CN202524389U - 一种移动终端的分集天线布设结构及移动终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动终端的分集天线布设结构及移动终端，在所述移动终端中布设有主天线和分集天线，分设在天线支架上与移动终端的相邻两个侧面相对应的位置处，且主天线在发射频段的低频点的驻波比小于等于2，分集天线在接收频段的高频点的驻波比小于等于2，所述分集天线通过分集接收通道连接移动终端的基带处理器。本实用新型针对移动终端内部紧张的天线布设空间，通过对分集天线和主天线的布设结构进行合理设计，在移动终端内部实现了分集天线和分集接收通道的合理布设，使得移动终端实现了双天线分集接收的功能，在保证移动终端正常性能的前提下，提高了移动终端在进行数据业务时的数据传输速率，提升了上网速度。

Description

一种移动终端的分集天线布设结构及移动终端

技术领域

本实用新型属于移动通信系统技术领域，涉及一种移动通信终端，具体地说，是涉及一种在移动通信终端产品中布设分集天线的结构设计。

背景技术

随着现代商用移动通信技术的不断发展，手机无线上网功能得到越来越广泛的应用，人们对于手机上网的速率以及可靠性的要求也越来越高。对于CDMA网络来说，相比传统用于语音业务的CDMA2000 1X无线网络，CDMA2000 1x EVDO是一种专门针对分组数据业务进行优化的、高频谱利用率的CDMA无线通信技术，它可以在相同的带宽内提供峰值速率达3.1Mbps的高速数据传输服务，极大提高了上网速率。

对于目前支持EVDO的双模手机终端来说，例如GSM/CDMA双模手机等，由于需要在手机内部布设两个主天线：CDMA主天线和GSM主天线，因此造成手机内部的天线布设空间非常紧张，不利于分集接收通路的布设，这也是目前双模手机都不具备分集接收性能的主要原因。由此一来，在使用双模手机进行高速数据业务时，数据传输速率必定会受到一定程度的影响，尤其是在信号环境比较恶劣的条件下，甚至无法保证数据的可靠传送。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种应用于移动终端的分集天线布设结构，通过对移动终端内部的天线布设空间进行合理利用，在不影响移动终端正常功能的同时，实现了分集接收性能，提高了移动终端在进行高速数据业务时的数据传输速率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种移动终端的分集天线布设结构，在所述移动终端中布设有主天线和分集天线，所述主天线和分集天线分设在天线支架上与移动终端的相邻两个侧面相对应的位置处，且主天线在发射频段的低频点的驻波比小于等于2，分集天线在接收频段的高频点的驻波比小于等于2，所述分集天线通过分集接收通道连接移动终端的基带处理器。

进一步的，所述主天线和分集天线为类型不同的两种天线。

优选的，所述主天线为单馈点的MONOPOLE天线，所述分集天线为PIFA天线。

又进一步的，所述主天线为CDMA主天线，所述分集天线为CDMA分集天线；所述CDMA分集天线通过带通滤波器连接基带处理器，将接收到的CDMA信号依次经由基带处理器中的低噪声功率放大器、积分下变频处理器以及低通滤波器分别进行低噪声放大和混频、滤波处理后，输出至基带处理器中的基带电路部分与通过CDMA主天线接收到的CDMA信号进行合并处理。

对于具有GPS卫星定位功能的移动终端来说，可以将所述主天线设计成CDMA主天线与GPS天线的合成天线。

当然，所述GPS天线也可以与分集天线合在一起做成一个天线，即设计所述主天线为CDMA主天线，所述分集天线为CDMA分集天线与GPS天线的合成天线；在所述分集接收通道中包含有分频器、带通滤波器和低噪声功率放大器，通过分集天线接收到的CDMA与GPS混合信号经由分频器分离后，CDMA信号通过带通滤波器传输至基带处理器，GPS信号通过低噪声功率放大器传输至基带处理器；在所述基带处理器中包含有两组依次连接的低噪声功率放大器、积分下变频处理器以及低通滤波器，分别对所述的CDMA信号和GPS信号进行低噪声放大和混频、滤波处理后，输出至基带处理器中的基带电路部分；所述基带电路部分对通过分集接收通道输入的CDMA信号与通过CDMA主天线接收到的CDMA信号进行合并处理。

再进一步的，所述移动终端为双模移动通信终端，包括GSM主天线、CDMA主天线和CDMA分集天线，所述GSM主天线和CDMA主天线分别布设在天线支架上与移动终端的顶部和底部相对应的位置处，CDMA分集天线布设在天线支架上与移动终端的左侧面或者右侧面相对应的位置处。

更进一步的，在所述移动终端中还设置有蓝牙天线，布设在天线支架上与移动终端的右侧面或者左侧面相对应的位置处，且与CDMA分集天线的布设位置相对。

对于在布设所述主天线和分集天线的天线支架上安装有扬声器、摄像头和智能卡卡座的移动终端，为了改善天线周围的金属环境，提高天线的灵敏度，优选将所述扬声器、摄像头和智能卡卡座的外表面的金属部分通过导电介质连接到移动终端的主板地；移动终端中用于安装LCD屏的金属框架通过导电介质连接到所述的主板地。

基于上述分集天线布设结构，本实用新型还提供了一种采用所述分集天线布设结构设计的移动终端，包括主天线和分集天线，所述主天线和分集天线分设在天线支架上与移动终端的相邻两个侧面相对应的位置处，且主天线在发射频段的低频点的驻波比小于等于2，分集天线在接收频段的高频点的驻波比小于等于2，所述分集天线通过分集接收通道连接移动终端的基带处理器。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型针对移动终端内部紧张的天线布设空间，通过对分集天线和主天线的布设结构进行合理设计，在移动终端内部，特别是双模移动通信终端的内部，实现了分集天线和分集接收通道的合理布设，使得移动终端实现了双天线分集接收的功能，在保证移动终端正常性能的前提下，提高了移动终端在进行数据业务时的数据传输速率，提升了上网速度。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的分集天线布设结构的一种实施例的结构示意图； 

图2是分集接收通道的一种实施例的电路原理框图；

图3是主天线的驻波比波形图；

图4是分集天线的驻波比波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。

在移动通信终端中，分集接收通路的作用主要有两个：其一是辅助接收功能，即移动通信终端在进行高速数据业务时，可以利用分集接收通路辅助主通道接收部分信号，通过分集接收通道接收的信号经过放大解调处理后，经由基带处理器将其与主通道接收的解调信号进行合并处理，形成完整的数据信号，由此极大提高了移动通信终端的接收速率和性能。将通过分集接收通路接收到的信号与通过主通道接收到的信号进行对比叠加，降低了接收通路的信号判决门限，在一定程度上提高了移动通信终端的灵敏度，提升了数据的传输速率。其二是监听CDMA2000 1X功能，即如果在移动通信终端中设置有分集天线，那么在移动通信终端进行数据业务时，可以使用分集接收通道监听CDMA2000 1X寻呼（即监听有无来电），而无须断开主接收通道。如此一来，主接收通路的EVDO业务不会被打断，数据传输速率可以得到极大提高。

因此，在移动通信终端中布设分集接收天线，实现分集接收性能，是提高移动通信终端上网速率的关键。考虑到移动通信终端的功能越来越多，其内部的天线布设空间越来越有限，特别是基于两种移动通信网络的双模移动通信终端，由于需要同时布设两个主天线，因此天线的布设空间更加受限。基于此，如何在极为紧张的天线布设空间内增设分集天线并保证移动通信终端的其他性能不会因此而受到影响，是本实用新型所要解决的一项主要问题。

下面以支持EVDO功能的CDMA/GSM双模手机为例，通过一个具体的实施例来详细阐述如何对有限的天线布设空间进行充分利用，在紧张的手机空间内实现分集天线和分集接收通道的合理布设。

实施例一，对于支持EVDO功能的CDMA/GSM双模手机来说，由于需要在手机内部设置两个主天线：CDMA主天线和GSM主天线，因此导致手机内部的天线布设空间异常紧张。为了能够在如此有限的空间内实现分集天线和分集接收通道的合理布设，本实施例提出将主天线和分集天线分设在天线支架上与移动终端的相邻两个侧面相对应的位置处，并对主天线和分集天线的走线形式进行合理设计，使主天线偏向发射频段，分集天线偏向接收频段，以降低二者之间的相关系数，使二者之间的隔离度尽量大，从而实现数据信号的分集接收。

以CDMA主天线3和CDMA分集天线5为例进行说明，参见图1所示。对于CDMA/GSM双模手机来说，可以将CDMA主天线3和GSM主天线4分别设置在天线支架的顶部或者底部，即与移动终端的顶部或者底部相对应的位置处。在现有的双模手机中，天线支架一般设计成分体式结构，一个在上，一个在下，两个主天线3、4分别布设在两个天线支架1、2上，如图1所示。假设将CDMA主天线3布设在位于上方的天线支架1的顶部，即与手机的顶部相对应的位置处，将GSM主天线4布设在位于下方的天线支架2的底部，即与手机的底部相对应的位置处，当然，两个主天线3、4在天线支架1、2上的布设位置也可以调换，本实施例对此不进行具体限制。将CDMA分集天线5和CDMA主天线3布设在同一个天线支架上，例如均布设在位于上方的天线支架3上，且分设在天线支架3的相邻两个侧面上，例如将CDMA主天线3布设在天线支架1的顶部，将CDMA分集天线5布设在天线支架1的左侧或者右侧，即与手机的左侧面或者右侧面相对应的位置处。调节CDMA主天线3和CDMA分集天线5的走线，使CDMA主天线3偏向发射频段，即让CDMA主天线3在发射频段的低频点有小于等于2的驻波比；使CDMA分集天线5偏向接收频段，即让CDMA分集天线5在接收频段的高频点有小于等于2的驻波比，以使CDMA主天线3和CDMA分集天线5的工作频段尽量分开，提高分集接收性能。

本实施例以工作在CDMA800MHz频段的手机为例进行说明，其发射频段规定在824-849MHz之间，接收频段规定在869-894MHz之间。在调试CDMA主天线3和CDMA分集天线5时，调节CDMA主天线3偏向发射频段，例如调节CDMA主天线3在发射频段的低频点824MHz的驻波比为1.9左右，在接收频段的高频点894MHz的驻波比则为3.0左右，参见图3所示。调节CDMA分集天线5偏向接收频段，例如调节CDMA分集天线5在接收频段的高频点894MHz的驻波比为2.0或者更小，在接收频段的低频点869MHz的驻波比为3.1左右，参见图4所示。通过将CDMA主天线3和CDMA分集天线5的工作频段尽量分开，以提高手机的分集接收性能。

除此之外，在天线支架1上布设CDMA主天线3和CDMA分集天线5时，应将两个天线的布设位置尽量做到远一些，以降低二者之间的相关系数，并使它们之间的隔离度尽量大。对于CDMA主天线3和CDMA分集天线5最好采用类型不同的两种天线，例如将CDMA主天线3设计成单馈点的MONOPOLE天线，将CDMA分集天线设计成PIFA天线；或者选用其他两种类型不同的天线，以进一步降低二者之间的相关系数。

对CDMA主天线3和CDMA分集天线5采用上述布设方式后，可以满足移动通信终端对CDMA主天线3和CDMA分集天线5的三方面设计要求：1、主天线与分集天线的增益差要在6dB以内；2、两个天线的相关系数要小于0.5；3、主天线和分集天线的隔离度大于8dB。从而保证了整个移动通信终端的信号收发性能。

当然，在手机内部也有可能仅设置一个整体式的天线支架，此时，仅需将CDMA主天线3和GSM主天线4分别布设在天线支架的上下两个侧面上，与手机的顶部和底部相对应的位置处，将CDMA分集天线5布设在天线支架的左侧面或者右侧面上，充分利用天线支架的侧面空间，实现CDMA分集天线5的合理布设。对于CDMA主天线3和CDMA分集天线5的类型选择及走线形式如同上面的描述，本实施例在此不做重复说明。

通过CDMA分集天线5接收到的CDMA信号，可以首先经由分集接收通道中的带通滤波器进行滤波处理，去除掉其中的高频和低频干扰信号后，输出至手机内部的基带处理器进行处理。在所述基带处理器中包含有射频信号处理部分和基带处理部分，参见图2所示，其中，在射频信号处理部分中设计有依次连接的低噪声功率放大器LNA、积分下变频处理器以及低通滤波器。通过带通滤波器输出的CDMA信号经由基带处理器中射频信号处理部分依次进行低噪声放大处理、混频和滤波处理后，通过ADC变换成数字信号，然后输出至基带处理器中的基带电路部分与通过CDMA主天线3接收到的CDMA信号进行合并处理，以形成完整的接收信号。

对于同时支持GPS卫星定位功能的移动终端来说，为了方便天线布设，可以将GPS天线与CDMA主天线3集成在一起，即设计成CDMA主天线与GPS天线的合成天线，以节约天线的布设空间。

当然，所述GPS天线也可以与CDMA分集天线5合在一起做成一个天线，即形成CDMA分集天线与GPS天线的合成天线，布设在天线支架1的左侧面或者右侧面上，如图1所示。此时，在设计分集接收通道时，需要设置分频器、带通滤波器和低噪声功率放大器，如图2所示。其工作原理是：通过CDMA分集天线与GPS天线的合成天线接收CDMA与GPS混合信号，根据两种信号的工作频段不同，利用分频器进行信号分离。其中，分离出的CDMA信号通过带通滤波器传输至基带处理器的射频信号处理部分；分离出的GPS信号通过低噪声功率放大器首先进行一级放大处理，以保证信号的强度和质量，然后再传输至基带处理器的射频信号处理部分。在基带处理器的射频信号处理部分包含有两组依次连接的低噪声功率放大器LNA、积分下变频处理器和低通滤波器，如图2所示，用来分别对所述的CDMA信号和GPS信号进行低噪声放大处理和混频、滤波处理，然后经由ADC转换成数字信号后，输出至基带处理器中的基带电路部分进行后级处理。所述基带电路部分对通过分集接收通道输入的CDMA信号与通过CDMA主天线3接收到的CDMA信号进行合并处理，以形成完整的接收信号。

对于还需要在手机中布设蓝牙天线的情况，可以将蓝牙天线6布设在天线支架1的左侧面或者右侧面上，如图1所示，与手机的左侧或者右侧位置相对应，即充分利用天线支架1的侧面空间来布设主天线以外的其他天线，以合理利用天线空间。为了加大CDMA分集天线5与蓝牙天线6之间的隔离度，最好将CDMA分集天线5与蓝牙天线6分开，分别布设在天线支架1的左右两侧，以避免二者之间产生影响，提高天线的性能。

本实施例的天线布设结构，主要是利用天线支架的上方空间和下方空间来布设主天线，例如CDMA主天线3和GSM主天线等；利用天线支架的左右侧面空间来布设分集天线和其他天线，例如CDMA分集天线和蓝牙天线6；然后通过选择两种类型的天线来设计所述的CDMA主天线3和CDMA分集天线5，并对两个天线的走线形式进行调试，使CDMA主天线3偏向发射频段，CDMA分集天线5偏向接收频段，从而满足了移动通信终端对主辅天线的设计要求，保证了整个移动通信终端的无线性能。

为了改善CDMA主天线3和CDMA分集天线5的各项性能，除了对两个天线的安装位置进行合理布局外，还需要对天线周围的相关器件进行处理，以改善天线周围的金属环境，提高天线的灵敏度。

在现有的天线支架1上经常需要安装很多器件，例如扬声器、摄像头和智能卡卡座等，如图1所示，7为扬声器安装位置；8为摄像头安装位置；9为智能卡卡座安装位置，在装配智能卡卡座时，可以将智能卡卡座的底面粘贴到天线支架1上，并通过定位柱10实现定位。由于在扬声器、摄像头和智能卡卡座的外表面上往往包含有金属部分，为了抑制干扰，本实施例优选将扬声器、摄像头和智能卡卡座的外表面的金属部分通过导电介质连接到手机的主板地上。考虑到手机内部用于安装LCD屏的金属框架也会对主天线和分集天线的灵敏度产生一定的影响，因此，本实施例优选在主板PCB上空出一定的漏铜区域，利用导电介质将其与LCD屏的金属框架连接起来，即将LCD屏的金属框架连接到手机的主板地，以保证LCD接地良好。通过采用上述处理，可以使手机的无线灵敏度得到一定程度的提高。

作为本实施例的一种优选设计方案，所述导电介质优选采用导电布或者导电泡棉来对天线周围的金属部件进行接地处理。

通过采用上述一系列的处理措施后，测试本实施例手机的CDMA无线性能，其测试结果如表1所示。

信道	1013	37	201	283	384	777
							功率（dbm）	22.4	22.5	23	22.8	22.9	23.1
CDMA主天线无线灵敏度（dbm）	-104	-105	-105	-106	-105	-102
							CDMA分集天线无线灵敏度（dbm）	-97	-97	-98	-98	-98	-98

表1

其中，不同信道对应不同的频率。从表1的测试结果可以清楚的看出：各个信道的功率都在22dbm以上；CDMA主天线的无线灵敏度在777信道稍微差一些，只有-102dbm，其他信道都能达到-104dbm；CDMA分集天线的接收灵敏度在各个信道都在-98dbm左右，因此，整机的无线性能可以达到指标要求。

下面通过实际对比测试进一步验证手机无线性能以及增加分集接收通路后上网性能的提升。选取一部不带分集接收通路和分集天线的EVDO手机、一部带分集天线的EVDO上网卡以及一部采用本实施例所提出的天线布设结构设计的CDMA/GSM双模手机，在相同的环境下下载同一个文件，结果对比参见表2所示。

同一位置同样的下载资源

下载10分钟最大下载速率

下载10分钟平均下载速率

下载30分钟最大下载速率

下载30分钟平均下载速率

下载1小时以上最大下载速率

下载1小时以上平均下载速率

不带分集天线的手机

2.8Mbps

2.1Mbps

2.8Mbps

1.8Mbps

2.8Mbps

1.6Mbps

带分集天线的上网卡

3.1Mbps

2.6Mbps

3.1Mbps

2.4Mbps

3.1Mbps

2.3Mbps

本实施例的手机

3.0Mbps

2.3Mbps

3.0Mbps

2.2Mbps

3.0Mbps

2.0Mbps

表2

由表2的测试结果可见：在网络环境比较稳定的凌晨，在同样的位置，用三种数据终端无线下载同一网络资源，分别记录三种终端不同时长下的下载速率。通过对比可以看到，因为其独有的上网功能和简单的空间结构，上网卡的性能是最好的，下载平均速率都能够达到2.3Mbps以上。本实施例所提出的带分集天线的双模手机，其下载平均速率也能够达到2.0Mbps，不带分集天线的终端性能要差，1小时以上的平均下载速率只有1.6 Mbps。因此，增加分集天线和分集接收通路后，移动通信终端的数据业务性能有明显的提高。

当然，本实施例所提出的天线布设方式也同样适用于单模手机或者除手机以外的其他需要进行高速数据业务的移动终端产品中，本实施例对此不进行具体限制。

应当指出的是，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种移动终端的分集天线布设结构，其特征在于：在所述移动终端中布设有主天线和分集天线，所述主天线和分集天线分设在天线支架上与移动终端的相邻两个侧面相对应的位置处，且主天线在发射频段的低频点的驻波比小于等于2，分集天线在接收频段的高频点的驻波比小于等于2，所述分集天线通过分集接收通道连接移动终端的基带处理器。

2.根据权利要求1所述的移动终端的分集天线布设结构，其特征在于：所述主天线和分集天线为类型不同的两种天线。

3.根据权利要求2所述的移动终端的分集天线布设结构，其特征在于：所述主天线为单馈点的MONOPOLE天线，所述分集天线为PIFA天线。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的移动终端的分集天线布设结构，其特征在于：所述主天线为CDMA主天线，所述分集天线为CDMA分集天线；所述CDMA分集天线通过带通滤波器连接基带处理器，将接收到的CDMA信号依次经由基带处理器中的低噪声功率放大器、积分下变频处理器以及低通滤波器分别进行低噪声放大和混频、滤波处理后，输出至基带处理器中的基带电路部分与通过CDMA主天线接收到的CDMA信号进行合并处理。

5.根据权利要求4所述的移动终端的分集天线布设结构，其特征在于：所述主天线为CDMA主天线与GPS天线的合成天线。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的移动终端的分集天线布设结构，其特征在于：所述主天线为CDMA主天线，所述分集天线为CDMA分集天线与GPS天线的合成天线；在所述分集接收通道中包含有分频器、带通滤波器和低噪声功率放大器，通过分集天线接收到的CDMA与GPS混合信号经由分频器分离后，CDMA信号通过带通滤波器传输至基带处理器，GPS信号通过低噪声功率放大器传输至基带处理器；在所述基带处理器中包含有两组依次连接的低噪声功率放大器、积分下变频处理器以及低通滤波器，分别对所述的CDMA信号和GPS信号进行低噪声放大和混频、滤波处理后，输出至基带处理器中的基带电路部分；所述基带电路部分对通过分集接收通道输入的CDMA信号与通过CDMA主天线接收到的CDMA信号进行合并处理。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的移动终端的分集天线布设结构，其特征在于：所述移动终端为双模移动通信终端，包括GSM主天线、CDMA主天线和CDMA分集天线，所述GSM主天线和CDMA主天线分别布设在天线支架上与移动终端的顶部和底部相对应的位置处，CDMA分集天线布设在天线支架上与移动终端的左侧面或者右侧面相对应的位置处。

8.根据权利要求7所述的移动终端的分集天线布设结构，其特征在于：在所述移动终端中还设置有蓝牙天线，布设在天线支架上与移动终端的右侧面或者左侧面相对应的位置处，且与CDMA分集天线的布设位置相对。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的移动终端的分集天线布设结构，其特征在于：在布设所述主天线和分集天线的天线支架上安装有扬声器、摄像头和智能卡卡座，所述扬声器、摄像头和智能卡卡座的外表面的金属部分通过导电介质连接移动终端的主板地；移动终端中用于安装LCD屏的金属框架通过导电介质连接所述的主板地。

10.一种移动终端，其特征在于：设置有如权利要求1至9中任一项权利要求所述的分集天线布设结构。

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