CN1457528A - 天线装置和便携式无线通信设备 - Google Patents

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Abstract

用于便携式无线通信设备的天线装置，包括第一(1)和第二(2)天线单元，以及可连接到地平面装置(3)的导电屏(4)，所述第一(1)和第二(2)天线单元被设置在屏(4)的相对侧，其中所述第一(1)和第二(2)天线单元是不同的类型。

Description

天线装置和便携式无线通信设备
                  发明领域
本发明总的涉及天线装置，更具体地，涉及在便携式无线通信设备中间隔紧密的天线之间的耦合。
                     背景
在便携式无线通信设备中，用于内部天线装置的空间是有限的。随着对于更大的功能和更好的无线信道质量的需要不断增长，在便携式无线通信设备，诸如移动电话中常常必须利用一个以上的天线单元。因为在便携式无线通信设备中的空间是有限的，内部天线趋于间隔紧密地设置。对于间隔紧密的天线单元，在天线之间会出现不想要的耦合。
在WO 9013152中披露：分开的发送和接收天线用来消除对双工器的需要。天线通过导电的支架被树立在接地面上面并被分隔开，其中支架被放置在天线之间并与天线电隔绝。WO 9013152只提到同一种类型的两个天线(两个相同的贴片天线)的情形。
上述的文件只描述在分开的发送和接收天线之间的减小的耦合。
                 发明概要
本发明的一个目的是提供一种天线装置，它提供在便携式无线通信设备(诸如移动电话)的天线之间的改进的隔离(即，减小的耦合)。
这个目的是通过在权利要求1中要求的装置而达到的。
本发明的另一个目的是提供便携式无线通信设备(诸如移动电话)，它提供所述设备内的天线之间的改进的隔离。
这个目的是通过在权利要求14中要求的设备而达到的。
两种不同类型的天线，诸如PIFA和曲折的天线，在它们之间具有低的耦合，并可以间隔紧密地放置。间隔紧密的、具有低的耦合的天线可被使用于各种应用。这些可以是例如：消除对于双工器的需要的、分开的接收和发射天线系统，天线分集系统(接收机和发射机分集)，以及用于不同的系统(例如，GSM-兰牙)的天线。
通过在便携式无线通信设备中的内部天线之间的屏，天线之间的耦合被减小，由此，有可能把天线放置得互相靠近。而且，对于不同类型的内部天线，诸如曲折天线和平面倒F天线(PIFA)，天线之间的耦合小于同一种类型的两个天线(诸如PIFA和PIFA)之间的耦合。因此，不同类型的和由屏分开的两个天线比起相同类型的和由屏分开的两个天线，可以更紧密地放置得在一起，而仍旧提供相同量的隔离。
通过下面对实施例的详细说明，将明白本发明的优点和特性。
                 附图简述
通过附图和下面给出的本发明的实施例的详细说明，将更充分地了解本发明，它们只是为了说明而给出的，因此不是对本发明进行限制，其中：
图1示出便携式终端印刷电路板(PCB)，其带有在顶部的PIFA天线和在下面的曲折天线，以及
图2示出便携式终端印刷电路板，其带有在右面的PIFA天线和在左面的曲折天线。
               实施例详细描述
下面，为了说明而不是限制，阐述具体的细节，诸如特定的技术和应用，以便提供对本发明的透彻的了解。然而，本领域技术人员将会知道，本发明可以以不同于这些细节的其他实施例来实施。在其他的事例中，熟知的方法和设备的详细说明被省略，以免用不必要的细节使本发明的说明不清楚。
现在参照图1描述本发明的第一实施例。第一和第二天线单元1，2被连接到地平面装置3，即，便携式无线通信设备(诸如移动电话)的PCB。第一天线单元1在这里被表示为PIFA(平面倒F天线)以及第二天线单元被表示为曲折天线。PIFA还被连接5，6到便携式无线通信设备的发射/接收电路(未示出)。另外，曲折天线被连接7，8到便携式无线通信设备的发射/接收电路(未示出)，但它的连接7，8远离pIFA的连接5，6。
PIFA 1和曲折2天线单元被放置得互相接近，以便占用便携式无线通信设备中尽可能小的空间。导电屏4，从接地平面装置3延伸，被放置在天线1，2之间。屏4提供附加隔离，由此减小在天线1，2之间的耦合，这种耦合是在间隔紧密的天线之间通常存在的。因为耦合被减小，有可能把天线1，2放置成比起没有屏4时互相更靠近。
PIFA天线1和曲折天线2是不同的类型，这样，场分布或等效电流分布是不同的。曲折天线2具有的电流基本上集中在实际的天线单元的周围，而PIFA电流更多地分布在地平面装置3上。这个差别具有这样的效果，在天线之间的耦合是小的，以及天线可以紧密地放置。屏4是接地的，以及被树立在地平面装置3上，迫使电流流过它时改变方向(到屏上)。这额外地减小从一个天线到另一个天线在PCB上流过的电流量，因此使得天线之间的耦合最小化。
现在参照图2描述本发明的第二实施例。这个实施例类似于第一实施例，但天线1，2不是上下地，而是并排地放置的。屏4仍旧放置在天线1，2之间。PIFA天线单元1的馈电被放置在PCB 3的顶部，而曲折天线单元2在它的较低端处被馈电。馈电点的分离具有这样的效果：每个天线的电流分布是不同的，这提供天线之间的隔离。这个效果还通过在天线之间的屏4被增强。
在这些实施例中，天线1，2适合于双频段工作。有可能通过改变天线方向图的设计而减小或扩展天线的频段的数目。
在上述的实施例中，PIFA天线1优选地作为接收机天线被最优化，而曲折天线2作为发射机天线被最优化。然而，通过稍微不同的设计，天线可以对于发送或接收被最优化，分别提供发射机或接收机天线分集系统。
天线还可在不同的频段(诸如GSM900和GSM1800)或在不同的通信系统中(诸如GSM和兰牙)单独地被最优化。
以上描述了天线1，2和屏4被连接到便携式无线通信设备的PCB，这是当天线1，2和屏4被安装在便携式无线通信设备中的情形，另外，天线1，2和屏4可被连接到地平面装置。也可以选择，将天线1，2和屏4安装在分开的地平面装置，它在安装到便携式无线通信设备中时可连接到PCB。
两个天线之间的耦合取决于由天线辐射的场。如果场是不同的，例如，不同的辐射方向图，不同的极化，不同的相位等等，则耦合将是低的。两个天线之间的耦合的度量是计算每个天线的辐射场的标量积在包围两个天线的球面上的积分。这个度量可被看作天线之间的正交化因子。天线的辐射场是由在天线的导电部分和它的周围部分(例如，地)上流过的电流造成的。所以，与每个天线有关的电流越不同，天线之间的耦合越低。
在以上的说明中的天线也可以是不同于所描述的、其他类型的天线。天线可以是PIFA，曲折天线，改进的PIFA，曲折的PIFA，环状天线，偶极天线(dipole)，贴片天线，和缝隙天线。重要的是，天线多少是不同的，在地平面装置(例如，PCB)上具有不同的电流分布，这样，在天线之间的耦合是低的。导电屏有助于改变电流分布，这使得耦合甚至更低。
上述的天线可以以本领域技术人员已知的方式进行匹配和调节。
显然，本发明可以以多种方式被改变。这样的变动并不认为是背离本发明的范围。对于本领域技术人员很明显的、所有这样的修正要包括在所附权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.用于便携式无线通信设备的天线装置，包括：
第一(1)和第二(2)天线单元，以及
导电屏(4)，其可连接到地平面装置(3)，其中所述第一(1)和第二(2)天线单元被放置在屏(4)的相对侧。
其特征在于，
所述第一(1)和第二(2)天线单元是不同的类型。
2.如权利要求1所述的天线装置，其中所述天线装置可安装在所述便携式无线通信设备中，使得屏(4)基本上垂直于所述地平面装置(3)。
3.如权利要求1或2所述的天线装置，其中所述第一(1)和第二(2)天线单元，每个适于能够发射和接收无线电信号。
4.如权利要求1或2所述的天线装置，其中所述第一(1)天线单元适于能够发射无线电信号且所述第二(2)天线单元适于能够接收无线电信号。
5.如权利要求1或2所述的天线装置，其中所述第一(1)天线单元适于能够接收和发射无线电信号且所述第二(2)天线单元适于能够接收无线电信号。
6.如权利要求1或2所述的天线装置，其中所述第一(1)天线单元适于能够接收和发射无线电信号且所述第二(2)天线单元适于能够发射无线电信号。
7.如权利要求1或2所述的天线装置，其中所述第一(1)天线单元适于能够发射无线电信号以及所述第二(2)天线单元适于能够接收和发射无线电信号。
8.如权利要求1或2所述的天线装置，其中所述第一(1)和第二(2)天线单元，每个适于能够发射无线电信号。
9.如权利要求1或2所述的天线装置，其中所述第一(1)和第二(2)天线单元，每个适于能够接收无线电信号。
10.如权利要求1或2所述的天线装置，其中所述第一(1)天线单元适于能够接收无线电信号且所述第二(2)天线单元适于能够接收和发射无线电信号。
11.如权利要求1或2所述的天线装置，其中所述第一(1)天线单元适于能够发射无线电信号且所述第二(2)天线单元适于能够发射无线电信号。
12.如权利要求1-11中的任一项所述的天线装置，其中所述第一(1)和第二(2)天线单元可安装在所述便携式无线通信设备内。
13.如权利要求1-12中的任一项所述的天线装置，其中所述第一(1)天线单元是以下的类型之一：平面倒F天线，曲折天线，环状天线，贴片天线，偶极天线，缝隙天线，改进的平面倒F天线，曲折的平面倒F天线；且所述第二(2)天线单元是以下的类型之一：平面倒F天线，曲折天线，环状天线，贴片天线，偶极天线，缝隙天线，改进的平面倒F天线，曲折的平面倒F天线；但与所述第一(1)天线单元不是相同的类型。
14.便携式无线通信设备，包括如前述任何权利要求所述的天线装置。
15.如权利要求14所述的便携式无线通信设备，其中所述地平面装置(3)是便携式无线通信设备的印刷电路板。
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