專利名稱：用于具有導(dǎo)電邊框的手持式電子設(shè)備的天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及無(wú)線通信電路，尤其涉及用于具有導(dǎo)電邊框的手 持式電子設(shè)備的無(wú)線通信電路。
背景技術(shù)：
手持式電子設(shè)備正變成越來(lái)越流行。手持式設(shè)備的例子包括手持 式計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、媒體播放器和包括這種類型的多個(gè)設(shè)備的功能 的混合i殳備。
部分由于其移動(dòng)本性，手持式電子設(shè)備通常設(shè)有無(wú)線通信能力。 手持式電子設(shè)備可利用無(wú)線通信來(lái)與無(wú)線基站通信。例如，蜂窩電話 可利用在850 MHz、 900MHz、 1800 MHz和1900 MHz處的蜂窩電話頻 帶(例如，主要的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)或GSM蜂窩電話頻帶)進(jìn)行通信。 手持式電子設(shè)備還可利用其它類型的通信鏈路。例如，手持式電子設(shè) 備可利用在2.4 GHz的WiFi⑧(IEEE 802.11 )頻帶和在2.4 GHz的 Bluetooth⑧頻帶進(jìn)行通信。還可以在諸如處于2170 MHz頻帶處的3G 數(shù)據(jù)通信頻帶(通常稱為UMTS或通用移動(dòng)通信系統(tǒng))之類的數(shù)據(jù)服 務(wù)頻帶中進(jìn)行通信。
為了滿足消費(fèi)者對(duì)小形狀因子的無(wú)線設(shè)備的需求，生產(chǎn)商在不斷 努力減小用在這些設(shè)備中的部件的大小。例如，生產(chǎn)商已經(jīng)在試圖小 型化用在手持式電子設(shè)備中的天線。
一種典型的天線可通過(guò)在電路板襯底上圖案化金屬層來(lái)制造，或 者可利用箔片沖壓(foil stamping)工藝由薄金屬片形成。許多設(shè)備使用平面倒F形天線(PIFA)。平面倒F形天線通過(guò)將平面諧振元件置 于接地面上方而形成。這些技術(shù)可用于生產(chǎn)符合緊湊型手持式設(shè)備的 嚴(yán)格限制的天線。然而，對(duì)于傳統(tǒng)的手持式電子設(shè)備，要進(jìn)行設(shè)計(jì)折 衷以適應(yīng)緊湊型天線。這些設(shè)計(jì)折衷可能包括與接地面上方的天線高 度、天線效率和天線帶寬有關(guān)的折衷。而且，往往對(duì)可用在手持式設(shè) 備中的金屬量和金屬部件的位置有限制。這些限制可能對(duì)設(shè)備操作和 設(shè)備外觀有不利影響。
因此，希望能夠?yàn)槭殖质诫娮釉O(shè)備提供改進(jìn)的天線。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種具有無(wú)線通信電路的手持式 電子設(shè)備。所述手持式電子設(shè)備可具有蜂窩電話、音樂(lè)播放器、或手 持式計(jì)算機(jī)功能。所述無(wú)線通信電路可具有一個(gè)或多個(gè)天線。所述天 線可用于支持?jǐn)?shù)據(jù)通信頻帶和蜂窩電話通信頻帶上的無(wú)線通信。
所述手持式電子設(shè)備可具有外殼。所述外殼的正面可具有顯示 器。所述顯示器可以是液晶顯示器(LCD)或者其它適當(dāng)?shù)娘@示器。 觸摸傳感器可以與所迷顯示器集成以使所述顯示器觸摸敏感。
邊框可用于將所 述顯示器附接到所述外殼。所述邊框圍繞所述外 殼的正面的周邊，并且將所述顯示器固定到所述外殼。襯墊可插在所 述邊框和所述外殼之間。
所述邊框可由不銹鋼或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料形成。所述外殼中的 接地面元件可用作天線地。所述接地面元件可具有縫隙。所述縫隙可 用于形成縫隙天線或者混合天線。在混合天線配置中， 一個(gè)或多個(gè)天 線諧振元件，諸如平面倒F形天線諧振元件，可位于所述縫隙的上方。 所述邊框可以電連接到所述接地面元件。所述邊框可圍繞所述縫隙， 同時(shí)容納所述天線。這使所述邊框能夠提供結(jié)構(gòu)支撐并提升所述手持 式電子設(shè)備的外觀和耐用性。即使所述邊框圍繞所述縫隙，也不妨礙 形成在所述縫隙上方的天線諧振元件的正常工作。
所述縫隙可以位于所述手持式電子設(shè)備的中心，或者位于所述手持式電子設(shè)備的一端。橋接所述縫隙的開(kāi)關(guān)可處于斷開(kāi)位置或閉合位 置以便調(diào)節(jié)所述縫隙的周長(zhǎng)并從而調(diào)諧所述天線。
本發(fā)明的進(jìn)一步的特征、其性質(zhì)和各種優(yōu)點(diǎn)將從附圖和下面對(duì)優(yōu) 選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中變得更加明顯。


圖l是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有天線的示意性手持式電子 設(shè)備的透視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例的具有天線的示意性手持式電子 設(shè)備的原理圖。
圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有天線的示意性手持式電 子i殳備的截面?zhèn)?見(jiàn)圖。
圖3B是根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例的包含兩個(gè)射頻收發(fā)器的示意 性手持式電子設(shè)備的部分原理性頂視圖，其中所述兩個(gè)射頻收發(fā)器通 過(guò)各自的傳輸線耦接到兩個(gè)相關(guān)聯(lián)的天線諧振元件。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例的示意性平面倒F形天線(PIFA) 的透視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖4所示類型的示意性平面倒F 形天線的截面?zhèn)纫晥D。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖4和圖5所示類型的天線的示 意性天線性能曲線圖，其中駐波比(SWR)值作為工作頻率的函數(shù)被 繪出。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例的示意性平面倒F形天線的透視 圖，其中所述天線的接地面在所述天線的諧振元件下方的部分已被移 除以形成縫隙。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意性縫隙天線的頂視圖。 圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖8所示類型的天線的示意性 天線性能曲線圖，其中駐波比(SWR)值作為工作頻率的函數(shù)被繪出。 圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的通過(guò)將平面倒F形天線與縫隙天線組合而形成的示意性PIFA/縫隙混合天線的透視圖，其中所述天 線正由兩個(gè)同軸電纜饋線(feed)饋電
圖ll是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包含PIFA/縫隙混合天線和條 形天線的手持式設(shè)備的示意性無(wú)線覆蓋曲線圖，其中天線駐波比 (SWR)值作為工作頻率的函數(shù)4皮繪出。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意性手持式電子設(shè)備天線 布置的透視圖，其中，兩個(gè)手持式電子設(shè)備天線中的第一天線具有相 關(guān)聯(lián)的用于減少來(lái)自所述兩個(gè)手持式電子設(shè)備天線中的笫二天線的干 擾的隔離元件。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有導(dǎo)電邊框的示意性手持 式電子設(shè)備的分解透視圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例的具有導(dǎo)電邊框的示意性手持 式電子設(shè)備的截面?zhèn)纫晥D。
圖15是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有導(dǎo)電邊框的示意性手持 式電子設(shè)備的稍微簡(jiǎn)化的內(nèi)部透視圖。
圖16是根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例的可用在包含導(dǎo)電邊框的手持 式電子設(shè)備中的示意性縫隙天線的透視圖。
圖17是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可用在包含導(dǎo)電邊框的手持 式電子設(shè)備中的示意性混合天線的透視圖。
圖18是根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例的示意性手持式電子設(shè)備縫隙 天線的透視圖，其中所述縫隙位于接地面的內(nèi)部部分中，并且導(dǎo)電邊 框圍繞接地面的周邊。
圖19是根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例的示意性手持式電子設(shè)備混合 天線的透視圖，其中所述縫隙位于接地面的內(nèi)部部分中，并且導(dǎo)電邊 框圍繞接地面的周邊。
圖20是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意性手持式電子設(shè)備縫隙 天線的頂視圖，其中所述縫隙沿一曲折的路徑行進(jìn)，并且導(dǎo)電邊框圍 繞接地面的周邊。
圖21是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意性手持式電子設(shè)備縫隙
9天線的頂視圖，其中所述縫隙具有曲折的邊界，并且導(dǎo)電邊框圍繞接 地面的周邊。
圖22是根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例的示意性手持式電子設(shè)備縫隙 天線結(jié)構(gòu)的頂視圖，其中所述縫隙被一開(kāi)關(guān)橋接，所述開(kāi)關(guān)允許所述
縫隙:帔選擇性地短路從而進(jìn)行調(diào)諧。
圖23是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的天線性能曲線圖，該圖示出圖 22所示類型的可調(diào)諧天線的諧振峰可如何通過(guò)選擇性地橋接所述縫隙 的一部分而被調(diào)節(jié)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明通常涉及無(wú)線通信，尤其涉及無(wú)線電子設(shè)備和用于無(wú)線電 子設(shè)備的天線。
所述天線可以是表現(xiàn)出寬帶寬和大增益的小形狀因子天線。根據(jù) 本發(fā)明的一個(gè)示意性實(shí)施例，所述天線被配置為使其考慮到在所述無(wú) 線電子設(shè)備上的導(dǎo)電邊框。所述邊框可用作天線的一部分。例如，所 述邊框可形成天線地的一部分。所述邊框還可執(zhí)行機(jī)械功能，諸如為 無(wú)線電子設(shè)備提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。利用在這里將作為例子描述的一種適當(dāng) 的配置，所述邊框可將液晶顯示器(LCD)或其他顯示器固定到無(wú)線 電子設(shè)備的表面。
無(wú)線電子設(shè)備還可以是便攜式電子設(shè)備，諸如膝上型計(jì)算機(jī)、或 有時(shí)被稱為是超便攜式的這類小型便攜式計(jì)算機(jī)。便攜式電子設(shè)備還 可以是更小一些的設(shè)備。更小的便攜式電子設(shè)備的例子包括腕表設(shè)備、 掛件設(shè)備、頭戴式耳機(jī)和聽(tīng)筒設(shè)備、以及其它可佩戴的微型設(shè)備。
利用 一種適當(dāng)?shù)呐渲茫霰銛y式電子設(shè)備是手持式電子設(shè)備。 在手持式電子設(shè)備中，空間十分寶貴，因此在這樣的設(shè)備中，高性能 的緊湊型天線可能是特別有利的。手持式電子設(shè)備還可得益于邊框的 使用。例如，圍繞手持式電子設(shè)備周邊的不銹鋼邊框可用于多種有用 的功能，包括增加設(shè)備剛度，將顯示器的玻璃或塑料面板固定在適當(dāng) 位置，通過(guò)用作視覺(jué)吸引力(appealing )設(shè)計(jì)元素來(lái)提升設(shè)備的美觀，以及用作保護(hù)結(jié)構(gòu)(例如，當(dāng)手持式電子設(shè)備無(wú)意中掉落時(shí)防止諸如 塑料或玻璃顯示器之類的易碎部件被損壞)。因此，這里通常描述手 持式設(shè)備的使用來(lái)作為例子，但是如果希望的話，任何適當(dāng)?shù)碾娮釉O(shè) 備都可以與本發(fā)明的天線和邊框一起使用。
所迷手持式設(shè)備可以是例如蜂窩電話、具有無(wú)線通信能力的媒體 播放器、手持式計(jì)算機(jī)(有時(shí)也稱為個(gè)人數(shù)字助理)、遠(yuǎn)程控制器、
全球定位系統(tǒng)(GPS)設(shè)備以及手持式游戲設(shè)備。所述手持式設(shè)備還 可以是組合了多種傳統(tǒng)設(shè)備的功能的混合設(shè)備?；旌鲜殖质皆O(shè)備的例 子包括具有媒體播放器功能的蜂窩電話，具有無(wú)線通信能力的游戲設(shè) 備，具有游戲和電子郵件功能的蜂窩電話，以及可接收電子郵件、支 持移動(dòng)電話呼叫、并支持web瀏覽的手持式設(shè)備。這些僅僅是示意性 的例子。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意性手持式電子設(shè)備。 設(shè)備10可以是任何適當(dāng)?shù)谋銛y式或手持式電子設(shè)備。
設(shè)備10可具有外殼12。設(shè)備10可包括一個(gè)或多個(gè)用于處理無(wú)線通 信的天線。這里有時(shí)描述包含一個(gè)天線的設(shè)備10的實(shí)施例和包含兩個(gè) 天線的設(shè)備10的實(shí)施例來(lái)作為例子。
設(shè)備10可以處理在一個(gè)或多個(gè)通信頻帶上的通信。例如，在具有 兩個(gè)天線的設(shè)備10中，所述兩個(gè)天線中的第一天線可用于處理在一個(gè) 或多個(gè)頻帶中的蜂窩電話通信，而所述兩個(gè)天線中的第二天線可用于 處理在一單獨(dú)通信頻帶中的數(shù)據(jù)通信。利用有時(shí)在這里被作為例子描 述的一種適當(dāng)配置，第二天線^L配置成處理中心在2.4 GHz的通信頻帶 (例如WiFi和/或Bluetooth頻率)中的數(shù)據(jù)通信。在具有多個(gè)天線的 配置中，天線可被設(shè)計(jì)為減少干擾以便允許兩個(gè)天線彼此相對(duì)接近地 工作。
外殼12——有時(shí)被稱作機(jī)殼(case)——可以由任何適當(dāng)?shù)牟牧?或者這些材料的組合形成，所述材料包括塑料、玻璃、陶瓷、金屬、 或其它適當(dāng)?shù)牟牧?。在某些情況中，外殼12或外殼12的多個(gè)部分可以 由電介質(zhì)或其他低導(dǎo)電性材料形成，以使得位于外殼12附近的導(dǎo)電天
ii線單元的工作不被干擾。在其他情況中，外殼12或外殼12的多個(gè)部分 可由金屬元件形成。在外殼12由金屬元件形成的情況中， 一個(gè)或多個(gè) 金屬元件可用作設(shè)備10中天線的一部分。例如，外殼12的金屬部分可 以短接到設(shè)備10中的內(nèi)部接地面以創(chuàng)建用于該設(shè)備10的更大的接地面 元件。
外殼12可具有邊框14。邊框14可由導(dǎo)電材料形成。所述導(dǎo)電材料 可以是金屬(例如單質(zhì)金屬或合金)或其他適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料。利用有 時(shí)在這里被作為例子描述的一種適當(dāng)配置，邊框14可由不銹鋼形成。 不銹鋼可被制造為使其具有誘人的閃亮外表、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、并且不易銹 蝕。如果希望的話，可以使用其他結(jié)構(gòu)來(lái)形成邊框14。例如，邊框14 可以由涂有閃亮的金屬涂層的塑料或者其他適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)形成。這里常 常將其中邊框14是由諸如不銹鋼之類的導(dǎo)電金屬形成的配置作為例子 來(lái)描述。
邊框14可用于將具有平面表面的顯示器或其他設(shè)備固定到設(shè)備 IO上的適當(dāng)位置。例如，如圖1所示，邊框14可用于通過(guò)將顯示器16 附接到外殼12而將顯示器16固定到合適位置。設(shè)備10可具有前平面表 面和后平面表面。在圖l的例子中，所示的顯示器16被形成為設(shè)備10 的平面正面的一部分。正面的周邊可被邊框圍繞，諸如邊框14。如果 希望的話，背面的周邊可被邊框圍繞(例如，在具有正面顯示器和背 面顯示器的設(shè)備中)。
顯示器16可以是液晶顯示器(LCD)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED) 顯示器、或任何其他適當(dāng)?shù)娘@示器。顯示器16的最外層表面可以由一 個(gè)或多個(gè)塑料或玻璃層形成。如果希望的話，觸摸屏功能可以集成到 顯示器16中或者可以利用單獨(dú)的觸摸板設(shè)備來(lái)提供。將觸摸屏集成到 顯示器16中以使顯示器16觸摸敏感的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，這種類型的配置可 節(jié)約空間并減小視覺(jué)凌亂。
在一種典型的配置中，邊框14可具有用于將邊框14固定到外殼12 和用于將邊框14電連接到外殼12和設(shè)備10中其他導(dǎo)電元件的插腳(例 如，具有集成的帶螺紋或不帶螺紋的螺孔的插腳)。外殼和其他導(dǎo)電元件形成用于手持式電子設(shè)備中的天線的接地面。襯墊(例如，由硅
樹(shù)脂或其他柔性材料(compliant material)形成的O型環(huán)、聚酯薄膜 村墊等)可放置在邊框14的底面和顯示器16的最外層表面之間。襯墊 可有助于減緩局部壓力點(diǎn)的壓力，否則這些局部壓力點(diǎn)可能在顯示器 16的玻璃或塑料蓋上施加壓力。襯墊還可有助于在視覺(jué)上隱藏設(shè)備IO 內(nèi)部的各部分。
除了用作顯示器16的固定結(jié)構(gòu)，邊框14還可用作設(shè)備10的剛性 框。通過(guò)這一功能，邊框14可提高設(shè)備10的結(jié)構(gòu)完整性。例如，與不 用邊框相比，邊框14可以使i殳備10沿其長(zhǎng)/變更加剛石更。邊框14還可用 于改善設(shè)備10的外觀。在諸如圖l所示的其中邊框14被形成為圍繞設(shè)備 IO的表面的周邊(例如，設(shè)備10的正面的周邊)的配置之類的配置中， 邊框14可有助于防止顯示器16的損傷(例如，在設(shè)備10掉落時(shí)保護(hù)顯 示器16以免碰撞，等等)。
顯示屏16 (例如觸摸屏)，僅是可以與手持式電子設(shè)備10—起使 用的輸入輸出設(shè)備的一個(gè)例子。如果希望的話，手持式電子設(shè)備10可 具有其他輸入輸出設(shè)備。例如，手持式電子設(shè)備10可具有諸如按鈕19 之類的用戶輸入控制設(shè)備、以及諸如端口 20和一個(gè)或多個(gè)輸入輸出插 座之類的輸入輸出部件(例如用于音頻和/或視頻)。顯示屏16可以是 例如液晶顯示器(LCD)、有機(jī)發(fā)光二^l管(OLED)顯示器、等離 子體顯示器、或多種使用一種或多種不同顯示技術(shù)的顯示器。在圖l 的例子中，顯示屏16被示出為安裝在手持式電子設(shè)備10的正面上，但 是，如果希望的話，顯示屏16可安裝在手持式電子設(shè)備10的背面上、 設(shè)備10的側(cè)面上、設(shè)備10的通過(guò)鉸鏈(舉例而言)附接到設(shè)備10的主 體部分的翻轉(zhuǎn)(flip-up)部分上，或使用任何其他適當(dāng)?shù)陌惭b配置。 諸如圖1的邊框14之類的邊框可用于在任何這些位置將顯示器16或任 何其他具有平面表面的設(shè)備安裝到外殼12。
手持式設(shè)備10的用戶可以利用諸如按鈕19和觸摸屏16之類的用 戶輸入界面設(shè)備提供輸入命令。用于手持式電子設(shè)備10的適當(dāng)?shù)挠脩?輸入界面設(shè)備包括按鈕(例如字母數(shù)字鍵、電源開(kāi)關(guān)、電源開(kāi)、電源關(guān)、以及其他專用按鈕等)、觸摸板、指點(diǎn)桿或其他光標(biāo)控制裝置、
用于提供語(yǔ)音命令的麥克風(fēng)、或任何其他用于控制設(shè)備10的適當(dāng)界面。 雖然在圖1的例子中諸如按鈕19之類的按鈕和其他用戶輸入界面設(shè)備 被示意性地示出為被形成在手持式電子設(shè)備10的正面上，但是它們通 ?？尚纬稍谑殖质诫娮釉O(shè)備10的任何適當(dāng)?shù)牟糠稚稀＠?，諸如按鈕
面上。按鈕和其他用戶界面控件還可位于設(shè)備10的正面、背面、或其 他部分上。如果希望的話，設(shè)備10可被遠(yuǎn)程控制(例如，利用紅外遠(yuǎn) 程控制、諸如Biuetooth遠(yuǎn)程控制之類的射頻遠(yuǎn)程控制，等等)。
手持式設(shè)備10可具有諸如總線連接器20和音頻和視頻插座之類 的端口，其允許設(shè)備10與外部部件接口。典型的端口包括用于給設(shè)備 IO中的電池充電或者從直流(DC)電源操作設(shè)備10的電源插座、用于 與諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)或外圍設(shè)備之類的外部部件交換數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)端口 、 用于驅(qū)動(dòng)頭戴式耳機(jī)、監(jiān)視器或其他外部音頻視頻設(shè)備的音頻視頻插 座，等等。某些或所有這些設(shè)備的功能以及手持式電子設(shè)備10的內(nèi)部 電路可利用諸如觸摸屏顯示器16之類的輸入界面設(shè)備來(lái)控制。
諸如顯示器16和其他用戶輸入界面設(shè)備之類的部件可覆蓋設(shè)備 IO的正面上的大部分可用表面區(qū)域(如圖I的例子所示)，或者可僅僅 占據(jù)設(shè)備10的正面的一小部分。因?yàn)橹T如顯示器16之類的電子部件往 往包含大量金屬(例如作為射頻屏蔽)，所以通常應(yīng)當(dāng)考慮這些部件 在設(shè)備10中相對(duì)于天線單元的位置。適當(dāng)?shù)剡x擇設(shè)備的天線單元和電 子部件的位置將使得手持式電子設(shè)備10的天線能夠正確運(yùn)行而不被所 述電子部件干擾。
利用一種適當(dāng)?shù)呐渲?，設(shè)備10的天線位于設(shè)備10的下端18，在端 口20附近。使天線位于外殼12和設(shè)備10的下部的好處是，當(dāng)握著設(shè)備 IO靠近頭部時(shí)(例如，當(dāng)就像用蜂窩電話一樣對(duì)著手持式設(shè)備中的麥 克風(fēng)講話和從揚(yáng)聲器收聽(tīng)時(shí))，這使天線位于遠(yuǎn)離用戶頭部處。這減 小了在用戶附近發(fā)射的射頻輻射的數(shù)量并且最小化了鄰近效應(yīng)。
圖2示出示意性手持式電子設(shè)備的實(shí)施例的原理圖。手持式設(shè)備IO可以是移動(dòng)電話、具有媒體播放器能力的移動(dòng)電話、手持式計(jì)算機(jī)、 遠(yuǎn)程控制器、游戲機(jī)、全球定位系統(tǒng)(GPS)設(shè)備、這些設(shè)備的組合、 或任何其他適當(dāng)?shù)谋銛y式電子設(shè)備。
如圖2所示，手持式設(shè)備10可包括存儲(chǔ)裝置34。存儲(chǔ)裝置34可包 括一個(gè)或多個(gè)不同類型的存儲(chǔ)裝置，諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器存儲(chǔ)裝置、非易 失性存儲(chǔ)器(例如閃速存儲(chǔ)器或其他電可編程只讀存儲(chǔ)器)、易失性 存儲(chǔ)器(例如基于電池的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)，等等。
處理電路36可用于控制設(shè)備10的操作。處理電路36可基于諸如微 處理器之類的處理器和其他適當(dāng)?shù)募呻娐?。利用一種適當(dāng)?shù)呐渲茫?處理電路36和存儲(chǔ)裝置34被用于在設(shè)備10上運(yùn)行軟件，諸如互聯(lián)網(wǎng)瀏 覽應(yīng)用、基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的語(yǔ)音(VoIP)電話呼叫應(yīng)用、電子郵件應(yīng) 用、媒體重放應(yīng)用、操作系統(tǒng)功能，等等。處理電路36和存儲(chǔ)裝置34 可以用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)耐ㄐ艆f(xié)議?？衫锰幚黼娐?6和存儲(chǔ)裝置34來(lái)實(shí) 現(xiàn)的通信協(xié)議包括互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、無(wú)線局域網(wǎng)協(xié)議(例如，IEEE 802.il
協(xié)議-^f時(shí)被稱為Wi-Fi 、諸如Bluetooth⑧協(xié)議之類的用于其它短
程無(wú)線通信鏈路的協(xié)議，等等)。
輸入輸出設(shè)備38可用于使數(shù)據(jù)可被提供給設(shè)備10，并使數(shù)據(jù)可從 設(shè)備10被提供給外部設(shè)備。顯示屏16、按鈕19和端口20是輸入輸出設(shè) 備38的例子。
輸入輸出設(shè)備38可包括用戶輸入輸出設(shè)備40，諸如按鈕、觸摸屏、 操縱桿、點(diǎn)撥輪(click wheel)、滾輪、觸摸板、鍵區(qū)、鍵盤、麥克 風(fēng)、相機(jī)，等等。通過(guò)經(jīng)用戶輸入設(shè)備40提供命令，用戶可控制設(shè)備 IO的操作。顯示器和音頻設(shè)備42可包括液晶顯示器(LCD)屏幕或其 他屏幕、發(fā)光二極管(LED)、和其它呈現(xiàn)視覺(jué)信息和狀態(tài)數(shù)據(jù)的部 件。顯示器和音頻設(shè)備42還可包括音頻設(shè)備，諸如揚(yáng)聲器和其它用于 創(chuàng)建聲音的設(shè)備。顯示器和音頻設(shè)備42可包含音頻視頻接口設(shè)備，諸 如用于外部頭戴式耳機(jī)和監(jiān)視器的插座和其它連接器。
無(wú)線通信設(shè)備44可包括通信電路，諸如由一個(gè)或多個(gè)集成電路形 成的射頻(RF)收發(fā)器電路、功率放大器電路、無(wú)源RF部件、 一個(gè)或多個(gè)天線、以及其它用于處理RF無(wú)線信號(hào)的電路。也可利用光(例
如利用紅外通信)來(lái)發(fā)送無(wú)線信號(hào)。
設(shè)備10可與諸如附件46和計(jì)算設(shè)備48之類的外部設(shè)備通信，如路
徑50所示。路徑50可包括有線與無(wú)線路徑。附件46可包括頭戴式耳機(jī) (例如無(wú)線蜂窩頭戴式送受話器或音頻頭戴式耳機(jī))和音頻視頻設(shè)備 (例如無(wú)線揚(yáng)聲器、游戲控制器、或其它接收和播放音頻和視頻內(nèi)容
的設(shè)備)。
計(jì)算設(shè)備48可以是任何適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)。利用一種適當(dāng)?shù)呐渲?，?jì) 算設(shè)備48是具有用于建立與設(shè)備IO的無(wú)線連接的相關(guān)無(wú)線接入點(diǎn)(路 由器)或內(nèi)部或外部無(wú)線卡的計(jì)算機(jī)。該計(jì)算機(jī)可以是服務(wù)器(例如 互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器)、具備或不具備互聯(lián)網(wǎng)接入的局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)、用戶自 己的個(gè)人計(jì)算機(jī)、對(duì)等設(shè)備(例如另一個(gè)手持式電子設(shè)備IO)、或任 何其它適當(dāng)?shù)挠?jì)算設(shè)備。
設(shè)備10的天線和無(wú)線通信設(shè)備可支持在任何適當(dāng)?shù)臒o(wú)線通信頻 帶上的通信。例如，無(wú)線通信設(shè)備44可用于覆蓋通信頻帶，所述通信 頻帶諸如是在850 MHz、 900 MHz、 1800 MHz和1900 MHz處的蜂窩電 話頻帶、諸如在2170 MHz頻帶處的3G數(shù)據(jù)通信頻帶(通常被稱為 UMTS或通用移動(dòng)通信系統(tǒng))之類的數(shù)據(jù)服務(wù)頻帶、在2.4 GHz和5.0 GHz處的WiFi⑧(IEEE 802.11)頻帶、在2.4 GHz處的Bluetooth⑧頻 帶、以及在1550MHz處的全球定位系統(tǒng)(GPS)頻帶。這些僅僅是設(shè) 備44可在其上操作的示意性通信頻帶。在新的無(wú)線服務(wù)可用時(shí)，預(yù)期 未來(lái)將配置另外的本地和遠(yuǎn)程通信頻帶。無(wú)線設(shè)備44可以被配置成在 任何適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)或多個(gè)頻帶上工作，以覆蓋任何現(xiàn)有的或新的感興趣 的服務(wù)。設(shè)備10可使用一個(gè)天線、兩個(gè)天線或多于兩個(gè)天線來(lái)提供在
所有感興趣的通信頻帶上的無(wú)線覆蓋。
圖3A示出了示意性手持式電子設(shè)備的截面圖。在圖3A的例子中， 設(shè)備10具有由導(dǎo)電部分12 - 1和塑料部分12 - 2形成的外殼。導(dǎo)電部分 12-l可以是任何適合的導(dǎo)體。利用一種適當(dāng)?shù)呐渲茫糠?2-1由諸 如沖壓(stamped) 304不銹鋼之類的金屬形成。不銹鋼具有高導(dǎo)電性并且可以被拋光到高度光澤以使其具有美觀的外表。如果希望的話，
其它金屬可用于部分12-1，諸如鋁、鎂、鈦、這些金屬的合金、以及 其他金屬，等等。如圖l所示，顯示器16可形成在設(shè)備10的正面上。為 了容納顯示器16,外殼部分12-1 (在圖3A的方向，是機(jī)殼的下部) 可具有被邊框14圍繞的切除部分。
在圖3A的示意性實(shí)施例中，外殼部分12-2可由電介質(zhì)形成。將 電介質(zhì)用于外殼部分12 - 2的優(yōu)點(diǎn)是，這可允許諸如設(shè)備10中的天線54 的天線諧振元件54- 1A和54- 1B之類的一個(gè)或多個(gè)天線諧振元件工 作時(shí)沒(méi)有來(lái)自外殼12的金屬側(cè)壁的千擾。利用一種適當(dāng)?shù)呐渲?，外?部分12 - 2是由基于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的塑料(有時(shí)稱為 ABS塑料)形成的塑料帽。這些僅僅是設(shè)備10的示意性外殼材料。例 如，設(shè)備10的外殼可以基本上由塑料或其他電介質(zhì)、基本上由金屬或 其他導(dǎo)體、或由任何其他適當(dāng)?shù)牟牧匣虿牧系慕M合而形成。
諸如部件52之類的部件可安裝在設(shè)備10中的一個(gè)或多個(gè)電路板 上。典型的部件52包括集成電路、LCD屏幕、以及用戶輸入界面按鈕。 設(shè)備10通常還包括電池，其可沿外殼12的背面安裝(舉例而言)。諸 如收發(fā)器電路52A和52B之類的 一個(gè)或多個(gè)收發(fā)器電路可安裝到設(shè)備 IO中的一個(gè)或多個(gè)電路板。在設(shè)備10的其中有兩個(gè)天線諧振元件和兩 個(gè)收發(fā)器的配置中，每個(gè)收發(fā)器可用于通過(guò)兩個(gè)相應(yīng)天線諧振元件中 相對(duì)應(yīng)的一個(gè)來(lái)發(fā)射射頻信號(hào)，并且可用于通過(guò)兩個(gè)天線諧振元件中 相對(duì)應(yīng)的 一個(gè)來(lái)接收射頻信號(hào)。公共地可用于這兩個(gè)天線諧振元件中 的每一個(gè)。
利用一種示意性的配置，收發(fā)器52A可用于發(fā)射和接收蜂窩電話 射頻信號(hào)，而收發(fā)器52B可用于發(fā)射通信頻帶中的信號(hào)，所述通信頻 帶諸如是在2170 MHz頻帶處的3G數(shù)據(jù)通信頻帶(通常被稱為UMTS 或通用移動(dòng)通信系統(tǒng))、在2.4 GHz和5.0 GHz處的WiFi⑧(IEEE 802.11 )頻帶、在2.4GHz處的Bluetooth⑧頻帶、或者在1550MHz處的 全球定位系統(tǒng)(GPS)頻帶。
設(shè)備10中的電路板可由任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬?。利?一種示意性布
17置，設(shè)備10設(shè)有多層印刷電路板。所述多層中的至少一層可具有大的 導(dǎo)體平面區(qū)域，其形成諸如接地面54-2之類的接地面。在典型的方案 中，接地面54 - 2是矩形，其符合外殼12和設(shè)備10的大致為矩形的形狀， 并且與外殼12的矩形橫向(lateral)尺寸相匹配。如果希望的話，接 地面54 - 2可電連接到導(dǎo)電外殼部分12 - 1。地平面54 - 2可以在天線54 的附近具有縫隙形式的開(kāi)口。該開(kāi)口可以由印刷電路板、電池、集成 電路和形成接地面的其他導(dǎo)電部件的形狀和相對(duì)布局而形成，和/或可 以由這些接地面部件的形狀和相對(duì)于邊框14的相對(duì)布局而形成。例如， 接地面54 — 2可以在諸如i皆振元件54國(guó)lB和54-lA之類的"i皆振元件的下 方、在區(qū)域53中具有縫隙(例如，在印刷電路板中的縫隙)。矩形縫 隙(或其他適當(dāng)形狀的開(kāi)口 )還可形成在邊框14和接地面54-2之間的 空間中。所述縫隙可具有任何適當(dāng)?shù)男螤?。示意性的縫隙形狀包括矩 形、方形、橢圓形、既有平直邊也有彎曲邊的形狀，等等。
用于多層印刷電路板的適當(dāng)?shù)碾娐钒宀牧习ńn酚醛樹(shù)脂 (phonolic resin )的紙、諸如浸漬環(huán)氧樹(shù)脂的玻璃纖維氈(有時(shí)被稱 為FR-4)之類的玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂、塑料、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、 聚酰亞胺、以及陶乾。由諸如FR-4之類的材料制造的電路板通常是 可用的，沒(méi)有成本限制，而且可以用多層金屬(例如四層)制造。利 用諸如聚酰亞胺之類的柔性電路板材料形成的所謂柔性電路也可用在 設(shè)備10中。例如，柔性電路可用于形成天線(一個(gè)或多個(gè)天線)54的 天線諧振元件。
如圖3A的示意性配置所示，接地面元件54 - 2和天線諧振元件54 —1A可形成用于設(shè)備10的第一天線。接地面元件54-2和天線諧振元 件54 - 1B可形成用于設(shè)備10的第二天線。這兩個(gè)天線形成具有多個(gè)諧 振元件的多頻帶天線。如果希望的話，還可提供其他天線結(jié)構(gòu)。例如， 附加諧振元件可用于為感興趣的重疊頻帶(即，這些天線54之一工作 的頻帶)提供附加增益，或者可用于提供在感興趣的不同頻帶(即， 天線54范圍之外的頻帶)中的覆蓋。
邊框14可由導(dǎo)電材料形成，并且可安裝在設(shè)備10 在諸如接地面元件54-2之類的接地元件的附近。邊框14可電連接到天線地(例如， 電連接到接地面元件54-2)。當(dāng)邊框14連接到天線地時(shí)，邊框14形成 該地的一部分，并從而用作天線54的一部分。
任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料都可用于形成邊框14、接地面元件54 - 2、 以及諸如諧振元件54 - 1A和54 - 1B之類的諧振元件。適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電天線 材料的例子包括金屬，諸如銅、黃銅、銀、金、和不銹鋼(例如用于 邊框14的)。如果希望的話，也可使用除金屬以外的導(dǎo)體。天線54中 的平面導(dǎo)電元件通常是薄的(例如，大約0.2毫米)。
收發(fā)器電路52A和52B (即，圖2的收發(fā)器電路44)可以以一個(gè)或 多個(gè)集成電路和相關(guān)聯(lián)的分立部件(例如濾波部件)的形式提供。這 些收發(fā)器電路可包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)集成電路、 一個(gè)或多個(gè)接收器 集成電路、開(kāi)關(guān)電路、放大器等。收發(fā)器電路52A和52B可同時(shí)工作(例 如，可一個(gè)發(fā)射而另一個(gè)接收、可兩個(gè)同時(shí)發(fā)射、或可兩個(gè)同時(shí)接收)。
每個(gè)收發(fā)器可具有相關(guān)聯(lián)的、在其上傳送所發(fā)射和接收的射頻信 號(hào)的同軸電纜或其他傳輸線。如圖3A的例子所示，傳輸線56A(例如 同軸電纜)可用于使收發(fā)器52A和天線諧振元件54-1A互連，而傳輸 線56B (例如同軸電纜)可用于使收發(fā)器52B和天線諧振元件54-1B 互連。利用這種類型的配置，收發(fā)器52B可處理在由諧振元件54-1B 和接地面54 - 2形成的天線上的WiFi傳輸，而收發(fā)器52A可處理在由諧 振元件54 - 1A和接地面54 - 2形成的天線上的蜂窩電話傳輸。
圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例的示意性設(shè)備IO的頂視圖。 如圖3B所示，諸如收發(fā)器52A和收發(fā)器52B之類的收發(fā)器電路可通過(guò)相 應(yīng)的傳輸線56A和56B與天線諧振元件54 - 1A和54 - 1B互連。接地面 54-2可具有基本上為矩形的形狀(即，接地面54-2的橫向尺寸可與設(shè) 備10的橫向尺寸相匹配)，并且可包含至少一個(gè)縫隙(例如，在天線諧 振元件下方的縫隙)。接地面元件54-2可由一個(gè)或多個(gè)印刷電路板導(dǎo) 體、導(dǎo)電外殼部分(例如圖3A的外殼部分12-1)、諸如顯示器16之類 的導(dǎo)電部件、電池、或任何其他適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電結(jié)構(gòu)形成。邊框14可電連 接到接地面54-2，因而有時(shí)可考慮使其形成天線接地面的一部分。諸如諧振元件54 - 1A和54-1B之類的天線諧振元件以及接地面 54-2可以以任何適當(dāng)?shù)男螤钚纬?。利用一種示意性布置，天線54中的 一個(gè)(即，由諧振元件54-lA形成的天線)至少部分地基于平面倒F形 天線(PIFA)結(jié)構(gòu)，而另一個(gè)天線(即，由諧振元件54-lB形成的天 線)基于平面條形配置。雖然這里可能是作為例子描述了該實(shí)施例， 但是如果希望的話，任何其他適當(dāng)?shù)男螤疃伎捎糜谥C振元件54-lA和 541B。
圖4示出了示意性PIFA結(jié)構(gòu)。如圖4所示，PIFA結(jié)構(gòu)54可具有接 地面部分54-2和平面諧振元件部分54-lA。利用正信號(hào)和接地信號(hào)給天 線饋電。向其提供正信號(hào)的天線部分有時(shí)被稱為天線的正端子或饋電 端子。該端子有時(shí)也被稱為天線的信號(hào)端子或中心導(dǎo)體端子。向其提 供接地信號(hào)的天線部分可被稱為天線的地、天線的接地端子、天線的 接地面，等等。在圖4的天線54中，饋電導(dǎo)體58用于將正天線信號(hào)從信 號(hào)端子60傳送到天線諧振元件54-lA中。接地端子62被短接到接地面 54-2，其形成天線的地。
諸如圖4的天線54之類的PIFA天線中接地面的尺寸通常符合設(shè) 備10的外殼12所允許的最大大小。天線接地面54-2在形狀上可以是在 橫向維度(lateral dimension) 68上具有寬度W、在橫向維度66上具有 長(zhǎng)度L的矩形。天線54在維度66上的長(zhǎng)度影響其工作頻率。維度68和 66有時(shí)被稱為水平維度(horizontal dimension)。諧振元件54-lA通 常沿垂直維度(vertical dimension) 64超出接地面54-2幾亳米。天線 54在維度64上的大小有時(shí)被稱為天線54的高度H。
圖5示出了圖4的PIFA天線54的截面圖。如圖5所示，利用信號(hào)端 子60和接地端子62，可以向天線54饋送射頻信號(hào)(當(dāng)發(fā)射時(shí))，并且 可以從天線54接收射頻信號(hào)(當(dāng)接收時(shí))。在一種典型的布置中，同 軸導(dǎo)體或其他傳輸線具有電連接到點(diǎn)60的其中心導(dǎo)體，和電連接到點(diǎn) 62的其接地導(dǎo)體。
圖6示出了圖4和圖5的示意性天線54所代表的類型的天線的預(yù)期 性能的曲線圖。預(yù)期的駐波比(SWR)值作為頻率的函數(shù)被繪制。圖4和圖5的天線54的性能由實(shí)線63給出。如所示出的，在頻率&處有減 小的SWR值，這表明天線在中心為頻率&的頻帶中表現(xiàn)良好。PIFA天 線54也在諸如頻率f2之類的諧波頻率處工作。頻率f2表示PIFA天線54 的第二諧波(即f2-2&)。天線54的尺寸可以選擇為使得頻率f,和f2與 感興趣的通信頻帶對(duì)準(zhǔn)。頻率f,(和諧波頻率2fJ與天線54在維度66 上的長(zhǎng)度L有關(guān)(L大致等于在頻率&處的波長(zhǎng)的四分之一)。
在某些配置中，圖4和圖5的天線54在維度64上的高度H可被諧振 元件54-lA和接地面54-2之間的近場(chǎng)耦合量所限制。對(duì)于指定的天線帶 寬和增益，可能無(wú)法減小高度H而不對(duì)性能有不利的影響。所有其他 變量也是一樣的，減小高度H通常將使得天線54的帶寬和增益減小。
如圖7所示，通過(guò)在天線諧振元件54-lA下方引入縫隙形式的電介 質(zhì)區(qū)域70， PIFA天線的最小垂直尺寸可以減小，而仍然滿足最小帶寬 和增益約束?？p隙70可以用空氣、塑料、或任何其他適當(dāng)?shù)碾娊橘|(zhì)填 充，并且表示接地面54-2的被切去或移除的部分。被移除的或空的區(qū) 域70可以由接地面54-2中的一個(gè)或多個(gè)孔形成。這些孔——有時(shí)被稱 為縫隙或開(kāi)口——可以是方形、圓形、橢圓形、多邊形等，并且可以 延伸通過(guò)在接地面54-2附近的鄰近導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。利用一種適當(dāng)?shù)呐渲茫?如圖7所示出的，被移除的區(qū)域70形成矩形縫隙。也可以形成其他形狀 的(橢圓的、曲折的、彎曲的邊、直邊等)縫隙或孔。
接地面54-2中的縫隙可以是任何適當(dāng)?shù)某叽?。例如，從圖3B的頂 視圖方向看，所述縫隙可以稍小于諧振元件54-lA和54-2的最外層矩形 輪廓。典型的諧振元件橫向尺寸在0.5厘米到10厘米的量級(jí)。
縫隙70的存在減小了諧振元件54-lA和接地面54-2之間的近場(chǎng)電 磁耦合，并且在滿足給定的一組帶寬和增益約束的同時(shí)，允許在垂直 維度64上的高度H比其它情況下的可能高度更小。例如，高度H可以在 l-5毫米的范圍內(nèi)，可以在2-5亳米的范圍內(nèi)，可以在2-4亳米的范圍內(nèi)， 可以在l-3亳米的范圍內(nèi)，可以在l-4毫米的范圍內(nèi)，可以在1-10亳米的 范圍內(nèi)，可以低于10毫米，可以低于4亳米，可以4氐于3毫米，可以低 于2毫米，或者可以在接地面元件54-2之上的任何其他適當(dāng)?shù)拇怪蔽灰品秶鷥?nèi)。
如果希望的話，接地面54-2中包含縫隙70的部分可用于形成縫隙 天線。該縫隙天線結(jié)構(gòu)可以單獨(dú)使用以形成用于設(shè)備10的天線，或者 該縫隙天線結(jié)構(gòu)可以與 一個(gè)或多個(gè)諧振元件結(jié)合使用以形成混合天線 54。例如， 一個(gè)或多個(gè)PIFA諧振元件可以與縫隙天線結(jié)構(gòu)一起使用以 形成混合天線。通過(guò)操作天線54以使其表現(xiàn)出PIFA工作特性和縫隙天 線工作特性這兩者，可以改進(jìn)天線性能。
圖8示出了示意性縫隙天線的頂視圖。圖8的天線72在朝向頁(yè)面內(nèi) 的維度上通常是薄的(即，天線72在其平面平放在頁(yè)面中時(shí)是平坦的)。 縫隙70可以形成在天線導(dǎo)體76的中心。諸如電纜56A之類的同軸電纜 或其他傳輸線通路可用于給天線72饋電。在圖8的例子中，天線72被這 樣饋電，即，同軸電纜56A的中心導(dǎo)體82被連接到信號(hào)端子80 (即， 天線72的正端子或饋電端子)，而同軸電纜56A的外編織——其形成 電纜56A的接地導(dǎo)體——被連接到接地端子78。
當(dāng)利用圖8的布置給天線72饋電時(shí)，天線的性能由圖9的曲線圖給 出。如圖9所示，天線72工作在中心大約位于中心頻率f2的頻帶中。中 心頻率f2由縫隙70的尺寸確定?？p隙70具有內(nèi)周長(zhǎng)P，其等于尺寸X的 兩倍加上尺寸Y的兩倍(即，P-2X + 2Y)。在中心頻率f2處，周長(zhǎng)P 等于一個(gè)波長(zhǎng)。
因?yàn)橹行念l率f2可以通過(guò)適當(dāng)選擇周長(zhǎng)P而被調(diào)諧，所以圖8的縫
隙天線可被配置為使得圖9中曲線圖的頻率f2與圖6中曲線圖的頻率f2 一致。在縫隙70與PIFA結(jié)構(gòu)結(jié)合的這類天線設(shè)計(jì)中，縫隙70的存在增 加了天線在頻率f2處的增益。在頻率&附近，通過(guò)利用縫隙70引起的性 能增加得到圖6中虛線79所給出的天線性能圖。
如果希望的話，可選擇周長(zhǎng)P的值以便在不同于頻率f2的頻率處
(即，帶外)諧振。在這種情況下，縫隙70的存在不會(huì)提高天線在諧 振頻率&處的性能。但是，從縫隙70的區(qū)域去除導(dǎo)電材料會(huì)減小諸如 諧振元件54-lA之類的諧振元件與接地面54-2之間的近場(chǎng)電磁耦合，并 能夠在滿足給定的一組帶寬和增益限制的同時(shí)使得垂直維度64上的高
22度H比其他情況下的可能高度更少。
可選擇端子80和78的位置以便阻抗匹配。如果希望的話，諸如端 子84和86之類的端子——其圍繞縫隙70的拐角之一而延伸——可用于 給天線72饋電。在這種情況下，可選擇端子84和86之間的距離以便正 確地調(diào)節(jié)天線72的阻抗。作為例子，在圖8的示意性布置中，端子84 和86被示出為被分別配置為縫隙天線接地端子和縫隙天線信號(hào)端子。 如果希望的話，端子84可用作接地端子，而端子86可用作信號(hào)端子。 縫隙70典型地用空氣填充，但是一般而言，也可用任何適當(dāng)?shù)碾娊橘|(zhì) 填充。
通過(guò)利用縫隙70結(jié)合諸如諧振元件54-lA之類的PIFA類型諧振 元件，形成了PIFA/縫隙混合天線(在這里，有時(shí)被稱為混合天線)。 如果希望的話，手持式電子設(shè)備10可具有這種類型的PIFA/縫隙混合 天線(例如，用于蜂窩電話通信)和條形天線(例如，用于 WiFi/Bluetoothil/f言)。
圖10示出了一種示意性配置，其中利用兩個(gè)同軸電纜(或其他傳 輸線)給由諧振元件54-lA、縫隙70和接地面54-2形成的PIFA/縫隙混 合天線饋電。當(dāng)如圖10所示的那樣給天線饋電時(shí)，天線的PIFA和縫隙 天線部分都是活動(dòng)的(active)。從而，圖10的天線54工作在PIFA/縫 隙混合模式。同軸電纜56A-l和56A-2分別具有內(nèi)導(dǎo)體82-l和82-2。同 軸電纜56A-l和56A-2還各具有導(dǎo)電的外編織接地導(dǎo)體。同軸電纜 56A-l的外編織導(dǎo)體在接地端子88處電短接至接地面54-2。電纜56A-2 的接地部分在接地端子92處短接至接地面54-2。分別在信號(hào)端子90和 94處進(jìn)行來(lái)自同軸電纜56A-l和56A-2的信號(hào)連接。
利用圖10的布置，使用分開(kāi)的兩組天線端子。同軸電纜56A-1利 用接地端子88和信號(hào)端子90來(lái)給PIFA/縫隙混合天線的PIFA部分饋 電，而同軸電纜56A-2利用接地端子92和信號(hào)端子94來(lái)給PIFA/縫隙混 合天線的縫隙天線部分饋電。因此，每一組天線端子作為用于PIFA/ 縫隙混合天線的單獨(dú)饋電點(diǎn)而工作。信號(hào)端子90和接地端子88用作用 于天線的PIFA部分的天線端子，而信號(hào)端子94和接地端子92用作用于天線54的縫隙部分的天線饋電點(diǎn)。這兩個(gè)分開(kāi)的天線饋電允許天線同 時(shí)利用其PIFA特性和其縫隙特性而運(yùn)行。如果希望的話，饋電的定向 可以變化。例如，同軸電纜56A-2可利用點(diǎn)94作為接地端子并利用點(diǎn)92 作為信號(hào)端子，或者利用位于沿著縫隙70周邊的其他點(diǎn)的接地和信號(hào) 端子，而連接到縫隙70。
當(dāng)諸如傳輸線56A-l和56A-2之類的多個(gè)傳輸線用于PIFA/縫隙混 合天線時(shí)，每個(gè)傳輸線可與各自的收發(fā)器電路(例如，兩個(gè)相應(yīng)的收 發(fā)器電路，諸如圖3A和3B的收發(fā)器電路52A)相關(guān)聯(lián)。
在手持式設(shè)備IO中工作時(shí)，由圖3B的諧振元件54-lA和在接地面 54-2中位于元件54-lA下面的相應(yīng)縫隙所形成的PIFA/縫隙混合天線可 用于覆蓋在850和900 MHz以及在1800和1900 MHz處(或其他適當(dāng)?shù)?頻帶)的GSM蜂窩電話頻帶，而條形天線(或其他適當(dāng)?shù)奶炀€結(jié)構(gòu))
可用于覆蓋中心位于頻率fn處的附加頻帶(或其他適當(dāng)?shù)念l帶(一個(gè)
或多個(gè)))。通過(guò)調(diào)節(jié)由諧振元件54-lB形成的條形天線或其他天線結(jié) 構(gòu)的大小，可以控制頻率fn以使其符合感興趣的任何適當(dāng)頻帶(例如， 用于Bluetooth/WiFi的2.4GHz、用于UMTS的2170 MHz、或用于GPS 的1550 MHz)。
圖ll示出一曲線圖，該曲線圖示出設(shè)備10在使用兩個(gè)天線(例如， 一個(gè)由諧振元件54-1 A和相應(yīng)的縫隙形成的PIF A/縫隙混合天線和一 個(gè)由諧振元件54-2形成的天線)時(shí)的無(wú)線性能。在圖ll的例子中，PIFA/ 縫隙混合天線的PIFA工作特性用于覆蓋850/卯0 MHz和1800/1900 MHz GSM蜂窩電話頻帶，PIFA/縫隙混合天線的縫隙天線工作特性用 于提供在1800/1900 MHz范圍中的附加增益和帶寬，而由諧振元件 54-1B形成的天線用于覆蓋其中心在fn的頻帶(例如，用于 Bluetooth/WiFi的2.4 GHz、用于UMTS的2170 MHz、或用于GPS的 1550 MHz)。這種布置提供對(duì)四個(gè)蜂窩電話頻帶和一個(gè)數(shù)據(jù)頻帶的覆 蓋。
如果希望的話，由諧振元件54-lA和縫隙70形成的PIFA/縫隙混合 天線可以使用單個(gè)同軸電纜或其他這樣的傳輸線來(lái)饋電。圖12示出一種示意性的配置，其中單個(gè)傳輸線用于同時(shí)給PIFA/縫隙混合天線的 PIFA部分和縫隙部分饋電，并且由諧振元件54-lB形成的條形天線用 于為設(shè)備10提供附加的頻率覆蓋。接地面54-2可以由金屬形成(作為 例子)。接地面54-2的邊緣96可以通過(guò)向上彎曲接地面54-2的金屬而 形成(作為例子)。當(dāng)插入外殼12 (圖3A)中時(shí)，邊緣96可安放在金 屬外殼部分12-1的側(cè)壁中并且可與邊框14形成電接觸。如果希望的話， 接地面54-2可以利用印刷電路板中的一個(gè)或多個(gè)金屬層、金屬箔、外 殼12的部分、顯示器16的部分、或其他適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電結(jié)構(gòu)來(lái)形成。
在圖12的實(shí)施例中，諧振元件54-lB具有由導(dǎo)電分支122和導(dǎo)電分 支120形成的L形導(dǎo)電條。分支120和122可以由通過(guò)電介質(zhì)支撐結(jié)構(gòu) 102支撐的金屬形成。利用一種適當(dāng)?shù)呐渲茫瑘D12的諧振元件結(jié)構(gòu)被形 成為(例如通過(guò)粘合劑)附接到支撐結(jié)構(gòu)102的圖案化柔性電路的一部 分。
同軸電纜56B或其他適當(dāng)?shù)膫鬏斁€具有連接到接地端子132的接 地導(dǎo)體和連接到信號(hào)端子124的信號(hào)導(dǎo)體?？墒褂萌魏芜m當(dāng)?shù)臋C(jī)制來(lái)將 所述傳輸線附接到所述天線。在圖12的例子中，利用金屬片(metal tab ) 130將同軸電纜56B的外編織接地導(dǎo)體連接到接地端子132。金屬片130 可(例如利用導(dǎo)電粘合劑)短接到外殼部分12-1。傳輸線連接結(jié)構(gòu)126 可以是例如小型UFL同軸連接器。連接器126的地可以短接到端子132, 而連接器126的中心導(dǎo)體可以短接到導(dǎo)電通路124。
在給天線54-lB饋電時(shí)，可以認(rèn)為端子132形成天線的接地端子， 并且可以認(rèn)為連接器126的中心導(dǎo)體和/或?qū)щ娡?24形成天線的信 號(hào)端子。導(dǎo)電通路124與導(dǎo)電條120相交的沿維度128的位置可以被調(diào)整 以便進(jìn)行阻抗匹配。
圖12的示意性PIF A/縫隙混合天線的平面天線諧振元件54-1 A可 具有F形結(jié)構(gòu)，其具有短臂98和長(zhǎng)臂100。臂98和100的長(zhǎng)度以及諸如 縫隙70和接地面54-2之類的其他結(jié)構(gòu)的尺寸可以調(diào)節(jié)以調(diào)諧設(shè)備10的 頻率覆蓋和天線隔離性質(zhì)。例如，接地面54-2的長(zhǎng)度L可配置為使得利 用諧振元件54-lA形成的PIFA/縫隙混合天線的PIFA部分在850/900MHz GSM頻帶處諧振，從而提供圖11的頻率&處的覆蓋?？蛇x擇臂100 的長(zhǎng)度以在1800/1900 MHz頻帶處諧振，從而幫助PIFA/縫隙混合天線 提供在圖ll的頻率f2處的覆蓋?？p隙70的周長(zhǎng)可被配置成在1800/1卯0 MHz頻帶處諧振，從而增強(qiáng)臂100的諧振并且進(jìn)一步幫助PIFA/縫隙天
線提供在圖ll的頻率f2處的覆蓋(即，如圖6所示，將在頻率f2附近的
性能從實(shí)線63改進(jìn)到虛線79)。如果希望的話，縫隙70的周長(zhǎng)可被配 置為在遠(yuǎn)離1800/1900 MHz頻帶處(即，帶外)諧振?？p隙70還可在 沒(méi)有圖12的PIFA結(jié)構(gòu)的情況下使用(即，作為純粹的縫隙天線)。
在PIFA/縫隙配置中，臂98可用作為隔離元件，其減小由諧振元 件54-1 A形成的PIFA/縫隙混合天線和由諧振元件54-lB形成的L形條 形天線之間的干擾。臂98的尺寸可被配置成在期望頻率處引入隔離最 大值，如果沒(méi)有該臂，則不會(huì)有該隔離最大值。相信配置臂98的尺寸 使得能夠操縱由諧振元件54-lA在接地面54-2上感應(yīng)的電流。這種操縱 可最小化環(huán)繞諧振元件54-lB的信號(hào)區(qū)域和接地區(qū)域的感應(yīng)電流。從 而，最小化這些電流可減小兩個(gè)天線饋源之間的信號(hào)耦合。利用這種 布置，臂98可被配置成在這樣的頻率處諧振，該頻率使得在由諧振元 件54-lB形成的天線的饋源處(例如，在通路122和124附近)由臂IOO 感應(yīng)的電流最小。
此外，臂98可充當(dāng)用于元件54-lA的輻射臂。它的諧振可增加元 件54-lA的帶寬，并且可提高帶內(nèi)效率(in-band efficiency )，即使其 諧振可能與縫隙70和臂100所限定的不同。典型地，輻射元件51-1A的 帶寬的增加會(huì)減小其與元件51-1B的頻率分隔，這對(duì)于隔離是有害的。 但是，由臂98提供的額外隔離消除了該副作用，并且還提供對(duì)于沒(méi)有 臂98時(shí)在元件54-lA和54-lB之間的隔離的顯著改善。
如圖12所示，諧振元件54-lA和諧振元件54-lB的臂98和100可安 裝在支撐結(jié)構(gòu)102(有時(shí)被稱為天線帽)上。支撐結(jié)構(gòu)102可由塑料(例 如ABS塑料)或其他適當(dāng)?shù)碾娊橘|(zhì)形成。結(jié)構(gòu)102的表面可以是平坦的 或彎曲的。諧振元件54-lA和54-lB可以直接在支撐結(jié)構(gòu)102上形成，或 者可以在附接到支撐結(jié)構(gòu)102的諸如柔性電路襯底之類的分開(kāi)的結(jié)構(gòu)上形成(作為例子)。
諧振元件54-lA和54-lB可以通過(guò)任何適當(dāng)?shù)奶炀€制造技術(shù)而形 成，所述天線制造技術(shù)諸如金屬?zèng)_壓、切割、刻蝕、或壓軋導(dǎo)電條或 其他柔性結(jié)構(gòu)，刻蝕已經(jīng)賊射沉積在塑料或其他適當(dāng)襯底上的金屬， 基于導(dǎo)電漿進(jìn)行印刷(例如通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù))，圖案化構(gòu)成部分柔 性電路襯底的諸如銅之類的金屬，等等，其中柔性電路襯底通過(guò)粘合 劑、螺釘、或其他適當(dāng)?shù)木o固機(jī)制等附接到支撐102。
諸如導(dǎo)電條104之類的導(dǎo)電通路可用于在端子106處將諧振元件 54-lA電連接到接地面S4-2。在端子106處的螺釘或其他緊固件可用于 將條104 (從而將諧振元件54-lA)電和機(jī)械地連接到接地面54-2的邊 緣96(邊框14)。諸如條104之類的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及天線中其他這樣的結(jié)構(gòu) 還可利用導(dǎo)電粘合劑彼此電連接。
諸如電纜56A之類的同軸電纜或其他傳輸線可連接到PIFA/縫隙 混合天線以發(fā)射和接收射頻信號(hào)。同軸電纜或其他傳輸線可利用任何 適當(dāng)?shù)碾姾蜋C(jī)械附接機(jī)制連接到PIFA/縫隙混合天線結(jié)構(gòu)。如圖12的 示意性布置所示，小型UFL同軸連接器110可用于將同軸電纜56A或其 他傳輸線連接到天線導(dǎo)體112。同軸電纜的中心導(dǎo)體或其他傳輸線被連 接到連接器110的中心連接器108。同軸電纜的外編織接地導(dǎo)體通過(guò)連 接器110在點(diǎn)115處被電連接到接地面54-2 (并且，如果希望的話，可 在連接器110上游的其他附接點(diǎn)處短接到接地面54-2)?？墒褂弥Ъ軄?lái) 在接地面的該部分處將連接器110接地到邊框14。
導(dǎo)體108可電連接到天線導(dǎo)體112。導(dǎo)體112可由諸如在支撐結(jié)構(gòu) 102的側(cè)壁表面上形成的金屬條(例如銅跡線)之類的導(dǎo)電元件形成(例 如，作為包含諧振元件54-lA和54-lB的柔性電路的一部分)。導(dǎo)體112 可直接電連接到諧振元件54-lA (例如在部分116)或者可通過(guò)調(diào)諧電 容器114或其他適當(dāng)?shù)碾姴考娺B接到諧振元件54-1A。可選擇調(diào)諧電 容器114的大小以調(diào)諧天線54并保證天線54覆蓋設(shè)備10所感興趣的頻 帶。
縫隙70可位于圖12的諧振元件54-1A的下方。利用由天線導(dǎo)體
27112、可選的電容器114或其他這類調(diào)諧部件、天線導(dǎo)體117、和天線導(dǎo) 體104形成的導(dǎo)電通路，來(lái)自中心導(dǎo)體108的信號(hào)可被傳送到接地面 54-2上在縫隙70附近的點(diǎn)106。
圖12的配置允許單個(gè)同軸電纜或其他傳輸線通路同時(shí)給PIFA/縫 隙混合天線的PIF A部分和縫隙部分饋電。
接地點(diǎn)115充當(dāng)PIFA/縫隙混合天線的縫隙天線部分的接地端子， 其中所述縫隙天線部分由接地面54-2中的縫隙70形成。點(diǎn)106用作為 PIFA/縫隙混合天線的縫隙天線部分的信號(hào)端子。通過(guò)由導(dǎo)電通路 112、調(diào)諧元件ii4、通路U7、和通路104形成的通-路信號(hào)被饋送給 點(diǎn)106。
對(duì)于PIFA/縫隙混合天線的PIFA部分，點(diǎn)115用作為天線地。中 心導(dǎo)體108和它到導(dǎo)體112的附接點(diǎn)用作為PIFA的信號(hào)端子。導(dǎo)體112 用作為饋電導(dǎo)體，并且將信號(hào)從信號(hào)端子108饋送到PIFA諧振元件 54-lA。
在工作時(shí)，PIFA/縫隙混合天線的PIFA部分和縫隙天線部分都對(duì) PIFA/縫隙混合天線的性能起作用。
通過(guò)利用點(diǎn)115作為PIFA接地端子(就象圖7的端子62)、利用 同軸中心導(dǎo)體連接到導(dǎo)電結(jié)構(gòu)112的點(diǎn)108作為PIFA信號(hào)端子(就象圖 7的端子60)、并利用導(dǎo)電結(jié)構(gòu)112作為PIFA饋電導(dǎo)體(就象圖7的饋 電導(dǎo)體58)，獲得PIFA/縫隙混合天線的PIFA功能。在工作期間，以 跟圖4和圖5中導(dǎo)體58將射頻信號(hào)從端子60傳送到諧振元件54-lA相同 的方式，天線導(dǎo)體112用于將射頻信號(hào)從端子108傳送到諧振元件 54-lA，而導(dǎo)電線104就象圖4和圖5的接地部分61—樣，用于將諧振元 件54-lA終止到接地面54-2。
通過(guò)利用接地點(diǎn)115作為縫隙天線接地端子(就象圖8的端子86)、 利用由天線導(dǎo)體112、調(diào)諧元件114、天線導(dǎo)體117、和天線導(dǎo)體104形 成的導(dǎo)電通路作為圖8的導(dǎo)體82或圖10的導(dǎo)體82-2、并利用端子106作 為縫隙天線信號(hào)端子(就象圖8的端子84),獲得PIFA/縫隙混合天線 的縫隙天線功能。圖10的示意性配置說(shuō)明縫隙天線接地端子92和PIFA天線接地端 子88可如何在接地面54-2上分開(kāi)的位置處形成。在圖12的配置中，單 個(gè)同軸電纜可用于給天線的PIFA部分和PIFA/縫隙混合天線的縫隙部 分這兩者饋電。這是因?yàn)槎俗?15既用作為用于所述混合天線的PIFA 部分的PIFA接地端子，也用作為用于所述混合天線的縫隙天線部分的 縫隙天線接地端子。因?yàn)樗龌旌咸炀€的PIFA和縫隙天線部分的接地 端子是由公共接地端子結(jié)構(gòu)提供的，并且因?yàn)閷?dǎo)電通路112、 117和104 用于根據(jù)PIFA和縫隙天線工作的需要來(lái)分配去向和來(lái)自諧振元件 54-lA和接地面54-2的射頻信號(hào)，因此，單個(gè)傳輸線(例如同軸連接器 56A)可用于發(fā)送和接收利用PIFA/縫隙混合天線的PIFA以及縫隙部 分發(fā)射和接收的射頻信號(hào)。
如果希望的話，可使用支持PIFA/縫隙混合工作的其他天線配置。 例如，調(diào)諧電容器114的射頻調(diào)諧能力可由其他適當(dāng)?shù)恼{(diào)諧部件的網(wǎng)絡(luò) 來(lái)提供，所述其它適當(dāng)?shù)恼{(diào)諧部件諸如是一個(gè)或多個(gè)電感器、 一個(gè)或 多個(gè)電阻器、直接短接金屬條(一個(gè)或多個(gè))、電容器、或這樣的部 件的組合。 一個(gè)或多個(gè)調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)還可在天線結(jié)構(gòu)中的不同位置處連接 到所述混合天線。這些配置可與單饋電和多饋電傳輸線布置一起使用。
而且，信號(hào)端子和接地端子在PIFA/縫隙混合天線中的位置可不 同于圖12所示出的。例如，假如適當(dāng)?shù)?務(wù)改連接導(dǎo)體112、 117和104， 則端子115/108和端子106可相對(duì)于圖12所示的位置移動(dòng)。
可利用具有一個(gè)或多個(gè)臂的基本上為F形的導(dǎo)電元件來(lái)提供 PIFA/縫隙混合天線的PIFA部分，所述臂是諸如圖12的臂98和100，或 者是利用其他布置的臂(例如，直的臂、蛇形的臂、彎曲的臂、具有 90°彎曲的臂、具有180。彎曲的臂，等等)。由諧振元件54-lB形成的條 形天線也可以由其它形狀的導(dǎo)體形成。對(duì)于諧振元件54-lA和54-lB的 臂或其他部分使用不同的形狀，有助于天線設(shè)計(jì)者將天線54的頻率響 應(yīng)修整為其期望的工作頻率并且最大化隔離。諧振元件54-lA和54-lB 中結(jié)構(gòu)的大小可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)(例如，為了增加或減少特定工作頻 帶的增益和/或帶寬，為了提高在特定頻率處的隔離，等等)。圖13示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意性手持式電子設(shè)備10的分解透視圖。如圖13所示，手持式電子設(shè)備10可具有諸如導(dǎo)電邊框14之類的導(dǎo)電邊框，用于將顯示器16或其他平面部件固定到下外殼部分12。諸如襯墊150之類的襯墊可插在邊框14和顯示器16的暴露表面之間。襯墊150可由硅樹(shù)脂或其他軟塑料形成(作為例子)。襯墊150可具有任何適當(dāng)?shù)慕孛嫘螤?。例如，襯墊150可具有圓形截面(即，襯墊150可以是O型環(huán))，襯墊150可具有矩形截面，等等。顯示器16可具有一個(gè)或多個(gè)孔或切除部分。例如，顯示器16可具有孔152以容納下外殼部分12上的按鈕19。
如果希望的話，顯示器16可以是觸摸敏感的。在觸摸敏感配置中，顯示器16可具有觸摸傳感器，諸如安裝在顯示屏16的活動(dòng)部分下面的觸摸傳感器154。下外殼12可具有凹口156,用于容納顯示器和與顯示器16相關(guān)聯(lián)的觸摸傳感器部件。天線結(jié)構(gòu)可放置在區(qū)域18中塑料端蓋的后面。附加的部件(例如揚(yáng)聲器等)可放置在位于設(shè)備10的相對(duì)端的區(qū)域158中。
可利用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)而將邊框14固定到外殼12 (例如利用緊固件、利用掀鈕(snap)、利用粘合劑、使用焊接技術(shù)、使用這些方法的組合，等等)。如圖13所示的，邊框14可具有向下延伸的部分160。部分160可釆用插腳、軌道(rail)以及其他突出結(jié)構(gòu)的形式。部分160可被配置為使得部分160的外周長(zhǎng)與凹口 156的內(nèi)周長(zhǎng)配對(duì)。部分160可具有螺孔162，其與下外殼部分12上相對(duì)應(yīng)的螺孔164配對(duì)。螺釘或其他緊固件可用于將邊框14附接到下外殼部分156。螺釘和其他導(dǎo)電附接結(jié)構(gòu)(例如焊接、導(dǎo)線等)可用于將邊框14電連接到設(shè)備10中的接地元件。為了易于組裝，下外殼12的部分(即，下外殼12的包括螺孔的部分，諸如部分166)可具有片(tab)、掀鈕、或其他附接結(jié)構(gòu)。在組裝過(guò)程中，可利用螺釘將部分166附接到邊框14。在部分166和邊框14已經(jīng)彼此附接后，可將部分166上的附接機(jī)構(gòu)插入到下外殼部分12上的配對(duì)結(jié)構(gòu)中，以便將部分166、邊框14、村墊150和顯示器16附接到下外殼部分12。當(dāng)圖13所示類型的配置用于手持式電子設(shè)備10時(shí)，設(shè)備10的天線諧振元件可被放置在區(qū)域18中。圖14給出示意性手持式電子設(shè)備10的截面圖，其中示出區(qū)域18相對(duì)于設(shè)備10的接地部件和邊框14的位置。如圖14所示，邊框14可用于將顯示器16安裝到外殼12。電部件168，諸如印刷電路板、柔性電路、集成電路、電池和其他i殳備，可安裝在設(shè)備10的部分170中。部分170中的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可彼此電連接，從而它們用作設(shè)備10中天線的地。邊框14也可電連接到部分170 (例如通過(guò)焊接、金屬螺釘、金屬夾子、在相鄰金屬部件之間的壓入配合接觸(press-fitcontact)、導(dǎo)線，等等)。
作為這些電連接的結(jié)果，設(shè)備10的邊框14和導(dǎo)電部分170可被配置為圖15所示的那樣。如圖15所示，導(dǎo)電部分170可用作設(shè)備10的天線接地面。邊框14的部分172可以從接地部分170向外延伸，從而形成開(kāi)口174。開(kāi)口174可容納具有諸如縫隙70之類的接地面開(kāi)口的一個(gè)或多個(gè)天線。
利用 一種適當(dāng)?shù)呐渲茫烧{(diào)整開(kāi)口 174的大小以直接形成接地面縫隙或孔(例如圖12的縫隙70)。在這種類型的配置中，開(kāi)口174的尺寸與縫隙70的開(kāi)口的尺寸相符合。如果希望的話，開(kāi)口174可以足夠大以便在其邊界內(nèi)容納稍微小點(diǎn)的縫隙開(kāi)口。在這種類型的配置中，縫隙70的開(kāi)口可以形成為在電路板接地面中的開(kāi)口或者在其它導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中的開(kāi)口。因此該縫隙可形成其面積比開(kāi)口174小的開(kāi)口 ，從而縫隙70被整個(gè)包含在開(kāi)口174內(nèi)。利用另一種可能的配置，縫隙70與開(kāi)口174相重疊。在這種類型的配置中，縫隙70的開(kāi)口的有效區(qū)域的大小可能減小，從而得到的天線開(kāi)口被限制到該縫隙與開(kāi)口 174之間相重疊的區(qū)域。
圖16示出邊框14相對(duì)于天線接地面54-2中縫隙70的可能位置。邊框14在圖16中的位置由虛線表示。如圖16的例子所示的，縫隙70可用于形成手持式電子設(shè)備的縫隙天線。縫隙天線可以像結(jié)合圖8所描述的那樣工作。圖16中用虛線表示的導(dǎo)電邊框14的位置容納該縫隙天線，因?yàn)榭p隙70可以形成在由邊框14在區(qū)域172中形成的開(kāi)口174 (圖15)內(nèi)。
如圖17所示，手持式電子設(shè)備10可具有混合天線。混合天線可由縫隙天線和附加的諧振結(jié)構(gòu)——諸如PIFA諧振結(jié)構(gòu)——形成。在圖17的例子中，縫隙70用于形成混合天線的縫隙部分，而PIFA諧振元件176形成混合天線的PIFA部分。容納混合天線的邊框14的可能位置用點(diǎn)劃線14表示。圖17的混合天線中的縫隙可被配置用于帶內(nèi)諧振(例如，如結(jié)合圖12中的縫隙70所描述的那樣)，或者可以被配置用于帶外諧振(在這種情況下，縫隙在天線發(fā)射和接收所不使用的頻譜部分處諧振)。而且，雖然PIFA部分176被示出為包括位于縫隙70上方的一個(gè)實(shí)心諧振元件，但是可能有一個(gè)或多個(gè)位于縫隙70上方的諧振元件，并且這些諧振元件可具有任何希望的形狀(例如，直臂或曲折臂，實(shí)心矩形、具有間隙的矩形，等等)。
邊框14可以在沿手持式電子設(shè)備10表面的各個(gè)位置中容納縫隙。例如，縫隙70可位于接地面54-2的中心，如圖18所示的那樣。在圖18所示的例子中，手持式電子設(shè)備的邊框可以位于虛線14所表示的位置。在該位置，邊框14可容納位于中心的縫隙，例如縫隙70。
中心位置也可用于混合天線配置中。例如，如圖19所示，縫隙70和諧振元件176可形成在接地面54 - 2中的中心位置處。在這種類型的示意性配置中，手持式電子設(shè)備的邊框可位于點(diǎn)劃線14所表示的位置。由于邊框14圍繞接地面54 - 2的周邊，因此邊框14可圍繞縫隙70延伸以容納位于中心的天線。
位于周邊的邊框兼容各種形狀的縫隙。圖20的例子示出縫隙70可如何沿一曲折的路徑行進(jìn)。這種類型的配置可用在希望縫隙天線或混合天線的縫隙部分具有相對(duì)較大的內(nèi)周長(zhǎng)P的應(yīng)用中。曲折的路徑增大了縫隙70的內(nèi)周長(zhǎng)，同時(shí)使縫隙面積的增加減到最小。邊框14可位于如圖14的點(diǎn)劃線所示的位置以容納縫隙70，并且如果希望的話，可以在縫隙70上方設(shè)置可選的諧振元件以形成一個(gè)或多個(gè)混合天線。
圖21示出另一種示意性配置。在圖21所示的配置中，縫隙70具有曲折的周邊178。周邊178的長(zhǎng)度大于具有相當(dāng)?shù)拿娣e的矩形縫隙的周
32邊長(zhǎng)度。因此，使用曲折周邊對(duì)于希望在具有特定周長(zhǎng)P以調(diào)諧天線
工作頻率的同時(shí)最小化縫隙面積的情況是有利的。圖21所示類型的縫 隙可用在縫隙天線中或者混合天線中(例如，具有帶內(nèi)縫隙或帶外縫 隙的PIFA/縫隙混合天線)。
如果希望的話，可使用射頻開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)節(jié)縫隙70的周長(zhǎng)。這種類型 的實(shí)時(shí)的周長(zhǎng)長(zhǎng)度調(diào)節(jié)可用于調(diào)節(jié)縫隙天線或混合天線中的縫隙。通 過(guò)調(diào)節(jié)縫隙的周長(zhǎng)，縫隙諧振的頻率被成比例地調(diào)節(jié)。
圖22示出具有可調(diào)節(jié)周長(zhǎng)的縫隙的示意性實(shí)施例。邊框14可以沿 著點(diǎn)劃線14所定義的路徑布置，以容納縫隙70。雖然在圖22的例子中 縫隙70被示出為矩形形狀，但是縫隙70可具有任何適當(dāng)?shù)男螤?例如 可使用曲折的周邊和/或曲折的路徑)。
如圖22所示，縫隙70可通過(guò)開(kāi)關(guān)184凈皮橋接。開(kāi)關(guān)184可由p-i-n 二極管或者其它適當(dāng)?shù)目煽馗哳l電子元件來(lái)形成。開(kāi)關(guān)70的狀態(tài)可通 過(guò)與手持式電子設(shè)備10的收發(fā)器相關(guān)聯(lián)的控制電路所提供的控制信號(hào) 來(lái)控制。當(dāng)開(kāi)關(guān)184斷開(kāi)時(shí)，縫隙70具有周長(zhǎng)h。當(dāng)開(kāi)關(guān)184閉合時(shí)， 點(diǎn)180通過(guò)開(kāi)關(guān)184被短路到點(diǎn)182。這有效地將縫隙70的周長(zhǎng)減小至
P2。周長(zhǎng)長(zhǎng)度等于縫隙的諧振頻率峰處的大約一個(gè)波長(zhǎng)。由于P2小于
Pi，當(dāng)開(kāi)關(guān)184閉合時(shí)，縫隙的諧振頻率增加。作為例子，如圖23所示， 當(dāng)開(kāi)關(guān)184從斷開(kāi)變到閉合位置時(shí)，縫隙70(以及設(shè)備10的相關(guān)聯(lián)的一 個(gè)或多個(gè)天線)的諧振頻率可從fa變成fb。當(dāng)開(kāi)關(guān)184斷開(kāi)時(shí)，縫隙70 的周長(zhǎng)為Pn諧振頻率峰為fa。當(dāng)開(kāi)關(guān)184閉合時(shí)，縫隙70的周長(zhǎng)減小 到P2，從而與縫隙70相關(guān)聯(lián)的諧振頻率峰增加到fb。縫隙70的調(diào)諧能 力可用于調(diào)諧設(shè)備10的一個(gè)或多個(gè)天線(例如，在感興趣的不同通信 頻帶之間調(diào)諧天線)。這種類型的縫隙調(diào)諧配置可用于調(diào)諧縫隙天線 和混合天線(作為例子)。
上文僅僅是示意性說(shuō)明本發(fā)明的原理，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可進(jìn) 行各種修改而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種手持式電子設(shè)備，包括具有帶周邊的平面表面的外殼；安裝到所述外殼的接地面元件，所述接地面元件具有限定縫隙的多個(gè)部分；導(dǎo)電邊框，所述導(dǎo)電邊框圍繞所述外殼的所述平面表面的所述周邊，圍繞所述接地面元件中的所述縫隙，并且電連接到所述接地面元件；以及至少一個(gè)由所述接地面元件和所述縫隙形成的天線。
2. 如權(quán)利要求l所述的手持式電子設(shè)備，其中所述邊框包括不銹鋼邊框。
3. 如權(quán)利要求l所述的手持式電子設(shè)備，其中所述縫隙包括矩形縫隙，并且所述天線包括混合天線，所述混合天線具有至少一個(gè)位于所述縫隙上方的諧振元件。
4. 如權(quán)利要求l所述的手持式電子設(shè)備，還包括至少一個(gè)位于所述縫隙上方的天線諧振元件，其中所述天線包括由所述接地面元件、所述縫隙和所述諧振元件形成的混合天線。
5. 如權(quán)利要求l所述的手持式電子設(shè)備，其中所述縫隙包括矩形縫隙，并且所述手持式電子設(shè)備還包括至少兩個(gè)位于所述縫隙上方的天線諧振元件。
6. 如權(quán)利要求l所述的手持式電子設(shè)備，還包括橋接所述縫隙的開(kāi)關(guān)，其中所述開(kāi)關(guān)具有斷開(kāi)位置和閉合位置，在所述斷開(kāi)位置，所述縫隙具有第一周長(zhǎng)并且所述天線在第一頻率峰處諧振，而在所述閉合位置，所述縫隙具有第二周長(zhǎng)并且所述天線在頻率高于所述第一頻率峰的第二頻率峰處諧振。
7. 如權(quán)利要求l所述的手持式電子設(shè)備，還包括利用所述邊框安裝到所述外殼的平面顯示器。
8. 如權(quán)利要求l所述的手持式電子設(shè)備，其中所述縫隙包括矩形縫隙，所述手持式電子設(shè)備還包括利用所述邊框安裝到所述外殼的顯示器，其中所述顯示器具有平面表面；置于所述顯示器和所述邊框之間的襯墊；以及至少兩個(gè)位于所述縫隙上方的天線諧振元件。
9. 一種手持式電子設(shè)備，包括具有周邊和橫向尺寸的外殼；基本上為矩形的接地面元件，所述接地面元件的橫向尺寸基本上等于所述外殼的橫向尺寸，其中所述矩形的接地面元件的多個(gè)部分限定縫隙；導(dǎo)電邊框，所述導(dǎo)電邊框圍繞所述外殼的所述周邊，圍繞所述縫隙，并且電連接到所述接地面元件；位于所述縫隙上方的第一諧振元件，其中所述接地面元件和所述第一諧振元件形成第一天線；以及位于所述縫隙上方的第二諧振元件，其中所述接地面元件和所述第二諧振元件形成第二天線。
10. 如權(quán)利要求9所述的手持式電子設(shè)備，其中所述第一諧振元件包括隔離元件，所述隔離元件與所述第二天線在共同的頻率處諧振，并且在所述第一天線和所述第二天線同時(shí)工作期間減小所述第二天線和所述第一天線之間的干擾。
11. 如權(quán)利要求9所述的手持式電子設(shè)備，其中所述第二諧振元件包括在2.4 GHz通信頻帶中諧振的導(dǎo)電條。
12. 如權(quán)利要求9所述的手持式電子設(shè)備，還包括第一收發(fā)器電路和第二收發(fā)器電路，其中所述第一天線和所述第一收發(fā)器電路被配置成工作在至少包括850 MHz和900 MHz蜂窩電話頻帶的第一通信頻率范圍和至少包括1800MHz和1900 MHz蜂窩電話頻帶的第二通信頻率范圍中，并且所述第二諧振元件包括在2.4 GHz通信頻帶中諧振的導(dǎo)電條，并且所述第 一諧振元件包括隔離元件，所述隔離元件在與所述第二天線共同的頻率處諧振，并且在所述第一天線和所述第二天線同時(shí)工作在2.4 GHz通信頻帶中期間減小所述第二天線和所述第一天線之間的千擾。
13. 如權(quán)利要求9所述的手持式電子設(shè)備，還包括第一收發(fā)器電路和第二收發(fā)器電路，其中所述笫一天線和所述第一收發(fā)器電路被配置成工作在至少包括850 MHz和900 MHz蜂窩電話頻帶的第一通信頻率范圍和至少包括1800MHz和1900MHz蜂窩電話頻帶的第二通信頻率范圍中，并且所述第二諧振元件包括在2.4 GHz通信頻帶中諧振的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
14. 如權(quán)利要求9所述的手持式電子設(shè)備，其中所述縫隙包括矩形縫隙，并且所述邊框包括金屬邊框。
15. 如權(quán)利要求9所述的手持式電子設(shè)備，其中所述縫隙包括矩形縫隙，并且所述天線包括具有至少一個(gè)位于所述縫隙上方的諧振元件的混合天線。
16. 如權(quán)利要求9所述的手持式電子設(shè)備，還包括具有置入所述邊框中的平面表面的顯示器，并且所述邊框?qū)⑺鲲@示器附接到所述外殼。
17. 如權(quán)利要求9所述的手持式電子設(shè)備，還包括橋接所述縫隙的開(kāi)關(guān)。
18. —種手持式電子設(shè)備，包括具有橫向尺寸的外殼；具有平面表面和周邊的顯示器；基本上為矩形的接地面，所述接地面的橫向尺寸基本上等于所述外殼的橫向尺寸；導(dǎo)電邊框，所述導(dǎo)電邊;f醫(yī)圍繞所述顯示器的周邊并且電連接到所述接地面，其中在所述導(dǎo)電邊框和所述接地面之間形成開(kāi)口，并且所述導(dǎo)電邊框?qū)⑺鲲@示器安裝到所述外殼；以及至少一個(gè)位于所述開(kāi)口上方的天線諧振元件，其中所述接地面和所述天線諧振元件形成用于所述手持式電子設(shè)備的天線。
19. 如權(quán)利要求18所述的手持式電子設(shè)備，還包括置于所述顯示器和所述邊框之間的襯墊。
20. 如權(quán)利要求18所述的手持式電子設(shè)備，其中所述邊框包括具有螺孔的金屬邊框，所述手持式電子設(shè)備還包括位于所述開(kāi)口上方的附加天線諧振元件，并且所迷附加天線諧振元件形成用于所述手持式電子設(shè)備的附加天線。
全文摘要
本公開(kāi)提供了一種包含無(wú)線通信電路的手持式電子設(shè)備。所述手持式電子設(shè)備可具有外殼和顯示器。所述顯示器可利用導(dǎo)電邊框而附接到所述外殼。所述手持式電子設(shè)備可具有用于支持無(wú)線通信的一個(gè)或多個(gè)天線。手持式電子設(shè)備中的接地面可用作一個(gè)或多個(gè)所述天線的地。所述接地面和邊框可限定開(kāi)口。矩形縫隙天線或其它適當(dāng)?shù)目p隙天線可由所述開(kāi)口形成或者形成在所述開(kāi)口中。一個(gè)或多個(gè)天線諧振元件可形成在所述縫隙上方。橋接所述縫隙的電開(kāi)關(guān)可用于調(diào)整所述縫隙的周長(zhǎng)從而調(diào)諧所述手持式電子設(shè)備的通信頻帶。
文檔編號(hào)H01Q9/04GK101682119SQ200880018641
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月21日
發(fā)明者R·J·希爾, R·W·斯科盧巴, R·卡巴勒羅 申請(qǐng)人:蘋果公司