專利名稱：多頻帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于諸如移動電話等移動裝置的多頻帶天線領(lǐng)域。本發(fā)明還涉及一種制作天線的方法以及一種包括天線的移動裝置。
背景技術(shù)：
存在這樣一種趨勢在移動電話中采用內(nèi)置天線以覆蓋若干操作頻帶，諸如分別工作于 850MHz、900MHz、1800MHz 和 1900MHz 附近的 GSM-850、GSM-900、GSM-1800 和 GSM-1900，下的操作。有時還需要覆蓋2GHz附近的UMTS。當(dāng)前傳統(tǒng)的解決方案有示于圖1和2之中的多頻帶PIFA(平面倒置F天線)和多頻帶IFA (倒置F天線)。圖1中的多頻帶PIFA天線100包括天線發(fā)射器，具有裝在非導(dǎo)電載體103上并位于接地平面104上方的第一發(fā)射器101和第二發(fā)射器102。所述天線發(fā)射器具有連接于移動電話的RF電路的RF(射頻)饋電線105，以及連接于接地平面104的接地饋電線106。 所述PIFA天線在基本上平行于接地平面的平面上延伸。坐標(biāo)系標(biāo)記110表明第一和第二發(fā)射器在x/y平面上延伸。RF饋電線105和接地饋電線106在χ/ζ面上延伸。發(fā)射器在ζ 向上的尺寸對應(yīng)于第一和第二發(fā)射器的發(fā)射器圖案的厚度。接地平面104在x/y平面上延伸。圖2中的多頻帶IFA天線200包括天線發(fā)射器，具有相對于接地平面204以接地間隙203設(shè)置的第一發(fā)射器201和第二發(fā)射器202。該天線發(fā)射器具有連接于移動電話的 RF電路的RF(射頻)饋電線205，以及連接于接地平面204的接地饋電線206。此多頻帶 IFA天線在基本上垂直于接地平面的平面上延伸。坐標(biāo)系標(biāo)記210表明第一和第二發(fā)射器在χ/ζ平面上延伸。RF饋電線205和接地饋電線206在x/y面上延伸。發(fā)射器在y向上的尺寸對應(yīng)于第一和第二發(fā)射器的發(fā)射器圖案的厚度。接地平面204在x/y平面上延伸，如圖1的示例中所示。圖1和2中所示的第一發(fā)射器通常旨在用于低頻率，諸如用于GSM-850和 GSM-900。圖1和2中所示的第二發(fā)射器通常旨在用于較高頻率，諸如用于GSM-1800和 GSM-1900。在圖1的實例中，各發(fā)射器的延伸平面基本上平行于接地平面，使得這些發(fā)射器成為PIFA式發(fā)射器。在圖2的實例中，各發(fā)射器的延伸平面基本上垂直于接地平面，使得這些發(fā)射器成為IFA式發(fā)射器。這些解決方案的共同之處在于，第一和第二發(fā)射器都位于同一平面內(nèi)。這樣具有的缺點是，第一和第二發(fā)射器之間會有相對較強的相互耦合。這具有的后果是，當(dāng)?shù)谝话l(fā)射器相對于正確頻率進行調(diào)諧時，此調(diào)諧也會影響第二發(fā)射器的調(diào)諧，反之亦然。當(dāng)這些解決方案的帶寬和效率應(yīng)當(dāng)進行提高時，PIFA的各發(fā)射器與接地平面之間的距離或IFA的接地間隙必須增大。這就增大了天線的尺寸，而成為一種缺點，因為移動電話中的空間有限。這些解決方案的另一缺點是，第一和第二發(fā)射器必須共享某一平面上可供使用的同一天線區(qū)域。因而需要一種解決方案，能夠提供一種尺寸減小的多頻帶天線，同時提供彼此獨立地調(diào)諧第一和第二發(fā)射器的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是減少失眠提及的、與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)的至少一些缺損并提供一種用于移動裝置的天線一種制作所述天線的方法一種包括所述天線的移動裝置以解決所述問題，從而獲得一種尺寸減小的多頻帶天線，并同時提供彼此獨立地調(diào)諧第一和第二發(fā)射器的可能性。此目的是通過提供一種用于移動裝置的天線而實現(xiàn)的。所述移動裝置包括射頻電路和接地平面。所述天線設(shè)置用來操作于多個頻帶并包括至少兩個發(fā)射器，其中，所述發(fā)射器至少包括設(shè)置用來操作于第一頻帶的第一發(fā)射器和設(shè)置用來操作于第二頻帶的第二發(fā)射器。所述各發(fā)射器設(shè)置成經(jīng)由共同的RF饋電連線連接于所述射頻電路，且所述各發(fā)射器在不同的平面上延伸，在所述第一發(fā)射器和第二發(fā)射器的延伸平面之間形成分離角度。此目的還通過提供一種用于移動裝置的天線制的作方法來實現(xiàn)。所述移動裝置包括射頻電路和接地平面。所述天線設(shè)置用來操作于多個頻帶并包括至少兩個發(fā)射器，其中， 所述發(fā)射器至少包括操作于第一頻帶的第一發(fā)射器和操作于第二頻帶的第二發(fā)射器。所述各發(fā)射器經(jīng)由共同的RF饋電連線連接于所述射頻電路，以及所述各發(fā)射器在不同的平面上延伸，在所述第一發(fā)射器和第二發(fā)射器的延伸平面之間形成分離角度。此目的還通過提供一種包括權(quán)利要求1-12中任何一項所述的天線的移動裝置而實現(xiàn)。如果本發(fā)明也被賦予以上未提及的從屬權(quán)利要求的一或幾項特征，將得以實現(xiàn)另外一些優(yōu)點。


圖1示意性地表明現(xiàn)有平面倒置F天線(PIFA)解決方案。圖2示意性地表明現(xiàn)有倒置F天線(IFA)解決方案。圖3示意性地圖示移動裝置的示例。圖4示意性地表明本發(fā)明一項示例的天線的透視圖。圖5示意性在地表明本發(fā)明一項示例的、帶有半波發(fā)射器的天線的透視圖。圖6表明實現(xiàn)第一發(fā)射器的一些示例。圖7表明實現(xiàn)第二發(fā)射器的一些示例。圖和8b示意性地表明包括第一、第二和附加的寄生發(fā)射器的天線的兩項示例。圖9示意性地圖示本發(fā)明不同設(shè)計結(jié)構(gòu)的反射波損耗。
具體實施例方式現(xiàn)在將參照

本發(fā)明。附圖中的尺寸不是按比例繪出，且附圖中各部分之間的尺寸關(guān)系選擇用來提高清晰度。移動裝置定義為便攜式通訊和/或計算裝置。此移動裝置可以比如是移動電話、 手持計算機、膝上型電腦、個人數(shù)字助理(PDA)或任何其他類型的移動裝置。由于為業(yè)內(nèi)人士所熟知的天線互反性原理，如不另外說明，本發(fā)明的解決方案適用于發(fā)送和接收二者。在下面說明中，如不另外說明，本發(fā)明將針對發(fā)送模式(Tx-模式) 予以說明。諸如GSM-850和GSM-900等低于IGHz的頻帶下面稱作低頻帶頻率，而其他操作頻帶稱作高頻帶頻率。低頻帶頻率與高頻帶頻率之間的頻率界限不必一定是1GHz，而是如將要說明的那樣還可以具有其它數(shù)值，。圖3表明移動裝置301，例示為移動電話，包括控制單元(⑶)307，用以控制與移動通訊系統(tǒng)303的通訊。鍵盤(KBD)313、顯示器(DISP)315和射頻(RF)電路309連接于控制單元307，它們與天線(A)311—起用以形成無線電接口 305用于與移動通訊系統(tǒng)303通訊。此移動裝置還包括至少一個接地平面或至少一個參考平面，提供相應(yīng)于AC和DC的接地或參考電壓。在下面，表達語接地平面或接地用于相應(yīng)于接地或參考電壓的接地或參考平面。天線連接于RF電路，RF電路又連接于移動裝置的另外電子器件。移動裝置的天線也可以連接于接地平面。本發(fā)明提供了用于移動裝置301的天線311。此移動裝置包括射頻電路309和接地平面。天線311設(shè)置成操作于多頻帶，并包括至少兩個將予以說明的發(fā)射器。圖4表明安裝于非導(dǎo)電載體402的符合本發(fā)明的天線401的示例的透視圖。該載體安裝于印刷電路板(PCB)403。該PCB具有接地平面，在該示例中接地平面是PCB中的一層，與PCB具有相同的伸展范圍。所述發(fā)射器至少包括配設(shè)用來操作于第一頻帶的第一發(fā)射器404，和配設(shè)用來操作于第二頻帶的第二發(fā)射器405。各發(fā)射器設(shè)置成經(jīng)由一共同的伽伐尼RF饋電連線 (galvanic RF-feed connection)連接于射頻電路。坐標(biāo)系標(biāo)記420表明第一發(fā)射器在χ/ y平面延伸，而第二發(fā)射器在χ/ζ平面延伸。第一發(fā)射器在ζ向上的長度對應(yīng)于第一發(fā)射器的發(fā)射器圖案的厚度。第二發(fā)射器在y向上的長度對應(yīng)于第二發(fā)射器的發(fā)射器圖案的厚度。印刷電路板403和接地平面在x/y平面延伸。第一和第二發(fā)射器因而在不同的平面上延伸，在所述第一和第二發(fā)射器的延伸平面之間具有分離角度α。第一頻帶旨在用于低頻帶頻率，而第二頻帶旨在用于高頻帶頻率。第一發(fā)射器與第二發(fā)射器的延伸平面之間的角度定義為分離角度α。在圖4的示例中，分離角度是90度或大約90度(亦即基本上90度)，所述角度對于減少第一與第二發(fā)射器之間的相互耦合是最佳的角度，因為第一和第二發(fā)射器的電場(E-field)將彼此正交，且第一和第二發(fā)射器的磁場(H-field)也將彼此正交。這給出的優(yōu)點是，用于低頻帶和高頻帶的發(fā)射器之間的相互耦合得以減少。尤其是在天線的設(shè)計和調(diào)諧期間，這是很有利的。各發(fā)射器可以單獨進行調(diào)諧，第一發(fā)射器的調(diào)諧不會影響第二發(fā)射器的調(diào)諧。相互耦合可以通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)計RF帶條和接地帶條進一步予以減少，如下面將予以解釋的那樣。共同的迦伐尼RF饋電線包括RF帶條406，具有第一端和第二端，第一端連接于第一發(fā)射器而第二端連接于第二發(fā)射器。在沿著RF帶條的某點處設(shè)置與RF電路的連線。RF 帶條分為兩段，并包括帶有第一端的、在本示例中基本上在x/z平面延伸的第一段407，以及帶有第二端的、在本示例中基本上在x/y平面延伸的第二段408 (示于饋電裝置予以放大的圓圈之內(nèi))。優(yōu)選地，沿著RF帶條的第一與第二段之間的交線做出與RF電路的連線。所述兩段因而在不同的平面延伸，兩平面之間形成RF帶條角度 ^。在圖4的示例中，RF帶條角度β工是卯度或大約90度。RF帶條角度β工和第二段408的長度可以如此選擇，使得第二發(fā)射器可以設(shè)置于適于應(yīng)用的位置上。在此示例中，兩發(fā)射器還具有共同的迦伐尼接地饋電線。該接地饋電線包括接地帶條409，具有第三端和第四端，第三端連接于第一發(fā)射器而第四端連接于第二發(fā)射器。在沿著接地帶條的某點處，設(shè)置與接地平面的連線。接地帶條分為兩段，并包括帶有第三端的、在本示例中基本上在x/z平面延伸的第三段410，以及帶有第四端的、在本示例中基本上在x/y平面延伸的第四段411 (示于饋電裝置予以放大的圓圈之內(nèi))。優(yōu)選地，沿著接地帶條的第三與第四段之間的交線做出與接地的連線。兩段在不同的平面延伸，兩平面之間形成接地帶條角度β2。在圖4的示例中，接地帶條角度02是90度或大約90度。接地帶條角度02和第四段411的長度可以如此選擇，使得第二發(fā)射器可以設(shè)置于適于應(yīng)用的位置上。RF帶條角度和接地帶條角度通常是相同的，β2。通常，RF帶條406和接地帶條409的兩段之間的RF帶條角度β ！和接地帶條角度β 2基本上為90度。RF帶條和接地帶條由諸如銅等良好導(dǎo)電材料制作。RF帶條的第一端和接地帶條的第三端或是直接地連接于第一發(fā)射器或是經(jīng)由連接帶條412連接于第一發(fā)射器，如圖4的示例中所示。RF帶條的第二端和接地帶條的第四端或是如此示例中那樣直接地連接于第二發(fā)射器，或是經(jīng)由連接帶條連接于第二發(fā)射器。RF帶條連接于移動裝置的RF電路，而接地帶條連接于移動裝置的接地平面。接地帶條角度和RF帶條角度通常是相同的并通常為大約90度。該角度可將第一與第二發(fā)射器之間的相互耦合最小化，如以下將進一步解釋的那樣。取決于應(yīng)用場合，出于實際應(yīng)用中的具體考慮，RF帶條角度和接地帶條角度采用其它角度，諸如70、80、100或110 度，可能是方便的。第一和第二發(fā)射器的接地連接是可進行選擇的或者發(fā)射器中的一個接地、或者兩個發(fā)射器接地或者沒有發(fā)射器接地。在本發(fā)明的示例中，至少一個發(fā)射器接地。第一發(fā)射器位于接地平面上方接地間隙高度414處。此接地間隙高度并不一定必須是恒定的，而是可以沿著第一發(fā)射器的表面改變。在圖4的示例中，接地間隙高度是恒定的，因為第一發(fā)射器的平面平行于接地平面。第二發(fā)射器以接地間隙間隔413與接地平面隔開。此接地間隙間隔并不一定必須是恒定的，而是可以沿著第二發(fā)射器的表面改變。在圖4的示例中，接地間隙間隔是恒定的，因為第二發(fā)射器的平面平行于接地平面的邊緣。各發(fā)射器可以是平面的或在第三維度上彎曲以比如適配于外部蓋罩或內(nèi)部非導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的輪廓。第一發(fā)射器通常接地。第二發(fā)射器可以經(jīng)由接地連線接地或不接地。當(dāng)發(fā)射器接地時，此發(fā)射器可以是無關(guān)于地線的所謂半波發(fā)射器類型。半波發(fā)射器的長度約略地對應(yīng)于發(fā)射器的共振頻率下的波長的一半。圖4中所示的、具有RF連線和接地連線二者的發(fā)射器是所謂的四分之一波長發(fā)射器，具有的長度約略地對應(yīng)于發(fā)射器的共振頻率下的波長的四分之一。發(fā)射器的實際長度還取決于其它因素，諸如內(nèi)部非導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)以及可能使用匹配器件等因素，這些都是業(yè)內(nèi)人士熟知的事實。單極是典型的半波發(fā)射器。作為示例，當(dāng)?shù)谝话l(fā)射器不接地時，其可以利用單極發(fā)射器設(shè)置用于半波諧振。圖5表明用于非導(dǎo)電載體502的天線501示例。該載體安裝于PCB503。該PCB具有接地平面，其在本示例中是PCB中的一層，具有與PCB相同的伸展范圍。天線包括設(shè)置用來操作于第一頻帶的第一半波發(fā)射器504。本示例中的半波發(fā)射器經(jīng)由RF帶條506連接于移動裝置的RF電路，但不接地。第二發(fā)射器505設(shè)置用來操作于第二頻帶并連接于共同的 RF帶條506以及還有接地帶條507。坐標(biāo)系標(biāo)記520表明第一發(fā)射器在x/y平面延伸，而第二發(fā)射器在x/z平面延伸。第一發(fā)射器在ζ向上的長度對應(yīng)于第一發(fā)射器的發(fā)射器圖案的厚度。第二發(fā)射器在y向上的長度對應(yīng)于第二發(fā)射器的發(fā)射器圖案的厚度。PCB503和接地平面在x/y平面延伸。第一和第二發(fā)射器因而在不同的平面延伸。接地間隙間隔508、接地間隙高度509、分離角度α和RF帶條角度β 1以與結(jié)合圖4所述同樣的方式定義。由于接地帶條507在本示例中只具有一段，所以不像接地帶條的兩段之間有一個角度那樣，這里不存在接地帶條角度。由于半波發(fā)射器是無關(guān)于地線的，接地間隙高度在本示例中是不重要的。這具有的優(yōu)點是，與用四分之一波長發(fā)射器作為第一發(fā)射器的結(jié)構(gòu)相比，第一發(fā)射器可以設(shè)置成更靠近接地平面而不會有損帶寬。在各發(fā)射器具有共同的RF饋電線的情況下通過將天線分為用于低于IGHz的頻率的第一發(fā)射器和用于高于IGHz的頻率的第二發(fā)射器，以及通過使各發(fā)射器在不同的平面上延伸，可獲得若干優(yōu)點。高與低頻帶頻率之間的頻率界限如所指出的那樣也可以具有其它數(shù)值。一項優(yōu)點是，第一發(fā)射器的總面積可以用于低頻帶。在傳統(tǒng)的解決方案中，如在背景技術(shù)中所述，此面積必須與用于更高頻率的發(fā)射器面積共享。較多的面積此時可以用于第一發(fā)射器，這意味著可以設(shè)計出更有效率的由于低頻帶的發(fā)射器。第二發(fā)射器只用于高頻帶并在單獨的平面上延伸。這提供了另一優(yōu)點，即用于低頻帶和高頻帶的發(fā)射器之間的相互耦合如上所述減少了。相互耦合可以通過改變分離角度 α以及RF帶條和接地帶條角度、和β 2而被調(diào)諧到最小。為最大限度地減少相互耦合， 可取的是，分離角度和帶條角度在45至135度的范圍之內(nèi)，更為可取的是，在70至110度的范圍之內(nèi)，以及最為可取的是，在80至100度的范圍之內(nèi)。理論上，最有利的角度組合是選定α = 90度和β = β 2 = 90度。α角度影響第一與第二發(fā)射器之間的相互耦合。通過選定α角度為90度，第一與第二發(fā)射器之間的相互耦合被最小化。^和β 2角度影響RF帶條和接地帶條的兩段之間的相互耦合。通過選定β i和β 2角度為90度、并通過將與移動裝置的RF電路的連線沿著RF帶條的第一與第二段之間的交線設(shè)置、以及將與接地的連線沿著接地帶條的第三與第四段之間的交線設(shè)置，RF帶條和接地帶條的不同段之間的相互耦合被最小化。α角度因而影響發(fā)射器之間的相互耦合，而^^和β 2角度影響RF帶條和接地帶條的不同兩段之間的相互耦合。另一優(yōu)點是，由于較大的面積可供用于設(shè)計低頻帶的發(fā)射器圖案，獲得足夠的帶寬將變得比較容易。這具有的進一步后果是，將可以采用對于接地平面的較小的間隙高度， 因而實行更為緊湊的設(shè)計。增大間隙高度是另外用于提高帶寬的通用手段，這為業(yè)內(nèi)人士所熟知。
還有的優(yōu)點是，通過將天線分離成在不同平面上延伸的兩個發(fā)射器，將增大設(shè)置第二發(fā)射器的自由度，這將使更為緊湊的天線設(shè)計成為可能。由于第二發(fā)射器操作于高于 IGHz的高頻下，此發(fā)射器的尺寸相對較小。第二發(fā)射器因此可以比如設(shè)置于非導(dǎo)電載體的側(cè)部平面處，或者設(shè)置于移動裝置外部非導(dǎo)電蓋罩或內(nèi)部非導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)處。第一發(fā)射器可以設(shè)置于非導(dǎo)電載體上，如圖4所示。不過第一發(fā)射器也比如可以設(shè)置于內(nèi)部非導(dǎo)電結(jié)構(gòu)處，或者施用于移動裝置的外部蓋罩的內(nèi)表面。用于第一發(fā)射器的導(dǎo)電發(fā)射器圖案的結(jié)構(gòu)的一些示例在圖6中以頂視圖示出。圖 6中的各結(jié)構(gòu)圖案在由坐標(biāo)系標(biāo)記610所示的x/y平面上延伸。ζ向上的尺寸對應(yīng)于發(fā)射器圖案的厚度。圖6a表明作為第一發(fā)射器的具有矩形形狀的通常低頻帶發(fā)射器601，其中發(fā)射器的長度對應(yīng)于發(fā)射器中心線606的長度。圖6b表明J形的第一發(fā)射器602的另一示例，具有彎折以增大發(fā)射器長度607。圖6c表明J形的第一發(fā)射器603，具有曲折延伸部分以增大發(fā)射器長度608。此示例中的每一發(fā)射器具有RF饋電點604和接地饋電點605。 發(fā)射器的長度約略地對應(yīng)于發(fā)射器的共振頻率下的波長的四分之一。示于圖6之中的各示例可以適用于比如GSM-850和GSM-900頻帶二者。發(fā)射器的長度必須足夠長以適用于所關(guān)注的最低頻率，在此示例中即GSM-850中的最低頻率。發(fā)射器的長度也比如受到發(fā)射器施用其上的內(nèi)部非導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)以及加設(shè)在發(fā)射器與RF電路之間的可能的各匹配器件的影響，這些是業(yè)內(nèi)人士所熟知的事實。第一發(fā)射器的帶寬也可以通過增大接地間隙高度414來予以擴展。RF饋電點和接地饋電點可以互換，饋電點之間的距離以及饋電點沿著發(fā)射器的位置也可以改變，這為業(yè)內(nèi)人士所熟知，因此在此不再討論。本發(fā)明不限于某種發(fā)射器圖案，而是可以采用任何適合于第一發(fā)射器的低頻率的圖案。圖案可以設(shè)計成具有覆蓋第一發(fā)射器的所有頻率的一個諧振或形成所需的帶寬的多諧振。發(fā)射器圖案可以用任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料，諸如銅或?qū)щ娋酆衔?，進行制作。導(dǎo)電圖案可以比如施用于諸如非導(dǎo)電載體等內(nèi)部非導(dǎo)電結(jié)構(gòu)、剛性或撓性的印刷電路板(PCB)、或者直接施加在移動裝置外部蓋罩的內(nèi)部表面上。如果需要，可以比如通過引入寄生發(fā)射器來產(chǎn)生多諧振。通過將各諧振設(shè)置得彼此接近，可以實現(xiàn)帶寬的擴寬，而通過將各諧振設(shè)置得更加分開，則可以覆蓋兩個獨立的頻帶，如將結(jié)合圖8和9予以說明的那樣。這意味著出自第一發(fā)射器的RF能量以電磁方式耦合到位于第一發(fā)射器附近的寄生發(fā)射器。這是一種業(yè)內(nèi)人士所熟知的技術(shù)。這樣， 可以生成將增大由第一發(fā)射器覆蓋的帶寬的另一共振。寄生發(fā)射器配置的示例示于圖8之中。用于第二發(fā)射器的導(dǎo)電發(fā)射器圖案的結(jié)構(gòu)的一些示例作為側(cè)視圖示于圖7之中。 示于圖6之中的各天線發(fā)射器的結(jié)構(gòu)也可以用于第二發(fā)射器，盡管要適配于第二發(fā)射器的較高頻率，亦即，發(fā)射器長度被縮短以在更高頻率下諧振。圖7之中的各結(jié)構(gòu)圖案在由坐標(biāo)系標(biāo)記710所示的x/y平面上延伸。y向上的尺寸對應(yīng)于發(fā)射圖案的厚度。圖7a表明作為第二發(fā)射器的傳統(tǒng)的1-形高頻帶發(fā)射器701，其中發(fā)射器的長度對應(yīng)于發(fā)射器的中心線 705的長度。圖7b表明第二發(fā)射器702的另一示例，具有彎折以增大發(fā)射器長度706。發(fā)射器的長度約略地對應(yīng)于發(fā)射器諧振頻率下的波長的四分之一。示于圖7之中的各示例可以適用于比如GSM-1800和GSM-1900頻帶二者。發(fā)射器的長度必須足夠長以適用于所關(guān)注的最低頻率，在此示例中即GSM-1800頻帶中的最低頻率。發(fā)射器的長度也比如受到發(fā)射器施用其上的內(nèi)部非導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)以及加設(shè)在發(fā)射器與RF電路之間的可能的各匹配器件的影響，這些是業(yè)內(nèi)人士所熟知的事實。第二發(fā)射器的帶寬也可以通過增大接地間隙間隔413來予以擴寬。RF饋電點和接地饋電點可以互換，饋電點之間的距離以及饋電點沿著發(fā)射器的位置也可以改變，這為業(yè)內(nèi)人士所熟知，因此在此不再討論。本發(fā)明不限于某種發(fā)射器圖案，而是可以采用任何適合于第二發(fā)射器的高頻率的圖案。圖案可以設(shè)計成具有覆蓋第二發(fā)射器的所有頻率的一個諧振或形成所需的帶寬的多諧振。發(fā)射器圖案可以用任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料，諸如銅或?qū)щ娋酆衔?，進行制作。導(dǎo)電圖案可以比如施用于諸如非導(dǎo)電載體等內(nèi)部非導(dǎo)電結(jié)構(gòu)、剛性或撓性的印刷電路板(PCB)、或者直接施加在移動裝置外部蓋罩的內(nèi)部表面上。如果需要，可以比如通過引入寄生發(fā)射器來產(chǎn)生多諧振。通過將各諧振設(shè)置得彼此接近，可以實現(xiàn)帶寬的擴寬，而通過將各諧振設(shè)置得更加分開，則可以覆蓋兩個獨立的頻帶，如將結(jié)合圖8和9予以說明的那樣。這意味著出自第二發(fā)射器的RF能量以電磁方式耦合到位于第二發(fā)射器附近的寄生發(fā)射器。這是一種業(yè)內(nèi)人士所熟知的技術(shù)。這樣， 可以生成將增大由第二發(fā)射器覆蓋的帶寬的另一共振。寄生發(fā)射器配置的示例示于圖8之中。寄生發(fā)射器可以不僅用以擴寬第一和第二發(fā)射器覆蓋的第一和第二頻帶，而且還用作附加發(fā)射器以覆蓋附加的頻帶。附加頻帶也可以由一或幾個附加發(fā)射器所覆蓋，后者電連接于(galvanically connected to)第一和第二發(fā)射器的共同的RF帶條以及還可任選地連接于共同的接地帶條。附加發(fā)射器也可以具有單獨的RF饋電線并可以接地或不接地。連接于共同的迦伐尼RF饋電連線的附加發(fā)射器從而可以設(shè)置成操作于第三頻帶。如圖8a之中所示，以電磁方式偶合于所述各發(fā)射器之一的寄生發(fā)射器806可以設(shè)置成操作于第四頻帶。通過添加另外一些附加發(fā)射器或寄生發(fā)射器，可以覆蓋4個以上的頻帶。圖表明具有寄生發(fā)射器806、安裝在非導(dǎo)電載體802上的天線801的示例的透視圖。此載體安裝于印刷電路板(PCB)803。此PCB具有接地平面，其在此示例中是PCB中的一層，具有與PCB相同的伸展范圍。天線包括第一發(fā)射器804和第二發(fā)射器805。兩發(fā)射器具有共同的迦伐尼RF饋電線。坐標(biāo)系標(biāo)記820表明第一發(fā)射器在x/y平面上延伸，而第二發(fā)射器在x/z平面上延伸。第一發(fā)射器在ζ向上的尺寸對應(yīng)于第一發(fā)射器的發(fā)射器圖案的厚度。第二發(fā)射器在y向上的尺寸對應(yīng)于第二發(fā)射器的發(fā)射器圖案的厚度。PCB803和接地平面在x/y平面上延伸。RF帶條和接地帶條以與結(jié)合圖4的示例所述同樣的方式予以配置。在圖8的示例中，寄生發(fā)射器806的延伸平面平行于第二發(fā)射器805的延伸平面延伸。寄生發(fā)射器延伸平面與第二發(fā)射器延伸平面之間的距離通常是幾個毫米左右，一般 1-2毫米，但此間隔也可以是1毫米以下。寄生發(fā)射器和第二發(fā)射器的延伸平面不一定必須是平行的。當(dāng)不平行時，寄生發(fā)射器與第二發(fā)射器之間的間隔將不是恒定的。寄生發(fā)射器和第二發(fā)射器也可以位于同一平面上，兩發(fā)射器相鄰邊緣之間的間隔為幾毫米，一般1-2 毫米，但此間隔也可以是1毫米以下。寄生發(fā)射器和第二發(fā)射器的相鄰邊緣不一定必須是平行的。當(dāng)不平行時，寄生發(fā)射器與第二發(fā)射器之間的間隔將不是恒定的。距離必須足夠近以使發(fā)射器之間的電磁耦合成為可能。RF能量將以電磁方式耦合到寄生發(fā)射器。在此示例中，寄生發(fā)射器的長度做得短于第二發(fā)射器，這意味著，寄生發(fā)射器將具有高于第二發(fā)射器諧振頻率的諧振頻率。寄生發(fā)射器的長度可以選擇成使得寄生發(fā)射器將覆蓋某一頻帶， 比如W-CDMA (UMTS 一族之內(nèi)的寬帶碼分多址，見下面)頻帶，或者此長度可以選擇成使得寄生發(fā)射器的諧振頻率將剛好高于第二發(fā)射器的帶寬并因此在頻帶的高端擴寬第二發(fā)射器的帶寬。通過選擇大于第二發(fā)射器長度的寄生發(fā)射器的長度，第二發(fā)射器的帶寬可以在頻帶低端處被擴寬。在此示例中，寄生發(fā)射器還具有接地帶條807，以與相應(yīng)于第二發(fā)射器的同樣方式予以配置。圖8b表明具有寄生發(fā)射器811的天線810的示例，寄生發(fā)射器811以與針對第二發(fā)射器所述同樣的方式添加于第一發(fā)射器804。在此示例中，寄生發(fā)射器還具有接地帶條 812，以與相應(yīng)于第一發(fā)射器的同樣方式予以配置。寄生發(fā)射器在此示例中與第一發(fā)射器在相同的平面上延伸，不過各發(fā)射器可以在不同的平面上延伸，如以上說明的寄生發(fā)射器之于第二發(fā)射器那樣。寄生發(fā)射器811與第一發(fā)射器之間的間隔如結(jié)合圖4、針對寄生發(fā)射器 806相對于第二發(fā)射器所述的那樣。圖9a_9c示意性地圖示本發(fā)明三項實施范例的頻率圖的示例。水平軸線表明頻率 f，而鉛直軸線表明反射的能量，RL=反射波損耗。當(dāng)天線功能良好時，供給的能量被傳送到自由空間，而只是一小部分被反射回發(fā)送器(天線功能是互反的，這意味著所述內(nèi)容同樣適用于接收的能量)。圖9a圖示符合圖4的本發(fā)明一項實施例的、具有曲線901的頻率圖。在頻率和 f2附近，RL低并具有極小值。頻率代表第一頻帶中的頻率，而頻率f2代表第二頻帶中的頻率。圖9b圖示符合圖8b的本發(fā)明一項實施例的、具有曲線902的頻率圖。一如所見， 曲線902此時在低頻率處具有兩個極小值f3和f4。第一頻帶此時已經(jīng)通過具有兩個靠攏的極小值而被拓寬。f3處的第一極小值是由第一發(fā)射器804造成的，而f4處的第二極小值是由寄生發(fā)射器811造成的。f5處的極小值是由第二發(fā)射器805造成的。圖9c圖示符合圖8a的本發(fā)明一項實施例、的具有曲線903的頻率圖。一如所見， 曲線903此時在高頻率處具有兩個極小值f7和f8。第二頻帶此時已經(jīng)通過具有兩個靠攏的極小值而被拓寬。f7處的第一極小值是由第二發(fā)射器805造成的，而f8處的第二極小值是由寄生發(fā)射器806造成的。f6處的極小值是由第一發(fā)射器804造成的。在上面指出的限制的情況下，本發(fā)明的天線可以采用兩個或多個發(fā)射器件，每一發(fā)射器件覆蓋某一頻帶或某些頻帶或若干頻帶的組合，所述頻帶用于比如GSM(全球移動通信系統(tǒng))、UMTS (通用移動電信系統(tǒng))、近域通信(NFC) /RFID (射頻識別)、FM無線電、用于TV的DVB-H(數(shù)字視頻廣播-手持)、藍牙、WLAN(無線局域網(wǎng)絡(luò))、HLAN(Hiper LAN)、 ffimax.UWB (超寬帶)、GPS (全球定位系統(tǒng))和 LTE (Long TermEvolution)。UMTS —族中的成員的示例是W-CDMA和TD-SCDMA (分時同步碼分多路存取)。GSM系統(tǒng)劃分為分別工作于 850MHz、900MHz、1800MHz 禾Π 1900ΝΗζ 附近的 GSM-850、GSM-900、GSM-1800 和 GSM-1900。第一發(fā)射器旨在用于第一頻帶中的頻率，而第一發(fā)射器的第一頻帶可以配置成覆蓋GSM-850 和GSM-900的操作頻帶。旨在用于第二頻帶中的頻率的第二發(fā)射器可以優(yōu)選地配置成覆蓋 GSM-1800和GSM-1900的操作頻帶。在某些應(yīng)用場合，第二發(fā)射器可以配置成覆蓋GSM-1800 和GSM-1900連同諸如W-CDMA和TD-SCDMA等UMTS頻帶。附加的發(fā)射器/各發(fā)射器可以比如用于GPS和/或藍齒。本發(fā)明還提供一種用于移動裝置301的天線311的制作方法。所述移動裝置包括射頻電路和接地平面。天線設(shè)置用來操作于多個頻帶并包括至少兩個發(fā)射器，其中所述發(fā)射器至少包括操作于第一頻帶的第一發(fā)射器404、504、601-603、804和操作于第二頻帶的第二發(fā)射器405、505、701-702、805。所述發(fā)射器經(jīng)由共同的迦伐尼RF饋電連線連接于射頻電路，以及所述各發(fā)射器在不同的平面上延伸，在所述第一和第二發(fā)射器的延伸平面之間形成分離角度α。本發(fā)明還提供一種包括權(quán)利要求1-12中任何一項所述之天線的移動裝置。銅已被提及是用于發(fā)射器以及RF帶條和接地帶條的適當(dāng)導(dǎo)電材料。其它導(dǎo)電材料，諸如鋁、銀、鈦、金、適當(dāng)?shù)暮辖鸹驅(qū)щ娋酆衔铮诒景l(fā)明的范圍內(nèi)也是可用的。至少發(fā)射器之一可以鍍敷于內(nèi)部非導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，諸如非導(dǎo)電載體或者剛性或撓性的印刷電路板(PCB)。 撓性PCB或撓性膜于是可以施用于非導(dǎo)電載體。各發(fā)射器也可以用金屬片制作。金屬片發(fā)射器中的至少一個的至少一部分可以施用于非導(dǎo)電載體。低于IGHz的頻帶已經(jīng)被描述為低頻帶頻率而其它操作頻帶被描述為高頻帶頻率。這是適當(dāng)頻率界限的一個示例，但本發(fā)明并不限于此。因而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以將低頻帶與高頻帶之間的頻率界限限定為某一其他頻率，諸如在200MHz至IOGHz范圍內(nèi)的頻率界限，或者可取的是在500MHz至2GHz范圍內(nèi)的頻率界限，然而最為可取的是在800MHz 至1.2GHz范圍內(nèi)的頻率界限。本發(fā)明并不惟獨局限于以上所述的各項示例，而是相反，在由所附權(quán)利要求確定的發(fā)明觀念的范圍內(nèi)可以有許多改型。在本發(fā)明觀念的范圍內(nèi)，不同示例和應(yīng)用的屬性可以結(jié)合另一示例或應(yīng)用加以利用或代替另一示例或應(yīng)用的屬性。
權(quán)利要求
1.一種用于移動裝置(301)的天線(311，401，501，801)，所述移動裝置包括射頻電路 (309)和接地平面，所述天線(311，401，801)設(shè)置用來操作于多個頻帶并包括至少兩個發(fā)射器(404，405，504，505，601-603，701-702，804，805)，其特征在于，所述發(fā)射器至少包括設(shè)置用來操作于第一頻帶的第一發(fā)射器(404，504，601-603，804)和設(shè)置用來操作于第二頻帶的第二發(fā)射器005，505，701-702，805)，所述各發(fā)射器設(shè)置成經(jīng)由共同的1^饋電連線連接于所述射頻電路(309)，且所述各發(fā)射器在不同的平面上延伸，在所述第一發(fā)射器(404， 504，601-603，804)和第二發(fā)射器005，505，701-702，805)的延伸平面之間形成分離角度 (α)0
2.按照權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述發(fā)射器中的至少一個發(fā)射器具有接地連線。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的天線，其特征在于，所述第一發(fā)射器(404，504，601-603， 804)和第二發(fā)射器005，505，701-702，805)的所述延伸平面之間的分離角度(α)基本上是90度。
4.按照權(quán)利要求1-3中任何一項所述的天線，其特征在于，所述各發(fā)射器(404，405， 504，505，601-603，701-702，804，805)呈平面狀或在第三維上彎曲。
5.按照權(quán)利要求1-4中任何一項所述的天線，其特征在于，所述第一頻帶設(shè)置成覆蓋 GSM-850和GSM-900的操作頻帶。
6.按照權(quán)利要求1-5中任何一項所述的天線，其特征在于，所述第二頻帶設(shè)置成覆蓋 GSM-1800 和 GSM-1900 連同 W-CDMA 和 TD-SCDMA 的操作頻帶。
7.按照權(quán)利要求1-6中任何一項所述的天線，其特征在于，所述共同的伽伐尼RF饋電線包括具有第一端和第二端的RF帶條006，506)，所述第一端連接于所述第一發(fā)射器， 而所述第二端連接于所述第二發(fā)射器，所述RF帶條分為在不同的平面上延伸的兩段(407， 408)，以及所述RF帶條連接于所述RF電路(309)。
8.按照權(quán)利要求7所述的天線，其特征在于，共同的伽伐尼接地饋電線包括具有第三端和第四端的接地帶條G09)，所述第三端連接于所述第一發(fā)射器，而所述第四端連接于所述第二發(fā)射器，所述接地帶條分為在不同的平面上延伸的兩段010，411)，以及所述接地帶條連接于所述接地平面。
9.按照權(quán)利要求1-8中任何一項所述的天線，其特征在于，所述RF帶條006)的所述兩段之間的RF帶條角度(P1)和所述接地帶條009)的所述兩段之間的接地帶條角度 (β2)基本上是90度。
10.按照權(quán)利要求1-9中任何一項所述的天線，其特征在于，設(shè)置用來操作于第三頻帶的附加發(fā)射器連接于所述共同的迦伐尼RF饋電連線。
11.按照權(quán)利要求1-10中任何一項所述的天線，其特征在于，設(shè)置用來操作于第四頻帶的寄生發(fā)射器(806，811)以電磁方式耦合于所述各發(fā)射器之一。
12.按照權(quán)利要求1-11中任何一項所述的天線，其特征在于，所述第一發(fā)射器(504)不連接于地線并設(shè)置用于半波諧振。
13.一種用于移動裝置(301)的天線(311)的制作方法，所述移動裝置包括射頻電路和接地平面，所述天線設(shè)置用來操作于多個頻帶并包括至少兩個發(fā)射器(404，405，504， 505，601-603，701-702，804，805)，其特征在于，所述發(fā)射器至少包括操作于第一頻帶的第一發(fā)射器(404、504、601-603、804)和操作于第二頻帶的第二發(fā)射器(405、505、701_702、 805)，所述各發(fā)射器經(jīng)由共同的RF饋電連線連接于所述射頻電路，以及所述各發(fā)射器在不同的平面上延伸，在所述第一發(fā)射器(404，504，601-603，804)和第二發(fā)射器(405，505， 701-702,805)的延伸平面之間形成分離角度(α)。
14. 一種包括權(quán)利要求1-12中任何一項所述的天線的移動裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于移動裝置的天線。所述移動裝置包括射頻電路和接地平面。所述天線設(shè)置用來操作于多個頻帶并包括至少兩個發(fā)射器，其中，所述發(fā)射器至少包括設(shè)置用來操作于第一頻帶的第一發(fā)射器和設(shè)置用來操作于第二頻帶的第二發(fā)射器。所述各發(fā)射器設(shè)置成經(jīng)由共同的RF饋電連線連接于所述射頻電路，且所述各發(fā)射器在不同的平面上延伸。本發(fā)明還提供一種制作所述天線的相應(yīng)方法和一種包括所述天線的移動裝置。
文檔編號H04M1/02GK102340056SQ20101023005
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者蔡偉文, 陳苑潔 申請人:珀洛斯公司