一种手机天线设计、制造方法、手机天线及手机

摘要

本发明公开了一种手机天线设计方法、制造方法、手机天线及手机。该方法包括建模步骤和测试步骤，通过以上步骤，实现在手机天线上设置HAC缝隙用以改善手机的HAC性能。通过该方法设计的手机天线，能够同时满足手机电磁辐射远场测试要求和近场HAC测试标准，解决了在不影响手机远场辐射性能的前提下，也能够使手机HAC性能满足测试标准的问题。该手机天线设计方法实现简单，只需对现有天线结构进行局部改造即可满足测试要求，有效提高了手机和助听器之间的电磁兼容性。

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及一种改善手机HAC特性的手机 天线设计、制造方法、手机天线及手机。

背景技术

听力有障碍的人们通常使用助听器提高听力，而手机通信时发射的 电磁波可能会干扰这些助听器，对听障人士的生活造成不良影响，因而 要对手机的电磁辐射特性进行一定的限制。为此，美国联邦通信委员会 (FCC)实施了HAC(Hearing Aid Compatibility)认证，规定手机厂商 有义务将电磁波干扰(EMI)限制在一定水平以下，以不妨碍手机与助 听器的同时使用。HAC的测试标准为ANSIC63.19，由美国国家标准学 会(American National Standards Institute)颁布。

HAC测试包括射频测试，通过一个专门测试电磁场的探针，扫描距 离手机10mm或15mm的距离并以手机出音孔为中心的一个5×5cm²的 平面，在这个区域内，收集由手机发射出来的电场或磁场数据。此测试 属于近场测试，不同于手机的OTA(OVER THE AIR)测试。OTA测试 是一种远场测试，用于测试手机的辐射功率和接收灵敏度。目前，手机 厂商大多选择降低手机的OTA辐射性能来降低手机对助听器的电磁干 扰。而OTA测试是一种针对手机辐射功率进行的远场测试，通过降低 远场的辐射性能指标来降低手机近场对助听器的干扰，将会对手机的射 频功放产生一定影响，也不利于手机射频信号的有效辐射。

例如在下面的举例中，在PCS频段利用传统手机天线进行了测试实 验。首先，对PCS频段的三个信道(512，661，810)在总辐射功率(TRP) 基本相同的条件下进行测试，获得相应的HAC测试数据，如表1所示。 在PCS频段，电场(E-field)和磁场(H-field)的HAC测试M3临界点 为84.1V/M和0.25A/M，表1中显示的三个信道中的电场和磁场测试数 据均大于该M3界点84.1V/M和0.25A/M，因此不满足HAC测试标准。

表1初始TRP下的HAC数据

为此，降低PCS频段在这三个信道的总辐射功率(TRP)，再进行 HAC测试，测试结果如表2所示。

表2减小TRP后的HAC数据

通过降低TRP，HAC的性能略有提升，不过在信道810的电场为 91.2V/M，大于84.1V/M，信道512和信道661的磁场为0.25A/M，等于 M3临界点0.25A/M，而且TRP的性能已经有2dBm的下降。从此可以 看出，OTA性能的下降(主要是TRP的下降)并不能从根本上解决手 机对助听器的电磁干扰。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种手机天线设计方法、手机天 线及手机。按照该方法设计的手机天线应用到手机后，解决了在不影响 手机OTA辐射性能的前提下，也能够使手机HAC性能满足测试标准的 问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种手 机天线设计方法，该方法包括：建模步骤，建立手机天线仿真模型，其 中，在该手机天线仿真模型中设置用以改善手机HAC特性的HAC缝隙， 该HAC缝隙设于手机天线仿真模型的馈点和地点之间并沿靠近该手机 天线仿真模型的侧边延伸；测试步骤，根据该手机天线仿真模型制造出 手机天线样本，对该手机天线样本进行HAC性能测试，若测试结果不 能达到HAC测试标准，则修改该HAC缝隙并返回到建模步骤。

在一个优选实施例中，修改HAC缝隙包括修改HAC缝隙宽度、 HAC缝隙数目以及HAC缝隙在该手机天线仿真模型上的位置。

在另一个优选实施例中，将HAC缝隙宽度设于0.5mm至2mm之 间，将HAC缝隙数目设为至少为1个。

本发明还提供了一种手机天线，在该手机天线上设置有用以改善手 机HAC特性的至少一个HAC缝隙。

在一个优选实施例中，HAC缝隙的宽度范围是0.5mm至2mm。

在一个优选实施例中，HAC缝隙设置在手机天线的馈点和地点之 间并沿靠近手机天线的侧边延伸，其中该延伸为连续延伸或间断延伸。

在一个优选实施例中，设置有HAC缝隙的手机天线类型为PIFA 天线。

本发明还提供一种手机，该手机包括以上设置有HAC缝隙的手机 天线优选实施例。

本发明还提供一种手机天线制造方法，包括在该手机天线的馈点和 地点之间设置HAC缝隙。

在一个优选实施例中，设置HAC缝隙沿靠近手机天线的侧边延伸。

本发明的有益效果是：提供了一种能够同时满足手机电磁辐射远场 测试要求和近场HAC测试标准的手机天线设计方法、手机天线及手机， 较好的解决了传统方式中手机远场辐射和近场辐射的矛盾关系；该手机 天线设计方法实现简单，结构简明，只需对现有天线结构进行局部改造 即可满足测试要求，有效提高了手机和助听器之间的电磁兼容性；并且， 还有利于手机天线的加工制造，以及对现有手机的更新换代。

附图说明

图1是根据本发明手机天线设计方法的一个实施例的流程示意图；

图2是根据本发明手机天线的一个实施例的结构示意图；

图3是根据本发明手机天线的另一个实施例的结构示意图；

图4是根据本发明手机天线的另一个实施例的结构示意图；

图5是根据本发明手机天线的另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

图1显示了是本发明手机天线设计方法的一优选实施例。在图1显 示的实施例中包括了建模步骤S11和测试步骤S12，其过程描述如下。

首先，在建模步骤S11中借助于手机天线的仿真设计工具，例如美 国Ansoft公司的HFSS软件，建立手机天线的仿真模型。在以往手机天 线的设计中，这些仿真模型可能已经建好，因此在本优选实施例中可以 基于这些已经建好的手机天线模型完成进一步的设计，这样会大大简化 本发明手机天线的设计过程。作为本发明手机天线设计方法实施例的一 个关键设计内容，就是在原有手机天线模型的基础上设置一个缝隙。这 个缝隙是在原有手机天线模型上选择适当的位置开出的缝隙，例如若原 有手机天线模型包括天线馈点和地点，则可以在天线馈点和地点之间设 置这样一个缝隙。该缝隙参数包括缝隙宽度、缝隙数目、缝隙位置、缝 隙形状及走向等。在手机天线上设置的缝隙主要是用来改变手机天线的 谐振特性，这与一般手机天线依靠金属片产生谐振不同，因为金属片产 生谐振会在手机的印制电路板(PCB板)的地端产生相应的电流，进而 电磁波辐射时影响到助听器，而当用缝隙来产生谐振时，则对助听器的 影响相对较小。正是基于此原理，在手机天线上设置缝隙可以改善手机 的HAC特性，因此，在这里把这种改善手机HAC特性的缝隙称为HAC 缝隙。

HAC缝隙为手机带来的HAC特性改善主要是由HAC缝隙参数决 定的，因此建模步骤S11中主要是针对具有不同参数特征的HAC缝隙 进行仿真测试，使得设计的手机天线模型在仿真环境里首先能够满足 HAC测试标准。如前所述，HAC缝隙参数包括HAC缝隙宽度、HAC 缝隙数目以及HAC缝隙在手机天线仿真模型上的设置等特征。作为优 选实施例，HAC缝隙宽度是0.5mm至2mm，HAC缝隙数目至少为1个， HAC缝隙在所述手机天线上的位置是该HAC缝隙在手机天线仿真模型 的馈点和地点之间并沿靠近所述手机天线仿真模型的侧边延伸。

在完成建模步骤S11之后进入测试步骤S12。在测试步骤S12中， 首先根据建模步骤S11中构建的手机天线仿真模型制造出对应的手机天 线样本，针对该手机天线样本进行实物测试，进一步检验实际测试效果。 若利用该手机天线样本进行HAC性能测试不能满足HAC测试标准，说 明建模步骤S11中构建的手机天线仿真模型与实际应用还有差距，HAC 缝隙需要修改，包括修改HAC缝隙宽度、HAC缝隙数目以及HAC缝 隙在所述手机天线仿真模型上的位置。为此，则返回到建模步骤S11中 调整修改HAC缝隙，优化手机天线仿真模型结构，然后再进入测试步 骤S12进行实物测试，如此反复，直至满足HAC测试标准。

图2显示了本发明手机天线的一优选实施例的结构示意图。在图2 显示的实施例中包括手机天线11、天线地点12、天线馈点13及HAC 缝隙14。手机天线11属于手机中常用的天线类型，例如PIFA天线。在 手机天线的一个侧边设置有天线地点12和天线馈点13，天线地点12用 于手机天线接地，天线馈点13与手机的发射功放单元及接收单元连接。 在天线地点12和天线馈点13之间设置有一个缝隙，即HAC缝隙。通 过在手机天线11上设置HAC缝隙可以实现在手机发射电磁波时，满足 近场HAC测试标准，并且对手机OTA远场辐射性能不会产生影响，同 时兼顾了手机辐射近场测试和远场测试的要求。图2显示的本发明手机 天线实施例是根据图1所示的手机天线设计方法实施例设计得到的，其 中的HAC缝隙的宽度范围是0.5mm至2mm。

图3显示了本发明手机天线的另一优选实施例的结构示意图。该实 施例同样包括手机天线21、天线地点22、天线馈点23及HAC缝隙24。 与图2显示的手机天线实施例区别之处在于HAC缝隙24的数目是两个。

图4显示了本发明手机天线的另一优选实施例的结构示意图。该实 施例在图2显示的手机天线实施例基础上，使得HAC缝隙34不仅介于 天线地点32和天线馈点33之间，同时还沿手机天线31的侧边进行了 延伸。

图5显示了本发明手机天线的另一优选实施例的结构示意图。该实 施例与图4显示的实施例相比区别之处在于，HAC缝隙44沿手机天线 41的侧边延伸时不是连续延伸，而是间断延伸。HAC缝隙44也介于天 线地点42和天线馈点43之间。

图2至图5显示的本发明手机天线实施例均是根据图1所示的手机 天线设计方法实施例设计得到的，各实施例中的手机天线属于手机天线 常用类型，例如PIFA天线。另外，在手机天线的工作频率带宽范围上 包括880-960MHz、1710-1880MHz和1850-1990MHz中的至少一种。

为了说明利用本发明手机天线后手机获得较好的HAC性能，下面 比较一手机天线实施例在设置HAC缝隙前后的磁场和电场数据。

表3是在手机天线实施例设置HAC缝隙之前进行测试的磁场数据。 根据HAC测试标准ANSIC63.19，扫描距离手机10mm或15mm的距离 并以手机出音孔为中心的一个5×5cm²的平面，在这个测试平面再区分 为9个区块，每个区块分别测试磁场和电场强度。表3就是获得的9个 区块的磁场测试数据，按照该标准的测试要求，去掉3个的最大值后， 其测试结果为0.29A/M，大于M3临界点0.25A/M，不满足HAC测试 标准。

表3设置HAC缝隙之前磁场测试数据

  0.15   0.11   0.15   0.32   0.29   0.20   0.40   0.32   0.23

表4是在手机天线实施例设置HAC缝隙之前进行测试的电场数据。 按照类似的测试方法，可以从表4中得到其电场测试结果为125.84V/M， 大于M3临界点84.1V/M，也不满足HAC测试标准。

表4设置HAC缝隙之前电场测试数据

  105.35   104.73   70.57   133.93   125.84   79.62   120.21   99.59   55.31

表5是在手机天线实施例设置HAC缝隙之后，在同等条件下进行 测试的磁场数据。按照类似的测试方法，可以从表5中看出其磁场场测 试结果为0.18A/M，小于M3临界点0.25A/M，满足HAC测试标准。

表5设置HAC缝隙之后磁场测试数据

  0.23   0.15   0.13   0.27   0.18   0.13   0.24   0.15   0.10

表6是在手机天线实施例设置HAC缝隙之后，在同等条件下进行 测试的电场数据。按照类似的测试方法，可以从表6中看出其电场场测 试结果为61.94V/M，小于M3临界点84.1V/M，满足HAC测试标准。

表6设置HAC缝隙之后电场测试数据

  50.43   59.99   61.94   70.51   54.48   61.18   77.73   69.88   55.63

由此可见，本发明手机天线实施例获得了较好的HAC性能改善。

本发明还涉及安装有以上本发明手机天线优选实施例的手机。

本发明还涉及手机天线的制造方法，在一个手机天线制造方法的实 施例中，在该手机天线的馈点和地点之间设置HAC缝隙。在另一个手 机天线制造方法的优选实施例中，设置HAC缝隙沿靠近该手机天线的 侧边延伸。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效方法或等效结构，或直接 或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范 围内。