專利名稱：一種共用天線的布設結構及移動終端的制作方法
技術領域：
一種共用天線的布設結構及移動終端技術領域[0001]本實用新型屬于無線通信系統技術領域，具體地說，是涉及一種針對布設在不同 PCB板上的射頻模塊需要使用同一個天線的情況提出的共用天線布設結構設計方案以及采用所述共用天線布設結構設計的移動終端產品。
背景技術：
[0002]隨著手機產品智能化水平的不斷提高，對手機產品的結構設計也提出了更高的要求，例如超薄、大屏幕、操控性好等，這也造成手機天線的布設結構變得越來越苛刻，需要在相當有限的空間內保證天線的無線性能。[0003]目前，消費者使用智能手機和平板電腦上網的需求日益增加，加之Wi-Fi熱點數量的迅速增長，可以說在智能手機和平板電腦上實現WIFI功能是必不可少的。除此之外， 隨著手機產品越來越智能化，具有無線通話、數據文件無線傳輸功能的藍牙(BT)技術同樣也成為智能手機的必備功能。由于BT模塊和WIFI模塊所工作的頻段是同一頻段，根據這一特性，現階段在手機設計中一般將BT模塊和WIFI模塊的天線設計成一個天線，采用增加電子開關的電路設計方式，通過控制兩個無線模塊分時工作，以滿足兩個無線模塊的工作需求。采用這種共用天線的結構設計，節約了手機內部的有限空間，給其他射頻模塊騰出了布設位置，為滿足手機的各項無線性能提供了條件。[0004]但是，對于某些智能手機來說，受其結構的限制，其內部的主PCB板面積往往有限，導致不能將BT模塊和WIFI模塊布設在同一塊PCB板上。對于共用天線的兩個無線模塊不在同一塊PCB板上的情況，如何保證兩種無線信號的傳輸性能，是目前無線通信終端制造領域需要解決的一項主要問題。發明內容[0005]本實用新型針對需要共用一個天線的兩個無線模塊分布在不同PCB板上的情況， 提出了一種共用天線的布設結構，降低了高頻信號的傳輸損耗，提高了產品的無線性能。[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案予以實現[0007]—種共用天線的布設結構，所述共用天線由兩個無線模塊共同使用，且兩個無線模塊布設在不同的PCB板上，在兩塊所述的PCB板上分別設置有用于連接所述共用天線的信號饋點和地饋點，且兩塊PCB板上的信號饋點之間和地饋點之間各自通過導電柱連接。[0008]進一步的，在每一塊所述的PCB板上均設置有一個信號饋點和一個地饋點，分別與共用天線的信號端子和接地端子一一對應連接。[0009]為了進一步減小高頻信號的傳輸損耗，改善產品的無線性能，優選在每一塊所述的PCB板上均設置有一個信號饋點和兩個地饋點，且信號饋點位于兩個地饋點之間；其中， 信號饋點連接共用天線的信號端子，兩個地饋點均與共用天線的接地端子相連接。[0010]優選的，所述導電柱優選采用天線頂針建立兩個PCB板之間的連接。[0011]為了避免高頻信號在板間傳輸過程中形成磁場，導致嚴重的功率損耗，優選將所述信號饋點與地饋點之間的中心距離設置在3飛mm之間。[0012]為了減少路徑損耗，在每一塊所述的PCB板上，信號饋點與地饋點之間均設置有匹配電路。[0013]又進一步的，所述共用天線布設在其中一塊PCB板上，在布設所述共用天線的PCB 板上設置有開關電路、濾波器和天線匹配電路；其中，所述開關電路連接在兩個無線模塊與所述的濾波器之間，對兩個無線模塊收發的高頻信號進行選通；所述天線匹配電路連接在所述濾波器與共用天線的信號端子之間。[0014]優選的，所述的兩個無線模塊分別為藍牙模塊和WIFI模塊，其中，藍牙模塊布設在移動終端的主PCB板上，WIFI模塊布設在移動終端的卡板上，所述共用天線布設在所述的卡板上。[0015]再進一步的，在所述卡板上形成有一塊露銅區，連接卡板上的地饋點，且所述露銅區通過導電泡棉與移動終端的機殼相接觸,確保兩個PCB板的地饋點共地，且接地良好。[0016]基于上述共用天線的布設結構，本實用新型還提出了一種采用所述共用天線布設結構設計的移動終端，包 括共用天線，所述共用天線由兩個無線模塊共同使用，且兩個無線模塊布設在不同的PCB板上，在兩塊所述的PCB板上分別設置有用于連接所述共用天線的信號饋點和地饋點，且兩塊PCB板上的信號饋點之間和地饋點之間各自通過導電柱連接， 確保高頻信號盡量走在阻抗線上，以減小傳輸損耗。[0017]與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是本實用新型的共用天線布設結構針對共用一個天線的兩個無線模塊分布在不同PCB板上的情況專門設計，通過在兩塊 PCB板之間使用兩個導電柱建立連接，由此使得高頻信號可以盡量在阻抗線上傳輸，從而降低了高頻信號的傳輸損耗，滿足了兩個無線模塊的無線性能。將其應用在手機等移動終端產品的內部結構設計中，可以有效節約產品的內部空間，方便其他無線模塊的布設，進而在滿足移動終端各項指標性能的同時，可以更好地適應移動終端產品的輕薄化發展趨勢。[0018]結合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細描述后，本實用新型的其他特點和優點將變得更加清楚。
[0019]圖I是本實用新型所提出的共用天線布設結構的一種實施例的板間連接示意圖；[0020]圖2是本實用新型所提出的共用天線布設結構的另外一種實施例的板間連接示意圖；[0021]圖3是共用天線電路的一種實施例的電路原理圖。
具體實施方式
[0022]
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細地描述。[0023]本實施例以手機產品為例，對共用天線的布設結構進行具體說明。[0024]本實施例針對目前智能手機的特殊結構和有限的內部空間，提出了一種特殊的共用天線布設結構，通過將共用一個天線的兩個無線模塊分開布設在不同的PCB板上，并在每一塊PCB板上設置用于連接共用天線的信號饋點和地饋點，進而利用導電柱建立起兩個 PCB板之間的連接，使得通過無線模塊收發的高頻信號即便是在兩塊PCB板之間傳輸，也類似于走在阻抗線上，由此便可以顯著降低高頻信號的傳輸損耗，保證無線模塊的無線性能。[0025]考慮到目前的智能手機，由于需要實現的功能越來越多，因而需要在手機內部的主PCB板上布設的功能電路隨之增加，由此導致主PCB板上的布設空間非常緊張，很難為各種無線模塊的天線凈空出足夠的布設空間。為了解決這一問題，一方面可以對不同無線模塊的天線進行整合，使用一個共用天線來滿足多個無線模塊的工作要求；另一方面可以將某些無線模塊和天線布設在一塊獨立的PCB小板上，通過建立起所述PCB小板與主PCB板之間的物理連接，進而滿足高頻信號的傳輸要求。[0026]本實施例以下以藍牙模塊和WIFI模塊共用一個天線的情況，對本實施例所提出的共用天線布設結構進行詳細說明。[0027]參見圖I所示，假設將藍牙模塊布設在手機的主PCB板I上，為節約主PCB板I的空間，可以將WIFI模塊布設在手機的卡板2上，所述卡板2即安裝有用于插裝手機卡卡座的PCB小板，比如UIM卡板等，負責對手機卡的識別以及手機卡與主芯片之間的數據傳輸任務。由于主PCB板I上能夠凈空出的天線布設空間非常有限，而且若在主PCB板I上同時布設多種天線的話，相互之間還會產生嚴重的干擾，因此，本實施例優選將藍牙模塊和WIFI 模塊的共用天線布設在卡板2上，并采用在主PCB板I上和卡板2上分別設置用于連接共用天線的信號饋點3和地饋點4的方式來實現高頻信號的板間傳輸。作為本實施例的其中一種設計方案，可以分別在所述的主PCB板I上和卡板2上各自設置一個信號饋點3和一個地饋點4，如圖I所示。其中，信號饋點3用于連接共用天線的信號端子，地饋點4用于連接共用天線的接地端子。考慮到共用天線布設在卡板2上， 這樣通過藍牙模塊傳輸的高頻信號必須走到卡板2上。由于藍牙模塊工作在2. 4GHz，如果只是簡單地采用普通連線(例如導線或者使用FPC連接器等)連接在主PCB板I與卡板2之間，進行高頻信號的板間傳輸，會導致藍牙信號的較大衰減，進而明顯的惡化藍牙模塊的性能。因而需要采用特殊的結構設計，確保藍牙信號能夠盡量走在阻抗線上，以降低其傳輸損耗。鑒于此，本實施例采用導電柱5、6分別對應連接在兩塊PCB板的信號饋點3之間和地饋點4之間，由此一來，不僅可以保證主PCB板I與卡板2之間接觸良好，而且可以使得通過藍牙模塊和WIFI模塊收發的高頻信號都能盡量的走在阻抗線上，由此減小了藍牙信號的傳輸損耗，確保了手機產品的無線性能。[0029]作為本實施例的一種優選設計方案，所述導電柱5、6優選采用天線頂針建立主 PCB板I與卡板2之間的連接，如圖I所示。其中一個天線頂針5作為信號線連接在兩塊 PCB板的信號饋點3之間，另外一個天線頂針6作為參考地連接在兩塊PCB板的地饋點4之間。考慮到高頻信號在線路傳輸過程中會在其周圍形成一個磁場，進而對其周圍的電子部件產生干擾影響的問題，本實施例需要對信號饋點3與地饋點4之間的距離進行合理的設計，一般要求兩個饋點3、4之間的中心距離L在3飛mm之間，以保證高頻信號在兩塊PCB板之間傳輸時，其傳輸損耗能夠達到最小。[0030]作為天線頂針5、6與板間饋點之間的一種具體連接方式，可以首先將天線頂針5、 6對應焊接在主PCB板I上的信號饋點3與地饋點4上，合理設計天線頂針5、6的高度，保證卡板2在裝配到主PCB板I上后，所述天線頂針5、6能夠剛好與卡板2上的信號饋點3 和地饋點4對應接觸，由此來滿足通過藍牙模塊收發的高頻信號能夠在兩塊PCB板之間可靠傳輸的設計要求。[0031]當然，所述天線頂針5、6也可以首先焊接在卡板2上的信號饋點3和地饋點4上， 然后采用與主PCB板I上的相應饋點對應接觸的方式進行結構設計，本實施例并不僅限于以上舉例。[0032]為了模擬阻抗線形式，以最大限度的減小高頻信號的傳輸損耗，本實施例優選在主PCB板I上和卡板2上分別設置一個信號饋點3和兩個地饋點4-1、4-2，如圖2所示，且將信號饋點3布設在兩個地饋點4-1、4-2之間，并將信號饋點4與共用天線的信號端子連通，兩個地饋點4-1、4-2均與共用天線的接地端子連通，然后使用三個天線頂針5、6、7分別對應連接在主PCB板I與卡板2之間的一組信號饋點4和兩組地饋點4-1、4-2之間，以滿足藍牙信號的板間通信要求，進而獲得更好地無線效果。[0033]同樣的，所述信號饋點3與分布在其兩側的兩個地饋點4-1、4_2之間的距離也必須滿足中心距離LI、L2均在3飛mm之間的設計要求，以保證高頻信號的傳輸損耗最小。[0034]為了使共用天線的接地端子能夠可靠接地，本實施例優選在卡板2上開設一塊露銅區8，如圖I所示，并通過PCB走線連接卡板2上的地饋點4。在所述露銅區8上設置導電泡棉，在手機機殼裝配到位后，保證導電泡棉能夠與手機機殼充分接觸，由此實現了共用天線的接地端子與機殼地的可靠連通。采用這種電路設計方案后，當主PCB板I上的地饋點4通過天線頂針6與卡板2上的地饋點4接觸連通后，一方面可以保證兩塊PCB板1、2 共地,另一方面也可以滿足主PCB板I的接地要求。[0035]為了保證藍牙模塊的無線性能，優選在天線頂針5、6的前后增加匹配電路，即分別在主PCB板I和卡板2上的信號饋點3與地饋點4之間連接匹配電路，通過優化匹配電路來減少路徑損耗。采用增設匹配電路的設計方案后，經測試發現在天線頂針5、6前后大約有O. 5dB的衰減，完全可以保證藍牙模塊的無線性能。[0036]為了滿足共用天線的工作要求，本實施例還在卡板2上設計有天線電路，如圖3所示，包括開關電路、濾波器和天線匹配電路等主要組成部分。針對藍牙模塊和WIFI模塊的信號傳輸形式，在本實施例中，所述開關電路優選采用一顆單刀三擲開關S1301實現對藍牙信號和WIFI信號的選通切換。具體來講，可以將所述單刀三擲開關S1301的三路控制端 VC1、VC2、VC3分別與藍牙模塊的一路IO 口和WIFI模塊的兩路IO 口對應連接，接收藍牙模塊和WIFI模塊輸出的開關控制信號BT_0N、WIFI_R_0N、WIFI_T_0N ;將單刀三擲開關S1301 的其中一路開關通路RFl經由天線頂針5與布設在主PCB板I上的藍牙模塊的高頻信號收發端子BT_DATA相連通，另外兩路開關通路RF2、RF3分別經由卡板2上的PCB走線與WIFI 模塊的接收端子WIFI_RX和發射端子WIFI_TX對應連接，進而在藍牙模塊和WIFI模塊輸出的開關控制信號BT_0N、WIFI_R_0N、WIFI_T_0N的作用下，將單刀三擲開關S1301的其中一路開關通路RF1/RF2/RF3與其公共端RFC連通，進而滿足不同類型的高頻信號在無線模塊與共用天線之間的分時傳輸要求。以選通藍牙信號為例進行說明，當用戶啟動藍牙模塊進入工作狀態后，藍牙模塊輸出有效的開關控制信號ΒΤ_0Ν(比如高電平)，控制單刀三擲開關 S1301將其公共端RFC與其開關通路RFl連通，進而選通藍牙模塊輸出的高頻信號，經由單刀三擲開關S1301的公共端RFC傳輸至隔直電容C1313隔離掉其中的直流成分后，通過濾波電感L1305進行濾波處理并經由低通濾波器LFB濾除掉其中的高頻干擾信號后，通過由電阻R1305和電感L1311、L1312組成的天線匹配電路進行阻抗匹配后，傳輸至共用天線的信號端子BT_Wi_ANT，通過共用天線發射出去。[0037]圖3中，BT_ffi_ANT_GND為共用天線的接地端子，連接卡板2上的地饋點4，并通過地饋點4連接機殼地，以滿足天線的工作要求。[0038]本實施例針對特殊的手機結構和有限的空間，一方面將藍牙模塊和WIFI模塊分布在不同的PCB板上，另一方面采用兩個無線模塊共用一個天線的設計方式，通過兩個天線頂針將兩個PCB板建立連接，一個作為信號線，一個作為參考地，從而有效降低了路徑損耗，在保證無線性能的同時，為其他無線模塊節約了天線空間，保證了手機各項指標的性倉泛。[0039]當然，本實施例所提出的共用天線布設方式也同樣適用于其他類型的無線模塊或者除手機以外的其他需要進行無線通信的移動終端產品中，本實施例對此不進行具體限制。[0040]應當指出的是，以上所述僅是本實用新型的一種優選實施方式，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種共用天線的布設結構，所述共用天線由兩個無線模塊共同使用，且兩個無線模塊布設在不同的PCB板上，其特征在于在兩塊所述的PCB板上分別設置有用于連接所述共用天線的信號饋點和地饋點，且兩塊PCB板上的信號饋點之間和地饋點之間各自通過導電柱連接。
2.根據權利要求I所述的共用天線的布設結構，其特征在于在每一塊所述的PCB板上均設置有一個信號饋點和一個地饋點，分別與共用天線的信號端子和接地端子一一對應連接。
3.根據權利要求I所述的共用天線的布設結構，其特征在于在每一塊所述的PCB板上均設置有一個信號饋點和兩個地饋點，且信號饋點位于兩個地饋點之間；其中，信號饋點連接共用天線的信號端子，兩個地饋點均與共用天線的接地端子相連接。
4.根據權利要求I所述的共用天線的布設結構，其特征在于所述導電柱為天線頂針。
5.根據權利要求I至4中任一項所述的共用天線的布設結構，其特征在于所述信號饋點與地饋點之間的中心距離在3飛mm之間。
6.、根據權利要求I至4中任一項所述的共用天線的布設結構，其特征在于在每一塊所述的PCB板上，信號饋點與地饋點之間均設置有匹配電路。
7.根據權利要求I至4中任一項所述的共用天線的布設結構，其特征在于所述共用天線布設在其中一塊PCB板上，在布設所述共用天線的PCB板上設置有開關電路、濾波器和天線匹配電路；其中，所述開關電路連接在兩個無線模塊與所述的濾波器之間，對兩個無線模塊收發的高頻信號進行選通；所述天線匹配電路連接在所述濾波器與共用天線的信號端子之間。
8.根據權利要求7所述的共用天線的布設結構，其特征在于所述的兩個無線模塊分別為藍牙模塊和WIFI模塊，其中，藍牙模塊布設在移動終端的主PCB板上，WIFI模塊布設在移動終端的卡板上，所述共用天線布設在所述的卡板上。
9.根據權利要求8所述的共用天線的布設結構，其特征在于在所述卡板上形成有一塊露銅區，連接卡板上的地饋點，且所述露銅區通過導電泡棉與移動終端的機殼相接觸。
10.一種移動終端，包含有一個共用天線，其特征在于所述共用天線采用如權利要求 I至9中任一項權利要求所述的共用天線的布設結構。
專利摘要本實用新型公開了一種共用天線的布設結構及移動終端，所述共用天線由兩個無線模塊共同使用，且兩個無線模塊布設在不同的PCB板上，在兩塊所述的PCB板上分別設置有用于連接所述共用天線的信號饋點和地饋點，且兩塊PCB板上的信號饋點之間和地饋點之間各自通過導電柱連接。本實用新型針對共用同一天線的兩個無線模塊分布在不同PCB板上的情況專門設計，通過在兩塊PCB板之間使用導電柱建立連接，由此使得高頻信號可以盡量在阻抗線上傳輸，從而降低了高頻信號的傳輸損耗，滿足了產品的無線性能。將其應用在手機等移動終端產品的內部結構設計中，可以有效節約產品的內部空間，方便其他無線模塊的布設，適應移動終端的輕薄化發展趨勢。
文檔編號H01Q1/24GK202750123SQ201220286208
公開日2013年2月20日 申請日期2012年6月18日 優先權日2012年6月18日
發明者李欽崗, 宋成杰 申請人:青島海信移動通信技術股份有限公司