專利名稱：一種天線及采用所述天線設(shè)計的移動通信終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于無線通信系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及采用所述結(jié)構(gòu)的天線設(shè)計的移動通信終端。
背景技術(shù)：
隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展和普及，平板電腦逐漸成為一種深受消費者喜愛的通信終端類電子產(chǎn)品。相對于傳統(tǒng)的筆記本電腦，平板電腦具有移動性好、個性化強、便利性佳等優(yōu)點。它將傳統(tǒng)電腦的辦公、娛樂功能與手機的通話、無線上網(wǎng)功能集成在一起，使人們的生活更加方便、快捷。目前市場上生產(chǎn)平板電腦的廠家有很多，研制出來的平板電腦在功能和樣式上也多種多樣，但是幾乎所有的平板電腦產(chǎn)品都會帶有藍牙和/或WiFi功能。WiFi即wireless fidelity的英文縮寫，在無線局域網(wǎng)的范疇是指“無線相容性認證”，同時也是一種無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。目前，國內(nèi)WiFi熱點越來越多，覆蓋范圍越來越廣，WiFi上網(wǎng)變得越來越方便。在享受便捷的同時，許多消費者也發(fā)現(xiàn)了平板電腦中存在的一些問題，例如使用藍牙傳輸文件距離近，而WiFi信號強度弱、上網(wǎng)速率比較慢等。究其原因我們發(fā)現(xiàn)，各個平板電腦生產(chǎn)廠家為了追求更好的外觀和手感，絕大多數(shù)的平板電腦都會采用金屬后蓋和邊框。金屬的大面積使用給產(chǎn)品中的天線設(shè)計帶來了很大的難度和極高的挑戰(zhàn)，由于無法消除金屬材料對天線的影響，所以導致平板電腦的無線接收性能下降，嚴重影響了用戶的體驗?；诖耍绾翁嵘{牙和/或WiFi無線接收性能已經(jīng)成為各個平板電腦及智能手機生產(chǎn)廠家急需解決的主要問題之一。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以減小天線受周邊金屬材料的影響，改善通信類電子產(chǎn)品的無線接收性能。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)—種天線，所述天線為雙層走線，天線上用于連接電路板的兩個連接點分別為饋點和地點，在第一層走線上單獨走出一段地線，連接所述的地點；第二層走線形成饋線，與所述的饋點連通；兩層走線通過過孔接觸連通。對于第二層走線與饋點的連接可以采用兩種方式一種是，將所述第二層走線的一端直接連接到所述的饋點上，另一端通過過孔與第一層走線的地線相接觸。為了滿足天線的帶寬和轉(zhuǎn)換效率，所述第二層走線的長度應(yīng)至少為天線所要接收的無線電信號波長的1/4。第二種是,在所述第一層走線上單獨走出一段饋線,連接在第二層走線與饋點之間。具體連接方式可以為將所述第二層走線的一端通過過孔與第一層走線的地線相接觸，另一端通過過孔與第一層走線中饋線的一端相接觸，第一層走線中饋線的另一端連接所述的饋點。優(yōu)選的，所述第一層走線中的饋線與第二層走線的長度之和至少應(yīng)為天線所要接收的無線電信號波長的1/4，以滿足天線的帶寬和轉(zhuǎn)換效率。進一步的，所述的饋點、地點最好與第一層走線同層。優(yōu)選的，所述天線為藍牙天線或者WiFi天線，由FPC制成?；谏鲜鎏炀€結(jié)構(gòu)，本實用新型還提供了一種采用所述天線設(shè)計的移動通信終端，包括電路板和天線，所述天線設(shè)計成雙層走線，天線上用于連接電路板的兩個連接點分別為饋點和地點，在第一層走線上單獨走出一段地線，連接所述的地點；第二層走線形成饋線，與所述的饋點連通；兩層走線通過過孔接觸連通。進一步的，所述移動通信終端的后蓋一部分為金屬材料，其余部分為非金屬材料， 所述天線粘貼在非金屬材料后蓋的內(nèi)側(cè)，天線的饋點和地點在所述后蓋裝配到位后分別與移動通信終端內(nèi)部電路板的信號線和地線對應(yīng)連通。優(yōu)選的，所述移動通信終端可以是平板電腦或者手機等。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是本實用新型通過將天線設(shè)計成雙層走線的空間立體結(jié)構(gòu)形式，并為天線提供一條專門的地線，作為天線的參考地，從而減小了天線周圍的金屬對該天線在接收和發(fā)射無線電信號時產(chǎn)生的干擾影響，增大了無線電信號的傳輸距離和傳輸速率。將所述天線應(yīng)用到移動通信終端的設(shè)計中，可以顯著提升移動通信終端的無線靈敏度，優(yōu)化系統(tǒng)的接收和發(fā)射性能。結(jié)合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細描述后，本實用新型的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。

圖I是現(xiàn)有移動通信終端后蓋的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是傳統(tǒng)天線的一種實施例的走線圖；圖3是本實用新型所提供的天線的一種實施例的走線圖；圖4是本實用新型所提供的天線的另一種實施例的走線圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細地描述。在移動通信終端的設(shè)計中，無線靈敏度是一項很重要的指標，關(guān)系到通信的距離和信號的穩(wěn)定性問題。要提高系統(tǒng)的無線靈敏度，天線的設(shè)計至關(guān)重要。在目前的很多移動通信終端的外觀設(shè)計中，生產(chǎn)廠家為了追求更加美觀的外部造型和手摸質(zhì)感，往往需要采用金屬材料設(shè)計移動通信終端的邊框和后蓋等部位。大面積金屬材料的使用也使得終端內(nèi)部天線的工作環(huán)境變得越來越差，給天線的接收和發(fā)射性能造成了嚴重的影響。以目前的平板電腦為例進行說明。目前的平板電腦很多都設(shè)計有金屬邊框I和部分為金屬材料的后蓋2，如圖I所示。圖I中，后蓋的A部分由金屬材料制成，其余部分B由非金屬材料制成，比如塑料等非金屬材料。其中，金屬材料的后蓋A往往作為電池艙后蓋， 運行用戶拆裝以更換電池；而非金屬材料的后蓋B則往往固定裝配，一般不允許用戶拆卸，平板電腦的天線通常就布設(shè)在與非金屬材料的后蓋B相對應(yīng)的位置處，例如布設(shè)在如圖I 所示的虛線框區(qū)域4內(nèi)。在天線左右兩側(cè)的非金屬材料的后蓋B上還可以進一步設(shè)置音腔 3，以對外播放音頻信號。對于目前的平板電腦和手機等移動通信終端來說，其整機厚度往往追求越薄越好，通常要求限制在IOmm左右。這樣除去顯示屏、機殼和電路板的厚度后，天線到電路板的距離也只有3mm多。另外，天線周圍都是金屬材料，因此工作環(huán)境很差，給天線的設(shè)計帶來很大的難度。本實施例以2. 4GHz頻段的藍牙或者WiFi天線為例進行具體說明。由于天線周圍的金屬較多，因此天線走線很容易與周邊部分金屬在多個頻點形成諧振，從而影響天線在2. 4GHz頻點的接收和發(fā)射性能。以現(xiàn)有天線設(shè)計方案中性能相對較好的環(huán)形天線為例，其走線如圖2所示，在網(wǎng)絡(luò)分析儀上測試，該環(huán)形天線在2. 4-2. 84GHz 頻段內(nèi)雖然其電壓駐波比可以達到2左右，但是由于受周圍金屬的影響，其實際測試效率很低，只有10%左右。為了改善天線的性能，減小其受周圍金屬環(huán)境的影響，本實施例提出了雙層走線的天線設(shè)計思想，如圖3、圖4所示，即采用兩層走線來形成所述的天線，并將天線的兩個連接點分別定義為饋點8和地點9，用于與移動通信終端內(nèi)部電路板的信號線和地線對應(yīng)連通(對于藍牙或者WiFi天線來說，應(yīng)具體與電路板上的藍牙電路或者WiFi電路對應(yīng)連接)， 以傳輸無線電信號。本實施例在天線的第一層走線(圖3、圖4中以實線表示第一層走線)上專門走出一段地線5，連接所述的地點9 ;將第二層走線(圖3、圖4中以虛線表示第二層走線)形成饋線6,并與所述的饋點8連通,兩層走線通過過孔10接觸連接，由此形成的藍牙/WiFi天線由于有了一條專門的地線，從而為天線提供了一個參考地，這樣就減小了周圍其他金屬對該天線產(chǎn)生的干擾和影響，進而有利于提升移動通信終端的無線收發(fā)性能和穩(wěn)定性。本實施例的天線可以采用電解銅材料制成，優(yōu)選采用柔性電路板FPC制作而成。 對于第一層走線的地線5可以設(shè)計成多種形狀，例如如圖3所示的橫置U型或者如圖4所示的近似橫置Y型等，具體形狀可以根據(jù)移動通信終端內(nèi)部為天線預(yù)留的空間大小、形狀以及測試效果綜合考量確定。作為所述天線的兩個連接點——饋點8和地點9，既可以與第一層走線同層，比如都設(shè)置在上表層；也可以與第二層走線同層，比如都設(shè)置在下表層。本實施例優(yōu)選在上表面漏銅，形成所述的饋點8和地點9,如圖3、圖4所示。為了方便地點9 與不同形狀的地線5連接，可以走一段直的地線12連接在所述的地線5與地點9之間；對于位于下表層的饋線6則可以將其一端通過過孔10與位于上表層的地線5接觸連接，饋線 6的另一端則可以直接通過過孔或者采用焊接的方式與位于上表層的饋點8連接。由于理論上，當天線的長度與其所要接收的無線電信號的波長相當時，天線的發(fā)射和接收轉(zhuǎn)換效率最高，因此，天線的長度可以根據(jù)其所要發(fā)射和接收信號的頻率(通過發(fā)射和接收的無線電信號的中心頻率即可換算出對應(yīng)的無線電信號的波長)來決定。但是實際上，在目前的手機和平板電腦等移動通信終端的天線環(huán)境中，由于受終端內(nèi)部空間的限制，天線的長度要達到無線電信號的整個波長是基本不可能的，因此，本實施例優(yōu)選將天線的饋線長度設(shè)計在天線所要接收的無線電信號波長的至少1/4，即將位于下表面的饋線6長度設(shè)計在所述天線所要接收的無線電信號波長的至少1/4，從而在滿足布設(shè)空間及天線帶寬要求的同時，能夠得到相對較高的轉(zhuǎn)換效率。對于2. 4GHz頻段的藍牙或者WiFi天線來說，所述饋線6 的長度可以設(shè)計在31. 2mm左右，以獲取相對較高的發(fā)射和接收轉(zhuǎn)換效率。當然，也可以在第一層走線中專門走一段饋線7,如圖3、圖4所示,連接在饋點8 與第二層的饋線6之間，具體可采用過孔實現(xiàn)兩層饋線的連通，即將第二層饋線6的一端通過過孔10與第一層走線的地線5接觸連接，饋線6的另一端通過過孔11與第一層走線的饋線7接觸連接，然后通過第一層走線的饋線7連接所述的饋點8。采用這種天線設(shè)計方式時，為了在滿足有限的天線布設(shè)空間的前提下，獲得相對較高的發(fā)射和接收轉(zhuǎn)換效率，優(yōu)選將第二層的饋線6和第一層走線的饋線7的總長度設(shè)置在天線所要接收的無線電信號波長的至少1/4。對于2. 4GHz頻段的藍牙或者WiFi天線來說，優(yōu)選將兩段饋線6、7的總長度設(shè)計在31. 2mm左右，以使形成的天線能夠獲取相對較高的轉(zhuǎn)換效率。為了使饋線6和饋線7的總長度在移動通信終端預(yù)留的天線布設(shè)空間范圍內(nèi)滿足設(shè)計要求，可以將饋線6設(shè)計成直線形或者迂回曲線形等，具體形狀可以根據(jù)移動通信終端的實際布設(shè)情況合理設(shè)計確定，本實施例并不僅限于以上舉例。將使用上述雙層走線設(shè)計的立體結(jié)構(gòu)形式的天線布設(shè)在平板電腦產(chǎn)品中，比如粘貼在非金屬材料的后蓋B的內(nèi)側(cè)，例如圖I所示的虛線框區(qū)域4內(nèi)，并使天線的兩個連接點——饋點8和地點9在后蓋B裝配到機殼上后，剛好能夠與電路板上的信號線和地線接觸連通，從而實現(xiàn)平板電腦對無線電信號的接收和發(fā)射，完成通信任務(wù)。將本實施例所設(shè)計的采用立體走線結(jié)構(gòu)的天線在網(wǎng)絡(luò)分析儀上進行測試，天線的駐波比在2. 4-2. 84GHz頻段內(nèi)可以達到2左右，效率也能夠達到40%以上，相比傳統(tǒng)單層走線結(jié)構(gòu)的天線來說，本實施例的天線受周圍金屬的影響明顯減小，無線性能明顯改善。將本實施例所提出的采用雙層走線結(jié)構(gòu)形式設(shè)計的藍牙/WiFi天線與傳統(tǒng)采用單層環(huán)形走線結(jié)構(gòu)形式設(shè)計的藍牙/WiFi天線進行測試比較，其結(jié)果可參見下表所示
天線類型通過藍牙聽音樂的距離同一位置同一熱點的WiFi信號強度同一位置同一熱點的WiFi上網(wǎng)速率單層環(huán)形天線30米左右-85dBm左右2-5Mbps雙層走線天線50-60 米-79dBm左右IlMbps由上表的測試結(jié)果可以清楚地看出使用雙層走線結(jié)構(gòu)形式的天線的平板電腦， 在通過藍牙聽音樂時，最遠距離能夠達到50米以上，而使用傳統(tǒng)的單層環(huán)形天線的平板電腦，通過藍牙聽音樂的最遠距離只有30米左右。在WiFi性能上，使用同一個熱點，將平板電腦放在同樣的位置進行測試，使用雙層走線天線的平板電腦搜索到該熱點的信號強度在-79dBm左右，上網(wǎng)速率能達到IlMbps以上；而使用單層環(huán)形天線的平板電腦搜到的信號強度只有_85dBm，上網(wǎng)速率最多只有5Mbps。通過實際測試清楚的說明，本實施例所提出的雙層走線結(jié)構(gòu)的天線受周圍金屬的影響更小，性能要遠遠好于傳統(tǒng)單層走線方案設(shè)計的天線。當然，除了藍牙或者WiFi天線可以采用上述的雙層走線結(jié)構(gòu)設(shè)計方式外，對于用于鏈接移動通信網(wǎng)絡(luò)的移動通信天線來說同樣適用。這種結(jié)構(gòu)的天線不僅可以設(shè)計在平板電腦產(chǎn)品中，同樣也可以設(shè)計在智能手機等其他移動通信設(shè)備中，以提高設(shè)備的無線性能。應(yīng)當指出的是，以上所述僅是本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種天線，其特征在于所述天線為雙層走線，天線上用于連接電路板的兩個連接點分別為饋點和地點，在第一層走線上單獨走出一段地線，連接所述的地點；第二層走線形成饋線，與所述的饋點連通；兩層走線通過過孔接觸連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天線，其特征在于所述第二層走線的一端連接所述的饋點， 另一端通過過孔與第一層走線的地線相接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線，其特征在于所述第二層走線的長度至少為天線所要接收的無線電信號波長的1/4。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天線，其特征在于在所述第一層走線上單獨走出一段饋線， 連接在第二層走線與饋點之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線，其特征在于所述第二層走線的一端通過過孔與第一層走線的地線相接觸，另一端通過過孔與第一層走線中饋線的一端相接觸，第一層走線中饋線的另一端連接所述的饋點。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線,其特征在于所述第一層走線中的饋線與第二層走線的長度之和至少為天線所要接收的無線電信號波長的1/4。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項所述的天線，其特征在于所述的饋點、地點與第一層走線同層。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項所述的天線，其特征在于所述天線為藍牙天線或者 WiFi天線，由FPC制成。
9.一種移動通信終端，其特征在于設(shè)置有如權(quán)利要求I至8中任一項權(quán)利要求所述的天線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的移動通信終端，其特征在于所述移動通信終端的后蓋一部分為金屬材料，其余部分為非金屬材料，所述天線粘貼在非金屬材料后蓋的內(nèi)側(cè)，天線的饋點和地點在所述后蓋裝配到位后分別與移動通信終端內(nèi)部電路板的信號線和地線對應(yīng)連通。
專利摘要本實用新型公開了一種天線及采用所述天線設(shè)計的移動通信終端，所述天線為雙層走線，天線上用于連接電路板的兩個連接點分別為饋點和地點，在第一層走線上單獨走出一段地線，連接所述的地點；第二層走線形成饋線，與所述的饋點連通；兩層走線通過過孔接觸連通。本實用新型通過將天線設(shè)計成雙層走線的空間立體結(jié)構(gòu)形式，并為天線提供一條專門的地線，作為天線的參考地，從而減小了天線周圍的金屬對該天線在接收和發(fā)射無線電信號時產(chǎn)生的干擾影響，增大了無線電信號的傳輸距離和傳輸速率。將所述天線應(yīng)用到移動通信終端的設(shè)計中，可以顯著提升移動通信終端的無線靈敏度，優(yōu)化系統(tǒng)的接收和發(fā)射性能。
文檔編號H01Q1/36GK202352826SQ201120410488
公開日2012年7月25日 申請日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者張波, 王國濤, 褚宏資, 高一倫 申請人:青島海信移動通信技術(shù)股份有限公司