由外部设备传输的数据或接受电源供应后，传给移动终端设备(100)内部的各个组件，或将移动终端设备(100)的内部数据传输给外部设备。例如：接口部(170)可包括有线/无线耳麦端口、外部充电器端口、有线/无线数据端口、存储卡(memory card)端口、连接具备识别模块的装置的端口、音频I/O(Input/Output)端口、视频I/O(Input/Output)端口、耳机端口等。
控制部(180)通常控制移动终端设备的所有动作。例如：执行语音通话，数据通信，视频通话等相关控制和处理。控制部(180)还可具备用于多媒体播放的多媒体模块(181)。
供电部(190)借助控制部(180)的控制，接通外部电源、内部电源后，供应各个组件的动作所需的电源。
供电部(190)例如包括电池、连接端口、电源供应控制部、充电监测部。
图2是依据现有技术文献的移动终端设备的背面立体图。
参照图2，终端设备的机体背面即后壳(102)上可安装照相机(121’)。靠近照相机(121’)的位置，可配置闪光灯(123)和镜子(124)。使用照相机(121’)拍摄被摄物体时，闪光灯(123)向被摄物体照射光。
图3是显示依据现有技术文献的移动终端设备的卸除背面封盖(103)后的后壳的表面的后视图。图4是显示依据现有技术文献的天线(200)安装在移动终端设备(100)的背面封盖(103)上的分解立体图。
参照图1至图4，图示有前壳(101)，后壳(102)，背面封盖(或电池封盖)(103)，照相机(121’)，接口(170)，麦克风(122)，语音输出部(152’)，电池(191)，电池安装部(104)，USIM卡安装部(105)，存储卡安装部(106)。
后壳(102)表面可具备贴装电池安装部(104)，USIM卡安装部(105)和存储卡安装部(106)等外装配件的空间。通常，贴装在后壳(102)表面的外装配件，其作用在于使移动终端设备(100)的功能多样化，扩展移动终端设备(100)的功能，以满足消费者的多样化需求。
随着移动终端设备(100)功能走向多样化，也提高了天线(200)与外部装置、服务器进行无线通信的需求。例如，需要接收DMB(Digital Multimedia Broadcasting)的EPG(Electronic Program Guide)或DVB-H(Digital Video Broadcat-Handheld)的ESG(Electronic Service Guide)等广播信息的天线(200)；或Wibro，HSDPA，GSM，CDMA，WCDMA，LTE等无线网络用天线(200)；凭借短程通信(short range communication)技术，实现蓝牙(Bluetooth)，RFID(Radio Frequency Identification)，红外线通信(IrDA，infraredData Association)，UWB(Ultra Wideband)，ZigBee短程无线通信的天线(200)等。
这种天线(200)为了接收电波优选以较宽的面积形成，且位于移动终端设备(100)的表面，以确保不受其他电子配件的影响。因此，如图3和图4所示，通常天线(200)配置于背面封盖(103)，所述背面封盖(103)因未贴装有电子配件而可以确保较宽的面积。
现有技术文献的天线(200)如图3和图4所示，主要由柔性基板(210)、两种图案和磁片(230)构成。
图案大致分为2种，分为高频用图案(220)和低频用图案(225)。即，其特征在于，分别使用不同的频段，高频图案(220)适用于无线通信，低频图案(225)主要适用于短程无线通信或电池的无线充电。
随着移动终端设备(100)功能走向多样化，除了通话用电波传输外，为了实现NFC(Near Field Communication)，REID(Radio Frequency Identification)等功能，无线通信也需要天线。
使用现有技术文献的无线通信用天线(200)的通信方式，例如有短程无线通信(Near Field Communication)。短程无线通信是射频识别(RFID)的一种，是使用频段约13.56MHz的非接触式无线通信模块。
是一种在10cm的近距离范围内完成终端设备(100)之间的数据传输的技术，由于通信距离短，安全性相对卓越，而且价格低廉，因此是备受瞩目的新一代短程通信技术。读取和写入数据均可使用，而且不需要像蓝牙一样在设备间进行设置，因此最近在移动终端设备(100)中附加了短程无线通信功能。
为实现无线充电，不论放置在充电装置上的移动终端设备(100)的位置如何，为了很好地实现充电，需要在移动终端设备(100)上配置较宽的无线充电用线圈(225)。
另外，在进行短程无线通信时，同样为了实现通信而接近短程无线发射机，故可能会因天线(225)的位置，导致通信无法顺利进行，所以如图4所示，在较宽面积上均匀配置高频用图案(220)。
即，因无线充电或短程无线通信均在短程内实现，因此相比远程通信用天线，应均匀分布在较宽面积上，如上所述配置在背面封盖(103)上。
如果无线充电用线圈(225)和无线通信用天线(225)配置在相同的位置上，可能会造成相互间的干扰，因此划分为外侧的第一区域和内侧的第二区域，分别配置。
如图所示，高频用图案(220)位于第一区域，低频用图案(225)位于第二区域，但不限于此，也可更改两者的位置。上述图案呈漩涡状，以遮盖较宽的面积。
但是，与现有技术文献相关的移动终端设备，如果其背面封盖(103)为金属制品，则可发挥辐射体的作用，但这种情况的问题在于，高频和低频之间产生干扰，会明显降低无线通信的质量。
现有技术文献
专利文献
大韩民国公开专利10-2013-0113222
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种既能确保高频天线的远程无线通信又能确保低频天线的短程无线通信的便携式终端设备。
本发明的目的在于提供一种便携式终端设备，将低频天线的环形线圈从上板到下板环绕单匝(1Turn)以大大提升远程无线通信和短程无线通信的质量。
本发明的目的在于提供一种便携式终端设备，将低频天线的环形线圈从上板到下板环绕单匝(1Turn)，并在狭缝的一侧配置共振电容器，同时，在狭缝的另一侧配置连接装置，使上板和下板作为辐射体发出动作，既能确保高频天线的WiFi，Bluetooth，W-CDMA，GPS，MRD或LED等远程无线通信，又能确保低频天线的NFC，MST，WPT或RFID等短程无线通信。
本发明的目的在于提供一种便携式终端设备，将低频天线的环形线圈从上板到下板环绕单匝(1Turn)，并在狭缝的一侧配置电感器，同时，在狭缝的另一侧配置连接装置，使上板和下板作为辐射体发出动作，既能确保高频天线的WiFi，Bluetooth，W-CDMA，GPS，MRD或LED等远程无线通信，又能确保低频天线的NFC，MST，WPT或RFID等短程无线通信。
本发明的目的在于提供一种便携式终端设备，将低频天线的环形线圈从上板到下板环绕单匝(1Turn)，并在狭缝的一侧配置由共振电容器和共振电感器构成的共振电路部，同时，在狭缝的另一侧配置连接装置，使上板和下板作为辐射体发出动作，既能确保高频天线的WiFi，Bluetooth，W-CDMA，GPS，MRD或LED等远程无线通信，又能确保低频天线的NFC，MST，WPT或RFID等短程无线通信。
本发明的目的在于提供一种便携式终端设备，继共振电容器之后，插入共振电感器，以阻断远程无线通信用高频天线的信号电力的电流通道，使高频天线具备充分的长度值，而且阻断被分散或因闭环而被消耗的电流通道，可消除远程无线通信中高频天线的性能变化，相反使用数十MHz以下的低频的短程无线通信用NFC，RFID，MST，WPT等具备磁场接收电路的低频天线的信号电力传输性能却得到明显改善，使上板和下板作为辐射体动作，既能确保高频天线的远程无线通信，又能确保低频天线的短程无线通信。
技术方案
为达成上述目的，本发明的便携式终端设备，包括：在金属板上设置供电点在供电的同时实现远程无线通信的高频天线；以上述金属板和环形线圈的组合实现短程无线通信的低频天线，所述便携式终端设备的技术结构上的基本特征在于，上述金属板借助与上述环形线圈重叠的狭缝被划分为上板和下板，上述低频天线的环形线圈从上述上板到上述下板环绕单匝。
本发明的有益效果
本发明的效果在于，既能确保高频天线的远程无线通信，又能确保低频天线的短程无线通信。
本发明的效果还在于，在狭缝一侧配置共振电路部的同时，在狭缝另一侧配置连接装置，以使上板和下板作为辐射体发出动作，既能确保高频天线的远程无线通信，又能确保低频天线的短程无线通信。
本发明的效果还在于，在狭缝一侧配置共振电路部，其由共振电容器和共振电感器构成，所述共振电容器在高频下发挥短路作用，使高频信号电力通过，而在低频下发挥开放作用，阻断低频信号电力，所述共振电感器在低频下发挥短路作用，使低频信号电力通过，而在高频下发挥开放作用，阻断高频信号电力，同时，在上述狭缝另一侧配置连接装置，以使上板和下板作为辐射体发出动作，既能确保高频天线的远程无线通信，又能确保低频天线的短程无线通信。
本发明的效果还在于，继共振电容器后，插入共振电感器，以阻断远程无线通信用高频天线的信号电力的电流通道，使高频天线具备充分的长度值，同时，阻断被分散或因闭环而被消耗的电流通道，可消除远程无线通信中高频天线的性能变化，相反使用数十MHz以下的低频的短程无线通信用NFC，RFID，MST，WPT等具备磁场接收电路的低频天线的信号电力传输性能却可得到明显改善。
本发明的效果还在于，使低频天线的环形线圈从上板到下板环绕单匝，可大大提升远程无线通信和短程无线通信质量。
本发明的效果还在于，使低频天线的环形线圈从上板到下板环绕单匝，并在狭缝一侧配置共振电容器，同时，在狭缝另一侧配置连接装置，使上板和下板作为辐射体发出动作，既能确保高频天线的WiFi，Bluetooth，W-CDMA，GPS，MRD或LED等远程无线通信，又能确保低频天线的NFC，MST，WPT或RFID等短程无线通信。
本发明的效果还在于，使低频天线的环形线圈从上板到下板环绕单匝，并在狭缝一侧配置电感器，同时，在狭缝另一侧配置连接装置，使上板和下板作为辐射体发出动作，既能确保高频天线的WiFi，Bluetooth，W-CDMA，GPS，MRD或LED等远程无线通信，又能确保低频天线的NFC，MST，WPT或RFID等短程无线通信。
本发明的效果还在于，使低频天线的环形线圈从上板到下板环绕单匝，并在狭缝一侧配置由共振电容器和共振电感器构成的共振电路部，同时，在狭缝另一侧配置连接装置，使上板和下板作为辐射体发出动作，既能确保高频天线的WiFi，Bluetooth，W-CDMA，GPS，MRD或LED等远程无线通信，又能确保低频天线的NFC，MST，WPT或RFID等短程无线通信。
本发明的效果还在于，继共振电容器之后，插入共振电感器，以阻断远程无线通信用高频天线的信号电力的电流通道，使高频天线具备充分的长度值，而且阻断被分散或因闭环而被消耗的电流通道，可消除远程无线通信中高频天线的性能变化，相反使用数十MHz以下的低频的短程无线通信用NFC，RFID，MST，WPT等具备磁场接收电路的低频天线的信号电力传输性能却可得到明显改善，使上板和下板作为辐射体动作，既能确保高频天线的远程无线通信，又能确保低频天线的短程无线通信。
本发明的效果还在于，在金属板的狭缝中配置低频天线，并安装由共振电容器和共振电感器构成的共振电路部时，根据高频段会产生约-5.65dB至-9.72dB的被动增益，可良好地改善远程无线通信的质量。
本发明的效果还在于，由主电路基板向供电点供电，以通过高频天线实现远程无线通信时的低频天线NFC的Tag识别距离30mm为基准时，在金属板的狭缝中安装由共振电容器和共振电感器构成的共振电路部时，显示为26～43mm，可充分实现低频无线通信。
附图说明
图1是与现有技术文献相关的移动终端设备的方块图。
图2是依据现有技术文献的移动终端设备的背面立体图。
图3是显示依据现有技术文献的移动终端设备的卸除背面封盖后的后壳的表面的后视图。
图4是显示依据现有技术文献的天线安装在移动终端设备的背面封盖上的分解立体图。
图5a是为说明本发明的便携式终端设备的侧面概念图。
图5b是显示为说明本发明的便携式终端设备的短程发送天线和低频天线的原理图。
图6a是将适用于本发明说明用实施例1的便携式终端设备的金属板置于中间以对短程发送天线和低频天线的动作进行说明的侧视图。
图6b是将适用于本发明说明用实施例1的便携式终端设备的金属板置于中间，以对短程发送天线和低频天线的动作进行说明的金属板的平面、里面概念图。
图7a是将适用于本发明说明用实施例2的便携式终端设备的金属板置于中间，以对短程发送天线和低频天线的动作进行说明的侧视图。
图7b是显示将适用于本发明说明用实施例2的便携式终端设备的金属板置于中间，以说明短程发送天线和低频天线的动作的金属板的平面和里面概念图。
图8a是将适用于本发明说明用实施例3的便携式终端设备的金属板置于中间，以对短程发送天线和低频天线的动作进行说明的侧视图。
图8b是显示将适用于本发明说明用实施例3的便携式终端设备的金属板置于中间，以说明短程发送天线和低频天线的动作的金属板的平面和里面概念图。
图9a是显示本发明说明用实施例4的便携式终端设备和短程发送天线的平面图和实验照。
图9b是模拟本发明说明用实施例4的便携式终端设备与短程发送天线之间形成磁场的部分放大平面图。
图9c是模拟本发明说明用实施例4的便携式终端设备与短程发送天线之间形成磁场的平面图。
图9d是模拟本发明说明用实施例4的便携式终端设备与短程发送天线之间形成磁场的侧视图。
图9e是将适用于本发明说明用实施例4的便携式终端设备的金属板置于中间，以说明短程发送天线和低频天线的动作的平面图。
图9f是显示本发明说明用实施例4的便携式终端设备的低频天线与短程无线发射机的短程发送天线之间的发送、接收率图表。
图10a是显示本发明说明用实施例5的便携式终端设备与短程发送天线的平面图。
图10b是模拟本发明说明用实施例5的便携式终端设备与短程发送天线之间形成磁场的部分放大平面图。
图10c是模拟本发明说明用实施例5的便携式终端设备与短程发送天线之间形成磁场的侧视图。
图10d是显示本发明说明用实施例5的便携式终端设备的低频天线与短程无线发射机的发送天线之间的发送、接收率图表。
图11a是显示本发明说明用实施例6的便携式终端设备和短程发送天线的平面图和实验照。
图11b是模拟本发明说明用实施例6的便携式终端设备与短程发送天线之间形成磁场的部分放大平面图。
图11c是模拟本发明说明用实施例6的便携式终端设备与短程发送天线之间形成磁场的平面图。
图11d是模拟本发明说明用实施例6的便携式终端设备与短程发送天线之间形成磁场的侧视图。
图11e是将适用于本发明说明用实施例6的便携式终端设备的金属板置于中间，以说明短程发送天线和低频天线的动作的平面图。
图11f是显示本发明说明用实施例6的便携式终端设备的低频天线与短程无线发射机的短程发送天线之间的发送、接收率图表。
图12a是显示本发明说明用实施例7的便携式终端设备与短程发送天线的平面图。
图12b是模拟本发明说明用实施例7的便携式终端设备与短程发送天线之间形成磁场的部分放大平面图。
图12c是模拟本发明说明用实施例7的便携式终端设备与短程发送天线之间形成磁场的侧视图。
图12d是显示本发明说明用实施例7的无线发射机的短程发送天线(TX)与便携式终端设备的低频天线之间的回波损耗(Return Loss)的图表。
图13是体现出依据本发明说明用实施例8的便携式终端设备的远程无线通信用高频天线的动作特点的金属板的平面图。
图14a和图14b是体现出依据本发明说明用实施例9的便携式终端设备的远程无线通信用高频天线以及短程无线通信用低频天线的动作特点的包括共振电容器的金属板的平面图。
图15a和图15b是体现出依据本发明说明用实施例10的便携式终端设备的远程无线通信用高频天线以及短程无线通信用低频天线的动作特点的包括电感器的金属板的平面图。
图16a和图16b是体现出依据本发明说明用实施例11的便携式终端设备的高频天线和低频天线的动作特点的包括由共振电容器和共振电感器构成的共振电路部的金属板的平面图。
图17是显示依据本发明说明用实施例12的便携式终端设备的低频天线的平面图。
图18a是体现出依据本发明说明用实施例13的便携式终端设备的远程无线通信用高频天线以及短程无线通信用低频天线的动作特点的金属板的平面图和剖面图(以红色虚线为准的剖面图)。
图18b是体现出依据本发明说明用实施例13的便携式终端设备的远程无线通信用高频天线以及短程无线通信用低频天线的动作特点的金属板的平面图和剖面图(以红色虚线为准的剖面图)。
图19是体现出依据本发明说明用实施例14的便携式终端设备的远程无线通信用高频天线以及短程无线通信用低频天线的动作特点的包括共振电容器的金属板的平面图。
图20a和20b是体现出依据本发明说明用实施例15的便携式终端设备的远程无线通信用高频天线的动作特点的金属板的平面图。
图21a和21b是体现依据本发明说明用实施例16的便携式终端设备的远程无线通信用高频天线以及短程无线通信用低频天线的动作特点的包括共振电容器的金属板的平面图。
图22a和22b是体现依据本发明说明用实施例17的便携式终端设备的远程无线通信用高频天线以及短程无线通信用低频天线的动作特点的包括电感器的金属板的平面图。
图23a和23b是体现依据本发明说明用实施例18的便携式终端设备的高频天线以及低频天线的动作特点的包括由共振电容器和共振电感器构成的共振电路部的金属板的平面图。
附图标号说明
100：短程无线发射机 TX：短程发送天线
200：便携式终端设备 RX：低频天线
X1：柔性膜 X2：环形线圈
10：金属板 10a：上板
10b：下板 Cr：共振电容器
11：感应孔 12：开放孔
S：狭缝 S1：开口孔
13：连接装置 13a：连接电感器
13b：连接贴片 13c：连接电容器
20：电池 a1：箭头1
a2：箭头2 a3：箭头3
I：引入点I O：引出点O
P：供电点 A：高频天线
L：电感器 L2：共振电感器
30：共振电路部
具体实施方式
参照附图，对依据本发明的便携式终端设备的优选实施例进行详细说明，该实施例可有若干个，通过这些实施例，可更好地理解本发明的目的、特征和优点。
图5a是为说明本发明的便携式终端设备(200)的侧面概念图，图5b是显示为说明本发明的便携式终端设备(200)的短程发送天线(TX)和低频天线(RX)的原理图。
智能手机、平板电脑等便携式终端设备(200)的设计特点在于，通过短程无线通信，即可完成无线标签、小额结算或电池(20)充电。
即，如图5a和图5b所示，其设计特点在于，便携式终端设备(200)内置有与短程无线发射机(100)的短程发送天线(TX)联动的低频天线(RX)和电池(20)，以电磁感应方式在短程发送天线(TX)产生磁场，根据磁场的变化在低频天线(RX)感应产生电流，从而产生能量，如上所述通过磁感应，实施无线标签、小额结算等或电池(20)的无线充电。
图6a是将适用于本发明说明用实施例1的便携式终端设备(200)的金属板(10)置于中间以对短程发送天线(TX)和低频天线(RX)的动作进行说明的侧视图【为了便于说明，以金属板(10)为界，将短程发送天线(TX)置于上方，低频天线(RX)置于下方】，图6b是将适用于本发明说明用实施例1的便携式终端设备(200)的金属板(10)置于中间以对短程发送天线(TX)和低频天线(RX)的动作进行说明的金属板(10)的平面、里面概念图。
如图6a所示，将金属板(10)置于中间，对短程无线发射机(100)供应电源，使短程发送天线(TX)中有电流流动，虽然产生磁场，但由于该磁场无法穿透金属板(10)，因此便携式终端设备(100)的低频天线(RX)无法产生感应电流，最终无法实现短程无线通信。
图6b中标记在金属板(10)表面上的虚线箭头显示的是，被短程发送天线(TX)上流动的电流所产生的磁场感应而得到的金属板(10)的表面电流密度，如产生与短程发送天线(TX)的电流方向相反的电流(Eddy Current)，则会弱化磁场，最终，会如金属板(10)的里面所示，无法产生流向低频天线(RX)的感应电流，最终无法实现短程无线通信。
图7a是将适用于本发明说明用实施例2的便携式终端设备(200)的金属板(10)置于中间以对短程发送天线(TX)和低频天线(RX)的动作进行说明的侧视图【为了便于说明，以金属板(10)为界，将短程发送天线(TX)置于上方，低频天线(RX)置于下方】，图7b是显示将适用于本发明说明用实施例2的便携式终端设备(200)的金属板(10)置于中间以说明短程发送天线(TX)和低频天线(RX)的动作的金属板(10)的平面和里面概念图。
如7a所示，将具备感应孔(11)的金属板(10)置于中间，对短程无线发射机(100)供应电源，使短程发送天线(TX)中有电流流动，则产生磁场，该磁场无法穿透金属板(10)，但是却有极少部分通过感应孔(11)链接便携式终端设备(200)的低频天线(RX)，形成感应电流，实现微弱的短程无线通信，即通过磁感应，无法稳定地进行无线标签、小额结算和电池(20)的充电。
图7b中标记在金属板(10)表面上的虚线箭头显示的是，被短程发送天线(TX)上流动的电流所产生的磁场感应而得到的金属板(10)的表面电流密度，产生与短程发送天线(TX)的电流方向相反的电流来弱化磁场，而且通过感应孔(11)的仅极少部分磁场，如在金属板(10)的里面所示，通过感应而产生微量(5％左右)的流向低频天线(RX)的感应电流，可确认到，最终还是无法顺利实现无线标签、小额结算或电池(20)的充电。
图8a是将适用于本发明说明用实施例3的便携式终端设备(200)的金属板(10)置于中间以对短程发送天线(TX)和低频天线(RX)的动作进行说明的侧视图【为了便于说明，以金属板(10)为界，将短程发送天线(TX)置于上方，低频天线(RX)置于下方】，图8b是显示将适用于本发明说明用实施例3的便携式终端设备(200)的金属板(10)置于中间以说明短程发送天线(TX)和低频天线(RX)的动作的金属板(10)的平面和里面概念图。
如图8a所示，将具备感应孔(11)和开放孔(12)的金属板(10)置于中间，对短程无线发射机(100)供应电源，使短程发送天线(TX)中有电流流动，则产生磁场，该磁场无法穿透金属板(10)，但却可以通过感应孔(11)和开放孔(12)，全方位链接便携式终端设备(200)的低频天线(RX)，形成感应电流，从而可以实现短程无线通信，即通过磁感应可以实现无线标签、小额结算或电池(20)的充电。
图8b的箭头1(a1)标记在金属板(10)的表面，其表示被短程发送天线(TX)上流动的电流所产生的磁场感应而得到的金属板(10)的表面电流密度和电流方向【与短程发送天线(TX)相对的金属板(10)表面上流动的电流方向】，箭头2(a2)表示与短程发送天线(TX)相对的金属板(10)表面上的被感应得到的电流通过开放孔(12)流向与低频天线(RX)相对的金属板(10)的里面的电流方向，箭头3(a3)表示经开放孔(12)流入的电流在与低频天线(RX)相对的金属板(10)的里面流动的电流方向，引入点I(I)表示在短程发送天线(TX)上流动的电流进入与低频天线(RX)相对的金属板(10)的里面的电流，引出点O(O)表示在金属板(10)的低频天线(RX)上流动的电流向与短程发送天线(TX)相对的金属板(10)(10)的表面流出的电流，从整体来看，短程无线发射机(100)的短程发送天线(TX)上有电流流动，则产生磁场，该磁场通过感应孔(11)和开放孔(12)，全方位链接便携式终端设备(200)的低频天线(RX)，形成强感应电流，从而可以确保短程无线通信，即无线标签、小额结算或电池(20)的充电。
图9a是显示本发明说明用实施例4的便携式终端设备(200)和短程发送天线(TX)的平面图和实验照。图9b是模拟本发明说明用实施例4的便携式终端设备(200)与短程发送天线(TX)之间形成磁场的部分放大平面图。图9c是模拟本发明说明用实施例4的便携式终端设备(200)与短程发送天线(TX)之间形成磁场的平面图。图9d是模拟本发明说明用实施例4的便携式终端设备(200)与短程发送天线(TX)之间形成磁场的侧视图。图9e是将适用于本发明说明用实施例4的便携式终端设备(200)的金属板(10)置于中间以说明短程发送天线(TX)和低频天线(RX)的动作的平面图【为了便于说明，以狭缝(S)为界，缩小金属板(10)的尺寸来图示】。图9f是显示本发明说明用实施例4的便携式终端设备(200)的低频天线(RX)与短程无线发射机(100)的短程发送天线(TX)之间的发送、接收率图表。
图10a是显示本发明说明用实施例5的便携式终端设备(200)与短程发送天线(TX)的平面图。图10b是模拟本发明说明用实施例5的便携式终端设备(200)与短程发送天线(TX)之间形成磁场的部分放大平面图。图10c是模拟本发明说明用实施例5的便携式终端设备(200)与短程发送天线(TX)之间形成磁场的侧视图。图10d是显示本发明说明用实施例5的便携式终端设备(200)的低频天线(RX)与短程无线发射机(100)的短程发送天线(TX)之间的发送、接收率图表。
依据说明本发明用实施例4和实施例5的便携式终端设备(200)，如图5a，图9a至图9e，及图10a至图10c所示，其具备与短程无线发射机(100)的短程发送天线(TX)联动的低频天线(RX)，以及例如覆盖并保护电池(20)的金属板(10)，金属板(10)具备搭在低频天线(RX)上的狭缝(Slit；S)，在结构上被分为上板(10a)和下板(10b)。
这样，依据实施例4和实施例5的便携式终端设备(200)，借助在金属板(10)的狭缝(S)间流动的反方向电流，如图9b至图9e及图10b至图10c所示，使得在具备狭缝(S)的局部位置产生较强的电磁场，仅使狭缝(S)的周围发挥辐射体的作用，因此其局限就在于，大大降低了从短程发送天线(TX)到低频天线(RX)的磁场传输效率。
在短程无线发射机(100)的短程发送天线(TX)和作为NFC动作的低频天线(RX)相隔30mm距离时，测量发送、接受率的结果，如图9f和图10d所示，S21的能量发送、接收率为-45dB，相比可实现无线通信的发送、接收率的-29.5dB减少约15dB(1/64倍)，故无法实现短程无线通信。
图11a是显示本发明说明用实施例6的便携式终端设备(200)和短程发送天线(TX)的平面图和实验照。图11b是模拟本发明说明用实施例6的便携式终端设备(200)与短程发送天线(TX)之间形成磁场的部分放大平面图。图11c是模拟本发明说明用实施例6的便携式终端设备(200)与短程发送天线(TX)之间形成磁场的平面图。图11d是模拟本发明说明用实施例6的便携式终端设备(200)与短程发送天线(TX)之间形成磁场的侧视图。图11e是将适用于本发明说明用实施例6的便携式终端设备(200)的金属板(10)置于中间以说明短程发送天线(TX)和低频天线(RX)动作的平面图【为了便于说明，以狭缝(S)为界，缩小金属板(10)的尺寸来图示】。图11f是显示本发明说明用实施例6的便携式终端设备(200)的低频天线(RX)与短程无线发射机(100)的短程发送天线(TX)之间的发送、接收率的图表。
图12a是显示本发明说明用实施例7的便携式终端设备(200)与短程发送天线(TX)的平面图。图12b是模拟本发明说明用实施例7的便携式终端设备(200)与短程发送天线(TX)之间形成磁场的部分放大平面图。图12c是模拟本发明说明用实施例7的便携式终端设备(200)与短程发送天线(TX)之间形成磁场的侧视图。
依据说明本发明用实施例6和实施例7的便携式终端设备(200)，如图5a，图11a至图11e，及图12a至图12c所示，具备与短程无线发射机(100)的短程发送天线(TX)联动的低频天线(RX)，以及覆盖并保护电池(20)的金属板(10)，金属板(10)具备搭在低频天线(RX)上的狭缝(Slit；S)，被分为上板(10a)和下板(10b)，上板(10a)和下板(10b)借助安装在狭缝(S)一侧的共振电容器(C)连接，同时借助安装在狭缝(S)另一侧的连接装置(13)连接，形成闭合电路，使金属板(10)与短程无线发射机(100)的短程发送天线(TX)联动，并作为辐射体动作，以实现短程无线通信。
这时，连接装置(13)可以是连接电感器(13a)，连接贴片(13b)或连接电容器(13c)，这些连接电感器(13a)，连接贴片(13b)或连接电容器(13c)用于使上板(10a)和下板(10b)相互连接，以形成闭合电路。
在金属板(10)上设狭缝(S)时，可通过使上板(10a)和下板(10b)实现相互直接连接的加工方式，形成连接贴片(13b)，这种情况下电阻值极低，所以优选这种方式，连接电感器(13a)的电阻值也很低，故可适用于本发明，而且，通过使用大容量的连接电容器(13c)，设计成可降低电阻值，因此也能够适用于本发明。
借助这种狭缝(S)，金属板(10)被划分为上板(10a)和下板(10b)的同时，借助共振电容器(C)和作为连接装置(13)的连接电感器(13a)、连接贴片(13b)或连接电容器(13c)，上板(10a)和下板(10b)形成闭合电路，由此，借助在金属板(10)的狭缝(S)间流动的反方向电流，如图11b至图11e以及图12b至图12c所示，以在整个狭缝(S)上表面电流不发生强度变化的状态，使整个金属板(10)上流动较大电流，并产生较强磁场，不仅使狭缝(S)周围，而且使被划分为上板(10a)和下板(10b)的整个金属板(10)发挥辐射体的作用，从而使从短程发送天线(TX)到低频天线(RX)的磁场传输效率达到最大。
即，金属板(10)借助狭缝(S)被划分为上板(10a)和下板(10b)的同时，借助共振电容器(C)和连接装置(13)使上板(10a)和下板(10b)构成闭合电路的状态下，将金属板(10)置于中间，对短程无线发射机(100)供应电源，使短程发送天线(TX)中有电流流动，则产生磁场，该磁场无法穿透金属板(10)，却可通过狭缝(S)实现与便携式终端设备(200)的低频天线(RX)的全方位链接，形成感应电流，尤其，可用共振电容器(C)实现频率共振，从而可以实现短程无线通信，即通过电磁感应实现无线标签、小额结算或电池(20)的充电等。
图12d是显示本发明说明用实施例7的短程无线发射机(100)的短程发送天线(TX)与便携式终端设备(200)的低频天线(RX)之间的回波损耗(Return Loss)的图表，参照S11和S22图表，可确认到在便携式终端设备(200)的低频天线(RX)与短程无线发射机(100)的短程发送天线(TX)之间产生回波损耗(Return Loss)，使连接共振电容器(C)的狭缝作为中转天线发出动作。
另外，如图11a和图12a所示，低频天线(RX)朝向金属板(10)的一侧偏移放置，不与电池(20)的位置重叠，确保便携式终端设备(200)的超薄化。
依据本发明说明用实施例7，金属板(10)如图12a所示，还具备与狭缝(S)连通的开口孔(S1)，当然还可安装未作图示的照相机模块。
另外，低频天线(RX)与短程发送天线(TX)联动，可对电池(20)进行无线充电，当然，低频天线(RX)可凭借NFC，RFID，MST发出动作。
便携式终端设备(200)的低频天线(RX)在远程(Far Field)上进行无线电通信(Radio Communication)，在短程上则发挥电感器耦合系统(Inductor Coupling System)的作用。
例如，低频天线(RX)与短程发送天线(TX)联动，欲对电池(20)进行无线充电时，低频天线(RX)依据电磁感应原理即感应磁场原理，使短程无线发射机(100)的短程发送天线(TX)上有电流流动，从而形成磁场，并在上方放置便携式终端设备(200)，在100～200kHz频段或6MHz频段对电池(20)进行充电。
而且，低频天线(RX)凭NFC动作时，频率为13.56MHz，发挥电感器的作用，与短程发送天线(TX)耦合(Coupling)。
即，从一个电感器通过另一个电感器周围，则第二个电感器内会生成感应电流(Induced current)，利用这种非接触式能量传输便是NFC的原理。
如上所述，内置于本发明的便携式终端设备(200)的低频天线(RX)，以短程无线通信可实现电池(20)的充电，或实现RFID，MST或NFC标签等。
图13是体现出依据本发明说明用实施例8的便携式终端设备(200)的远程无线通信用高频天线(A)的动作特点的属板的(10)的平面图。
依据本发明说明用实施例8的便携式终端设备(200)，如图13所示，包括通过狭缝(S)被划分为上板(10a)和下板(10b)的金属板(10)，而且还可包括在金属板(10)例如上板(10a)上设置供电点(Antenna Feeding Point；P)在供电的同时实现远程无线通信的高频天线(A)，该高频天线(A)通过从便携式终端设备(200)内未作图示的主电路基板向供电点(P)供电并设计金属板(10)上流通的信号电力的电流通路长度，实现WiFi，Bluetooth，W-CDMA，GPS，MRD或LTE等远程无线通信。
这时，决定高频天线(A)的WiFi，Bluetooth，W-CDMA，GPS，MRD或LTE等远程无线通信的金属板(10)上流通的信号电力的电流，越是不向多个通路分散或形成闭环而不被抵销，越能提高远程无线通信的发送、接收增益。
另外，使用金属板(10)的便携式终端设备(200)，不论是PIFA(Planar Inverted–FAntenna)或偶极天线(Diopole Antenna)，通过供电点(P)上未作图示的C-clip或导电衬垫供电，这种供电点(P)可根据WiFi，Bluetooth，W-CDMA，GPS，MRD或LTE等多种远程无线通信的个数，设计若干个。
图14a和图14b是体现依据本发明说明用实施例9的便携式终端设备(200)的远程无线通信用高频天线(A)以及短程无线通信用低频天线(RX)的动作特点的包括共振电容器(Cr)的金属板(10)的平面图。
通常，电容器的特点在于，在高频下发挥短路(Short)作用，使高频信号电力通过，而在低频下发挥开放(Open)作用，阻断低频信号电力。
依据本发明说明用实施例9，适用于便携式终端设备(200)的远程无线通信用WiFi，Bluetooth，W-CDMA，GPS，MRD或LTE等高频天线(A)的频率在数百MHz以上，共振电容器(Cr)发挥短路作用，使高频信号电力通过。
这时，借助狭缝(S)被划分为上板(10a)和下板(10b)的金属板(10)具备自身单匝(1Turn)环绕形成的电感系数L1，共振电容器(Cr)的电容为Cr时，如图14a和图14b所示的金属板(10)的共振频率为
但是，在具备如图14a和图14b所示的金属板(10)的便携式终端设备(200)中低频天线(RX)与狭缝(S)重叠，在具备短程无线通信用共振电容器(Cr)时，共振电容器(Cr)在高频下会短路，而改变高频天线(A)的信号电力的电流通道，从而改变远程无线通信的高频，而且还会因共振电容器(Cr)在远程无线通信用高频下短路，而导致狭缝(S)将金属板(10)分节，从而导致应该起到高频天线(A)的长度作用的上板(10a)无法起到辐射体(Radiator)的作用。
由于这种问题，虽然使用磁场的短程无线通信用低频天线(RX)显示出较高性能，但是远程无线通信用高频天线(A)却无法实现其正常功能。
图15a和图15b是体现依据本发明说明用实施例10的便携式终端设备(200)的远程无线通信用高频天线(A)以及短程无线通信用低频天线(RX)的动作特点的包括电感器(L)的金属板(10)的平面图。
通常，电感器(L)的特点在于，在低频下发挥短路(Short)作用，使低频信号电力通过，而在高频下则发挥开放(Open)作用，阻断高频信号电力。
如图15a和图15b所示，使用电感器(L)来代替图14a和图14b的共振电容器(Cr)时，具备600MHz以上高频的远程无线通信的信号电力的电流，无法顺利通过电感器(L)，因此电流通道和电流强度不发生变化，从而几乎不影响远程无线通信用高频天线(A)的性能。
但是，将这种电感器(L)连接到狭缝(S)中时，远程无线通信用高频天线(A)也许能够实现其正常性能，但使用数kHz～数十MHz的短程无线通信如NFC，MST，RFID，WPT等利用磁场的低频天线(RX)则无法实现金属板(10)的环形线圈(X2)的动作，而且仅可看作环形的闭环，从而无法得到短程无线通信的发送、接收增益。
图16a和图16b是体现依据本发明说明用实施例11的便携式终端设备(200)的高频天线(A)和低频天线(RX)的动作特点的包括由共振电容器(Cr)和共振电感器(L2)构成的共振电路部(30)的金属板(10)的平面图。
在最近的便携式终端设备(200)中，发送通话、视频、语音用WiFi，Bluetooth，W-CDMA，GPS，3G，2G，MRD或LTE等高频天线(A)都使用数百MHz以上的高频，使用磁场的短程无线通信用低频天线(RX)则通过环形线圈(X2)使用数十MHz以下的NFC，MST，RFID，WPT等。
依据说明本发明用实施例11的便携式终端设备(200)如图16a和图16b所示，包括：在金属板(10)上设置供电点(P)在供电的同时实现远程无线通信的高频天线(A)；以金属板(10)和环形线圈(X2)的组合实现短程无线通信的低频天线(RX)。
这时，金属板(10)借助与环形线圈(X2)重叠的狭缝(S)被划分为上板(10a)和下板(10b)。
另外，依据本发明说明用实施例11的特点，在狭缝(S)的一侧配置共振电路部(30)，所述共振电路部(30)由共振电容器(Cr)和共振电感器(L2)构成，所述共振电容器(Cr)在高频下发挥短路作用，使高频信号电力通过，而在低频下发挥开放作用，阻断低频信号电力，所述共振电感器(L2)在低频下发挥短路作用，使低频信号电力通过，而在高频下发挥开放作用，阻断高频信号电力，同时，在狭缝(S)的另一侧配置连接装置(13)，使上板(10a)和下板(10b)作为辐射体，既能确保高频天线(A)的远程无线通信，又能确保低频天线(RX)的短程无线通信。
因此，由借助狭缝(S)划分的上板(10a)和下板(10b)所构成的金属板(10)具备自身单匝(1Turn)环绕形成的电感系数L1，共振电容器(Cr)的电容为Cr，共振电感器(L2)的电感系数为L2时，依据本发明的共振电路部(30)的共振频率为能够用低频天线(RX)在设定的低频下实现共振。
这样，继共振电容器(Cr)之后插入共振电感器(L2)，阻断远程无线通信用高频天线(A)的信号电力的电流通道，使高频天线(A)具备充分的长度值，同时，阻断被分散或因闭环而被消耗的电流通道，可消除远程无线通信中高频天线(A)的性能变化，相反使用数十MHz以下的低频的短程无线通信用NFC(Near Filed Communication)、RFID(RadioFrequency Identification)、MST(Magnetic Secure Transmission)、WPT(WirelessPower Transfe)等具备磁场接收电路的低频天线(RX)，其信号电力传输性能得到明显改善，使上板(10a)和下板(10b)作为辐射体发出动作，既能确保高频天线(A)的远程无线通信，又能确保低频天线(RX)的短程无线通信。
这时，连接装置(13)可以是连接电感器(13a)，连接贴片(13b)和连接电容器(13c)中的任一种。
依据本发明的实施例11，在金属板(10)的狭缝(S)配置低频天线(RX)(例如NFC)时；在金属板(10)的狭缝(S)配置低频天线(RX)，并且仅安装共振电容器(Cr)时；在金属板(10)的狭缝(S)配置低频天线(RX)，并且安装由共振电容器(Cr)和共振电感器(L2)构成的共振电路部(30)时，高频天线(A)的被动增益如下表1所示。
【表1】
通过表1可确认，金属板(10)的狭缝(S)中未配置低频天线(RX)(如NFC)时，根据高频段会产生约-4.72dB至-9.24dB的被动增益，改善远程无线通信的质量。
但是，金属板(10)的狭缝(S)中配置低频天线(RX)，并且仅安装共振电容器(Cr)时，根据高频段会产生约-10.48dB至-13.21dB的被动增益，导致远程无线通信质量明显恶化。
相反，金属板(10)的狭缝(S)中配置低频天线(RX)，并且安装由共振电容器(Cr)和共振电感器(L2)构成的共振电路部(30)时，根据高频段会产生约-5.65dB至-9.72dB的被动增益，可改善远程无线通信的质量。
另外，依据本发明的实施例11，由主电路基板向供电点(P)供电，通过高频天线(A)实现远程无线通信时；由主电路基板向供电点(P)供电，通过高频天线(A)实现远程无线通信，并且在狭缝(S)中安装共振电容器(Cr)时；由主电路基板向供电点(P)供电，通过高频天线(A)实现远程无线通信，并且在狭缝(S)中安装由共振电容器(Cr)和共振电感器(L2)构成的共振电路部(30)时，低频天线(RX)NFC的Tag识别距离如下表2所示。
【表2】
通过表2可确认，由主电路基板向供电点(P)供电，通过高频天线(A)实现远程无线通信时，低频天线(RX)NFC的Tag识别距离以30mm为基准时，金属板(10)的狭缝(S)中未安装共振电容器(Cr)和共振电感器(L2)时，显示为8～22mm，故很难实现低频无线通信。
但是，由主电路基板向供电点(P)供电，通过高频天线(A)实现远程无线通信时，低频天线(RX)NFC的Tag识别距离以30mm为基准时，金属板(10)的狭缝(S)中安装共振电容器(Cr)时，显示为26～43mm，可实现低频无线通信。
相反，由主电路基板向供电点(P)供电，通过高频天线(A)实现远程无线通信时，低频天线(RX)NFC的Tag识别距离如以30mm为基准时，金属板(10)的狭缝(S)中安装由共振电容器(Cr)和共振电感器(L2)构成的共振电路部(30)时，显示为26～43m，可充分实现低频无线通信。
图17是显示依据本发明说明用实施例12的便携式终端设备(200)的低频天线(RX)的平面图。
依据本发明说明用实施例12的便携式终端设备(200)的低频天线(RX)，如图17所示，由柔性膜(X1)、印在柔性膜(X1)上的环形线圈(X2)构成。
图18a是体现依据本发明说明用实施例13的便携式终端设备(200)的远程无线通信用高频天线(A)以及短程无线通信用低频天线(RX)的动作特点的金属板(10)的平面图和剖面图(以红色虚线为准的剖面图)。图18b是体现依据本发明说明用实施例13的便携式终端设备(200)的远程无线通信用高频天线(A)以及短程无线通信用低频天线(RX)的动作特点的金属板(10)的平面图和剖面图(以红色虚线为准的剖面图)。
便携式终端设备(200)的低频天线(RX)通过对沉积在柔性膜(X1)上的铜箔进行蚀刻，图案化成环形线圈(X2)的方法实现，这种环形线圈(X2)在柔性膜(X1)至少以具有最小的面积环绕。
这种情况下，在与金属板(10)重叠部分的环形线圈(X2)之间，如图18a和图18b所示，会具备数pF以上的电容(C_p1～C_pn)，这种电容(C_p1～C_pn)大到可使数百MHz以上的远程无线通信用高频通过，故在高频下会发挥短路(Short)作用。
例如，上板(10a)和环形线圈(X2)之间形成的电容为C_P_upper，下板(10b)和环形线圈(X2)之间形成的电容为C_P_under时，由主电路基板向供电点(P)供电的信号电力的电流如图18a和图18b所示，借助C_P_upper从上板(10a)流向环形线圈(X2)，这样流入的电流再次借助C_P_under流向下板(10b)，以闭环形态流动，故无法具备高频天线(A)的长度值，无法实现远程无线通信性能。
图19是体现依据本发明说明用实施例14的便携式终端设备(200)的远程无线通信用高频天线(A)以及短程无线通信用低频天线(RX)的动作特点的包括共振电容器(Cr)的金属板(10)的平面图。
本发明说明用实施例14的便携式终端设备(200)上适用的远程无线通信用WiFi，Bluetooth，W-CDMA，GPS，3G，2G，MRD或LTE等高频天线(A)使用数百MHz以上(如600MHz以上)的高频，共振电容器(Cr)发挥短路的作用，因此使高频信号电力通过。
这时，由借助狭缝(S)划分为上板(10a)和下板(10b)的金属板(10)具备自身单匝(1Turn)环绕形成的电感系数L1，共振电容器(Cr)的电容为Cr时，如图19所示的金属板(10)的共振频率为
但是，在具备如图19所示的金属板(10)的便携式终端设备(200)中低频天线(RX)与狭缝(S)重叠，并具备短程无线通信用共振电容器(Cr)时，共振电容器(Cr)在高频下会发挥短路作用，由主电路基板向供电点(P)供电的信号电力的电流借助C_P_upper从上板(10a)流向环形线圈(X2)，这样流入的电流再次借助C_P_under流向下板(10b)，以闭环形态流动，故无法具备高频天线(A)的长度值，还会改变高频天线(A)的信号电力的电流通道，从而改变远程无线通信的高频，而且因共振电容器(Cr)在远程无线通信用高频下发挥短路作用，使狭缝(S)将金属板(10)分节，导致应发挥高频天线(A)的长度作用的上板(10a)无法起到辐射体的作用。
由于这种问题，虽然使用磁场的短程无线通信用低频天线(RX)显示出较高性能，但远程无线通信用高频天线(A)却无法实现其正常功能。
图20a和图20b是体现依据本发明说明用实施例15的便携式终端设备(200)的远程无线通信用高频天线(A)的动作特点的金属板(10)的平面图。
依据说明本发明用实施例15的便携式终端设备(200)如图20a和图20b所示，包括：在金属板(10)上设置供电点(P)在供电的同时实现远程无线通信的高频天线(A)；以金属板(10)和环形线圈(X2)的组合实现短程无线通信的低频天线(RX)。
这时，其核心特征在于，金属板(10)借助与环形线圈(X2)重叠的狭缝(S)而被划分为上板(10a)和下板(10b)，低频天线的环形线圈从上板(10a)到下板(10b)环绕单匝(1Turn)。
为了避免因金属板(10)和环形线圈(X2)之间的C_P_upper和C_P_under而形成闭环，依据说明本发明用实施例15的便携式终端设备(200)在制作低频天线(RX)时，并没有像一般类型那样使环形线圈(X2)环绕数次，而是从上板(10a)到下板(10b)环绕单匝(1Turn)，这种单匝(1Turn)的环形线圈(X2)时，如图20a所示，根据与狭缝(S)交叉的长度D，决定经过供电点(P)的电流的长度，并可将高频天线(A)的动作频率调节为适合WiFi，Bluetooth，W-CDMA，GPS，3G，2G，MRD或LTE，而且如图20b的D’，使环形线圈(X2)与连接装置(13)重叠，则可使经过供电点(P)的信号电力的电流的流动通道达到最大，从而可以使远程无线通信的性能降低达到最小化。
图21a和图21b是体现依据本发明说明用实施例16的便携式终端设备(200)的远程无线通信用高频天线(A)以及短程无线通信用低频天线(RX)的动作特点的包括共振电容器(Cr)的金属板(10)的平面图。
依据说明本发明用实施例16的便携式终端设备(200)如图21a和图21b所示，在狭缝(S)的一侧配置共振电容器(Cr)，所述共振电容器(Cr)在高频下发挥短路作用，使高频信号电力通过，而在低频下发挥开放作用，阻断低频信号电力，而且在上述狭缝(S)的另一侧配置连接装置(13)，以使上板(10a)和下板(10b)作为辐射体，既能确保高频天线(A)的远程无线通信，又能确保低频天线(RX)的短程无线通信。
即，为了避免因金属板(10)和环形线圈(X2)之间的C_P_upper和C_P_under而形成闭环，依据说明本发明用实施例16的便携式终端设备(200)在制作低频天线(RX)时，并没有像一般类型那样使环形线圈(X2)环绕数次，而是从上板(10a)到下板(10b)环绕单匝(1Turn)，而且在狭缝(S)的一侧配置共振电容器(Cr)的同时，在上述狭缝(S)的另一侧配置连接装置(13)，以使上板(10a)和下板(10b)作为辐射体，既能确保高频天线(A)的WiFi，Bluetooth，W-CDMA，GPS，MRD或LED等远程无线通信，又能确保低频天线(RX)的NFC，MST，WPT或RFID等短程无线通信。
这时，借助狭缝(S)被划分为上板(10a)和下板(10b)的金属板(10)具备自身单匝(1Turn)环绕形成的电感系数L1，共振电容器(Cr)的电容为Cr时，如图21a和图21b所示的金属板(10)的共振频率为而且因共振电容器(Cr)而导致的高频下的短路，例如可以用附加的电感器进行完善。
图22a和图22b是体现依据本发明说明用实施例17的便携式终端设备(200)的远程无线通信用高频天线(A)以及短程无线通信用低频天线(RX)的动作特点的包括电感器(L)的金属板(10)的平面图。
依据说明本发明用实施例17的便携式终端设备(200)如图22a和图22b所示，在狭缝(S)的一侧配置电感器(L)，所述电感器(L)在低频下发挥短路作用，使低频信号电力通过，而在高频下发挥开放作用，阻断高频信号电力，而且在上述狭缝(S)的另一侧配置连接装置(13)，以使上板(10a)和下板(10b)作为辐射体，既能确保高频天线(A)的远程无线通信，又能确保低频天线(RX)的短程无线通信。
即，为了避免因金属板(10)和环形线圈(X2)之间的C_P_upper和C_P_under而形成闭环，依据说明本发明用实施例17的便携式终端设备(200)在制作低频天线(RX)时，并没有像一般类型那样使环形线圈(X2)环绕数次，而是从上板(10a)到下板(10b)环绕单匝(1Turn)，而且在狭缝(S)的一侧配置电感器(L)的同时，在上述狭缝(S)的另一侧配置连接装置(13)，以使上板(10a)和下板(10b)作为辐射体，既能确保高频天线(A)的WiFi，Bluetooth，W-CDMA，GPS，MRD或LED等远程无线通信，又能确保低频天线(RX)的NFC，MST，WPT或RFID等短程无线通信。
如图22a和图22b所示，使用电感器(L)来代替图21a和图21b的共振电容器(Cr)时，具备600MHz以上的高频的远程无线通信的信号电力的电流，无法顺利通过电感器(L)，电流通道和电流强度不发生变化，因此几乎不影响远程无线通信用高频天线(A)的性能。
但是，将电感器(L)连接到狭缝(S)中时，使用数kHz～数十MHz的短程无线通信如NFC，MST，RFID，WPT等利用磁场的低频天线(RX)无法正常实施金属板(10)的环形线圈(X2)的动作时，为了应对这种情况，可通过共振电容器(Cr)来完善。
图23a和图23b是体现依据本发明说明用实施例18的便携式终端设备(200)的高频天线(A)以及低频天线(RX)的动作特点的包括由共振电容器(Cr)和共振电感器(L2)构成的共振电路部(30)的金属板(10)的平面图。
依据说明本发明用实施例18的便携式终端设备(200)如图23a和图23b所示，包括：在金属板(10)上设置供电点(P)在供电的同时实现远程无线通信的高频天线(A)；以金属板(10)和环形线圈(X2)的组合实现短程无线通信的低频天线(RX)，金属板(10)借助与环形线圈(10)重叠的狭缝(S)被划分为上板(10a)和下板(10b)，在狭缝(S)的一侧配置共振电路部(30)，所述共振电路部(30)由共振电容器(Cr)和共振电感器(L2)构成，所述共振电容器(Cr)在高频下发挥短路作用，使高频信号电力通过，而在低频下发挥开放作用，阻断低频信号电力；所述共振电感器(L2)在低频下发挥短路作用，使低频信号电力通过，而在高频下发挥开放作用，阻断高频信号电力，同时在狭缝(S)的另一侧配置连接装置(13)，使上板(10a)和下板(10b)作为辐射体，既能确保高频天线(A)的远程无线通信，又能确保低频天线(RX)的短程无线通信。
即，为了避免因金属板(10)和环形线圈(X2)之间的C_P_upper和C_P_under而形成闭环，依据说明本发明用实施例18的便携式终端设备(200)在制作低频天线(RX)时，并没有像一般类型那样使环形线圈(X2)环绕数次，而是从上板(10a)到下板(10b)环绕单匝(1Turn)，而且在狭缝(S)的一侧配置由共振电容器(Cr)和共振电感器(L2)构成的共振电路部(30)的同时，在上述狭缝(S)的另一侧配置连接装置(13)，以使上板(10a)和下板(10b)作为辐射体，既能确保高频天线(A)的WiFi，Bluetooth，W-CDMA，GPS，MRD或LED等远程无线通信，又能确保低频天线(RX)的NFC，MST，WPT或RFID等短程无线通信。
在便携式终端设备(200)中，WiFi，Bluetooth，W-CDMA，GPS，3G，2G，MRD或LTE等高频天线(A)都使用数百MHz以上的高频，而使用磁场的短程无线通信用低频天线(RX)则通过环形线圈(X2)使用数十MHz以下的NFC，MST，RFID，WPT等。
因此，由借助狭缝(S)划分的上板(10a)和下板(10b)构成的金属板(10)具备自身单匝(1Turn)环绕形成的电感系数L1，共振电容器(Cr)的电容为Cr，共振电感器(L2)的电感系数为L2时，依据本发明实施例18的共振电路部(30)的共振频率为能够以低频天线(RX)在设定的低频下实现共振。
这样，继共振电容器(Cr)之后插入共振电感器(L2)，阻断远程无线通信用高频天线(A)的信号电力的电流通道，使高频天线(A)具备充分的长度值，同时，阻断被分散或因闭环而被消耗的电流通道，可消除远程无线通信中高频天线(A)的性能变化，相反使用数十MHz以下的低频的短程无线通信用NFC，RFID，MST，WPT等具备磁场接收电路的低频天线(RX)的信号电力传输性能却可得到明显改善，使上板(10a)和下板(10b)作为辐射体，既能确保高频天线(A)的远程无线通信，又能确保低频天线(RX)的短程无线通信。
环形线圈(X2)为单匝(1Turn)，因低频天线(RX)的电感系数过低而可能导致的失配(Mis-Matching)及电流不足问题，可额外连接串联在环形线圈(X2)上的电感系数补偿用独立部件(Discrete)(或lumped:集总元件)电感器，进行匹配，即可解决。
依据本发明的实施例18，在金属板(10)的狭缝(S)上配置低频天线(RX)(如NFC)时；在金属板(10)的狭缝(S)中配置低频天线(RX)，并仅安装共振电容器(Cr)时；在金属板(10)的狭缝(S)中配置低频天线(RX)，并安装由共振电容器(Cr)和共振电感器(L2)构成的共振电路部(30)时，高频天线(A)的被动增益如下表3所示。
【表3】
通过表3可确认，金属板(10)的狭缝(S)中未配置低频天线(RX)(如NFC)时，根据高频段会产生约-4.72dB至-9.24dB的被动增益，改善远程无线通信的质量。
但是，金属板(10)的狭缝(S)中配置低频天线(RX)，并且仅安装共振电容器(Cr)时，根据高频段会产生约-10.85dB至-13.37dB的被动增益，导致远程无线通信质量恶化。
相反，金属板(10)的狭缝(S)中配置低频天线(RX)，并且安装由共振电容器(Cr)和共振电感器(L2)构成的共振电路部(30)时，根据高频段会产生约-5.43dB至-9.51dB的被动增益，可改善远程无线通信的质量。
依据本发明的实施例18，由主电路基板向供电点(P)供电，通过高频天线(A)实现远程无线通信时；由主电路基板向供电点(P)供电，通过高频天线(A)实现远程无线通信，且在狭缝(S)中安装共振电容器(Cr)时；由主电路基板向供电点(P)供电，通过高频天线(A)实现远程无线通信，且在狭缝(S)中安装由共振电容器(Cr)和共振电感器(L2)构成的共振电路部(30)时，低频天线(RX)NFC的Tag识别距离如下表4所示。
【表4】
通过表4可确认，由主电路基板向供电点(P)供电，通过高频天线(A)实现远程无线通信时，低频天线(RX)NFC的Tag识别距离以30mm为基准时，金属板(10)的狭缝(S)中未安装共振电容器(Cr)和共振电感器(L2)时，显示为8～22mm，故很难实现低频无线通信。
但是，由主电路基板向供电点(P)供电，通过高频天线(A)实现远程无线通信时，低频天线(RX)NFC的Tag识别距离以30mm为基准时，金属板(10)的狭缝(S)中安装共振电容器(Cr)时，显示为25～43mm，可充分实现低频无线通信。
另外，由主电路基板向供电点(P)供电，通过高频天线(A)实现远程无线通信时，低频天线(RX)NFC的Tag识别距离以30mm为基准时，金属板(10)的狭缝(S)中安装由共振电容(Cr)和共振电感器(L2)构成的共振电路部(30)时，显示为25～43m，可充分实现低频无线通信。
工业实用性
本发明可应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、PDA及各种家电产品等所使用的无线通信领域。

Claims (7)

1.一种便携式终端设备(200)，包括：
在金属板(10)上设置供电点(P)在供电的同时实现远程无线通信的高频天线(A)；以所述金属板(10)和环形线圈(X2)的组合实现短程无线通信的低频天线(RX)，
所述便携式终端设备的特征在于，
所述金属板(10)借助与所述环形线圈(X2)重叠的狭缝(S)被划分为上板(10a)和下板(10b)，
所述低频天线(RX)的环形线圈(X2)从所述上板(10a)到所述下板(10b)环绕单匝。
2.按照权利要求1所述的便携式终端设备(200)，其特征在于，在所述狭缝(S)的一侧配置共振电容器(Cr)，所述共振电容器(Cr)在高频下发挥短路作用，使高频信号电力通过，而在低频下发挥开放作用，阻断低频信号电力，同时，在所述狭缝(S)的另一侧配置连接装置(13)，使所述上板(10a)和下板(10b)作为辐射体发出动作，既能确保所述高频天线(A)的远程无线通信，又能确保所述低频天线(RX)的短程无线通信。
3.按照权利要求1所述的便携式终端设备(200)，其特征在于，在所述狭缝(S)的一侧配置电感器(L)，所述电感器(L)在低频下发挥短路作用，使低频信号电力通过，而在高频下发挥开放作用，阻断低频信号电力，同时，在所述狭缝(S)的另一侧配置连接装置(13)，使所述上板(10a)和下板(10b)作为辐射体发出动作，既能确保所述高频天线(A)的远程无线通信，又能确保所述低频天线(RX)的短程无线通信。
4.按照权利要求1所述的便携式终端设备(200)，其特征在于，在所述狭缝(S)的一侧配置共振电路部(30)，所述共振电路部(30)由共振电容器(Cr)和共振电感器(L2)构成，所述共振电容器(Cr)在高频下发挥短路作用，使高频信号电力通过，而在低频下发挥开放作用，阻断低频信号电力，所述共振电感器(L2)在低频下发挥短路作用，使低频信号电力通过，而在高频下发挥开放作用，阻断高频信号电力，同时，在所述狭缝(S)的另一侧配置连接装置(13)，使所述上板(10a)和下板(10b)作为辐射体发出动作，既能确保所述高频天线(A)的远程无线通信，又能确保所述低频天线(RX)的短程无线通信。
5.按照权利要求4所述的便携式终端设备(200)，其特征在于，所述金属板(10)的上板(10a)和下板(10b)的电感系数为L1，所述共振电容器(Cr)的电容为Cr，所述共振电感器(L2)的电感系数为L2时，所述共振电路部(30)的共振频率为
能够用所述低频天线(RX)在设定的低频实现共振。
6.按照权利要求1所述的便携式终端设备(200)，其特征在于，所述连接装置(13)可以是连接电感器(13a)、连接贴片(13b)和连接电容器(13c)中的任一种。
7.按照权利要求1所述的便携式终端设备(200)，其特征在于，所述低频天线(RX)由柔性膜(X1)、印在所述柔性膜(X1)上的环形线圈(X2)构成。
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