CN1330050C - 移动通信终端的内部天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种安装在移动通信终端内、用于处理发送信号/接收信号的天线。根据本发明的内部天线包括：供电单元，用于对天线供电；接地单元，用于使天线接地；以及第一辐射单元，形成为具有指定宽度的带状，其一端连接到供电单元，而其另一端连接到接地单元，它沿支持天线的介质支持单元的上表面的边缘排列，从而形成环形电流通路，并且利用通过供电单元引入的电流以指定低频带辐射。

Description

移动通信终端的内部天线
技术领域
本发明涉及一种移动通信终端的天线，更具体地说，本发明涉及一种安装在移动通信终端内、用于处理发送信号/接收信号的天线。
背景技术
最近，为了满足小型化和重量轻的趋势而且为了提供各种业务，开发移动通信终端。为了满足这些要求，对移动通信终端采用的内部电路和部件进行开发以具有多个功能并实现小型化。这种趋势也适用于天线，它是移动通信终端的重要部件之一。
在移动通信终端内通常使用螺旋型天线和平面倒F型天线(以下简称为“PIFA”)。螺旋型天线是安装在该终端的上部的外部天线，而且与单极天线一起使用。在从终端主体抽出包括螺旋型天线和单极天线的天线组件时，该天线组件用作单极天线，而在该天线组件缩回终端主体时，该天线组件用作λ/4螺旋型天线。
这种螺旋型天线与单极天线的组合结构具有诸如增益高的优点。然而，这种螺旋型天线与单极天线的组合结构具有高SAR特性，因为它没有方向性。在此，SAR特性是电磁波对人体的危害性指数。由于螺旋型天线从移动通信终端伸出，所以难以从审美的角度和便携的角度设计螺旋型天线的外表。此外，单极天线需要在该终端内具有足够存储空间。因此，螺旋型天线与单极天线的这种组合结构限制了使用这种结构的移动通信终端产品的小型化。
为了解决上述问题，建议了一种具有小剖面结构的PIFA。图1示出传统PIFA的结构。该PIFA包括：辐射单元2、短路引线4、同轴电缆5以及接地板9。通过同轴电缆5对辐射单元2供电，而通过短路引线4，辐射单元2与接地板9短路，从而实现阻抗匹配。必须根据短路引线4的宽度(Wp)和辐射单元2的宽度(W)，考虑到辐射单元2的长度(L)和天线的高度(H)设计PIFA。
在该PIFA中，在由对辐射单元2感应的电流产生的波束之间，再感应射向接地板的波束，因此减少了射向人体的波束，提高了SAR特性。此外，增加了射向辐射单元2的感应波束。该PIFA起其辐射单元2的长度被缩短一半的矩形微带天线的作用，实现了小剖面结构。此外，PIFA是安装在移动通信终端内的内部天线，因此应该从审美的角度设计它并防止它受到外部的影响。
为了适应多功能的趋势，对PIFA进行了各种修改。特别是，开发了可以在不同频带下工作的双频带片状天线。
图2a示出传统内部F型双频带天线的原理图。
参考图2a，传统F型双频带片状天线10包括：辐射单元20、供电引线25以及接地引线26。传统F型双频带片状天线的辐射单元20包括：高频带辐射单元21，用于处理高频带信号，它位于中心区域；以及低频带辐射单元22、23和24，用于处理低频带信号，沿高频带辐射单元21的外侧，它们与高频带辐射单元21隔离开指定距离。即，低频带辐射单元22、23和24并联到高频带辐射单元21。供电引线25和接地引线26连接到辐射单元20的一端。
图2b是示出传统内部F型双频带天线的电流通路的原理图。
如图2b所示，通过供电引线25，电流27和28分别进入高频带辐射单元21和低频带辐射单元22、23和24。高频带辐射单元21利用进入高频带辐射单元21内的电流27辐射高频信号的无线电波。此外，低频带辐射单元22、23和24利用进入低频带辐射单元22、23和24的电流28辐射低频信号的无线电波。
在具有大天线空间的棒式终端中通常采用上述传统内部F型双频带天线。然而，传统F型天线的尺寸大，因此需要在终端内具有较大的存储空间。此外，如果要制造小尺寸的传统F型天线，则该天线的可用频带窄，而且这种天线受到外部应力的负面影响，即恶化天线的增益。特别是，在上述内部F型双频带天线用于小尺寸的折叠式终端的情况下，该天线容易受到人体的干扰，即受到用户的手握天线的位置的干扰。在这种情况下，在终端进行通信时产生净音，因此有碍利用这种终端进行通话。
发明内容
因此，鉴于上述问题，提出本发明，而且本发明的一个目的是提供一种可以降低因为用户身体的影响而导致的天线性能失真和恶化的内部多频带天线。
本发明的另一个目的是提供一种可以减少用户身体和折叠式移动通信终端的折叠盖的位置的影响，从而显著提高通信性能的内部多频带天线。
本发明的又一个目的是提供一种可以减小移动通信终端的尺寸，而且可以改善移动通信终端的外表美观性的小尺寸内部多频带天线。
根据本发明，通过提供用于移动通信终端的内部天线可以实现上述以及其他目的，该内部天线包括：供电单元，用于对天线供电；接地单元，用于使天线接地；以及第一辐射单元，形成为具有指定宽度的带状，其一端连接到供电单元，而其另一端连接到接地单元，它沿支持天线的介质支持单元的上表面的边缘排列，从而形成环形电流通路，利用通过供电单元引入的电流，用于实现以指定低频带进行辐射。
供电单元或接地单元优先排列在用于支持天线的介质支持单元的一面的一端。
该内部天线优先进一步包括被形成为指定宽度的带状的第二辐射单元，它连接到第一辐射单元左辐射单元的内侧，排列在用于支持天线的介质支持单元的上表面上并利用通过供电单元引入的电流实现以指定的高频带进行辐射。
此外，该内部天线可以优先进一步包括被形成为指定宽度的带状的第三辐射单元，它连接到第一辐射单元左辐射单元的外侧，排列在用于支持天线的介质支持单元的左侧面或下表面上并利用通过供电单元引入的电流实现以指定的高频带进行辐射。
此外，该内部天线可以优先进一步包括被形成为指定宽度的带状的频率调节单元，它并联连接到第一辐射单元的外侧，并对天线要处理的频率进行调节以控制阻抗匹配。
附图说明
根据以下结合附图所做的详细说明，可以更清楚地理解本发明的上述以及其他目的、特征以及其他优点，其中：
图1是传统平面倒F型天线(PIFA)的示意图；
图2a是传统内部双频带天线的原理图；
图2b是示出传统内部双频带天线中的电流通路的原理图；
图3是根据本发明第一实施例的内部天线的透视图；
图4是示出根据本发明第一实施例的内部天线的电压驻波比(VSWR)的曲线图；
图5是根据本发明第二实施例的内部天线的透视图；
图6是示出根据本发明第二实施例的内部天线的电压驻波比(VSWR)的曲线图；
图7是根据本发明第三实施例的内部天线的透视图；
图8是根据本发明第四实施例的内部天线的透视图；
图9是根据本发明第五实施例的内部天线的透视图；
图10是根据本发明第六实施例的内部天线的透视图；
图11是示出根据本发明第六实施例的内部天线的电压驻波比(VSWR)的曲线图；
图12是根据本发明第七实施例的内部天线的透视图；
图13是示出根据本发明第七实施例的内部天线的电压驻波比(VSWR)的曲线图；
图14是根据本发明第八实施例的内部天线的透视图；以及
图15是示出根据本发明第八实施例的内部天线的电流通路的透视图。
具体实施方式
现在，将参考附图详细说明本发明的优选实施例。在附图中，即使同样或类似的单元示于不同的附图中，仍利用同样的参考编号表示它们。在本发明的以下说明中，如果对在此引入的已知功能和配置做详细说明可能使本发明的主题非常不清楚，则省略它们。
图3是根据本发明第一实施例的内部天线300的透视图。
参考图3，根据本发明第一实施例的内部天线300包括：供电单元310、接地单元320以及第一辐射单元330。支持单元390支持天线300，支持单元390由介质材料构成，而且其形状接近六面体形。
供电单元310用于对内部天线300进行供电。接地单元320用于对内部天线300接地。第一辐射单元330的一端连接到供电单元310，而第一辐射单元330的另一端连接到接地单元320，因此第一辐射单元330具有环形结构。以上描述的供电单元310、第一辐射单元330以及接地单元320形成电路。如图3所示，由第一辐射单元330产生的电流通路是长环形的，而且用于以低频带进行辐射。在此，供电单元310位于靠近介质支持单元390正面一边的位置，而且优先位于介质支持单元390正面的一端。接地单元320位于介质支持单元390的正面上，以便接地单元320与供电单元310隔离开指定距离，从而使天线300接地。第一辐射单元330被形成为具有指定宽度的带状，而且沿支持单元390上表面的边缘排列第一辐射单元330。第一辐射单元330的一端连接到供电单元310，而第一辐射单元330的另一端连接到接地单元320。根据它们排列在支持单元390上的位置，将第一辐射单元330划分为：左辐射单元331、上辐射单元332、右辐射单元333以及下辐射单元334。本技术领域内的熟练技术人员明白，可以沿环形通路，稍许修改第一辐射单元330的宽度。此外，本技术领域内的熟练技术人员明白可以稍许修改供电单元310和接地单元320的位置。
图4是示出根据本发明第一实施例的内部天线300的电压驻波比(VSWR)的曲线图。
在图4所示的曲线图中，水平轴表示频率，而垂直轴表示VSWR。参考图4，根据本发明第一实施例的内部天线300的第一辐射单元330以低频带(900MHz)谐振，如参考编号100所示，因此表现低频带特性。此外，因为倍频，根据本发明第一实施例的内部天线300的第一辐射单元330还以高频带谐振，如参考编号110所示。然而，上述高频的带宽窄。如上所述，根据本发明第一实施例，可以制造表现低频带特性的内部天线。
图5是根据本发明第二实施例的内部天线300的透视图。
参考图5，根据本发明第二实施例的内部天线300进一步包括以高频带辐射进行辐射的第二辐射单元340，以便处理多频带信号。在介质支持单元390的上表面上，第二辐射单元340以并行结构连接到第一辐射单元330，而且位于环形结构的第一辐射单元330内。在此，并行结构意味着，第二辐射单元340不从环形的第一辐射单元340纵向伸出，而是从第一辐射单元330的侧面分出的分支。优先将第二辐射单元340形成为具有指定宽度的直带状，它连接到第一辐射单元330的左辐射单元331的内侧，而且被排列在支持单元390的上表面上。
图6是示出根据本发明第二实施例的内部天线300的电压驻波比(VSWR)的曲线图。
参考图6，在根据本发明第二实施例的内部天线300中，第一辐射单元330以低频带(900MHz)谐振，如参考编号100所示，而第二辐射单元340以第一高频带谐振，如参考编号120所示，从而使得天线300表现宽带宽高频带特性。此外，天线300还以比第一高频带高的第二高频带谐振，如参考编号130所示。因此，根据本发明第二实施例的内部天线300可以处理3个频带。
如图7和8所示，可以对根据本发明第二实施例的内部天线300进行各种修改。
图7是根据本发明第三实施例的内部天线300的透视图。
参考图7，根据本发明第三实施例的内部天线300包括第一辐射单元330，第一辐射单元330包括左辐射单元331、上辐射单元332、右辐射单元333以及下辐射单元334。第一辐射单元330的左辐射单元331和右辐射单元333以这样的方式延伸，即它们的延伸部分排列在支持单元390的背面上。此外，第一辐射单元330的上辐射单元332也位于支持单元390的背面上。
图8是根据本发明第四实施例的内部天线300的透视图。
参考图8，根据本发明第四实施例的内部天线300包括第一辐射单元330，第一辐射单元330包括左辐射单元331、上辐射单元332、右辐射单元333以及下辐射单元334。第一辐射单元330的左辐射单元331和右辐射单元333以这样的方式延伸，即它们的延伸部分排列在支持单元390的背面和下表面上，而第一辐射单元330的上辐射单元332位于支持单元390的下表面上。此外，第二辐射单元340位于支持单元390的背面上。
图9是根据本发明第五实施例的内部天线300的透视图。
参考图9，根据本发明第五实施例的内部天线300包括第一辐射单元330，第一辐射单元330包括左辐射单元331、上辐射单元332、右辐射单元333以及下辐射单元334。第一辐射单元330的上辐射单元332和下辐射单元334以这样的方式延伸，即它们的延伸部分排列在支持单元390的右侧面和下表面上，而第一辐射单元330的右辐射单元333位于支持单元390的下表面上。此外，第二辐射单元340位于支持单元390的上表面上，或者延伸到支持单元390的右侧面上。
图10是根据本发明第六实施例的内部天线300的透视图。
参考图10，根据本发明第六实施例的内部天线300包括以高频带进行辐射的第三辐射单元350，它连接到第一辐射单元330的环形结构的外侧。更具体地说，第三辐射单元350被形成为具有指定宽度的带状，而且被并联连接到第一辐射单元330。即，第三辐射单元350连接到第一辐射单元330的左辐射单元331的外侧，然后沿支持单元390的左侧面和下表面延伸。
图11是示出根据本发明第六实施例的内部天线300的电压驻波比(VSWR)的曲线图。
参考图11，在根据本发明第六实施例的内部天线300中，第一辐射单元330以低频带(900MHz)谐振，如参考编号100所示，而第三辐射单元350以两个高频带谐振，如参考编号140和150所示，从而使得内部天线300表现高频带特性。因此，根据本发明第六实施例的内部天线300表现多频带属性。
图12是根据本发明第七实施例的内部天线300的透视图。
参考图12，根据本发明第七实施例的内部天线300包括上述第一、第二和第三辐射单元330、340和350。在此，沿支持单元390上表面的边缘排列第一辐射单元330。第二辐射单元340连接到左辐射单元331的内侧，并排列在支持单元390的上表面上。此外，第三辐射单元350连接到左辐射单元331的外侧，并沿支持单元390下表面的左侧排列。
图13是示出根据本发明第七实施例的内部天线300的电压驻波比(VSWR)的曲线图。
参考图13，在根据本发明第七实施例的内部天线300中，第一辐射单元330以低频带(900MHz)谐振，如参考编号100所示，而第二和第三辐射单元340和350以两个高频带谐振，如参考编号160和170所示。如图13所示，高频带160非常宽。根据本发明第七实施例的内部天线300包括第二和第三辐射单元340和350，从而改善了高频带特性。
图14是根据本发明第八实施例的内部天线300的透视图。
参考图14，根据本发明第八实施例的内部天线300包括频率调节单元360。频率调节单元360被形成为具有指定宽度的带状。它连接到第一辐射单元330的下辐射单元334的外侧，并沿支持单元390的正面或下表面排列。优先在支持单元390下表面的指定位置向右侧弯曲频率调节单元360。频率调节单元360并联连接到第一辐射单元330，用于调节将被天线300处理的频率，从而控制阻抗匹配。
图15是示出根据本发明第八实施例的内部天线300的电流通路的透视图。
如图15所示，通过供电引线310，电流810、820和830进入第一、第二和第三辐射单元330、340和350。利用进入第一辐射单元330的电流810，第一辐射单元330辐射低频信号的无线电波。此外，利用进入第二和第三辐射单元340和350的电流820和830，第二和第三辐射单元320和330分别辐射高频信号的无线电波。
根据以上描述的本发明实施例，可以制造小尺寸的天线，它具有环形结构，而且包括多个被修改形状、分别用于辐射不同频带的无线电波的辐射单元。此外，还可以减少人体对内部天线的影响(例如，在用户手握安装了内部天线的移动通信终端部分，或者手持该部分靠近他/她的耳部的情况下，导致内部天线特性失真或恶化。)。
此外，本发明的内部天线可以使采用该天线的移动通信终端实现小型化，而且可以从审美的角度设计它。特别是，根据本发明实施例的内部天线最好用于折叠式移动通信终端。由于折叠式移动通信终端的尺寸小，所以难以在折叠式移动通信终端内安装要求大存储空间的传统F型天线。然而，如果将传统F型天线安装在折叠式移动通信终端内，则在从该终端的主体打开折叠盖，或者使折叠盖闭合到该终端的主体上时，终端内的传统F型天线的接地结构随折叠盖在终端主体上的位置的变化而变化，因此在利用终端进行通话时经常发生净音。然而，通过在折叠式移动通信终端内安装根据本发明实施例的环形天线，可以以小空间处理多个频带的信号，而且可以减小用户身体和终端折叠盖的位置的影响。
在根据本发明实施例的内部天线300中，采用各种方法，例如薄板金属加工、涂焊膏过程、电镀等，利用电导材料制造第一、第二和第三辐射单元330、340和350、供电单元310、接地单元320以及频率调节单元360。利用各种介质材料制造用于支持天线300的介质支持单元390。由介质材料构成的介质支持单元390可以具有各种形状，包括：六面体形和圆柱形。
从上述说明中可以看出，本发明提供了一种用于移动通信终端、可以减少因为用户身体的影响而产生的天线特性失真和恶化的内部天线。
特别是，本发明的内部天线可以减少用户身体和折叠式移动通信终端的折叠盖的位置的影响，因此可以显著提高通信性能。
此外，可以以小尺寸生产本发明的内部天线，因此可以减小采用该内部天线的移动通信终端的尺寸，而且可以改善移动通信终端的外表美观性。
尽管以说明为目的，对本发明的优选实施例进行了说明，但是本技术领域内的普通技术人员可以理解，在所附权利要求所述的本发明的精神和范围内，可以对其进行各种修改、附加和替换。

Claims (10)

1.一种用于移动通信终端的内部天线，该内部天线包括：
供电单元，用于对天线供电；
接地单元，用于使天线接地；以及
第一辐射单元，形成为具有指定宽度的带状，其一端连接到供电单元，而其另一端连接到接地单元，它沿支持天线的介质支持单元的上表面的边缘排列，从而形成环形电流通路，并且利用通过供电单元引入的电流以指定低频带辐射，其中介质支持单元的形状接近六面体，而且根据它们排列在支持单元的上表面上的位置，将第一辐射单元划分为左辐射单元、上辐射单元、右辐射单元以及下辐射单元；
被形成为指定宽度的带状的第三辐射单元，它连接到第一辐射单元的左辐射单元的外侧，排列在用于支持天线的介质支持单元的左侧面或下表面上，并利用通过供电单元引入的电流以指定的高频带辐射；以及
被形成为指定宽度的带状的频率调节单元，它并联连接到第一辐射单元的外侧，并对天线要处理的频率进行调节以控制阻抗匹配。
2.根据权利要求1所述的内部天线，其中供电单元或接地单元排列在用于支持天线的介质支持单元的侧面的一端。
3.根据权利要求1所述的内部天线，该内部天线进一步包括被形成为指定宽度的带状的第二辐射单元，它连接到第一辐射单元的左辐射单元的内侧，排列在介质支持单元的上表面上，并利用通过供电单元引入的电流以指定的高频带辐射。
4.根据权利要求3所述的内部天线，其中第一辐射单元的左、上和右辐射单元以这样的方式延伸，即它们的延伸部分排列在介质支持单元的背面上。
5.根据权利要求3所述的内部天线，其中第一辐射单元的左、上和右辐射单元以这样的方式延伸，即它们的延伸部分排列在介质支持单元的背面和下表面上。
6.根据权利要求3所述的内部天线，其中第一辐射单元的上、右和下辐射单元以这样的方式延伸，即它们的延伸部分排列在介质支持单元的右侧面或下表面上。
7.根据权利要求6所述的内部天线，其中第二辐射单元以这样的方式延伸，即其延伸部分排列在介质支持单元的右侧面上。
8.根据权利要求1所述的内部天线，其中频率调节单元连接到第一辐射单元的下辐射单元的外侧，并沿介质支持单元的正面或下表面排列。
9.根据权利要求8所述的内部天线，其中在介质支持单元下表面的指定位置向介质支持单元的右侧表面弯曲频率调节单元。
10.根据权利要求1所述的内部天线，其中移动通信终端是折叠式终端。
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