本發(fā)明構(gòu)思總體上涉及無線通信領(lǐng)域，并且更具體地，涉及用于無線通信裝置的天線。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求保護(hù)于2015年1月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)no.14/595,267的優(yōu)先權(quán)，其全部公開通過引用并入于此。

背景技術(shù)：

諸如蜂窩電話和其它用戶設(shè)備的無線通信裝置可以包括可被用于與外部裝置通信的天線。這些天線可以在通信裝置附近產(chǎn)生不同類型的輻射圖案。然而，一些天線設(shè)計(jì)可以助長(zhǎng)不希望量的地電流和不規(guī)則的輻射圖案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式包括具有倒f型天線(ifa)的無線電子裝置。該ifa可以包括ifa激勵(lì)部件、ifa饋線以及接地引腳。所述ifa激勵(lì)部件可以被設(shè)置成在被經(jīng)由所述ifa饋線接收到的信號(hào)激勵(lì)時(shí)，按第一諧振頻率和不同于該第一諧振頻率的第二諧振頻率兩者諧振。所述無線電子裝置可以包括高頻帶陷波器，該高頻帶陷波器具有基于所述ifa激勵(lì)部件的所述第一諧振頻率限定的長(zhǎng)度。所述高頻帶陷波器可以經(jīng)由所述接地引腳電耦接至所述ifa激勵(lì)部件。接地貼片可以電耦接在所述高頻帶陷波器與接地面之間。該無線電子裝置可以包括低頻帶陷波器，該低頻帶陷波器具有基于所述ifa激勵(lì)部件的第二諧振頻率限定的長(zhǎng)度，其中，所述低頻帶陷波器經(jīng)由所述接地貼片電耦接至所述接地面。

根據(jù)各種實(shí)施方式，所述高頻帶陷波器的長(zhǎng)度可以對(duì)應(yīng)于所述ifa激勵(lì)部件的所述第一諧振頻率的大約0.5倍波長(zhǎng)。所述低頻帶陷波器的長(zhǎng)度可以對(duì)應(yīng)于所述ifa激勵(lì)部件的所述第二諧振頻率的大約0.5倍波長(zhǎng)。所述ifa饋線可以按所述ifa的所述第一諧振頻率的大約0.25倍波長(zhǎng)，位于所述高頻帶陷波器的中心附近。所述接地貼片可以在所述高頻帶陷波器的中心附近電連接至所述高頻帶陷波器。在各種實(shí)施方式中，所述ifa饋線在印刷電路板(pcb)層上的寬度可以基于所述pcb層的厚度來選擇，使得所述ifa與所述ifa激勵(lì)部件阻抗匹配。

在一些實(shí)施方式中，所述ifa可以被設(shè)置成感應(yīng)所述高頻帶陷波器上的電流和/或所述低頻帶陷波器上的電流，使得所述無線電子裝置的輻射圖案形成偶極天線圖案。所述接地貼片的長(zhǎng)度可以處于0.1倍波長(zhǎng)至0.2倍波長(zhǎng)之間。所述接地貼片的長(zhǎng)度可以處于所述第一諧振頻率的0.1倍波長(zhǎng)至0.2倍波長(zhǎng)之間，或者所述第二諧振頻率的0.1倍波長(zhǎng)至0.2倍波長(zhǎng)之間。所述接地貼片的長(zhǎng)度可以確定所述高頻帶陷波器的帶寬。所述接地引腳可以導(dǎo)電并且可以與所述ifa激勵(lì)部件阻抗匹配。

在一些實(shí)施方式中，所述ifa饋線可以包括電連接至所述接地面的共面波導(dǎo)。所述共面波導(dǎo)包括導(dǎo)體軌跡、處于所述導(dǎo)體軌跡的第一側(cè)上的第一返回軌跡以及處于所述導(dǎo)體軌跡的第二側(cè)上的、與所述第一返回軌跡相對(duì)的第二返回軌跡。所述第一返回軌跡和所述第二返回軌跡可以與所述導(dǎo)體軌跡電隔離。

在一些實(shí)施方式中，所述ifa可以包括第一ifa。一個(gè)或更多個(gè)附加ifa，皆包括附加ifa饋線以及附加ifa激勵(lì)部件，所述附加ifa激勵(lì)部件被設(shè)置成在被經(jīng)由所述附加ifa饋線接收到的信號(hào)激勵(lì)時(shí)按所述第一諧振頻率和所述第二諧振頻率兩者諧振。所述附加ifa皆可以包括附加接地引腳，經(jīng)由所述附加接地引腳電耦接至所述附加ifa的附加高頻帶陷波器。經(jīng)由所述附加接地貼片電耦接至所述接地面的附加低頻帶陷波器被包括在所述無線電子裝置的每一個(gè)附加ifa中。所述第一ifa和所述一個(gè)或更多個(gè)附加ifa可以沿著所述無線電子裝置的邊緣延伸。

根據(jù)各種實(shí)施方式，所述高頻帶陷波器中的相鄰高頻帶陷波器之間的間距可以處于所述第一諧振頻率的0.25倍波長(zhǎng)至0.5倍波長(zhǎng)之間。所述低頻帶陷波器中的相鄰低頻帶陷波器之間的間距可以處于所述第二諧振頻率的0.25倍波長(zhǎng)至0.5倍波長(zhǎng)之間。

在各種實(shí)施方式中，所述一個(gè)或更多個(gè)附加ifa可以包括三個(gè)附加ifa。所述第一ifa和所述三個(gè)附加ifa可被設(shè)置成接收和/或發(fā)送多輸入多輸出(mimo)通信。

在各種實(shí)施方式中，所述無線電子裝置可以包括一個(gè)或更多個(gè)高頻帶ifa。所述高頻帶ifa中的每一個(gè)都可以包括高頻帶ifa饋線、被設(shè)置成在被經(jīng)由所述高頻帶ifa饋線接收到的信號(hào)激勵(lì)時(shí)按所述第一諧振頻率或所述第二諧振頻率諧振的高頻帶ifa激勵(lì)部件、高頻帶接地引腳、高頻帶接地貼片以及專用高頻帶陷波器，該專用高頻帶陷波器經(jīng)由所述高頻帶接地引腳電耦接至所述高頻帶ifa激勵(lì)部件，并且經(jīng)由所述高頻帶接地貼片電耦接至所述接地面。所述一個(gè)或更多個(gè)高頻帶ifa可以沿著所述無線電子裝置的邊緣延伸。所述第一ifa和所述附加ifa中的一個(gè)附加ifa可以沿著所述無線電子裝置的邊緣，與所述高頻帶ifa中的至少一個(gè)高頻帶ifa按交替圖案定位。

本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式包括具有多個(gè)雙頻帶倒f型天線(ifa)的無線電子裝置，每個(gè)雙頻帶ifa都包括ifa饋線、ifa激勵(lì)部件、接地引腳以及接地貼片。所述ifa激勵(lì)部件可以被設(shè)置成在被經(jīng)由所述ifa饋線接收到的信號(hào)激勵(lì)時(shí)按第一諧振頻率和第二諧振頻率兩者諧振。所述無線電子裝置可以包括多個(gè)低頻帶陷波器，所述多個(gè)低頻帶陷波器皆經(jīng)由相應(yīng)的接地貼片電耦接至所述多個(gè)雙頻帶ifa中的相應(yīng)一個(gè)雙頻帶ifa。所述無線電子裝置可以包括多個(gè)低頻帶陷波器，所述多個(gè)低頻帶陷波器皆經(jīng)由所述相應(yīng)的接地貼片電耦接至所述多個(gè)雙頻帶ifa中的相應(yīng)一個(gè)雙頻帶ifa。所述多個(gè)高頻帶陷波器中的一個(gè)的長(zhǎng)度可以基于相應(yīng)的ifa激勵(lì)部件的所述第一諧振頻率。所述多個(gè)低頻帶陷波器中的一個(gè)的長(zhǎng)度可以基于相應(yīng)的ifa激勵(lì)部件的所述第二諧振頻率。所述多個(gè)雙頻帶ifa可以沿著所述無線電子裝置的邊緣延伸。

包括多個(gè)雙頻帶ifa的所述無線電子裝置還可以包括多個(gè)高頻帶ifa，每個(gè)高頻帶ifa都具有高頻帶ifa饋線、被設(shè)置成在被經(jīng)由所述高頻帶ifa饋線接收到的信號(hào)激勵(lì)時(shí)按所述第一諧振頻率或所述第二諧振頻率諧振的高頻帶ifa激勵(lì)部件、高頻帶接地引腳、高頻帶接地貼片以及專用高頻帶陷波器。所述專用高頻帶陷波器可以經(jīng)由所述高頻帶接地引腳電耦接至所述高頻帶ifa激勵(lì)部件。所述專用高頻帶陷波器可以經(jīng)由所述高頻帶接地貼片電耦接至所述接地面。所述一個(gè)或更多個(gè)高頻帶ifa可以沿著所述無線電子裝置的邊緣延伸。所述多個(gè)雙頻帶ifa中的雙頻帶ifa可以沿著所述無線電子裝置的邊緣，與所述多個(gè)高頻帶ifa中的高頻帶ifa按交替圖案定位，使得給定的高頻帶ifa可以處于所述多個(gè)雙頻帶ifa中的相鄰的高頻帶ifa之間。

本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式包括一種無線電子裝置，該無線電子裝置包括：接地面；從所述接地面的一端部起突出的接地貼片；高頻帶陷波器，該高頻帶陷波器從所述接地貼片的、遠(yuǎn)離所述接地面的端部起延伸，并且近似平行于所述接地面的所述端部延伸。低頻帶陷波器可以橫跨所述接地貼片延伸并超出所述接地貼片，并且近似平行于所述接地面的所述端部延伸和近似平行于所述高頻帶陷波器延伸。接地引腳可以從所述高頻帶陷波器起延伸。所述無線電子裝置可以包括ifa激勵(lì)部件，該ifa激勵(lì)部件從所述接地引腳的、遠(yuǎn)離所述高頻帶陷波器的一端部起延伸，并且近似平行于所述高頻帶陷波器延伸。所述無線電子裝置可以包括ifa饋線，該ifa饋線從所述ifa激勵(lì)部件起延伸至所述高頻帶陷波器。

本領(lǐng)域技術(shù)人員通過審查下列圖和詳細(xì)描述，將清楚根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的其它裝置和/或操作。所有這種附加裝置和/或操作都旨在被包括在該描述內(nèi)、本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)，并且通過所附權(quán)利要求書來保護(hù)。而且，在此公開的所有實(shí)施方式都旨在可以分離地實(shí)現(xiàn)，或者按任何方式和/或組合來組合。

附圖說明

圖1例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的無線電子裝置的倒f型天線(ifa)。

圖2例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括圖1的ifa的無線電子裝置。

圖3以圖表例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的圖1和圖2的天線的頻率響應(yīng)。

圖4例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的沿著圖2的無線電子裝置在15ghz激勵(lì)下的表面波。

圖5例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括圖1的倒f型天線的諸如智能電話的無線電子裝置周圍的輻射圖案。

圖6例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各個(gè)實(shí)施方式的包括高頻帶陷波器和低頻帶陷波器的天線。

圖7以圖表例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的圖6的天線的頻率響應(yīng)。

圖8例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的沿著包括圖6的天線的無線電子裝置的15ghz激勵(lì)下的輻射圖案。

圖9例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括圖6的天線的諸如智能電話的無線電子裝置周圍的15ghz激勵(lì)下的輻射圖案。

圖10例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的沿著圖6的無線電子裝置的30ghz激勵(lì)下的表面波。

圖11例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括圖6的天線的諸如智能電話的無線電子裝置周圍的30ghz激勵(lì)下的輻射圖案。

圖12例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括圖6的天線的陣列的無線電子裝置。

圖13以圖表例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的圖12的天線的頻率響應(yīng)。

圖14a例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括圖12的天線陣列的諸如智能電話的無線電子裝置周圍的在各種相移下15ghz激勵(lì)的輻射圖案。

圖14b例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括圖12的天線陣列的諸如智能電話的無線電子裝置周圍的在各種相移下15ghz激勵(lì)的輻射圖案。

圖14c例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括圖12的天線陣列的諸如智能電話的無線電子裝置周圍的在各種相移下15ghz激勵(lì)的輻射圖案。

圖15a例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括圖12的天線陣列的諸如智能電話的無線電子裝置周圍的在各種相移下30ghz激勵(lì)的輻射圖案。

圖15b例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括圖12的天線陣列的諸如智能電話的無線電子裝置周圍的在各種相移下30ghz激勵(lì)的輻射圖案。

圖15c例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括圖12的天線陣列的諸如智能電話的無線電子裝置周圍的在各種相移下30ghz激勵(lì)的輻射圖案。

圖16例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各個(gè)實(shí)施方式的包括用于30ghz的高頻帶陷波器的天線。

圖17以圖表例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的圖16的天線的頻率響應(yīng)。

圖18例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的沿著包括圖16的天線的無線電子裝置在30ghz激勵(lì)下的輻射圖案。

圖19a例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的具有附加高頻帶陷波器天線的混合雙頻帶天線陣列。

圖19b例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的具有附加高頻帶陷波器天線的混合雙頻帶天線陣列。

圖20以圖表例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的圖19a的天線的頻率響應(yīng)。

圖21a例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括圖19a的天線陣列的諸如智能電話的無線電子裝置周圍的在各種相移下15ghz激勵(lì)的輻射圖案。

圖21b例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括圖19a的天線陣列的諸如智能電話的無線電子裝置周圍的在各種相移下15ghz激勵(lì)的輻射圖案。

圖21c例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括圖19a的天線陣列的諸如智能電話的無線電子裝置周圍的在各種相移下15ghz激勵(lì)的輻射圖案。

圖22a例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括圖19a的天線陣列的諸如智能電話的無線電子裝置周圍的在各種相移下30ghz激勵(lì)的輻射圖案。

圖22b例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括圖19a的天線陣列的諸如智能電話的無線電子裝置周圍的在各種相移下30ghz激勵(lì)的輻射圖案。

圖22c例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括圖19a的天線陣列的諸如智能電話的無線電子裝置周圍的在各種相移下30ghz激勵(lì)的輻射圖案。

圖23例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各個(gè)實(shí)施方式的包括高頻帶陷波器和低頻帶陷波器以及共面波導(dǎo)的天線。

圖24例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各個(gè)實(shí)施方式的包括高頻帶陷波器和低頻帶陷波器的天線。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行更全面描述，其中，示出了本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式。然而，本申請(qǐng)不應(yīng)被視為受限于在此闡述的這些實(shí)施方式。相反地，提供這些實(shí)施方式以使本公開透徹和完整，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面表達(dá)該實(shí)施方式的范圍。貫穿全文，相同標(biāo)號(hào)指相同部件。

在此使用的術(shù)語僅出于描述特定實(shí)施方式的目的，而不是旨在對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行限制。如本文所使用的，單數(shù)形式“一(a)”、“一(an)”以及“該/所述(the)”同樣旨在包括多數(shù)形式，除非上下文另外進(jìn)行了明確指示。還應(yīng)明白，術(shù)語“包括(comprise)”、“包括(comprising)”、“包括(include)”和/或“包括(including)”當(dāng)在此使用時(shí)，指定存在規(guī)定特征、步驟、操作、部件，以及/或組件，而非排除存在或增加一個(gè)或更多個(gè)其它特征、步驟、操作、部件、組件和/或其組合。

應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)一部件被稱為“聯(lián)接至”、“連接至”或“響應(yīng)于”另一部件時(shí)，其可以直接聯(lián)接至、連接至或者響應(yīng)于該另一部件，或者也可以存在插入部件。與此相反，當(dāng)一部件被稱為“直接聯(lián)接至”、“直接連接至”或“直接響應(yīng)于”另一部件時(shí)，不存在插入部件。如本文所用，術(shù)語“和/或”包括任何一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)條目及其所有組合。

為容易描述，在此可以使用諸如“上面”、“下面”、“上部”、“下部”、“頂部”、“底部”等的空間上相對(duì)的術(shù)語，以描述如附圖中所示一個(gè)部件或特征與另一部件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白，空間上相對(duì)的術(shù)語除了附圖中描繪的取向以外還可以涵蓋該裝置在使用或操作中的不同取向。例如，如果這些圖中的裝置翻轉(zhuǎn)，則被描述為處于其它部件或特征“下面”的部件將在該其它部件或特征“上面”取向。因此，術(shù)語“下方”可涵蓋上方和下方兩個(gè)取向。該裝置可以以其它方式取向(旋轉(zhuǎn)90度或按其它取向)，并且由此解釋在此使用的空間上相對(duì)的描述符。為簡(jiǎn)短和/或清楚起見，公知功能或構(gòu)造可能未詳細(xì)描述。

應(yīng)當(dāng)明白，盡管術(shù)語“第一”、“第二”等在此可以被用于描述各個(gè)組件，但這些部件不應(yīng)受限于這些術(shù)語。這些術(shù)語僅被用于區(qū)別一個(gè)部件與另一部件。由此，在不脫離本實(shí)施方式的教導(dǎo)的情況下，第一組件可以稱作第二組件。

除非另外限定，在此使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有和這些實(shí)施方式所屬于的技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所共同理解的含義相同的含義。還應(yīng)明白，諸如在公用詞典中定義的那些術(shù)語的術(shù)語應(yīng)當(dāng)被解釋為具有和它們?cè)谙嚓P(guān)領(lǐng)域的背景下的含義一致的含義，而不應(yīng)按理想化或過度形式化的意義來解釋，除非在此明確地這樣定義。

倒f型天線(ifa)通常被用于諸如移動(dòng)終端的無線電子裝置的微波天線設(shè)計(jì)中。ifa設(shè)計(jì)尺寸上緊湊并且易于制造，因?yàn)樗鼈兛梢员粚?shí)現(xiàn)為印刷電路板(pcb)上的邊緣印刷特征。各種無線通信應(yīng)用可以使用ifa的陣列。ifa設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)可能在于，可能是單一諧振頻率和該單一諧振頻率周圍較差的頻率響應(yīng)。這可以導(dǎo)致天線陣列部件之間的較高輻射耦合，并且可能導(dǎo)致不規(guī)則的輻射圖案。天線陣列部件之間的較高耦合和不規(guī)則輻射圖案可能不適于在10ghz至300ghz頻率范圍內(nèi)使用的極高頻(ehf)無線電天線應(yīng)用，如毫米波天線陣列。這些毫米波頻率可以被用于智能電話中的各種通信，諸如寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入、wi-fi等。此外，陣列天線可以將輻射圖案變窄成定向的波束，并且可能需要將裝置指向基站。

通過添加與ifa的ifa激勵(lì)部件阻抗匹配的高頻帶陷波器和/或低頻帶陷波器，可以改進(jìn)倒f型天線設(shè)計(jì)。高頻帶陷波器和/或低頻帶陷波器可以改善所選擇的高頻帶頻率和/或低頻帶頻率周圍的頻率響應(yīng)。另外，高頻帶陷波器和/或低頻帶陷波器可以防止、停止和/或減少接地面中的地電流。由此，通過減少波瓣和畸變，將高頻帶陷波器和/或低頻帶陷波器添加到ifa來改善輻射圖案。具有高頻帶陷波器和/或低頻帶陷波器的ifa可以表現(xiàn)出良好的偏振特性，其中，寬的輻射束與寬的掃描角度基本對(duì)稱。

下面，參照?qǐng)D1，該圖例示了無線電子裝置110的倒f型天線(ifa)100。ifa100包括ifa激勵(lì)部件102、ifa饋線103、接地面104以及接地引腳101。ifa饋線103的端部可以包括測(cè)試點(diǎn)105。ifa饋線103可以是帶狀線。該帶狀線可以包括導(dǎo)電材料。在一些實(shí)施方式中，該帶狀線可以包括匹配網(wǎng)絡(luò)，該匹配網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)或更多個(gè)電感器、電容器和/或電阻器。在ifa饋線103處接收到的信號(hào)和/或在測(cè)試點(diǎn)105處注入的信號(hào)可以激勵(lì)ifa激勵(lì)部件102。

下面，參照?qǐng)D2，例示了包括天線100的無線電子裝置110。倒f型天線100沿著該無線電子裝置的邊緣定位。下面，參照?qǐng)D3，以圖表方式例示圖1和圖2的天線100的頻率響應(yīng)。在該非限制示例中，頻率響應(yīng)例示了大約15ghz的單一低頻帶諧振頻率。該低頻帶諧振頻率周圍的帶寬看起來較窄。換句話說，該低頻帶諧振頻率周圍的頻率響應(yīng)可以在該低頻帶諧振頻率周圍產(chǎn)生小的帶寬響應(yīng)。

下面，參照?qǐng)D4，例示了沿著無線電子裝置100處于15ghz激勵(lì)的表面波。示出了在無線電子裝置110的大部分上擴(kuò)展的不規(guī)則表面波。這些不規(guī)則表面波可以在低頻帶諧振頻率處生成糟糕的頻率響應(yīng)。

下面，參照?qǐng)D5，例示了包括圖1的倒f型天線的無線電子裝置110周圍的輻射圖案。當(dāng)天線100在15ghz被激勵(lì)時(shí)，在無線電子裝置110周圍形成不規(guī)則輻射圖案。無線電子裝置110周圍的輻射圖案包括可能不適于該頻率通信的不規(guī)則波瓣和畸變。

由圖1的倒f型天線陣列形成的輻射圖案在較低頻率(舉例來說，如850mhz至1900mhz的蜂窩頻帶)是可接受的。然而，具有許多不規(guī)則波瓣的畸變可能出現(xiàn)在電磁頻譜的從10ghz到300ghz的毫米頻帶無線電頻率處，如圖5所示。

下面，參照?qǐng)D6，例示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施方式的包括高頻帶陷波器605和/或低頻帶陷波器608的倒f型天線(ifa)600。該天線600可以是具有至少兩個(gè)不同諧振頻率的雙頻帶天線。ifa激勵(lì)部件602可以被經(jīng)由ifa饋線603接收到的信號(hào)激勵(lì)。ifa600可以具有高頻帶諧振頻率和/或低頻帶諧振頻率。ifa饋線603可以在一端連接至測(cè)試點(diǎn)607。根據(jù)一些實(shí)施方式，測(cè)試點(diǎn)607和/或ifa饋線603可以電連接至高頻帶陷波器605?？梢栽跍y(cè)試點(diǎn)607處引入信號(hào)以激勵(lì)ifa激勵(lì)部件602。ifa饋線603可以耦接至用于發(fā)送和接收通信信號(hào)的收發(fā)器。ifa激勵(lì)部件602可以通過接地引腳604電連接至高頻帶陷波器605。接地引腳604可以是導(dǎo)電的并且可以按照規(guī)定尺寸制作以阻抗匹配ifa激勵(lì)部件。對(duì)于減少失配損耗以最小化信號(hào)的反射而言，阻抗匹配可能是期望的，從而減少天線600的輻射圖案的畸變。接地引腳604可以通過路徑聯(lián)接部件、短線或者經(jīng)由印刷電路板的不同層之間來具體實(shí)施。

還參照?qǐng)D6，在一些實(shí)施方式中，高頻帶陷波器605可以近似平行于ifa激勵(lì)部件602。低頻帶陷波器608可以近似平行于ifa激勵(lì)部件602。高頻帶陷波器605可以通過接地貼片(groundpatch)606與接地面601電連接。術(shù)語“接地引腳”和“接地貼片”被用于使這些部件彼此區(qū)分。然而，在一些實(shí)施方式中，它們可以由相似的結(jié)構(gòu)具體實(shí)施。低頻帶陷波器608可以通過接地貼片606與接地面601電連接。接地貼片606可以通過一路徑聯(lián)接部件、短線(stub)、經(jīng)由印刷電路板的不同層之間來具體實(shí)施，或者具體實(shí)施為接地面601的隔離部分。高頻帶陷波器605的長(zhǎng)度可以對(duì)應(yīng)于ifa激勵(lì)部件602的高頻帶諧振頻率的大約0.5倍波長(zhǎng)。低頻帶陷波器608的長(zhǎng)度可以對(duì)應(yīng)于ifa激勵(lì)部件602的低頻帶諧振頻率的大約0.5倍波長(zhǎng)。ifa饋線603可以以ifa激勵(lì)部件602的高頻帶諧振頻率和/或低頻帶諧振頻率的大約0.25倍波長(zhǎng)位于高頻帶陷波器605的中心附近和/或低頻帶陷波器608的中心附近。換句話說，邊緣安裝的ifa可以構(gòu)建在平衡的0.25倍波長(zhǎng)高頻帶陷波器和/或平衡的0.25倍波長(zhǎng)低頻帶陷波器上。接地貼片606的長(zhǎng)度可以是ifa激勵(lì)部件602的低頻帶諧振頻率和/或高頻帶諧振頻率的0.1倍至0.2倍波長(zhǎng)。接地貼片606的長(zhǎng)度可以決定高頻帶陷波器605和/或低頻帶陷波器608所支持的信號(hào)帶寬。減小接地貼片606的長(zhǎng)度可減小高頻帶陷波器605和/或低頻帶陷波器608所支持的信號(hào)帶寬。在一些實(shí)施方式中，接地貼片606的寬度可以大于ifa饋線603的寬度。

高頻帶陷波器605和/或低頻帶陷波器608可以防止、停止和/或減少接地面601上的電流和/或電流環(huán)路。當(dāng)受到ifa饋線603處的信號(hào)激勵(lì)時(shí)，可以在高頻帶陷波器605上和/或低頻帶陷波器608上感應(yīng)到電流，從而在高頻帶陷波器605上和/或低頻帶陷波器608上形成偶極模式。偶極模式可以是基于電流的閉合循環(huán)的磁偶極子。因此，包括高頻帶陷波器605和/或低頻帶波陷波器608的集總結(jié)構(gòu)可以表現(xiàn)為偶極天線。更具體地，天線600可以被設(shè)置成感應(yīng)高頻帶陷波器605上的和/或低頻帶陷波器608上的電流，使得該無線電子裝置的輻射圖案形成偶極天線圖案。高頻帶陷波器605可以被設(shè)置成按第一諧振頻率諧振，而ifa激勵(lì)部件602可以被設(shè)置成按不同于第一諧振頻率的第二諧振頻率諧振。在一些實(shí)施方式中，低頻帶陷波器608可以被設(shè)置成按不同于第一和第二諧振頻率的第三諧振頻率諧振。與第一、第二，和/第三諧振頻率相關(guān)的輻射圖案的耦合可以導(dǎo)致偶極天線圖案。

圖6也可以被視為例示倒f型天線600，倒f型天線600包括：接地面601；從接地面601的一端起突出的接地貼片606；高頻帶陷波器605，其從接地貼片606的遠(yuǎn)離接地面601的一端部起延伸，并且近似平行于接地面601的所述端部延伸。低頻帶陷波器608可以橫跨接地貼片606延伸并超出該接地貼片，并且近似平行于接地面601的所述端部延伸并且近似平行于高頻帶陷波器605延伸。接地引腳604從高頻帶陷波器605起延伸。天線600可以包括ifa激勵(lì)部件602，該ifa激勵(lì)部件602從接地引腳604的遠(yuǎn)離高頻帶陷波器605的端部起延伸，并且近似平行于高頻帶陷波器605延伸。天線600可以包括ifa饋線603，該ifa饋線603從ifa激勵(lì)部件602起延伸至高頻帶陷波器605。

下面，參照?qǐng)D7，以圖表方式例示了圖6的天線的頻率響應(yīng)。在該非限制示例中，頻率響應(yīng)例示了大約15ghz的低頻帶諧振頻率和大約30ghz的高頻諧振頻率。低頻帶諧振頻率周圍的-10db帶寬可為大約3ghz，其可以是低頻帶諧振頻率的大約20％。高頻帶諧振頻率周圍的-10db帶寬可為大約3ghz。由該天線在低頻帶和/或高頻諧振頻率周圍提供的非常寬的帶寬提供了優(yōu)異的信號(hào)完整性，并且具有在該帶寬范圍內(nèi)的幾個(gè)不同頻率處使用的可能性。

下面，參照?qǐng)D8和圖10，分別例示了沿著包括圖6的天線且具有高頻帶陷波器和/或低頻帶陷波器的無線電子裝置110在15ghz和30ghz的表面波。當(dāng)與圖4所示的針對(duì)圖1的天線的表面波相比時(shí)，在無線電子裝置110的大部分上擴(kuò)展的不規(guī)則表面波在圖8和圖10中看起來減少了。減少的表面波可以在相應(yīng)諧振頻率處產(chǎn)生改善的頻率響應(yīng)。

下面，參照?qǐng)D9和圖11，針對(duì)圖6的天線，分別例示了大約15ghz和30ghz處的輻射圖案。大約15ghz和30ghz處的輻射圖案皆圍繞無線電子裝置110更寬且均勻地跨越，并且與圖5的輻射圖案相比，突出旁瓣更少并且畸變更少。因此，當(dāng)與圖1的天線相比時(shí)，在此描述的圖6的天線設(shè)計(jì)可在各種極高頻率下提供更好性能。

下面，參照?qǐng)D12，例示了包括沿著無線電子裝置110的邊緣的圖6的天線陣列600a-600h的陣列的無線電子裝置110。天線600a-600h中的每一個(gè)都可以包括ifa激勵(lì)部件602、接地引腳604、接地貼片606以及和ifa饋線603、高頻帶陷波器605和/或低頻帶陷波器608，如圖6所示。天線600a-600h中的每一個(gè)都可以電耦接至接地面601，如圖6所示。在一些實(shí)施方式中，可以在兩個(gè)或更多個(gè)天線600a-600h之間共用公共接地。相鄰的高頻帶陷波器和/或低頻帶陷波器之間的間距可以在高頻帶諧振頻率和/或低頻帶諧振頻率的0.25倍至0.5倍波長(zhǎng)之間，從高頻帶陷波器和/或低頻帶陷波器的尖端到尖端測(cè)量。在一些實(shí)施方式中，相鄰的高頻帶陷波器和/或低頻帶陷波器之間的間距可以在高頻帶陷波器和/或低頻帶陷波器中心至中心的0.25倍至0.5倍波長(zhǎng)之間。在一些實(shí)施方式中，相鄰高頻帶陷波器和/或低頻帶陷波器之間的間距可以稍小于0.5倍波長(zhǎng)，例如，為0.45倍波長(zhǎng)。在一些實(shí)施方式中，相鄰的高頻帶陷波器和/或低頻帶陷波器之間的間距可以基于無線電子裝置的需求帶寬。

還參照?qǐng)D12，在一些實(shí)施方式中，天線600a-600h可以包括皆有四個(gè)天線的兩個(gè)陣列。例如，天線600a-600d可以是一個(gè)陣列，而天線600e-600h可以是第二陣列。第一和第二陣列皆可以獨(dú)立地作為接收天線和/或發(fā)送天線而起作用。在一些實(shí)施方式中，天線陣列600可以包括四個(gè)天線600，并且可以被設(shè)置成接收和/或發(fā)送多輸入多輸出(mimo)通信。

下面，參照?qǐng)D13，例示了圖12的天線600a-600h的頻率響應(yīng)。曲線1301例示了包括圖12的天線600a-600h的無線電子裝置110的總體頻率響應(yīng)。每個(gè)曲線1302都例示了針對(duì)圖12的天線600a-600h中的單個(gè)天線的頻率響應(yīng)，并且每個(gè)曲線都包括不同天線600a-600h之間的互耦合。圖12的天線結(jié)構(gòu)600a-600h皆包括高頻帶陷波器605和/或低頻帶陷波器608，如圖6所示。包括高頻帶陷波器605和/或低頻帶陷波器608的天線結(jié)構(gòu)提供各種天線部件之間的低互耦，如圖13的曲線1302所示。

下面，參照?qǐng)D14a至圖14c，針對(duì)圖12的天線陣列，分別例示了針對(duì)0度、60度及120度相移在15ghz處的輻射圖案?？梢曰谠谝粋€(gè)或更多個(gè)天線600a-600h處接收的信號(hào)的處理器后處理來獲取不同的相移，以便控制掃描角度以提供均相波前。按0度、60度及120度相移在大約15ghz處的輻射圖案皆圍繞無線電子裝置110更寬且均勻地跨越，并且與圖5和/或圖11的輻射圖案相比，在15ghz處突出旁瓣更少并且畸變更少。在一些情況下，相移可以降低天線性能。然而，如圖14b和圖14c所示，向天線陣列600應(yīng)用15ghz的相移看起來仍產(chǎn)生優(yōu)異的輻射。因此，當(dāng)與圖1/或圖6的天線相比時(shí)，在此描述的圖12的天線陣列設(shè)計(jì)可以針對(duì)多種極高頻率在15ghz提供更好的性能。

下面，參照?qǐng)D15a至圖15c，針對(duì)圖12的天線陣列，分別例示了針對(duì)0度、60度及120度相移在30ghz處的輻射圖案。可以基于在一個(gè)或更多個(gè)天線600a-600h處接收到的信號(hào)的處理器后處理來獲取不同的相移，以便控制掃描角度以提供均相波前。按0度、60度及120度相移在大約15ghz處的輻射圖案皆圍繞無線電子裝置110更寬且均勻地跨越，并且與圖11的輻射圖案相比，突出旁瓣更少并且畸變更少。在一些情況下，相移可以降低天線性能。然而，如圖15b和圖15c所示，在30ghz向天線陣列600應(yīng)用相移看起來仍產(chǎn)生優(yōu)異的輻射。因此，當(dāng)與圖6的天線相比時(shí)，在此描述的圖12的天線陣列設(shè)計(jì)可以針對(duì)多種極高頻率在30ghz提供更好性能。

圖12的天線陣列600可以用于雙頻帶應(yīng)用。已討論了具有15ghz和30ghz的諧振頻率的雙頻帶天線陣列600的非限制示例。天線部件600a-600h包括兩個(gè)陷波器，包括用于15ghz的低頻帶陷波器和用于30ghz的高頻帶陷波器，所述陷波器在抑制和/或減少這些頻率的表面波。如圖13至圖15c所示，這種雙頻帶天線陣列600在15ghz和30ghz表現(xiàn)良好，陣列增益>8db且有120度相移。然而，天線部件之間的間距可以基于低頻帶諧振頻率(例如，15ghz)，這可能在30ghz引起不希望的旁瓣。

下面，參照?qǐng)D16，例示了具有包括單一高頻帶陷波器1604的高頻帶天線1600的無線電子裝置110。在該非限制示例中，高頻帶天線1600可以以大約30ghz的單一高頻帶諧振頻率諧振。高頻帶天線1600可以包括可被經(jīng)由ifa饋線1602接收到的信號(hào)激勵(lì)的ifa激勵(lì)部件1601。測(cè)試點(diǎn)1606可以連接至ifa饋線1602的一端。ifa激勵(lì)部件1601可以通過接地引腳1603電連接至大致平行于ifa激勵(lì)部件1601的高頻帶陷波器1604。高頻帶陷波器1604可以通過接地貼片1605電連接至接地面1607。

下面，參照?qǐng)D17，以圖表方式例示了圖16的天線的頻率響應(yīng)。在該非限制示例中，頻率響應(yīng)例示了大約30ghz的單一高頻帶諧振頻率。

下面，參照?qǐng)D18，例示了包括圖16的高頻帶天線1600的無線電子裝置110周圍的輻射圖案。當(dāng)高頻帶天線1600在30ghz激勵(lì)時(shí)，在無線電子裝置110周圍形成輻射圖案。該輻射圖案在無線電子裝置110周圍寬且均勻地跨越。

下面，參照?qǐng)D19a，例示了包括沿著無線電子裝置110的邊緣的、圖6的雙頻帶天線陣列600和圖16的高頻帶天線陣列1600的無線電子裝置110。雙頻帶天線600可以與高頻帶天線1600按交替圖案定位。例如，如圖19b所示，高頻帶天線1600b可以處于雙頻帶天線600a與600b之間?；旌狭穗p頻帶天線與高頻帶天線的這種天線配置可以增加在高頻帶頻率(例如，30ghz)的天線增益。雙頻帶天線600與高頻帶天線1600之間的間距可以為高頻帶頻率的0.5倍波長(zhǎng)。

下面，參照?qǐng)D20，例示了圖19a的雙頻帶天線600a-600h和高頻帶天線1600a-1600h的陣列的頻率響應(yīng)。曲線2002例示了包括圖19a的雙頻帶天線600a-600h和高頻帶天線1600a-1600h的無線電子裝置110的總體頻率響應(yīng)。曲線2002例示了大約15ghz和30ghz的諧振頻率。每個(gè)曲線2001都例示了針對(duì)圖19a的雙頻帶天線600a-600h和高頻帶天線1600a-1600h中的單個(gè)天線的頻率響應(yīng)，并且每個(gè)曲線都包括不同的天線600a-600h與1600a-1600h之間的互耦合。圖19a的雙頻帶天線600a-600h皆包括高頻帶陷波器605和/或低頻帶波陷波器608，如圖6所示。圖16的高頻帶天線1600a-1600h皆包括高頻帶陷波器1604，如圖16所示。雙頻帶天線600a-600h和高頻帶天線1600a-1600h的陣列提供各種天線部件之間的低互耦，如圖20的曲線2001所示。

下面，參照?qǐng)D21a至圖21c，針對(duì)圖19a的天線陣列，分別例示了針對(duì)0度、60度及120度相移在15ghz的輻射圖案。可以基于在一個(gè)或更多個(gè)天線600a-600h和1600a-1600h處接收到的信號(hào)的處理器后處理來獲取不同的相移，以便控制掃描角度以提供均相波前。按0度、60度及120度相移在大約15ghz的輻射圖案皆在無線電子裝置110周圍更寬且均勻地跨越，并且與15ghz相比，突出旁瓣更少并且畸變更少。在一些情況下，相移可降低天線性能。然而，如圖21b和圖21c所示，向天線陣列600a-600h和1600a-1600h應(yīng)用15ghz的相移看起來產(chǎn)生優(yōu)異的輻射。因此，在此描述的圖19a的天線陣列設(shè)計(jì)可以針對(duì)多種極高頻率在15ghz下提供合適的性能。

下面，參照?qǐng)D22a至圖22c，針對(duì)圖19a的天線陣列，分別例示了針對(duì)0度、60度及120度相移在30ghz的輻射圖案?？梢曰谠谝粋€(gè)或更多個(gè)天線陣列600a-600h和1600a-1600h處接收到的信號(hào)的處理器后處理來獲取不同的相移，以便控制掃描角度以提供均相波前。按0度、60度及120度相移在大約15ghz的輻射圖案皆在無線電子裝置110周圍更寬且均勻地跨越，并且與圖15a至圖15c的輻射圖案相比，突出旁瓣更少并且畸變更少。因此，當(dāng)與圖12的天線陣列相比時(shí)，在此描述的圖19的天線陣列設(shè)計(jì)可以針對(duì)多種極高頻率在30ghz提供更好的性能。

下面，參照?qǐng)D23，例示了天線2300，天線2300包括ifa激勵(lì)部件2301、高頻帶陷波器2302以及低頻帶陷波器2303。高頻帶陷波器2302可以包括分離的高頻帶陷波器部分2302a和2302b。低頻帶陷波器2303可以包括分離的低頻帶陷波器部分2303a和2303b。高頻帶陷波部分2302a和2302b以及低頻帶陷波器部分2303a和2303b可以電連接至接地面2310。

還參照?qǐng)D23，ifa饋線2309可以將ifa激勵(lì)部件2301電連接至共面波導(dǎo)2308。共面波導(dǎo)2308可以包括導(dǎo)電軌跡2306以及通過氣隙和/或電介質(zhì)襯底與導(dǎo)電軌跡2306分離的一對(duì)返回導(dǎo)線2305a和2305b。測(cè)試點(diǎn)2307可以連接至共面波導(dǎo)2308。在一些實(shí)施方式中，返回導(dǎo)線2305a和2305b可以是接地面2310的一部分。

根據(jù)一些實(shí)施方式，圖6的高頻帶陷波器605和低頻帶陷波器608可以互換位置。下面，參照?qǐng)D24，例如，天線2400可以包括高頻帶陷波器2405和/或低頻帶陷波器2408。ifa激勵(lì)部件2402可以被經(jīng)由ifa饋線2403接收到的信號(hào)激勵(lì)。天線2400可以具有高頻帶諧振頻率和/或低頻帶諧振頻率。ifa饋線2403可以在一端連接至測(cè)試點(diǎn)2407。根據(jù)一些實(shí)施方式，測(cè)試點(diǎn)2407和/或ifa饋線2403可以電連接至低頻帶陷波器2408?？梢栽跍y(cè)試點(diǎn)2407處引入信號(hào)以激勵(lì)ifa激勵(lì)部件2402。ifa饋線2403可以耦接至用于發(fā)送和接收通信信號(hào)的收發(fā)器。ifa激勵(lì)部件2402可以通過接地引腳2404電連接至低頻帶陷波器2408。接地引腳2404可以是導(dǎo)電的并且可以按照規(guī)定尺寸制作成阻抗匹配ifa激勵(lì)部件2402。對(duì)于減少失配損耗以最小化信號(hào)的反射而言，阻抗匹配可能是期望的，從而減少天線2400的輻射圖案的畸變。

上面討論的具有高頻帶和/或低頻帶陷波器的陣列天線結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生具有均勻輻射圖案的雙頻帶天線，并且?guī)缀鯖]有突出的旁瓣。高頻帶和/或低頻帶陷波器可以減少表面波，從而控制天線的輻射圖案。包括高頻帶和/或低頻帶段陷波器的天線可以沿著裝置的邊緣并且用于控制沿著該邊緣的電磁圖案。具有高頻帶和/或低頻帶陷波器的這些結(jié)構(gòu)的集合除了減少旁瓣之外還可以提供波束形成功能。在一些實(shí)施方式中，這些天線結(jié)構(gòu)可以以二維方式實(shí)現(xiàn)在印刷電路板上和/或多維印刷電路板上。在一些實(shí)施方式中，可以將移相器和/或時(shí)間延遲裝置與陣列天線部件協(xié)作使用，以控制掃描角度以提供均相波前。所描述的本發(fā)明構(gòu)思產(chǎn)生具有高質(zhì)量、低損耗以及寬掃描角度的周期性天線介質(zhì)結(jié)構(gòu)。

在此，結(jié)合上面的描述和附圖，對(duì)許多不同實(shí)施方式進(jìn)行了公開。應(yīng)當(dāng)明白，從字面上描述和例示這些實(shí)施方式的每一個(gè)組合和子組合是不必要的重復(fù)和混淆。因此，包括附圖的本說明書應(yīng)被視為構(gòu)成在此描述的實(shí)施方式的所有組合和子組合的和制成與利用它們的方式和處理的完整書面描述，并且應(yīng)當(dāng)支持針對(duì)任何這種組合或子組合的權(quán)利要求書。

在附圖和說明書中，已經(jīng)公開了各個(gè)實(shí)施方式，而且盡管采用特定術(shù)語，但它們僅按一般性和描述性意義使用，而非出于限制的目的。