專利名稱：一種無線終端的天線設計方法及數(shù)據(jù)卡單板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信技術領域，具體而言是涉及一種無線終端的天線設計 方法及數(shù)據(jù)卡單板。
背景技術：
在無線終端的數(shù)據(jù)卡上進行天線設計時，存在的技術難題包括天線區(qū)域 有效空間??；目標帶寬寬；近距離測試SAR ( Specific Absorption Rate,比吸收 率)值的要求嚴格等。
SAR代表生物體(包括人體)每單位公斤容許吸收的輻射量，是表示輻射 對人體影響的最直接的測試值，SAR值越低，輻射被吸收的量越少。當前SAR 測試規(guī)范中要求測試SAR值時，數(shù)據(jù)卡各個面距離用于SAR測試的人體軀干模 型的距離不超過5mm， SAR值不能超過1.2mw/lg等。因此在不影響其他無線 性能指標的前提下，有效的降低SAR值是一個迫切需要解決的問題。同時，無 線通信對天線的工作帶寬也有越來越多的要求，希望一個天線能同時具有超寬 帶上多個工作頻段。
目前在數(shù)據(jù)卡上設計天線時，廣泛采用單極子、倒F天線(Inverted-F Antenna， IFA )、平面倒F天線(Planar Inverted - F Antenna, PIFA)形式的內(nèi) 置式天線，這些形式的天線一般位于數(shù)據(jù)卡末端，由數(shù)據(jù)卡單板作為天線的 "地"，共同組成輻射器。在實現(xiàn)本發(fā)明過程中，發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術中 的這種天性設計， 一方面使得天線輻射的近場能量集中，導致SAR值較大。另 一方面，卩吏得天線帶寬有限，無法滿足日益增長的帶寬需求
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種無線終端的天線設計方法及數(shù)據(jù)卡單板，能夠在降
低天線的SAR值的同時，實現(xiàn)寬頻的工作帶寬。
本發(fā)明實施例提供的無線終端的天線設計方法，包括 在無線終端的數(shù)據(jù)卡單板上劃分出一個無其他金屬布線的半封閉區(qū)域； 在所述半封閉區(qū)域內(nèi)布置天線走線和金屬耦合片，所述天線走線與所述金 屬耦合片之間平行重疊，所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間留有縫隙，通 過所述縫隙所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間進行耦合。 本發(fā)明實施例提供的無線終端的數(shù)據(jù)卡單板，包括
半封閉區(qū)域，位于無線終端的數(shù)據(jù)卡單板上，在該半封閉區(qū)域內(nèi)無其他金 屬布線；
天線走線和金屬耦合片，布置在所述半封閉區(qū)域內(nèi)，所述天線走線與所述 金屬耦合片之間平行重疊，所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間存在有縫隙， 通過所述縫隙所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間進行耦合。
由上述本發(fā)明實施例^是供的技術方案可知，通過在無線終端的數(shù)據(jù)卡單板 上劃分出一個無其他金屬布線的半封閉區(qū)域，在該半封閉區(qū)域內(nèi)布置天線走線 和金屬耦合片，由于數(shù)據(jù)卡單板一般位于無線終端的中央，此時天線走線距離 無線終端外殼的距離最遠，因此可以將天線最大程度地遠離SAR測試時的人體 軀干模型，從而降低SAR值；通過設計通過設計天線走線與金屬耦合片之間平 行重疊，并且設計金屬耦合片與數(shù)據(jù)卡單板之間留有縫隙，使得所述金屬耦合 片采用該縫隙與所述數(shù)據(jù)卡單板之間進行耦合，在該縫隙中產(chǎn)生多個諧振點， 可以實現(xiàn)所述天線走線與所述數(shù)據(jù)卡單板之間的二次耦合，從而實現(xiàn)寬頻的工 作帶寬；并且通過該縫隙耦合方式可以將天線走線耦合至金屬耦合片上的電場 能量分散于較長的縫隙內(nèi)，也有助于減弱能量的集中分布，達到降低SAR值的目的。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例中所需要 使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一 些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下， 還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例提供的一種無線終端的天線設計的方法示意圖； 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種無線終端的數(shù)據(jù)卡單板結構示意圖。
具體實施例方式
下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是 全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造 性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例一
參見圖1,本發(fā)明實施例提供的一種無線終端的天線設計方法，包括 步驟11,在無線終端的數(shù)據(jù)卡單板上劃分出一個無其他金屬布線的半封閉 區(qū)域；
工藝實現(xiàn)上可以是在數(shù)據(jù)卡單板一側上劃分出一個半封閉區(qū)域，在該半封 閉區(qū)域內(nèi)的印制板上不布置其他金屬元器件；或者，切割掉該半封閉區(qū)域內(nèi)的 印制板。該半封閉區(qū)域之外的數(shù)據(jù)卡單板上用于布置所述其他金屬元器件。
步驟12，在所述半封閉區(qū)域內(nèi)布置天線走線和金屬耦合片，所述天線走線 與所述金屬耦合片之間平行重疊，所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間留有 縫隙，通過所述縫隙所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間進行耦合。所布置的天線走線和金屬耦合片或者印制在該半封閉區(qū)域內(nèi)的印制板上， 或者焊接在所述半封閉區(qū)域內(nèi)。金屬耦合片與天線走線之間釆用印制層之間的 非金屬介質或者空氣介質進行耦合，且布置的金屬耦合片與數(shù)椐卡單板之間采 用非金屬介質(例如空氣)進行隔離，該無金屬介質分布的區(qū)域即為本發(fā)明所 述的縫隙(下同)。
本發(fā)明實施例提供的無線終端的天線設計方法，通過在無線終端的數(shù)據(jù)卡 單板上劃分出 一個無其他金屬布線的半封閉區(qū)域，在該半封閉區(qū)域內(nèi)布置天線 走線和金屬耦合片，由于數(shù)據(jù)卡單板一般位于無線終端的中央，此時天線走線
距離無線終端外殼的距離最遠，因此可以將天線最大程度地遠離SAR測試時的 人體軀干模型，從而降低SAR值；通過設計天線走線與金屬耦合片之間平行重 疊，并且設計金屬耦合片與數(shù)據(jù)卡單板之間留有縫隙，使得所述金屬耦合片采 用該縫隙與所述數(shù)據(jù)卡單板之間進行耦合，在該縫隙中產(chǎn)生多個諧振點，可以 實現(xiàn)所述天線走線與所述數(shù)據(jù)卡單板之間的二次耦合，從而實現(xiàn)寬頻的工作帶 寬；并且通過該縫隙耦合方式可以將天線走線耦合至金屬耦合片上的電場能量 分散于較長的縫隙內(nèi)，也有助于減弱能量的集中分布，達到降^氐SAR值的目的。
一種優(yōu)選設計方案，可以將半封閉區(qū)域設計在位于數(shù)據(jù)卡單板上靠近無線 終端的數(shù)據(jù)通信接口的一端，例如靠近USB接口， PCMCIA接口， Express接 口或其他接口的部位，這樣有利于將天線上的能量分散到便攜上，降低SAR值。
上述的天線走線可以:沒計成折線或曲線的線性分布，天線走線一端通過天 線匹配網(wǎng)絡連接天線饋線，通過調節(jié)匹配網(wǎng)絡的參數(shù)，可以調節(jié)天線的諧振特 性。
金屬耦合片布置在該半封閉區(qū)域內(nèi)，與天線走線之間平行重疊，與所述數(shù) 據(jù)卡單板之間留有縫隙。在工藝實現(xiàn)上可以印制在天線走線所在的印制層的上層、下層或上下層的印制層上，金屬耦合片30與天線走線23之間釆用印制層 之間的非金屬介質或者空氣介質進行耦合。。金屬耦合片30形狀根據(jù)需要進行 調整，可以為矩形、方形、圓形、菱形、梯形、三角形等任意規(guī)則或不規(guī)則的 形狀。所述金屬耦合片與該天線走線之間處于平行重疊的位置，可以完全絕緣, 或者可以在適當位置通過增加一個或多個導電連接點實現(xiàn)導電連接。該金屬耦 合片通過與所述數(shù)據(jù)卡單板之間的縫隙實現(xiàn)所述天線走線與所述數(shù)據(jù)卡單板之 間的二次耦合，也即是說，天線走線內(nèi)的電場能夠首先耦合到金屬耦合片上， 再由金屬耦合片采用縫隙耦合到數(shù)據(jù)卡單板上。
可選地，在數(shù)據(jù)卡單板與金屬耦合片之間的縫隙內(nèi)設置第 一天線匹配點， 該天線匹配點可為電容、電感、電阻等器件的一種或組合，天線走線的另一端 通過該第一天線匹配點與數(shù)據(jù)卡單板進行連接，通過調整該第一天線匹配點的 參數(shù)，可調整所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間的耦合點位置。
可選地，在數(shù)據(jù)卡單板與金屬耦合片之間的縫隙內(nèi)設置至少 一個第二天線 匹配點，該天線匹配點可為電容、電感、電阻等器件的一種或組合，通過調整 該第二天線匹配點的參數(shù)，用于進一步調整所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板 之間的耦合點位置，使得耦合至金屬耦合片內(nèi)的電場能量在縫隙內(nèi)的合適位置 上產(chǎn)生多個諧振點。
射頻信號通過天線饋線和天線匹配網(wǎng)絡饋入天線。通過調節(jié)天線匹配網(wǎng)絡 的參數(shù)、優(yōu)化天線走線的形狀，優(yōu)化金屬耦合片的形狀、優(yōu)化數(shù)據(jù)卡單板和金 屬耦合片之間的縫隙可以調節(jié)天線的諧振特性。并且通過調節(jié)天線匹配點的參 數(shù)和其在縫隙中的位置，可以進一步調節(jié)天線的諧振特性，最終可以實現(xiàn)工作 于800MHz ~ 2500MHz的超寬帶、低SAR值的天線設計。
實施例二
8如圖2所示，在邀:據(jù)卡單板21上靠近USB接口 22的部位劃分出一個半封 閉區(qū)域20，該半封閉區(qū)域20可以為矩形、方形、圓形、菱形、梯形、三角形等 任意規(guī)則或不規(guī)則的形狀。在該半封閉區(qū)域20內(nèi)包含有天線走線23、金屬耦 合片30、第一天線匹配點25、金屬耦合片與數(shù)據(jù)卡單板之間的縫隙28、第二天 線匹配點29。天線匹配網(wǎng)絡26和天線々貴線27印制在半封閉區(qū)域20之外的數(shù)據(jù) 卡單板上，并且天線匹配網(wǎng)絡26位于所述半封閉區(qū)域20的邊緣位置處，天線 饋線27通過天線匹配網(wǎng)絡26與天線走線23的一端相連。
天線走線23的形狀為折線或曲線的線性分布，印制或焊接在半封閉區(qū)域20 內(nèi)，與所述金屬耦合片之間平行重疊，天線走線23的另一端通過第一天線匹配 點25連接所述數(shù)據(jù)卡單板21。
金屬耦合片30與該天線走線23之間處于平行重疊位置，二者可以完全絕 緣，或者可以在適當位置通過增加一個或多個導電連接點(圖2中未示出)實 現(xiàn)導電連接。在工藝實現(xiàn)上，金屬耦合片30可以印制在天線走線23所在的印 制層的上層、下層或上下層的印制層上，其形狀可以隨半封閉區(qū)域20進行調整， 可為任意規(guī)則或不規(guī)則的形狀。金屬耦合片30與天線走線23之間采用印制層 之間的非金屬介質或者空氣介質進行耦合。
金屬耦合片30與所述數(shù)據(jù)卡單板之間留有縫隙，通過該縫隙金屬耦合片30 與所述數(shù)據(jù)卡單板之間進行耦合，這樣，天線走線23首先將部分能量耦合至金 屬耦合片30上，再由金屬耦合片30采用縫隙28與數(shù)據(jù)卡單板21之間進行再 次耦合，以實現(xiàn)天線走線23與數(shù)據(jù)卡單板21之間的二次耦合。
將半封閉區(qū)域20置于靠近USB接口 22的部位，有利于將天線的能量分散 到便攜上；在該半封閉區(qū)域20內(nèi)布置天線走線23和金屬耦合片30，由于數(shù)據(jù) 卡單板一般位于無線終端的中央，此時天線走線距離無線終端外殼的距離最遠，頁
可以將天線最大程度地遠離SAR測試時的人體軀干模型，從而降低SAR值；同 時天線走線23通過金屬耦合片30與數(shù)據(jù)卡單板21采用縫隙進行耦合，產(chǎn)生多 個諧振點，能夠實現(xiàn)寬頻的工作帶寬；并且通過此縫隙耦合的方式可以將天線 走線耦合至金屬耦合片上的的電場能量分散于較長的縫隙內(nèi)，也有助于減弱能 量的集中分布，達到降低SAR的目的。
第二天線匹配點29位于金屬耦合片30與數(shù)據(jù)卡單板21之間的縫隙處，為 電容、電感、電阻等器件的一種或組合。該第二天線匹配點29可以設置一個或 多個，并且可以調整其在縫隙27的位置，用于調整金屬耦合片30與數(shù)據(jù)卡單 板21之間的耦合點位置，使得耦合至金屬耦合片30內(nèi)的電場能量在縫隙內(nèi)的 合適位置上產(chǎn)生多個諧振點。
射頻信號由天線饋線27經(jīng)由天線匹配網(wǎng)絡26饋入天線走線23。通過調整 天線匹配網(wǎng)絡26的參數(shù)、優(yōu)化天線走線23的形狀、優(yōu)化金屬耦合片30的形狀、 優(yōu)化數(shù)據(jù)卡單板21和金屬耦合片30之間的縫隙28，可以調節(jié)天線的諧振特性； 并且通過調節(jié)天線匹配點(25、 29)的參數(shù)及其在縫隙28上的位置，可以進一 步調節(jié)天線的諧振特性，并最終實現(xiàn)工作于800MHz-2500MHz的超寬帶、低 SAR值的天線設計。
實施例三
仍參見圖2所示，本發(fā)明實施例提供的一種無線終端的數(shù)據(jù)卡單板，包括 半封閉區(qū)域20，位于無線終端的數(shù)據(jù)卡單板上，在該半封閉區(qū)域內(nèi)無其他 金屬布線；
該半封閉區(qū)域20可以為矩形、方形、圓形、菱形、梯形、三角形等任意規(guī) 則或不規(guī)則的形狀。
天線走線23和金屬耦合片30,布置在所述半封閉區(qū)域20內(nèi)，所述天線走線23與所述金屬耦合片30之間平行重疊，所述金屬耦合片30與所述數(shù)據(jù)卡單 板之間存在有縫隙28，通過所述縫隙28所述金屬耦合片30與所述數(shù)據(jù)卡單板 之間進行耦合。
天線走線23可以設計成折線或曲線的線性分布，天線走線一端通過天線匹 配網(wǎng)絡26連接天線饋線27，通過調節(jié)匹配網(wǎng)絡26的參數(shù)，可以調節(jié)天線的諧 振特性。
金屬耦合片30布置在該半封閉區(qū)域20內(nèi)，其形狀根據(jù)需要進行調整，可 以為矩形、方形、圓形、菱形、梯形、三角形等任意規(guī)則或不規(guī)則的形狀。
金屬耦合片30與天線走線23之間處于平行重疊的位置，二者采用印制層 之間的非金屬介質或者空氣介質進行耦合。金屬耦合片30與天線走線23之間 可以完全絕緣，或者可以在適當位置通過增加一個或多個導電連接點實現(xiàn)導電 連接。金屬耦合片30與所述數(shù)據(jù)卡單板之間存在有縫隙28。天線走線23內(nèi)的 電場能夠首先耦合到金屬耦合片30上，再由金屬耦合片30采用縫隙28耦合到 數(shù)據(jù)卡單板上，以實現(xiàn)天線走線23與數(shù)據(jù)卡單板之間的二次耦合。
優(yōu)選地，該半封閉區(qū)域20，位于數(shù)據(jù)卡單板上靠近無線終端的數(shù)據(jù)通信接 口 22的一端，這樣有利于將天線的能量分散到便攜上。
可選地，無線終端的數(shù)據(jù)卡單板上還包括第一天線匹配點25，設置在所 述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間的縫隙內(nèi)，連接所述天線走線的一端和所 述數(shù)據(jù)卡單板，用于調整所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間的耦合點位置。
可選地，無線終端的數(shù)據(jù)卡單板上還包括至少一個第二天線匹配點29， 設置在所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間的縫隙內(nèi)，用于調整所述金屬耦 合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間的耦合點位置。
在半封閉區(qū)域20內(nèi)設置天線走線23和金屬耦合片，由于數(shù)據(jù)卡單板一般位于無線終端的中央，此時天線走線距離無線終端外殼的距離最遠，因此可以
將天線最大程度地遠離SAR測試時的人體軀干模型，從而降低SAR值；同時通 過金屬耦合片與數(shù)據(jù)卡單板之間采用縫隙28進行耦合，使得天線走線23耦合 至金屬耦合片30內(nèi)的電場能量通過該縫隙28與數(shù)據(jù)卡單板之間產(chǎn)生多個諧振 點，從而能夠實現(xiàn)寬頻的工作帶寬；并且通過此縫隙耦合方式能夠將金屬耦合 片30內(nèi)的電場能量分散于較長的縫隙內(nèi)，也有助于減弱能量的集中分布，達到 降低SAR的目的。
綜上所述，本發(fā)明實施例通過在數(shù)據(jù)卡單板上開一個無其他金屬布線的半 封閉區(qū)域，該半封閉區(qū)域內(nèi)僅包含有天線走線、金屬耦合片和縫隙等設計要素，
帶、低SAR值的天線設計。
上述具體實施例并不用以限制本發(fā)明，對于本技術領域的普通技術人員來 說，凡在不脫離本發(fā)明原理的前提下，所作的任何修改、等同替換、改進等， 均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
1權利要求
1、一種無線終端的天線設計方法，其特征在于，包括在無線終端的數(shù)據(jù)卡單板上劃分出一個無其他金屬布線的半封閉區(qū)域；在所述半封閉區(qū)域內(nèi)布置天線走線和金屬耦合片，所述天線走線與所述金屬耦合片之間平行重疊，所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間留有縫隙，通過所述縫隙所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間進行耦合。
2、 根據(jù)權利要求1所述的天線設計方法，其特征在于，所述半封閉區(qū)域位 于所述數(shù)據(jù)卡單板上靠近無線終端的數(shù)據(jù)通信接口的一端。
3、 根據(jù)權利要求1所述的天線設計方法，其特征在于，所述天線走線為線 狀分布。
4、 根據(jù)權利要求3所述的天線設計方法，其特征在于，在所述金屬耦合片 與所述數(shù)據(jù)卡單板之間的縫隙內(nèi)設置第一天線匹配點，所述天線走線的一端通 過所述第一天線匹配點與所述數(shù)據(jù)卡單板進行連接，用于調整所述金屬耦合片 與所述數(shù)據(jù)卡單板之間的耦合點位置。
5、 根據(jù)權利要求l-4任一所述的天線設計方法，其特征在于，在所述金屬 耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間的縫隙內(nèi)設置至少一個第二天線匹配點，用于調 整所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間的耦合點位置。
6、 一種無線終端的數(shù)據(jù)卡單板，其特征在于，包括半封閉區(qū)域，位于無線終端的數(shù)據(jù)卡單板上，在該半封閉區(qū)域內(nèi)無其他金 屬布線；天線走線和金屬耦合片，布置在所述半封閉區(qū)域內(nèi)，所述天線走線與所述 金屬耦合片之間平行重疊，所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間存在有縫隙， 通過所述縫隙所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間進行耦合。
7、 根據(jù)權利要求6所述的數(shù)據(jù)卡單板，其特征在于，所述半封閉區(qū)域，位于所述數(shù)據(jù)卡單板上靠近無線終端的數(shù)據(jù)通信接口的一端。
8、 根據(jù)權利要求6所述的數(shù)據(jù)卡單板，其特征在于，所述天線走線，為線 狀分布。
9、 根據(jù)權利要求8所述的數(shù)據(jù)卡單板，其特征在于，還包括第一天線匹配點，設置在所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間的縫隙內(nèi)， 連接所述天線走線的一端和所述數(shù)據(jù)卡單板，用于調整所述金屬耦合片與所述 數(shù)據(jù)卡單板之間的耦合點位置。
10、 根據(jù)權利要求6-9任一所述的數(shù)據(jù)卡單板，其特征在于，還包括 至少一個第二天線匹配點，設置在所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間的縫隙內(nèi)，用于調整所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間的耦合點位置。
全文摘要
本發(fā)明的實施例公開了一種無線終端的天線設計方法及數(shù)據(jù)卡單板。本發(fā)明實施例所提供的方法包括在無線終端的數(shù)據(jù)卡單板上劃分出一個無其他金屬布線的半封閉區(qū)域；在所述半封閉區(qū)域內(nèi)布置天線走線和金屬耦合片，所述天線走線與所述金屬耦合片之間平行重疊，所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間留有縫隙，通過所述縫隙所述金屬耦合片與所述數(shù)據(jù)卡單板之間進行耦合。本發(fā)明實施例還公開了一種無線終端的數(shù)據(jù)卡單板。通過本發(fā)明實施例，能夠在降低天線的SAR值的同時，實現(xiàn)寬頻的工作帶寬。
文檔編號H01Q1/38GK101540433SQ200910136610
公開日2009年9月23日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權日2009年5月8日
發(fā)明者堯 蘭, 孫樹輝, 班永靈, 毅 范, 謝艷萍, 鄭志泰, 平 雷 申請人:深圳華為通信技術有限公司