專利名稱：便攜式終端的可重配置內(nèi)置天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種便攜式終端的內(nèi)置天線。更具體地講，本發(fā)明涉及一種實施為能夠僅通過使用簡單的開關(guān)操作來改變天線輻射器(antenna radiator)的形狀的便攜式終端的可重配置內(nèi)置天線(re-configurable built-in antenna)，從而有效地改變?yōu)槠谕牟巾撐负炭?radiation pattern)。
背景技術(shù)：
近來采用的終端具有各種功能和設(shè)計。此外，隨著終端逐漸變得更加纖巧，并還變得更輕、更薄、更簡單，終端的功能更受重視。為了滿足這樣的客戶的需求，重要的是在保持或提高終端的功能的同時減小終端的體積。具體地講，前述終端能夠在不同的頻帶使用具有相同天線輻射器的天線，因此， 當(dāng)頻帶或輻射方向圖改變時，天線輻射器被改變或代替至可行的最小范圍。因此，存在不斷的競爭來減小終端的大小以及終端用戶的電磁波的特殊吸收比率(SAR，Specific Absorption Rate)0通常，因為便攜式終端的天線使用內(nèi)置天線輻射器，所以近年來流行平板倒F天線(PIFA，Planar Inverted-F Antenna)類型。然而，問題在于當(dāng)確定了方向圖、饋電位置(feeding position)以及短路點位置(shorting point position)時PIFA型天線僅具有固定的頻率特性，以及天線的大小必須與支持的頻帶的數(shù)量成比例地增加。為了解決這個問題，可放置能夠改變天線接地(antenna ground)的位置的開關(guān)元件，或者可在天線信號輸入部件的周圍的路徑上放置開關(guān)元件，以改變天線的電氣長度，這被用作在GSM850/900頻段的切換方法。同時，隨著便攜式終端變得更小更纖巧，天線在終端中占據(jù)非常有限的空間。然而，通信服務(wù)的全球漫游和整合需要多頻帶天線的實現(xiàn)。由于需要在多頻帶天線中實現(xiàn)多種諧振長度，因此難以在減少的天線空間中支持需要的所有多個頻帶，并且由于不能充分保證天線增益，因此在一些頻帶發(fā)生性能惡化。為了解決這個問題，即使終端具有相同的設(shè)計和硬件結(jié)構(gòu)，也可根據(jù)使用終端的區(qū)域來開發(fā)不同的天線。然而，在近來消費者希望不管他們在全世界游歷到哪里都使用一個終端的情況下，這并不是合適的方法。此外，從制造商的立場來看，由天線更改引起的額外開發(fā)成本、開發(fā)進度中的延遲、用于確保在每個區(qū)域中所需的性能的機械改變、核準成本等亦成問題。作為解決以上問題的一種方法，可通過利用連接到開關(guān)使得對于固定的尾部(end portion)其能夠被閉合/斷開的附加尾部來使用頻帶控制天線。然而，由于連接到開關(guān)的所述尾部的位置和方向圖是在固定尾部的影響下而被選擇的，因此在使用該方法時天線的設(shè)計會受限。因此，由于便攜式終端的多種設(shè)計，可能難以在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中設(shè)計天線空間。此外，具有前述結(jié)構(gòu)的天線能夠使用這樣的方法，在該方法中通過GSM850和GSM900頻帶切換來改變諧振頻率，從而通過使用相同的天線僅能夠處理多頻帶功能。因此， 傳統(tǒng)輻射方向圖的改變或?qū)θ梭w的影響不在此方法的考慮之中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面在于至少解決上述問題和/或缺點，并至少提供下述優(yōu)點。因此， 本發(fā)明的一方面在于提供一種實施為即使使用用于安裝相同天線輻射器的空間，也能夠展現(xiàn)更卓越的輻射特性的便攜式終端的可重配置內(nèi)置天線。本發(fā)明的另一方面在于提供一種實施為能夠通過僅使用簡單的開關(guān)操作進行操作來改變相同天線輻射器的形狀的便攜式終端的可重配置內(nèi)置天線。本發(fā)明的另一方面在于提供一種實施為通過僅使用簡單的開關(guān)操作，在改變期望的頻帶和輻射方向圖的同時能夠降低電磁波的吸收率的便攜式終端的可重配置內(nèi)置天線。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種便攜式終端的可重配置內(nèi)置天線。所述天線包括天線輻射器，具有電連接到所述終端的主板的饋電部的饋電焊盤以及至少一個接地焊盤，其中，所述接地焊盤布置在與饋電焊盤的位置不同的位置以選擇性地建立到所述終端的接地部的電連接；開關(guān)元件，連接到所述天線輻射器的所述至少一個接地焊盤，以通過開關(guān)操作選擇性地建立到接地部的電連接，其中，所述天線輻射器通過使用接地部的選擇性電連接來改變該天線輻射器的形狀，以具有各種頻段和輻射特性。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種多頻帶便攜式終端。所述多頻帶便攜式終端包括主板；天線輻射器，具有電連接到主板的饋電部的饋電焊盤以及至少一個接地焊盤， 其中，所述接地焊盤布置在與饋電焊盤的位置不同的位置以選擇性地建立到所述終端的接地部的電連接；開關(guān)元件，連接到所述天線輻射器的所述至少一個接地焊盤，以通過開關(guān)操作選擇性地建立到接地部的電連接；控制器，用于控制開關(guān)元件，從而天線輻射器根據(jù)終端使用的頻段具有最佳輻射方向圖。通過以下結(jié)合附圖公開本發(fā)明的示例性實施例的詳細描述，本發(fā)明的其他方面、 優(yōu)點和顯著特點對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將變得清楚。


通過下面結(jié)合附圖進行的描述，本發(fā)明的特定示例性實施例的上述和其它方面、 特點和優(yōu)點將會更加清楚，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的使用內(nèi)置天線的便攜式終端100的透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的內(nèi)置天線的示意圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的基于圖2的開關(guān)操作以各種方式改變天線輻射器的形狀；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的內(nèi)置天線(圖4A)，并還示出基于開關(guān)元件的操作以各種方式改變天線輻射器的形狀；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的內(nèi)置天線(圖5A)，并還示出基于開關(guān)元件的操作以各種方式改變天線輻射器的形狀。
具體實施方式
提供參照附圖的以下描述以幫助全面理解由權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的示例性實施例。所述描述包括各種特定細節(jié)以幫助理解，但這些被認為是僅是示例性的。 因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識到，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可對在此描述的實施例進行各種改變和修改。此外，為了清楚和簡明，省略對公知功能和構(gòu)造的描述。在以下描述和權(quán)利要求中使用的術(shù)語和詞語不限于書面含義，而是，僅由發(fā)明人使用以使本發(fā)明的理解清楚和一致。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚，提供本發(fā)明的示例性實施例的以下描述僅用于說明目的，而不是用于限制由權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的目的。將理解的是，除非上下文清楚地指出，否則單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)形式。因此，例如，參照“組件表面”包括參照一個或多個這樣的表面。對于術(shù)語“基本地”，是指敘述的特征、參數(shù)或值不需要精確地達到，而是，在不妨礙所述特征將提供的效果的情況下會發(fā)生偏移或變化(包括，例如公差、測量誤差、測量精確度限制以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他因素)。盡管在本發(fā)明的描述中示出條形終端，但是本發(fā)明不限于此。因此，本發(fā)明的可重配置內(nèi)置天線還可應(yīng)用于開放型的各種公知的終端(例如，滑動式終端、折疊式終端等)。圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的使用內(nèi)置天線的便攜式終端100的透視圖。 寬屏液晶顯示器(IXD)模塊101安裝在所述終端的前表面。例如，IXD模塊101優(yōu)選地安裝有觸摸屏。IXD模塊101的上部分安裝有作為接收器的聽筒102。IXD模塊101的下部分安裝有作為發(fā)射器的麥克風(fēng)103。盡管沒有示出，但還可安裝相機模塊和揚聲器模塊，并且可安裝各種附加裝置以實現(xiàn)其他公知的附加功能。同時，本發(fā)明的圖2中的內(nèi)置天線1可置于便攜式終端100的各種位置。盡管內(nèi)置天線通常傳統(tǒng)地位于終端的上部分U，但是由于沒有足夠的空間來安裝天線(例如，由于相機模塊的安裝等)，所以不可避免地改變內(nèi)置天線的位置。因此，近年來通常在終端的下部分L安裝天線。在本發(fā)明的內(nèi)置天線中，根據(jù)開關(guān)元件的開關(guān)操作改變天線輻射器的形狀，因此存在輻射方向圖的改變。因此，天線輻射器能夠通過使用開關(guān)操作在期望的頻帶(例如， GSM850頻帶、GSM900頻帶)進行操作。更具體地，相同結(jié)構(gòu)的天線輻射器能夠根據(jù)開關(guān)操作以各種方式(例如，平板倒F天線(PIFA)、倒F天線(IFA)、倒L天線(ILA)等)進行操作。 此外，便攜式終端100還可包括控制器(未示出)，所述控制器用于控制開關(guān)元件， 從而天線輻射器根據(jù)終端所使用的頻段具有最佳輻射方向圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的內(nèi)置天線的示意圖。所述內(nèi)置天線置于圖1 的便攜式終端的上部分U或下部分L中。參照圖2，內(nèi)置天線1包括具有特定方向圖的天線輻射器10。天線輻射器10具有一個饋電焊盤(feeding pad) 11和兩個接地焊盤(ground pad) 12和13。饋電焊盤11電連接到終端的主板(未示出)的饋電部(射頻(RF)連接器)15。兩個接地焊盤12和13選擇性地連接到主板的接地部21。然而，本發(fā)明不限于此，因此接地焊盤可接地至實現(xiàn)在終端上的各種接地構(gòu)件。因此，特定開關(guān)元件20布置在兩個接地焊盤12和13與接地部21之間。開關(guān)元件20可以是各種公知的開關(guān)裝置(例如，單刀雙擲(SPDT)、單刀單擲(SPST)、單刀三擲(SP3T)、單刀四擲(SP4T)等)。盡管本發(fā)明提供了將進行開關(guān)的兩個接地焊盤12和13，但這僅是用于示例性目的。例如，可按各種方式構(gòu)造和開關(guān)兩個或更多個接地焊盤。此外，可通過從天線輻射器分出來一個接地焊盤并通過開關(guān)元件接通/斷開該接地焊盤來在結(jié)構(gòu)方面改變天線輻射器的形狀。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的基于圖2的開關(guān)操作以各種方式改變天線輻射器的形狀。在圖3A中，兩個接地焊盤中的僅一個被電連接到接地部。在這種情況下， 天線輻射器可作為倒F天線(IFA)工作。在圖:3B中，僅有剩余的一個接地焊盤電連接到接地部。在這種情況下，天線輻射器可作為環(huán)形天線輻射器工作。在圖3C中，兩個接地焊盤針對接地部均斷開。在這種情況下，天線輻射器可作為倒L天線(ILA)工作。結(jié)果，根據(jù)開關(guān)元件的操作，選擇性地建立了到耦合至開關(guān)元件的至少一個接地焊盤的電連接，從而天線輻射器的形狀能夠改變，使得天線輻射器在期望的頻帶工作。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的內(nèi)置天線2 (圖4A)，并還示出基于開關(guān)元件20的操作以各種方式改變天線輻射器30的形狀。開關(guān)元件20等同于圖2的開關(guān)元件。參照圖4A，根據(jù)本發(fā)明的實施例，經(jīng)由開關(guān)元件20僅一個接地焊盤32連接到終端的接地部21。因此，在圖4B的情況下，接地部21和接地焊盤32通過開關(guān)元件20彼此電連接，從而天線輻射器可作為IFA工作。在圖4C的情況下，接地部32被開關(guān)元件20斷開，并且僅饋電焊盤11電連接到終端的饋電部15。在這種情況下，天線輻射器30可作為ILA工作。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的內(nèi)置天線3 (圖5A)，并還示出基于開關(guān)元件20的操作以各種方式改變天線輻射器40的形狀。參照圖5A，根據(jù)本發(fā)明的實施例，經(jīng)由開關(guān)元件20僅一個接地焊盤42連接引終端的接地部21。因此，在圖5B的情況下，接地部21和接地焊盤42通過開關(guān)元件20彼此電連接，從而天線輻射器可作為IFA工作。在圖5C的情況下，接地部21被開關(guān)元件20斷開，并且僅饋電焊盤11電連接到終端的饋電部15。在這種情況下，天線輻射器40可作為ILA工作。盡管在前述各種實施例中沒有示出，但是可在接地焊盤與接地部之間或者饋電焊盤與饋電部之間串聯(lián)或并聯(lián)地另外實現(xiàn)至少一個匹配電路(例如，電阻、電感、電容等)。此外，還可與接地焊盤與開關(guān)元件之間或開關(guān)元件與接地部之間的接地線串行或并行地設(shè)置匹配電路。所述匹配電路可以是電容(C)、電阻(R)和電抗(L)中的一個或電容(C)、電阻 (R)和電抗(L)中的一些的組合。結(jié)果，可按這樣的方式改變天線輻射器的結(jié)構(gòu)通過使用特定開關(guān)元件來接通/ 斷開從天線輻射器分出來的至少一個接地焊盤，選擇性地建立電連接。這意味著在不改變相同結(jié)構(gòu)的天線輻射器的硬件結(jié)構(gòu)的情況下，可通過僅使用簡單的開關(guān)裝置來如期望的實現(xiàn)輻射方向圖和頻率改變。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，由于可通過僅使用簡單的開關(guān)操作改變內(nèi)置天線的天線輻射器的形狀來實現(xiàn)期望的輻射方向圖，因此其優(yōu)點在于當(dāng)在特定頻帶實現(xiàn)高輻射特性的同時便攜式終端能夠變得纖巧。 盡管已經(jīng)參照其示例性實施例具體顯示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在不脫離權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進行形式和細節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種便攜式終端的可重配置內(nèi)置天線，包括天線輻射器，具有電連接到所述終端的主板的饋電部的饋電焊盤以及至少一個接地焊盤，其中，所述接地焊盤布置在與饋電焊盤的位置不同的位置以選擇性地建立到所述終端的接地部的電連接；以及開關(guān)元件，連接到所述天線輻射器的所述至少一個接地焊盤，以通過開關(guān)操作選擇性地建立到接地部的電連接，其中，所述天線輻射器通過使用接地部的選擇性電連接來改變該天線輻射器的形狀， 以具有各種頻段和輻射特性。
2.如權(quán)利要求1所述的可重配置內(nèi)置天線，其中，通過考慮取決于天線輻射器的特定頻段和輻射特性的空間，選擇每個接地焊盤的位置。
3.如權(quán)利要求1所述的可重配置內(nèi)置天線，其中，將要形成的接地焊盤的數(shù)量是兩個， 從而所述兩個接地焊盤從天線輻射器分別分出來，并且所述兩個接地焊盤電連接到開關(guān)元件，所述開關(guān)元件電連接到接地部。
4.如權(quán)利要求1所述的可重配置內(nèi)置天線，其中，通過從所述天線輻射器分出來一個接地焊盤并通過開關(guān)元件接通/斷開所述接地焊盤來在結(jié)構(gòu)方面改變所述天線輻射器的形狀。
5.如權(quán)利要求3所述的可重配置內(nèi)置天線，其中，天線輻射器根據(jù)開關(guān)元件的操作作為倒F天線IFA、環(huán)形天線以及倒L天線ILA工作。
6.如權(quán)利要求1所述的可重配置內(nèi)置天線，其中，還與接地焊盤與開關(guān)元件之間或開關(guān)元件與接地部之間的接地線串行或并行地設(shè)置匹配電路。
7.如權(quán)利要求6所述的可重配置內(nèi)置天線，其中，所述匹配電路是電容C、電阻R和電抗L中的一個或電容C、電阻R和電抗L中的一些的組合。
8.如權(quán)利要求1所述的可重配置內(nèi)置天線，其中，所述開關(guān)元件是單刀雙擲SPDT、單刀單擲SPST和單刀三擲SP3T中的任意一個。
9.一種多頻帶便攜式終端，包括主板；天線輻射器，具有電連接到主板的饋電部的饋電焊盤以及至少一個接地焊盤，其中，所述接地焊盤布置在與饋電焊盤的位置不同的位置以選擇性地建立到所述終端的接地部的電連接；以及開關(guān)元件，連接到所述天線輻射器的所述至少一個接地焊盤，以通過開關(guān)操作選擇性地建立到接地部的電連接；以及控制器，用于控制開關(guān)元件，從而天線輻射器根據(jù)終端所使用的頻段具有最佳輻射方向圖。
10.如權(quán)利要求9所述的多頻帶便攜式終端，其中，通過考慮取決于天線輻射器的特定頻段和輻射特性的空間，選擇每個接地焊盤的位置。
11.如權(quán)利要求9所述的多頻帶便攜式終端，其中，通過從所述天線輻射器分出來一個接地焊盤并通過開關(guān)元件接通/斷開所述接地焊盤來在結(jié)構(gòu)方面改變所述天線輻射器的形狀。
12.如權(quán)利要求10所述的多頻帶便攜式終端，其中，天線輻射器根據(jù)開關(guān)元件的操作作為倒F天線IFA、環(huán)形天線以及倒L天線ILA工作。
13.如權(quán)利要求9所述的多頻帶便攜式終端，其中，所述開關(guān)元件是單刀雙擲SPDT、單刀單擲SPST和單刀三擲SP3T中的任意一個。
全文摘要
提供了一種便攜式終端的可重配置內(nèi)置天線。所述天線包括天線輻射器，具有電連接到終端的主板的饋電部的饋電焊盤以及至少一個接地焊盤，其中，所述接地焊盤布置在與饋電焊盤的位置不同的位置以選擇性地建立到所述終端的接地部的電連接；開關(guān)元件，連接到天線輻射器的所述至少一個接地焊盤，以通過開關(guān)操作選擇性地建立到接地部的電連接。
文檔編號H01Q1/22GK102280689SQ20111012612
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者樸正鎬, 李在鎬, 金東煥, 金振宇, 金錫虎 申請人:三星電子株式會社