CN103022637B

CN103022637B - 一种内置天线、内置天线的移动终端及其通信方法

Info

Publication number: CN103022637B
Application number: CN201210479227.XA
Authority: CN
Inventors: 陈春雷
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2032-11-22
Also published as: CN103022637A; WO2013189325A1

Abstract

本发明公开了一种内置天线，包括高频天线走线、低频天线走线、馈电点、接地点、馈电脚、接地脚、馈电导带、接地导带；其中，所述高频天线走线和所述低频天线走线通过馈电点连接；所述馈电点通过馈电导带与馈电脚相连，所述馈电脚与移动终端的射频电路相连；所述接地点通过接地导带与接地脚连接，所述接地脚与移动终端的接地端相连。本发明还同时公开了一种内置天线的移动终端及其通信方法，采用本发明，能够在实现GPS功能、WLAN功能、移动终端通信功能的同时，充分利用移动终端的内部空间进行天线的设置，节省了内置天线所需要的空间。

Description

一种内置天线、内置天线的移动终端及其通信方法

技术领域

本发明涉及移动终端技术中的天线领域，尤其涉及一种内置天线、内置天线的移动终端及其通信方法。

背景技术

随着移动通信技术的迅猛发展，以及移动通信***的广泛应用，作为移动通信***的终端产品，移动终端正在向着小型化、多模化、以及高性能化的方向发展。

对移动终端生产厂商而言，射频(RF)部分、基带部分、以及数字信号处理(DSP)部分，到目前为止都已实现了很高程度的集成化，有力地促进了移动终端设备的小型化和低成本化。唯有天馈部分，特别是移动终端的天线部分，因其性能、结构尺寸受移动终端结构、外形大小、电子元器件安装位置、以及移动终端机壳材料性能的影响，技术进步很慢，导致目前移动终端天线集成度仍较低，价格也较高，制约了移动终端技术的进一步发展。

目前，移动终端上一般采用内置式天线，主要有平面倒F型天线(PIFA)和单级天线。这些内置天线都是在一个二维的平面中设计制造的，这就造成天线占用空间过大，无法用于对尺寸要求很严的小型化移动终端。

另外，随着智能移动终端的普及，移动终端需要更多的天线来接收全球卫星定位***(GPS)信号、无线局域网(WLAN)信号、以及多制式多频段的移动终端信号，如此，当前的PIFA天线和单级天线更加无法满足空间设计的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种内置天线，能节省天线所需要的空间，从而缩小移动终端尺寸。

本发明的另一目的在于提供了一种内置天线的移动终端及其通信方法，能够利用多根内置天线分别实现GPS定位、WLAN、移动终端通信多种功能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种内置天线，该内置天线包括：高频天线走线、低频天线走线、馈电点、接地点、馈电脚、接地脚、馈电导带、接地导带；其中，

所述高频天线走线和所述低频天线走线通过馈电点连接；

所述馈电点通过馈电导带与馈电脚相连，所述馈电脚与移动终端的射频电路相连；

所述接地点通过接地导带与接地脚连接，所述接地脚与移动终端的接地端相连。

上述方案中，所述高频天线走线呈直线圆柱状，一端与馈电点相连，另一端净空；

所述低频天线走线呈直线圆柱状或呈直角圆柱状，一端与馈电点相连，另一端净空；

相应的，高频天线走线和低频天线走线整体呈直线型，或高频天线走线和低频天线走线整体呈直角型。

本发明提供了一种内置天线的移动终端，该移动终端包括：一个以上内置天线、一个以上位于印刷电路板PCB上的射频模块、一个接地端；其中，

所述内置天线分别位于PCB的净空处，且分别与临近的PCB边的边缘保持一定距离；一个内置天线的馈点脚与一个射频模块的输入端连接；所述内置天线的接地脚均与接地端连接；

所述射频模块，集成于PCB上，用于接收对应内置天线发送的射频信号，并对射频信号进行相应的射频处理；

所述接地端，位于PCB上，用于提供PCB接地点给内置天线。

上述方案中，所述内置天线包括：高频天线走线、低频天线走线、馈电点、接地点、馈电脚、接地脚、馈电导带、接地导带；其中，

所述高频天线走线和所述低频天线走线通过馈电点连接；

上述方案中，所述内置天线包括：第一天线、第二天线、第三天线；所述射频模块包括第一射频模块、第二射频模块、第一射频模块；其中，

所述第一天线，用于接收GPS信号，并将所述GPS信号发送至第一射频模块进行处理；

所述第二天线，用于接收WLAN信号，并将所述WLAN信号发送至第二射频模块进行处理；

所述第三天线，用于接收移动终端信号，并将所述移动终端信号发送至第三射频模块进行处理。

上述方案中，所述移动终端信号包括：GSM信号、WCDMA信号。

本发明提供了一种内置天线的移动终端的通信方法，在移动终端PCB的净空处设置一个以上内置天线；该方法还包括：

移动终端的内置天线接收电磁波信号，移动终端的射频模块对接收到的电磁波信号进行射频处理。

上述方案中，所述内置天线为直线型天线或直角型天线，分别与临近的PCB边的边缘保持一定距离；一个内置天线的馈点脚与一个射频模块的输入端连接；所述内置天线的接地脚均与移动终端中的接地端连接。

上述方案中，所述电磁波信号包括：GPS信号、WLAN信号、移动终端信号；

所述移动终端信号包括GSM信号、WCDMA信号。

本发明提供的内置天线、内置天线的移动终端及其通信方法，在移动终端内部的印刷电路板(PCB)周围的净空处设置金属棒天线，金属棒天线可以有直线型和直角型，分别与近邻的PCB边缘保持一定距离，且该金属棒天线通过馈电脚与PCB的射频模块相连；相比于现有技术中的内置天线，本发明中的内置天线大大缩小了天线占用空间；并且，可以根据实际应用的需要，在移动终端的PCB四周的净空处灵活设置多根天线，能够利用这些天线分别实现GPS定位功能、WLAN功能、移动终端通信功能等多种功能。

附图说明

图1为本发明的直线型天线示意图；

图2为本发明的直角型天线示意图；

图3为本发明实施例内置天线的移动终端原理图；

图4为本发明内置天线的移动终端实现通信方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将参照附图详细说明本发明的一些实施例，从而使得本领域的普通技术人员能够容易实施本发明的技术要领。此外，在对本发明进行说明时，如果详细描述已知功能和结构会使本发明的要点变得模糊，那么会省略这些详细描述内容。提供本发明实施例的目的在于，向本领域的普通技术人员提供更完整的技术内容。因此，为了突出说明效果，附图中元件的形状、尺寸等可以被放大。

下面参照附图说明本发明实施例中内置天线和采用本发明内置天线的移动终端及其通信方法。

图1为本发明的直线型天线示意图，如图1所示，该直线型天线包括：高频天线走线11、低频天线走线12、连接高频天线走线11和低频天线走线12的馈电点13、接地点14、馈电脚15、接地脚16、连接馈电点13和馈电脚15的馈电导带17、连接接地点14和接地脚16的接地导带18；其中，

所述高频天线走线11呈直线圆柱状，一端与馈电点13相连，另一端净空；

这里，所述高频天线走线11的长度为L1，是从馈电点13到净空端的长度，所述净空是指不连接任何器件或点；由于长度L1满足谐振器的条件是应为四分之一波导波长，为此，L1应满足：

L 1 = \frac{λ 1}{4 \sqrt{ϵ}}

其中，λ1为高频天线走线11工作频率的波长，ε为该高频天线走线11介质的有效介电常数；这里，所述高频天线走线11介质可以是铜、铁等；

所述低频天线走线12与高频天线走线11具有相同的形状和工作原理，且低频天线走线12和高频天线走线11整体呈一个直线型圆柱状；不同之处在于：低频天线走线12的长度为L2，且根据谐振器条件，低频天线走线12工作频率的波长λ2不同于高频天线走线11工作频率的波长λ1；进一步的，λ1为高频波长，即短波；λ2为低频波长，即长波；

这里，L1和L2的长度可根据设计天线的频率和带宽来调整；

所述馈电点13，位于高频天线走线11和低频天线走线12的连接部，通过馈电导带17与馈电脚15相连；其中，所述馈电导带17是贯通馈电点13和馈电脚15的馈电金属化孔；

所述接地点14，位于馈电点13附近，通过接地导带18与接地脚16相连；其中，所述接地导带18是贯通接地点14和接地脚16的接地金属化孔；

所述馈电脚15，与移动终端的射频电路相连，用于传递接收信号和发送信号；

所述接地脚16，与移动终端的接地端相连。

进一步的，所述接地脚16根据设计的需要可以省略；相应的，接地点14、接地导线18也可以随之省略。

图2为本发明的直角型天线示意图，如图2所示，该直角型天线包括：高频天线走线21、低频天线走线22、连接高频天线走线21和低频天线走线22的馈电点23、接地点24、馈电脚25、接地脚26、连接馈电点23和馈电脚25的馈电导带27、连接接地点24和接地脚26的接地导带28；其中，

所述高频天线走线21呈直线圆柱状，一端与馈电点23相连，另一端净空；

这里，所述高频天线走线21的长度为L3，是从馈电点23到净空端的长度，所述净空是指不连接任何器件或点；由于长度L3满足谐振器的条件是应为四分之一波导波长，为此，L3应满足：

L 3 = \frac{λ 3}{4 \sqrt{ϵ}}

其中，λ3为高频天线走线21工作频率的波长，ε为该高频天线走线21介质的有效介电常数；这里，所述高频天线走线21介质可以是铜、铁等；

所述低频天线走线22与高频天线走线21具有相同的工作原理，且低频天线走线22和高频天线走线21整体呈一个直角型圆柱状；不同之处在于：低频天线走线22呈直角圆柱状，一端与馈电点相连，另一端净空，直角两边总长度为L4；且根据谐振器条件，低频天线走线22工作频率的波长λ4不同于高频天线走线21工作频率的波长λ3；进一步的，λ3为高频波长，即短波，λ4为低频波长，即长波；

这里，L3和L4的长度可根据设计天线的频率和带宽来调整；

所述馈电点23，位于高频天线走线21和低频天线走线22的连接部，通过馈电导带27与馈电脚25相连；其中，所述馈电导带27是贯通馈电点23和馈电脚25的馈电金属化孔；

所述接地点24，位于馈电点23附近，通过接地导带28与接地脚26相连；其中，所述接地导带28是贯通接地点24和接地脚26的接地金属化孔；

所述馈电脚25，与移动终端的射频电路相连，用于传递接收信号和发送信号；

所述接地脚26，与移动终端的接地端相连。

进一步的，所述接地脚26根据设计的需要可以省略；相应的，接地点24、接地导线28也可以随之省略。图3为本发明实施例内置天线的移动终端原理图，如图3所示，该移动终端包括：一个以上内置天线、一个以上位于PCB上的射频模块34、一个接地端35；其中，

所述内置天线为直线型天线或直角型天线，分别位于PCB的净空处，且分别与临近的PCB边的边缘保持一定距离；这里，所述净空处是指PCB上边缘区域中没有任何电器元件的区域；所述一定距离可以是4至10mm距离；

一个内置天线的馈点脚与一个射频模块34的输入端连接；所述内置天线的接地脚均与接地端35连接。

所述射频模块34，集成于PCB上，用于接收对应内置天线发送的射频信号，并对射频信号进行相应的射频处理；

所述接地端35，位于PCB上，用于提供PCB接地点给内置天线。

所述内置天线及其对应的射频模块，可以分别用于实现GPS定位功能、WLAN功能、移动终端通信功能。

本实施例中，移动终端包括三个内置天线：第一天线31、第二天线32和第三天线33；

移动终端还包括三个射频模块34：第一射频模块RF1、第二射频模块RF2和第三射频模块RF3，RF1用于接收第一天线31发送的GPS信号，RF2用于接收第二天线32发送的WLAN信号，RF3用于接收第三天线33发送的移动终端信号；

具体的，所述第一天线31为直线型天线，位于PCB下方的净空处，且与PCB下边缘保持一定距离S1；其中，S1的长度为4-10mm，可根据设计天线的频率和带宽来调整；

这里，所述第一天线31，用于实现GPS定位功能，将收到的GPS信号发送至射频模块RF1进行射频处理；

所述第二天线32为直角型天线，位于PCB左上方的净空处，且天线的水平端和竖直端分别与PCB上方的水平边缘和左方的竖直边缘保持一定距离S2；其中，S2的长度为4-10mm，可根据设计天线的频率和带宽来调整；

这里，所述第二天线32，用于实现WLAN功能，将收到的WLAN信号发送至射频模块RF2进行射频处理；

所述第三天线33为直角型天线，位于PCB电路板右上方的净空处，且天线的水平端和竖直端分别与PCB电路板的水平边缘和竖直边缘保持一定距离S3；其中，S3的长度为4-10mm，可根据设计天线的频率和带宽来调整；

这里，所述第三天线33，用于实现移动通信功能，将收到的移动终端信号发送至射频模块RF3进行射频处理；

这里，所述移动终端信号包括：GSM频段信号、WCDMA频段信号等。

这里，所述第一天线31、第二天线32和第三天线33的位置可不唯一，可按照布局需要而调换；也就是说，第一天线31、第二天线32和第三天线33的位置可以互换，只要原有的天线走线的长度不变，使其能够在有限的PCB四周净空间内排列开即可，具体情况可参照实际布局需要。

这里，仅以三根天线为例，实际应用中，如果有更少或更多根天线，均可采用上述类似方式进行布局。

这里，当天线根据设计需要没有接地脚时，所述一个接地端35也可以不提供PCB接地点给内置天线。

图4为本发明内置天线的移动终端实现通信方法的流程示意图，如图4所示，该方法包括：

步骤401：在移动终端PCB的净空处设置一个以上内置天线；

其中，所述内置天线为直线型天线或直角型天线，分别与临近的PCB边的边缘保持一定距离，所述一定距离可以是4至10mm距离；一个内置天线的馈点脚与一个射频模块的输入端连接；所述内置天线的接地脚均与移动终端中的接地端连接。

步骤402：移动终端的内置天线接收电磁波信号，移动终端的射频模块对接收到的电磁波信号进行射频处理；

这里，移动终端通过不同的内置天线分别用于接收不同类型的电磁波信号；所述电磁波信号包括：GPS信号、WLAN信号、移动终端信号等等；其中，移动终端信号包括GSM信号、WCDMA信号等。

这里，所述电磁波信号进行射频处理之前，若天线接收到的信号强度不理想，可以先将天线接收的信号通过天线匹配网络，以增强天线接收到的信号；其中，所述天线匹配网络可由若干电阻和电容器组成的电路实现；

这里，移动终端包括一个以上射频处理模块，分别对不同内置天线发来的GPS信号、WLAN信号、移动终端信号进行射频处理。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1.一种内置天线，其特征在于，该内置天线包括：高频天线走线、低频天线走线、馈电点、接地点、馈电脚、接地脚、馈电导带、接地导带；其中，

所述高频天线走线和所述低频天线走线通过馈电点连接；

所述接地点通过接地导带与接地脚连接，所述接地脚与移动终端的接地端相连；

所述高频天线走线呈直线圆柱状，一端与馈电点相连，另一端净空；

相应的，高频天线走线和低频天线走线整体呈直线型，或高频天线走线和低频天线走线整体呈直角型；

所述内置天线分别位于印刷电路板PCB的净空处，且分别与临近的PCB边的边缘保持一定距离。

2.一种内置天线的移动终端，其特征在于，该移动终端包括：一个以上内置天线、一个以上位于印刷电路板PCB上的射频模块、一个接地端；其中，

所述内置天线分别位于PCB的净空处，且分别与临近的PCB边的边缘保持一定距离；一个内置天线的馈点脚与一个射频模块的输入端连接；所述内置天线的接地脚均与接地端连接；所述内置天线包括：高频天线走线、低频天线走线、馈电点、接地点、馈电脚、接地脚、馈电导带、接地导带；其中，

所述高频天线走线和所述低频天线走线通过馈电点连接；

所述接地端，位于PCB上，用于提供PCB接地点给内置天线。

3.根据权利要求2所述的移动终端，其特征在于，所述内置天线包括：第一天线、第二天线、第三天线；所述射频模块包括第一射频模块、第二射频模块、第三射频模块；其中，

4.根据权利要求3所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端信号包括：GSM信号、WCDMA信号。

5.一种内置天线的移动终端的通信方法，其特征在于，在移动终端PCB的净空处设置一个以上内置天线；该方法还包括：

移动终端的内置天线接收电磁波信号，移动终端的射频模块对接收到的电磁波信号进行射频处理；其中，所述内置天线包括：高频天线走线、低频天线走线、馈电点、接地点、馈电脚、接地脚、馈电导带、接地导带；所述内置天线为直线型天线或直角型天线；所述内置天线分别位于PCB的净空处，且分别与临近的PCB边的边缘保持一定距离；一个内置天线的馈点脚与一个射频模块的输入端连接；所述内置天线的接地脚均与移动终端中的接地端连接；所述高频天线走线和所述低频天线走线通过馈电点连接；所述馈电点通过馈电导带与馈电脚相连，所述馈电脚与移动终端的射频电路相连；所述接地点通过接地导带与接地脚连接，所述接地脚与移动终端的接地端相连；所述高频天线走线呈直线圆柱状，一端与馈电点相连，另一端净空；所述低频天线走线呈直线圆柱状或呈直角圆柱状，一端与馈电点相连，另一端净空；相应的，高频天线走线和低频天线走线整体呈直线型，或高频天线走线和低频天线走线整体呈直角型。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电磁波信号包括：GPS信号、WLAN信号、移动终端信号；

所述移动终端信号包括GSM信号、WCDMA信号。