专利名称：用于便携终端的天线装置的制作方法
用于便携终端的天线装置技术领域
本公开一般地涉及天线，更具体地涉及一种用于便携终端的天线装置。
背景技术：
基于电信工业近来的技术进步，诸如移动通信终端(蜂窝电话)、电子程序机和个人复杂终端之类的便携(即手持)终端已经成为当前社会的必备品。已经将便携终端发展成为信息传输的重要手段，其迅速地发生变化。
近来，因为现代便携终端提供多种多媒体功能并且变得越来越小且越来越轻，以实现更加便利的便携性，使用率呈指数性地增加。然而，越来越难以将多个部件封装在便携终端的有限空间中。通常，便携终端具有用于无线通信的天线。近来，将所述天线嵌入到便携终端中，以便美观且使得便携终端微型化。优选地是所述嵌入式天线满足所要求的性能规格，以在相应的通信服务频带中平稳地发射和接收信号。
然而，近来用于美化便携终端的外观并且加强便携终端的刚度的金属部件的使用正在增加。存在所述金属部件导致嵌入式天线的性能劣化的问题。因此，需要一种天线装置来最小化或者解决这一问题。发明内容
本发明的一个方面是至少解决上述问题和/或缺点，并且至少提供以下优点。因此，本发明的一个方面是提供一种天线装置，能够最小化便携终端并且确保天线性能。
本发明的另一个方面是提供一种天线装置，使用在便携终端中安装的至少一个或多个金属部件，能够确保天线性能。
本发明的再一个方面是提供一种用于谐振的天线装置，使用在便携终端中安装的至少一个或多个金属部件中形成的狭缝部分，或者通过所述金属部件的组合形成所述狭缝部分。
根据本发明的一个方面，提供一种用于便携终端的天线装置，所述便携终端具有印刷电路板(PCB)。所述天线装置包括第一天线元件和第二天线元件。所述第一天线元件包括在所述便携终端内设置的一个或多个金属部件的至少一部分，与所述PCB的接地面电连接，并且具有狭缝。所述第二天线元件设置在所述狭缝的附近，与所述第一天线元件间隔开并且电磁耦合。所述第二天线元件从所述PCB接收RF功率，并且配置为在所述RF功率的频率下谐振。
根据结合附图的以下详细描述，本发明的一些示例性实施例的上述和其他方面、特征和优点将变得显而易见，在附图中:
图1是根据本发明一个实施例的便携终端的透视图2示出了根据本发明一个实施例的天线装置的平面图/示意图3示出了根据本发明另一个实施例的天线装置的平面图/示意图4示出了根据本发明再一个实施例的天线装置的平面图/示意图5示出了狭缝可以位于本发明的天线装置和便携终端内的各种位置；
图6示出了根据本发明一个实施例的天线装置的平面结构；
图7示出了根据本发明一个实施例的天线装置的另一个平面结构；
图8A示出了根据本发明一个实施例的天线装置的再一个平面结构；以及
图SB示出了根据本发明一个实施例的天线装置的又一个平面结构。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例。在以下描述中不再详细描述众所周知的功能或结构，因为它们将在不必要的细节方面混淆本发明。同样，这里使用的术语应该在示例性实施例的上下文描述中来理解。所使用的术语可能依赖于用户或操作者的目的和用途而变化。
在本专利文件全文中使用的某些词和短语的使用应当理解如下:对于这里公开的实施例，术语“包括”和“包含”以及它们的派生词的意思是非限制性的包含；术语“或”包含和/或的意思；短语“相关联”和“与其相关联”以及它们的派生词的意思可以是包括、被包括在内、与……互连、包含、被包含在内、连接到或与……连接、耦合到或与耦合、与……通信、与……合作、交错、并列、临近、受……限制、具有、具有……属性，等等；词语“可以”或“能够”表示至少可选的特征、元件、功能。如果在本专利文件全文中提供某些词和短语的定义，则本领域的普通技术人员应理解的是，在很多情况下(如果不是大多数)情况下，这样的定义适用于如此定义的词和短语的先前以及将来的使用。
本发明涉及使用在便携终端中安装的一个或多个金属部件的用于确保天线性能的天线装置。
下文中描述的实施例涉及一种天线装置，使用在便携终端中为了相应目的(例如为了装饰)而安装的一个或多个金属部件，能够确保天线性能。实施例使得在便携终端中安装的金属部件增强天线性能而不是如现有技术设计那样劣化天线性能。根据本发明一个实施例的天线装置可以利用狭缝而谐振，所述狭缝在便携终端中安装的一个或多个金属部件中形成，或者通过这些金属部件的至少两个的组合来形成。
图1是根据本发明一个实施例的便携终端的透视图。
这里，所述便携终端是电子设备的示例。便携(即手持)电子设备的示例包括移动电话、蜂窝电话和 包括通信功能的任意便携设备。
参考图1，由10表示的便携终端包括:壳框架11，用于形成便携终端10的外观和在所述壳框架11中安装的(随后所述的)部件。所述便携终端10包括:显示器12，用于输出图像；扬声器13,用于输出声音；麦克风14,用于接收声音；以及按钮15。此外,所述便携终端10可以包括触摸屏。便携终端10包括PCB (未示出)，在所述PCB上安装终端10的电子部件。
便携终端10包括用于无线通信的天线装置，随后将描述天线装置的实施例。根据一个实施例的天线装置包括第一天线元件和第二天线元件。所述第一天线元件包括在便携终端内设置的一个或多个金属部件的至少一部分。在一个示例中，所述一个或多个金属部件仅是所述PCB的金属接地面。
所述第一天线元件与所述PCB的接地面电连接。所述第一天线元件也具有狭缝。所述第二天线元件设置在所述狭缝的附近，与所述第一天线元件间隔开并且电磁耦合。所述第二天线元件从在PCB上安装的RF信号源接收RF功率，并且配置为按照所述RF功率的频率谐振。
所述金属部件可以是用于加强PCB、显示单元等的金属板、用于支撑电池的金属结构、用于美化所述便携终端10外观的壳框架等等。
所述第二天线元件具有足以按照由便携终端发射或接收的RF频率谐振的长度。所述第一天线元件通过具有在所述RF频率下的足够长度并且与所述第二天线元件电磁耦合而谐振。也就是说，第二天线元件是寄生元件，并且具有通过与第一天线元件的电磁耦合而在其表面上感应的电流。
所述狭缝可以具有各种形状。例如，所述狭缝可以是L形、圆形、多边形、肘弯形(elbow shape)等等。此外,可以用电介质或磁性材料填充所述狭缝以改善福射性能。所述第二天线元件可以是单极天线类型或者环形天线类型或者另一种合适的类型。
图2示出了根据本发明一个实施例的天线装置的结构。根据本发明一个实施例的由200表示的天线装置包括:第一天线元件210，具有狭缝212 ；以及第二天线元件220，与所述第一天线元件210间隔开，并且在该实施例中位于狭缝212内。印刷电路板(PCB)211经由馈送连接器装置214与第二天线元件220进行RF连接，从而在发射模式期间向所述第二天线元件220传输RF功率，所述PCB可以是便携设备10的主PCB。在接收模式期间，所述第二天线元件220将接收到的RF功率提供给在PCB 211上安装的接收机(未示出)。所述第二天线元件220具有足够的长度，足以按照从PCB 211的RF信号源213接收的RF功率的频率下谐振。
发射时的RF频率可以与接收模式下的RF信号的频率相同或者近似相同。另外，天线装置200的操作可以优选地在频带上进行，并且可以将所述第二天线元件200和狭缝212的长度设计为在所述频带的中心实现最优谐振。另外，发射和接收模式可以同时发生，并且发射频带不需要与接收频带相同，使得天线性能参数在发射与接收之间可以略微不同。(注意，如果天线装置220仅用于接收，与RF信号源313的连接将是不必要的)。
在所述第一天线元件210的狭缝212周围的第一天线元件210的金属表面与所述第二天线元件220电磁耦合，从而在所述第一天线元件210中感应出表面电流。所述狭缝是足以引起谐振的长度和形状，所述谐振是由于感应的表面电流通过天线元件210产生辐射。因此，作为寄生辐射元件来驱动第一天线元件210。所述狭缝212可以具有薄且长的凹槽形状。所述第二天线元件220可以具有沿所述狭缝212的凹槽设置的形状。可以根据所述第二天线元件220的形状和/或尺寸、第二天线元件220与狭缝212边缘间隔开的距离等来确定电磁耦合量。可以确定根据所确定的量的天线匹配。
所述第一天线元件210可以具有在单独金属部件自身中的狭缝212，如图2所示。在例如如下所述的其他实施例中，可以通过多个金属部件之间的空间限定狭缝。这些金属部件的示例是用于加固PCB 211或显示单元等的金属板；用于支撑电池的金属结构；配备有金属部件的壳框架，用于美化所述便携终端的外观，等等。例如，所述狭缝212可以交替地形成于PCB 211的接地面和金属板之间， 所述金属板用于支撑和加固与所述PCB 211电连接的显示单元。
所述PCB 211配备有RF功率源213。所述第二天线元件220和所述RF功率源部分213通过RF馈送连接装置214电连接。所述PCB 211是安装基本电路和部件的板。所述PCB 211的部件设置便携终端的执行环境并且保持所述设置信息。PCB 211允许安全地驱动所述便携终端10，并且平稳地执行便携终端10的所有装置的数据输入和输出。
在图2的实施例中，所述第二天线元件220是L形的，并且所述狭缝212是U形的。另外，所述U形是不对称的，具有中间部分、左侧部分和右侧部分，其中左侧部分(与第二天线元件220的RF馈送口端相对应)比所述右侧部分更长。如上所述，用于所述第二天线元件220和狭缝212的其他合适形状和结构是可能的。
所述第一天线元件210可以是根据本发明一个实施例的PCB 211的一部分。这种选项由连接路径232示意性地表示。通常，PCB 211包括接地面，用于减小诸如噪声之类的有害元素。可以将狭缝212形成为该接地面中的孔。此外，所述第二天线元件220可以实施为单极天线，第二天线元件220如图所示在馈送口端与RF功率源213电连接，并且如图2所示在另一端不具有连接。在替代的结构(未示出)中，所述第二天线元件220可以作为环形天线操作，其在馈送端口的一端与RF功率源213RF连接，并且在另一端与PCB 211的接地面电连接。
应该注意的是:尽管将第二天线元件220示出为没有支撑在狭缝212内，所述第二天线元件实际上通过合适的支撑装置(未示出)支撑，以保持与所述第一天线元件210的金属表面的所需间距。在图2的视图中，所述支撑装置可以位于第二天线元件220下方，或者可以经由RF连接装置214来提供。替代地，可以将电介质粘结剂(也未示出)用于在各个点将第二天线元件220附着到第一天线元件210。
图3示出了根据本发明另一个实施例的天线装置300的结构。该实施例与图2实施例的不同之处在于所述第二天线元件位于所述第一天线元件的狭缝外部，而不是位于所述狭缝的内部。
所述天线装置300包括:第一天线元件310，具有狭缝312 ;第二天线元件320，位于所述狭缝312的外部；以 及PCB 311，与所述第二天线元件320RF连接。所述第二天线元件320从RF功率源313接收RF功率，并且按照所述RF功率的频率谐振。所述第一天线元件310的狭缝312与所述第二天线元件320电磁耦合，并且由于这种耦合而谐振。所述第二天线元件320与所述第一天线元件310间隔开，并且在该实施例中具有L形结构，其在狭缝312附近在所述第一天线元件310外部弯曲。所述第二天线元件320不局限于L形。在图3的具体示例中，所述狭缝312是不对称U形的形状，在向所述第二天线元件320的一端馈送的RF馈送端口 314附近具有较长的左边。对于狭缝312，其他形状也是可能的。将第二天线元件320实施为单极，并且提供合适的支撑装置(未示出)以维持与所述第一天线元件310边缘的所需间距。选择所述第二天线元件320的长度以实现在发射和/或接收时在所需频带上的谐振。
天线装置300的其他元件和特性与图2的天线装置200的相应元件或者图3的天线装置300的相应元件相同；因此将省略其冗余描述。
图4示出了根据本发明另一个实施例的天线装置400的结构。由400表示的天线装置包括:第一天线元件410，具有狭缝412 ;第二天线元件420，位于所述狭缝412的外部；以及PCB 411，用于向第二天线元件420发射和从第二天线元件420接收RF信号。所述第二天线元件420从RF功率源413接收RF功率，并且在所述RF功率的频带内谐振。所述第一天线元件410的狭缝412与所述第二天线元件420电磁耦合，从而谐振。
具体地，所述天线装置400还包括金属外部部件430，所述金属外部部件包围所述第一天线元件410和所述第二天线元件420，并且与其彼此绝缘。将所述第二天线元件420插入到所述第一天线元件410和所述金属外部部件430之间，并且具有沿在第一天线元件410和外部部件430的边缘之间形成的另一个狭缝422的凹槽设置的形状。
天线装置400的其他特征和特性与图2的天线装置200的相应特征相同，从而省略其冗余描述。
图5示出了狭缝可以位于本发明的天线装置和便携终端内的各种位置。如图5所示，可以在所述便携终端的上部、下部和侧部形成狭缝，所述狭缝形成于在便携终端中安装的一个金属部件中、或者可以通过在便携终端中安装的多个金属部件的组合来形成。具体地，优选地是所述狭缝部分形成于用户的手(其握持所述便携终端)不会阻塞狭缝谐振的位置。
在所示示例中，第一天线元件510a、510b、510c和510d的每一个具有与便携终端的取向相对应的取向，具有顶边T和底边B。所述顶边T位于便携终端10的包括扬声器13的顶部部分(参见图1)，并且底部部分B位于便携终端的容纳所述麦克风14的底部部分。如图所示，所述狭缝可以实质上沿大致矩形的便携终端的左边、右边、顶边或底边来设置。
图6示出了根据本发明实施例的天线装置600的结构。在视图(a)中示出了透视图；在视图(b)中示出了平面图。由600表示的天线装置包括:金属壳框架630，其形成便携终端的外观的一部分；以及PCB 611，其具有接地面613，所述接地面也用作第一天线元件610的金属表面。所述接地面613与金属壳框架630电连接，并且包括:狭缝612 ;第二天线元件620，位于所述狭缝612中；以及PCB 611，用于向第二天线元件620发射和从第二天线元件620接收RF信号。
金属壳框架630和PCB 611的接地面613 —起限定其间的狭缝612。它们通过连接装置614电连接，所述连接装置例如是多个间隔开的连接器。
所述PCB 611配备有RF功率源615。所述第二天线元件620与功率源615RF连接以从中接收RF功率。所述第二天线元件610在所接收的RF功率的频带内谐振。此外，所述第一天线元件610通过狭缝612与第二天线元件620电磁耦合，并且由于感应的电流而谐振。所述狭缝部分 612具有薄且长的凹槽形状。所述第二天线元件620可以具有沿所述狭缝612的凹槽设置的形状。
所述第二天线元件620可以安装到PCB 611上，例如形成为沿PCBlll的电介质表面延伸的金属条带。然而，可以将所述第二天线元件620交替地设置为与PCB 611相分离的元件。
所述金属壳框架630可以不但与主板611的接地面613，而且与用于加固显示单元的金属板和/或用于支撑电池的金属结构(例如电池盖)电连接。该实施例中的狭缝612形成于壳框架630的内表面的一部分和接地面613的L型边缘部分之间，其中由于沿接地面613的周边的L形切口而将所述L形边缘暴露出来。因此，狭缝612的一边与接地面613的金属邻接，而另一边与壳框架630的金属邻接。
PCB 611是安装基本电路和部件的板。PCB 611包括用于设置便携终端的执行环境并且保持所述设置信息的电子装置。PCB 611允许安全地驱动所述便携终端，并且平稳地执行所述便携终端10的所有设备的数据输入和输出。
图7示出了根据本发明再一个实施例的天线装置700的结构。视图(a)描述了透视图，而视图(b)是平面图。由700表示的天线装置包括:金属壳框架730，其形成了便携终端的外观的一部分；PCB 711，具有接地面713，在所述接地面上切口以在其中完全形成狭缝712，从而形成由包围所述狭缝712的金属表面部分构成的第一天线元件710。第二天线元件720位于狭缝712内，并且PCB 711向所述第二天线元件720供应RF功率。
主板711的金属壳框架730和接地面713通过多个间隔开的连接装置714电连接。
PCB 711配置有RF功率源715，所述RF功率源可以是RF通信单元(未示出)的一部分，所述RF通信单元用于调制发射信号并且解调制接收信号。所述第二天线元件720与RF功率源715RF连接。所述第二天线元件720从RF功率源715接收RF功率，并且在所述RF功率的频带内谐振。此外，狭缝712与第二天线元件720电磁耦合并且谐振。第二天线元件720和狭缝712都可以是如图所示的L形。如所示的那样，所述狭缝可以具有按照直角与短边连接的长边，以形成L形，其中所述短边是锥形的，在其端部处具有最宽的宽度。
可以将所述第二天线元件720安装到PCB 711上，或者可以替代地将第二天线元件与PCB分尚地设置。
图8A和8B示出了根据本发明实施例的天线装置800的结构。由800表示的天线装置包括:金属壳框架830，用于形成便携终端的外观；以及电池盖840，所述电池盖的一部分看作是形成第一天线元件810的一部分。也就是说，所述电池盖840的金属表面841的至少一部分用作所述第一天线元件810的一部分。第一天线元件810的第二部分是金属壳框架830的一部分。所述电池盖840与所述金属壳框架830电连接。将由狭缝部件812a和812b组成的狭缝812限定在PCB 811的接地面的切口、电池盖840和壳框架830之间。第二天线元件820经由狭缝与所述第一天线元件810电磁耦合，并且谐振。PCB 811向第二天线元件820发射和从第二天线元件820接收RF信号。
将电池盖840可拆卸地安装到金属壳框架830上。当将电池盖840与金属壳框架830组合时，其通过间隔开的多个连接装置843与金属壳框架830电连接。此外，电池盖840包括金属部分841 和非金属部分842。当将电池盖840和金属壳框架830组合时，非金属部分842形成了狭缝812的一部分。也就是说，狭缝812形成为狭缝812a和812b的组合，狭缝812a是PCB 811的接地面的切口，所述狭缝812b是与所述狭缝812b重叠的表面842的一部分。
所述第二天线元件820从主板811接收RF功率，然后谐振。所述狭缝812与第二天线元件820电磁耦合，并且由于所述耦合而谐振。
因此，在本发明的一些实施例中，可以将两个或多个金属部件彼此组合并且在其间形成狭缝，这使得能够实现谐振并且从而实现了天线辐射。
此外，根据本发明实施例的天线装置可以实现多频带和宽带谐振。可以将所述天线装置应用于三频带或四频带的便携终端。
总之，根据本发明的天线装置可以利用常规的金属部件作为所述天线的有源元件，所述常规的金属部件使得现有技术设备中的天线性能劣化。因此，利用所述金属部件提高而不是劣化了天线性能。
尽管已经参考本发明的示例性实施例，具体示出和描述了本发明，但本领域普通技术人员应当理解， 在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行形式和细节上的多种改变。
权利要求
1.一种用于便携终端的天线装置，所述便携终端具有印刷电路板，所述天线装置包括: 第一天线元件，包括在所述便携终端内设置的一个或多个金属部件的至少一部分，与所述印刷电路板的接地面电连接，具有狭缝；以及 第二天线元件，设置在所述狭缝的附近，与所述第一天线元件间隔开并且电磁耦合，从所述印刷电路板接收RF功率，并且配置为在所述RF功率的频率下谐振。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其中所述一个或多个金属部件的至少一部分仅包括所述印刷电路板的接地面，并且通过所述接地面的狭缝孔来限定所述狭缝。
3.根据权利要求1所述的天线装置，其中所述第二天线元件设置在所述狭缝内。
4.根据权利要求1所述的天线装置，其中所述第二天线元件设置在所述狭缝外。
5.根据权利要求1所述的天线装置，其中所述第一天线元件的所述一个或多个金属部件包括形成所述便携终端外观的一部分的至少一个金属壳框架的至少一部分，并且其中在所述至少一个金属壳框架和所述一个或多个金属部件的至少另一个金属部件之间形成所述狭缝。
6.根据权利要求5所述的天线装置，其中所述至少另一个金属部件是所述印刷电路板的接地面。
7.根据权利要求1所述的天线装置，其中至少部分地通过前壳框架和实质上金属后壳框架的组合形成所述便携终端的外观，所述第一天线元件包括所述前壳框架的至少一部分和所述后壳框架的至少一部分，并且在所述前壳框架和所述后壳框架之间形成所述狭缝的至少一部分。
8.根据权利要求7所述的天线装置，其中所述后壳框架的至少一部分由可拆卸地安装到所述便携终端的电池盖组成，并且包括金属部分和非金属部分，其中当将所述电池盖附着到所述便携终端时，所述非金属部分与所述前壳框架电连接，并且其中通过所述非金属部分的至少一部分限定所述狭缝的至少一部分。
9.根据权利要求1所述的天线装置，其中所述便携终端具有包括扬声器的顶部部分和包括麦克风的底部部分，并且在所述上部部分和所述下部部分之一中形成所述狭缝。
10.根据权利要求1所述的天线装置，其中所述便携终端是大致矩形的，并且具有包括扬声器的顶部部分、包括麦克风的底部部分、左边和右边，并且至少实质上沿所述左边和所述右边之一形成所述狭缝。
11.根据权利要求1所述的天线装置，其中将所述第二天线元件安装到所述印刷电路板上。
12.根据权利要求1所述的天线装置，其中所述第二天线元件是单极天线，所述单极天线在其馈送口端与所述印刷电路板的RF信号源RF连接。
13.根据权利要求1所述的天线装置，其中所述第二天线元件在其馈送口端与所述印刷电路板的RF信号源RF连接，并且在其相对端与主板的接地面电连接。
14.根据权利要求1所述的天线装置，其中所述第二天线元件是L形的。
15.根据权利要求1所述的天线装置，其中所述狭缝是L形的。
16.根据权利要求1所述的天线装置，其中所述狭缝和所述第二天线元件都是L形的。
17.根据权利要求1所述的天线装置，其中所述狭缝是U形的，并且所述第二天线元件是L形的。
18.根据权利要求17所述的天线装置，其中由左边、右边和中间部分限定所述U形，所述左边和右边之一比所述左边和右边的另一边更长，使得所述U形是不对称的。
19.根据权利要求1所述的天线装置，其中所述狭缝具有按照直角与短边相连的长边以形成L形，其中所述短边是锥形的，在其端部具有较宽的宽度。
20.一种便携电子设备，包括: 印刷电路板；以及 天线装置，包括第一天线元件和第二天线元件； 其中所述第一天线元件包括设置在所述便携电子设备内的一个或多个金属部件的至少一部分，与所述印刷电路板的接地面电连接，并且具有狭缝；以及 其中所述第二天线元件设置在所述狭缝的附近，与所述第一天线元件间隔开并且电磁耦合，从所述印刷电路板 接收RF功率，并且配置为在所述RF功率的频率下谐振。
全文摘要
公开了一种用于便携终端的天线装置，所述便携终端具有印刷电路板(PCB)。所述天线装置包括第一天线元件和第二天线元件。所述第一天线元件包括在所述便携终端内设置的一个或多个金属部件的至少一部分，与所述PCB的接地面电连接，并且具有狭缝。所述第二天线元件设置在所述狭缝的附近，与所述第一天线元件间隔开并且电磁耦合。所述第二天线元件从所述PCB接收RF功率，并且配置为在所述RF功率的频率下谐振。
文档编号H01Q13/10GK103219592SQ20121053630
公开日2013年7月24日 申请日期2012年12月12日 优先权日2012年1月18日
发明者严相珍, 金浩生, 朴勋, 边俊豪, 吴俊和, 赵范袗 申请人:三星电子株式会社