CN2833903Y - 一种实现gsm制式和phs制式双模手机双天线装置 - Google Patents

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Abstract

一种实现移动通信和PHS制式双模手机双天线装置，它涉及一种双模手机天线装置，特别是一种在GSM制式和PHS制式双模手机中使用的天线装置。本实用新型包括GSM系统、PHS系统，GSM系统和PHS系统共地，在GSM系统的地表面上应用电磁带隙周期性结构单元对双天线的互耦产生的地表面电流进行扼流，电磁带隙周期性结构单元通过其本身的短路通孔与电源地连接。本实用新型主要解决了双模手机双天线之间的隔离度问题，以及双模手机之间的干扰问题。

Description

一种实现GSM制式和PHS制式双模手机双天线装置
技术领域
本实用新型涉及一种双模手机天线装置，特别是一种在GSM制式和PHS制式双模手机中使用的天线装置。
背景技术
移动通讯的迅猛发展，有力地推动着移动电话向小型化，多模化(同时兼容多种通话模式)以及高性能方向发展。
到目前为止，RF部分，基带部分都已实现了很高程度的IC集成，有力地促进了MS的小型化，低成本。而移动电话天线，受技术难度制约，仍旧是通信与微波领域受专家门关注的课题。移动电话的天线强调系统设计，天线不再作为单一天线出现，也不再作为简单的天线单元本身来研究，天线单元和系统必须一起作为天线系统来处理。
如何在一款手机上实现双天线技术，并且能够让双系统同时工作而将干扰减低到最小，这是各大手机制造商所面临的难题。从现在市场上出现的双模双天线手机来看，此类技术目前分为三条途径来实现。
1、双系统不同时工作，由于双天线之间与双系统之间的隔离度做的不高，干扰严重，虽然采用了双天线但是无法实现双系统同时工作，某些手机制造商采取一个系统工作，另一个系统关闭来满足使用要求。
2、避开同频工作，某些手机制造商在实现GSM+PHS双模手机时，关闭与PHS频段靠近的DCS频段，来满足对隔离度的需求。这样做的后果就是在只有DCS信号的时候，GSM手机无法工作，虽然增加了PHS功能但同时推动了DCS频段功能，得不偿失。
3、忽略造型美观需求，为增大双天线隔离度而不得不采用大型号的手机造型，某些手机制造商尽可能得让双天线相隔较远，这样的后果使造型和结构难以创新，整机结构受到制约，难以让市场有一个很好的反馈。
在实现手机天线分集或者多模上，有时需要在手机上实现一个以上天线，这些天线之间需要有一定的最小间距。随着手机的小型化，在手机中装入间距适当的天线从而减小双天线之间的电磁耦合一直是一个难题。
天线之间的隔离必须加以考虑。隔离度指的是天线与其周围环境相互作用的方式。天线受环境的干扰越少，隔离度越高。在双天线乃至多个天线的情况下，通过使用从一台网络分析仪上读取的S21参数，直接测量从一只天线传输到另一只天线的能量(也称为耦合)，可以确定隔离的程度。天线耦合主要有以下三种方式：
1、电流耦合。天线在它们的临近范围内会产生较高的电流。如果另一个天线处于相同的范围内(小型设备通常是这种情况)，那么耦合会相当高。如果天线没有相互隔离，相关系数也将很高，这意味着即使使用分集技术也不能获得任何优势，使用多模也会严重影响各自的系统性能。根据所使用的天线技术，高电流区域的范围或多或少地被限制在天线附近。保证电流耦合维持在较低水平的一种方法是采用可限制电流的技术。
2、自由空间耦合。在这种情况下，天线附近磁场中的辐射电波直接从一个天线传到另一个天线。令天线的附近磁场避开其它天线可以减少耦合。
表面波。天线会产生表面波，这是一种存在于地平面与空气界面电介质之间的电磁模式。
目前双模手机天线之间的隔离度问题，双模手机之间的干扰问题，保持双模手机之间良好的通话功能的问题，已经成为手机移动电话天线设计中的亟待解决的问题。
实用新型内容
为解现有技术存在的问题，本实用新型提供一种实现GSM制式和PHS制式双模手机双天线装置。它主要解决了双模手机双天线之间的隔离度问题，以及双模手机之间的干扰问题。
本实用新型的一种实现GSM制式和PHS制式双模手机双天线装置，它包括GSM系统、PHS系统，GSM系统和PHS系统共地，在GSM系统的地表面上应用电磁带隙周期性结构单元对天线的互耦产生的地表面电流进行扼流，电磁带隙周期性结构单元通过其本身的短路通孔与电源地连接。
进一步地，本实用新型的一种实现GSM制式和PHS制式双模手机双天线装置，还可以具有如下的特点：PHS系统设置在GSM系统顶部的一角处；所述的GSM双频带嵌入式系统采用嵌入式双频内置式天线，PHS制式采用外置天线，上述天线分别放置在各自系统的顶部；沿PHS系统主板地表面边缘，GSM系统主板地表面边缘连续布置电磁带隙周期性结构单元。
电磁带隙周期性结构单元(EBG结构)是直接腐蚀在印制电路板(PCB)上的，相当于阻抗线之类，其实就是印制线，它是直接打金属通孔与电源地连接的。
电磁带隙(EBG)结构的分析：EBG结构是具有带阻特性的周期性结构，在这种结构中特定频带内电磁波不能传播，当电磁波照射到它的表面上会被全部反射，并且反射波与入射波同相，不会产生相互抵消的现象，因此EBG结构可以应用于平面微带电路抑制表面波。目前EBG结构大致可分为四类：(1)基片钻孔；(2)地面刻蚀；(3)高阻抗表面；(4)共面电子带隙。
本实用新型采用了EBG结构来实现双天线的高隔离度设计及天线与周围器件的高隔离度设计。彻底解决了多模手机存在的电耦合问题。本实用新型在GSM系统的地表面上应用电磁带隙周期性结构单元对天线的互耦产生的地表面电流进行扼流，从而增加系统间的隔离度。本实用新型可以使天线与天线之间，天线与周围物体之间有很高的隔离度，同时抑制双模间的系统干扰，使手机有良好的通话功能。本实用新型在小型化移动领域有很强的实用价值。
本实用新型的技术能够使日益小型化的移动电话通过系统中的处理来满足天线与周围器件的高隔离度以及双天线中天线之间的高隔离度，从而使移动电话具有良好的通话功能。
附图说明
图1是本实用新型内置天线在主板上激励起的地电流走向和分布图；
图2是本实用新型外置天线在主板上激励起的地电流走向和分布图；
图3是本实用新型实施例一所述的一种单周期EBG结构；
图4是本实用新型实施例二所述的一种单周期EBG结构；
图5是本实用新型实施例三所述的一种单周期EBG结构；
图6是本用新型实施例一的天线装置的总体结构示意图；
图7是具体实施方式所述EBC结构连接电源地的示意图。
具体实施方式
下面结合附图并用最佳的实施例对本实用新型作详细的说明。
首先参阅图1和图2，手机主板在天线的感应下，由于趋肤效应的作用，在主板地表面产生地表面电流，这个地表面电流在主板靠近天线处的边缘尤其强烈。
当GSM、DCS主板与PHS模块共地时，两个天线要实现比较好的隔离度，需要在主板表面对地表面电流进行扼流措施，实验表明在主板上采用扼流措施以后，对增加两天线的隔离度有明显的好处。这个扼流措施采用了EBC(Electronic Band Gap)结构，单周期EBG结构见图3，图4和图5。中间均有短路器与电源地短路。EBG结构可以按照所需要的频率带宽选择形式。
实施例一：
参阅图6，本实施方式的一种实现GSM制式和PHS制式双模手机双天线装置，它包括GSM系统4、PHS系统5，GSM系统和PHS系统共地，在GSM系统的地表面上应用电磁带隙周期性结构单元3对天线的互耦产生的地表面电流进行扼流，电磁带隙周期性结构单元通过其本身的短路通孔与电源地连接。PHS系统设置在GSM系统顶部的一角处；所述的GSM双频带嵌入式系统采用嵌入式双频内置式天线1，PHS采用外置天线2，上述天线分别放置在各自系统的顶部；沿PHS系统靠近GSM系统内部的侧面和底侧面、以及GSM系统的顶部和GSM系统的另一侧面连续布置有电磁带隙周期性结构单元。
参阅图3，电磁带隙周期性结构单元(EBG结构)是由一个大矩形和环绕在其周围的若干个小矩形组成，它是直接腐蚀在印制电路板(PCB)上的，相当于阻抗线之类，其实就是印制线。电磁带隙周期性结构单元3是直接打金属通孔6与电源地7连接的(参阅图7)。
实施例二：
参阅图4，电磁带隙周期性结构单元(EBG结构)是由一个大矩形和设置在其内的一个小矩形组成。其它连接关系与实施例一相同。
实施例三：
参阅图5，电磁带隙周期性结构单元(EBG结构)是由若干个矩形相连并围成蜗旋形结构，其它连接关系与实施例一相同。
本实用新型对地面刻蚀进行了研究，直接把EBG结构蚀刻在地面上，EBG单元中心是短路销钉或者短路通孔，以与电源地连接。它适用于GSM900/DCS1800与PHS1900的双模手机，不仅在同一手机上实现双天线技术，并保证各单天线的性能指标。

Claims (4)

1、一种实现GSM制式和PHS制式双模手机双天线装置，它包括GSM系统、PHS系统，GSM系统和PHS系统共地，其特征在于：在GSM系统的地表面上应用电磁带隙周期性结构单元对双天线的互耦产生的地表面电流进行扼流，电磁带隙周期性结构单元通过其本身的短路通孔与电源地连接。
2、如权利要求1所述的一种实现GSM制式和PHS制式双模手机双天线装置，其特征在于：PHS系统设置在GSM系统顶部的一角处；所述的GSM双频带嵌入式系统采用嵌入式双频内置式天线，PHS采用外置天线，上述天线分别放置在各自系统的顶部；沿PHS系统主板地表面边缘，GSM系统主板地表面边缘连续布置电磁带隙周期性结构单元。
3、如权利要求1或2所述的一种实现GSM制式和PHS制式双模手机双天线装置，其特征在于：电磁带隙周期性结构单元是直接腐蚀在印制电路板上。
4、如权利要求3所述的一种实现GSM制式和PHS制式双模手机双天线装置，其特征在于：电磁带隙周期性结构单元是直接打金属通孔与电源地连接的。
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CN100466785C (zh) * 2005-09-12 2009-03-04 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 双模移动终端
CN106716717A (zh) * 2014-11-25 2017-05-24 森斯弗里有限公司 使用柔性共形天线进行生物计量感测的系统、设备和方法

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