CN101154761A

CN101154761A - 用于便携终端的内建天线

Info

Publication number: CN101154761A
Application number: CNA2007101472989A
Authority: CN
Inventors: 徐英勋
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2007-09-06
Publication date: 2008-04-02
Also published as: KR100809913B1; EP1903633A1; US20080074335A1

Abstract

提供一种用于便携终端的内建天线。内建天线包括具有电性连接于射频(RF)连接器的馈入接点、以及具有预定面积的接地层的主板；安装在主板上并具有预定高度的天线载体；安装在天线载体上并具有预定形状的天线辐射器，天线辐射器电性连接于馈入接点；以及安装在天线载体预定部分的导体，导体电性连接于接地层。

Description

用于便携终端的内建天线

本申请要求2006年9月26日提交韩国知识产权局序列号为No.2006-92715的申请35 U.S.C.§119(a)下的优先权，其内容在此作为参考引入。

技术领域

本发明一般性地涉及一种嵌入便携无线终端的内建天线模块，并且特别地，涉及一种用于便携无线终端的内建天线模块，其构造为改善平面倒置F天线(PIFA)的辐射特性，以及诸如降低比吸收率(SAR)的天线性能。

背景技术

目前，正在引入具有各种功能和设计的终端。消费者对具有各种功能的更小、更轻和更薄终端的需要正在增加。为满足消费者的这种需求，终端供应商关注于降低终端的体积同时保持或改善其性能。

从终端向外突出的天线、杆天线(或鞭形天线)、以及螺旋天线易于受到摔落损伤，并且降低了终端的便携性。由此，安装在终端内的板型内建天线(即，“内置天线”或“内建天线”)得到广泛应用，并且进行了各种努力来改善内建天线的特性并且同时改善其生产率和装配性。

图1为通常滑动类型的便携终端100的透视图。然而，终端的类型不限于滑动类型，并且可以使用具有内建天线的各种终端。具有各种设计和开/关类型的终端的示例可以包括折叠型终端、直板型终端、以及翻盖型终端。

如图1所示，一般便携终端100包括主体110、以及滑动体120，其可以在主体110上纵向滑动预定距离。显示单元121安装在滑动体120的前表面。可以接收和输出另一方的语音的扬声器单元123安装在显示单元121上，至少一个按键区组件122安装在显示单元121下。按键区组件122包括导航键按钮，使得用户可以使用终端的基本功能而不打开滑动体120。

在滑动体120在主体110上打开时看，另一按键区组件111可以安装在主体110的表面上。作为按键区组件111，可以安装数字键按钮(3×4键按钮)。可以输入和发射用户语音到另一方的麦克风单元112安装在按键区组件111下。

图2为图1终端的后透视图，示出了终端中传统内建天线的安装位置，以及用户用手指接触来抓取终端时使天线性能劣化的部分(以下称作，“指触部分”)。

参照图2，电池组113，即终端100的电源单元，可拆卸地安装在终端的后表面。内建天线安装在置于安装的电池组113上方的终端外壳框架。天线可以沿着终端的宽度方向安装。详细而言，天线可以通过表面安装装置(SMD)方法直接安装在终端100的主板110上，或者可以使用具有预定高度的天线载体安装。图2中，箭头A指示的虚线表示内建天线的安装位置。

用于内建天线的辐射器的示例包括平面倒置F天线(PIFA)辐射器和平面倒置L天线(PILA)辐射器。

PIFA辐射器中，两个点，即馈入点和接地点，电性连接于主体的主板。此处，接地点连接于主体的接地层。相比，PILA辐射器中，仅辐射器的馈入点电性连接于主板的馈入接点(pad)。

PIFA辐射器可以具有较小的尺寸，因为其实施为具有λ/4的长度。另外，PIFA辐射器受外部因素的影响较小(例如，用户抓取终端时发生的手指接触)，因为其电性连接于主板的接地单元。然而，由于馈电和接地必须同时进行，因此难以匹配阻抗，这使得难以实现辐射器的最大性能。

相比，在PILA辐射器的情况下，相对容易实现最大天线性能，因为PILA辐射器是单极类型，其中仅馈入点电性连接于主板。然而，PILA安装在终端上，并且易于受到外部因素，诸如用户的手指接触的影响。由此，天线辐射器的电压驻波比(VSWR)的波动增大，这导致了哑点现象，并且降低了天线的辐射特性。

发明内容

本发明的目的在于基本解决至少上述问题和/或缺点，并提供至少以下优点。因此，本发明的目的在于提供一种用于便携终端的内建天线，从而防止天线性能受外部干扰导致劣化。

本发明的另一目的在于提供一种用于便携终端的内建天线，其构造为通过在内建天线安装导体实现最大天线性能，并由此降低由外部干扰产生的VSWR波动。

本发明的又一目的在于提供一种用于便携终端的内建天线，其构造为便于连接的阻抗匹配，并防止由外部干扰产生的辐射特性劣化。

根据本发明的一个方面，一种用于便携终端的内建天线。内建天线包括具有电性连接于射频(RF)连接器的馈入接点、以及具有预定面积接地层的主板；安装在主板上并具有预定高度的天线载体；安装在天线载体上并具有预定形状的天线辐射器，天线辐射器电性连接于馈入接点；以及与天线辐射器分开安装在天线载体预定部分的导体，导体电性连接于接地层。

附图说明

通过结合附图进行以下详细介绍将使本发明的上述和其它目的、特征和优点变得更加明显易懂，附图中：

图1为包括内建天线的一般便携终端的前透视图；

图2为显示一般终端的传统内建天线安装位置和劣化天线性能的手指接触部分的视图；

图3为根据本发明的内建天线的分解透视图；

图4为示出根据本发明的天线辐射器安装状态的后视透视图；

图5为根据本发明的天线的组装透视图；

图6为主要部分的截面图，其示出了根据本发明的天线的导体的接地结构；

图7为载体的后视透视图，其示出了根据本发明导体安装在载体的与图3不同的位置；

图8示出了阻抗圆图和VSWR曲线，其示出了包括传统天线辐射器的终端上手指接触前后的状态；以及

图9示出了阻抗圆图和VSWR曲线，其示出了包括根据本发明的天线辐射器的终端上手指接触前后的状态。

具体实施方式

以下，将参照附图介绍本发明的优选实施例。以下介绍中，由于熟知的功能和结构将因不必要的细节而使本发明变得模糊难懂，因此将不再对其进行介绍。由于根据本发明的内建天线也应用于图2的部分A，其介绍将略去。

图3为根据本发明的内建天线1的分解透视图。内建天线1包括作为安装在终端主体内的射频(RF)板的主板10，安装在主板10上并具有预定高度的天线载体20，安装在天线载体20顶面21上的天线辐射器30，以及安装在天线载体20处并与天线辐射器30分开安装的导体40。

终端的各种电子功能组件(未示出)安装在主板10上。另外，主板10包括馈入接点12和接地接点(pad)11分别电性连接至天线辐射器30和导体40。馈入接点12通过预定图案13电性连接至安装在主板10上的RF连接器14。显见，如图6所示，接地接点11电性连接至作为接地层的导电层15。

天线载体20可以是介电体，并且可以通过嵌件模制由例如合成树脂。天线载体20包括具有预定面积的顶面21，以及从顶面21的全部或部分边缘向下延伸至预定长度的侧表面22。侧表面可以垂直延伸或可以以预定角度倾斜延伸，并且这可以根据终端设计变化。侧表面22的延伸长度可以限定出天线载体20的高度。显见，天线载体20其中具有预定空间，并且具有预定面21相对的底面(图4的23)。虽未示出，天线载体20可以通过扣合结构固定于主板10。

天线辐射器30为板型金属体，并且包括以预定狭槽32固定于天线载体20顶面21上的图形部分31，以及从图形部分31经天线载体20的侧表面22朝向其底面延伸的馈入点33。对于根据本发明的导体40的应用，天线辐射器30可以是单极型。天线辐射器30可以是平面倒置L天线(PILA)辐射器。

导体40与天线辐射器30分开安装，并且可以由各种导电材料之一形成。例如，导体40可以是板型金属体，导体40的平坦部分41固定在天线载体20的顶面21上，平坦部分41的一部分可以从天线载体20的侧表面22朝向其底面延伸，从而作为接地点42。导体40的接地点42电性连接于主板10的接地接点11。

尽管导体40由图3中的板型金属形成，本发明不限于此。例如，包括具有预定宽度的图案的柔性印刷电路板(FPCB)可以用作导体40。导电涂料可以涂覆在天线载体20的预定位置，从而具有预定的面积和高度。另外，天线辐射器30和导体40可以通过诸如接合和超声焊接的熟知固定方法牢固固定于天线载体20。

图4为示出安装根据本发明的天线辐射器的天线载体的后视透视图，而图5为根据本发明的天线的组装透视图。

参照图4和5，从天线辐射器30延伸的馈入点33，从导体40延伸的接地点42分别由从天线载体20的底面23向上延伸的套管24和25支撑。由此，在天线载体20安装于主板10时，天线辐射器30的馈入点33接触到连接于主板10的RF连接器14的馈入接点12，并由此电性连接至RF连接器14。导体40的接地点42接触与主板10的接地层(即，导电层)的接地接点11，并由此电性连接至主板10的接地层。由此，导体40电性连接于接地层，由此增加了接地面积。

图6为主要部分的截面图，其示出了根据本发明的天线的导体的接地结构，而天线辐射器与主板馈入接点之间的功率馈入关系在附图中略去了。

如图6所示，天线载体20安装在主板10上，安装在天线载体20下的导体40的接地点42接触形成在主板10上的接地接点11。由于接地接点11电性连接于以预定面积形成在主板10中的接地层15，导体40电性连接至接地层15，由此增加接地面积。

尽管接地层15未形成在图6中主板10安装天线载体20处的区域，接地层15可以延伸上至天线载体20的底侧，从而实现天线辐射器30的有效辐射特性。

图7为载体的后视透视图，其示出了导体安装在载体的与图3不同的位置。导体50可以固定于天线载体20内部空间中的底面23。为改善天线辐射器30的辐射特性，导体50可以安装在天线载体20的底面23上，其未覆盖住其中安装天线辐射器30的区域。然而，导体50可以覆盖住其中安装了天线辐射器30的区域。

虽未示出，导体50可以以预定面积安装或形成在天线载体20侧面的预定部分。若导体50为薄板型金属体且天线载体20由合成树脂材料形成，天线载体20为嵌件模制成时，导体50可以通过诸如嵌件模制的方法置于天线载体20内的预定部分。在此情况下，天线辐射器30的图形设计不受天线载体20上导体安装部分限制的影响。

图8示出了阻抗圆图和VSWR曲线，其示出了包括传统天线辐射器的终端上手指接触前后的状态。

图8和9中，附图标记1指示出终端处于自由空间状态情况下的发射图案和VSWR，附图标记2指示出抓取和使用终端的情况下，即通话状态的发射图案和VSWR。

在图8的阻抗圆图和VSWR曲线中，尽管带宽在自由空间状态和通话状态中极大的增加，辐射特性波动发生的相当严重。

相比，在图9的阻抗圆图和VSWR曲线中，几乎未出现带宽增加，但辐射特性波动在手指碰触到终端前后相对较小。由此，可见使用根据本发明的导体时，可以不改变辐射特性实现平稳通话，这意味着可以防止发生诸如哑点现象的通话断线。

在根据本发明的内建天线中，与天线载体上的天线辐射器分开设置导体，由此扩展接地面积。由此，由终端的外部干扰导致的辐射特性波动可以明显降低，由此改善终端的通话质量。

虽然已经参照本发明的特定优选实施例示出并介绍了本发明，本领域技术人员将理解可以在不脱离由所附权利要求限定的本发明的实质和范围的基础上进行各种形势和细节上的改变。

Claims

1.一种用于便携终端的内建天线，包括：

包括电性连接于射频(RF)连接器的馈入接点、以及接地层的主板；

安装在主板上并具有预定高度的天线载体；

安装在天线载体上并具有预定形状的天线辐射器，天线辐射器电性连接于馈入接点；以及

安装在天线载体预定部分的导体，导体电性连接于接地层。

2.如权利要求1所述的内建天线，其中天线辐射器和导体分开安装。

3.如权利要求2所述的内建天线，其中天线辐射器为仅电性连接于馈入接点的平面倒置L天线(PILA)辐射器。

4.如权利要求1所述的内建天线，其中天线载体包括：

具有预定面积的顶面；

从顶面的全部或部分边缘向下延伸至预定长度的侧表面，侧表面限定出天线载体的高度；以及

与顶面相对的底面，底面具有内部空间，

其中顶面、侧面和底面一体形成，天线辐射器安装在天线载体的顶面上。

5.如权利要求4所述的内建天线，其中导体安装在天线载体顶面的预定部分。

6.如权利要求4所述的内建天线，其中导体安装在天线载体侧面的预定部分。

7.如权利要求4所述的内建天线，其中导体安装在天线载体底面的预定部分。

8.如权利要求4所述的内建天线，其中天线辐射器和导体结合在天线载体上。

9.如权利要求5所述的内建天线，其中天线辐射器和导体结合在天线载体上。

10.如权利要求6所述的内建天线，其中天线辐射器和导体结合在天线载体上。

11.如权利要求7所述的内建天线，其中天线辐射器和导体结合在天线载体上。

12.如权利要求4所述的内建天线，其中天线辐射器和导体通过超声焊接固定在天线载体上。

13.如权利要求5所述的内建天线，其中天线辐射器和导体通过超声焊接固定在天线载体上。

14.如权利要求6所述的内建天线，其中天线辐射器和导体通过超声焊接固定在天线载体上。

15.如权利要求7所述的内建天线，其中天线辐射器和导体通过超声焊接固定在天线载体上。

16.如权利要求1所述的内建天线，其中导体为板型金属体。

17.如权利要求16所述的内建天线，其中天线载体由合成树脂形成，并且板型金属体在天线载体的预定位置处嵌件模制成。

18.如权利要求1所述的内建天线，其中导体为包括具有预定宽度的板型图案的柔性印刷电路板(FPCB)。

19.如权利要求1所述的内建天线，其中导体为与天线辐射器分开地涂覆在天线载体上具有预定面积和宽度的导电涂料。