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帶有濾波器和調(diào)諧電路的電子設(shè)備天線的制作方法與工藝

文檔序號:12200700閱讀:334來源:國知局
帶有濾波器和調(diào)諧電路的電子設(shè)備天線的制作方法與工藝
帶有濾波器和調(diào)諧電路的電子設(shè)備天線本申請要求2012年2月17日提出的美國專利申請No.13/399,800的優(yōu)先權(quán),此處引用了該申請的全部內(nèi)容作為參考。技術(shù)領(lǐng)域本申請一般涉及電子設(shè)備,具體來說,涉及電子設(shè)備的天線。

背景技術(shù):
諸如便攜式計算機和蜂窩電話之類的電子設(shè)備常常具有無線通信能力。例如,電子設(shè)備可以使用諸如蜂窩電話電路之類的遠距離無線通信電路來使用蜂窩電話頻帶進行通信。電子設(shè)備可以使用諸如無線局域網(wǎng)通信電路之類的短距離無線通信電路來處理與附近的設(shè)備的通信。電子設(shè)備還可以配備有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器及其他無線電路。為滿足消費者對于小的形狀因子的無線設(shè)備的需求,制造商不斷地力求使用緊湊的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)諸如天線組件之類的無線通信電路。同時,希望在電子設(shè)備中包括諸如金屬設(shè)備外殼組件之類的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。由于導(dǎo)電組件會影響射頻性能,因此當將天線結(jié)合到包括導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電子設(shè)備中時,必須小心。例如,還必須小心以確保設(shè)備中的天線和無線電路能夠在操作頻率的范圍內(nèi)表現(xiàn)出令人滿意的性能,而不會導(dǎo)致不希望有的干擾。因此,希望能夠為無線電子設(shè)備提供改善的天線結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素:
電子設(shè)備可以具有天線。天線可以包括構(gòu)成天線諧振元件和天線接地的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。天線接地可以由電子設(shè)備外殼結(jié)構(gòu)構(gòu)成。天線諧振元件可以是倒F天線諧振元件或其他合適的天線諧振元件。帶阻濾波器可以耦合在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的第一和第二部分之間。例如,帶阻濾波器可以耦合在天線諧振元件和天線接地之間。天線諧振元件可以包括天線諧振元件臂。天線饋源支線可以耦合在天線諧振元件臂和天線接地之間。在天線諧振元件臂上的不同的位置,帶阻濾波器和阻抗匹配電路可以串聯(lián)在天線諧振元件臂和天線接地之間。帶阻濾波器可以由串聯(lián)的多個級構(gòu)成。帶阻濾波器的每一級都可以包括由并聯(lián)的電容器和電感器構(gòu)成的諧振電路。每一級的諧振峰值都可以不同以擴展帶阻濾波器的帶寬。帶阻濾波器可以以阻帶來表征。天線可以被配置成在阻帶之外的第一通信頻帶和被阻帶覆蓋的第二通信頻帶中操作。阻抗匹配電路可以是用于調(diào)諧天線的可調(diào)電路??烧{(diào)電路可以是被調(diào)整以調(diào)諧天線在第一通信頻帶中的響應(yīng)的基于開關(guān)的可調(diào)電容器。附圖說明通過各個附圖以及下面的對優(yōu)選實施例的詳細描述,本發(fā)明的進一步特點、其本質(zhì)以及各種優(yōu)點將更加顯而易見。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的帶有無線通信電路的說明性電子設(shè)備的透視圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的帶有無線通信電路的說明性電子設(shè)備的示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的帶有濾波器和匹配電路的可以用于圖1和2所示出的類型的無線電子設(shè)備中的說明性天線的圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的沒有短路支線的倒F天線的圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示出了圖4的天線如何可以具有覆蓋相關(guān)的通信頻帶的諧振峰值的天線性能圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的帶有短路支線的倒F天線的圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示出了圖6的天線如何可以具有在比用圖4的天線結(jié)構(gòu)覆蓋的通信頻帶較低的頻率覆蓋相關(guān)的通信頻帶的諧振峰值的天線性能圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的可以在諸如圖3的天線之類的天線中使用的類型的說明性帶阻濾波器的電路圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖8的帶阻濾波器的阻抗對頻率的圖形。圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖8所示出的類型的說明性帶阻濾波器的傳輸對頻率的圖形。圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的可以在諸如圖3的天線之類的天線中使用的類型的說明性可調(diào)阻抗匹配電路的電路圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示出了圖3的天線如何可以具有低頻帶諧振和高頻帶諧振以及示出了低頻帶響應(yīng)如何可以使用圖11所示出的類型的可調(diào)匹配電路來調(diào)諧的天線性能圖。具體實施方式可以給諸如圖1的電子設(shè)備10之類的電子設(shè)備提供無線通信電路。可以使用無線通信電路來支持多個無線通信頻帶中的無線通信。無線通信電路可以包括一個或多個天線。天線可包括環(huán)形天線、倒F天線、條狀天線、平面倒F天線、槽式天線、包括一個以上類型的天線結(jié)構(gòu)的混合型天線、或其他合適的天線。天線的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可以,在需要時,由導(dǎo)電電子設(shè)備結(jié)構(gòu)構(gòu)成。導(dǎo)電電子設(shè)備結(jié)構(gòu)可以包括諸如導(dǎo)電外殼壁結(jié)構(gòu)之類的導(dǎo)電外殼結(jié)構(gòu)。外殼結(jié)構(gòu)可以包括圍繞電子設(shè)備的周邊的外圍導(dǎo)電部件。外圍導(dǎo)電部件可以充當諸如顯示器之類的平面結(jié)構(gòu)的邊框,可以充當設(shè)備外殼的側(cè)壁結(jié)構(gòu),和/或可以形成其他外殼結(jié)構(gòu)。外圍導(dǎo)電部件中的間隔可以與天線相關(guān)聯(lián)。天線可以,在需要時,由模制的金屬薄片或其他金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)成,或者可以由諸如襯底上的金屬跡線之類的導(dǎo)電跡線構(gòu)成。襯底可以是塑料結(jié)構(gòu)或其他電介質(zhì)結(jié)構(gòu),諸如填充了玻璃纖維環(huán)氧基質(zhì)之類的剛性印刷電路板襯底(例如,F(xiàn)R4),由聚酰亞胺或其他柔性聚合物的板或其他襯底材料構(gòu)成的柔性印刷電路(“柔性電路”)。電子設(shè)備10的外殼可以由導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(例如,金屬)構(gòu)成,或可以由電介質(zhì)結(jié)構(gòu)(例如,玻璃、塑料、陶瓷等等)構(gòu)成。在需要時,可以在導(dǎo)電外殼結(jié)構(gòu)中形成由塑料或其他電介質(zhì)材料構(gòu)成的天線窗口。設(shè)備10的天線可以被安裝為使得天線窗口結(jié)構(gòu)重疊天線。在操作過程中,射頻天線信號可以穿過電介質(zhì)天線窗口及設(shè)備10中的其他電介質(zhì)結(jié)構(gòu)。電子設(shè)備10可以是便攜式電子設(shè)備或其他合適的電子設(shè)備。例如,電子設(shè)備10可以是膝上型計算機、平板電腦、諸如腕表設(shè)備、吊掛設(shè)備、耳機設(shè)備、耳塞設(shè)備、或其他可佩帶的設(shè)備之類的有點小的設(shè)備或微型設(shè)備、蜂窩電話,或媒體播放器。設(shè)備10還可以是電視機、機頂盒、臺式計算機、計算機被集成到其中的計算機監(jiān)視器、或其他合適的電子設(shè)備。設(shè)備10可以具有安裝在諸如外殼12之類的外殼中的諸如顯示器14之類的顯示器。顯示器14可以是結(jié)合了電容性接觸式電極或可能對觸摸不敏感的觸摸屏。顯示器14可以包括由發(fā)光二極管(LED)、有機LED(OLED)、等離子單元(plasmacell)、電潤濕像素、電泳像素、液晶顯示器(LCD)組件、或其他合適的圖像像素結(jié)構(gòu)構(gòu)成的圖像像素。防護玻璃層可以覆蓋顯示器14的表面。防護玻璃可以具有諸如用于容納按鈕16的開口之類的一個或多個開口。有時可以被稱為殼體的外殼12可以由塑料、玻璃、陶瓷、纖維合成物、金屬(例如,不銹鋼、鋁等等),其他合適的材料或這些材料的組合構(gòu)成。在某些情況下,外殼12或其某些部分可以由電介質(zhì)或其他低導(dǎo)電性材料構(gòu)成。在其他情況下,外殼12或構(gòu)成外殼12的至少某些結(jié)構(gòu)可以由金屬元件構(gòu)成。在其中外殼12由諸如金屬之類的導(dǎo)電材料構(gòu)成的設(shè)備10的配置中,可以在外殼12中形成諸如圖1的天線窗口18之類的一個或多個電介質(zhì)天線窗口。天線窗口18可以由諸如塑料(作為示例)之類的電介質(zhì)構(gòu)成。設(shè)備10中的天線可以被安裝在外殼12內(nèi),以便天線窗口18重疊天線。在操作過程中,射頻天線信號可以穿過天線窗口18及設(shè)備10中的其他電介質(zhì)結(jié)構(gòu)(例如,顯示器14的防護玻璃的邊緣部分)。設(shè)備10中的天線可以被用來支持任何相關(guān)的通信頻帶。例如,設(shè)備10可以包括用于支持局域網(wǎng)通信、聲音和數(shù)據(jù)蜂窩電話通信、全球定位系統(tǒng)(GPS)通信或其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通信、(藍牙)通信等等。圖2示出了可以用于電子設(shè)備10的說明性配置的示意圖。如圖2所示,電子設(shè)備10可以包括諸如存儲器和處理電路28之類的控制電路。存儲器和處理電路28可以包括諸如硬盤驅(qū)動器存儲器之類的存儲器、非易失性存儲器(例如,被配置成構(gòu)成固態(tài)驅(qū)動器的閃存或其他電可編程只讀存儲器)、易失性存儲器(例如,靜態(tài)或動態(tài)隨機存取存儲器)。存儲器和處理電路28中的處理電路可以被用來控制設(shè)備10的操作。處理電路可以基于一個或多個微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器、基帶處理器、電源管理單元、音頻編解碼器芯片、專用集成電路等等。存儲器和處理電路28可以被用來在設(shè)備10上運行軟件,諸如因特網(wǎng)瀏覽應(yīng)用、互聯(lián)網(wǎng)語音協(xié)議(VOIP)電話呼叫應(yīng)用、電子郵件應(yīng)用、媒體播放應(yīng)用、操作系統(tǒng)功能等等。為支持與外部設(shè)備的交互,存儲器和處理電路28可以用于實現(xiàn)通信協(xié)議。可以使用存儲器和處理電路28來實現(xiàn)的通信協(xié)議包括因特網(wǎng)協(xié)議、無線局域網(wǎng)協(xié)議(例如,IEEE802.11協(xié)議——有時簡稱為)、用于其他短距離無線通信鏈路的協(xié)議,諸如協(xié)議、蜂窩電話協(xié)議等等。電路28可以被配置成實現(xiàn)控制設(shè)備10中的天線的使用的控制算法。例如,電路28可以執(zhí)行信號質(zhì)量監(jiān)視操作、傳感器監(jiān)視操作、及其他數(shù)據(jù)收集操作,并可以響應(yīng)于收集到的數(shù)據(jù)和有關(guān)哪些通信頻帶將用于設(shè)備10的信息,控制設(shè)備10內(nèi)的哪些天線結(jié)構(gòu)正在用于接收和處理數(shù)據(jù)和/或可以調(diào)整一個或多個開關(guān)、可調(diào)諧元件,或設(shè)備10中的其他可調(diào)電路以調(diào)整天線性能。作為示例,電路28可以控制兩個或更多天線中的哪一個正在用于接收傳入的射頻信號,可以控制兩個或更多天線中的哪一個正在用于傳輸射頻信號,可以控制并行地通過設(shè)備10中的兩個或更多天線路由傳入的數(shù)據(jù)流的過程,可以調(diào)諧天線以覆蓋所需通信頻帶等等。在執(zhí)行這些控制操作時,電路28可以打開和關(guān)閉開關(guān),可以接通和斷開接收器和發(fā)射器,可以調(diào)整阻抗匹配電路,可以配置被插入在射頻收發(fā)器電路和天線結(jié)構(gòu)之間的前端模塊(FEM)射頻電路(例如,用于阻抗匹配和信號路由的濾波和切換電路)中的開關(guān),可以調(diào)整開關(guān)、可調(diào)諧的電路、及作為天線的一部分形成的或耦合到天線或與天線相關(guān)聯(lián)的信號通路的其他可調(diào)電路元件,并可以以別的方式控制和調(diào)整設(shè)備10的組件??梢允褂幂斎?輸出電路30來允許數(shù)據(jù)被提供給設(shè)備10,并允許數(shù)據(jù)從設(shè)備10提供到外部設(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、游戲桿、點撥輪、滾動輪、觸摸板、小鍵盤、鍵盤、麥克風、揚聲器、音調(diào)產(chǎn)生器、振動器、照相機、傳感器、發(fā)光二極管及其他狀態(tài)指示燈、數(shù)據(jù)端口等等。用戶可以通過經(jīng)由輸入-輸出設(shè)備32來提供命令來控制設(shè)備10的操作,并可以使用輸入-輸出設(shè)備32的輸出資源,從設(shè)備10接收狀態(tài)信息以及其他輸出。無線通信電路34可以包括由一個或多個集成電路構(gòu)成的射頻(RF)收發(fā)器電路、功率放大器電路、低噪聲輸入放大器、無源RF組件、一個或多個天線、及用于處理RF無線信號的其他電路。無線信號還可以使用光(例如,使用紅外通信)來發(fā)送。無線通信電路34可以包括諸如全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器電路35之類的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器電路(例如,用于接收1575MHz的衛(wèi)星定位信號)或與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器電路。收發(fā)器電路36可以處理(IEEE802.11)通信的2.4GHz和5GHz頻帶,并可以處理2.4GHz通信頻帶。電路34可以使用用于在諸如大約700MHz到大約2200MHz的頻率范圍內(nèi)的頻帶之類的蜂窩電話頻帶中或在較高或較低的頻率的頻帶中處理無線通信的蜂窩電話收發(fā)器電路38。如果需要,無線通信電路34可包括用于其他短距離的和遠距離的無線鏈路的電路。例如,無線通信電路34可以包括用于接收廣播和電視信號的無線電路,尋呼電路等等。在和鏈路及其他短距離無線鏈路中,無線信號通常用于在幾十或幾百英尺內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。在蜂窩電話鏈路及其他遠程鏈路中,無線信號通常用于在數(shù)千英尺或英里內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。無線通信電路34可以包括天線40。天線40可以使用任何合適類型的天線構(gòu)成。例如,天線40可以包括帶有由環(huán)形天線結(jié)構(gòu)、補片天線結(jié)構(gòu)、倒F天線結(jié)構(gòu)、封閉和開口槽天線結(jié)構(gòu)、平面倒F天線結(jié)構(gòu)、螺旋形天線結(jié)構(gòu)、條狀天線、單極、偶極、這些設(shè)計的混合等等構(gòu)成的諧振元件的天線。不同類型的天線可以用于不同的頻帶和頻帶的組合。例如,一種類型的天線可以用于構(gòu)成本地無線鏈路天線,另一種類型的天線可以用于構(gòu)成遠程無線鏈路。在天線體積和天線帶寬之間一般有折衷。在受約束的容積內(nèi)實現(xiàn)的天線,如有時滿足設(shè)備小型化的需要所需的那樣,將傾向于表現(xiàn)出比在更大的容積內(nèi)實現(xiàn)的可比擬的天線更小的帶寬。圖3中示出了可以在設(shè)備10中使用的類型的說明性天線。天線40可以在相對來說受約束的容積內(nèi)實現(xiàn)(如果需要)。為確保圖3的天線40表現(xiàn)出所需的頻率響應(yīng),可以給天線40提供諸如濾波器電路68和/或匹配電路70之類的特征。濾波器電路68可以是帶阻濾波器或在不同的操作頻率表現(xiàn)出不同的阻抗的其他濾波器電路。這允許濾波器電路68作為頻率的函數(shù)來構(gòu)成閉合電路或開路。濾波器電路68的行為在設(shè)備10的操作過程中將天線40的各部分彼此電連接和斷開,以將天線40置于適于表現(xiàn)出所需頻率響應(yīng)的配置。匹配電路70可以由幫助天線40實現(xiàn)所需頻率響應(yīng)的固定組件構(gòu)成,或者可以由可調(diào)電路構(gòu)成??烧{(diào)電路可以,作為示例,被實時地調(diào)整,以便電路70在不同的操作模式下表現(xiàn)出不同的阻抗。由匹配電路70表現(xiàn)出的不同的阻抗可以用于調(diào)諧天線40,以覆蓋所需的相關(guān)頻率。如圖3所示,天線40可以包括構(gòu)成天線諧振元件50和天線接地52的導(dǎo)電天線結(jié)構(gòu)。天線諧振元件50可以例如由剛性或柔性印刷電路襯底上的圖案化金屬跡線或模制塑料襯底上的圖案化金屬跡線構(gòu)成(作為示例)。天線接地52可以由印刷電路上的金屬跡線、模制塑料襯底上的金屬跡線,和/或諸如外殼12的金屬部分之類的其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)構(gòu)成。圖3的示例中的天線諧振元件50是倒F天線諧振元件。這只是說明性的。設(shè)備10中的天線可以基于任何合適類型的天線(例如,環(huán)形天線、條狀天線、平面倒F天線、槽式天線、包括一個以上的類型的天線結(jié)構(gòu)的混合型天線、或其他合適的天線)。天線諧振元件50可以包括諸如臂60之類的主要諧振元件臂。臂60可以具有直的形狀、彎曲形狀、帶有一個或多個彎的形狀,帶有一個或多個分叉的形狀,或其他合適的形狀。短路支線62可以耦合在天線諧振元件臂60和天線接地52之間。濾波器68和匹配電路70可以串聯(lián)在天線諧振元件臂60和接地52之間。天線40可以具有由天線饋源支線58中的饋源端子54和56構(gòu)成的天線饋源。天線饋源支線58可以耦合在臂60和接地52之間。信號通路44可以耦合到天線40中的天線饋源。信號通路44可以包括正的通路64和接地通路66。正的通路64可以耦合到正的天線饋源端子54。接地信號通路66可以耦合到接地天線饋源端子56。信號通路44可以包括傳輸線路結(jié)構(gòu)。例如,信號通路44可以包括同軸電纜傳輸線路的一個或多個部分,一個或多個微帶傳輸線,一個或多個帶狀線傳輸線路,或其他傳輸線路結(jié)構(gòu)。阻抗匹配電路、濾波器、開關(guān)、及其他電路可以在需要時被插入在通路44中。圖3的示例中的天線諧振元件50是倒F天線諧振元件。這只是說明性的。天線40可以基于任何合適類型的天線(例如,環(huán)形天線、條狀天線、平面倒F天線、槽式天線、包括一個以上的類型的天線結(jié)構(gòu)的混合型天線,或其他合適的天線)。諸如帶阻濾波器68和阻抗匹配電路70之類的濾波器電路可以耦合在臂60和接地52之間,如圖3所示,或可以耦合在天線40中的其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間。例如,濾波器68可以具有耦合到天線諧振元件臂60的第一端子T1和通過匹配電路70耦合到天線接地52的第二端子T2,如圖3所示。在需要時,濾波器68可以被耦合在臂60的不同部分或天線諧振元件50的其他部分之間(即,端子T1可以連接到元件50中的第一位置,以及端子T2可以耦合到元件50中的不同位置),濾波器68可以耦合在與短路支線62分開的通路中的臂60和接地52之間,端子T1和T2可以耦合到接地52的不同的相應(yīng)的部分,等等。匹配電路70可以在需要時具有耦合到天線諧振元件50中的相應(yīng)的位置的第一和第二端子,耦合到天線接地52中的相應(yīng)的位置的第一和第二端子,將諧振元件50的不同的部分彼此連接的端子,在與短路支線62等等分開的通路中將天線諧振元件50耦合到天線接地52的端子。圖3的配置僅僅是說明性的。帶阻濾波器68和阻抗匹配電路70可以被配置成幫助天線40覆蓋所需的相關(guān)通信頻帶??梢詤⒖紙D4-12理解圖3的天線40中的帶阻濾波器68和匹配電路70的操作。作為示例,考慮圖4所示出的類型的配置中的天線40。在此配置中,從天線諧振元件50中去除了短路支線62。在圖5中,作為頻率的函數(shù)來繪制圖4的天線配置的天線性能(駐波比)。如曲線72所示,在沒有短路支線62的情況下(作為示例),天線40可以在頻率f2表現(xiàn)出諧振峰值。以頻率f2為中心的諧振可以與相關(guān)的通信頻帶相關(guān)聯(lián)(例如,蜂窩電話通信頻率、相關(guān)的局域網(wǎng)通信頻率等等)。當短路支線62被添加到圖4的天線40時,天線40可以具有圖6所示出的類型的配置。在圖7中,作為頻率的函數(shù)來繪制圖6的天線配置的天線性能(駐波比)。如曲線74所示,在存在短路支線62的情況下,天線40可以在頻率f1表現(xiàn)出諧振峰值。以頻率f1為中心的諧振可以與相關(guān)的通信頻帶相關(guān)聯(lián)(例如,蜂窩電話通信頻率、相關(guān)的局域網(wǎng)通信頻率等等)。通過將帶阻濾波器68包括到支線62中,如圖3所示,圖3的天線40可以在頻率f1和頻率f2表現(xiàn)出諧振。帶阻濾波器可以配置成使得其阻帶在頻率f2覆蓋曲線72的諧振。在阻帶內(nèi)的頻率,濾波器68的阻抗將高,濾波器68將充當開路(即,圖3的天線40將好像短路路徑62不存在地操作,如結(jié)合圖4和5所描述的)。在阻帶之外的頻率,諸如在頻率f1的通信頻帶中的頻率,濾波器68的阻抗將是低,濾波器68將充當閉合電路(即,圖3的天線40將好像短路通路62存在地操作,如結(jié)合圖6和7所描述的)。因此,圖3的天線40將在圖7的曲線74的頻率f1表現(xiàn)出諸如諧振之類的低頻帶諧振,將在圖5的曲線72的頻率f2表現(xiàn)出諸如諧振之類的高頻帶諧振。在需要時,天線40可以被配置成表現(xiàn)出額外的諧振(例如,在相關(guān)的額外的通信頻帶)。圖8是可以用于帶阻濾波器68的說明性配置的電路圖。帶阻濾波器68包括多個級(S1,S2,以及S3)。在圖8的帶阻濾波器68中有三個級,但是如果需要,在帶阻濾波器68中可以使用不同數(shù)量的級(例如,帶阻濾波器68可以具有一個或多個級,兩個或更多級,三個或更多級,四個或更多級,五個或更多級,一個到三個級,兩個到五個級,三個到十個級,少于五級,或其他合適數(shù)量的級)。帶阻濾波器68可以具有諸如端子T1之類的第一端子和諸如端子T2之類的第二端子。帶阻濾波器級S1,S2,以及S3可以串聯(lián)在端子T1和T2之間。端子T1可以耦合到天線諧振元件50的天線諧振元件臂60,如圖3所示。端子T2可以通過可選匹配電路70耦合到天線接地52。帶阻濾波器68不必包括接地端子(即,導(dǎo)電線63可以浮動,并不必短路到接地)。濾波器68的每一級可以具有構(gòu)成相應(yīng)的諧振電路的電路組件。諧振電路可以由諸如電感器、電容器、以及電阻器之類的電氣組件的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。在圖8所示出的說明性配置中,每一級都包括并聯(lián)在級的兩個相應(yīng)的端子之間的電感器和電容器。例如,級S1包括與電容器C1并聯(lián)的電感器L1,級S2包括與電容器C2并聯(lián)的電感器L2,而級S3包括與電容器C3并聯(lián)的電感器L3。電感L1、L2、以及L3和電容C1、C2、以及C3的大小可以被配置為使得每一級都在不同的相應(yīng)的諧振頻率(即,在不同的相應(yīng)的諧振峰值)表現(xiàn)出諧振??梢赃x擇諧振頻率(諧振峰值),以便與級相關(guān)聯(lián)的諧振重疊并產(chǎn)生所需寬度的阻帶。圖9是其中作為頻率f的函數(shù)繪制帶阻濾波器68的阻抗Z的大?。ㄇ€76)的圖形。濾波器68中的每一濾波器級的單個響應(yīng)都與曲線78、80、以及82中的相應(yīng)的一個曲線相關(guān)聯(lián)。具體而言,濾波器級S1的阻抗由曲線78來表示,濾波器級S2的阻抗由曲線80來表示,而濾波器級S3的阻抗由曲線82來表示。這些阻抗中的每一個都有助于濾波器68的由阻抗曲線76給出的并覆蓋帶寬BW的總響應(yīng)(即,全部三個串聯(lián)的諧振電路的組)。在此示例中,濾波器68包含三個級,如此對曲線76有三個相應(yīng)的阻抗貢獻。在帶有較少的單個諧振濾波器級或帶有更多單個諧振濾波器級的帶阻濾波器68的配置中,有助于總體阻抗曲線76的單個阻抗曲線的數(shù)量將相應(yīng)地變化。如圖9的曲線76所演示的,由帶阻濾波器68所表現(xiàn)出的阻抗將在以頻率f2為中心的阻帶中為高(即,濾波器68將在高頻帶中的頻率在端子T1和T2之間構(gòu)成開路,因為濾波器68的阻帶覆蓋高通信頻帶),以及將在其他頻率為低(即,濾波器68將在阻帶之外的頻率,諸如圍繞頻率f1的頻率,有效地構(gòu)成短路)。圖10中示出了當在天線40中操作時,作為頻率f的函數(shù),濾波器68的所產(chǎn)生的無線電信號傳輸T。圖10的曲線86對應(yīng)于來自級S1的傳輸貢獻,曲線88對應(yīng)于來自級S2的傳輸貢獻,曲線90對應(yīng)于來自級S3的傳輸貢獻,而曲線84表示濾波器68的所產(chǎn)生的總體傳輸特性,表現(xiàn)出以頻率f2為中心的帶寬BW的阻帶并覆蓋高頻帶中的頻率。帶外傳輸(例如,在頻率f1附近的頻率的傳輸)是高(例如,80-100%或其他合適的值),而帶內(nèi)傳輸(即,在頻率f2附近的頻率的傳輸)是低(即,0-20%或其他合適的值)。由于多個諧振電路級(S1、S2、以及S3)的存在,濾波器68的總帶寬BW可以被提高到單級濾波器的帶寬之外。這可使阻帶被配置成具有足夠覆蓋相關(guān)的全部頻率的帶寬BW。例如,濾波器68可以被配置成使得阻帶覆蓋相關(guān)的通信頻帶,諸如以頻率f2為中心的蜂窩電話頻帶或無線局域網(wǎng)頻帶。帶寬BW可以是例如數(shù)十MHz、幾百MHz或更多(作為示例)。在天線40中可以使用諸如圖3的天線40的阻抗匹配電路70之類的阻抗匹配電路,以確保天線40在所需通信頻帶中表現(xiàn)出諧振峰值(例如,在頻率f1調(diào)整低頻帶峰值的位置)。在需要時,匹配電路70可以使用可調(diào)電路來實現(xiàn)。例如,匹配電路70可以包括一個或多個可調(diào)電路組件,諸如開關(guān)、變抗器、可調(diào)電感器、可變電阻器、或具有可以由設(shè)備10中的控制電路實時地調(diào)整的電特性的其他電路組件。在設(shè)備10的操作過程中,控制電路(參見例如圖2的存儲器以及處理電路28)可以調(diào)整可調(diào)匹配電路70的阻抗,以調(diào)諧天線40的頻率響應(yīng)。圖11示出了在實現(xiàn)匹配電路70時可以使用的說明性可調(diào)電路。用于調(diào)諧天線40的圖11的可調(diào)電路可以被耦合在天線諧振元件50的相應(yīng)的部分之間、在接地52的相應(yīng)的部分之間、或在諧振元件50和接地52之間。如圖3所示,例如,天線40可以具有在天線諧振元件50中的天線諧振元件臂60的末梢部分和天線接地52之間被與帶阻濾波器68串聯(lián)的諸如可調(diào)電路70之類的可調(diào)天線調(diào)諧電路??烧{(diào)電路70可以具有耦合到濾波器68的端子T2的諸如端子92之類的第一端子和耦合到天線接地52的諸如端子94之類的第二端子。在圖11示例中,可調(diào)電路70是包括射頻開關(guān)104的基于開關(guān)的可調(diào)電路。可以使用控制信號(例如,通過控制信號通路102接收到的來自設(shè)備10中的控制電路的控制信號)來調(diào)整射頻開關(guān)104。如果需要,可以使用其他類型的控制機制。開關(guān)104可以耦合在臂60和接地52之間與諸如并聯(lián)電容器96、98、以及100之類的多個電氣組件串聯(lián)。開關(guān)104可以具有耦合到天線接地52的諸如端子94之類的端子。開關(guān)104也可以具有分別耦合到電容器96、98、以及100(或在需要時,諸如電感器之類的其他合適的電路組件)的端子106、108、以及110。電容器96、98、以及100中的每一個都可以具有不同的相應(yīng)的電容值,因此每一個都可以表現(xiàn)出不同的射頻阻抗值。當希望在諧振元件臂60和天線接地52之間耦合電容器96的電容時,可以向開關(guān)104(例如,通過控制通路102)提供控制信號,以將端子94耦合到端子106。當希望在諧振元件臂60和天線接地52之間耦合電容器98的電容時,可以在通路102上向開關(guān)104提供控制信號,以將端子94耦合到端子108。當希望在諧振元件臂60和天線接地52之間耦合電容器100的電容時,端子94可以通過開關(guān)104耦合到端子110。圖12的圖形示出了諸如圖3的天線40之類的天線如何可以通過調(diào)整匹配電路70(例如,圖11中所示出的類型的匹配電路)來調(diào)諧。在圖12中,作為頻率f的函數(shù)來繪制天線性能(駐波比)。當圖11的可調(diào)電路70已經(jīng)被配置成使得端子94連接到端子108(即,電容98被接入使用)時,曲線112對應(yīng)于圖3的天線40的性能。當希望在頻率f1調(diào)諧低頻帶諧振時,設(shè)備10中的控制電路可以調(diào)整開關(guān)104的狀態(tài)。例如,當希望降低低頻帶諧振的頻率響應(yīng)以便低頻帶諧振的中心從頻率f1移動到頻率fa時,如曲線114所示,開關(guān)104可以被配置成將端子94連接到端子106,以將電容器96接入使用。例如,當希望提高低頻帶諧振的頻率響應(yīng)以便低頻帶諧振的中心從頻率f1移動到頻率fb時,如曲線116所示,開關(guān)104可以被配置成將端子94連接到端子110,以將電容器100接入使用。在此示例中,對匹配電路70的調(diào)整主要在與在頻率f1的通信頻帶相關(guān)聯(lián)的頻率影響天線40的低頻帶性能(即,在與頻率f2相關(guān)聯(lián)的頻率天線40的高頻帶性能不受顯著影響)。在需要時,可以使用諸如匹配電路70之類的一個或多個匹配電路來調(diào)整高頻帶性能和/或一個或多個額外頻帶中的性能。使用諸如圖11的可調(diào)電路70之類的可調(diào)電路來對圖3的天線40中的低頻帶諧振的調(diào)諧只是說明性的。根據(jù)一個實施例,提供了一種天線,包括:天線諧振元件;天線接地;以及耦合在所述天線諧振元件和所述天線接地之間的多級帶阻濾波器。根據(jù)另一實施例,所述天線還包括與所述多級帶阻濾波器串聯(lián)的阻抗匹配電路。根據(jù)另一實施例,所述阻抗匹配電路包括被配置成調(diào)諧所述天線的可調(diào)電路。根據(jù)另一實施例,所述可調(diào)電路包括射頻開關(guān)。根據(jù)另一實施例,所述可調(diào)電路包括表現(xiàn)出使用所述射頻開關(guān)調(diào)整的電容的可調(diào)電容器。根據(jù)另一實施例,所述天線諧振元件、天線接地、以及多級帶阻濾波器被配置成在低通信頻帶和高通信頻帶中諧振,以及其中,所述帶阻濾波器具有覆蓋所述高通信頻帶的阻帶。根據(jù)另一實施例,所述天線諧振元件、天線接地、以及多級帶阻濾波器被配置成在低通信頻帶和高通信頻帶中諧振,以及其中,所述帶阻濾波器具有覆蓋所述高通信頻帶的阻帶。根據(jù)另一實施例,所述多級帶阻濾波器包括電感器以及電容器。根據(jù)另一實施例,所述多級帶阻濾波器包括串聯(lián)的多個級,以及其中,所述帶阻濾波器的每一級包括帶有不同的相應(yīng)的諧振頻率的諧振電路。根據(jù)另一實施例,每一個諧振電路都包括與電感器并聯(lián)的電容器。根據(jù)另一實施例,所述天線諧振元件包括具有諧振元件臂的倒F天線諧振元件,以及其中,所述帶阻濾波器被耦和在所述諧振元件臂和所述天線接地之間。根據(jù)一個實施例,提供了一種天線,包括:被配置成發(fā)射與接收射頻天線信號的導(dǎo)電天線結(jié)構(gòu);以及包括多個串聯(lián)的諧振電路的帶阻濾波器,其中所述帶阻濾波器被耦合在所述導(dǎo)電天線結(jié)構(gòu)的第一和第二部分之間。根據(jù)另一實施例,所述諧振電路中的每一個都包括相應(yīng)的電容器以及電感器。根據(jù)另一實施例,所述串聯(lián)的諧振電路包括:被配置成在第一頻率表現(xiàn)出諧振峰值的具有第一電容器和第一電感器的第一諧振電路;以及被配置成在不同于所述第一頻率的第二頻率表現(xiàn)出諧振峰值的具有第二電容器和第二電感器的第二諧振電路。根據(jù)另一實施例,所述帶阻濾波器具有阻帶,其中所述導(dǎo)電天線結(jié)構(gòu)被配置成在位于所述阻帶之外的第一通信頻帶諧振,并被配置成在被所述阻帶覆蓋的第二通信頻帶諧振。根據(jù)另一實施例,所述串聯(lián)的諧振電路中的每一個都表現(xiàn)出帶有不同的諧振峰值頻率的相應(yīng)的諧振,以及其中,所述諧振重疊以產(chǎn)生所述阻帶。根據(jù)另一實施例,所述導(dǎo)電天線結(jié)構(gòu)的所述第一部分包括所述諧振元件中的諧振元件臂,以及其中,所述導(dǎo)電天線結(jié)構(gòu)的所述第二部分包括所述天線接地。根據(jù)另一實施例,所述天線還包括在所述諧振元件臂和所述天線接地之間與所述帶阻濾波器串聯(lián)的可調(diào)電路。根據(jù)另一實施例,所述可調(diào)電路包括基于開關(guān)的可調(diào)電容器。根據(jù)一個實施例,提供了一種天線,包括:天線諧振元件;天線接地;以及在所述天線諧振元件和所述天線接地之間串聯(lián)的帶阻濾波器和阻抗匹配電路。根據(jù)另一實施例,所述帶阻濾波器包括多個串聯(lián)的諧振電路,其中每個電路都帶有不同的相應(yīng)的諧振頻率。根據(jù)另一實施例,所述阻抗匹配電路包括可操作以響應(yīng)于控制信號調(diào)諧所述天線的可調(diào)電路。根據(jù)另一實施例,所述天線諧振元件包括至少一個諧振元件臂,其中所述帶阻濾波器和所述阻抗匹配電路被耦合在所述諧振元件臂和所述天線接地之間,其中所述帶阻濾波器以阻帶來表征,其中所述天線包括被耦合在所述諧振元件臂和所述天線接地之間的饋源支線,其中所述天線諧振元件、天線接地、以及帶阻濾波器被配置成在所述阻帶之外的至少第一通信頻帶和被所述阻帶覆蓋的至少第二通信頻帶中操作。根據(jù)另一實施例,所述阻抗匹配電路包括被配置成響應(yīng)于控制信號調(diào)諧所述天線的可調(diào)電路。根據(jù)另一實施例,所述可調(diào)電路包括可調(diào)電容器。根據(jù)另一實施例,所述天線接地包括導(dǎo)電電子設(shè)備外殼結(jié)構(gòu)。前述的內(nèi)容只是對本發(fā)明的原理的說明,在不離開本發(fā)明的范圍和精神的情況下,所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以作出各種修改。
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