專利名稱：具有天線交換和天線調(diào)諧的天線系統(tǒng)的制作方法
具有天線交換和天線調(diào)諧的天線系統(tǒng)
對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求于2010年11月5日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)第12/941,011號(hào)的優(yōu)先權(quán)， 該申請(qǐng)通過(guò)引用全部并入于此。技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總體上涉及無(wú)線通信電路，尤其涉及具有無(wú)線通信電路的電子設(shè)備。
技術(shù)背景
諸如便攜式計(jì)算機(jī)和蜂窩電話的電子設(shè)備常常具有無(wú)線通信能力。例如，電子設(shè)備可以使用諸如蜂窩電話電路的遠(yuǎn)距離無(wú)線通信電路，以便利用在850MHz、900MHz、 1800MHz、1900MHz和2100MHz的蜂窩電話波段通信。電子設(shè)備可以使用短距離無(wú)線通信鏈路來(lái)處理與附近設(shè)備的通信。例如，電子設(shè)備可以利用2. 4GHz和5GHz的WiFi (IEEE 802. 11)波段及2. 4GHz的藍(lán)牙@波段進(jìn)行通信。
為了滿足消費(fèi)者對(duì)小尺寸無(wú)線設(shè)備的需求，制造商不斷努力，以利用緊湊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)諸如天線部件的無(wú)線通信電路。同時(shí)，可能期望在電子設(shè)備中包括諸如金屬設(shè)備外殼部件的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。因?yàn)閷?dǎo)電部件會(huì)影響射頻性能，所以當(dāng)把天線結(jié)合到包括導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電子設(shè)備中時(shí)必須小心。而且，必須小心以確保即使在弱射頻信號(hào)強(qiáng)度的區(qū)域內(nèi)，設(shè)備中的天線和無(wú)線電路也能夠滿意地工作。
因此，期望能夠提供用于無(wú)線電子設(shè)備的改進(jìn)的無(wú)線通信電路。 發(fā)明內(nèi)容
可以提供包含無(wú)線通信電路的電子設(shè)備。無(wú)線通信電路可以包括射頻收發(fā)器電路和天線結(jié)構(gòu)。電子設(shè)備可以包括安裝在外殼中的顯示器。外圍導(dǎo)電件可以圍繞顯示器和外殼的邊緣延伸。天線結(jié)構(gòu)可以包括第一天線和第二天線。第一天線可以位于外殼的上端部， 而第二天線可以位于外殼的下端部。
通過(guò)在沿外圍導(dǎo)電件的長(zhǎng)度的多個(gè)點(diǎn)在其中形成間隙，該外圍導(dǎo)電件可以分成多個(gè)單獨(dú)的片段。間隙可以用電介質(zhì)填充。片段可以結(jié)合天線接地面使用，以形成第一天線和第二天線。例如，第一片段可以用于形成在外殼的上端部中的兩分支倒F型蜂窩電話天線，第二片段可以用于形成在外殼的下端部中的回路天線。
回路天線可以配置為覆蓋五個(gè)蜂窩電話波段。倒F型天線可以配置為覆蓋少于五個(gè)蜂窩電話通信波段?？烧{(diào)匹配電路可以耦合到倒F型天線，并且可以用于調(diào)諧所述倒F 型天線以覆蓋期望的通信波段。
電子設(shè)備可以具有射頻收發(fā)器電路，該射頻收發(fā)器電路具有發(fā)送-接收端口和接收端口。開(kāi)關(guān)電路可以將第一天線連接到發(fā)送-接收端口，并將第二天線連接到接收端口， 或者可以將第一天線連接到接收端口，并將第二天線連接到發(fā)送-接收端口。該設(shè)備中的處理電路可以控制開(kāi)關(guān)電路、可調(diào)匹配電路以及收發(fā)器中的發(fā)送器電路和接收器電路，以確保在各種工作環(huán)境下的最優(yōu)操作。
根據(jù)附圖及以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，本發(fā)明的更多特征、其本質(zhì)及各種優(yōu)點(diǎn)將更加顯然。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的、具有無(wú)線通信電路的例示性電子設(shè)備的立體圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的、具有無(wú)線通信電路的例示性電子設(shè)備的示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的、具有無(wú)線通信電路的例示性電子設(shè)備的截面端視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的、包括多個(gè)天線的例示性無(wú)線電路的圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的、可以與圖4的無(wú)線電路一起使用的類(lèi)型的例示性可調(diào)匹配電路的電路圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的、顯示如何可以在設(shè)備中形成天線的圖1所示類(lèi)型的電子設(shè)備的圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的、顯示圖6所示類(lèi)型的天線如何可以用于通過(guò)調(diào)諧圖5所示類(lèi)型的匹配過(guò)濾器并調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)電路來(lái)覆蓋感興趣通信波段的圖表。
圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的、顯示在操作包括圖4中所示類(lèi)型的無(wú)線電路的圖 1中所示類(lèi)型的電子設(shè)備中包括的例示性步驟的圖表。
具體實(shí)施方式
電子設(shè)備可以設(shè)置有無(wú)線通信電路。無(wú)線通信電路可以用于支持多個(gè)無(wú)線通信波段中的無(wú)線通信。無(wú)線通信電路可以包括一個(gè)或者多個(gè)天線。
天線可以包括回路天線、倒F型天線、帶狀天線、平面倒F型天線、縫隙天線、包括多于一種類(lèi)型的天線結(jié)構(gòu)的混合天線，或者其它合適的天線。如果期望的話，用于天線的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可以由導(dǎo)電電子設(shè)備結(jié)構(gòu)形成。導(dǎo)電電子設(shè)備結(jié)構(gòu)可以包括導(dǎo)電外殼結(jié)構(gòu)。外殼結(jié)構(gòu)可以包括圍繞電子設(shè)備的外圍延伸的外圍導(dǎo)電件。外圍導(dǎo)電件可以充當(dāng)用于諸如顯示器的平面結(jié)構(gòu)的邊框(bezel)、可以充當(dāng)用于設(shè)備外殼的側(cè)壁結(jié)構(gòu)，或者可以形成其它的外殼結(jié)構(gòu)。外圍導(dǎo)電件中的間隙可以與天線相關(guān)聯(lián)。
圖1中示出了可以設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)天線的類(lèi)型的例示性電子設(shè)備。電子設(shè)備10 可以是便攜式電子設(shè)備或者其它合適的電子設(shè)備。例如，電子設(shè)備10可以是膝上型計(jì)算機(jī)，平板計(jì)算機(jī)，稍小的設(shè)備(例如，腕表設(shè)備、掛件設(shè)備，頭戴式受話器設(shè)備、耳機(jī)設(shè)備或者其它可佩戴的或者微型設(shè)備)，蜂窩電話，媒體播放器，等等。
設(shè)備10可以包括外殼，例如外殼12。有時(shí)候可以稱為殼體的外殼12可以由塑料、 玻璃、陶瓷、纖維復(fù)合物、金屬(例如，不銹鋼、鋁，等等)、其它合適的材料或者這些材料的組合形成。在有些情況下，外殼12的部分可以由電介質(zhì)或者其它低導(dǎo)電性材料形成。在其它情況下，外殼12或者至少一些構(gòu)成外殼12的結(jié)構(gòu)可以由金屬元件形成。
如果期望的話，設(shè)備10可以具有顯示器，例如顯示器14。例如，顯示器14可以是結(jié)合了電容性觸摸電極的觸摸屏。顯示器14可以包括由發(fā)光二極管(LED)、有機(jī)LED (OLED)、 等離子體單元、電子墨水元件、液晶顯示(LCD)部件或者其它合適的圖像像素結(jié)構(gòu)形成的CN 102544753 A圖像像素。蓋玻璃層可以覆蓋顯示器14的表面。諸如按鈕19的按鈕可以穿過(guò)蓋玻璃中的開(kāi)口。
外殼12可以包括諸如外圍件16的結(jié)構(gòu)。外圍件16可以圍繞設(shè)備10和顯示器14 的矩形外圍延伸。外圍件16或者外圍件16的部分可以充當(dāng)顯示器14的邊框(例如，包圍顯示器14的所有四個(gè)側(cè)面和/或幫助把顯示器14保持到設(shè)備10的裝飾框)。如果期望的話，外圍件16還可以構(gòu)成設(shè)備10的側(cè)壁結(jié)構(gòu)。
外圍件16可以由導(dǎo)電材料形成，因此有時(shí)候可以稱為外圍導(dǎo)電件或者導(dǎo)電外殼結(jié)構(gòu)。外圍件16可以由諸如不銹鋼、鋁或者其它合適材料的金屬形成。一種、兩種或者多于兩種獨(dú)立的結(jié)構(gòu)可以用于形成外圍件16。在一種典型的配置中，外圍件16可以具有大約 0. Imm至3mm的厚度(維度TT)(作為例子)。作為例子，外圍件16的側(cè)壁部分可以是基本垂直的(與垂直軸V平行)。平行于軸V，外圍件16可以具有大約Imm至2cm的維度TZ (作為例子)。外圍件16的縱橫比R( S卩，TZ與TT之比R) —般大于1(即，R可以大于或者等于1、大于或者等于2、大于或者等于4、大于或者等于10，等等)。
外圍件16不一定要有均勻的截面。例如，如果期望的話，外圍件16的頂部部分可以具有向內(nèi)突出的唇部(IiP)，以便幫助把顯示器14保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。如果期望的話，外圍?6的底部部分也可以具有放大的唇部(例如，在設(shè)備10背面的平面內(nèi))。在圖1的例子中，外圍件16具有基本上直的垂直側(cè)壁。這僅僅是例示性的。外圍件16的側(cè)壁可以是彎曲的或者可以具有任何其它合適的形狀。在有些配置中(例如，當(dāng)外圍件16充當(dāng)顯示器 14的邊框時(shí))，外圍件16可以圍繞外殼12的唇部延伸(即，外圍件16可以僅僅覆蓋外殼 12的包圍顯示器14的邊緣，而不覆蓋外殼12的側(cè)壁的背部邊緣)。
顯示器14可以包括導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，例如電容性電極的陣列、用于尋址像素元件的導(dǎo)電線路、驅(qū)動(dòng)器電路等。外殼12可以包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)，例如金屬框架件、跨外殼12的壁的平面外殼件(有時(shí)候稱為中板)(即，以焊接或別的方式連接在外圍件16的相對(duì)的右側(cè)和左側(cè)之間的大體矩形的元件)、印制電路板及其它內(nèi)部導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。這些導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可以位于外殼 12的中央CN(作為例子)。
在區(qū)域22和20中，開(kāi)口可以在構(gòu)成設(shè)備10的導(dǎo)電外殼結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電電氣部件之間形成。這些開(kāi)口可以用空氣、塑料或者其它電介質(zhì)填充。設(shè)備10的區(qū)域CN中的導(dǎo)電外殼結(jié)構(gòu)和其它導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可以充當(dāng)設(shè)備10中天線的接地面。區(qū)域20和22中的開(kāi)口可以充當(dāng)開(kāi)放或閉合縫隙天線中的槽、可以充當(dāng)回路天線中被導(dǎo)電材料路徑包圍的中央電介質(zhì)區(qū)域、可以充當(dāng)隔開(kāi)諸如帶狀天線共振元件或者倒F型天線共振元件的天線共振元件與接地面的空間、或者還可以充當(dāng)在區(qū)域20和22中形成的天線結(jié)構(gòu)的部分。
外圍件16的部分可以設(shè)置有間隙結(jié)構(gòu)。例如，外圍件16可以設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)間隙，例如間隙18A、18B、18C和18D，如圖1所示。間隙可以用諸如聚合物、陶瓷、玻璃等的電介質(zhì)填充。間隙18A、18B、18C和18D可以把外圍件16分成一個(gè)或多個(gè)外圍導(dǎo)電件片段。 這例如可以是外圍件16的兩個(gè)片段(例如，在具有兩個(gè)間隙的布置中)、外圍件16的三個(gè)片段(例如，在具有三個(gè)間隙的布置中)、外圍件16的四個(gè)片段(例如，在具有四個(gè)間隙的布置中)，等等。以這種方式形成的外圍導(dǎo)電件16的片段可以構(gòu)成設(shè)備10中天線的部分。
在一種典型的場(chǎng)景中，設(shè)備10可以具有上部天線和下部天線(作為例子)。上部天線可以例如在區(qū)域22中設(shè)備10的上端形成。下部天線可以例如在區(qū)域20中設(shè)備10的下端形成。天線可以獨(dú)立地用于覆蓋感興趣的獨(dú)立通信波段，或者可以一起用于實(shí)現(xiàn)天線分集策略或者多輸入多輸出(MIMO)天線策略。
設(shè)備10中的天線可以用于支持任何感興趣的通信波段。例如，設(shè)備10可以包括用于支持局域網(wǎng)通信、語(yǔ)音和數(shù)據(jù)蜂窩電話通信、全球定位系統(tǒng)(GPS)通信或者其它衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通信、藍(lán)牙 通信等的天線結(jié)構(gòu)。
圖2中示出了電子設(shè)備10的示意圖。如圖2所示，電子設(shè)備10可以包括存儲(chǔ)與處理電路觀。存儲(chǔ)與處理電路觀可以包括諸如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)存器、非易失性存儲(chǔ)器(例如， 閃速存儲(chǔ)器或者配置成形成固態(tài)驅(qū)動(dòng)器的其它電可編程只讀存儲(chǔ)器)、易失性存儲(chǔ)器(例如，靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等的儲(chǔ)存器。存儲(chǔ)與處理電路觀中的處理電路可以用于控制設(shè)備10的操作。這種處理電路可以基于一個(gè)或多個(gè)微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器、基帶處理器、功率管理單元、音頻編解碼器芯片、專用集成電路，等等。
存儲(chǔ)與處理電路觀可以用于在設(shè)備10上運(yùn)行軟件，例如互聯(lián)網(wǎng)瀏覽應(yīng)用程序、網(wǎng)際協(xié)議語(yǔ)音(VOIP)電話呼叫應(yīng)用程序、電子郵件應(yīng)用程序、媒體重放應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)功能，等等。為了支持與外部設(shè)備的交互，存儲(chǔ)與處理電路觀可以用于實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議?？梢岳么鎯?chǔ)與處理電路觀實(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 802.11協(xié)議一有時(shí)候稱為wiFi )、用于其它短距離無(wú)線通信鏈路的協(xié)議，例如藍(lán)牙 協(xié)議、蜂窩電話協(xié)議，等等。
電路觀可以配置成實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備10中天線的使用的控制算法。例如，為了支持天線分集策略和MIMO策略或者其它的多天線策略，電路觀可以執(zhí)行信號(hào)質(zhì)量監(jiān)視操作、傳感器監(jiān)視操作及其它數(shù)據(jù)收集操作，而且可以響應(yīng)于所收集到的數(shù)據(jù)而控制設(shè)備10中的哪些天線結(jié)構(gòu)用于接收和處理數(shù)據(jù)。作為例子，電路觀可以控制兩個(gè)或更多個(gè)天線中的哪個(gè)天線用于接收進(jìn)入的射頻信號(hào)、可以控制兩個(gè)或更多個(gè)天線中的哪個(gè)天線用于發(fā)送射頻信號(hào)、可以控制在設(shè)備10中的兩個(gè)或更多個(gè)天線上并行地路由數(shù)據(jù)流的處理，等等。在執(zhí)行這些控制操作時(shí)，電路觀可以打開(kāi)和閉合開(kāi)關(guān)、可以接通和斷開(kāi)接收器和發(fā)送器、可以調(diào)整阻抗匹配電路、可以配置插入在射頻收發(fā)器電路與天線結(jié)構(gòu)之間的前端模塊(FEM)射頻電路(例如，用于阻抗匹配與信號(hào)路由的過(guò)濾與切換電路)中的開(kāi)關(guān)，而且可以另外地控制和調(diào)整設(shè)備10的部件。
輸入輸出電路30可以用于允許將數(shù)據(jù)提供給設(shè)備10，并允許將數(shù)據(jù)從設(shè)備10提供給外部設(shè)備。輸入輸出電路30可以包括輸入輸出設(shè)備32。輸入輸出設(shè)備32可以包括觸摸屏、按鈕、操縱桿、點(diǎn)擊輪、滾輪、觸摸板、鍵區(qū)、鍵盤(pán)、傳聲器、揚(yáng)聲器、音調(diào)發(fā)生器、振動(dòng)器、照相機(jī)、傳感器、發(fā)光二極管和其它的狀態(tài)指示器、數(shù)據(jù)端口，等等。用戶可以通過(guò)經(jīng)輸入輸出設(shè)備32提供命令來(lái)控制設(shè)備10的操作，而且可以利用輸入輸出設(shè)備32的輸出資源從設(shè)備10接收狀態(tài)信息和其它輸出。
無(wú)線通信電路34可以包括由一個(gè)或多個(gè)集成電路、功率放大器電路、低噪聲輸入放大器、無(wú)源RF部件、一個(gè)或多個(gè)天線及用于處理RF無(wú)線信號(hào)的其它電路構(gòu)成的射頻(RF) 收發(fā)器電路。無(wú)線信號(hào)還可以利用光來(lái)發(fā)送(例如，利用紅外通信)。
無(wú)線通信電路34可以包括衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器電路，例如全球定位系統(tǒng)(GPS) 接收器電路35 (例如，用于接收1575MHz的衛(wèi)星定位信號(hào))。收發(fā)器電路36可以處理用于 WiFi (IEEE 802. 11)通信的2. 4GHz和5GHz波段，而且可以處理2. 4GHz的藍(lán)牙 通信波段。電路34可以使用蜂窩電話收發(fā)器電路38來(lái)處理諸如850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz 和2100MHz波段的蜂窩電話波段或者其它感興趣的蜂窩電話波段中的無(wú)線通信。如果期望的話，無(wú)線通信電路；34可以包括用于其它短距離和遠(yuǎn)距離無(wú)線鏈路的電路。例如，無(wú)線通信電路34可以包括全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器設(shè)備、用于接收無(wú)線電和電視信號(hào)的無(wú)線電路、尋呼電路，等等。在WiFi 和藍(lán)牙@鏈路及其它的短距離無(wú)線鏈路中，無(wú)線信號(hào)一般用于在幾十或者幾百英尺的范圍內(nèi)傳送數(shù)據(jù)。在蜂窩電話鏈路和其它遠(yuǎn)距離鏈路中，無(wú)線信號(hào)一般用于在幾千英尺或英里的范圍內(nèi)傳送數(shù)據(jù)。
無(wú)線通信電路34可以包括天線40。天線40可以利用任何合適的天線類(lèi)型形成。 例如，天線40可以包括具有共振元件的天線，其由回路天線結(jié)構(gòu)、貼片天線結(jié)構(gòu)、倒F型天線結(jié)構(gòu)、閉合和開(kāi)放縫隙天線結(jié)構(gòu)、平面倒F型天線結(jié)構(gòu)、螺旋天線結(jié)構(gòu)、帶狀天線、單極天線、雙極天線、這些設(shè)計(jì)的混合等構(gòu)成。不同類(lèi)型的天線可以用于不同的波段和波段的組合。例如，一種類(lèi)型的天線可以用于形成本地?zé)o線鏈路天線，而另一種類(lèi)型的天線可以用于形成遠(yuǎn)端無(wú)線鏈路天線。
圖3中示出了沿圖1中線M-M所取并沿方向沈觀看的圖1設(shè)備10的截面?zhèn)纫晥D。如圖3所示，顯示器14可以安裝到設(shè)備10的前表面。外殼12可以包括由外圍件16 構(gòu)成的側(cè)壁和由諸如平面后外殼結(jié)構(gòu)42的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的一個(gè)或多個(gè)后壁。結(jié)構(gòu)42可以由諸如玻璃、陶瓷或塑料的電介質(zhì)以及/或者金屬或者其它合適的材料(例如，纖維復(fù)合物)構(gòu)成?？梢圆捎冒纯?、夾子、螺絲、粘合劑及其它結(jié)構(gòu)將外殼12的部分組裝到一起。
設(shè)備10可以包含印制電路板，例如印制電路板46。印制電路板46及設(shè)備10中的其它印制電路板可以由剛性印制電路板材料(例如，填充了玻璃纖維的環(huán)氧樹(shù)脂)或者諸如聚合物的材料的柔性片形成。柔性印制電路板(“柔性電路”)可以例如由聚酰亞胺的柔性片形成。
印制電路板46(如果期望的話，其可以安裝在諸如金屬板的內(nèi)部外殼件上)可以包含互連結(jié)構(gòu)(interconnection)，例如互連結(jié)構(gòu)48。互連結(jié)構(gòu)48可以由導(dǎo)電跡線(例如， 鍍金的銅或者其它金屬的跡線)形成。諸如連接器50的連接器可以利用焊料或者導(dǎo)電粘合劑(作為例子)連接到互連結(jié)構(gòu)48。集成電路，諸如電阻器、電容器和電感器的分立部件，及其它電子部件可以安裝到印制電路板46。
設(shè)備10中的天線(例如，圖3的例示性天線40)可以具有天線饋送端子。例如， 設(shè)備10中的每個(gè)天線可以具有諸如正天線饋送端子58的正天線饋送端子和諸如接地天線饋送端子M的接地天線饋送端子。如圖3的例示性布置中所示，諸如同軸電纜52的發(fā)送線路路徑可以經(jīng)連接器50和互連結(jié)構(gòu)48耦合在由端子58和M形成的天線饋送與部件44 中的收發(fā)器電路之間。部件44可以包括用于實(shí)現(xiàn)圖2的無(wú)線電路34 (例如，接收器35及收發(fā)器電路36和38)的一個(gè)或多個(gè)集成電路。
諸如連接器50的連接器可以用于把設(shè)備10中的發(fā)送線路耦合到諸如板46的印制電路板。連接器50可以是例如利用焊料(作為例子)連接到印制電路板46的同軸電纜連接器。電纜52可以是同軸電纜或者其它發(fā)送線路?？梢栽谠O(shè)備10中使用的發(fā)送線路的例子包括同軸電纜、由柔性電路或者剛性印制電路板形成的微帶和帶狀發(fā)送線路、由諸如這些的多個(gè)發(fā)送線路結(jié)構(gòu)構(gòu)成的發(fā)送線路，等等。
當(dāng)耦合到天線40的饋送時(shí)，發(fā)送線路52可以用于利用天線40發(fā)送和接收射頻信號(hào)。如圖3中所示，端子58可以耦合到同軸電纜中心連接器56。端子M可以連接到電纜 52中的接地導(dǎo)體(例如，導(dǎo)電的外編織導(dǎo)體)。如果期望的話，其它布置也可以用于把設(shè)備 10中的收發(fā)器耦合到天線40。例如，阻抗匹配電路可以用于把收發(fā)器電路耦合到天線結(jié)構(gòu)。圖3的布置僅僅是例示性的。
在圖3的例示性例子中，設(shè)備10包括天線40。為了增強(qiáng)信號(hào)質(zhì)量并覆蓋多個(gè)感興趣的波段，設(shè)備10可以包含多個(gè)天線。對(duì)于一種合適的布置，這種布置在此有時(shí)候作為例子描述，WiFi 天線可以位于區(qū)域22中，第一(例如，主要)蜂窩電話天線可以位于區(qū)域20中，而第二(例如，輔助)蜂窩電話天線可以位于區(qū)域22中。如果期望的話，第二蜂窩電話天線可以配置成接收GPS信號(hào)。
設(shè)備10的無(wú)線電路可以用于實(shí)現(xiàn)天線分集策略。分集策略可以支持接收器分集和/或發(fā)送器分集。例如，無(wú)線電路可以包括多個(gè)接收器，其中每一個(gè)接收器與相應(yīng)的天線相關(guān)聯(lián)，或者無(wú)線電路可以包含可用于將來(lái)自每個(gè)天線的信號(hào)路由到共享接收器的復(fù)用器 (例如，采用時(shí)間復(fù)用布置)。接收器分集可以實(shí)現(xiàn)為允許采用正在接收最優(yōu)天線信號(hào)的接收器。可以包括開(kāi)關(guān)電路，以允許實(shí)時(shí)地交換(swap)天線。例如，如果確定特定的天線在信號(hào)發(fā)送操作期間被阻擋，則可以采用開(kāi)關(guān)電路來(lái)將設(shè)備中的活動(dòng)發(fā)送器電路連接到未被阻擋的天線。
圖4是例示性無(wú)線電路34的電路圖，該無(wú)線電路34可以包括用于在具有兩個(gè)蜂窩電路天線的電子設(shè)備中實(shí)現(xiàn)接收器分集和發(fā)送器分集的資源。在圖4的示例中，無(wú)線電路34包括蜂窩電話天線40L、蜂窩電話天線40U以及無(wú)線局域網(wǎng)天線40WF。蜂窩電話天線 40L可以是位于設(shè)備10的下端部20的下部蜂窩電話天線。蜂窩電話天線40U可以是位于設(shè)備10的上端部22的上部蜂窩電話天線。如果期望的話，可以設(shè)置用以支持蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)通信的附加天線。圖4的在無(wú)線電路34中具有兩個(gè)蜂窩天線的例示性布置僅僅是例示性的。
如圖4中所示，無(wú)線電路34可以具有輸入輸出端口，例如端口 100和130，用于和存儲(chǔ)與處理電路觀中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)電路接口。無(wú)線電路34可以包括用于實(shí)現(xiàn)諸如基帶處理器102和蜂窩電話收發(fā)器電路38的收發(fā)器電路的一個(gè)或多個(gè)集成電路。蜂窩電話收發(fā)器電路38可以具有發(fā)送-接收端口(TX/RX端口)和接收端口(RX端口)。
端口 100可以從存儲(chǔ)與處理電路28接收要由收發(fā)器電路38中的發(fā)送器104發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。已經(jīng)被收發(fā)器電路38和基帶處理器102接收的進(jìn)入的數(shù)據(jù)可以經(jīng)端口 100 提供給存儲(chǔ)與處理電路觀。
端口 130可以用于處理與所發(fā)送和接收的無(wú)線局域網(wǎng)信號(hào)(例如WiFi 信號(hào)(作為例子))相關(guān)聯(lián)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。由存儲(chǔ)與處理電路觀提供給端口 130的流出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以利用無(wú)線局域網(wǎng)收發(fā)器電路36、諸如路徑1 的路徑及諸如天線40WF的一個(gè)或多個(gè)天線來(lái)發(fā)送。在數(shù)據(jù)接收操作期間，由天線40WF接收的信號(hào)可以經(jīng)路徑1 提供給收發(fā)器36。 收發(fā)器36可以把進(jìn)入的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以經(jīng)端口 130提供給存儲(chǔ)與處理電路28。如果期望的話，諸如藍(lán)牙 信號(hào)的本地信號(hào)也可以經(jīng)諸如天線40WF的天線發(fā)送和接收。
收發(fā)器電路38可以包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)送器和一個(gè)或多個(gè)接收器。收發(fā)器電路38 可以利用諸如開(kāi)關(guān)126的開(kāi)關(guān)電路耦合到天線40U和40L。開(kāi)關(guān)1 的配置可由路徑117上的控制信號(hào)P1_P2_SELECT來(lái)控制。諸如基帶處理器102的設(shè)備10中的控制電路可以控制信號(hào)P1_P2_SELECT的狀態(tài)以實(shí)時(shí)地優(yōu)化天線性能。
如圖4所示，開(kāi)關(guān)126可以具有四個(gè)端口(端子)T1、T2、T3*T4。開(kāi)關(guān)1 可以具有第一位置(Pl)和第二位置(P2)。
當(dāng)P1_P2_SELECT具有第一值時(shí)，開(kāi)關(guān)1 將被放置在位置P1。在這種操作模式下，端口 Tl將連接到端口 T2，端口 T3將連接到端口 T4。當(dāng)端口 Tl和T2連接時(shí)，從收發(fā)器電路38流出的信號(hào)將被傳遞到天線40L，來(lái)自天線40L的進(jìn)入信號(hào)將被傳遞到收發(fā)器電路 38。當(dāng)端口 T3和T4連接時(shí)，來(lái)自天線40U的進(jìn)入信號(hào)將被傳遞到收發(fā)器電路38。
當(dāng)P1_P2_SELECT具有第二值時(shí)，開(kāi)關(guān)1 將被放置在位置P2。在這種操作模式下，端口 Tl將連接到端口 T4，端口 T3將連接到端口 T2。當(dāng)端口 Tl和T4連接時(shí)，從收發(fā)器電路38流出的信號(hào)將被傳遞到天線40U，來(lái)自天線40U的進(jìn)入信號(hào)將被傳遞到收發(fā)器電路 38。當(dāng)端口 T3和T2連接時(shí)，來(lái)自天線40L的進(jìn)入信號(hào)將被傳遞到收發(fā)器電路38。
發(fā)送器104和接收器110( S卩，接收器RXl和接收器RX2)可以用于處理蜂窩電話通信。由發(fā)送器104在路徑118上接收的信號(hào)可以由發(fā)送器104提供給功率放大器106。 功率放大器106可以加強(qiáng)這些流出的信號(hào)，用于通過(guò)端口 Tl (以及隨后取決于開(kāi)關(guān)126的狀態(tài)而在天線40L或天線40U上)發(fā)送?？梢岳玫驮肼暦糯笃?12放大被提供到端口 Tl 的進(jìn)入的信號(hào)(即，取決于開(kāi)關(guān)126的狀態(tài)而來(lái)自天線40L或天線40U的進(jìn)入信號(hào))。由低噪聲放大器112接收的信號(hào)可以被提供給接收器RX1。接收器RXl可以把接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)路徑118提供給處理器102?？梢岳玫驮肼暦糯笃鱅M放大被提供給端口 T3的進(jìn)入的信號(hào)(即，取決于開(kāi)關(guān)126的狀態(tài)而來(lái)自天線40L或天線40U的進(jìn)入信號(hào))。由低噪聲放大器 124接收的信號(hào)可以被提供給接收器RX2。接收器RX2可以把接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)路徑118提供給處理器102。諸如發(fā)送器104和接收器110的電路各自都可以具有多個(gè)端口(例如，用于處理相應(yīng)不同的通信波段)，而且可以利用一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的集成電路實(shí)現(xiàn)。
天線40U和40L可以利用諸如阻抗匹配電路的電路、過(guò)濾器和開(kāi)關(guān)(例如，開(kāi)關(guān) 126)耦合到收發(fā)器電路38。這種電路，有時(shí)候稱為前端模塊(FEM)電路，可以由設(shè)備10中的存儲(chǔ)與處理電路控制(例如，控制來(lái)自諸如基帶處理器102的處理器的信號(hào))。如圖4的例子中所示，無(wú)線電路；34中的前端電路可以包括諸如匹配電路Ml和匹配電路M2的阻抗匹配電路108。阻抗匹配電路108可以利用具有關(guān)聯(lián)的電容、電阻和電感值的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和/或例如構(gòu)成匹配收發(fā)器電路38與天線40U和40L的阻抗的電路的電感器、電容器和電阻器的分立部件構(gòu)成。匹配電路Ml可以耦合在無(wú)線收發(fā)器電路38 (包括其關(guān)聯(lián)的放大器電路和開(kāi)關(guān)電路126)和天線40L之間。匹配電路M2可以耦合在收發(fā)器電路38(及其關(guān)聯(lián)的放大器電路和開(kāi)關(guān)電路126)和天線40U之間。諸如路徑120和122的電路可以用來(lái)將匹配電路108耦合到天線40L和40U。
匹配電路Ml和M2可以是固定的或者可調(diào)節(jié)的。例如，匹配電路Ml可以是固定的， 而匹配電路M2可以是可調(diào)節(jié)的。在這種類(lèi)型的配置中，諸如基帶處理器102的控制電路可以在無(wú)線電路34的操作期間在路徑116上發(fā)布諸如信號(hào)SELECT的控制信號(hào)。信號(hào)SELECT 可以分發(fā)到匹配電路M2。當(dāng)SELECT具有第一值時(shí)，匹配電路M2可以按第一種配置放置。 當(dāng)SELECT具有第二值時(shí)，匹配電路M2可以按第二種配置放置。匹配電路M2的狀態(tài)可以用來(lái)調(diào)諧天線40U，使得不同的通信波段被天線40U覆蓋。
圖5中示出了可以用于實(shí)現(xiàn)圖4的匹配電路M2的例示性可調(diào)電路。如圖5所示， 匹配電路M2可以具有諸如開(kāi)關(guān)134和136的開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)134和136可以具有多個(gè)位置(由圖5中的例示性位置A和B示出)。當(dāng)信號(hào)SELECT具有第一值時(shí)，開(kāi)關(guān)134和136可以被放到其A位置，而匹配電路MA可以切換成使用狀態(tài)。當(dāng)信號(hào)SELECT具有第二值時(shí)，開(kāi)關(guān) 134和136可以被放到其B位置(如圖5所示)，使得匹配電路MB連接在路徑132和122 之間。
通過(guò)調(diào)節(jié)匹配電路M2，可以按需要調(diào)諧天線40U的頻率響應(yīng)。例如，當(dāng)希望覆蓋在一個(gè)國(guó)家中通常使用的通信波段集合時(shí)，天線40U可置于一種配置中，并且當(dāng)希望覆蓋在另一個(gè)國(guó)家中通常使用的通信波段集合時(shí)，天線40U可置于另一種配置中。
在諸如圖4的電路34的具有可調(diào)匹配電路的無(wú)線電路中，天線40U可能能夠覆蓋比可能的范圍更寬范圍的通信頻率。因此，如果期望的話，對(duì)天線40U使用調(diào)諧可以允許相對(duì)窄帶寬的(而且潛在地是緊湊的)設(shè)計(jì)用于天線40U。
如圖4所示，諸如RX_C0NTR0L的控制信號(hào)可以利用諸如路徑119的路徑被提供給接收器電路110。利用這些控制信號(hào)，無(wú)線電路34可以選擇性地激活接收器RXl和RX2，或者可以以別的方式選擇接收哪個(gè)進(jìn)入的天線信號(hào)。
設(shè)備10的操作可以涉及實(shí)時(shí)控制諸如開(kāi)關(guān)電路126的開(kāi)關(guān)電路、收發(fā)器電路 38(例如，接收器電路110)以及諸如匹配電路108的匹配電路。可以采用覆蓋相同的通信波段集合或者覆蓋不同的但交疊的通信波段集合的結(jié)構(gòu)，來(lái)實(shí)現(xiàn)天線40U和40L。
天線40L可以位于設(shè)備外殼12的下端部，而天線40U可以位于設(shè)備外殼12的上端部。在這種類(lèi)型的配置中，天線40L將趨于在設(shè)備10的操作期間被放置得更遠(yuǎn)離用戶頭部(例如，當(dāng)設(shè)備10是諸如蜂窩電話的手持式設(shè)備并且按照?qǐng)D1所示的朝向使用時(shí))。因其位置，在采用天線40L發(fā)送射頻信號(hào)時(shí)可以比在采用天線40U發(fā)送射頻信號(hào)時(shí)增加更多的發(fā)射器功率電平，同時(shí)滿足對(duì)發(fā)出輻射的規(guī)定限值，例如特定的吸收率(SAR)限值。與天線40U相比，天線40L還可以覆蓋更多的波段，和/或可以在特定的波段上更有效。因諸如這些考慮，天線40L有時(shí)可以被稱作設(shè)備10的主要天線，天線40U有時(shí)可以被稱作設(shè)備10 的輔助天線。
收發(fā)器端口 TX/RX有時(shí)可以被稱作形成發(fā)送-接收端口，因?yàn)槎丝?TX/RX(及相關(guān)聯(lián)的開(kāi)關(guān)端口 Tl)處理來(lái)自發(fā)送器104的發(fā)送信號(hào)以及與接收器RXl相關(guān)聯(lián)的接收信號(hào)。 收發(fā)器端口 RX有時(shí)可以被稱作形成接收端口(僅接收端口)，因?yàn)槎丝?RX(及相關(guān)聯(lián)的開(kāi)關(guān)端口 T3)用于向接收器RX2提供接收到的信號(hào)。
在操作期間，諸如基帶處理器102的設(shè)備10中的處理電路可以實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)信號(hào) P1-P2_SELECT、RX_C0NTR0L和SELECT或其他合適的控制信號(hào)，從而優(yōu)化整體的天線性能， 即使每個(gè)單獨(dú)的天線的性能由于環(huán)境因素而變化?？梢杂绊懱炀€性能的因素的例子包括設(shè)備10相對(duì)于用戶身體和周?chē)h(huán)境的位置、每個(gè)天線相對(duì)于其周?chē)某颉⒁约坝绊懨總€(gè)天線與遠(yuǎn)程蜂窩電話基站設(shè)備(設(shè)備10正在與之通信)之間的相應(yīng)路徑中的信號(hào)損失的其他因素。
為了確定應(yīng)如何配置無(wú)線電路34，諸如基帶處理器102的處理電路可以監(jiān)視每個(gè)天線的信號(hào)質(zhì)量。例如，處理器102可以確定由接收信號(hào)度量(例如，誤碼率、幀錯(cuò)誤率、信噪比、其他噪聲值、丟包比、接收到的信號(hào)強(qiáng)度，等等)反映的接收信號(hào)質(zhì)量。天線的發(fā)送信號(hào)質(zhì)量可以利用同一天線從接收到的信號(hào)質(zhì)量來(lái)推斷，或者可以基于關(guān)于手機(jī)塔(cell tower)規(guī)定的發(fā)送功率的信息、關(guān)于從相關(guān)聯(lián)的基站接收到的發(fā)送信號(hào)質(zhì)量的信息等來(lái)確定?？梢酝ㄟ^(guò)定期地在天線40L與40U之間切換(例如，當(dāng)共享接收器時(shí))，或者通過(guò)采用接收器RXl測(cè)量來(lái)自一個(gè)天線的信號(hào)同時(shí)采用接收器RX2測(cè)量來(lái)自另一個(gè)天線的信號(hào)，針對(duì)天線40L和40U收集信號(hào)質(zhì)量信息。
還可以監(jiān)視傳感器數(shù)據(jù)。例如，設(shè)備10可以設(shè)置有接近傳感器，或者能夠辨識(shí)每個(gè)天線是否被(例如，被諸如用戶身體部分的外部物體等)阻擋的其他電路?？梢杂商幚砥?02監(jiān)視來(lái)自一個(gè)或多個(gè)接近傳感器的數(shù)據(jù)，以確定位于接近傳感器附近的對(duì)應(yīng)天線是否因外部物體的存在而受到不利的影響。
每當(dāng)來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)、來(lái)自蜂窩網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)和/或設(shè)備10收集的關(guān)于接收到的信號(hào)質(zhì)量的數(shù)據(jù)或者其他數(shù)據(jù)表示特定天線的性能不可接受，處理器102就可以實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)無(wú)線電路34以優(yōu)化天線性能。
作為示例考慮如下情形，其中確定天線40L正比天線40U表現(xiàn)更好(例如，因?yàn)樘炀€40U部分地被外部物體阻擋，和/或因?yàn)樘炀€40L比天線40U更有效)。在這種情形下， 開(kāi)關(guān)1 可以置于位置P1。在這種配置下，TX/RX端口和開(kāi)關(guān)126的端口 Tl將耦合到天線 40L,因此天線40L可以用于與TX/RX端口和端口 Tl相關(guān)聯(lián)的發(fā)送和接收操作。接收器RX2 可以采用收發(fā)器電路38的RX端口來(lái)監(jiān)視天線40U的信號(hào)質(zhì)量。
如果從天線40L接收到的信號(hào)相對(duì)于從天線40U接收到的信號(hào)而言質(zhì)量下降，或者如果滿足其他合適的準(zhǔn)則，可以通過(guò)將開(kāi)關(guān)1 放置到位置P2來(lái)交換無(wú)線電路34中的天線分配。在這種配置下，收發(fā)器電路38的TX/RX端口將耦合到天線40U，并且來(lái)自TX/RX 端口的信號(hào)可以通過(guò)天線40U發(fā)送和接收。收發(fā)器電路38的接收端口可以用來(lái)監(jiān)視天線 40L的信號(hào)質(zhì)量。如果利用天線40U的信號(hào)質(zhì)量保持為高(如由利用接收器RXl和RX2從天線40U和40L收集的接收信號(hào)監(jiān)視數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)或其他信息所指示的)，開(kāi)關(guān)1 可以保持在位置P2中。然而，如果處理器102確定若信號(hào)由天線40L處理的話信號(hào)質(zhì)量將更好，則開(kāi)關(guān)1 可以返回到位置P1。
如果希望的話(例如，當(dāng)實(shí)施MIMO策略時(shí))，可以同時(shí)采用多個(gè)接收器端口來(lái)處理單獨(dú)的數(shù)據(jù)流，其中每個(gè)數(shù)據(jù)流與相應(yīng)的天線相關(guān)聯(lián)。
圖6是顯示天線40L、40U和40WF如何可以在外殼12中實(shí)現(xiàn)的設(shè)備10內(nèi)部的頂視圖。如圖6所示，接地面G可以在外殼12中形成。接地面G可以構(gòu)成用于天線40L、40U 和40WF的天線地。因?yàn)榻拥孛鍳可以充當(dāng)天線地，所以接地面G有時(shí)候可以稱為天線地、 地或者接地面元件(作為例子)。
在設(shè)備10的中央部分C中，接地面G可以由導(dǎo)電結(jié)構(gòu)構(gòu)成，例如連接在外圍件16 的左邊緣和右邊緣之間的導(dǎo)電外殼中板件、具有導(dǎo)電接地軌跡的印制電路板，等等。在設(shè)備 10的端部22和20，接地面G的形狀可以由綁定到地的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的形狀和位置來(lái)確定?？梢灾丿B以便構(gòu)成接地面G的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的例子包括外殼結(jié)構(gòu)(例如，導(dǎo)電外殼中板結(jié)構(gòu)，它可以具有突出的部分)、導(dǎo)電部件(例如，開(kāi)關(guān)、照相機(jī)、數(shù)據(jù)連接器、諸如柔性電路和剛性印制電路板的印制電路、射頻屏蔽殼、諸如按鈕144的按鈕和導(dǎo)電按鈕安裝結(jié)構(gòu)146，等等)， 及設(shè)備10中的其它導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。在圖6的例示性布局中，導(dǎo)電并綁定到地以便構(gòu)成接地面G 的部分的設(shè)備10的部分有陰影而且與中央部分C相鄰。
可以在接地面G與外圍導(dǎo)電件16的相應(yīng)部分之間形成諸如開(kāi)口 138和146的開(kāi)口。開(kāi)口 138和146可以用空氣、塑料及其它電介質(zhì)填充。開(kāi)口 138和146可以與天線結(jié)構(gòu)40相關(guān)聯(lián)。
下部天線40L可以由回路天線結(jié)構(gòu)形成，其具有至少部分地由導(dǎo)電外殼件16和接地面G的下部的形狀確定的形狀。在圖6的例子中，開(kāi)口 138被繪制成矩形，但這僅僅是例示性的。在實(shí)踐當(dāng)中，開(kāi)口 138的形狀可以由區(qū)域20中導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的放置來(lái)指示，其中的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)例如有傳聲器、柔性電路跡線、數(shù)據(jù)端口連接器、按鈕、揚(yáng)聲器，等等。
下部天線40L可以利用由正天線饋送端子58-1和接地天線饋送端子組成的天線饋送來(lái)饋送。發(fā)送線路52-1(見(jiàn)例如圖4的路徑122)可以耦合到用于下部天線40L 的天線饋送。間隙18B可以形成幫助配置天線40L的頻率響應(yīng)的電容。如果期望的話，設(shè)備10可以具有導(dǎo)電外殼部分、匹配電路元件及幫助把發(fā)送線路52-1的阻抗匹配到天線40L 的其它結(jié)構(gòu)和部件(見(jiàn)例如圖4的例示性匹配電路Ml)。
天線40WF可以具有由導(dǎo)體條(例如條14 構(gòu)成的天線共振元件。條142可以由柔性電路上的跡線、由剛性印制電路板上的跡線、由金屬箔條或者由其它的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)構(gòu)成。 天線40WF可以利用天線饋送端子58-2和M-2由發(fā)送線路52_2 (見(jiàn)例如圖4的路徑128)饋送。
天線40U可以是兩分支的倒F型天線。發(fā)送線路52-3(見(jiàn)例如圖4的路徑120)可以用于在天線饋送端子58-3和M-3對(duì)天線40U進(jìn)行饋送。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)150可以是橋接式電介質(zhì)開(kāi)口 140，而且可以用于把接地面G電短路到外圍外殼件16。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)148和匹配電路M2可以用于在點(diǎn)152把天線饋送端子58-3連接到外圍導(dǎo)電件16。諸如結(jié)構(gòu)148和150 的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可以由柔性電路跡線、導(dǎo)電外殼結(jié)構(gòu)、彈簧、螺絲或者其它導(dǎo)電結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
在外圍導(dǎo)電件16中可以有諸如間隙18B、18C和18D的間隙。(圖1中的間隙18A 可以不存在，或者可以利用從設(shè)備10的外部裝飾性地看起來(lái)象間隙但在外殼12的內(nèi)部是電氣短路的幻影(phantom)間隙結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，使得在間隙18A的位置沒(méi)有間隙電氣存在。)間隙18B、18C和18D的存在可以把外圍導(dǎo)電件16分成多個(gè)片段。如圖6中所示，外圍導(dǎo)電件 16可以包括第一片段16-1、第二片段16-2和第三片段16-3。
片段16-1可以構(gòu)成天線40U的天線共振元件臂。特別地，片段16-1的第一部分 (片段)(其具有臂長(zhǎng)LBA)可以從點(diǎn)152 (對(duì)片段16-1饋送的位置)延伸到片段16_1中由間隙18C定義的端部，而片段16-1的第二部分(片段)(其具有臂長(zhǎng)HBA)可以從點(diǎn)152延伸到片段16-1中由間隙18D定義的相對(duì)端部。片段16-1的第一部分和第二部分可以構(gòu)成倒F型天線的各個(gè)分支，而且可以與天線40U的相應(yīng)低波段(LB)和高波段(HB)天線共振相關(guān)聯(lián)。
作為示例，天線40L可以覆蓋五個(gè)通信波段(例如，850MHz、900MHz、1800MHz、 1900MHz和2100MHz)中的發(fā)送和接收子波段。天線40U可以配置成覆蓋這五個(gè)通信波段， 或可以配置成覆蓋由天線40L覆蓋的波段的子集。
圖7中示出了表示可由天線40U(例如，設(shè)備10的在外殼12的上端部22的上部天線)和40L(例如，設(shè)備10的在外殼12的下端部20的下部天線)覆蓋的例示性波段關(guān)于匹配電路M2的狀態(tài)(S卩，狀態(tài)MA或MB)以及關(guān)于開(kāi)關(guān)126的位置的表。
圖7的表的最右列表示開(kāi)關(guān)126的位置(Pl或P2)，圖7的表的最左列表示無(wú)線電13路34的所得發(fā)送和接收模式。列中每一行都包含指示左邊第二列中列出的天線處理各種通信波段多好的條目。標(biāo)記為“H”的條目指示波段被覆蓋。標(biāo)記為“L”的條目指示與“H” 條目相比波段被更低效地覆蓋。標(biāo)記為“M”的條目指示與“L”條目相比波段被更有效地覆蓋，但是與“H”條目相比更為低效?？瞻讍卧獙?duì)應(yīng)于未被覆蓋的波段。圈起的條目表示在利用圖4的無(wú)線電路34操作時(shí)針對(duì)每個(gè)天線采用哪個(gè)覆蓋波段。
當(dāng)開(kāi)關(guān)126處于位置Pl時(shí)，收發(fā)器電路38的TX/RX端口( S卩，電路38的耦合到開(kāi)關(guān)端口 Tl的端口)將耦合到下部天線40L，而上部天線40U將用作把信號(hào)饋送到接收器 RX2(例如，用于信號(hào)質(zhì)量監(jiān)視)的“只接收”天線，如由圖7的表中的上三行所指示的。匹配電路M2的狀態(tài)(如由信號(hào)SELECT所控制的)將確定上部天線40U用在MA模式(表的第一行)下還是在MB模式(表的第二行)下。如表所示，在MA模式下，上部天線可以用于接收850RX波段(850MHz接收波段)和1900RX波段(1900接收波段)的信號(hào)。在MB模式下，上部天線可以用于接收900RX波段、1800RX波段和2100RX波段的信號(hào)。下部天線可以用來(lái)在所有五個(gè)列出的蜂窩電話通信波段(850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz和2100MHz) 中發(fā)送和接收。
當(dāng)開(kāi)關(guān)1 處于位置P2時(shí)，收發(fā)器電路38的TX/RX端口將耦合到上部天線40U， 而下部天線40L將用作把信號(hào)饋送到接收器RX2 (例如，用于信號(hào)質(zhì)量監(jiān)視)的“只接收”天線，如由圖7的表中的底部三行所指示的。匹配電路M2的狀態(tài)將確定上部天線40U用在MA 模式(表的第四行)下還是在MB模式(表的第五行)下。如表所示，在MA模式下，上部天線可以用于發(fā)送850TX波段和1900TX波段的信號(hào)，并且可以接收850RX波段和1900RX波段的信號(hào)。在MB模式下，上部天線可以用于發(fā)送900TX波段、1800TX波段和2100TX波段的信號(hào)，并可以接收900RX波段、1800RX波段和2100RX波段的信號(hào)。當(dāng)開(kāi)關(guān)126處于位置P2 時(shí)，下部天線可以用來(lái)接收所有五個(gè)列出的蜂窩電話通信波段(850MHz、900MHz、1800MHz、 1900MHz和2100MHz)的信號(hào)(例如，用以監(jiān)視信號(hào)質(zhì)量)。
如果期望的話，可以在設(shè)備10中采用波段覆蓋范圍與圖7的表中列出的覆蓋范圍不同的天線結(jié)構(gòu)。圖7的表的天線響應(yīng)僅僅是例示性的。
圖8示出了在采用諸如圖4的無(wú)線電路34的無(wú)線電路操作設(shè)備10時(shí)涉及的例示性步驟。作為步驟200，設(shè)備10可以收集關(guān)于天線40L和天線40U的性能的信息。例如，可以測(cè)量信號(hào)質(zhì)量度量(例如，誤碼率、幀錯(cuò)誤率、信號(hào)強(qiáng)度、噪聲或者對(duì)接收到的質(zhì)量的其他指示符)，并且可以(例如，利用來(lái)自蜂窩網(wǎng)絡(luò)的反饋)收集關(guān)于發(fā)送信號(hào)的質(zhì)量的信息。 還可以評(píng)估來(lái)自接近傳感器的數(shù)據(jù)，以確定天線性能是否正被影響(或者可能受到影響)。 在步驟200的操作期間收集的數(shù)據(jù)可以被評(píng)估(例如，利用諸如基帶處理器102的存儲(chǔ)與處理電路28)，以確定如何最優(yōu)地調(diào)節(jié)無(wú)線電路34。
在步驟202的操作期間，響應(yīng)于在步驟200期間獲得的關(guān)于天線40L和40U的性能的信息，無(wú)線電路34可以被實(shí)時(shí)地配置。例如，如果確定對(duì)開(kāi)關(guān)126的調(diào)節(jié)將得到用于發(fā)送信號(hào)的改進(jìn)天線性能，則開(kāi)關(guān)1 可以被相應(yīng)地調(diào)節(jié)?？梢詫?duì)匹配電路M2進(jìn)行匹配電路調(diào)節(jié)，以確保上部天線40U覆蓋感興趣的希望波段(例如，取決于設(shè)備10所處的國(guó)家)。
在步驟204的操作期間，可以采用在步驟202處選擇的最優(yōu)設(shè)置來(lái)操作無(wú)線電路 34和設(shè)備10。定期地或者響應(yīng)于滿足預(yù)定準(zhǔn)則，控制可以回到步驟200，如由線206所指示的。在返回到步驟200時(shí)，可以獲得并評(píng)估更新的天線性能數(shù)據(jù)，以確定是否應(yīng)對(duì)無(wú)線電路34的配置進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)節(jié)。
根據(jù)一種實(shí)施方式，提供了一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括第一天線和第二天線；具有第一端口和第二端口的射頻收發(fā)器電路；以及開(kāi)關(guān)電路，該開(kāi)關(guān)電路能操作在第一模式和第二模式下，在所述第一模式中，所述第一天線耦合到所述第一端口并且所述第二天線耦合到所述第二端口，在所述第二模式中，所述第一天線耦合到所述第二端口并且所述第二天線耦合到所述第一端口。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述第一端口包括發(fā)送-接收端口，并且所述射頻收發(fā)器電路包括通過(guò)所述發(fā)送-接收端口發(fā)送信號(hào)的發(fā)送器。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述第二端口包括接收端口，并且所述射頻收發(fā)器電路包括耦合到所述發(fā)送-接收端口的第一接收器以及耦合到所述接收端口的第二接收器。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述電子設(shè)備還包括具有上端部和下端部的外殼，所述第一天線包括位于所述上端部的上部蜂窩電話天線，并且，所述第二天線包括位于所述下端部的下部蜂窩電話天線。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述電子設(shè)備包括蜂窩電話，所述外殼具有四個(gè)邊緣，并且所述電子設(shè)備還包括沿所述外殼的四個(gè)邊緣延伸的外圍導(dǎo)電件。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述外圍導(dǎo)電件具有至少兩個(gè)填充了電介質(zhì)的間隙，所述間隙將所述外圍導(dǎo)電件至少隔成第一片段和第二片段，所述上部蜂窩電話天線由所述第一片段的至少一部分形成，并且，所述下部蜂窩電話天線由所述第二片段的至少一部分形成。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述上部蜂窩電話天線包括兩分支倒F型天線。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述電子設(shè)備還包括插在所述開(kāi)關(guān)電路與所述兩分支倒F 型天線之間的可調(diào)匹配電路。
根據(jù)一種實(shí)施方式，提供了一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括外殼，該外殼具有上端部和下端部；外圍導(dǎo)電件，該外圍導(dǎo)電件沿所述外殼延伸；上部蜂窩電話天線，該上部蜂窩電話天線至少部分地由所述外圍導(dǎo)電件形成，并位于所述外殼的上端部；下部蜂窩電話天線，該下部蜂窩電話天線至少部分地由所述外圍導(dǎo)電件形成，并位于所述外殼的下端部； 射頻收發(fā)器電路，該射頻收發(fā)器電路包括發(fā)送器以及第一接收器和第二接收器；以及開(kāi)關(guān)電路，該開(kāi)關(guān)電路具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，其中，所述第一端口從所述發(fā)送器接收信號(hào)并向所述第一接收器提供信號(hào)，所述第三端口向所述第二接收器提供信號(hào)，所述第二端口耦合到所述下部蜂窩電話天線，并且，所述第四端口耦合到所述上部蜂窩電話天線，其中，所述開(kāi)關(guān)電路能操作在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)下，在所述第一狀態(tài)中，所述第一端口連接到所述第二端口并且所述第三端口連接到所述第四端口，而在所述第二狀態(tài)下，所述第一端口連接到所述第四端口并且所述第三端口連接到所述第二端口。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述下部蜂窩電話天線配置為接收包括850MHz波段、 900MHz波段、1800MHz波段、1900MHz波段和2100MHz波段的至少五個(gè)蜂窩電話通信波段的信號(hào)。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述上部蜂窩電話天線配置成覆蓋少于五個(gè)蜂窩電話通信波段。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述電子設(shè)備還包括連接到所述上部蜂窩電話天線的可調(diào)匹配電路。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述電子設(shè)備還包括耦合在所述第二端口與所述下部蜂窩電話天線之間的固定匹配電路，以及耦合在所述第四端口與所述上部蜂窩電話天線之間的可調(diào)匹配電路。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述電子設(shè)備還包括控制電路，該控制電路配置為基于接收到的天線信號(hào)在所述第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的一個(gè)選定狀態(tài)下操作所述開(kāi)關(guān)電路。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述上部蜂窩電話天線包括倒F型天線。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述外圍導(dǎo)電件包括填充了電介質(zhì)的間隙，所述間隙將所述外圍導(dǎo)電件隔成至少一個(gè)片段，并且，所述倒F型天線具有第一分支和第二分支，所述第一分支和第二分支由所述片段形成，并且與相應(yīng)的第一通信波段天線共振和第二通信波段天線共振相關(guān)聯(lián)。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述下部蜂窩電話天線配置為比所述上部蜂窩電話天線覆蓋更多的蜂窩電話通信波段。
根據(jù)一種實(shí)施方式，提供了一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括外殼，該外殼具有相對(duì)的第一端部和第二端部以及四個(gè)邊緣；顯示器，該顯示器安裝在所述外殼中；外圍導(dǎo)電件，該外圍導(dǎo)電件沿所述外殼的四個(gè)邊緣延伸；天線地，該天線地至少部分地由所述外殼的導(dǎo)電部分形成；第一天線，該第一天線至少由所述外圍導(dǎo)電件的第一片段和所述天線地形成；第二天線，該第二天線至少由所述外圍導(dǎo)電件的第二片段和所述天線地形成；射頻收發(fā)器電路，該射頻收發(fā)器電路具有第一端口和第二端口 ；以及開(kāi)關(guān)電路，該開(kāi)關(guān)電路能操作在第一模式和第二模式下，在所述第一模式中，所述第一天線耦合到所述第一端口并且所述第二天線耦合到所述第二端口，在所述第二模式中，所述第一天線耦合到所述第二端口并且所述第二天線耦合到所述第一端口。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述第一端口包括發(fā)送-接收端口，并且，所述射頻收發(fā)器電路包括通過(guò)所述發(fā)送-接收端口發(fā)送信號(hào)的發(fā)送器。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述第二端口包括接收端口，并且，所述射頻收發(fā)器電路包括耦合到所述發(fā)送-接收端口的第一接收器以及耦合到所述接收端口的第二接收器。
以上所述僅僅例示了本發(fā)明的原理，在不背離本發(fā)明的范圍與主旨的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種電子設(shè)備，包括第一天線和第二天線；具有第一端口和第二端口的射頻收發(fā)器電路；以及開(kāi)關(guān)電路，該開(kāi)關(guān)電路能操作在第一模式和第二模式下，在所述第一模式中，所述第一天線耦合到所述第一端口并且所述第二天線耦合到所述第二端口，而在所述第二模式中， 所述第一天線耦合到所述第二端口并且所述第二天線耦合到所述第一端口。
2.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述第一端口包括發(fā)送-接收端口，并且其中， 所述射頻收發(fā)器電路包括通過(guò)所述發(fā)送-接收端口發(fā)送信號(hào)的發(fā)送器。
3.如權(quán)利要求2所述的電子設(shè)備，其中，所述第二端口包括接收端口，并且其中，所述射頻收發(fā)器電路包括耦合到所述發(fā)送-接收端口的第一接收器以及耦合到所述接收端口的第二接收器。
4.如權(quán)利要求3所述的電子設(shè)備，還包括具有上端部和下端部的外殼，其中，所述第一天線包括位于所述上端部的上部蜂窩電話天線，并且其中，所述第二天線包括位于所述下端部的下部蜂窩電話天線。
5.如權(quán)利要求4所述的電子設(shè)備，其中，所述電子設(shè)備包括蜂窩電話，并且其中，所述外殼具有四個(gè)邊緣，所述電子設(shè)備還包括沿所述外殼的四個(gè)邊緣延伸的外圍導(dǎo)電件。
6.如權(quán)利要求5所述的電子設(shè)備，其中，所述外圍導(dǎo)電件具有至少兩個(gè)填充了電介質(zhì)的間隙，所述間隙將所述外圍導(dǎo)電件至少隔成第一片段和第二片段，其中，所述上部蜂窩電話天線由所述第一片段的至少一部分形成，并且其中，所述下部蜂窩電話天線由所述第二片段的至少一部分形成。
7.如權(quán)利要求6所述的電子設(shè)備，其中，所述上部蜂窩電話天線包括兩分支倒F型天線。
8.如權(quán)利要求7所述的電子設(shè)備，還包括插在所述開(kāi)關(guān)電路與所述兩分支倒F型天線之間的可調(diào)匹配電路。
9.一種電子設(shè)備，包括外殼，該外殼具有上端部和下端部；外圍導(dǎo)電件，該外圍導(dǎo)電件沿所述外殼延伸；上部蜂窩電話天線，該上部蜂窩電話天線至少部分地由所述外圍導(dǎo)電件形成，并位于所述外殼的上端部；下部蜂窩電話天線，該下部蜂窩電話天線至少部分地由所述外圍導(dǎo)電件形成，并位于所述外殼的下端部；射頻收發(fā)器電路，該射頻收發(fā)器電路包括發(fā)送器以及第一接收器和第二接收器；以及開(kāi)關(guān)電路，該開(kāi)關(guān)電路具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，其中，所述第一端口從所述發(fā)送器接收信號(hào)并向所述第一接收器提供信號(hào)，其中，所述第三端口向所述第二接收器提供信號(hào)，其中，所述第二端口耦合到所述下部蜂窩電話天線，并且其中，所述第四端口耦合到所述上部蜂窩電話天線，其中，所述開(kāi)關(guān)電路能操作在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)下，在所述第一狀態(tài)中，所述第一端口連接到所述第二端口并且所述第三端口連接到所述第四端口，而在所述第二狀態(tài)下，所述第一端口連接到所述第四端口并且所述第三端口連接到所述第二端口。
10.如權(quán)利要求9所述的電子設(shè)備，其中，所述下部蜂窩電話天線配置為接收包括 850MHz波段、900MHz波段、1800MHz波段、1900MHz波段和2100MHz波段的至少五個(gè)蜂窩電話通信波段的信號(hào)。
11.如權(quán)利要求10所述的電子設(shè)備，其中，所述上部蜂窩電話天線配置成覆蓋少于五個(gè)蜂窩電話通信波段。
12.如權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，還包括連接到所述上部蜂窩電話天線的可調(diào)匹配電路。
13.如權(quán)利要求9所述的電子設(shè)備，還包括耦合在所述第二端口與所述下部蜂窩電話天線之間的固定匹配電路，以及耦合在所述第四端口與所述上部蜂窩電話天線之間的可調(diào)匹配電路。
14.如權(quán)利要求9所述的電子設(shè)備，還包括控制電路，該控制電路配置為基于接收到的天線信號(hào)在所述第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的一個(gè)選定狀態(tài)下操作所述開(kāi)關(guān)電路。
15.如權(quán)利要求9所述的電子設(shè)備，其中，所述上部蜂窩電話天線包括倒F型天線。
16.如權(quán)利要求15所述的電子設(shè)備，其中，所述外圍導(dǎo)電件包括填充了電介質(zhì)的間隙， 所述間隙將所述外圍導(dǎo)電件隔成至少一個(gè)片段，其中，所述倒F型天線具有第一分支和第二分支，所述第一分支和第二分支由所述片段形成，并且與相應(yīng)的第一通信波段天線共振和第二通信波段天線共振相關(guān)聯(lián)。
17.如權(quán)利要求15所述的電子設(shè)備，其中，所述下部蜂窩電話天線配置為比所述上部蜂窩電話天線覆蓋更多的蜂窩電話通信波段。
18.一種電子設(shè)備，包括外殼，該外殼具有相對(duì)的第一端部和第二端部以及四個(gè)邊緣； 顯示器，該顯示器安裝在所述外殼中； 外圍導(dǎo)電件，該外圍導(dǎo)電件沿所述外殼的四個(gè)邊緣延伸； 天線地，該天線地至少部分地由所述外殼的導(dǎo)電部分形成； 第一天線，該第一天線至少由所述外圍導(dǎo)電件的第一片段和所述天線地形成； 第二天線，該第二天線至少由所述外圍導(dǎo)電件的第二片段和所述天線地形成； 射頻收發(fā)器電路，該射頻收發(fā)器電路具有第一端口和第二端口 ；以及開(kāi)關(guān)電路，該開(kāi)關(guān)電路能操作在第一模式和第二模式下，在所述第一模式中，所述第一天線耦合到所述第一端口并且所述第二天線耦合到所述第二端口，在所述第二模式中，所述第一天線耦合到所述第二端口并且所述第二天線耦合到所述第一端口。
19.如權(quán)利要求18所述的電子設(shè)備，其中，所述第一端口包括發(fā)送-接收端口，并且其中，所述射頻收發(fā)器電路包括通過(guò)所述發(fā)送-接收端口發(fā)送信號(hào)的發(fā)送器。
20.如權(quán)利要求19所述的電子設(shè)備，其中，所述第二端口包括接收端口，并且其中，所述射頻收發(fā)器電路包括耦合到所述發(fā)送-接收端口的第一接收器以及耦合到所述接收端口的第二接收器。
全文摘要
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種具有天線交換和天線調(diào)諧的天線系統(tǒng)?？梢蕴峁┌瑹o(wú)線通信電路的電子設(shè)備。該無(wú)線通信電路可以包括射頻收發(fā)器電路以及第一天線和第二天線。電子設(shè)備可以包括外殼。第一天線可以位于外殼的上端部，而第二天線可以位于外殼的下端部。外圍導(dǎo)電件可以圍繞外殼的邊緣延伸，并且可以用于形成第一天線和第二天線。射頻收發(fā)器電路可以具有發(fā)送-接收端口和接收端口。開(kāi)關(guān)電路可以將第一天線連接到發(fā)送-接收端口，并且將第二天線連接到接收端口，或者可以將第一天線連接到接收端口，并且將第二天線連接到發(fā)送-接收端口。
文檔編號(hào)H01Q1/36GK102544753SQ20111034941
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者M·A·莫, M·帕斯科林尼, M·納拉格, R·W·斯科盧巴, R·卡巴勒羅 申請(qǐng)人:蘋(píng)果公司