專利名稱：包括多頻帶天線的移動無線通信設(shè)備及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信設(shè)備的領(lǐng)域，更具體地，涉及移動無線通信設(shè)備及相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
蜂窩通信系統(tǒng)繼續(xù)普及，并且已成為個人及商務(wù)通信的必要部分。蜂窩電話允許用戶幾乎在他們所行進(jìn)到的任何地方都能夠進(jìn)行和接收語音呼叫。而且，隨著蜂窩電話技術(shù)的增長，蜂窩設(shè)備的功能也已經(jīng)得到發(fā)展。例如，現(xiàn)在，許多蜂窩設(shè)備包括個人數(shù)字助理(PDA)特征，諸如日歷、地址簿、任務(wù)列表等。而且，例如，這樣的多功能設(shè)備也可以允許用戶經(jīng)由蜂窩網(wǎng)絡(luò)和/或無線局域網(wǎng)(WLAN)無線地發(fā)送和接收電子郵件(email)消息、以及訪問因特網(wǎng)。
即使如此，由于蜂窩通信設(shè)備功能的繼續(xù)增加，所以對用戶來說，更易于和更便于用戶攜帶的更小型設(shè)備的需求也持續(xù)增長。結(jié)果，獲得廣泛普及的一種蜂窩電話類型是折疊式或“翻蓋”式話機(jī)。典型地，翻蓋機(jī)包括具有顯示器和揚(yáng)聲器的上殼(upper housing)、以及承載麥克風(fēng)的下殼(lower housing)或下板(flap)。根據(jù)特定模型，在這樣的話機(jī)上的鍵盤既可以在上殼、又可以在下殼。下板通過鉸鏈與上殼相連，使得在不使用上下外殼時，能夠?qū)⑺鼈冋郫B起來以更緊湊。
在授予Pye等人的美國專利No.5,337,061中公開了翻蓋機(jī)的一個示例。話機(jī)具有兩根天線，第一根安裝在下板上、并且包括接地面和由來自話機(jī)內(nèi)部電路的同軸饋線饋電的有源單極天線。下板與外殼的主體部分或上半部分樞軸連接，并且當(dāng)不使用時向主體部分折疊。另一根相似的天線安裝在主體部分內(nèi)，并且兩根天線都與話機(jī)中的收發(fā)器電路相連。設(shè)計天線以引入精密的失配(deliberate mismatch)，以在不需要獨(dú)立電路元件的情況下，提供在天線間有效切換的系統(tǒng)。
蜂窩電話的天線配置還可以極大地影響話機(jī)的總體大小或占地面積(footprint)。典型地，蜂窩電話具有支持多個工作頻帶中的通信的天線結(jié)構(gòu)。使用不同類型的天線用于移動設(shè)備，例如，螺旋形、“倒F”形、折疊偶極天線、以及伸縮式天線結(jié)構(gòu)。典型地，螺旋形和伸縮天線用于移動設(shè)備的外部，即，在移動設(shè)備的外面，以及典型地，倒F形和折疊偶極天線在移動設(shè)備殼體或外殼內(nèi)(在移動設(shè)備的內(nèi)部)靠近其頂部。
通常說來，內(nèi)置天線允許蜂窩電話的占地面積小于具有外置天線的移動電話的占地面積。而且，出于機(jī)械和人體工學(xué)的原因，內(nèi)置天線也優(yōu)于外置天線。內(nèi)置天線還受到移動設(shè)備外殼的保護(hù)，因而比外置天線更加耐用。外置天線會是麻煩的并且使移動設(shè)備難以使用，尤其在有限空間的環(huán)境中。
然而，典型內(nèi)置的蜂窩電話天線的一個潛在缺點(diǎn)是，當(dāng)話機(jī)在使用中時，內(nèi)置天線相對地接近于用戶頭部。當(dāng)天線距用戶身體越近時，典型地，人體吸收的射頻(RF)能量輻射增加。使用移動電話時，被人體吸收的RF能量總量稱為特定吸收率(SAR)，并且典型地，適用的政府法規(guī)限制移動電話可允許的SAR，以確保安全的用戶RF能量暴露等級。
授予Grant等人的美國專利No.6,741,215提出了一種用來降低來自蜂窩電話天線的輻射暴露的嘗試。該專利公開了具有內(nèi)置和外置天線配置的多種蜂窩電話，其中，天線位于電話的底部，即通過將天線較遠(yuǎn)地離開用戶的大腦，來降低用戶受到的輻射強(qiáng)度。而且，在一些實(shí)施例中，話機(jī)的外殼形成鈍角，使得外殼的底部轉(zhuǎn)離用戶的臉。
盡管這樣的天線配置能夠降低輻射暴露，但是仍然需要進(jìn)一步發(fā)展天線配置、尤其是內(nèi)置天線，以便進(jìn)一步降低總體設(shè)備大小、同時仍然提供相對較低的SAR值。

發(fā)明內(nèi)容
一種無線通信設(shè)備可以包括外殼和承載在外殼中的多頻帶天線。更具體地，多頻帶天線可以包括具有縫隙的主環(huán)導(dǎo)體(main loopconductor)，其中，縫隙限定了主環(huán)導(dǎo)體的第一端和第二端；第一分支導(dǎo)體(branch conductor)，具有連接在主環(huán)導(dǎo)體的第一端附近的第一端、以及具有限定了第一饋入點(diǎn)的第二端；以及第二分支導(dǎo)體，具有連接在主環(huán)導(dǎo)體的第二端附近的第一端、以及限定了第二饋入點(diǎn)的第二端。而且，第三分支導(dǎo)體具有在主環(huán)導(dǎo)體內(nèi)的第一部分、以及與第二饋入點(diǎn)相連的第二部分。天線還可以包括調(diào)諧分支導(dǎo)體，具有與主環(huán)導(dǎo)體相連的第一端，所述調(diào)諧分支導(dǎo)體的第一端位于第一和第二分支導(dǎo)體各自的第一端之間。
因此，可以排列多頻帶天線，以占據(jù)相對小的面積的同時仍提供所需的性能。而且，天線配置能夠方便地將印刷電路板(PCB)定位在移動設(shè)備(如，蜂窩電話)的底端，這有助于符合適用的SAR要求。該結(jié)構(gòu)也能夠?qū)崿F(xiàn)用戶手的阻隔對天線性能的較小影響。也就是說，典型地，用戶握住蜂窩電話話機(jī)外殼的中上部，因此與天線定位于外殼下半部分附近的情況相比，用戶更可能將他們的手覆蓋在這樣的天線上。
作為示例，第三分支導(dǎo)體的第一部分可以包括環(huán)和/或貼片。而且，第三分支導(dǎo)體的第二部分可以通過第二分支導(dǎo)體，與第二饋入點(diǎn)相連。
主環(huán)導(dǎo)體可以具有大體為矩形的形狀，具有相對的第一和第二邊以及相對的第一和第二端，以及縫隙可以在主環(huán)導(dǎo)體的第一邊內(nèi)。而且，第一分支導(dǎo)體、第二分支導(dǎo)體、以及調(diào)諧分支導(dǎo)體各自的第一端可以與主環(huán)導(dǎo)體的第一邊相連。具體地，例如，主環(huán)導(dǎo)體可以包括非平面部分，以進(jìn)一步節(jié)省空間。
有利地，主環(huán)導(dǎo)體可以具有至少一個調(diào)諧特征。作為示例，這樣的調(diào)諧特征可以包括曲折形(meanders)、Z形、環(huán)形、以及其它幾何形狀。第一、第二和/或調(diào)諧分支導(dǎo)體也可以包括相似的調(diào)諧特征。移動無線通信設(shè)備還可以包括支撐多頻帶天線的介電基板(dielectricsubstrate)，并且主環(huán)導(dǎo)體、第一和第二分支導(dǎo)體、以及調(diào)諧分支導(dǎo)體中的每一個可以包括各自位于介電基板上的傳導(dǎo)路徑。移動無線通信設(shè)備還可以包括由介電基板承載的、并與多頻帶天線相連的無線收發(fā)機(jī)電路。
本發(fā)明的方法方案用于制作移動無線通信設(shè)備，并且可以包括設(shè)置外殼、以及在外殼內(nèi)定位如上所述的多頻帶天線。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的移動無線通信設(shè)備的示意性框圖，示出了移動無線通信設(shè)備的特定內(nèi)部組件。
圖2是圖1所示的移動無線通信設(shè)備的前視圖。
圖3是一般性說明用于圖1的移動無線通信設(shè)備的多頻帶天線的示意圖。
圖4-6是調(diào)諧特征的不同實(shí)施例的示意圖，這些調(diào)諧特征可以用于圖3所示的天線的各個部分。
圖7是用于圖1所示的移動無線通信設(shè)備中的介電基板以及相關(guān)天線的實(shí)施例的透視圖。
圖8是圖7所示的介電基板的后視圖。
圖9和10是用于移動無線通信設(shè)備中的介電基板以及相關(guān)天線的另一實(shí)施例的透視圖，分別從基板的頂部俯視示出、以及從基板的底部仰視示出。
圖11和12是根據(jù)本發(fā)明用于制作移動無線通信設(shè)備的方法的流程圖。
圖13是使用本發(fā)明的典型移動無線通信設(shè)備的示意圖。
圖14-16是圖3所示的多頻帶天線的可選實(shí)施例的示意圖。
圖17是圖14所示的天線的增益-頻率曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面地描述，在附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以按多種不同形式來具體實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)解釋為局限于這里所描述的實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例，以使得對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，該公開將是透徹并完全的、并且將全面地表達(dá)出本發(fā)明的范圍。相同的參考數(shù)字在整個說明書中表示相同的元件，并且使用’號指示不同實(shí)施例中相似的元件。
現(xiàn)在，更具體地參照圖1和圖2，首先對根據(jù)本發(fā)明的諸如移動蜂窩設(shè)備20之類的移動無線通信設(shè)備進(jìn)行描述。蜂窩設(shè)備20示意性地包括具有上半部分46和下部分47的外殼21、以及由外殼承載的諸如印刷電路板(PCB)基板之類的主介電基板67。示出的外殼21是固定不動的外殼，例如，如用于許多蜂窩電話中的面向翻蓋或滑蓋的外殼。然而，也可以使用這些以及其它外殼結(jié)構(gòu)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到介電基板67承載多種電路48，如微處理器、存儲器、一個或多個無線收發(fā)機(jī)(如，蜂窩、WLAN等)、音頻和供電電路等，并且將在下面進(jìn)行進(jìn)一步討論。優(yōu)選地，電池(未示出)也由外殼21承載，用于向電路48供電。
而且，音頻輸出轉(zhuǎn)換器49(如，揚(yáng)聲器)由外殼21上半部分46承載，并且與電路48相連。優(yōu)選地，諸如鍵盤23之類的一個或多個用戶接口設(shè)備也由外殼21承載，并且與電路48相連。用戶輸入接口設(shè)備的其它示例包括，滾輪37和后退按鈕36。當(dāng)然，可以理解，也可以在其它實(shí)施例中使用其它用戶輸入接口設(shè)備(如，手寫筆或觸摸屏接口)。
蜂窩設(shè)備20還示意性地包括承載在外殼21的下半部分47內(nèi)的天線45，包括介電基板67上的傳導(dǎo)路徑圖案，將在下面進(jìn)行進(jìn)一步描述。通過將天線45鄰近外殼21下半部分47放置，有利地增加了在使用電話時天線與用戶頭部之間的距離，有助于符合適用的SAR要求。
更具體地，典型地，用戶將握住外殼21的上半部分，非?？拷陬^部，使得音頻輸出轉(zhuǎn)換器49直接貼近耳朵。然而，音頻輸入轉(zhuǎn)換器(如，麥克風(fēng))所處的外殼21的下半部分47不需要位于直接貼近用戶嘴部的地方，以及典型地，遠(yuǎn)離用戶的嘴部。也就是說，握住音頻輸入轉(zhuǎn)換器靠近用戶嘴部，不但對用戶來說會不舒服，而且會在一些情況下使用戶聲音失真。此外，有利地，將天線45定位在靠近外殼21的下半部分47還可以使天線更遠(yuǎn)離用戶大腦。
將天線45定位在靠近外殼21的下半部分47的另一個重要益處是能夠?qū)崿F(xiàn)用戶手的阻隔對天線性能的較小影響。也就是說，典型地，用戶握住蜂窩電話話機(jī)外殼的中上部，因此與將天線安裝在外殼21的下半部分47附近的情況相比，用戶更可能將他們的手覆蓋在這樣的天線上。此外，可以通過將天線45定位在靠近外殼21的下半部分47，來獲的更可靠的性能。
該結(jié)構(gòu)的另一益處是，為要承載在外殼上半部分46處的一個或多個輔助輸入/輸出(I/O)設(shè)備50提供了更多的空間。而且，通過將天線45與輔助I/O設(shè)備50分離，降低了它們之間的干擾。
正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到的，輔助I/O設(shè)備50的一些示例包括，用于提供WLAN通信能力的WLAN(如，藍(lán)牙、IEEE 802.11)天線、和/或用于提供定位能力的衛(wèi)星定位系統(tǒng)(如，GPS、Galileo等)天線。輔助I/O設(shè)備50的其它示例包括第二音頻輸出轉(zhuǎn)換器(如，用于揚(yáng)聲器電話操作的揚(yáng)聲器)，以及用于提供數(shù)字?jǐn)z像機(jī)能力的攝像鏡頭、電子設(shè)備連接器(如，USB、耳機(jī)、安全數(shù)字(SD)或存儲卡等)。
應(yīng)當(dāng)注意，這里用于輔助I/O設(shè)備50的術(shù)語“輸入/輸出”表示這些設(shè)備可以具有輸入和/或輸出能力，但不必在所有實(shí)施例中具有輸入和輸出能力。也就是說，例如，諸如攝像鏡頭這樣的設(shè)備可以只接收光學(xué)輸入，而耳機(jī)插孔可以只提供音頻輸出。
設(shè)備20還示意性地包括由外殼21承載、并且與電路48相連的顯示器22。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到的，后退按鈕36和滾輪37也與電路48相連，以允許用戶對菜單、文本等進(jìn)行導(dǎo)航。在一些示例中，滾輪37還可以稱為“拇指輪”或“軌跡輪”。鍵盤23示意性地包括多個多符號按鍵24，每一個按鍵上具有多個相應(yīng)符號的標(biāo)識。鍵盤23還示意性地包括可選功能鍵25，下行鍵(next key)26、空格鍵27、切換鍵28、返回(或回車)鍵29、以及退格/刪除鍵30。
在首先按下或激活可選功能鍵25，下行鍵26還可以用于輸入“*”符號。類似地，通過首先激活可選功能鍵25，空格鍵27、切換鍵28以及退格鍵30可以各自用于輸入“0”和“#”。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到的，鍵盤23還示意性地包括發(fā)送鍵31、結(jié)束鍵32、以及快捷(即菜單)鍵39，用于發(fā)起蜂窩電話呼叫。
而且，每一按鍵24上的符號排列在頂行或底行。當(dāng)用戶未首先按下可選功能鍵25，而直接按下按鍵24時，輸入底行中的符號，而通過首先按下可選功能鍵，來輸入頂行符號。如圖2所示，多符號按鍵24排列在位于發(fā)送和結(jié)束鍵31、32下面的鍵盤23的前三行。而且，排列每一按鍵上的字母符號以限定標(biāo)準(zhǔn)QWERTY布局。也就是說，鍵盤23上的字母以三行格式出現(xiàn)，每行中的字母具有與標(biāo)準(zhǔn)QWERTY鍵盤相同的順序和相對位置。
每行按鍵(包括第四行功能鍵25-29)排列為五列。第一、第二、第三行的第二、第三、第四列的多功能按鍵24上具有可通過首先激活可選功能鍵25來訪問的數(shù)字符號(即1至9)。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到的，如上所述，與通過首先激活可選功能鍵25而分別輸入“*”、“0”、以及“#”的下行鍵、空格鍵、以及切換鍵26、27、28一起，這套按鍵定義了標(biāo)準(zhǔn)電話鍵盤布局，正如可以在傳統(tǒng)按鍵電話中找到的一樣。
此外，有利地，移動蜂窩設(shè)備20不但可以用作傳統(tǒng)蜂窩電話，而且可以方便地用于通過蜂窩或其它網(wǎng)絡(luò)來發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)，諸如因特網(wǎng)及電子郵件數(shù)據(jù)。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，也可以使用其它鍵盤配置。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到的，多次敲擊(multi-tap)或預(yù)測輸入模式(predictive entry mode)可以用于鍵入電子郵件等。
現(xiàn)在參照圖3至10，討論天線45的典型實(shí)施例。優(yōu)選地，天線45是通過多個工作頻率來提供增強(qiáng)的發(fā)射和接收特性的多頻帶天線。更具體地，設(shè)計天線45，以在相對寬的帶寬和多個蜂窩頻帶上，提供高增益、所需阻抗匹配、并滿足適用的SAR要求。作為示例，盡管天線45也可以用于其它頻帶/頻率，但是優(yōu)選地，天線45在五個頻帶上工作，即，850MHz全球移動通信系統(tǒng)(GSM)頻帶、900MHz GSM頻帶、DCS頻帶、PCS頻帶、以及WCDMA頻帶(即，高達(dá)約2100MHz)。
盡管天線45也可以以二維或平面實(shí)施例實(shí)現(xiàn)，但為了節(jié)約空間，有利地，天線45以三維形式實(shí)現(xiàn)，如圖7至10所示。天線45示意性地包括PCB 67上的第一部分61。第二部分62從PCB 67彎曲至L形介電延伸(dielectric extension)或天線定位框架(retainer frame)63上，L形介電延伸或天線定位框架63包括從PCB 67向外延伸的垂直部分51、以及從PCB的垂直部分向外延伸并位于PCB的臨近部分之上的外懸部分(overhang portion)68。在一些實(shí)施例中，如果需要，也可以將側(cè)壁55定位于L形介電延伸63的相對端(opposing end)，以提供附加支撐(見圖7和9)。
天線45的第二部分62示意性地包括具有縫隙的主環(huán)天線導(dǎo)體64，限定了主環(huán)導(dǎo)體的第一和第二端52、53。天線45的第一部分61示意性地包括第一分支導(dǎo)體70、第二分支導(dǎo)體71、以及調(diào)諧分支導(dǎo)體72。更具體地，第一分支導(dǎo)體70具有連接在主環(huán)導(dǎo)體64第一端52附近的第一端、以及限定了第一饋入點(diǎn)的第二端，在示出的示例中，第二端與信號源54(如，無線收發(fā)機(jī))相連。第二分支導(dǎo)體71具有連接在主環(huán)導(dǎo)體64第二端53附近的第一端、以及限定了第二饋入點(diǎn)的第二端，在示出的示例中，第二端與PCB的接地面導(dǎo)體69相連(圖8)。
調(diào)諧分支導(dǎo)體72具有與主環(huán)導(dǎo)體64相連的第一端，調(diào)諧分支導(dǎo)體72的第一端位于第一和第二分支導(dǎo)體各自的第一端之間。也就是說，調(diào)諧分支導(dǎo)體72的第一端在第一和第二分支導(dǎo)體70、71之間長度的某點(diǎn)處，與主環(huán)導(dǎo)體64相連。在不對頻率參數(shù)產(chǎn)生重大影響的情況下，可以方便地改變分支導(dǎo)體72在部分77與78之間的位置。在該示例中，主環(huán)導(dǎo)體64大體為矩形，具有包括部分75-78以及縫隙的第一邊、相對的第二邊74、以及彼此相對的第一和第二端79、80。如圖7-10所示，可以使用印刷或具有圖案的傳導(dǎo)電路路徑來形成天線45的第一和第二部分61、62。
盡管在示出的實(shí)施例中，第一分支導(dǎo)體70、第二分支導(dǎo)體71、以及調(diào)諧分支導(dǎo)體72各自的第一端與主環(huán)導(dǎo)體64的第一邊相連，其它配置也是可能的。例如，調(diào)諧分支導(dǎo)體72可以與第二邊74相連、或者與第一和第二端79、80中的任何一個相連。
如上所述，天線45的第二部分62可以定位在L形介電延伸63的垂直部分51上。有利地，這允許在PCB 67的頂側(cè)上明顯地降低天線45的總占地面積(即，電路)。而且，主環(huán)導(dǎo)體64的各個部分也可以繞在介電延伸63的外懸部分68上，以進(jìn)一步節(jié)約空間。然而，應(yīng)當(dāng)注意，在特定實(shí)施例中，如果有足夠的空間，則可以以二維方式實(shí)現(xiàn)天線45(即，第一和第二部分61、62在同一平面上)；以及正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到的，也可以使用其它的3D配置。
主環(huán)導(dǎo)體64由部分74-80限定。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到的，第一分支導(dǎo)體70可以在有或沒有無源匹配網(wǎng)絡(luò)的情況下與信號源54相連。優(yōu)選地，第二分支導(dǎo)體71在沒有匹配網(wǎng)絡(luò)的情況下與地相連，以及調(diào)諧分支導(dǎo)體72浮置(即，不與信號源54或地相連)。
通常說來，分支70、71和72的長度用來設(shè)置中心工作頻率。分支導(dǎo)體70和72的方曲折形(square meandering)或來回(back-and-forth)圖案是能夠用來改變電長度的調(diào)諧特征，其中，電長度改變中心頻率。而且，分支70、71、72的不同形狀也可以用來設(shè)置不同頻率。例如，除了圖3中示出的曲折形和直線形之外，這些分支可以使用其它幾何形狀，包括鋸齒形或三角曲折形40(圖4A)、帶環(huán)的分支41(圖4B)等。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到的，不同的形狀和組合也可以用于提供不同的頻率特征。
主環(huán)導(dǎo)體64的部分73也可以用于控制工作頻率。部分73可以使用不同的形狀和/或裁切圖案。這樣的調(diào)諧特征可以包括例如“狗骨頭”形90(圖5A)、半個狗骨頭形91(圖5B)、發(fā)夾形92(圖5C)、雙發(fā)夾形93(圖5D)、帶環(huán)發(fā)夾形94(圖5E)、曲折形95(圖5F)、以及鋸齒形96(圖5G)。而且，在一些實(shí)施例中，除了上述各個部分之外，全部主環(huán)導(dǎo)體64還可以采用上述或其它形狀之一。
正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到的，如果在特定實(shí)施例中需要電路元件來調(diào)整輸入阻抗和/或加寬的帶寬，則可以使用環(huán)形圖案，這會產(chǎn)生附加的諧振調(diào)諧級(resonant tuning stage)。如果足夠空間可用，則可以使用適當(dāng)長度的直線部分。然而，典型地，對于內(nèi)置蜂窩設(shè)備天線、尤其對于緊湊模型來說，空間是非常有限的，因而優(yōu)選地，更可能使用上述形狀(或其它)之一。
部分74的寬度和形狀影響天線增益。部分74的長度也影響工作頻率。然而，應(yīng)當(dāng)注意，如在典型偶極天線的情況下，部分70、71、72、以及73的長度(即，整個天線45的長度)也影響工作頻率。
主環(huán)導(dǎo)體64可以采用多種形狀、寬度及厚度。盡管也可以使用諸如U形97(圖6A)、半圓形98(圖6B)以及蕓豆形99(圖6C)之類的其它形狀，但是作為示例，主環(huán)導(dǎo)體64通常也可以為圓形、方形、多邊形等。
而且，部分74也可以具有凹槽、貼片(patch)等。貼片可以用于增加表面積，從而使部分74可以對波束進(jìn)行整形。應(yīng)當(dāng)注意，在蜂窩電話的情況下，優(yōu)選地，波束應(yīng)該徑直從電話發(fā)出，即，與PCB 37的平面垂直。作為示例，根據(jù)給出的實(shí)施方式，天線45的寬度可以約為7cm或小于7cm，第一部分61的高度可以約為0.5至3cm，以及第二部分62的高度可以約為0.5至3cm。當(dāng)然，也可以使用其它尺寸。
正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到的，與天線45提供較寬帶寬的S11阻抗特性有關(guān)，需要在所關(guān)心的頻率范圍內(nèi)的良好匹配。這樣，需要縮小S11圓并將縮小的圓移至50歐姆中心點(diǎn)。區(qū)域73同天線45的其它部分一樣，可以用于縮小和/或移動S11圓，優(yōu)選地，以分布式的方式來實(shí)現(xiàn)。而且，天線45的匹配網(wǎng)絡(luò)和曲折(meandering)部分也可以用于將S11圓移向所需的50歐姆中心點(diǎn)。如以上根據(jù)本發(fā)明的描述，由于縮小的S11圓能夠有利地移向50歐姆點(diǎn)，縮小的S11圓的中心不是很重要。
通常說來，上述天線45允許不同的形狀和長度，用來設(shè)置適當(dāng)?shù)碾婇L度和電流分布。一些形狀是簡單的延遲線，而其它形狀設(shè)計為影響特定區(qū)域的電流。如上所述，如果給出無限的空間，則上面描述的許多形狀和幾何圖形不是必要的。然而，在如蜂窩電話等移動無線通信設(shè)備的空間受限環(huán)境內(nèi)，上述天線特征對于提供多工作頻帶上的所需性能來說是具有顯著優(yōu)勢的。
在特定實(shí)施例中可以對天線45的基本布局中作出不同的改變。作為示例，可以移動調(diào)諧分支導(dǎo)體72，使得調(diào)諧分支導(dǎo)體72從部分74延伸，而不是從區(qū)域73延伸。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到的，也可以作出其它改變。
PCB 67具有定位電路48于其上的第一表面、以及定位接地面導(dǎo)體69于其上的第二表面。優(yōu)選地，相對地定位主環(huán)導(dǎo)體64在L形介電延伸63的外懸部分68上的部分，使其不與接地面導(dǎo)體69重疊。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這樣可以設(shè)置增強(qiáng)的天線性能特性。類似地，優(yōu)選地，第一、第二或調(diào)諧分支導(dǎo)體70、71、72中的任何一個都不與接地面導(dǎo)體69重疊。
根據(jù)參照圖14進(jìn)行討論的另一實(shí)施例，有利地，天線45’還可以包括在高頻處增加天線帶寬的第三分支導(dǎo)體100’。作為示例，在包括上述GSM、DCS、PCS頻帶、以及通用移動通信業(yè)務(wù)(UMTS)頻帶的多頻帶上，天線45’可以用于提供相對高的天線增益以及相對低的回波損失。當(dāng)然，正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到的，可以設(shè)計天線45’，用以在不同頻帶上工作。
具體地，第三分支導(dǎo)體100’示意性地包括主環(huán)導(dǎo)體64’內(nèi)的第一部分101’、以及與第二饋入點(diǎn)相連的第二部分102’，其中，第二部分102’在示出的實(shí)施例中是接地連接。根據(jù)具體應(yīng)用，第三分支導(dǎo)體100’可以采用不同的形狀/配置。在示出的示例中，第三分支導(dǎo)體100’的第二部分102’通過第二分支導(dǎo)體71’與第二饋入點(diǎn)(即地)相連。
在圖15示出的另一實(shí)施例中，第二部分102”可以直接與饋入點(diǎn)(這里為地)相連。第一和/或第二部分101”，102”也可以限定不同調(diào)諧特征，如示出的環(huán)。另外一種可能性是，第一部分101可以是貼片(圖16)。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到的，還如對其它分支導(dǎo)體70-72的討論，也可以使用許多其它調(diào)諧特征和配置。
圖17中的曲線圖示出了具有圖14中所示配置的天線的測量回波損失。包含了第三分支導(dǎo)體100’有利地提供了增加的增益、以及對于圖3中示出的天線45的S11帶寬。用于測量圖中示出的點(diǎn)1-8的對應(yīng)的頻率和S11值列于下面的表1中。


表1現(xiàn)在參照圖11，對本發(fā)明用于制造移動無線通信設(shè)備20的第一方法方案進(jìn)行描述。該方法開始(方框110)，在方框111處，設(shè)置具有上半部分46和下半部分47的外殼21、由外殼承載的介電基板67、由介電基板承載的電路48、由外殼的上半部分承載的、并與電路相連的音頻輸出轉(zhuǎn)換器49、以及由外殼承載的、并與電路連接的用戶輸入接口設(shè)備(如，鍵盤23)。該方法還示意性地包括，在方框112處，在外殼21的上半部分46內(nèi)定位至少一個輔助輸入/輸出設(shè)備50，并與電路48相連；以及在方框113處，在外殼的下半部分47內(nèi)定位天線45、并在介電基板上包含傳導(dǎo)路徑的圖案，這樣，得到示出的方法(方框114)。
現(xiàn)在參照圖12，對本發(fā)明用于制造移動無線通信設(shè)備20的另一方法方案進(jìn)行描述。該方法開始(方框120)，在方框121處，形成L形絕緣擴(kuò)展63，包括垂直部分51和從垂直部分延伸出的外懸部分68，在外懸部分上至少有一條傳導(dǎo)路徑。該方法還示意性地包括，在方框122處，將L形介電延伸63的垂直部分51與主介電基板67相連，以使垂直部分從主介電基板67向外延伸，使得外懸部分68在主介電基板67的相鄰部分上方延伸，并且至少一條傳導(dǎo)路徑不與介電基板上的接地面導(dǎo)體69重疊。而且，在方框123處，主介電基板67可以安裝在外殼21中，這樣得到了示出的方法(方框124)。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，上述方法中描述步驟的順序僅是示例性的，并且可以在不同的實(shí)施例中以不同順序來執(zhí)行不同的步驟。
參照圖13，在下面的示例中，進(jìn)一步描述了可以適用于本發(fā)明的手持移動無線通信設(shè)備1000的另一示例。設(shè)備1000示意性地包括，外殼1200、鍵盤1400以及輸出設(shè)備1600。示出的輸出設(shè)備是顯示器1600，優(yōu)選地，顯示器1600是全圖形LCD。可以選擇性地使用其它類型的輸出設(shè)備。處理設(shè)備1800包含于外殼1200內(nèi)，并且連接在鍵盤1400與顯示器1600之間。處理設(shè)備1800響應(yīng)用戶對鍵盤1400上的按鍵的激活，來控制顯示器1600的操作、以及控制移動設(shè)備1000的總體操作。
外殼1200可以垂直地延伸、或可以采用其它大小和形狀(包括蛤殼式(clamshell)外殼結(jié)構(gòu))。鍵盤可以包括模式選擇鍵、或其它用于在文本條目和電話條目之間切換的硬件或軟件。
除了處理設(shè)備1800之外，圖13中也示意性地示出了移動設(shè)備1000的其它部分。這些包括，通信子系統(tǒng)1001；短距離通信子系統(tǒng)1020；鍵盤1400、顯示器1600，以及其它輸入/輸出設(shè)備1060、1080、1100和1120。優(yōu)選地，移動設(shè)備1000是具有語音和數(shù)據(jù)通信能力的雙向RF通信設(shè)備。此外，優(yōu)選地，移動設(shè)備1000具有通過因特網(wǎng)與其它計算機(jī)系統(tǒng)通信的能力。
優(yōu)選地，由處理設(shè)備1800執(zhí)行的操作系統(tǒng)軟件存儲于永久存儲器中，如閃存1160，但是也可以存儲于其它類型的存儲設(shè)備中，如，只讀存儲器(ROM)或類似的存儲元件。此外，可以將系統(tǒng)軟件、特定設(shè)備應(yīng)用程序、或它們的一部分暫時地載入易失性存儲器中，如隨機(jī)存取存儲器(RAM)1180。由通信設(shè)備接收的通信信號也可以存儲于RAM 1180中。
除了處理設(shè)備1800的操作系統(tǒng)功能之外，處理設(shè)備1800還能夠在設(shè)備100上執(zhí)行軟件應(yīng)用程序1300A-1300N?？刂苹驹O(shè)備操作的一套預(yù)定的應(yīng)用程序，諸如數(shù)據(jù)和語音通信1300A和1300B，可以在制作期間安裝在設(shè)備1000上。此外，可以在制作期間安裝個人信息管理器(PIM)應(yīng)用程序。優(yōu)選地，PIM能夠組織和管理數(shù)據(jù)項(xiàng)目，如，電子郵件、日歷事件、語音郵件、約會、及任務(wù)項(xiàng)。優(yōu)選地，PIM應(yīng)用程序還能夠通過無線網(wǎng)絡(luò)1401來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)項(xiàng)。優(yōu)選地，PIM數(shù)據(jù)項(xiàng)通過無線網(wǎng)絡(luò)1401，與已存儲或與主機(jī)計算機(jī)系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備用戶相應(yīng)數(shù)據(jù)項(xiàng)無縫地集成、同步和更新。
通過通信子系統(tǒng)1001、以及可能通過短距離通信系統(tǒng)，來執(zhí)行包括數(shù)據(jù)和語音通信的通信系統(tǒng)功能。該通信子系統(tǒng)1001包括，接收機(jī)1500、發(fā)射機(jī)1520、以及一根或多根天線1540和1560。此外，通信子系統(tǒng)1001還包括處理模塊，如數(shù)字信號處理器(DSP)1580、以及本地振蕩器(LOs)1601。通信子系統(tǒng)1001的特定設(shè)計和實(shí)現(xiàn)取決于移動設(shè)備1000想要在其中操作的通信網(wǎng)絡(luò)。例如，移動設(shè)備1000可以包括通信子系統(tǒng)1001，設(shè)計使用MobitexTM、DataTACTM、或通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)移動數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行操作、以及設(shè)計使用諸如AMPS、TDMA、CDMA、PCS、GSM等各種語音通信網(wǎng)絡(luò)的任一個來操作的通信子系統(tǒng)1001。還可以對移動設(shè)備1000使用其他類型的數(shù)據(jù)和語音網(wǎng)絡(luò)(分離的和集成的)。
網(wǎng)絡(luò)訪問需求根據(jù)通信系統(tǒng)類型進(jìn)行改變。例如，在MobitexTM和DataTACTM網(wǎng)絡(luò)中，移動設(shè)備使用與每一設(shè)備相關(guān)的唯一的個人身份號碼或PIN在網(wǎng)絡(luò)上登記。然而，在GPRS網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)訪問與設(shè)備的訂戶或用戶相關(guān)聯(lián)。因此，為了在GPRS網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行操作，GPRS設(shè)備需要通常被稱為SIM卡用戶識別模式。
當(dāng)已完成所需網(wǎng)絡(luò)登記或激活過程時，移動設(shè)備1000可以通過通信網(wǎng)絡(luò)1401來發(fā)送和接收通信信號。將由天線1540從通信網(wǎng)絡(luò)1401處接收的信號路由到接收機(jī)1500，用以提供信號放大、下變頻轉(zhuǎn)換、濾波、信道選擇等，并且還可以提供模數(shù)轉(zhuǎn)換。接收信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換允許DSP 1580來執(zhí)行更加復(fù)雜的通信功能，如，解調(diào)和解碼。以類似的方式，通過DSP 1580來處理(如調(diào)制和編碼)要傳送到網(wǎng)絡(luò)1401的信號，然后將信號通過天線1560提供給發(fā)射機(jī)1520，用于數(shù)模轉(zhuǎn)換、上變頻轉(zhuǎn)換、濾波、放大以及經(jīng)由天線1560發(fā)射到通信網(wǎng)絡(luò)1401(或網(wǎng)絡(luò))。
DSP 1580除了處理通信信號之外，還提供用于控制接收機(jī)1500和發(fā)射機(jī)1520。例如，可以通過在DSP1580中實(shí)現(xiàn)的自動增益控制算法，來自適應(yīng)地控制接收機(jī)1500和發(fā)射機(jī)1520的通信信號上所施加的增益。
在數(shù)據(jù)通信模式中，諸如文本消息或網(wǎng)頁下載等接收信號由通信子系統(tǒng)1001來處理并且輸入到處理設(shè)備1800。然后，由處理設(shè)備1800進(jìn)一步處理接收信號，以便向顯示器1600輸出，或可選地向一些其它輔助I/O設(shè)備1060輸出。設(shè)備用戶也可以使用鍵盤1400和/或一些其它輔助I/O設(shè)備1060(如觸摸板、搖桿開關(guān)、拇指輪、或一些其它類型的輸入設(shè)備)來編寫諸如電子郵件消息之類的數(shù)據(jù)項(xiàng)目。編寫的數(shù)據(jù)項(xiàng)目之后可以通過通信子系統(tǒng)1001，在通信網(wǎng)絡(luò)1401上進(jìn)行發(fā)送。
在語音通信模式中，除了將接收信號輸出至揚(yáng)聲器1100、以及由麥克風(fēng)1120生成用于傳輸?shù)男盘栔?，設(shè)備的所有操作實(shí)際都與數(shù)據(jù)通信模式相似。選擇性的語音或音頻I/O子系統(tǒng)，如語音消息記錄子系統(tǒng)，也可以在設(shè)備1000上實(shí)現(xiàn)。此外，顯示器1600也可以用于語音通信模式中，例如，以顯示呼叫方的身份、語音呼叫持續(xù)時間、或其它語音呼叫相關(guān)信息。
短距離通信子系統(tǒng)能夠使移動設(shè)備1000和其它接近的系統(tǒng)或設(shè)備之間進(jìn)行通信，其中，這些設(shè)備不需要是相似的設(shè)備。例如，短距離通信子系統(tǒng)可以包括紅外設(shè)備及相關(guān)電路和組件、或藍(lán)牙TM通信模塊，以提供與類似啟用系統(tǒng)或設(shè)備的通信。
得益于上述描述和相關(guān)附圖中提出的教義，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解本發(fā)明的許多修改和其它實(shí)施例。因此，可以理解，本發(fā)明不局限于公開的特定實(shí)施例，并且這些修改和實(shí)施例將包括在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種移動無線通信設(shè)備，包括外殼；以及承載在所述外殼內(nèi)的多頻帶天線，包括主環(huán)導(dǎo)體，具有限定了所述主環(huán)導(dǎo)體的第一和第二端的縫隙，第一分支導(dǎo)體，具有連接在所述主環(huán)導(dǎo)體的第一端附近的第一端、以及具有限定了第一饋入點(diǎn)的第二端，第二分支導(dǎo)體，具有連接在所述主環(huán)導(dǎo)體的第二端附近的第一端、以及限定了第二饋入點(diǎn)的第二端，第三分支導(dǎo)體，具有在所述主環(huán)導(dǎo)體內(nèi)的第一部分、以及與第二饋入點(diǎn)相連的第二部分，以及調(diào)諧分支導(dǎo)體，具有與所述主環(huán)導(dǎo)體相連的第一端，所述調(diào)諧分支導(dǎo)體的第一端位于所述第一和第二分支導(dǎo)體各自的第一端之間。
2.如權(quán)利要求1所述的移動無線通信設(shè)備，其中，所述第三分支導(dǎo)體的第一和第二部分中的至少一個限定了環(huán)。
3.如權(quán)利要求1所述的移動無線通信設(shè)備，其中，所述第三分支導(dǎo)體的第一部分包括貼片。
4.如權(quán)利要求1所述的移動無線通信設(shè)備，其中，所述第三分支導(dǎo)體的第二部分通過所述第二分支導(dǎo)體，與第二饋入點(diǎn)相連。
5.如權(quán)利要求1所述的移動無線通信設(shè)備，其中，所述主環(huán)導(dǎo)體具有大體為矩形的形狀，所述矩形具有相對的第一和第二邊、以及相對的第一和第二端；并且縫隙在所述主環(huán)導(dǎo)體的第一邊中。
6.如權(quán)利要求5所述的移動無線通信設(shè)備，其中，所述第一分支導(dǎo)體、所述第二分支導(dǎo)體、以及所述調(diào)諧分支導(dǎo)體各自的第一端與所述主環(huán)導(dǎo)體的第一邊相連。
7.如權(quán)利要求1所述的移動無線通信設(shè)備，其中，所述主環(huán)導(dǎo)體包括非平面部分。
8.如權(quán)利要求1所述的移動無線通信設(shè)備，其中，所述主環(huán)導(dǎo)體具有至少一個調(diào)諧特征。
9.如權(quán)利要求1所述的移動無線通信設(shè)備，其中，所述第一、第二、第三、以及調(diào)諧分支導(dǎo)體中的至少一個包括調(diào)諧特征。
10.如權(quán)利要求1所述的移動無線通信設(shè)備，還包括支撐所述多頻帶天線的介電基板；以及所述主環(huán)導(dǎo)體、第一和第二分支導(dǎo)體、以及調(diào)諧分支導(dǎo)體中的每一個在所述介電基板上包括各自的傳導(dǎo)路徑。
11.一種用于制造移動無線通信設(shè)備的方法，包括設(shè)置外殼；以及將多頻帶天線定位在外殼內(nèi)，包括主環(huán)導(dǎo)體，具有限定了所述主環(huán)導(dǎo)體的第一和第二端的縫隙，第一分支導(dǎo)體，具有連接在所述主環(huán)導(dǎo)體的第一端附近的第一端、以及具有限定了第一饋入點(diǎn)的第二端，第二分支導(dǎo)體，具有連接在所述主環(huán)導(dǎo)體的第二端附近的第一端、以及限定了第二饋入點(diǎn)的第二端，第三分支導(dǎo)體，具有在所述主環(huán)導(dǎo)體內(nèi)的第一部分、以及與第二饋入點(diǎn)相連的第二部分，以及調(diào)諧分支導(dǎo)體，具有與所述主環(huán)導(dǎo)體相連的第一端，所述調(diào)諧分支導(dǎo)體的第一端位于所述第一和第二分支導(dǎo)體各自的第一端之間。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第三分支導(dǎo)體的第一和第二部分中的至少一個限定了環(huán)。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第三分支導(dǎo)體的第一部分包括貼片。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第三分支導(dǎo)體的第二部分通過所述第二分支導(dǎo)體，與第二饋入點(diǎn)相連。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述主環(huán)導(dǎo)體具有大體為矩形的形狀，所述矩形具有相對的第一和第二邊、以及相對的第一和第二端；并且縫隙在所述主環(huán)導(dǎo)體的第一邊中。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一、第二、第三、以及調(diào)諧分支導(dǎo)體中的至少一個包括調(diào)諧特征。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述主環(huán)導(dǎo)體具有至少一個調(diào)諧特征。
全文摘要
一種移動無線通信設(shè)備可以包括外殼、以及承載在外殼內(nèi)的多頻帶天線。多頻帶天線可以包括主環(huán)導(dǎo)體，具有限定了主環(huán)導(dǎo)體的第一和第二端的縫隙；第一分支導(dǎo)體，具有連接在主環(huán)導(dǎo)體的第一端附近的第一端、以及具有限定了第一饋入點(diǎn)的第二端；第二分支導(dǎo)體，具有連接在主環(huán)導(dǎo)體的第二端附近的第一端、以及限定了第二饋入點(diǎn)的第二端。第三分支導(dǎo)體具有在主環(huán)導(dǎo)體內(nèi)的第一部分、以及與第二饋入點(diǎn)相連的第二部分。調(diào)諧分支導(dǎo)體可以具有與主環(huán)導(dǎo)體相連的第一端，所述調(diào)諧分支導(dǎo)體的第一端位于所述第一和第二分支導(dǎo)體各自的第一端之間。
文檔編號H04B1/40GK1870799SQ20061009087
公開日2006年11月29日 申請日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月27日
發(fā)明者齊亦紅, 滿英彤, 艾德里安·庫克, 佩里·賈穆斯伍斯基 申請人:捷訊研究有限公司