CN101325281A - 用于移动电话的多波段天线 - Google Patents

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Abstract

一种用于移动电话的多波段天线，所述移动电话包括多波段天线，该多波段天线以依附方式互相连接，以根据被发送到移动电话和从移动电话接收到的信号进行操作，由于多波段天线的端部隔开预定间隔，谐振单元产生多个频率波段的谐振，以提高静音性能，降低SAR，并防止当持握移动电话进行通话时由于用户的身体和手的影响而使通话性能降低。

Description

用于移动电话的多波段天线
技术领域
本发明涉及一种用于通信的天线，尤其是涉及一种被应用于终端(例如，移动电话)的多波段天线。
背景技术
随着近来移动通信和卫星通信技术的快速发展，信息社会中的无线通信越来越重要。源于面向语音的窄波段通信的无线通信技术快速发展成为用于因特网、多媒体等的宽波段通信。
新的无线服务(例如，基于IMT-2000的第4代移动通信和高速移动通信)的商业化近在咫尺。天线技术是形成无线通信基础的主要技术，由于移动电话的天线性能是确定通信质量的因素，所以天线技术的重要性日益增加。
随着各种通信服务的发展，对各种领域(例如，蜂窝移动通信、个人通信服务(PCS)、卫星移动通信等)中的各种服务的规定成为可能，研究主要集中在无线接入方案、电源/干扰控制以及终端和网络***技术，终端和网络***技术用于实现终端和基站的通信设备的小型化以及减小终端和基站的通信设备的重量。
能够提供各种服务的移动电话的日益普及化持续使得具有各种功能和各种设计的新的终端问世。
移动电话最近的趋势是消费者更喜欢具有主体和副主体的折叠型终端或掀盖型终端，而不是直板型终端。副主体，也被称为折叠体，被安装在主体上，从而折叠体可通过铰链模块被打开预定的角度或者在预定的角度被闭合。
折叠型终端的优点在于：当终端的副主体(包括掀盖或折叠体)结合到主体上时，保护形成在主体上的多个按键以防止设备的误操作。当打开折叠体时，折叠体在通话期间用作声音反射板，以使声音聚集在特定的点。此外，宽的液晶显示(LCD)模块可被单独地安装在折叠型终端的折叠体模块上，使得终端小型化，同时提供各种功能。
正常情况下，在折叠型终端中安装有用于将主体上的副主体打开一定的角度或者在一定的角度将主体上的副主体关闭的铰链模块。铰链模块不仅用于限定副主体的预定的打开/关闭角度，而且在副主体被折叠时，铰链模块还用于积蓄预定的弹力，以防止折叠体被随意地打开。
除了对更小、更轻和更薄的终端有需求之外，还对提供多种功能的终端有需求。为了满足消费者的需求，重点在于尽可能保持或改进所述功能的同时减小终端的尺寸或体积。
除了对使所述多种功能最大化的更小和重量更轻的终端有需求之外，对方便性的需求也日益增加。为了满足该需求，终端制造者致力于消除在移动电话的使用期间可能出现的各种不方便的情况。
由于这些问题，支持两个以上频率波段以使旧的服务和新的服务都能被允许的多波段移动电话正变得日益普及。
因此，用于移动电话的天线也发展成为支持一个以上频率波段的多波段天线。例如，通常，码分多址接入(CDMA)在824MHz～894MHz的频率波段中工作，而PCS在1850MHz～1990MHz的频率波段中工作。与一个移动电话能够支持CDMA波段和PCS波段两者一样，已经开发了能够支持824MHz～894MHz和1850MHz～1990MHz频率波段两者的双波段天线。
近来，对支持CDMA/PCS/GPS波段(包括1574MHz～1576MHz的全球定位***(GPS)波段)的三波段天线的需求日益增加。因此，提供多波段天线以扩展现有的单/双波段天线的上波段和/或下波段。近来，为了提供方便使用的设计良好的移动电话，内置天线(而不是外置天线)被普遍使用。
例如，主要用于移动电话的内置天线(Intenna)可被分为平面倒F天线(PIFA)、环形天线以及单极型天线。
图1A和图1B是示出应用于传统的移动电话的内置天线的透视图。
参照图1A，通常的内置天线主要位于移动电话的上端。虽然内置天线的位置根据移动电话的内部结构而有细微改变，但是内置天线在大多数情况下都形成在上端，以使天线性能最大化。
图1B提供了PIFA/环形内置天线的例子，该天线包括内置天线补片(patch)、连接到内置天线补片的馈电端101以及接地端102。
PIFA内置天线应当被设计成为提供最适于特定的终端的天线特性。在这种情况下，设计天线装置时要考虑固定设计参数和可变设计参数。关于固定设计参数，辐射器的长度和宽度以及接地表面与辐射器之间的间隔距离基本上根据终端的预定的形状和尺寸来确定。
因此，通过在天线特性匹配过程中改变可变设计参数可发现最佳的天线特性。可变设计参数可包括馈电引脚的位置、馈电引脚和接地引脚的宽度、馈电引脚和接地引脚之间间隔的距离以及形成在辐射器上的图案的形状等。
由于应用于传统的移动电话的天线不管其频率模式如何(即，不管其频率模式是单波段模式还是多波段模式)都按照单一的模式实现，所以每个波段不仅独立地在静音(mute)性能上降低而且在独立地在天线辐射特性上降低。为了解决这些问题，可增加天线增益以提高静音性能，然而，这导致特定吸收率(SAR)增加这一副效应。
发明内容
本发明的一方面在于解决至少这些问题和/或缺点，并提供至少下述优点。因此，本发明的一方面在于提供一种多波段天线，该多波段天线互相连接以根据发送到移动电话和在移动电话接收的信号进行操作，并在多个频率波段谐振，从而提高静音性能并降低特定吸收率(SAR)，其中，所述多波段天线期望被电耦合到多个频率波段。
本发明的另一方面在于防止在移动电话的通话过程中由于人体和/或用户的手的影响而使通话性能降低。
根据本发明的一方面，提供一种移动电话，该移动电话包括：多波段天线，以依附方式(dependent manner)互相连接，以根据发送到移动电话/从移动电话接收的信号进行操作；谐振单元，由于多波段天线的端部隔开的预定的间隔而产生多个频率波段的谐振。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它方面、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1A和图1B是示出被应用于移动电话的传统的内置天线的透视图；
图2A和图2B是示出具有根据本发明的优选实施例的多波段天线的折叠型移动电话的透视图；
图3A至图3C是示出根据本发明的优选实施例的多波段天线的内部结构的示意图；
图4A和图4B是示出根据本发明的优选实施例的多波段天线的驻波比率(SWR)的曲线图；
图5是示出具有根据本发明的优选实施例的多波段天线的折叠型移动电话的前侧部被使用的状态的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图详细地描述本发明的优选实施例。在下面的描述中，为了清楚和简明起见，将省略对被包含于此的公知功能和构造的详细描述。
图2A和图2B是示出具有根据本发明的优选实施例的多波段天线的折叠型移动电话的透视图。参照图2A，根据本发明的移动电话200包括：主体210以及通过铰链结合到主体210的上端的折叠体220，从而折叠体220可绕着铰链的中心相对于主体210旋转。
用于输入各种信息的多个键230以及用于拾取用户的语音的话筒240设置在主体210的前部，电池250可拆卸地结合到主体210的后部。多波段天线260安装在主体210的上端中。
虽然多波段天线260可以是具有图案的预定图案型导体，所述图案具有与期望的全球移动通信***(GSM)频率波段和数字无线***(DCS)频率波段对应的长度和间隔，但是多波段天线260不限于此。各种形状的天线辐射器可被安装在多波段天线260中。
折叠体220沿着旋转轴“A”折叠在主体210上。中心铰链臂222形成在折叠体220上，侧铰链臂224和226形成在主体210的两侧，从而侧铰链臂224和226互相面对。
中心铰链臂222中包括铰链模块，铰链模块的一部分以接合的方式被固定到侧铰链臂224和226上，从而在折叠体220的操作过程中给用户提供打开/关闭折叠体的感觉，并在预定时间引导朝着打开/关闭方向的方向改变。
用于输出特定的视频信息的显示装置270安装在折叠体220的前部，听筒122也设置在折叠体220的前部，用户可使用听筒122从另一方接收语音。
参照图2B，主板280安装在主体210中，从而可接收各种信息，并且可基于接收的信息控制通信。多波段天线260安装在主板280的上端并电连接到主板280上。
虽然未示出，但是在主板280的预定区域上形成无线发送/接收电路。无线发送/接收电路用于在多个频率波段中发送/接收信号，例如，所述多个频率波段可以是880MHz～960MHz的GSM频率波段，1.71GMHz～1.88GMHz的DCS频率波段、1.85GMHz～1.99GMHz的个人通信服务(PCS)频率波段等。
无线发送/接收电路在GSM频率波段和/或DCS频率波段将从移动电话200输出的信号发送到多波段天线260，或者在GSM频率波段和/或DCS频率波段将通过多波段天线260接收的信号发送到移动电话200。
在其中安装单独的开关装置的无线发送/接收电路使得多波段天线260根据GSM频率波段或DCS频率波段中的信号选择性地进行操作，并且，当移动电话200处于通话模式时，由于移动电话200的位置靠近用户的身体，所以无线发送/接收电路通过增加静音性能使其超过多波段天线260的接收灵敏度来降低特定吸收率(SAR)。
图3A至图3C是示出根据本发明的优选实施例的多波段天线的内部结构的示意图，图4A和图4B是示出根据本发明的优选实施例的多波段天线的驻波比率(SWR)的曲线图。
参照图3A至图3C，多波段天线260包括具有介电常数的基体300以及用于分别将信号馈送到第一天线310和第二天线320的两个馈电端。
基体300用作天线图案形成有具有多种不同的面(即，多个面)的介电材料的主体，并且可以是预定的介电物质。然而，基体300不限于此，各种形状的介电物质可被安装于此。
第一天线310具有第一馈电端330(图3B)，第一馈电端330形成在基体300的底部上，以馈送被发送到移动电话200/从移动电话200接收到的信号，并且第一天线按照一种图案形成，该图案的长度对应于DCS频率波段，从而第一天线310从第一馈电端330开始沿着基体300的多个不同的表面弯曲。
第二天线320以依附的方式按照预定的距离结合到第一馈电端330，从而第一天线310和第二天线320彼此相邻。第二天线320具有用于馈送被发送到移动电话200/从移动电话200接收到的信号的第二馈电端340，并且第二天线按照一种图案形成，该图案的长度对应于GSM频率波段，从而从第二馈电端340开始，第二天线320与第一天线310对称。
此外，用于对每个频率波段产生谐振的谐振单元350(图3C)被设置为彼此隔开预定间隔(例如，2mm至7mm)的第一天线310和第二天线320的端部。
由于第一天线310和第二天线320通过从第一馈电端330和第二馈电端340输送的信号而彼此电耦合，所以多波段天线260可产生其期望的GSM频率波段和DCS频率波段的谐振，从而提高静音性能并降低SAR。
此外，如图3B所示，多波段天线260具有形成在第一馈电端330和第二馈电端330的连接点处的侧向(水平)槽360，以根据该槽360的尺寸从不期望的频率波段消除寄生谐振。即，作为在槽360形成在多波段天线260的状态下对500MHz～2.1GHz波段测量SWR的结果，从图4A和图4B可看出，由于寄生谐振从630MHz频率波段去除，所以测量的SWR显示出良好的回波损耗特性。
图5是示出具有根据本发明的优选实施例的多波段天线的折叠型移动电话的前侧被使用的状态的示意图。参照图5，当移动电话200利用嵌入在主体210的上端中的多波段天线260执行通话时，在通话期间，用户以包绕的方式持握电话，并用他/她的手指支撑多波段天线260的谐振单元350，从而移动电话200不会下落，从而进一步提高静音性能，并因此防止由于用户的身体和手的干扰而使通话性能降低。
表1显示基于GSM频率波段和DCS频率波段的具有建议的多波段天线260的折叠型移动电话200和具有传统的内置天线的折叠型移动电话200之间的静音的仿真结果的对比。可从表1看出，具有建议的多波段天线260的折叠型移动电话200显示出良好的发送(Tx)/接收(Rx)静音比率。
表1
Figure A20081010964000081
表2显示基于GSM频率波段的具有本发明的多波段天线260的折叠型移动电话200和具有传统的内置天线的折叠型移动电话200之间的发送(Tx)/接收(Rx)比率的仿真结果的对比。表3显示基于DCS频率波段的具有本发明的多波段天线260的折叠型移动电话200和具有传统的内置天线的折叠型移动电话200之间的发送(Tx)/接收(Rx)比率的仿真结果的对比。
表2
Figure A20081010964000091
表3
Figure A20081010964000092
从上述描述清楚的是，本发明产生从多波段天线彼此电耦合的期望的多个频率波段的谐振，该波段天线根据从移动电话发送或接收的信号被互相连接以操作，从而提高静音性能，降低SAR，并防止在与移动电话通话过程中由于用户的身体和手的影响而降低通话性能。
虽然已经参照本发明的特定优选实施例显示并描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可在形式和细节上进行各种改变。

Claims (6)

1、一种用于移动电话的多波段天线，该多波段天线以依附方式互相连接到移动电话，用于将信号发送到移动电话/从移动电话接收信号，所述多波段天线包括：
谐振单元，用于基于所述多波段天线的端部隔开的预定的间隔产生多个频率波段的谐振。
2、如权利要求1所述的多波段天线，还包括：
基体，具有多个不同的面；
第一馈电端，形成在基体的底部上，用于馈送被发送到移动电话和从移动电话接收的信号；
第一天线，按照一种图案形成，该图案的长度对应于第一频率波段，从而第一天线从第一馈电端开始沿着基体的多个不同的表面弯曲。
3、如权利要求2所述的多波段天线，还包括：
第二馈电端，连接到第一馈电端上，用于馈送被发送到移动电话和从移动电话接收的信号；
第二天线，按照另一种图案形成，该图案的长度对应于第二频率波段，从而从第二馈电端开始，第二天线与第一天线对称。
4、如权利要求3所述的多波段天线，其中，第一天线和第二天线彼此电耦合以在多个频率波段产生谐振。
5、如权利要求4所述的多波段天线，其中，多个频率波段包括全球移动通信***频率波段和数字无线***频率波段。
6、如权利要求1所述的多波段天线，其中，在用于馈送被发送到移动电话和从移动电话接收的信号的第一馈电端和第二馈电端的连接点上形成槽，以根据槽的尺寸从不期望的频率波段去除寄生谐振。
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