用于無線通信裝置的正交可調諧式天線陣列的制作方法
【專利說明】
[000。 分秦申請的相關信息
[0002] 本案是分案申請。該分案的母案是申請日為2010年3月15日、申請?zhí)枮?201080011570.0、發(fā)明名稱為"用于無線通信裝置的正交可調諧式天線陣列"的發(fā)明專利申 請案。
技術領域
[0003] 本發(fā)明大體來說設及射頻（R巧天線，且更特定來說設及多頻帶RF天線。
【背景技術】
[0004] 在許多無線通信裝置中，存在對支持多個頻帶及操作模式的需求。操作模式的一 些實例包括多個語音/數(shù)據(jù)通信鏈路（WAN或廣域網(wǎng)）-GSM、CDMA、WCDMA、LTE、EVDO-各 自處于多個頻帶（CDMA450、US蜂窩式CDMA/GSM、USPCSCDMA/GSM/WCDMA/LTE/EVDO、IMT CDMA/WCDMA/LTE、GSM900、DCS)、短程通信鏈路（藍牙炬luetooth)、UWB)、廣播媒體接收 (MediaFLO、DVB-H)、高速因特網(wǎng)接入（UMB、服PA、802.lla/b/g/n、EVD0)及位置定位技術 (GPS、Galileo)。就無線通信裝置中的該些操作模式中的每一者來說，無線電及頻帶的數(shù)目 增量式地增加，且支持每一頻帶的多頻帶天線W及可能多個天線（用于接收及/或發(fā)射分 集，連同W多個模式的同時操作）的復雜性及設計挑戰(zhàn)可能顯著增加。
[00化]多頻帶天線的一個解決方案是設計在多個頻帶中諧振的結構?？刂贫囝l帶天線輸 入阻抗W及增強天線福射效率（跨越廣泛范圍的操作頻帶）受到多頻帶天線結構的幾何形 狀及無線通信裝置內的多頻帶天線與（多個）無線電之間的匹配電路限制。通常，當采用 此設計方法時，天線結構的幾何形狀非常復雜，且天線的物理面積/體積增加。
[0006] 在一個實例中，可能需要同時操作無線裝置中的CDMA/WCDMA/GSM(在其它可能的 情況當中）發(fā)射器與GI^S接收器。在此例子中，對于單一多頻帶天線，操作頻帶與模式之間 的隔離非常有限，且同時操作可能并不可行。因此，GI^S接收器通常具有單獨的專用天線； 即，需要兩個單獨的電隔離天線用于同時操作GPS及CDMA/WCDMA/GSM。此實例可擴展到其 它同時操作模式，例如CDMA與藍牙、MediaFLO或802.lla/b/g/n。在每一例子中，如果需要 同時操作，則通常需要另一單頻帶或多頻帶天線。
[0007] 關于設計具有高天線福射效率的多頻帶天線及相關聯(lián)的匹配電路中的限制，另一 解決方案是利用多個天線元件（天線元件的陣列）來覆蓋多個操作頻帶。在一特定應用 中，具有US蜂窩式、USPCS及GI^S無線電的蜂窩式電話可針對每一操作頻帶利用一個天線 (每一天線在單一射頻頻帶中操作）。此方法的傳統(tǒng)缺點是多個單頻帶天線元件的額外面 積/體積及額外成本。
[000引需要在無傳統(tǒng)設計的大小損失的情況下支持多個操作模式的同時操作的多頻帶 天線陣列。無線通信裝置也需要具有跨越廣范圍的操作頻率的改善福射效率的多頻帶天 線。

【發(fā)明內容】

【附圖說明】
[0009] 圖1展示根據(jù)示范性實施例的具有與包含ANTA、ANTB及ANTC的多頻帶天線陣 列成對的多個無線電的無線通信裝置的圖。
[0010] 圖2展示圖1的多頻帶天線陣列的S維圖。
[0011] 圖3展示ANTA的俯視圖腳平面）。
[0012] 圖4展示ANTB的俯視圖（YZ平面）。
[0013] 圖5展示ANTC的俯視圖狂Z平面）。
[0014] 圖6展示具有如圖2到圖5中所示而配置的ANTA、ANTB及ANTC的多頻帶陣列 的從700MHz到1600MHz的天線福射效率的曲線圖。
[001引 圖7展示具有如圖2到圖5中所示而配置的ANTA、ANTB及ANTC的多頻帶陣列 100的從700MHz到1600MHz的天線回程損耗的曲線圖。
[0016] 圖8展示具有如圖2到圖5中所示而配置的ANTA、ANTB及ANTC的多頻帶陣列 100的從700MHz到1600MHz的天線禪合的曲線圖。
[0017] 為促進理解，在可能的情況下已使用相同參考標號來指明圖式中所共有的相同元 件，除了在適當時可添加下標來區(qū)分所述元件。圖式中的圖像出于說明性目的而簡化，且未 必按比例描繪。
[0018] 所附圖式說明本發(fā)明的示范性配置，且因而不應被視為限制本發(fā)明的范圍，其可 承認其它同樣有效的配置。相應地，已預期，在無進一步敘述的情況下一些配置的特征可有 益地并入于其它配置中。
【具體實施方式】
[0019] 詞"示范性"在本文中用W意味著"充當實例、例子或說明"。本文中描述為"示范 性"的任何實施例未必解釋為比其它實施例優(yōu)選或有利。
[0020] 下文結合所附圖式所闡述的實施方式既定作為對本發(fā)明的示范性實施例的描述 且既定不表示可實踐本發(fā)明的僅有實施例。貫穿此描述所使用的術語"示范性"意味著"充 當實例、例子或說明"，且將未必解釋為比其它示范性實施例優(yōu)選或有利。出于提供對本發(fā) 明的示范性實施例的透徹理解的目的，實施方式包括特定細節(jié)。所屬領域的技術人員將顯 而易見，可在無該些特定細節(jié)的情況下實踐本發(fā)明的示范性實施例。在一些例子中，W框圖 形式展示眾所周知的結構及裝置W便避免混淆本文中所呈現(xiàn)的示范性實施例的新穎性。
[0021] 本文中所描述的裝置可用于各種多頻帶天線陣列設計，包括（但不限于）用于蜂 窩式、PCS及IMT頻帶及例如CDM、TDM、抑M、（FDM及SC-抑M等空中接口的無線通信 裝置。除了蜂窩式、PCS或IMT網(wǎng)絡標準及頻帶外，此裝置也可用于局域網(wǎng)或個域網(wǎng)標準、 WLAN、藍牙及超寬帶扣WB)，W及位置定位技術佑P巧。
[0022] 圖1展示根據(jù)示范性實施例的具有與多頻帶天線陣列（ANTA、ANTB及ANTC)成 對的多個無線電的無線通信裝置的圖。無線通信裝置10支持S個不同無線電的同時操作。 在W下的表中展示用于無線通信裝置10的可能的操作模式的示范性子集。
[0023]
【主權項】
1. 一種用于蜂窩式通信的無線裝置，其包括： 多頻帶天線，其特征在于三個環(huán)形天線元件，所述三個環(huán)形天線元件中的每一個具有 彼此不同的大小，且經布置以相對彼此環(huán)形正交且位于彼此內；及 三個調諧元件，所述調諧元件中的每一個和所述三個環(huán)形天線元件中的相應元件相關 聯(lián)； 其中所述調諧元件選擇性地調諧所述環(huán)形天線元件中的每一個以在不同的頻率處同 時諧振，并在從接收操作模式和發(fā)射操作模式切換時調諧至不同的頻率； 其中通過所述調諧元件的選擇性調諧使得減小所述三個環(huán)形天線元件的大小，以實現(xiàn) 所述蜂窩式通信裝置的較小外形因素。
2. 根據(jù)權利要求1所述的無線裝置，其中每一環(huán)形天線元件分開成上半部及下半部， 其中所述相關聯(lián)調諧元件耦合于其間。
3. 根據(jù)權利要求2所述的無線裝置，其中每一調諧元件包括持續(xù)可變電容器。
4. 根據(jù)權利要求2所述的無線裝置，其中每一調諧元件包括MEMS可變電容器。
5. 根據(jù)權利要求2所述的無線裝置，其中所述多頻帶天線包括在至少一個射頻饋送端 口與至少一個無線通信裝置射頻端口之間的匹配電路。
6. 根據(jù)權利要求2所述的無線裝置，其中所述多頻帶天線印刷于用于每一環(huán)形天線元 件的單獨的柔性薄膜上。
7. 根據(jù)權利要求2所述的無線裝置，其中所述多頻帶天線印刷于用于每一環(huán)形天線元 件的單獨的電介質襯底上。
8. 根據(jù)權利要求2所述的無線裝置，其中所述多頻帶天線是通過在三維非金屬對象上 的選擇性金屬化而形成。
9. 根據(jù)權利要求1所述的無線裝置，其中每一調諧元件包括持續(xù)可變電容器。
10. 根據(jù)權利要求1所述的無線裝置，其中每一調諧元件包括MEMS可變電容器。
11. 根據(jù)權利要求1所述的無線裝置，其中所述多頻帶天線包括在至少一個射頻饋送 端口與至少一個無線通信裝置射頻端口之間的匹配電路。
12. 根據(jù)權利要求1所述的無線裝置，其中所述多頻帶天線印刷于用于每一環(huán)形天線 元件的單獨的柔性薄膜上。
13. 根據(jù)權利要求1所述的無線裝置，其中所述多頻帶天線印刷于用于每一環(huán)形天線 元件的單獨的電介質襯底上。
14. 根據(jù)權利要求1所述的無線裝置，其中所述多頻帶天線是通過在三維非金屬對象 上的選擇性金屬化而形成。
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于無線通信裝置的正交可調諧式天線陣列。本發(fā)明描述一種用于具有高達三個同時操作模式的無線通信裝置中的多頻帶天線陣列，其具有跨越廣范圍的操作頻帶的改善的天線效率及減小的天線耦合，且具有減小的物理大小。所述多頻帶天線陣列包括至少兩個環(huán)形天線元件(105、125、145)，其中每一者相對于彼此正交且以嵌入式方式布置。所述多頻帶天線陣列中的每一環(huán)形天線可包括用于調諧到所要諧振頻率的對應調諧元件(116、136、156)，且包含上半部及下半部，其中所述對應調諧元件耦合于其間。
【IPC分類】H01Q7-00, H01Q1-24, H01Q5-40, H01Q21-24, H01Q1-22
【公開號】CN104752810
【申請?zhí)枴緾N201510093287
【發(fā)明人】艾倫·明-哲·陳
【申請人】高通股份有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2010年3月15日
【公告號】CN102349190A, CN102349190B, EP2406850A1, US8711047, US20100231472, WO2010105273A1