多頻帶狹槽環路天線設備和方法技術

一種多頻帶狹槽環路天線設備和調諧并利用所述多頻帶狹槽環路天線設備的方法。在一個實施例中，在手提移動裝置(例如，蜂窩式電話或智能手機)內使用天線配置。天線包含兩個輻射結構：環形或環路結構，所述環形或環路結構實質上包圍裝置外殼的外部周邊；和調諧結構，所述調諧結構設置于外殼內部。環形結構接地至裝置的接地面，以便產生虛擬部分和操作部分。調諧結構與接地面間隔，并且調諧結構包括數個輻射器分支，所述數個輻射器分支影響各個頻帶中的天線操作；例如，至少一個較低頻帶和三個較高頻帶。在一個實施中，使用耦接于裝置饋電與輻射器分支之間的電抗匹配電路來影響第二較低頻帶輻射器。

【技術實現步驟摘要】
多頻帶狹槽環路天線設備和方法優先權本申請案主張在2011年7月25日提交的具有相同標題的美國專利申請案第13/190,363號的優先權，所述美國專利申請以引用方式全部并入本文。
本專利技術一般涉及供電子裝置(例如，無線裝置或便攜式無線電裝置)使用的天線設備，并且更特定來說在一個示范性方面中涉及多頻帶狹槽環路或環形天線和調諧并利用所述多頻帶狹槽環路或環形天線的方法。
技術介紹
內部天線為見于大多數現代無線電裝置中的元件，所述現代無線電裝置例如移動電腦、移動電話、裝置、智能手機、個人數字助理(PDAs)或其它個人通信裝置(personalcommunicationdevices；PCDs)。通常，這些天線包含平坦輻射面和平行于所述平坦輻射面的接地面，所述平坦輻射面和接地面通過短路導體彼此連接，以實現天線的匹配。所述結構配置成使得所述結構充當在期望的操作頻率下的諧振器。天線在多于一個頻帶(例如，雙頻帶、三頻帶或四頻帶移動電話)中操作也是常見要求，在這種情況下，使用兩個或兩個以上諧振器。在開發用于移動應用的實惠并且功率效率高的顯示器技術(例如，液晶顯示器(LCD)、發光二極管(LED)顯示器、有機發光二極管(organiclightemittingdiodes；OLED)、薄膜晶體管(thinfilmtransistors；TFT)等)的過程中的新進展導致以大顯示器為特征的移動裝置大量產生，其中例如移動電話中的屏幕尺寸為89mm至100mm(3.5英寸至4英寸)，并且一些平板電腦中屏幕尺寸為大約180mm(7英寸)。為實現最佳性能，通常使用顯示器接地面(或屏蔽)。現代顯示器需要這類較大的接地面，然而對于無線天線操作來說，這些較大的接地面不再是最理想的。具體來說，不再是最理想的是基于以下事實：接地面尺寸在用于裝置的一或更多個空中接口的天線設計中發揮著十分重要的作用。結果，天線頻寬至少在某種程度上由于天線輻射器與大接地面之間的阻抗失配而減少。此外，目前趨勢增加了對于具有較大顯示器的較薄移動通信裝置的需要，所述較大顯示器通常用于用戶輸入(例如，觸摸屏)。這種較大顯示器又需要剛性結構來支撐顯示器總成，尤其是在觸摸屏操作期間支撐，以便使得接口穩固并且耐用，并減輕顯示器的移動或偏轉。通常利用金屬主體或金屬框架，以為移動裝置中的顯示器提供更好的支撐。使用金屬外殼/底架、較大接地面和對較薄裝置外殼的需求對射頻(RF)天線實施造成新的挑戰。典型的天線解決方案(例如，單極天線、PIFA天線)需要離地凈高區域和距接地面足夠的高度，以便在多個頻帶中有效地操作(現代便攜式裝置的典型要求)。這些天線解決方案通常不適用于前述具有金屬外殼和/或底架的薄裝置，因為分隔輻射器與接地面所需要的垂直距離不再有效。此外，尤其當需要天線在若干頻帶中操作時，移動裝置的金屬主體充當RF屏蔽并使天線性能降級。目前采用各種方法來嘗試改善利用金屬外殼和/或底架的較薄通信裝置中的天線操作(例如，歐洲專利公開號EP1858112B1中描述的狹槽環形天線)。這種實施需要在印刷線路板(printedwiredboard；PWB)內接近饋電點處以及沿裝置的整個高度制造狹槽。對于具有較大顯示器的裝置來說，最佳天線操作所需要的狹槽位置通常干擾裝置用戶接口功能(例如，按鈕、滾輪等)，因此限制裝置布局實施的靈活性。此外，這種金屬外殼必須在PCB兩側具有非常接近于狹槽的開口。為防止在裝置內產生射頻空腔模式，通常使用金屬壁連接開口。所有這些步驟會增加裝置復雜性和成本，并阻礙天線與期望操作頻帶匹配。另一個現有的實施采用多諧振耦合的饋電天線，所述多諧振耦合的饋電天線包含裝配在無線電裝置周邊周圍的金屬環輻射元件。在輻射器內(通常在兩側)制造若干狹槽，以便實現多頻帶天線功能；令人遺憾的是，這種方法增加裝置的成本和復雜性。假定裝置用戶通常通過通信裝置的側面/邊緣抓握通信裝置，那么這種配置容易受到由于當用戶的手觸摸狹槽上方的輻射器時所產生的短路造成的天線去諧和通信失效的影響。此外，需要較寬的狹槽(寬度通常為約3mm)來實現期望的低頻帶(通常700MHz至960MHz)操作，并且較寬的狹槽因此可能對裝置的美學吸引力造成不利影響。因此，極需要用于(例如)便攜式無線電裝置的無線多頻帶天線解決方案，所述無線多頻帶天線解決方案具有較小的形狀因子并適合用于裝置周邊，并且所述無線多頻帶天線解決方案提供較低的成本和復雜性以及提供天線諧振的經改善控制。
技術實現思路
本專利技術通過提供尤其是一種省空間的多頻帶天線設備和調諧并使用所述多頻帶天線設備的方法，來滿足上文的需要。在本專利技術的第一方面中，公開一種移動通信裝置。在一個實施例中，裝置包含：外殼和電子總成，所述電子總成實質上含于所述外殼中，所述電子總成包含接地面和至少一個饋電口；和多頻帶天線設備。多頻帶天線設備包含：第一天線結構，所述第一天線結構包含元件，所述元件設置于實質上外殼的外部周邊周圍；和第二天線結構，所述第二天線結構包含數個單極輻射器分支。在一個變體中，第一天線結構在至少兩個接地點處連接至接地面，從而形成虛擬部分和操作部分，所述操作部分包含設置于接近外殼底側的元件中的狹槽；所述虛擬部分的外部周邊實質上包圍接地面；并且操作部分的外部周邊設置于接地面外部并實質上包圍第二天線結構。在另一個實施例中，移動裝置包含：裝置外殼；和天線，所述天線具有實質上外部的輻射器元件，所述輻射器元件具有至少一個狹槽，所述至少一個狹槽相對于外殼設置成以便最小化由于用戶在裝置使用期間抓握裝置造成輻射器元件在狹槽間短路的可能性。在替代性實施例的一個變體中，輻射器元件包含實質上閉合的環路，并且至少一個狹槽包含單個狹槽，所述單個狹槽設置于實質上裝置外殼的底部邊緣上，所述底部邊緣在裝置使用期間未被用戶正常地抓取。在另一個變體中，輻射器元件包含實質上閉合的環路，所述實質上閉合的環路設置于移動裝置外殼的頂部邊緣、底部邊緣和側面邊緣上；且至少一個狹槽包含單個狹槽，所述單個狹槽設置于頂部邊緣或底部邊緣兩者中的任一者處。在本專利技術的第二方面中，公開一種多頻帶天線設備。在一個實施例中，設備經調適以供便攜式無線電通信裝置使用，并且設備包含：第一天線結構，所述第一天線結構包含元件，所述元件配置成設置于實質上裝置外殼的外部周邊周圍。在一個變體中，第一天線結構在至少兩個位置處連接至裝置的接地面，從而形成虛擬部分和操作部分；并且所述操作部分包含狹槽，所述狹槽形成于元件中，以便設置為接近外殼底側。在另一個變體中，虛擬部分的外部周邊實質上包圍接地面；并且第二天線結構的外部周邊設置于接地面的外部。在又一個變體中，狹槽經配置以實現至少一個較高頻帶中的天線諧振。在本專利技術的第三方面中，公開一種操作多頻帶天線設備的方法。在一個實施例中，天線設備供便攜式無線電裝置使用并具有饋電、環路輻射器元件，所述饋電、環路輻射器元件設置于實質上裝置外殼的周邊區域周圍。環路輻射器元件具有狹槽，所述狹槽設置于實質上外殼的底部邊緣處，并且無線電裝置的接地面設置于遠離環路輻射器元件的底部邊緣一定距離處。方法包含以下步驟：用包含較低頻率分量和較高頻率分量的饋電信號激勵饋電；和至少在較高頻率下引起環路輻射器元件中的射頻振蕩。狹槽經配置以實現天線設備在較高本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種供便攜式無線電通信裝置使用的多頻帶天線設備，所述天線設備包含：第一天線結構，所述第一天線結構包含輻射器構件，所述輻射器構件配置成設置于實質上裝置外殼的外部周邊周圍；其中所述輻射器構件包含狹槽，所述狹槽相對于所述外殼設置成以便最小化由于用戶抓握所述裝置外殼造成所述輻射器構件在所述狹槽間短路的可能性。

【技術特征摘要】
2011.07.25 US 13/190,3631.一種供便攜式無線電通信裝置使用的多頻帶天線設備，所述天線設備包含：第一天線結構，所述第一天線結構包含輻射器構件，所述輻射器構件配置成設置于裝置外殼的外部周邊周圍；其中：所述第一天線結構在至少兩個位置處連接至所述裝置的接地面，從而形成虛擬部分和操作部分；并且所述操作部分包含狹槽，所述狹槽形成于所述輻射器構件中，以便設置為接近所述外殼的底側，所述狹槽進一步將所述操作部分劃分為長區段和短區段；和第二天線結構，所述第二天線結構包含數個調諧分支，其中至少一個調諧分支耦合至所述便攜式無線電通信裝置的饋電口，所述數個調諧分支共同配置為實現在所述操作部分的所述長區段和所述短區段內的數個諧振。2.如權利要求1所述的天線設備，其中所述狹槽的位置和尺寸經配置以實現至少一個較高頻帶中的天線諧振。3.如權利要求1所述的天線設備，其中所述數個調諧分支共同包含數個單極輻射器分支，其中所述數個單極輻射器分支包含：第一輻射器分支，所述第一輻射器分支電氣耦接至所述裝置的所述饋電口并經配置以在第一較高頻帶中操作；第二輻射器分支，所述第二輻射器分支耦接至所述裝置的所述饋電口并經配置以在第二較高頻帶中操作；和第三輻射器分支，所述第三輻射器分支電氣耦接至所述裝置的所述饋電口并經配置以在第一較低頻帶中操作。4.如權利要求1或3所述的天線設備，其中：所述虛擬部分的外部周邊包圍所述接地面；并且所述第二天線結構設置于所述接地面的外部。5.如權利要求3所述的天線設備，所述天線設備進一步包含電抗電路，所述電抗電路耦接于所述第三輻射器分支與所述饋電口之間。6.如權利要求5所述的天線設備，其中所述電抗電路包含(i)電感元件和/或(ii)電容元件中的至少一者。7.如權利要求5所述的天線設備，其中第二電抗電路經配置以調整所述第三輻射器分支的電長度。8.如權利要求5所述的天線設備，其中所述第一較低頻帶包含GSM頻帶，并且所述第一較高頻帶和所述第二較高頻帶選自由1700MHz頻帶、2100MHz頻帶和2500MHz頻帶組成的群組。9.如權利要求3所述的天線設備，其中所述狹槽設置為接近所述裝置外殼的下部角落。10.如權利要求1所述的天線設備，其中所述至少兩個位置經配置以影響所述輻射器構件的電長度。11.如權利要求10所述的天線設備，其中所述至少兩個位置包含：(i)第一接地結構，所述第一接地結構設置于所述輻射器構件的第一側上；和(ii)第二接地結構，所述第二接地結構設置于所述輻射器構件的第二側上，所述第二側與所述第一側相對，以使得所述第一接地結構和所述第二接地結構配置在所述狹槽的遠側。12.如權利要求1所述的天線設備，其中所述輻射器構件的部分設置為接近所述裝置外殼的底側且沿所述底側的橫向范圍與接地面間隔。13.一種移動裝置，所述移動裝置包含：裝置外殼；和天線，所述天線包含：外部的輻射器元件，所述外部的輻射器元件具有至少一個狹槽，所述至少一個狹槽相對于所述外殼設置在用戶在所述裝置使用期間最不易接觸到的位置，以便最小化由于抓握裝置造成輻射器元件在所述至少一個狹槽間短路的可能性；和內部的輻射器元件，所述內部的輻射器元件包括數個調諧分支，其中每個所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：海基·科爾瓦，彼得里·安娜馬，
申請(專利權)人：芬蘭帕斯有限公司，
類型：發明
國別省市：