專利名稱：用于降低頻率共存干擾的高隔離天線設(shè)計的制作方法
用于降低頻率共存干擾的高隔離天線設(shè)計
背景技術(shù)：
移動計算裝置不僅可以提供計算和處理能力，而且可以實現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)通信功 能。對于語音和數(shù)據(jù)通信，移動計算裝置通常使用一個或者多個無線電收發(fā)信機以及一個 或者多個天線。移動計算裝置的天線設(shè)計是個重要問題，并且它通常受到嚴格性能制約的 限制。在某些情況下，移動計算裝置可以利用相同的射頻(RF)頻譜帶，支持多種通信模 式。例如，利用2. 4GHz范圍的工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用(ISM)頻帶，移動計算裝置既可以通過電氣 電子工程師學(xué)會(IEEE)802. 11無線網(wǎng)進行無線保真(WiFi)通信，又可以通過個人局域網(wǎng) (PAN)進行藍牙通信。盡管藍牙和802. 11無線收發(fā)信機都可以應(yīng)用擴頻調(diào)制技術(shù)，但是如 果位于同一個平臺上，則當兩個天線同時工作時，強表面電流可能導(dǎo)致顯著的互耦合和共 存干擾。對于形狀因數(shù)小(例如，110mmX60mm或者更小的ID)的移動計算裝置，共存干擾 尤其成問題。因此，需要降低頻率共存干擾的改進型天線設(shè)計。


圖1示出移動計算裝置的一個實施例。圖2A示出平衡天線的一個實施例。圖2B示出平衡天線的一個實施例。圖3示出與平衡天線耦合的平衡_不平衡轉(zhuǎn)換單元的一個實施例。圖4示出與平衡天線耦合的相位混合單元的一個實施例。圖5示出移動計算裝置的一個實施例。
具體實施例方式各種實施例均涉及，通過改善移動計算裝置的諸如尺寸、形狀、形狀因數(shù)、功率消 耗、電池壽命、收發(fā)信機工作、信號質(zhì)量、重量的一個或者多個特性以及其它特性，可以改善 移動計算裝置的性能的內(nèi)部天線設(shè)計。例如，各種實施例可以降低移動計算裝置中的頻率 共存干擾和互耦合，從而改善性能，諸如較少發(fā)生收發(fā)信機阻斷、較小的語音噪聲(voice noise)、以及增加的數(shù)據(jù)速率。在各種實現(xiàn)中，所描述的實施例可以保證外形小的袖珍裝置 設(shè)計具有靈活性。因此，用戶可以實現(xiàn)增強的成品和服務(wù)。盡管在減小移動計算裝置的天線尺寸的情況下，描述了降低頻率共存干擾的特定 系統(tǒng)和技術(shù)，但是我們明白，可以設(shè)計各種片狀部件(例如，電感器、電容器)和/或者電路 系統(tǒng)(例如，平衡_不平衡單元、混合相位單元)，以便通過修改和/或者選擇節(jié)距(pitch) 的長度、寬度和數(shù)量，在具有較大尺寸的印刷電路板(PCB)或者其它裝置上實現(xiàn)它。圖1示出移動計算裝置100的一個實施例。移動計算裝置100可以包括或者由組 合手持計算機和移動電話予以實現(xiàn)，有時被稱為智能電話。例如，智能電話的例子包括諸如 Palm Treo 智能電話的Palm 產(chǎn)品。盡管作為例子利用由智能手機實現(xiàn)的移動計算
4裝置100描述了一些實施例，但是我們明白，該實施例并不局限于這種情況。例如，移動計 算裝置100可以包括或者可以由具有自帶電源(例如，電池)的任何類型的無線裝置、移動 臺或者便攜式計算裝置予以實現(xiàn)，諸如膝上型計算機、手持裝置、個人數(shù)字助理(PDA)、移動 電話、組合移動電話/PDA、移動單元、用戶臺、用戶終端、便攜式計算裝置、佩帶式計算裝置、 游戲機、發(fā)信裝置(messaging device)、多媒體播放器、尋呼機、數(shù)據(jù)通信裝置或者根據(jù)所 描述的實施例的其它任意適當計算系統(tǒng)或者處理系統(tǒng)。移動計算裝置100可以根據(jù)各種蜂窩式電話系統(tǒng)提供語音通信功能。蜂窩式電話系統(tǒng)的例子可以包括碼分多址CDMA系統(tǒng)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、北美數(shù)字蜂窩式系統(tǒng) (NADC)、時分多址(TDMA)系統(tǒng)、擴展TDMA(E-TDMA)系統(tǒng)、窄帶高級移動電話服務(wù)(NAMPS) 系統(tǒng)、諸如寬帶CDMA(WCDMA)、CDMA-2000、通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)的第三代(3G)系統(tǒng)，寸寸。除了語音通信功能，移動計算裝置100還可以根據(jù)各種蜂窩式電話系統(tǒng)，提供無 線廣域網(wǎng)(WffAN)數(shù)據(jù)通信功能。提供WWAN數(shù)據(jù)通信服務(wù)的蜂窩式電話系統(tǒng)的例子可以包 括EV-DO系統(tǒng)、發(fā)展-數(shù)據(jù)和語音(EV-DV)系統(tǒng)、CDMA/1XRTT系統(tǒng)、具有通用分組無線服 務(wù)(GPRS)系統(tǒng)的GSM(GSM/GPRS)、增強數(shù)據(jù)速率的全球演進(EDGE)系統(tǒng)、高速下行鏈路分 組接入(HSDPA)系統(tǒng)、高速上行鏈路分組接入(HSUPA)系統(tǒng)等等。可以根據(jù)各種無線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)，布置移動計算裝置100，以提供數(shù)據(jù)通信 功能。適宜提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)的WLAN系統(tǒng)的例子包括電氣電子工程師學(xué)會(IEEE)802.xx 系列協(xié)議，諸如IEEE 802. lla/b/g/n系列標準協(xié)議和變型(也稱為“WiFi”)、IEEE 802. 16 系列標準協(xié)議和變型(也稱為“WiMAX” )、IEEE 802. 20系列標準協(xié)議和變型等等。可以根據(jù)諸如無線PAN系統(tǒng)的各種短程無線系統(tǒng)，布置移動計算裝置100，以執(zhí)行 數(shù)據(jù)通信。提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)的適當無線PAN系統(tǒng)的例子包括根據(jù)藍牙技術(shù)聯(lián)盟(SIG)系 列協(xié)議運行的藍牙系統(tǒng)，藍牙技術(shù)聯(lián)盟系列協(xié)議包括藍牙技術(shù)規(guī)范版本vl. 0、vl. 1、vl. 2、 v2.0、增強數(shù)據(jù)速率(EDR)的v2.0、以及一個或者多個藍牙Profile等等。其它例子可以包 括采用紅外技術(shù)或者諸如電磁感應(yīng)(EMI)技術(shù)的近場通信技術(shù)和協(xié)議的系統(tǒng)。EMI技術(shù)的 例子可以包括無源或者有源射頻識別(RFID)協(xié)議和裝置。移動計算裝置100對于WiFi和藍牙通信，可以在諸如ISM頻帶的2. 4GHz范圍內(nèi) 的一個或者多個頻帶或者子帶內(nèi)工作；對于GSM、CDMA、TDMA, NAMPS、蜂窩式和/或者PCS 通信，可以在850MHz、900MHz、1800MHz和1900MHz頻帶之一或者之多個內(nèi)工作；對于CDMA 2000/EV-D0和/或者WCDMA/UMTS通信，可以在2100MHz頻帶內(nèi)工作；對于全球定位系統(tǒng) (GPS)操作，可以在1575MHz頻帶內(nèi)工作；以及可以在其它頻帶內(nèi)工作。這也許是所要求的， 因為移動計算裝置100可以與多種無線數(shù)據(jù)/多媒體和蜂窩式電話系統(tǒng)兼容。在一些實施例中，移動計算裝置100可以由支持多頻帶工作的多頻帶無線裝置予 以實現(xiàn)。此外，移動計算裝置100可以實現(xiàn)各種空間分集技術(shù)，以改善通過無線共用介質(zhì)的 一個或者多個頻帶的無線信號的通信，諸如在850MHz蜂窩頻帶和1900MHz PCS頻帶實現(xiàn)的 EV-DO分集。如圖1所示，移動計算裝置100可以包括外殼102。外殼102可以包括適合封閉并 保護移動計算裝置100的內(nèi)部部件的一種或者多種材料，諸如塑料、金屬、陶瓷、玻璃、碳纖 維、各種聚合物等等。外殼102可以用于封裝移動計算裝置100的各種內(nèi)部部件，諸如可拆卸并且可再充電的電池、處理器、儲存器(memory)、收發(fā)信機、印刷電路板、天線等等。在各 種實施例中，外殼102可以具有能夠被人手握住的形狀、尺寸和/或者形狀因數(shù)，諸如手持 計算機、蜂窩電話、PDA、組合PDA/蜂窩電話、智能電話等等。移動計算裝置100可以包括印刷電路板(PCB) 104。例如，可以利用諸如FR4、 Rogers R04003和/或者Roger RT/Duroid的材料實現(xiàn)PCB 104，并且PCB 104可以包括一 個或者多個導(dǎo)電徑跡、通路結(jié)構(gòu)和/或者層壓板(laminates)。PCB 104還可以包括諸如金、 鎳、錫或者鉛的涂層。在各種實現(xiàn)中，可以利用諸如蝕刻、粘接、鉆孔和電鍍的處理，制造PCB 104。移動計算裝置100可以具有內(nèi)部天線體系結(jié)構(gòu)，該內(nèi)部天線體系結(jié)構(gòu)包括布置在 PCB 104上的第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108。在各種實施例中，第一內(nèi)部天線106 和/或者第二內(nèi)部天線108可以分別包括單個天線，也可以是諸如四頻天線陣列的天線陣 列的一部分。第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108可以保持在外殼102內(nèi)的固定位置， 以減小移動計算裝置100的尺寸和形狀因數(shù)。盡管為了說明問題，僅示出第一內(nèi)部天線106 和第二內(nèi)部天線108，但是我們明白，根據(jù)所描述的實施例，移動計算裝置100還可以包括 其它內(nèi)部和/或者外部天線。例如，當實現(xiàn)空間分集技術(shù)(例如，聚束)和/或者大吞吐量 的多路輸入-多路輸出(MIM0)系統(tǒng)(例如，802. lln和802. 16e系統(tǒng))時，可以采用天線陣 列形式的多個天線。在一些實施例中，第一內(nèi)部天線106和/或者第二內(nèi)部天線108可以包括柔性材 料或者襯底。柔性材料可以包括任何能夠被彎曲或者翹曲的柔順材料，諸如柔性印刷電路 (FPC)。然而，還可以使用其它柔性材料，諸如導(dǎo)線材料、螺旋材料、特氟隆材料、RF4材料、 聚酯薄膜材料、介電襯底、軟塑料材料以及其它柔性材料。在一些實施例中，第一內(nèi)部天線106和/或者第二內(nèi)部天線108可以包括剛性材 料，而非柔性材料。剛性材料可以包括任何不夠柔和的或者欠柔和的材料。剛性材料的例子 可以包括金屬材料、塑料材料、陶瓷材料等等。在一個實施例中，例如，根據(jù)移動計算裝置 100的設(shè)計制約和性能制約，可以利用具有適當特性的沖壓金屬板形成第一內(nèi)部天線106 和/或者第二內(nèi)部天線108。第一內(nèi)部天線106和/或者第二內(nèi)部天線108可以被蝕刻為PCB 104、安裝在PCB 104上、或者與移動計算裝置100的中間機架或者外殼102集成在一起。在某些情況下，第 一內(nèi)部天線106和/或者第二內(nèi)部天線108可以包括多層和/或者多個徑跡。層數(shù)和每層 的長度可以針對特定實現(xiàn)而不同。該天線徑跡可以具有可以調(diào)諧到各工作頻率的適當模式 或者幾何形狀。根據(jù)特定實現(xiàn)所要求的一組給定性能約束或者設(shè)計約束，布置第一內(nèi)部天線106 和第二內(nèi)部天線108，以發(fā)送和/或者接收電能。例如，對于發(fā)送和接收，可以配置第一內(nèi)部 天線106和第二內(nèi)部天線108。例如，這種布置可以用于WiFi或者WiMax中，以改善數(shù)據(jù) 速率和語音服務(wù)以及降低多路干擾、提高覆蓋率和提高系統(tǒng)容量。在各種實施例中，對于發(fā) 送、接收或者它們二者，第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108可以同時工作。在傳送期間，天線(例如，第一內(nèi)部天線106和/或者第二內(nèi)部天線108)可以通過 無線共用介質(zhì)從傳輸線路接收能量和將能量輻射到空間。在接收期間，天線可以從通過無 線共用介質(zhì)收到的入射波收集能量，然后，將能量送到相應(yīng)傳輸線路。在各種實施例中，天線可以根據(jù)所要求的、與天線饋電點和導(dǎo)電傳輸線路匹配的阻抗相關(guān)的電壓駐波比(VSWR) 值工作。為了以最低損耗輻射射頻能量和/或者以最低損耗將收到的射頻能量送到接收 機，需要使天線阻抗與導(dǎo)電傳輸線路或者P CB104的饋電點的阻抗匹配。第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108可以被調(diào)諧，以在一個或者多個頻帶內(nèi)工 作。在各種實施例中，可以布置第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108，以利用諸如ISM頻 帶的2. 4GHz范圍內(nèi)的相同頻帶工作。例如，第一內(nèi)部天線106可以在IEEE802. 11無線網(wǎng) 進行WiFi通信，而第二內(nèi)部天線108可以在PAN進行藍牙通信。盡管為了說明問題，一些 實施例是在ISM頻帶的2. 6GHz范圍的情況下進行描述的，但是我們明白，根據(jù)所描述的實 施例，用于降低在此描述的頻率共存干擾的系統(tǒng)和技術(shù)可以應(yīng)用于其它頻帶。第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108可以具有不同的極性，以降低頻率共存干 擾。在各種實施例中，第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108可以具有相反的正交極化。例 如，第一內(nèi)部天線106可以沿軸(Y)垂直極化，而第二內(nèi)部天線108沿軸(X)水平極化。在各種實施例中，可以增大和/或者最大化第一內(nèi)部天線106與第二內(nèi)部天線108 之間的空間間距，以降低頻率共存干擾。例如，第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108基本 上定位在移動計算裝置100或者PCB 104的對角。如圖1所示，可以在移動計算裝置100 的諸如揚聲器210、照相機212的各種部件和/或者其它部件附近配置和布置第一內(nèi)部天線 106。盡管移動計算裝置100示出內(nèi)部天線設(shè)計的典型實施例，但是我們明白，根據(jù)各種性 能約束和設(shè)計約束，可以確定PCB 104上的第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108的精確 方位或者位置。如圖所示，第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108可以由移動計算裝置100的電 池盒116內(nèi)的電池114分離。在各種實施例中，電池盒116可以包括一個或者多個高隔離 垂直屏蔽壁118，以降低頻率共存干擾。當在第一內(nèi)部天線106與第二內(nèi)部天線108之間的 電池區(qū)域或者其它公用區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)時，屏蔽壁118可以隔離第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部 天線108，并且抑制電磁(EM)波的傳播，從而實現(xiàn)更高的隔離。第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108均可以在全部三維方向輻射。在諸如電 池區(qū)域的公用區(qū)域內(nèi)，第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108的電場單元和磁場單元可能 互相干擾。因此，屏蔽壁118可以抑制這種干擾，以致即使相對于工作波長，例如110mm和 2. 4GHz，第一天線106與第二天線108之間的距離比較接近，無線電性能也不會降低。對于 這種有嚴格干擾要求的應(yīng)用和/或者系統(tǒng)以及具有較小操縱臺的裝置，這種附加隔離可能 是重要的。屏蔽壁118可以由包括諸如一種或者多種金屬、金屬油墨或者其它適當材料的導(dǎo) 電屏蔽材料的一個或者多個壁實現(xiàn)。在一些實現(xiàn)中，屏蔽壁118可以與PCB 104短路，以實 現(xiàn)更好的屏蔽性能。屏蔽壁118還可以包括利用一個或者多個金屬片連接，以覆蓋電池114 的上側(cè)或者/和下側(cè)的壁。這種(各)金屬蓋片可以延伸到電池盒116之外，并且靠近第 一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108。此外，通過在屏蔽壁118和/或者蓋片上附加吸收性 材料，可以改善隔離。屏蔽壁118和/或者金屬蓋片還可以集成到移動計算裝置100的中 間機架上，以增強其機械強度。在各種實施例中，第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108分別包括平衡天線，以降 低頻率共存干擾。在這種實施例中，第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108可以由平衡偶極天線或者其它適當平衡天線實現(xiàn)。當由平衡天線予以實現(xiàn)時，與不平衡天線相比，第一內(nèi) 部天線106和第二內(nèi)部天線108可以在PCB104上感應(yīng)較弱的表面電流，并且實現(xiàn)較低的互 華禹合。對于具有小的形狀因數(shù)的無線裝置，在2. 4GHz工作的內(nèi)部天線設(shè)計中，采用諸如 平面倒F天線(PIFA)或者單極天線的不平衡天線可能不利。這種不平衡天線利用PCB 104 作為逆臂(counter-arm)，在PCB 104上產(chǎn)生強表面電流，以致當?shù)谝粌?nèi)部天線106和第二 內(nèi)部天線108以相同頻帶同時工作時，導(dǎo)致顯著的互耦合和頻率共存干擾。圖2A和圖2B示出平衡天線200的各種實施例。平衡天線200可以由移動計算裝 置100的第一內(nèi)部天線106和/或者第二內(nèi)部天線108予以實現(xiàn)。該實施例并不局限于這 種情況。平衡天線200可以由包括第一天線臂201和第二天線臂202的偶極天線予以實 現(xiàn)。第一天線臂201和第二天線臂202可以由天線徑跡和/或者分支線路實現(xiàn)，并且它們 可以包括各種片狀部件(例如，電阻器、電容器、電感器)和/或者電路系統(tǒng)，以減小平衡天 線200的尺寸。如圖所示，第一天線臂201和第二天線臂202可以分別包括一個或者多個片狀部 件和/或者電路系統(tǒng)，以顯著減小平衡天線200的尺寸。在圖2A中，例如，第一天線臂201 可以包括串聯(lián)電感器203，而第二天線臂202可以包括串聯(lián)電感器204。在圖2B中，第一天 線臂201可以包括與電容器205并聯(lián)的電感器203，而第二天線臂202可以包括與電容器 206并聯(lián)的電感器204。盡管圖2A和2B示出了平衡天線200的典型實施例，但是我們明白， 根據(jù)所描述的實施例，可以實現(xiàn)其它配置、片狀部件和/或者電路系統(tǒng)。通過在第一天線臂201和第二天線臂202內(nèi)插入一個或者多個片狀部件和/或 者電路系統(tǒng)，平衡天線200的尺寸可以從典型長度顯著地減小，該典型長度大約是半波長 (入/2)或者對于2. 4GHz約為62. 5mm。因此，平衡天線200可以適合用作移動計算裝置100 中的第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108，以允許在第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線 108之間具有更大的空間間隔并降低頻率共存干擾。圖3示出與平衡天線200耦合的平衡_不平衡(平衡/不平衡)單元300的一個 實施例。如上所述，平衡天線200可以由移動計算裝置100的第一內(nèi)部天線106和/或者 第二內(nèi)部天線108予以實現(xiàn)。如圖所示，平衡天線200可以包括含有第一負載207的第一 天線臂201和含有第二負載208的第二天線臂202。第一負載207和第二負載208可以分 別包括一個或者多個片狀部件和/或者電路系統(tǒng)，以顯著地減小平衡天線200的尺寸。例 如，可以如圖2A和2B所示，實現(xiàn)第一負載207和第二負載208。該實施例并不局限于這種 情況。平衡-不平衡單元300可以包括各種裝置和/或者電路系統(tǒng)，當與平衡天線200 耦合時，該各種裝置和/或者電路系統(tǒng)可以減小平衡天線200的總體尺寸。根據(jù)所描述的 實施例，平衡_不平衡單元300可以由例如片上平衡-不平衡、分立平衡-不平衡、陶瓷平 衡_不平衡、微帶平衡_不平衡或者其它適當裝置或者電路系統(tǒng)予以實現(xiàn)。在各種實施例 中，平衡-不平衡單元300可以支持較窄但是適合藍牙和802. llb/g共存的帶寬(例如， 3% )。平衡-不平衡單元300可以包括與第一天線臂201耦合的第一平衡端口 301和與第二天線臂202耦合的第二平衡端口 302。平衡-不平衡單元300可以包括不平衡端口 303，以實現(xiàn)平衡/不平衡轉(zhuǎn)移。不平衡端口 303可以包括依賴特定實現(xiàn)的輸入端口或者輸 出端口。例如，平衡-不平衡單元300可以包括雙向裝置，以從平衡的I/O轉(zhuǎn)移到不平衡的 1/0，反之亦然。在各種實施例中，可以布置平衡-不平衡單元300，以使平衡天線200從平衡轉(zhuǎn)移 和/或者轉(zhuǎn)換到不平衡。在這種實施例中，平衡_不平衡單元300可以抑制PCB表面電流， 以改善平衡天線200的隔離并降低頻率共存干擾。例如，平衡_不平衡單元300可以使第 一天線臂201和第二天線臂202保持平衡，以使第一天線臂201和第二天線臂202具有相 同的電流分布。當與圖1所示的第一內(nèi)部天線106和/或者第二內(nèi)部天線108耦合時，例 如，平衡_不平衡單元300可以防止電流泄露到PCB，從而改善隔離并降低頻率共存干擾。在某些情況下，可能要求接地平面低于第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108。當 共享接地平面時，第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108固有地互相耦合，這樣可以包括第 一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108之間的隔離。為了改善隔離，第一內(nèi)部天線106和/ 或者第二內(nèi)部天線108可以通過相應(yīng)的平衡-不平衡單元300延伸。通過使內(nèi)部天線(例 如，第一內(nèi)部天線106、第二內(nèi)部天線108)之一或者二者通過相應(yīng)的平衡-不平衡單元300 延伸，該天線可以與接地平面斷開和/或者互相斷開，以改善天線之間的隔離并降低頻率 共存干擾。圖4示出與平衡天線200耦合的相位混合單元400的一個實施例。如上所述，平 衡天線200可以由移動計算裝置100的第一內(nèi)部天線106和第二內(nèi)部天線108予以實現(xiàn)。 如圖所示，平衡天線200可以包括含有第一負載207的第一天線臂201和含有第二負載208 的第二天線臂202。第一負載207和第二負載208可以分別包括一個或者多個片狀部件和 /或者電路系統(tǒng)，以顯著減小平衡天線200的尺寸。例如，第一負載207和第二負載208可 以如圖2A和2B所示予以實現(xiàn)。該實施例并不局限于這種情況。相位混合單元400可以包括當與平衡天線200耦合時，可以減小平衡天線200的 總體尺寸的各種裝置和/或者電路系統(tǒng)。在各種實施例中，可以布置相位混合單元400，以 執(zhí)行與平衡-不平衡單元300相同的功能，但是具有更寬的帶寬。例如，帶寬可以是3 1 至 10 1。相位混合單元400可以包括180度相位混合裝置，布置該180度相位混合裝置，以 0度或者以180度相位，在第一輸出端口 401與第二輸出端口 402之間平均分配功率。第一 輸出端口 401可以與第一天線臂201耦合，以實現(xiàn)0度相位，而第二輸出端口 402可以與第 二天線臂202耦合，以實現(xiàn)180度相位?？梢圆贾孟辔换旌蠁卧?00，以使第一天線臂201 和第二天線臂202上的電流幅值相等，而相位不同。如圖所示，相位混合單元400還可以包 括具有限定阻抗(例如，50歐姆阻抗)設(shè)計的的輸入端口 403和I/O端口 404。在各種實施例中，相位混合單元400可以抑制PCB表面電流，以改善平衡天線200 的隔離并且降低頻率共存干擾。當與圖1所示的第一內(nèi)部天線106和/或者第二內(nèi)部天線 108耦合時，例如，相位混合單元400可以防止電流泄露到PCB 104，從而改善隔離并降低頻 率共存干擾。通過使內(nèi)部天線(例如，第一內(nèi)部天線106、第二內(nèi)部天線108)之一或者二者 通過相應(yīng)的相位混合(例如，相位混合單元400)延伸，該天線可以與共享接地平面斷開和 /或者互相斷開，以改善天線之間的隔離并且降低頻率共存干擾。
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圖5示出具有內(nèi)部天線體系結(jié)構(gòu)的移動計算裝置500的一個實施例。移動計算裝 置500可以包括外殼502和含有第一內(nèi)部天線506和第二內(nèi)部天線508的PCB 504。在各 種實施例中，移動計算裝置500在某些結(jié)構(gòu)和操作方面與移動計算裝置100相同，并且參考 圖1-4如上所述予以實現(xiàn)。例如，第一內(nèi)部天線506和/或者第二內(nèi)部天線508可以包括 如參考圖2A和2B所述予以實現(xiàn)的平衡天線(例如，平衡天線200)。第一內(nèi)部天線506和第二內(nèi)部天線508可以可操作地與和處理器模塊512相關(guān)的 收發(fā)信機模塊510耦合。第一內(nèi)部天線506通過第一不平衡單元514與收發(fā)信機模塊510 耦合，而第二內(nèi)部天線508通過第二不平衡單元516與收發(fā)信機模塊510耦合。在各種實 施例中，第一不平衡單元514和/或者第二不平衡單元516可以如參考圖3和圖4所述的 平衡-不平衡單元(例如，平衡-不平衡單元300)或者相位混合單元(例如，相位混合單 元400)予以實現(xiàn)。收發(fā)信機模塊510可以包括一個或者多個收發(fā)信機，布置該一個或者多個收發(fā)信 機以利用不同類型的協(xié)議、通信范圍、工作功率要求、射頻子帶、信息類型(例如，語音或者 數(shù)據(jù))、使用情況、應(yīng)用程序等等，進行通信。在各種實施例中，收發(fā)信機模塊510還可以 包括一個或者多個收發(fā)信機，布置該一個或者多個收發(fā)信機，以根據(jù)一個或者多個無線通 信協(xié)議，諸如WWAN協(xié)議(例如，GSM/GPRS協(xié)議、CDMA/1XRTT協(xié)議、EDGE協(xié)議、EV-D0協(xié) 議、EV-DV 協(xié)議、HSDPA 協(xié)議等等)、WLAN 協(xié)議(例如，IEEE 802. lla/b/g/n、IEEE 802. 16、 IEEE802. 20等等)、PAN協(xié)議、紅外協(xié)議、藍牙協(xié)議、包括無源或有源RFID協(xié)議的EMI協(xié)議 等等，進行數(shù)據(jù)通信。收發(fā)信機模塊510還可以包括一個或者多個收發(fā)信機，布置該一個或 者多個收發(fā)信機，以支持諸如GSM、UMTS和/或者CDMA系統(tǒng)的蜂窩式電話系統(tǒng)的語音通信。 在一些實施例中，收發(fā)信機模塊304可以包括全球定位系統(tǒng)(GPS)收發(fā)信機，以支持方位確 定和/或者基于位置的服務(wù)。處理器模塊512可以包括一個或者多個處理器，以基于所描述的實施例執(zhí)行操 作。根據(jù)所描述的實施例，處理器的例子可以包括但并不局限于包括中央處理單元(CPU)、 通用處理器、專用處理器、單片微處理器(CMP)、通信處理器、無線電處理器、基帶處理器、 網(wǎng)絡(luò)處理器、媒體處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、媒體接入控制(media access control) (MAC)處理器、輸入/輸出(I/O)處理器、嵌入式處理器、協(xié)處理器、微處理器、控制器、微控 制器、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、可編程邏輯器件(PLD)或者其它適 當處理器件。在各種實施例中，處理器模塊512可以包括無線電處理器，由采用諸如調(diào)制解調(diào) 處理器或者基帶處理器的任何適當處理器或者邏輯器件的通信處理器予以實現(xiàn)?？梢圆?置無線電處理器，以通過無線通信信道的一個或者多個指配頻帶，通信語音信息和/或者 數(shù)據(jù)信息?？梢圆贾迷摕o線電處理器，以執(zhí)行模擬和/或者數(shù)字基帶操作，諸如數(shù)模轉(zhuǎn)換 (DAC)、模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)、調(diào)制、解調(diào)、編碼、解碼、加密、解密等等。無線電處理器可以包括模 擬基帶部分和數(shù)字基帶部分。模擬基帶部分可以包括I&Q濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換 器、聲頻電路以及其它電路。數(shù)字基帶部分可以包括一個或者多個編碼器、解碼器、均衡器/ 解調(diào)器、高斯最小相移鍵控(GSMK)調(diào)制器、GPRS密碼、收發(fā)信機控制、自動頻率控制(AFC)、 自動增益控制(AGC)、功率放大器(PA)斜坡控制以及其它電路。在一些實施例中，處理器模塊512可以實現(xiàn)包括無線電處理器和主處理器的雙處理器體系結(jié)構(gòu)。在這種實施例中，主處理器可以由采用諸如通用處理器的任何適當處 理器或者邏輯器件的主CPU予以實現(xiàn)。主處理器和無線處理器可以利用諸如一個或者多 個通用串行總線(USB)接口、微型USB接口、通用異步收發(fā)器(universal asynchronous receiver-transmitter) (UART)接口、通用輸入/輸出(GPI0)接口、控制線/狀態(tài)線、控 制線/數(shù)據(jù)線、聲頻線等接口，相互通信。盡管為了說明問題，所描述的一些實施例可以包 括雙處理器體系結(jié)構(gòu)，但是值得注意的是，根據(jù)所描述的實施例，處理器模塊512可以包括 任意適當處理器體系結(jié)構(gòu)和/或者任意適當數(shù)量的處理器。主處理器可以負責(zé)執(zhí)行諸如 系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序的各種軟件程序，以執(zhí)行移動計算裝置500的計算和處理操作。系統(tǒng) 程序通?？梢灾С忠苿佑嬎阊b置500運行，并且可以直接負責(zé)控制、整合以及管理計算機 系統(tǒng)的各硬件部件。根據(jù)所描述的實施例，該系統(tǒng)程序可以包括至少一個操作系統(tǒng)(0S)， 例如，該操作系統(tǒng)可以由 Palm OS 、Palm OS Cobalt、MicrOSOft Windows OS、 Microsoft Windows CE 0S>Microsoft PocketPC 0S>Microsoft Mobile 0S>Symbian OS , Embedix OS、Linux OS、無線二進制運行環(huán)境(BREW) OS、JavaOS、無線應(yīng)用協(xié)議(WAP) OS或者其它適當OS予以實現(xiàn)。移動計算裝置500可以包括其它系統(tǒng)程序，諸如設(shè)備驅(qū)動 器、編程工具、實用程序、軟件庫、應(yīng)用程序編程接口(API)等等。應(yīng)用程序通?？梢栽试S用戶執(zhí)行一項或者多項具體任務(wù)。在各種實現(xiàn)中，應(yīng)用程 序可以提供一個或者多個圖形用戶介面(⑶I)，以在移動計算裝置500與用戶之間通信信 息。在一些實施例中，應(yīng)用程序可以包括運行在0S頂部、結(jié)合下層的功能和協(xié)議工作的上 層程序，例如，下層包括諸如傳輸控制協(xié)議(TCP)層的傳輸層、諸如網(wǎng)間協(xié)議(IP)層的網(wǎng)絡(luò) 層、以及諸如為了通信而用于翻譯和格式化數(shù)據(jù)的點對點(PPP)層的鏈路層。根據(jù)所描述的實施例，應(yīng)用程序的例子可以包括但并不局限于包括信息應(yīng)用程 序、萬維網(wǎng)瀏覽應(yīng)用程序、個人信息管理(PIM)應(yīng)用程序(例如，聯(lián)系人、日歷、日程安排、任 務(wù))、字處理應(yīng)用程序、電子數(shù)據(jù)表應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序、媒體應(yīng)用程序(例如，視頻 播放器、音頻播放器、多媒體播放器、電視、數(shù)碼相機、視頻攝像機、媒體管理)、游戲應(yīng)用程 序、GPS應(yīng)用程序、LBS應(yīng)用程序、以及其它類型的應(yīng)用程序。例如，信息應(yīng)用程序可以包括 諸如蜂窩式電話應(yīng)用程序、通過網(wǎng)間協(xié)議的語音(Voice over Internet Protocol) (VoIP) 應(yīng)用程序、按鍵通話(PTT)應(yīng)用程序等等。信息應(yīng)用程序可以進一步包括語音郵件應(yīng)用程 序、傳真應(yīng)用程序、視頻遠程會議應(yīng)用程序、即時信息(IM)應(yīng)用程序、電子郵件應(yīng)用程序、 短信息服務(wù)(SMS)應(yīng)用程序、多媒體信息(MMS)應(yīng)用程序等等。處理器模塊512可以與儲存器518耦合。儲存器518可以包括能夠存儲數(shù)據(jù)的 各種類型的計算機可讀介質(zhì)，諸如易失性或者非易失性存儲器、可移除或者非可移除存儲 器、可刪除或者非可刪除存儲器、可寫或者非可寫存儲器等等。根據(jù)所描述的實施例，計 算機可讀存儲介質(zhì)的例子可以包括但并不局限于包括隨機存取存儲器(RAM)、動態(tài)隨機 存取存儲器(DRAM)、雙數(shù)據(jù)速率動態(tài)隨機存取存儲器(DDRAM)、同步動態(tài)隨機存取存儲器 (SDRAM)、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)、唯讀存儲器(ROM)、可編程唯讀存儲器(PR0M)、可刪 除可編程唯讀存儲器(EPR0M)、電可刪除可編程唯讀存儲器(EEPR0M)、閃速存儲器(例如， N0R或者NAND閃速存儲器)、內(nèi)容可尋址存儲器(CAM)、聚合物存儲器(例如，鐵電聚合物 存儲器)、相變存儲器、雙向開關(guān)半導(dǎo)體存儲器、鐵電存儲器、硅_氧化硅_氮化硅_氧化 硅-硅(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon) (S0N0S)存儲器、磁卡或者光卡或者任意其它適當類型的計算機可讀介質(zhì)。我們明白，儲存器518可以與處理器分離，也可以與處理 器位于同一個集成電路上。在某些情況下，儲存器518的某些部分或者整個儲存器518可 以位于處理器之外并且通過存儲器總線可以訪問的集成電路或者其它介質(zhì)上(例如，硬盤 驅(qū)動器、存儲卡)。為了有助于全面理解該實施例，已經(jīng)描述了許多具體細節(jié)。然而，我們知道，在沒 有這些具體細節(jié)的情況下，也可以實現(xiàn)該實施例。在其它情況下，為了不妨礙理解該實施 例，沒有詳細描述眾所周知的操作、部件和電路。我們明白，具體結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)是代表性 的，不一定限制該實施例的范圍。各種實施例可以包括一個或者多個單元。單元可以包括布置為執(zhí)行特定操作的任 何結(jié)構(gòu)。對于給定的一組設(shè)計和/或者性能約束，每個單元都可以按要求由硬件、軟件或者 它們的任意組合予以實現(xiàn)。盡管作為例子，可以利用特定拓撲中的有限數(shù)量的單元描述實 施例，但是該實施例在變換拓撲中可以按要求包括或多或少的單元。值得注意的是，利用詞語“耦合”或者“連接”以及它們的派生詞，描述了一些實施 例。這些術(shù)語并不表示它們互為同義詞。例如，可以利用術(shù)語“耦合”和/或者“連接”描 述一些實施例，以表示兩個或者更多個單元互相直接物理接觸或者電接觸。然而，術(shù)語“耦 合”還意味著兩個或者更多個單元不是互相直接接觸，但是它們?nèi)曰ハ嗯浜匣蛘呋ハ嘧饔谩?br> 例如，對于軟件單元，術(shù)語“耦合”可以指接口、消息接口、API交換消備等藥施例可以包
括用于執(zhí)行各種操作的一個或者多個功能部件或者模塊。我們明白，這種部件或者模塊可 以由一個或者多個硬件部件、軟件部件和/或者它們的組合實現(xiàn)。該功能部件和/或者模 塊可以由例如邏輯器件(例如，處理器)執(zhí)行的邏輯(例如，指令、數(shù)據(jù)和/或者代碼)實 現(xiàn)。這種邏輯可以從內(nèi)部或者外部存儲到位于一種或者多種計算機可讀存儲介質(zhì)上的邏輯 器件中。我們還明白，所描述的實施例說明了典型實現(xiàn)，并且該功能部件和/或者模塊可 以以符合所描述的實施例的各種其它方式予以實現(xiàn)。此外，由這種部件或者模塊執(zhí)行的各 操作可以針對特定的實現(xiàn)進行組合或者分離，并且可以由更多或者更少的部件或者模塊予 以完成。除非具體說明，我們明白，諸如“處理”、“計算”、“運算”、“確定”等等的術(shù)語指計算
機或者計算系統(tǒng)或者類似電子計算裝置的動作和/或者處理。還值得注意，參考“一個實施例”或者“實施例”指結(jié)合該實施例描述的特定特征、 結(jié)構(gòu)或者特性包括在至少一個實施例中。說明書中出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”不一定 都指同一個實施例。盡管如上所述描述了該實施例的特定特征，但是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以想 到許多修改、替換、變更和等同。因此，我們知道，所附權(quán)利要求書的目的是涵蓋落入該實施 例的實質(zhì)范圍內(nèi)的所有這些修改和變更。
1權(quán)利要求
一種計算裝置，包括印刷電路板，其包括第一內(nèi)部天線和第二內(nèi)部天線，以在共用頻帶內(nèi)工作，該第一內(nèi)部天線和該第二內(nèi)部天線至少之一包括平衡天線，該平衡天線與不平衡單元耦合，以抑制在該印刷電路板上的表面電流并降低該第一內(nèi)部天線與該第二內(nèi)部天線之間的頻率共存干擾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算裝置，其中該第一內(nèi)部天線和該第二內(nèi)部天線基本上位 于該印刷電路板的對角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的計算裝置，其中該第一內(nèi)部天線和該第二內(nèi)部天線由 電池盒分隔。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一所述的計算裝置，其中該電池盒包括一個或者多個屏蔽 壁，以降低頻率共存干擾。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一所述的計算裝置，其中該第一內(nèi)部天線和該第二內(nèi)部天線 具有相反正交極化。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一所述的計算裝置，其中該第一內(nèi)部天線和該第二內(nèi)部天線 至少之一包括含有第一負載的第一天線臂和含有第二負載的第二天線臂。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算裝置，其中該第一負載和該第二負載分別包括電感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算裝置，其中該第一負載和該第二負載分別包括電容器。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一所述的計算裝置，其中該不平衡單元包括平衡_不平衡單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的計算裝置，其中該平衡-不平衡單元包括與第一天線臂耦合 的第一平衡端口和與第二天線臂耦合的第二平衡端口。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的計算裝置，其中該第一天線臂包括第一負載，而該第二天 線臂包括第二負載。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至8之任一所述的計算裝置，其中該不平衡單元包括相位混合單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的計算裝置，其中該相位混合單元包括與第一天線臂耦合的 0度相位輸出端口和與第二天線臂耦合的180度相位輸出端口。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的計算裝置，其中該第一天線臂包括第一負載，而該第二天 線臂包括第二負載。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一所述的計算裝置，進一步包括由該第一內(nèi)部天線和該第 二內(nèi)部天線共享的接地平面。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計算裝置，其中該不平衡單元使該第一內(nèi)部天線和該第二 內(nèi)部天線至少之一與該接地平面斷開。
17.—種移動計算裝置，包括外殼，用于密封印刷電路板，該印刷電路板包括允許進行WiFi通信的第一內(nèi)部天線和 允許進行藍牙通信的第二內(nèi)部天線，該第一內(nèi)部天線和該第二內(nèi)部天線至少之一包括平衡 天線，該平衡天線與平衡-不平衡單元耦合，以抑制該印刷電路板上的表面電流并降低該 第一內(nèi)部天線與該第二內(nèi)部天線之間的頻率共存干擾。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的移動計算裝置，進一步包括電池盒，該電池盒包括一個或者多個屏蔽壁，以降低頻率共存干擾。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或者18所述的移動計算裝置，其中該第一內(nèi)部天線和該第二內(nèi)部 天線至少之一包括含有第一負載的第一天線臂和含有第二負載的第二天線臂。
20.一種移動計算裝置，包括外殼，用于密封印刷電路板，該印刷電路板包括允許進行WiFi通信的第一內(nèi)部天線和 允許進行藍牙通信的第二內(nèi)部天線，該第一內(nèi)部天線和該第二內(nèi)部天線至少之一包括含有 第一天線臂和第二天線臂的平衡天線，該第一天線臂與該相位混合單元的0度相位輸出端 口耦合，該第二天線臂與該相位混合單元的180度相位輸出端口耦合。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的移動計算裝置，進一步包括電池盒，該電池盒包括一個或 者多個屏蔽壁，以降低頻率共存干擾。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或者21所述的移動計算裝置，其中該第一天線臂包括第一負載， 而第二天線臂包括第二負載。
全文摘要
各種實施例涉及用于降低頻率共存干擾的高隔離天線設(shè)計。在一個實施例中，計算裝置可以包括印刷電路板，該印刷電路板包括在共用頻帶內(nèi)工作的第一內(nèi)部天線和第二內(nèi)部天線。該第一內(nèi)部天線和該第二內(nèi)部天線至少之一可以包括平衡天線，該平衡天線與不平衡單元耦合，以抑制該印刷電路板上的表面電流并降低該第一內(nèi)部天線與該第二內(nèi)部天線之間的頻率共存干擾。其它實施例被描述并且要求保護。
文檔編號H01Q1/38GK101816095SQ200880100959
公開日2010年8月25日 申請日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
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