利用雙分支耦合饋電來激勵來自天線組件的雙頻帶的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及無線通信領(lǐng)域，并且更加具體地涉及由具有雙分支耦合饋電的天線組件激勵雙頻帶。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代無線設(shè)備(例如，智能電話)中采用的天線數(shù)量在不斷增加以支持600MHz到3800MHz之間的新的蜂窩頻帶，例如，多輸入多輸出(MHTO)、載波聚合、無線局域網(wǎng)(WLAN)、近場通信(NFC)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、或其他通信，這種情形提出了挑戰(zhàn)，因為每個天線需要一定體積或空間來實現(xiàn)良好的性能。例如，移動電話(以及其他設(shè)備)中天線的性能與移動設(shè)備或移動電話中的物理布置以及所分配的體積或空間有關(guān)。就S11 (反射系數(shù))和輻射效率而言，針對天線所分配的體積的增加能夠產(chǎn)生更好的天線性能。例如顯示器和電池的寬度通常幾乎與智能電話自身一樣寬，而靠近這些組件的周界處針對天線的可用體積十分有限并且在許多情形中由于耦合干擾的結(jié)果對于天線是沒有用的。如USB連接器、耳機(jī)插座、不同的用戶控制按鈕和另外的接收器或發(fā)送器之類的其他組件一般也被放置在周界處，更加減少了用于天線的體積。因此，想要為無線通信設(shè)備提供具有低空間消耗和良好性能的天線模塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一方面公開了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:移動設(shè)備，該移動設(shè)備包括存儲器和處理器，該處理器被耦合至存儲器以用于在多個操作頻率處處理移動通信；導(dǎo)電機(jī)架，該導(dǎo)電機(jī)架包括第一導(dǎo)電表面和與第一導(dǎo)電表面相對的第二導(dǎo)電表面，并且被配置為用導(dǎo)電材料覆蓋移動設(shè)備；第一天線元件，該第一天線元件位于導(dǎo)電機(jī)架的第一表面上并且被配置為發(fā)送或接收無線通信信號；以及耦合組件，該耦合組件位于與第一導(dǎo)電表面相對的第二導(dǎo)電表面上，并且被耦合到第一天線元件和通信組件，以用于發(fā)送或接收與第一天線元件相關(guān)聯(lián)的無線通信信號。
[0004]本發(fā)明的另一方面公開了一種移動設(shè)備，該移動設(shè)備包括:通信組件，該通信組件被配置為發(fā)送和接收多個操作頻率的移動通信；導(dǎo)電機(jī)架，該導(dǎo)電機(jī)架利用接地層包圍通信組件；第一天線元件，該第一天線元件被形成于導(dǎo)電機(jī)架的第一表面上；以及耦合元件，該耦合元件被形成于導(dǎo)電機(jī)架的第二表面上，耦合元件被配置為發(fā)送或接收第一天線元件和通信組件之間的移動通信。
[0005]本發(fā)明的另一方面公開了一種方法，該方法包括:在第一天線元件的第一縫隙處接收或發(fā)送第一頻率信號，該第一天線元件位于圍繞主體的導(dǎo)電機(jī)架的第一表面上；在第一天線元件的第二縫隙處接收或發(fā)送第二頻率信號；以及經(jīng)由位于導(dǎo)電機(jī)架的第二表面上的耦合器來輔助在第一天線元件處發(fā)送或接收的第一頻率信號和第二頻率信號的通信，該第二表面與第一表面相對。
【附圖說明】
[0006]圖1是根據(jù)所描述的各個方面示出天線系統(tǒng)或設(shè)備的框圖。
[0007]圖2是根據(jù)所描述的各個方面示出天線系統(tǒng)或設(shè)備的另一框圖。
[0008]圖3是根據(jù)所描述的各個方面示出天線系統(tǒng)或設(shè)備的框圖。
[0009]圖4是根據(jù)所描述的各個方面示出天線系統(tǒng)或設(shè)備的另一框圖。
[0010]圖5是根據(jù)所描述的各個方面示出天線系統(tǒng)或設(shè)備的反射系數(shù)的曲線圖。
[0011]圖6是根據(jù)所描述的各個方面的天線系統(tǒng)或設(shè)備的電場分布。
[0012]圖7-8根據(jù)所描述的各個方面示出了天線系統(tǒng)或設(shè)備的天線效率的曲線圖。
[0013]圖9-10根據(jù)所描述的各個方面示出了天線系統(tǒng)或設(shè)備的天線增益的曲線圖。
[0014]圖11是根據(jù)所描述的各個方面的天線元件的遠(yuǎn)場輻射方向圖。
[0015]圖12是根據(jù)所描述的各個方面的用于天線設(shè)備的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]現(xiàn)在將參照附圖，對本公開進(jìn)行描述，其中，相似的參考標(biāo)號被用來通篇指代相似的要素，并且其中，所示出的結(jié)構(gòu)和元件不一定按照比例示出。如本文所使用的，術(shù)語“組件”、“系統(tǒng)”、“接口”等旨在指代計算機(jī)相關(guān)的實體、硬件、(例如，執(zhí)行的)軟件和/或固件。例如，組件可以是處理器、運行于處理器上的進(jìn)程、控制器、對象、可執(zhí)行內(nèi)容、程序、存儲設(shè)備和/或具有處理設(shè)備的計算機(jī)。通過說明的方式，在服務(wù)器上運行的應(yīng)用和該服務(wù)器也可以是組件。一個或多個組件可以駐留在處理內(nèi)，并且組件可以被置于一個計算機(jī)上和/或被分布在兩個或更多個計算機(jī)間。本文可以對一組元件或一組其他組件進(jìn)行描述，其中，術(shù)語“組”可以被解釋為“一個或多個”。
[0017]而且，這些組件可以從具有存儲于其上的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(例如，具有模塊)的各種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)來執(zhí)行。這些組件可以例如根據(jù)具有一個或多個數(shù)據(jù)分組(例如，來自與本地系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)和/或跨網(wǎng)絡(luò)(例如，互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、或具有其他系統(tǒng)的類似網(wǎng)絡(luò))的另一組件經(jīng)由信號進(jìn)行交互的一個組件的數(shù)據(jù))的信號經(jīng)由本地處理和/或遠(yuǎn)程處理進(jìn)行通信。
[0018]如另一示例，組件可以是具有特定功能的裝置，該特定功能由電氣電路或電子電路所操作的機(jī)械部件來提供，其中，該電氣電路或電子電路可以由一個或多個處理器所執(zhí)行的軟件應(yīng)用或固件應(yīng)用進(jìn)行操作。該一個或多個處理器可以位于該裝置內(nèi)部或者外部，并且可以執(zhí)行至少一部分軟件應(yīng)用或固件應(yīng)用。如又一示例，組件可以是沒有機(jī)械部件而通過電子組件來提供特定功能的裝置；這些電子組件可以在其中包括一個或多個處理器，以執(zhí)行至少部分授予電子組件的功能的軟件和/或固件。
[0019]詞語“示例性”的使用旨在以具體形式來呈現(xiàn)概念。如本申請中所使用的，術(shù)語“或”旨在于指示包括性“或”而非排除性“或”。也就是說，除非另有所指，或者從上下文中清楚得出，否則“X采用A或B”旨在于指示任意自然包括性置換。也就是說，如果X采用A ;X采用B ;或者X采用A和B 二者，則“X采用A或B”滿足任意上述實例。此外，除非另有所指或者從上下文中清楚得出針對單數(shù)形式，否則本申請和所附權(quán)利要求中所使用的冠詞“一”和“一個”一般應(yīng)被解釋為指示“一個或多個”。而且，就詳細(xì)的說明書和權(quán)利要求中使用術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“有”或其變體的程度而言，這樣的術(shù)語旨在于以類似于術(shù)語“包括”的方式而包含的。
[0020]考慮射頻通信或無線通信的上述缺陷，公開了采用載波聚合、分集接收、Μπω操作、NFC、GPS或各種其他通信操作并帶有具有耦合器元件、耦合器組件饋電的天線架構(gòu)的無線設(shè)備的各個方面，其可充當(dāng)用于激勵不同天線縫隙(slot)的激勵組件或充當(dāng)提供天線和通信組件(例如，發(fā)送器、接收器、或收發(fā)器)之間的間接連接的耦合組件。所公開的天線架構(gòu)可以包括各種操作范圍處的諧振頻率。例如，天線元件(例如，WLAN天線、蜂窩高頻帶天線、低頻帶天線等)可以(例如，利用雙頻帶天線)在一個或多個頻率范圍處進(jìn)行操作。天線元件可以包括具有兩個環(huán)形部分的兩切口環(huán)形縫隙天線，這兩個環(huán)形部分被配置為形成用于分別在不同的頻率處進(jìn)行諧振的兩個環(huán)形縫隙。天線元件可以被耦合于雙分支耦合饋電，該雙分支耦合饋電基于從單個縫隙天線的兩個部分所形成的兩個環(huán)形縫隙的不同尺寸和耦合器組件相對于該天線元件的方向或?qū)R來后續(xù)地、并行地或同時地在不同的操作頻率處諧振或激勵。耦合器組件可以進(jìn)行操作以經(jīng)由具有電磁連接的耦合器結(jié)構(gòu)的不同分支通過輔助該天線元件和單耦合器之間的間接耦合來將一個天線組件的兩個環(huán)形縫隙耦合且激勵為單耦合或激勵組件。下面將參照附圖對本公開的另外方面和細(xì)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0021]圖1示出了利用單個耦合器元件和單個天線組件使得各種不同的諧振元件或天線組件在彼此靠近的不同頻率范圍處進(jìn)行操作的無線或天線解決方案的天線系統(tǒng)的示例。系統(tǒng)100可以包括在諸如無線設(shè)備之類的設(shè)備中或者在一個或多個設(shè)備間運行的通信系統(tǒng)，該一個或多個設(shè)備利用載波聚合、分集接收或ΜΜ0操作中的一個或多個進(jìn)行通信，該Μπω操作針對一個或多個不同的無線通信協(xié)議利用多個不同的收發(fā)器、接收器或發(fā)送器。
[0022]天線系統(tǒng)100包括通信設(shè)備101 (例如，移動設(shè)備、Μπω設(shè)備、個人數(shù)字助理等)內(nèi)的主體或天線體102，該主體或天線體102可以包括位于硅襯底、半導(dǎo)體材料、印刷電路板、或另一材料中的通信組件118 (例如，收發(fā)器、接收器、發(fā)送器等)。通信組件118還可以包括處理器和耦合于處理器的存儲器(未示出)，以用于處理指令或與耦合器110的通信信號。主體102可以包括具有接地層104的電路板，例如，形成通信設(shè)備101的至少一部分的硅主體、其他材料或金屬。接地層104可以至少部分地被制造為在該電路板的主體102之內(nèi)、之下或之上，并且具有與主體102相同的形狀或不同的形狀。
[0023]通信設(shè)備101還包括機(jī)架106，該機(jī)架106可以包括包圍主體102的至少一部分的蓋子或外殼，例如，金屬或?qū)щ娡鈿?例如，鋁蓋、其他金屬、其他導(dǎo)電材料、或者金屬和其他導(dǎo)電材料的組合)。機(jī)架106可以用來包住主體102和接地層104，以使得較少的天線連接或者無天線連接、端口或端口開口經(jīng)由機(jī)架106被提供給天線元件108。機(jī)架106可以在端部處包住主體102，并且機(jī)架106與接地層104相集成為例如包括所示出的機(jī)架106和基底層104 二者的一個主體或一個接地層。另外地或替代地，機(jī)架106可以包住至少一部分通信設(shè)備101，而無需提供用于直接將天線元件108耦合到設(shè)備101的其他組件的任何直接的連接或端口。此外，機(jī)架106可以是接地層104的一部分，并且是接地層104作為整體的延伸，它們具有相同的結(jié)構(gòu)或不同的結(jié)構(gòu)。通信設(shè)備101的各種配置可被構(gòu)想到，其中機(jī)架106和主體102可以是以下各項的一部分:個人計算設(shè)備(例如，顯示屏(例如，LCD等)或屏幕的蓋子)、平板計算機(jī)、個人數(shù)字助理、由接地層或者在內(nèi)部具有接地層的屏幕和機(jī)架106所包圍的移動電話、或者可操作用于射頻或者移動或無線通信信號的設(shè)備的其他配置。
[0024]天線元件108可以經(jīng)由導(dǎo)電機(jī)架或者通過直接連接主體102內(nèi)的接地層104的單獨連接或延伸而被親合至主體102的接地層104。天線元件108還可以對應(yīng)于或者被指定為針對各種移動或無線通信協(xié)議或無線通信信號以一個或多個通信模式在一個或多個頻率或頻率范圍處進(jìn)行諧振，其中，各種移動或無線通信協(xié)議或無線通信信號可以與由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如，W1-Fi網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、微網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、微微(Pico)小區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)控制的不同的網(wǎng)絡(luò)(例如，WLAN、蜂窩高頻帶頻率、蜂窩低頻帶頻率)相對應(yīng)。每一種模式(第一模式或第二模式)可以包括天線元件在一個或多個不同頻率中的操作。天線元件108可以進(jìn)行操作，以作為雙諧振天線來通信，該雙諧振天線在天線元件108內(nèi)的不同的縫隙或環(huán)形縫隙處在不同的頻率或者在頻率范圍內(nèi)的多個操作頻率進(jìn)行諧振。例如，天線元件108可以在約2400MHz到約2484MHz以及5.6GHz附近的不同Wi_Fi頻帶處進(jìn)行諧