专利名称：：天线的制作方法
技术领域：
：本发明涉及天线领域，更具体地，涉及便携式通信设备的天线结构和包括这种内置天线结构的便携式通信设备。
背景技术：
：在便携式通信设备领域(特别是在蜂窝电话领域)中有一种趋势就是在设备自身内部安装内置天线。未来的便携式通信设备可能将体积小并且重量轻。通常在这样的设备中，将更需要内置天线。如今，现有的便携式通信设备(例如蜂窝电话)配备的内置天线一般有所谓的“微带(Microstrostrip)”天线或所谓的“平面倒F型”天线(PIFA)。微带天线具有外形薄，尺寸小而且重量轻，但通常不能提供多于一个频带的应用，即不提供所谓的“多频带”能力。在微带天线的情况下，由在不同频率下谐振的多个带状线部分(striplinepart)提供多频带能力，从而天线提供多频带的可能性。在US-A-6166694中可以发现这种技术的示例。在该文件中公开了印刷双螺旋双带天线。PIFA已经被用于移动电话并且是最有前途的设计之一。例如见K.Qassim，“InvertedF-antennaforportablehandsets”，IEEEColloqiumonMicroWaveFiltersandAntennasforPersonalCommunicationSystems，pp.3/1-3/6，Feb.1994，London，Uk。此外，例如见WO-A1-96/27219中描述了弯曲倒F型天线，由此与传统PIFA相比可以减小天线尺寸。然而，随着便携式通信设备变得越来越小，同时需要例如用于蜂窝、无线局域网(LAN)、GPS应用等的多个天线，因此传统的天线将不能提供足够的多频带能力，并且具体地是没有足够的带宽和/或过大而不能适用于未来的便携式通信设备的小的底板。因而需要一种用于便携式通信设备的天线结构，该天线结构能够提供足够的带宽，具体地，该天线结构应能够提供宽带能力，并且体积小。
发明内容本发明旨在解决提供这样的天线结构(具体地说是内置天线结构)的问题，该天线结构提供宽带能力同时重量轻和/或尺寸小。同样地，本发明的一个目的是提供解决上述问题的天线结构。本发明的另一个目的是提供包括这样的天线结构的便携式通信设备。根据本发明的第一方面，其可以通过这样的天线结构实现，该天线结构包括与第一馈电电压相连接的第一天线平板，和与第二馈电电压相连接的第二天线平板，所述天线平板被改装而包括基于频率的馈电电容(capacitancefeeding)。通过这种方式提供了频率依赖的可变电容。其提供了宽得多的带宽，一般是具有相同天线体积的常规PIFA的两倍。本发明的第二方面旨在包括所述第一方面特征的天线结构，其中所述平板由包括介电材料或成型材料(formingmaterial)的间隙隔开。因为该天线结构看起来像双L，所以，在下文中，根据本发明的不同实施例的天线结构也将被称为“PDLA”(平面双L天线)。优选地，所述介电材料具有低的介电常数。本发明的第三方面旨在包括所述第一或第二方面的特征的天线结构，其中所述间隙的长度在至/来自源的波长的0.1～0.3％之间。本发明的第四方面旨在包括所述第一、第二或第三方面的特征的天线结构，其中所述第二馈电电压接地。本发明的第五方面旨在包括所述第一、第二、第三或第四方面的特征的天线结构，其中所述平板的长度近似等于操作频带的波长的四分之一。本发明的第六方面旨在包括所述第一、第二、第三、第四或第五方面的特征的天线结构，其中由无线电电路(源)提供的所述第一馈电电压与所述第一平板之间的连接被屏蔽。本发明的第七方面旨在包括所述第一、第二、第三、第四、第五或第六方面的特征的天线结构，其中所述无线电电路与所述第一平板在该第一平板的边缘相连接。本发明的另一方面旨在提供包括天线结构的便携式通信设备。根据本发明的第八方面，其目的由这样的便携式通信设备实现，所述设备包括具有话筒开口、扬声器开口和小键盘的底板，其中设备还包括天线结构，所述天线结构包括与第一馈电电压相连接的第一天线平板，和与第二馈电电压相连接的第二天线平板，所述天线平板被改装而包括基于频率馈电的电容。本发明具有下面的优点该天线设备具有宽带能力，从而通过使用与现有技术的天线相同的体积可以实现更宽的带宽。该天线廉价且容易在便携式通信设备中实现。而且，由于内置天线结构尺寸小，所以它所需要的PCB空间被最小化。应该强调，虽然在本文的说明中术语“包括”用于特指所述的特征、整体、步骤或部件的存在，但是也不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、部分或它们的组合。现在将结合附图更详细地说明本发明。图1示意地示出了根据本发明的第一实施例的透视图。图2示出了图1所示的天线元件的截面图，所述示图沿着图1中的线A-A截取。图3示出了图1-2中的天线结构的等效电路。图4以频率曲线的形式示出了通过使用模拟工具获得的模拟结果。图5示出了便携式通信设备的实施例，其中可以实现根据本发明的天线结构。图6示出了根据本发明的一个实施例的天线结构的回程损耗和史密斯圆图。具体实施例方式根据需要，此处将公开本发明的详细实施例；然而，应该理解所公开的实施例仅仅是本发明的示例，本发明还可以以下面描述的实施例之外的变型例和替换形式来具体实现。附图也不是必然成比例绘制的，为了显示特定组件或特征的细节，一些元件可能被放大或缩小了。因此，此处公开的特定结构和功能细节不能理解为任何意义的限制，而是仅仅作为权利要求的基础和使本领域的技术人员变化地实践本发明的代表性的基础。图1示意地示出了根据本发明的第一实施例的透视图。天线结构10包括与第一馈电电压V1相连接的、在此处为导电层形式的第一天线平板12，和与第二馈电电压V2相连接的、此处为导电层形式的第二天线平板14，该第二馈电电压V2在该特定实施例中为地电压。该第二馈电电压V2一般是接地的，但也可以是包括负电压的任何合适的电压。天线平板可以由任何合适的材料制成，例如金属、聚合物材料等。现在参照图2，其是图1的截面图，第一平板12和第二平板14被包括介电材料或成型材料的间隙17隔开，从而根据天线结构的工作频率，提供了频率依赖的可变电容。优选地，平板12、14为L形导电层的形式，它们以类似电容器的方式相互堆叠。例如通过使导电结构穿过槽19，可以在第二平板14和地之间形成短路。下面将进一步说明在便携式通信设备中的天线结构10的结构；然而，将不说明对于本领域的技术人员进行设计来说显而易见的设计参数，例如距设备底板(未示出)的足够距离和其它参数。其中，术语“间隙”意思是没有放置导电元件的空间。因此这里可以放置不同介电材料或成型(驻极体)材料。优选地，用作间隙中的介电材料的材料应当具有低的介电常数(在频率为“高”频的情况下选择这种材料，而在频率为“低”频的情况下一般不选择这种材料)。通常，在本发明的领域的应用中，频率是高的。材料的具体示例例如聚四氟乙烯(PTFE)或低密度聚乙烯(LDPE)。连接到无线电电路或其它源(未示出)的被绝缘的导体18与第一平板12相连接。该导体18例如可以是常规的同轴电缆，从而例如其中心导体与第一平板12相连接，一般例如通过焊接或其它适合的常规固定方法在第一平板12的边缘相连接。所述平板可以具有不同的区域。例如，通过控制平板的长度(或宽度)，也能够将天线结构调谐成不同频率，例如也能够在多个频带下工作。例如，第一频带是GSM频带而第二频带是DCS频带。当然，在没有脱离本发明的情况下，也可以实现其它频带的组合。例如GSM+PCS、GSM+WCDMA等。在一优选实施例中，平板具有近似等于或接近于工作频带(例如，对于蜂窝电话为大约450MHz)的四分之一的波长。它也可以等于全波长。平板的物理形式可以是任何合适的形式，例如平板层、弯曲表面等，只要它们可以以类似电容器的形式布置就行。通常，根据本发明的天线结构的总厚度是15mm以下。可以通过例如匹配桥(未示出)的方式完成天线结构的调谐。现在参照附图3，其示出了天线结构的等效电路。通过等效电路100可以说明该天线结构，其中并联连接的电感L和电容器C与可变电容器Cv串联连接，该可变电容器Cv具有可变的电容(用倾斜的箭头指出)，其是频率依赖的，这是因为平板之间的间隙。常规的PIFA具有固定的L和C，即，没有可变电容器Cv，因此当天线体积小时带宽是受限的。通常，将间隙尺寸确定为它的长度和阻抗使得天线结构在被供给了设计的射频带宽时，保持在宽带性能的限制内并且天线结构运行良好。辐射特性、驱动点阻抗和简单的结构一般是必须要考虑的参数。然而，因为对于本领域的技术人员进行设计来说，它们是公知的，所以此处将不对它们进行进一步讨论。优选地，间隙大约是波长的0.1～0.3％。如上所述，根据本发明的内置天线结构的谐振频率f0和带宽依赖于介电材料的厚度，而且介电材料的类型(即，介电常数)也有影响。该谐振频率可以由公知的通用公式(I)描述(I)f0＝1/2πLC(I)通过巧妙地设计该平板，可以进一步改进宽带特性。例如可以提供负载电阻以进一步提高带宽。因为本发明的天线结构的尺寸，所以可以在许多频带很容易地驱动该天线，例如在GSM/900/1800、PCS1900、UMTS频带甚至GPS频带。为了与不同的频带兼容，可以由包括例如调谐滤波器或调谐网络的部件的无线电电路来方便地提供不同的频带。为了说明本发明的效果，图4阐述了示例性的天线结构的模拟结果。图4表明，与常规PIFA相比，带宽增加了30％。PDLA引入如图3所示的Cv部件，该Cv部件允许PDLA在宽带中具有近50欧姆。这在图6中被进一步显示，图6中显示了围绕50欧姆中心的圆。在图6中显示了大的频率范围的天线结构的阻抗。因为图6是常规的史密斯圆图，所以此处将不再进一步描述。本发明具有许多优点。通过相互耦合的两个平板实现的频率依赖的馈电电容提供了两个相互邻近的谐振。通过这种方式，与常规PIFA相比带宽被加倍。因为馈电电容的缘故，所以与常规PIFA相比，该天线结构提供了更好的宽带性能。在图5中，现在将结合移动电话(其是本发明的优选实施例)说明根据本发明的便携式通信设备。然而，其可以是其它类型的通信设备，像无绳电话、通信模块、PDA或利用无线电波通信的任何其它类型的便携式通信设备。在未来，当实现了第三代蜂窝系统时，很可能将会出现很多变化的便携式通信设备。因此，优选地，根据本发明的便携式通信设备在所有现有的和将来的频带中(一般在300-3000MHz范围内)提供了足够的增益和带宽。便携式通信设备(图5示出的为移动电话)包括根据本发明的内置天线结构。该移动电话200包括底板210，底板210具有分别位于接近于用户的嘴和耳朵下方的位置的话筒开口220和扬声器开口230。小键盘240允许用户与通信设备交互，例如通过输入要拨打的电话号码。移动电话200还包括内置天线250，其详细内容已经在上面进行了描述。上面已经描述了本发明的原理、优选实施例和工作模式。然而，本发明不应该解释成局限在上面讨论的特定实施例。因此，上述的实施例应该理解为示例性的而不是限制性的，并且应该理解本领域的技术人员在不脱离由所附的权利要求所限定的本发明的范围内可以对这些实施例做出多种变型。权利要求1.一种配置在便携式通信设备中的天线结构，其中该天线结构(10)包括与第一馈电电压(V1)相连接的第一天线平板(12)，和与第二馈电电压(V2)相连接的第二天线平板(14)，该第二馈电电压(V2)优选地是接地点，所述天线平板(12，14)被改装为包括频率依赖的馈电电容。2.根据权利要求1所述的天线结构，其中所述第一和第二天线平板(12，14)由包括介电材料或成型材料的间隙(17)隔开。3.根据权利要求1或2所述的天线结构，其中所述介电材料具有低的介电常数。4.根据权利要求1到3中任何一项所述的天线结构，其中所述间隙(17)的长度在来自/至源(S)的波长的0.1～0.3％之间。5.根据权利要求1到4中任何一项所述的天线结构，其中所述第二馈电电压(V2)是接地电压。6.根据权利要求1到5中任何一项所述的天线结构，其中所述天线平板(12，14)具有接近于工作频带的四分之一波长的长度。7.根据前面的任何一项权利要求所述的天线结构，其中由所述无线电电路(源)(S)提供的所述第一馈电电压(V1)和所述第一平板(12)之间的连接(18)被屏蔽。8.根据前面的任何一项权利要求所述的天线结构，其中所述无线电电路(S)在所述第一天线平板(12)边缘处与所述第一天线平板(12)相连接。9.一种便携式通信设备，所述设备(200)包括底板(210)，该底板(210)具有话筒(220)、扬声器开口(230)和小键盘(240)，其中该设备(200)还包括天线结构(10)，所述天线结构(10)包括与第一馈电电压(V1)相连接的第一天线平板(12)，和与第二馈电电压(V2)相连接的第二天线平板(14)，所述天线平板(12，14)被改装为包括频率依赖的馈电电容。全文摘要便携式通信设备的天线结构，和包括这样的内置天线结构(10)的便携式通信设备，其中所述天线结构(10)包括由间隙(17)隔开的天线平板(12，14)，该天线平板(12，14)包括频率依赖的馈电电容。文档编号H01Q19/00GK1739219SQ200480002348公开日2006年2月22日申请日期2004年1月14日优先权日2003年1月17日发明者应志农申请人:索尼爱立信移动通讯有限公司