专利名称：一种内置天线及移动终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通讯设备技术领域，尤其涉及一种内置天线及移动终端。
背景技术：
移动通讯技术的高速发展，有力地推动了手机等移动终端向小型化、宽频带和高 性能的方向发展。用户在享受小型化多功能移动终端带来的各种便利的同时，也日益关注 移动终端的电磁辐射对人体健康的影响。在天线的研发以及测试领域，天线工程师除了关注天线的增益(Gain)、回波损 耗(Return Loss, RL)和效率(Efficiency)等无源指标外，TRP(Total Radiated Power, 总辐射功率)和TIS(Total Isotropic Sensitivity，总接收灵敏度)等有源OTA (Over The Air，空中下载)指标也非常值得关注，另一项值得关注的指标是比吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)。TRP和TIS的高低，代表了天线与空间交换电磁波能量的能力，是评判移动终端整 机性能等级的关键参数。CTIA(美国无线通信和互联网协会)以及各大国际运营商对0TA 指标都有非常明确的指标定义。SAR用来指示在单位时间内，单位质量生物体所吸收的电磁辐射(照射)能量，即 SAR的大小表明了移动终端电磁辐射对人体健康的影响程度。在天线的设计中，主要关注的是无线通信终端的电磁辐射对人的头部、右侧面部 和手的影响。大多数国家都提出了 SAR的要求，当前世界上存在两种标准，即美国的标准和 欧洲的标准，俗称美标和欧标。美标是以lg生物体质量取平均，限值要求低于1.6，欧标是 以10g生物体质量取平均，限值要求低于2. 0。单位均为W/Kg或mw/g。欧洲和日本参考欧 标，韩国和美国参考美标，美标比欧标更严格。中国尚未确定自己的标准，暂时沿用欧标。由SAR的定义可知，SAR值的大小与移动终端的辐射功率密切相关，即SAR值大小 与TRP的高低成正比。对TRP的判定是越大总辐射功率才越强，而对SAR的判定是越小才 对人体越健康。因此，SAR与TRP在移动终端设计里是一对矛盾。在天线设计领域，目前移动终端上广泛使用的是内置天线，采用较多的方案为 PIFA(planar inverted-F antenna，平面倒F天线)和单极子天线。采用PIFA方案，成功 设计的天线性能优良，且对人体的影响很小，对用户来说属于绿色环保型天线，但由于所需 空间较大，不适合小型化的发展方向。单极子天线的优势是尺寸轻薄，且很容易展宽带宽， 但是对人体的辐射比较大，SAR值很容易超标。图1是传统单极子天线在一终端设计方案上的电气性能测试结果。由0TA的TRP 和TIS数据可见，虽然PCS和AWS频段TRP高出标准大概有1. 5 3. 5dB左右(CTIA标准要 求大于18dBm)、TIS也低于标准(CTIA标准要求小于-lOldBm) ；CELL频段TRP高出标准大概 有1. 5dB左右(CTIA标准要求大于18dBm)、TIS也低于标准(CTIA标准要求小于-lOldBm)， 整机0TA性能优越。但是，最大的SAR值已经达到2. 38mff/g左右，远远高于美标FCC要求 的极限值1. 6mW/g。采用这种天线方案设计的手机，是不能满足FCC对SAR的标准，长久使用更是对人体健康有不良影响。图2是传统PIFA天线在一终端设计方案上的电气性能测试结果。由0TA的TRP和 TIS数据可见，CELL频段的带宽不够，TRP在18dBm的临界点、TIS未能达到-lOldBm ；AWS 频段TRP和TIS都不达标，说明工作带宽不够。虽然PCS频段最大的SAR值只有0. 622mff/ g，远远低于FCC的极限值1. 6mff/g,对人体的辐射异常小。但是，从0TA性能可见，高低频 的天线带宽都比较窄，不能满足实际CTIA标准。采用这种天线方案设计的终端，不能满足 CTIA对0TA的标准，特别是基站信号弱的地区，正常通话功能可能会受到影响。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种内置天线及移动终端，实现在满足天线 辐射性能的情况下，减小天线尺寸，降低对人体的辐射。为解决上述技术问题，本实用新型的一种内置天线，包括基板、天线辐射体和主 接地体，天线辐射体设置在基板上，并与主接地体连接，主接地体还与射频地线连接，在主 接地体上设置有用于调节辐射性能的调节部。进一步地，天线辐射体上设置有电触点；主接地体上设置有电馈点；电触点与电 馈点相连接，实现天线辐射体与主接地体的连接。进一步地，电馈点包括信号馈电入点和地馈电入点。进一步地，主接地体为主板的印刷电路板的主地平面层，基板由印刷电路板的主 地平面层之外的其它层组成。进一步地，调节部为主接地体的按照曲线钝化的边缘。进一步地，一种内置天线，包括基板、天线辐射体、主接地体和辅接地体，天线辐 射体设置在基板上，并与主接地体连接，主接地体和辅助接地体分别与射频地线连接，在辅 助接地体上设置有用于调节辐射性能的调节部。进一步地，天线辐射体上设置有电触点；主接地体上设置有电馈点；电触点与电 馈点相连接，实现天线辐射体与主接地体的连接。进一步地，电馈点包括信号馈电入点和地馈电入点。进一步地，主接地体为主板的印刷电路板的主地平面层，基板由印刷电路板的主 地平面层之外的其它层组成，主接地体与辅接地体相对的区域净空。进一步地，辅接地体为键盘板、显示屏的金属背板或金属钢片支撑架。进一步地，调节部为在辅助接地体上等距离设置的掏空栅格。进一步地，一种移动终端，包括壳体和内置天线，内置天线设置在壳体中，其中内置天线包括基板、天线辐射体和主接地体，天线辐射体装配在基板上，并与主 接地体连接，主接地体还与射频地线连接，在主接地体上设置有用于调节辐射性能的调节 部。进一步地，主接地体为主板的印刷电路板的主地平面层，基板由印刷电路板的主 地平面层之外的其它层组成，调节部为主接地体的按照曲线钝化的边缘。进一步地，一种移动终端，包括壳体和内置天线，内置天线设置在壳体中，其中内置天线包括基板、天线辐射体、主接地体和辅接点体，天线辐射体设置在基板 上，并与主接地体连接，主接地体还与射频地线连接，辅助接地体与射频地线连接，在辅助接地体上设置有用于调节辐射性能的调节部。进一步地，辅接地体为键盘板、显示屏的金属背板或金属钢片支撑架，调节部为设 置在辅助接地体上等距离设置的掏空栅格。综上所述，本实用新型采用天线辐射体与参考地相结合的设计方式，采用小尺寸 天线辐射体及特殊形状的接地面，在保证天线带宽扩展和辐射性能优良的情况下，降低天 线对人体的辐射，并减小天线自身所占用的空间，综合了 PIFA和单极子天线的优点，同时 克服了这两类天线的不足之处，在电气性能方面的优势表现为宽频带、高增益和低辐射。
图1为现有技术中的传统单极子的辐射0TA和人体吸收率SAR数据图；图2为现有技术中的PIFA的辐射0TA和人体吸收率SAR数据图；图3和图4为本实施方式示例1的辐射体的示意图；图5为本实施方式示例1的主接地体的示意图；图6为本实施方式示例1的装配示意图；图7为本实施方式示例1的移动终端的示意图；图8为本实施方式示例2的主接地体的示意图；图9为本实施方式示例2的辅接地体的示意图；图10为本实施方式示例2的移动终端的示意图；图11为本实施方式的示例2整机辐射0TA和人体吸收率SAR数据图。
具体实施方式
本实施方式的内置天线包括天线辐射体和接地体，天线辐射体的形状可以是满足 移动终端内部尺寸的任意形状，天线辐射体上设置有多个电触点，电触点与接地体上的电 馈点连接，实现天线辐射体与接地体的连接，电馈点至少包括一个信号馈电入点和一个地 馈电入点。信号馈电入点与移动终端射频电路的输入输出信号端连接，地馈电入点与移动 终端射频电路的参考地连接。天线辐射体可以设置在移动终端的顶部或底部，其不受制造 工艺的限制，辐射金属材料可以是部分金属被剥离的柔性电路板，也可以是金属冲压片的 开放式结构，还可以是用特殊工艺制作的结构等。接地体与射频电路的参考地连接，接地体上设置有用于调节辐射性能的调节部， 调节部可以是等间距的掏空栅格，也可以是按曲线钝化的边缘；接地体可以直接使用移动 终端PCB板的主地平面层，也可以利用移动终端内的其它金属辅助地平面。
以下结合附图对本实用新型的实施方式进行说明。示例 1 本实施例中的内置天线包括天线辐射体20和主接地体30，图3和图4所示为天 线辐射体20，在天线辐射体20上设置有电馈点201。图5所示为主接地体30和基板10，主 接地体30上设置有电触点301，主接地体30采用移动终端的PCB板的主地平面层，PCB板 的其他层组成基板10，主接地体30与基板10为附着一体的多层结构。图6所示为天线辐 射体20与主接地体30的装配示意图，天线辐射体20组装在基板10上，天线辐射体20与 主接地体30通过电馈点201与电触点301连接。[0045]在天线辐射体20上设置的电馈点201与主接地体30上的电触点301 —一对应， 电触点301与电馈点201配对相连，接触工艺的形式不限，通过电触点301和电馈点201承 载终端信号(移动终端发出的信号)和天线信号(从空中接收到的信号)，数量可以是多 个，如2 3个等。主接地体30上的调节部为按曲线钝化的边缘302，以调节整机性能和对人体辐射 性能的特性参数，边缘去除的面积越大，天线辐射的性能则越强，SAR指标越大，对人体危害 越重；边缘去除的面积越小，天线辐射的性能则越弱，SAR指标越小，对人体危害越小。本实施例的内置天线可以用在天线辐射体20距离主接地体30有一定高度的情 况，建议高度达到4 5mm以上的情况可以优选本实施例。图7为本实施方式的移动终端，包括壳体1和内置天线2，内置天线2设置在壳 体1中，该内置天线2为本实施例1中描述的内置天线，在此不再赘述。示例 2 本实施例中的内置天线包括基板10、天线辐射体20 (图中未示出)、主接地体30 和辅接地体40，天线辐射体20设置在基板10上。参考图8，主接地体30与基板10为附着 一体的多层结构，主接地体30上设置有电触点301，在天线辐射体20上设置有与主接地体 30上的电触点301对应的电馈点201，电触点301与电馈点201配对相连，接触工艺的形式 不限。辅接地体40可以采用键盘板或显示屏的金属背板来实现，也可以采用单独的金 属钢片支撑架形式，主接地体30与辅接地体40相对的区域净空，即在基板10上与辅接地 体40相对的区域净空主接地体30，以减小移动终端的厚度。参考图9，辅接地体40上设置的调节部为掏空的栅格401，以调节整机0TA辐射 性能和对人体SAR的特性参数。加大掏空栅格401的面积，可以有效提高天线0TA辐射性 能；减小掏空栅格401的面积，可以有效降低SAR的特性参数，减小对人体的辐射。掏空栅 格401只是为了说明实施例2的工作原理而列举的三个掏空栅格，本实施例2并不对栅格 的数量和形状做具体限制。本实施例2应用于天线辐射体20与主接地体30距离很小的情况，典型的在3mm 以内。图10为本实施方式的移动终端，包括壳体1和内置天线2，内置天线2设置在壳 体1中，该内置天线2为本实施例2中描述的内置天线，在此不再赘述。图11为实施例2的内置天线的电气性能，由0TA的TRP和TIS数据可见，PCS和 AWS频段TRP高出标准3dB左右(CTIA标准要求大于18dBm)、TIS也低于标准1. 5 5dB 不等(CTIA标准要求小于-lOldBm) ；CELL频段TRP高出标准1. 5dB左右、TIS也低于标准。 同时，针对这么优异的TRP性能，最大的SAR值才1. 2mff/g左右，远低于美标FCC要求的最 大1.6mW/g。由此可见，采用了这种新型天线后整机OTA性能优越，并且对人体的SAR值控 制得非常好。上文详细说明了本发明的设计原理，为了便于说明与理解同时提供了形象化的实 例，但这些都不应被视为对本发明范围的限制。同样，任何所属技术领域的普通专业人员均 可根据本发明的技术方案及其较佳实施案例的描述，做出各种可能的改变或替换，但是所 有这些改变或替换都应属于本发明的权利要求和保护范围。
权利要求一种内置天线，包括基板(10)、天线辐射体(20)和主接地体(30)，所述天线辐射体(20)设置在所述基板(10)上，并与所述主接地体(30)连接，所述主接地体(30)还与射频地线连接，在所述主接地体(30)上设置有用于调节辐射性能的调节部。
2.如权利要求1所述的内置天线，其特征在于所述天线辐射体(20)上设置有电触点(201)；所述主接地体(30)上设置有电馈点 (301)；所述电触点(201)与所述电馈点(301)相连接，实现所述天线辐射体(20)与所述主 接地体(30)的连接。
3.如权利要求2所述的内置天线，其特征在于所述电馈点包括信号馈电入点和地馈电入点。
4.如权利要求1 3任意之一所述的内置天线，其特征在于所述主接地体(30)为主板的印刷电路板的主地平面层，所述基板(10)由所述印刷电 路板的主地平面层之外的其它层组成。
5.如权利要求4所述的内置天线，其特征在于所述调节部为所述主接地体(30)的按照曲线钝化的边缘(302)。
6.一种内置天线，包括基板(10)、天线辐射体(20)、主接地体(30)和辅接地体(40)， 所述天线辐射体(20)设置在所述基板(10)上，并与所述主接地体(30)连接，所述主接地 体(30)和辅助接地体(40)分别与射频地线连接，在所述辅助接地体(40)上设置有用于调 节辐射性能的调节部。
7.如权利要求6所述的内置天线，其特征在于所述天线辐射体(20)上设置有电触点(201)；所述主接地体(30)上设置有电馈点 (301)；所述电触点(201)与所述电馈点(301)相连接，实现所述天线辐射体(20)与所述主 接地体(30)的连接。
8.如权利要求7所述的内置天线，其特征在于所述电馈点包括信号馈电入点和地馈电入点。
9.如权利要求6 8任意之一所述的内置天线，其特征在于所述主接地体(30)为主板的印刷电路板的主地平面层，所述基板(10)由所述印刷电 路板的主地平面层之外的其它层组成，所述主接地体(30)与所述辅接地体(40)相对的区 域净空。
10.如权利要求9所述的内置天线，其特征在于所述辅接地体(40)为键盘板、显示屏的金属背板或金属钢片支撑架。
11.如权利要求10所述的内置天线，其特征在于所述调节部为在所述辅助接地体(40)上等距离设置的掏空栅格(401)。
12.—种移动终端，包括壳体⑴和内置天线(2)，所述内置天线⑵设置在所述壳体 (1)中，其中所述内置天线(2)包括基板(10)、天线辐射体(20)和主接地体(30)，所述天线辐射 体(20)装配在所述基板(10)上，并与所述主接地体(30)连接，所述主接地体(30)还与射 频地线连接，在所述主接地体(30)上设置有用于调节辐射性能的调节部。
13.如权利要求12所述的移动终端，其特征在于所述主接地体(30)为主板的印刷电路板的主地平面层，所述基板(10)由所述印刷电路板的主地平面层之外的其它层组成，所述调节部为所述主接地体(30)的按照曲线钝化 的边缘(302)。
14.一种移动终端，包括壳体⑴和内置天线(2)，所述内置天线⑵设置在所述壳体 (1)中，其中所述内置天线(2)包括基板(10)、天线辐射体(20)、主接地体(30)和辅接点体(40)， 所述天线辐射体(20)设置在所述基板(10)上，并与所述主接地体(30)连接，所述主接地 体(30)还与射频地线连接，所述辅助接地体(40)与所述射频地线连接，在所述辅助接地体 (40)上设置有用于调节辐射性能的调节部。
15.如权利要求14所述的移动终端，其特征在于所述辅接地体(40)为键盘板、显示屏的金属背板或金属钢片支撑架，所述调节部为设 置在所述辅助接地体(40)上等距离设置的掏空栅格(401)。
专利摘要本实用新型公开了一种内置天线及移动终端，包括基板、天线辐射体和主接地体，天线辐射体设置在基板上，并与主接地体连接，主接地体还与射频地线连接，在主接地体上设置有用于调节辐射性能的调节部。本实用新型采用天线辐射体与参考地相结合的设计方式，采用小尺寸天线辐射体及特殊形状的接地面，在保证天线带宽扩展和辐射性能优良的情况下，降低天线对人体的辐射，并减小天线自身所占用的空间，综合了PIFA和单极子天线的优点，同时克服了这两类天线的不足之处，在电气性能方面的优势表现为宽频带、高增益和低辐射。
文档编号H04B1/38GK201766163SQ20102028321
公开日2011年3月16日 申请日期2010年8月3日 优先权日2010年8月3日
发明者沈俊, 秦宇, 程守刚 申请人:中兴通讯股份有限公司