CN103022724A - 无线通信设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无线通信设备,所述无线通信设备包括:第一天线部件,具有第一供电点;第二天线部件,具有第二供电点;第一导电板,在所述第一天线部件和所述第二天线部件之间延伸;第二导电板,基本与所述第一导电板平行地设置,并且在所述第一天线部件和所述第二天线部件之间延伸;以及短路构件,使所述第一导电板和所述第二导电板彼此电短路,使得由所述第一导电板的***的一部分和所述第二导电板的***的一部分形成缝隙。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年9月21日提交的美国临时专利申请序列号No.61/537,109的在先提交日期的优先权,其全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及天线装置,并且具体地讲,涉及(但不限于)采用MIMO(多输入多输出)天线装置的无线通信设备。
背景技术
称为“LTE”(长期演进)的业务是已知的用于移动电话的高速数据通信的规范之一。当从天线的技术方面来看,LTE具有以下特征。
也就是说,LTE是针对称为“MIMO”的通信***设计的,在MIMO通信***中,使用多个天线进行发送和接收,以实现高速数据通信。诸如采用MIMO的便携式终端的无线通信设备通常使用两个天线。期望的是,这两个天线应该理想地具有相同的天线特性。
称为天线之间的“相关性”的指标用作MIMO的天线特性的关键点。已知的是,如果天线之间的相关性的值(系数)大(也就是说,相关度高),则通信速度降低。
各个国家当前或计划用于LTE业务的频带存在于宽的范围上,并且期望的是,应该扩宽现有蜂窝***的较低波带和较高波带。
例如,在美国的700-MHz波带的业务中,降低天线之间的相关性是相当困难的。这是因为,较低的频率致使高频电流流经便携式终端的整个基板,从而致使天线进入类似于偶极天线的工作方式,使得天线的方向性更少地依赖于天线的设计。因此,如果尝试通过改变天线之一的设计而改变方向性来改善相关性,则得到所需结果是相当困难的。
日本未审专利公开No.2008-17047提出了一种多天线,可以将所述多天线应用于受相互偶合影响较小的移动通信***。多天线包括分别连接至电路基板上的多个供电点的多个供电元件,以及单个或多个在任意供电点附近连接至电路基板的寄生元件。
发明内容
在如上讨论的诸如采用MIMO的便携式终端的无线通信设备中,期望的是,数量通常为两个的天线应该理想地具有相同的天线特性。然而,如上述的现有技术中的将寄生元件连接至供电元件附近可能导致天线效率的差异。因此,上述现有技术不适用于MIMO,对于MIMO而言天线具有相同的天线特性是理想上优选的。
以此为背景,发明者认识到对于包括一种天线装置的无线通信设备的需求,在这种天线装置中多个天线具有低相关度和平衡的天线效率。
根据本发明的实施例,提供了一种无线通信设备,所述无线通信设备包括:第一天线部件,具有第一供电点;第二天线部件,具有第二供电点;第一导电板,在所述第一天线部件和所述第二天线部件之间延伸;第二导电板,基本与所述第一导电板平行地设置,并且在所述第一天线部件和所述第二天线部件之间延伸;以及短路构件,使所述第一导电板和所述第二导电板彼此电短路,使得由所述第一导电板的***的一部分和所述第二导电板的***的一部分形成缝隙。
第一导电板和第二导电板在其间形成预定缝隙,以提供与缝隙天线等效的功能。通过在第一导电板和第二导电板之间***这种缝隙天线,降低了第一天线部件和第二天线部件之间的相关性。
通过有效地利用如第一导电板和第二导电板的在无线通信设备中设置的现有组件,可以以低成本提供具有所需天线特性的无线通信设备。
附图说明
图1(a)和图1(b)分别示出用作根据本发明的实施例的无线通信设备的实例的便携式终端的前表面和后表面的外观。
图2示出根据本发明的实施例的便携式终端的天线装置的简化构造。
图3(a)和图3(b)示出根据本发明的实施例的第一导电板和第二导电板的构造。
图4(a)和图4(b)示出已知的缝隙天线(或槽缝天线)。
图5示出图3(a)和图3(b)中示出的构造的修改形式。
图6(a)至图6(d)示出根据本发明的实施例的形成缝隙的元件组合的4个主要方面。
图7(a)是示出根据图6示出的第一方面的便携式终端的示意外观的透视图,并且图7(b)示出抽取出的便携式终端的缝隙。
图8(a)至图8(e)示出图7(a)示出的便携式终端的特定构造的实例。
图9示出通过图8(c)中示出的缝隙12形成的缝隙天线的天线特性。
图10是示出用于根据本发明的实施例的便携式终端的元件的值和短路构件的数量的特定实例的图示。
图11是示出用于根据本发明的实施例的便携式终端的元件的值和短路构件的数量的特定实例的另一图示。
图12是示出用于根据本发明的实施例的便携式终端的各种模式的包络相关系数(Envelope Correlation Coefficient:ECC)的曲线图。
图13(a)和图13(b)是分别示出主天线部件(底部)的效率和次天线部件(顶部)的效率的频率特性的曲线图。
图14(a1)至图14(a4)以及图14(b1)至图14(b4)分别示出在不使用缝隙的情况下和在使用缝隙的情况下,当向主天线供电时,主天线、次天线和两个天线共用的GND板中的电流分布。
图15(a)、图15(b1)、图15(b2)、图15(c1)和图15(c2)示出具有缝隙的便携式终端,以及在向次天线供电的情况下,分别从便携式终端的前表面和侧表面观察时的辐射图案。
图16(a)和图16(b)是示出图10中示出的便携式终端的天线装置的S-参数的频率特性的曲线图。
图17(a)至图17(e)示出第二方面的特定构造的实例。
图18(a)是当从左侧表面观察时,根据第二方面的便携式终端的必要部分的透视图,图18(b)是当从终端的上端侧观察时,去除次天线23的便携式终端的必要部分的透视图。
图19(a)至图19(e)示出第四方面的特定构造的实例。
图20是从左侧表面观察时,根据第四方面的便携式终端的必要部分的透视图。
图21(a)至图21(c)是示出在不利用缝隙的情况下、在利用外壳面板和PCB之间的缝隙的情况下以及在使用PCB和SUS板之间的缝隙的情况下,ECC的频率特性、主天线部件(底部)的天线效率以及次天线部件(顶部)的天线效率的曲线图。
图22(a)至图22(c)是示出天线特性的曲线图,所述天线特性表示在利用外壳面板和SUS板之间的缝隙的情况下、在利用PCB和SUS板之间的缝隙的情况下以及不利用缝隙的情况下的S-参数的值。
图23(a)和图23(b)示出根据本发明的第二实施例的便携式终端的示意性构造。
图24(a)和24(b)是示出图23(a)和图23(b)中示出的便携式终端的天线装置的S-参数的频率特性的曲线图。
图25(a)和图25(b)示出本发明的修改形式。
图26(a)和图26(b)是示出图25(a)和图25(b)中示出的便携式终端的天线装置的S-参数的频率特性的曲线图。
图27是示出根据本发明的实施例的天线装置的各种模式的主天线的效率的频率特性的曲线图。
图28是示出根据本发明的实施例的天线装置的各种模式的次天线的效率的频率特性的曲线图。
图29是示出以上讨论的天线装置的各种模式的包络相关系数(ECC)的频率特性的曲线图。
具体实施方式
下面,将参照附图详细描述本发明的实施例。
图1(a)和图1(b)分别示出用作根据本发明的实施例的无线通信设备实例的诸如称为“智能手机”的便携式终端的前表面和后表面的外观。便携式终端具有外壳101,该外壳101具有大致长方体的外形。
在图1(a)中示出的便携式终端的前表面侧设置诸如LCD的显示装置的显示屏104。在显示屏104的上侧设置扬声器部件102。在显示屏104的下侧设置包括操作键105a至105c的操作部件105。
如图1(b)中清楚地示出的,便携式终端包括位于便携式终端下端用作第一天线部件的主天线部件108,以及位于便携式终端上端与主天线部件108分开设置的用作第二天线部件的次天线部件109。外壳面板106设置在主天线部件108和次天线部件109之间,处于便携式终端的后表面上。外壳面板106形成随后将讨论的第一导电板。在这个实例中,外壳面板106还用作电池盖。然而,外壳面板106不是必须用作电池盖。外壳面板106由导电金属材料形成。可供选择地,可以通过用导电层覆盖塑料材料或者通过在塑料材料中嵌入导电层,而形成外壳面板106。在外壳面板106的上部中心处形成的圆形开口表示相机部件107。但是应当注意,相机部件107不是本发明的必要元件。
图2示出根据实施例的便携式终端的天线装置的简化构造。便携式终端包括形成位于便携式终端下端的第一天线部件的主天线21,以及形成位于便携式终端上端的、与主天线21分开设置的第二天线部件的次天线23。在本实施例中,主天线21和次天线23形成MIMO天线装置。第一导电板11在主天线21和次天线23之间延伸。第二导电板13基本与在主天线21和次天线23之间的第一导电板11平行地延伸。导电板11和导电板13通过在对应于导电板11和13***部分的大致一半的范围上设置的多个短路构件17彼此电连接。这里,假设短路构件17是具有任意形状和大小的导电引脚。短路构件17可以是接触构件,如,类似导电板状的构件或导电弹簧。在使用这种接触构件的情况下,可以在外壳面板106侧设置弹簧结构,或者可以在相向构件侧设置板簧。
导电板13用作两个天线共用的GND板(GND面)。主天线21和次天线23的相应的GND连接至导电板13。
如图3(a)所示,示出了抽取出的两个导电板11和13,在作为两个导电板***部分的范围18的两端以及这两端之间的单个或多个位置处设置短路构件17。将相邻短路构件17之间的间隔设置成小于预定值,使得由对应于所述间隔的缝隙形成的缝隙天线的共振频率充分高于便携式终端使用的频率。例如,在短路构件17是导电引脚的情况下,沿着除了预期缝隙区域外的第一导电板和第二导电板的***、以比预定间隔更窄的间隔设置多个导电引脚。在使用的频率方面,认为这种构造与如图3(b)所示的两个导电板***的范围18被固态导电板11完全覆盖的构造是等效的。结果,由两个导电板11和13***的范围19上的、两个导电板11和13的边缘之间的间隙形成缝隙12。换句话说,短路构件17使第一导电板和第二导电板彼此电短路,使得通过彼此相向的第一导电板的***的一部分和第二导电板的***的一部分形成预定缝隙。认为这种构造与在单个导电板中形成预定缝隙的缝隙天线是等效的。将缝隙的长度设置成便携式终端所使用的天线装置的频率波长的大致一半(λ/2)。
对于缝隙12在纵向方向上的整个长度,缝隙12的宽度可以不是恒定的。
返回图2,在缝隙21的附近,优选地,在面向缝隙12的间隙的多个位置处,设置主天线21的供电点22和次天线23的供电点24。
这里,为了更好地理解本实施例,将参照图4(a)和4(b)描述已知的缝隙天线(或槽缝天线)。如图4(a)所示,导电板10设置有薄而长的缝隙(或槽)12,并且在缝隙12的边缘之间施加交流电压,该交流电压的频率的半波长对应于缝隙长度。已知的是,导电板10产生电磁场辐射,以用作天线。缝隙天线的共振频率取决于缝隙12的长度L。缝隙12的宽度W也可能影响共振频率。如图4(b)所示,可以将作为电子组件的元件15***缝隙12的边缘之间,以调节缝隙天线的共振频率。在这个实例中,元件15是无源元件,并且例如可以是电抗元件,如,具有感抗的电感或具有容抗的电容。可以调节缝隙天线的共振频率,使其因电感而增加并且因电容而减小。
另外,在图3(a)和图3(b)示出的构造中,如图5所示,例如,作为电抗元件(如,电感或电容)的元件25、26可以被设置成连接在缝隙12的相向边缘之间,处于缝隙12的主天线21侧的某点处和缝隙12的次天线23侧的某点处。通过选择这些元件的值,可以如涉及图4(b)示出的,调节由缝隙12形成的缝隙天线的共振频率。然而应当注意,使用元件25、26对于本发明不是必要的。这些元件的数量不限于两个。
图6(a)至图6(d)示出形成根据本实施例的缝隙12的元件组合的4个主要方面。
图6(a)示出第一方面,其中,将以上讨论的导电外壳面板106用作第一导电板,并且其中,将在印刷电路板(PCB)111中形成的导电层(GND板)用作第二导电板。
图6(b)示出第二方面,其中,将导电外壳面板106用作第一导电板,并且其中,将SUS板113用作第二导电板。SUS板113是由不锈钢(Steel Use Stainless)制成的金属板并通常用于加固便携式终端中的LCD面板等的目的,并且与外壳面板基本平行地设置。
图6(c)示出第三方面,其中,将在PCB中形成的导电层(GND板)用作第一导电板,并且其中,将SUS板113用作第二导电板。
图6(d)示出第四方面,其中,将在作为两个半块基板的PCB111a、111b中形成的导电层(GND板)用作第一导电板,并且其中,将SUS板113用作第二导电板。两个PCB 111a、111b中的导电层通过导电耦合构件112彼此连接。示出布线作为导电耦合构件112的实例。然而,导电耦合构件112不限于布线。
图7(a)是示出根据以上讨论的第一方面的便携式终端的示意性外观的透视图。如涉及图2示出的,便携式终端具有大致长方体外形,并且包括位于便携式终端下端用作第一天线部件的主天线21,以及位于便携式终端上端与主天线21隔开设置的用作第二天线部件的次天线23。用作第一电连接板11的外壳面板106在分别位于终端的上端和下端、彼此隔开设置的主天线21和次天线23之间延伸。用作第二导电板13的PCB 111(其导电层)在主天线21和次天线23之间与外壳面板106基本平行地延伸。如涉及图3(a)示出的,外壳面板106与PCB 111的导电层通过在对应于外壳面板106和PCB 111的导电层的***部分的大致一半的范围上设置的多个短路构件17而彼此电连接。在外壳面板106和PCB 111的导电层之间形成缝隙12。
抽取并在图7(b)中示出缝隙12的轮廓。缝隙12不仅沿着便携式终端的侧面部分延伸,而且还在与侧面部分的纵向方向正交的方向上延伸。因此,缝隙12的整个长度随着最外侧短路构件17的位置而变化。在图示的实例中,缝隙12包括侧面部分12a以及与侧面部分12a连通的下端部分12b和上端部分12c,与外壳面板106的构造对应。下端部分12b和上端部分12c的宽度大于侧面部分12a的宽度。由短路构件17集合中的两个最外侧短路构件17a的边缘、在未设置短路构件17的范围上与短路构件17a边缘连接的外壳面板106的边缘,以及在这个范围上与外壳面板106的边缘相向的PCB 111的导电层的边缘形成限定缝隙12的边缘的环路。
尽管未示出,但主天线21和次天线23被彼此分开的外壳部分覆盖。在图7(a)中的PCB 111的前表面侧(图7(a)中示出的便携式终端的后侧)设置形成显示部件的其它元件,如,LCD装置。
图8(a)至图8(e)示出图7(a)中示出的便携式终端的特定构造的实例。图8(c)、图8(b)和图8(e)分别为便携式终端的必要部分的前视图、左侧视图和右侧视图。图8(d)是位于便携式终端下端的主天线部件的放大透视图。图8(a)是位于便携式终端上端的次天线部件的放大透视图。图8(a)至图8(e)为了便于图示而没有按比例绘制。
在这个方面,将导电外壳面板106用作第一导电板,并且将印刷电路板(PCB)111中形成的导电层(GND板)用作第二导电板。在外壳面板106和印刷电路板(PCB)111之间形成缝隙12。在图示的实例中,如图8(b)中示出的,外壳面板106包括薄而长的侧面部分106a,该部分与外壳面板106的主平坦表面基本成直角地向内弯曲。然而应当注意,侧面部分106a不是本发明的必要元件。缝隙12的宽度可以取决于侧面部分106a的存在与否而变化。可以通过调节缝隙12的长度并选择元件25、26的值来适应缝隙宽度的这种变化。
图9是示出图8(c)中示出的向缝隙12供电的情况下缝隙天线的天线特性的曲线图。天线的特征已根据仿真结果而获得。提供曲线图,以检查尽管不实际向缝隙12供电,但是当向主天线21和次天线23供电时,流经缝隙12的地电流是否在期望的频率共振。在曲线图中,横轴表示频率[GHz],并且纵轴表示反射特性[dB]。S3,3表示第三天线(这里为虚拟缝隙天线)的反射特性。为了方便起见,曲线图示出使用图8(d)中示出的短路构件17a的位置作为供电点来测量缝隙天线特性的结果。从曲线图中发现,缝隙天线具有若干共振频率。共振频率包括700-MHz波带。
将参照图10和图11描述根据实施例的便携式终端中使用的短路构件17(在这个实例中为导电引脚)的数量和元件25、26的值的特定实例。图10再次示出图8(c)中示出的便携式终端的构造,其中,将引脚用作短路构件17,并且为了区分彼此将引脚和元件25、26编号。实际在便携式终端的平面视图中看不到如所示出的缝隙12。然而,为了表示缝隙12的位置和长度,为方便起见,使用粗线表示缝隙12。
图11示出对于图10中示出的便携式终端中的引脚#1至#6和元件#1和#2和它们的值的、本实施例中可采用的5种构造实例(模式)。用作参考的模式#0包括图10中示出的所有的引脚#1至#6,并且使用3.5pF的电容作为元件25、26。在图11中,在表示引脚的字段中,“○”标记和“×”标记分别表示存在对应的引脚和不存在对应的引脚。
模式#1包括引脚#1和引脚#3至#6,去除了引脚#2,并且使用2.2pF的电容作为元件25、26。
模式#2包括引脚#2至#6,去除了引脚#1,并且使用2.2pF的电容作为元件25、26。
模式#3仅包括引脚#1和引脚#3,去除了引脚#2和#4至#6,并且使用2.2pF的电容作为元件25、26。
模式#4包括引脚#1、#3、#4和#6,去除了引脚#2和#5,并且使用10nH的电感作为元件25、26。
如以上讨论的,元件25、26不一定是必要元件。
图12是示出对于模式#0(参考)和模式#1至#4的包络相关系数(Envelope correlation coefficient,ECC)的曲线图。图13(a)和图13(b)是分别示出主天线部件(底部)的效率和次天线部件(顶部)的效率的频率特性的曲线图。已根据仿真结果获得了曲线图。还采用相同方式得到随后将讨论的其它曲线图。
在图12中,对于模式#0(参考)和模式#1的曲线图彼此基本一致。模式#3和模式#4(特别是模式#3)表现出在低于约0.78MHz的频率下的高相关性。因此,发现的是,如模式#3中那样去除#4至#6的所有引脚不是优选的。
如图13(a)和13(b)所示,这些模式之间,天线效率略有波动。然而,主天线部件(底部)和次天线部件(顶部)之间,天线效率基本平衡,并且两个天线部件的天线效率的值不会特别引起问题。
图14(a1)至14(a4)以及14(b1)至14(b4)分别示出不利用缝隙的情况下和利用缝隙的情况下,当向主天线21供电时,主天线21、次天线23和这两个天线共用的GND板中的电流分布。在这些图中,虚线椭圆形框表示次天线的区域。图下部的0度、45度、90度和135度表示所施加的高频功率的相角。从图14(a1)至14(a4)中发现,在不利用缝隙的情况下,根据对主天线21的供电,在次天线23中激发出电流。也就是说,如果在不存在缝隙的情况下向主天线21供电,则高频电流流经具有λ/4长度的GND板120,这样也会在次天线23中激发出电流。这意味着,这两个天线彼此强耦合,也就是说,具有高相关性。
相比之下,从图14(b1)至图14(b4)中发现,在利用缝隙的情况下即使向主天线21供电,电流也不流经次天线23。如果在存在缝隙的情况下向主天线21供电,具有λ/2缝隙长度的缝隙天线共振,在缝隙天线中产生驻波,这样不会在次天线23中激发出电流。这意味着,这两个天线彼此弱耦合,也就是说,具有低相关性。
对于图15(a)中示出的具有缝隙12的便携式终端,图15(b1)和图15(b2)示出在向次天线23(顶部)供应740MHz处的功率的情况下,分别从便携式终端的前表面和侧表面观察到的辐射图案。同样地,图15(c1)和图15(c2)示出在向主天线21(底部)供应740MHz处的功率的情况下,分别从便携式终端的前表面和侧表面观察到的辅射图案。在这些图中,用明亮和阴影表示三维辐射图案的强度。辐射图案具有圆环圈状的三维形状,其中便携式终端的纵向方向用作中心轴。具体地讲,比较图15(b2)与图15(c2)中的预定缝隙,发现主天线21的辐射图案的轴41和次天线23的辐射图案的轴42彼此相对倾斜。这意味着,这两个天线之间的相关性低。
图16(a)和图16(b)示出对于图10中示出的便携式终端的天线装置的S-参数的频率特性。在这些曲线图中,横轴表示频率[GHz],并且纵轴表示S-参数的值[dB]。在这些图中,S1,1表示主天线21的反射特性并且S2,2表示次天线23的反射特性。波形S1,1和S2,2的凹陷部分处的负峰值表示相应的天线部件的共振频率。
S1,2和S2,1表示主天线21和次天线23之间的相互传输特征。S1,2和S2,1具有相对相同的值,并且具有重叠的波形。S1,2和S2,1的值小表示这两个天线之间高度隔离,这意味着相关度低。发现在如图16中的圆形标记31所表示的约700MHz局部,这两个天线之间的隔离度显著提高。这两个天线之间的这种高度隔离导致相关系数小。
图17(a)至图17(e)示出以上讨论的第二方面(图16(b))的特定构造的实例。图17(c)、图17(b)和图17(e)分别是根据第二方面的便携式终端的必要部分的透视图、左侧视图和右侧视图。图17(d)是去除了主天线21的、位于便携式终端的下端的主天线部件的放大透视图。图17(a)是沿着纵向方向截取的便携式终端的侧横截面视图。图17(a)至图17(e)为了便于图示而未按比例绘制。另外,图18(a)是从左侧表面观察时根据第二方面的便携式终端的必要部分的透视图。图18(b)是当从终端的上端侧观察时去除了次天线23的便携式终端的必要部分的透视图。
在这个方面,将导电外壳面板106用作第一导电板,并且将以上讨论的SUS板113用作第二导电板。在这个方面,通过外壳面板106和SUS板113在其间形成缝隙12。外壳面板106与根据第一方面的外壳面板类似。
在这个方面,如图17(a)清楚地示出的,PCB 111a是所谓的“半基板”,它不在两个天线部件之间的整个区域上延伸,而是仅存在于一端侧上(在这种情况下,在次天线23侧上)。在这种构造中,可以不将PCB用作形成缝隙12的元件。另一方面,SUS板113在两个天线之间的整个区域上延伸,并且是导电的。因此,在这个方面,利用SUS板113取代PCB作为形成缝隙12的元件。
图19(a)至图19(e)是以上讨论的第四方面的特定构造的实例。图19(c)、图19(b)和图19(e)分别为根据第四方面的便携式终端的必要部分的透视图、左侧视图和右侧视图。图19(d)是便携式终端的主天线部件的放大透视图。图19(a)是位于便携式终端上端的次天线部件的放大透视图。图19(a)至图19(e)为了便于图示而未按比例绘制。另外,图20是从左侧表面观察时的根据第四方面的便携式终端的必要部分的透视图。
在这个方面,将PCB中形成的导电层(GND板)用作第一导电板,并且将SUS板113用作第二导电板。在这个方面,通过PCB和SUS板113在其间形成缝隙12。在这个实例中,如图20中清楚地示出的,通过作为两个半基板的PCB 111a和111b形成PCB。这对应于图6(d)示出的方面。然而应当注意,PCB可以是在两个天线部件之间的整个区域上延伸的单个完整基板。这对应于图6(c)示出的第三方面。
图21(a)至21(c)是分别示出在不利用以上讨论的缝隙的情况下、在利用外壳面板和PCB之间的缝隙的情况下(图7(a))和在利用PCB和SUS板之间的缝隙的情况下(图19),ECC的频率特性、主天线部件(底部)的天线效率和次天线部件(顶部)的天线效率。
如从图21(a)看到的,通过利用缝隙,减小(也就是说,改善)相关系数的值,所述相关系数的值原本在低频带(如,700-MHz)是成为问题的。在利用外壳面板和PCB之间的缝隙的情况下,改善的程度尤为显著。如从图21(b)和图21(c)中看到的,在主天线部件(底部)和次天线部件(顶部)之间天线效率(总效率)基本平衡,并且不特别受缝隙存在与否的影响。
图22(a)至图22(c)是示出在利用外壳面板和SUS板之间的缝隙的情况下、在利用PCB和SUS板之间的缝隙的情况下和在不利用缝隙的情况下,示出S-参数值的天线特性的曲线图。如之前讨论的,参数S1,2和S2,1表示相互传输特征,也就是说,主天线和次天线之间的隔离程度。从曲线图中发现,与不利用缝隙的情况相比,在利用隙缝的情况下,大致在约700MHz,这两个天线之间的隔离度高(也就是说,这两个天线之间的相关性低)。
图23(a)和图23(b)示出根据本发明的第二实施例的便携式终端的示意性构造。在以上讨论的第一实施例中,第一导电板在便携式终端的主平坦表面中具有相对宽的面积。相比之下,在第二实施例中,将导电板16用作第一导电板,所述导电板16是沿着缝隙12设置的导电构件,并且具有薄而长的带(或条)的形状。可以将导电板16设置为与外壳面板106分开的元件。在用诸如塑料的非导电性材料形成外壳面板106的情况下,可以在外壳面板106的内表面上形成带状导电涂层。
在图示的实例中,设置了3个短路构件17。然而,在第二实施例中,可以使用至少两个短路构件17来限定缝隙的两端。否则,可以用与第一实施例同样的方式构造第二实施例。
图24示出对于图23(a)和23(b)中示出的便携式终端的天线装置的S-参数的频率特性。发现在如图24中的圆形标记32所表示的约700MHz局部,这两个天线之间的隔离度显著提高。这种高度隔离导致相关系数小。
将参照图25(a)和25(b)描述本发明的修改形式。在以上的描述中,主天线21和次天线23的相应的供电点22、24设置于便携式终端的同一侧。相比之下,在图25(a)和图25(b)中,次天线23的供电点24设置于相对于主天线21的供电点24的相向侧。图25(a)示出如涉及第一实施例示出的将外壳面板106用作第一导电板的实例。图25(b)示出如涉及第二实施例示出的将带状的导电板16用作第一导电板的实例。在任一种情况下,期望的是,两个供电点应该位于缝隙12的两端之间。
图26(a)示出图25(b)中示出的便携式终端的天线装置的S-参数的频率特性。发现在如图26(a)中的圆形标记33所表示的约700MHz局部,这两个天线之间的隔离度显著提高。这种高隔离度导致相关系数小。
图26(b)示出图25(a)中示出的便携式终端的天线装置的S-参数的频率特性。发现在如图26(b)中的圆形标记34所表示的约700MHz局部,这两个天线之间的隔离度显著提高。这种高隔离度导致相关系数小。
图27是示出以上讨论的天线装置的各种模式下主天线21的效率的频率特性的曲线图。图28是示出具有以上讨论的各种构造的天线装置的次天线23的效率的频率特性的曲线图。在这些图中,曲线a对应于没有缝隙的模式,曲线b对应于图10中示出的模式,并且曲线c对应于图23中示出的模式。另外,曲线d对应于图25(b)中示出的模式,并且曲线e对应于图25(a)中示出的模式。对于主天线和次天线这两者,在这些模式之间,效率均有波动,但没有特别下降。
图29是示出以上讨论的天线装置的各种模式下包络相关系数(ECC)的频率特性的曲线图。如图中的实线椭圆35所表示的,与没有利用缝隙的模式a相比,利用缝隙的模式b至e在预期的700-MHz波带的ECC值显著改善。如虚线椭圆36所表示的,在约1.8GHz,模式c的ECC的值与模式a相比相对下降。然而,如通过与700-MHz波带的ECC值相比所看到的,约1.8GHz的绝对ECC值本身不是太大,不会特别引起问题。
根据以上讨论的本发明的实施例,提供了一种天线装置,其中,多个天线具有低相关度和平衡的天线效率。
如上面已讨论的,本发明的实施例提供了(1)一种无线通信设备,所述无线通信设备包括:第一天线部件,具有第一供电点;第二天线部件,具有第二供电点;第一导电板,在所述第一天线部件和所述第二天线部件之间延伸;第二导电板,基本与所述第一导电板平行地设置,并且在所述第一天线部件和所述第二天线部件之间延伸;以及短路构件,使所述第一导电板和所述第二导电板彼此电短路,使得由所述第一导电板的***的一部分和所述第二导电板的***的一部分形成缝隙。
(2)根据(1)所述的无线通信设备,其中,所述第一天线部件和第二天线部件以预定距离彼此隔开而设置。
(3)根据(1)和(2)所述的无线通信设备,还包括:矩形外形的外壳,其中,所述第一天线部件位于所述外壳的第一纵向端,并且所述第二天线位于所述外壳的第二纵向端。
(4)根据(1)至(3)中的任一项所述的无线通信设备,其中,所述缝隙在所述第一天线部件和所述第二天线部件之间形成,并且沿着所述外壳纵向侧的***延伸。
(5)根据(1)至(4)中的任一项所述的无线通信设备,其中,所述第一供电点和所述第二供电点位于所述缝隙的附近。
(6)根据(1)至(5)中的任一项所述的无线通信设备,其中,所述短路构件包括多个导电构件。
(7)根据(6)所述的无线通信设备,其中,所述多个导电构件是多个导电引脚。
(8)根据(6)或(7)所述的无线通信设备,其中,所述多个导电构件沿着所述第一导电板和所述第二导电板而不是在所述缝隙的区域内以预定间隔布置。
(9)根据(1)至(8)中的任一项所述的无线通信设备,其中,所述短路构件包括第三导电板。
(10)根据(1)至(9)中的任一项所述的无线通信设备,其中,所述第一导电板包括所述无线通信设备的导电外壳面板。
(11)根据(1)至(10)中的任一项所述的无线通信设备,其中,所述第一导电板包括接地板。
(12)根据(1)至(11)中的任一项所述的无线通信设备,其中,所述第一导电板包括相互连接的多个接地板。
(13)根据(1)至(12)中的任一项所述的无线通信设备,其中,所述第二导电板包括接地板。
(14)根据(1)至(13)中的任一项所述的无线通信设备,其中,所述第二导电板包括所述无线通信设备的印刷电路板。
(15)根据(1)至(14)中的任一项所述的无线通信设备,其中,所述第二导电板包括加固所述无线通信设备的显示面板的金属板。
(16)根据(1)至(15)中的任一项所述的无线通信设备,其中,所述第二导电板包括所述无线通信设备的导电外壳面板。
(17)一种无线通信设备,所述无线通信设备包括:第一天线部件,具有第一供电点;第二天线部件,具有第二供电点;第一导电板,在所述第一天线部件和所述第二天线部件之间延伸;第二导电板,基本与所述第一导电板平行地设置,并且在所述第一天线部件和所述第二天线部件之间延伸;以及使所述第一导电板和所述第二导电板彼此电短路从而使得由所述第一导电板的***的一部分和所述第二导电板的***的一部分形成缝隙的部件。
在上述无线通信设备中,第一天线部件和第二天线部件可以形成MIMO天线装置。
虽然以上已描述了本发明的优选实施例,但是除了上面提到的那些以外,可以进行各种修改和变形。也就是说,本领域的技术人员当然应当理解,根据设计需要和其它因素可以出现各种修改、组合和其它实施例,只要它们均在所附权利要求书或其等同物的范围内。
例如,尽管在附图中示出的无线通信设备是所谓的直板型,但是本发明也可应用于诸如折叠型和滑盖型的其它类型的无线通信设备。
Claims (17)
1.一种无线通信设备,包括:
第一天线部件,具有第一供电点;
第二天线部件,具有第二供电点;
第一导电板,在所述第一天线部件和所述第二天线部件之间延伸;
第二导电板,基本与所述第一导电板平行地设置,并且在所述第一天线部件和所述第二天线部件之间延伸;以及
短路构件,使所述第一导电板和所述第二导电板彼此电短路,使得由所述第一导电板的***的一部分和所述第二导电板的***的一部分形成缝隙。
2.根据权利要求1所述的无线通信设备,其中,
所述第一天线部件和所述第二天线部件以预定距离彼此隔开而设置。
3.根据权利要求1所述的无线通信设备,还包括:
矩形的外壳,其中,所述第一天线部件设置于所述外壳的第一纵向端,并且所述第二天线部件设置于所述外壳的第二纵向端。
4.根据权利要求3所述的无线通信设备,其中,
所述缝隙在所述第一天线部件和所述第二天线部件之间形成,并沿着所述外壳的纵向侧的***延伸。
5.根据权利要求1所述的无线通信设备,其中,
所述第一供电点和所述第二供电点设置于所述缝隙的附近。
6.根据权利要求1所述的无线通信设备,其中,
所述短路构件包括多个导电构件。
7.根据权利要求6所述的无线通信设备,其中,
所述多个导电构件为多个导电引脚。
8.根据权利要求6所述的无线通信设备,其中,
所述多个导电构件沿着所述第一导电板和所述第二导电板而不是在所述缝隙的区域内以预定间隔设置。
9.根据权利要求1所述的无线通信设备,其中,
所述短路构件包括第三导电板。
10.根据权利要求1所述的无线通信设备,其中,
所述第一导电板包括所述无线通信设备的导电外壳面板。
11.根据权利要求1所述的无线通信设备,其中,
所述第一导电板包括接地板。
12.根据权利要求1所述的无线通信设备,其中,
所述第一导电板包括相互连接的多个接地板。
13.根据权利要求1所述的无线通信设备,其中,
所述第二导电板包括接地板。
14.根据权利要求1所述的无线通信设备,其中,
所述第二导电板包括所述无线通信设备的印刷电路板。
15.根据权利要求1所述的无线通信设备,其中,
所述第二导电板包括金属板,所述金属板加固所述无线通信设备的显示面板。
16.根据权利要求1所述的无线通信设备,其中,
所述第二导电板包括所述无线通信设备的导电外壳面板。
17.一种无线通信设备,所述无线通信设备包括
第一天线部件,具有第一供电点;
第二天线部件,具有第二供电点;
第一导电板,在所述第一天线部件和所述第二天线部件之间延伸;
第二导电板,基本与所述第一导电板平行地设置,并且在所述第一天线部件和所述第二天线部件之间延伸;以及
使所述第一导电板和所述第二导电板彼此电短路从而使得由所述第一导电板的***的一部分和所述第二导电板的***的一部分形成缝隙的部件。
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