對角驅(qū)動(dòng)的天線系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種電子設(shè)備（100）包括具有兩個(gè)天線（110、120）的天線系統(tǒng)（150）。第一天線（110）具有第一天線元件（111）和第二天線元件（115），第一天線元件位于平面矩形的地平面（165）的第一角（191）附近，第二天線元件位于地平面的與第一角對角的第二角附近。第二天線（120）具有第三天線元件（121）和第四天線元件（125），第三天線元件位于地平面的與第一角相鄰的第三角（193）附近，第四天線元件位于地平面的與第三角對角的第四角（195）附近。在低頻段頻率，第一天線（110）的天線元件（111、115）被相對于彼此異相地驅(qū)動(dòng)。類似地，在低頻段頻率，第二天線（120）的天線元件（121、125）被相對于彼此異相地驅(qū)動(dòng)。
【專利說明】對角驅(qū)動(dòng)的天線系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總體上涉及天線系統(tǒng)，更具體地涉及具有彼此接近的兩個(gè)天線的天線系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如無線電話的無線通信設(shè)備有時(shí)使用具有兩個(gè)或更多天線的兩個(gè)天線系統(tǒng)來發(fā)射和接收射頻信號(hào)。在使用兩個(gè)分集天線的無線電話中，第二天線應(yīng)該相對于第一天線具有相當(dāng)?shù)男阅?，且第二天線還應(yīng)該相對于第一天線具有充分的去相關(guān)，以便能夠?qū)崿F(xiàn)多路徑傳播環(huán)境中分集操作所提供的性能改善。
[0003]分集天線系統(tǒng)性能是許多參數(shù)的組合。(一個(gè)或多個(gè))足夠的操作頻率帶寬、高輻射效率、(一個(gè)或多個(gè))所需的輻射模式特性、以及分集天線間的低相關(guān)性都是分集天線系統(tǒng)性能的所需要素。相關(guān)性被計(jì)算為兩個(gè)天線的輻射模式的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)方差。但是，由于主天線的尺寸以及沿著諸如手持無線電話的設(shè)備的主軸或副軸的通用的安置，效率和去相關(guān)的目標(biāo)非常難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)。
[0004]因此，有機(jī)會(huì)來繼續(xù)開發(fā)具有(一個(gè)或多個(gè))寬操作頻率帶寬、良好輻射效率、和/或低相關(guān)性輻射模式的天線結(jié)構(gòu)。在仔細(xì)考慮下面的附圖與相應(yīng)的詳細(xì)描述之后，本公開的各種方面、特征和優(yōu)點(diǎn)對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得更加完全明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1示出了在諸如無線電話的電子設(shè)備中根據(jù)第一實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的對角驅(qū)動(dòng)的天線系統(tǒng)的簡化圖。
[0006]圖2示出了根據(jù)第一實(shí)施例的天線系統(tǒng)的第一對角驅(qū)動(dòng)的天線的低頻段遠(yuǎn)場輻射模式。
[0007]圖3示出了根據(jù)第一實(shí)施例的天線系統(tǒng)的第二對角驅(qū)動(dòng)的天線的低頻段遠(yuǎn)場輻射模式。
[0008]圖4示出了在諸如無線電話的電子設(shè)備中根據(jù)第二實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的對角驅(qū)動(dòng)的天線系統(tǒng)的簡化透視圖。
[0009]圖5示出了圖4的對角驅(qū)動(dòng)的天線系統(tǒng)的簡化平面圖。
[0010]圖6示出了可與圖1-5中所示的對角驅(qū)動(dòng)的天線系統(tǒng)相結(jié)合使用的用于驅(qū)動(dòng)天線結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。
[0011]技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，圖中的元件是出于簡單和清楚而圖示的，并且不必要按比例繪制。例如，圖中某些元件的尺寸可能相對于其他元件被夸張以幫助改善對本發(fā)明的實(shí)施例的理解。
[0012]圖中在合適處用常規(guī)符號(hào)表現(xiàn)出了裝置和方法部件，僅僅示出了那些與理解本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的特定細(xì)節(jié)，以便不會(huì)讓對于那些從本描述這里獲益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說顯而易見的細(xì)節(jié)使本發(fā)明不清楚?！揪唧w實(shí)施方式】
[0013]分集天線系統(tǒng)在無線通信設(shè)備中是有用的。但是，在小型無線通信設(shè)備中實(shí)現(xiàn)分集天線系統(tǒng)存在困難，因?yàn)椴僮鞯陌氩ㄩL有時(shí)大于整個(gè)設(shè)備外殼的主尺寸。此外，許多無線通信設(shè)備現(xiàn)在操作在從700MHz到5GHz范圍的多個(gè)頻段中。
[0014]電子設(shè)備包括具有兩個(gè)天線的天線系統(tǒng)，兩個(gè)天線在地平面上以十字或“X”配置定向。第一天線具有第一天線元件和第二天線元件，第一天線元件位于平面矩形的地平面的第一角附近，第二天線元件位于地平面的與第一角對角的第二角附近。第二天線具有第三天線元件和第四天線元件，第三天線元件位于地平面的與第一角相鄰的第三角附近，第四天線元件位于地平面的與第三角對角的第四角附近。該天線系統(tǒng)對于分集可能有用并且對于諸如當(dāng)兩個(gè)發(fā)射機(jī)無分集地操作時(shí)的非分集應(yīng)用也可能有用。
[0015]在低頻段頻率，第一天線的天線元件被相對于彼此異相地驅(qū)動(dòng)。類似地，在低頻段頻率，第二天線的天線元件被相對于彼此異相地驅(qū)動(dòng)。在高頻段頻率，第一天線的天線元件可以被相對于彼此異相地或者同相地驅(qū)動(dòng)。類似地，在高頻段頻率，第二天線的天線元件可以被相對于彼此異相地或者同相地驅(qū)動(dòng)。由于互易性的原理，用于發(fā)射的天線也可用于接收。在本文檔中，使用發(fā)射術(shù)語的概念可以用接收的互易概念來代替。這些天線結(jié)構(gòu)和天線驅(qū)動(dòng)方法促進(jìn)了用于每一天線的寬操作頻率帶寬、高輻射效率、所需的輻射模式特性、以及兩個(gè)組成天線之間的低相關(guān)性。
[0016]圖1示出了在諸如無線電話或其他無線通信設(shè)備的電子設(shè)備100中根據(jù)第一實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的對角驅(qū)動(dòng)的天線系統(tǒng)150的簡化圖。盡管假定是無線電話，但電子設(shè)備可以是平板電腦、筆記本電腦、個(gè)人數(shù)字助理、游戲控制臺(tái)、遙控器、電子書閱讀器、或具有無線通信能力的許多另外的設(shè)備。電子設(shè)備100包括平面矩形的電路板160，在電路板的多層中的一層中具有平面矩形的導(dǎo)電地平面165。簡便起見，電路板160和地平面165被模型化并描述為平面矩形。盡管如此，根據(jù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)，電路板和/或地平面可以稍具彎曲。而且，電路板和/或地平面的周界線可以僅僅是大致矩形；該周界線可以具有脫離幾何矩形的突出或縮進(jìn)。注意，在所示的實(shí)現(xiàn)中，地平面165并未延伸到電路板160的邊緣。這允許電路板160在電路板160的角上并且靠近地平面165的角191、193、195、197支撐四個(gè)天線元件111、115、121、125。
[0017]將天線元件111、115、121、125安置在矩形電路板160的角上的一個(gè)好處在于，用于電子設(shè)備的外部連接器端口能夠被安置在電路板160的周界邊的中點(diǎn)附近。圖1示出了每一天線元件111、115、121、125周圍的“阻止”區(qū)域之外的幾個(gè)潛在的外部連接器端口位置182、184、186、188。這些連接器端口可以將數(shù)據(jù)和/或電力耦合到諸如音頻耳機(jī)、充電器、具有到諸如鍵盤、顯示器和鼠標(biāo)類型控制器的外設(shè)的連接器的擴(kuò)展塢等許多的附件，以及耦合來自這些附件的數(shù)據(jù)和/或電力。因此，如果電子設(shè)備被實(shí)現(xiàn)為具備無線通信能力的平板電腦，一個(gè)外部連接器端口 187可以被實(shí)現(xiàn)為位于沿電子設(shè)備100的次長度的位置186上的模擬音頻耳機(jī)插孔，而另一外部連接器端口 185可以位于靠近電子設(shè)備100的主長度的中點(diǎn)的位置184上并被實(shí)現(xiàn)為到桌面、車輛或其他類型擴(kuò)展塢的連接器。這些位置都在天線元件的“阻止”區(qū)域之外，因此最小化了電力和數(shù)據(jù)發(fā)信號(hào)對天線系統(tǒng)的影響。
[0018]在該第一實(shí)施例中，四個(gè)天線元件111、115、121、125中每一個(gè)都被模型化為L形天線元件，其內(nèi)角位于平面矩形的地平面165的不同角191、193、195、197的周圍。每一天線元件111、115、121、125具有沿一個(gè)臂的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)113、117、123、127 (有時(shí)稱為“饋送端口”或“饋送位置”)。第一對角線定位的對天線元件111、115通過其L形輻射器111、115的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)113、117而被驅(qū)動(dòng)并且產(chǎn)生天線系統(tǒng)150的第一天線110。第二對角線定位的對天線元件121、125通過其驅(qū)動(dòng)點(diǎn)123、127而被驅(qū)動(dòng)并且產(chǎn)生天線系統(tǒng)150的第二天線120。這樣，對角驅(qū)動(dòng)的天線系統(tǒng)150包括兩個(gè)天線110、120，這兩個(gè)天線相對于矩形的地平面165對角定向。
[0019]每一天線110、120被設(shè)計(jì)為支持至少一個(gè)操作頻段。但是，任何天線可以被設(shè)計(jì)為支持一個(gè)以上的操作頻段。而且，各個(gè)天線110、120可以支持重疊的操作頻段或者不重疊的操作頻段。例如，一個(gè)天線可以支持低頻段(例如800-900MHZ)操作和高頻段(例如1800-1900MHZ)操作，而另一個(gè)天線可以支持低頻段(例如800_900MHz)操作、高頻段GPS接收(例如1.5GHz)以及高頻段WLAN操作(例如2.4-2.5GHz)。在這個(gè)例子中，天線系統(tǒng)應(yīng)該在重疊操作頻段(例如800-900MHZ)展現(xiàn)良好的去相關(guān)。
[0020]因此，這兩個(gè)天線110、120形成具有十字或“X”設(shè)計(jì)的天線系統(tǒng)150。注意，基于地平面的配置，十字的兩個(gè)臂可以不以直角相交(或者，可替換地，可以以直角相交)。兩個(gè)天線110、120的對角定向通過兩個(gè)天線110、120提供了沿地平面165的主軸(y軸)的顯著的長度模式偶極激勵(lì)以及沿地平面的副軸(X軸)的不可忽略的寬度模式偶極激勵(lì)。(可替換地，稍有不同的實(shí)現(xiàn)將提供沿主軸的顯著的寬度模式偶極激勵(lì)和沿副軸的不可忽略的長度模式偶極激勵(lì)。)這根本不同于相對于矩形的地平面正交地定位的天線(即，十字架或“ + ”或“T”或“L”配置)，其中每一天線都產(chǎn)生了沿地平面一個(gè)軸的顯著激勵(lì)以及沿地平面正交軸的可忽略激勵(lì)。因?yàn)樘炀€系統(tǒng)150中的兩個(gè)天線110、120部分地激勵(lì)了主軸，所以兩個(gè)天線110、120可以實(shí)現(xiàn)寬帶寬和高效率。而且，因?yàn)樘炀€110、120基本對稱，所以天線系統(tǒng)150可以在低頻段和高頻段上獲得接近相等的增益與低相關(guān)性。
[0021]天線系統(tǒng)150的任一天線110、120在波長約為地平面165主長度171兩倍的頻率處的操作可以被視為低頻段操作。主長度171只是低頻段波長的近似指標(biāo)，因?yàn)?例如電容性、電感性或直接地)耦合到地平面的導(dǎo)電元件可能導(dǎo)致地平面的電長度不同于地平面的幾何主長度171。在這個(gè)例子中，地平面165的主長度171沿著所示的y軸。在低頻段操作期間，天線系統(tǒng)150的單個(gè)天線的天線元件可以被異相地且以相同幅度驅(qū)動(dòng)。第一移相器130，諸如平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器(balun)或傳輸線，能夠被用來產(chǎn)生第一天線110的每一輻射器111、115的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。類似地，第二移相器140能夠被用來產(chǎn)生低頻段操作期間第二天線120的每一輻射器121、125的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。為了簡化附圖，第二移相器140和去往第二天線120的輻射元件121、125的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)123、127的第二組信號(hào)線被定位于印刷電路板160的后側(cè)面上，并以虛線顯示。當(dāng)然，第二移相器和第二組信號(hào)線可以與第一移相器130和第一組信號(hào)一起實(shí)現(xiàn)在印刷電路板的前側(cè)面。
[0022]天線系統(tǒng)150的任一天線110、120在高頻段處的操作發(fā)生在發(fā)射(或接收)的波長小于地平面165的主長度171的兩倍時(shí)。在高頻段發(fā)射期間，天線系統(tǒng)150的每一天線的對角定位的元件可以被同相地或者異相地驅(qū)動(dòng)。
[0023]到第一天線110的發(fā)射信號(hào)和來自第一天線的接收信號(hào)可以經(jīng)由信號(hào)線耦合到電子設(shè)備100的第一收發(fā)機(jī)167。類似地，到第二天線120的發(fā)射信號(hào)和來自第二天線的接收信號(hào)可以經(jīng)由信號(hào)線耦合到電子設(shè)備100的第二收發(fā)機(jī)169。信號(hào)線可以被實(shí)現(xiàn)為本領(lǐng)域公知的任何傳輸線，諸如帶狀線或同軸傳輸線。(注意，在本實(shí)現(xiàn)中，第二收發(fā)機(jī)169在印刷電路板160的后側(cè)面上。)收發(fā)機(jī)167、169可以由控制器163來控制?？刂破鬟€可以控制電子設(shè)備的各種其他元件，諸如用戶輸入部件(例如小鍵盤、觸摸板、加速計(jì)或麥克風(fēng))(未示出)、用戶輸出部件(例如顯示器、揚(yáng)聲器或觸覺元件)(未示出)以及到其他設(shè)備的外部連接器端口。
[0024]圖2示出了根據(jù)第一實(shí)施例的天線系統(tǒng)150的第一對角驅(qū)動(dòng)的天線110的低頻段遠(yuǎn)場輻射模式200。輻射模式的軸根據(jù)圖1中所示的軸對準(zhǔn)。如較早前所提及的，發(fā)射(或接收)信號(hào)波長約為地平面165的主長度171兩倍的，被視為低頻段操作。在圖1中所示的天線系統(tǒng)150的第一對角驅(qū)動(dòng)的天線110的低頻段操作時(shí)，到每一天線元件111、115的信號(hào)是異相的，并且遠(yuǎn)場輻射模式200通常具有環(huán)形線的形狀，該環(huán)形線具有沿著第一對角驅(qū)動(dòng)的天線110的對角線的旋轉(zhuǎn)軸250。
[0025]類似地，圖3示出了根據(jù)第一實(shí)施例的天線系統(tǒng)150的第二對角驅(qū)動(dòng)的天線120的低頻段遠(yuǎn)場輻射模式300。輻射模式的軸仍舊根據(jù)圖1中所示的軸對準(zhǔn)。在圖1中所示的天線系統(tǒng)150的第二對角驅(qū)動(dòng)的天線120的低頻段操作時(shí)，到每一天線元件121、125的信號(hào)是相對于彼此異相的。注意，該遠(yuǎn)場輻射模式300也通常具有環(huán)形線的形狀，但該環(huán)形線具有沿著第二對角驅(qū)動(dòng)的天線120的對角線的旋轉(zhuǎn)軸350。
[0026]每一天線110、120的遠(yuǎn)場輻射模式200、300之間的相對傾斜提供了天線間的去相關(guān)，這對于使用多輸入多輸出(MMO)系統(tǒng)的分集接收或發(fā)射是必需的，并且對于使用多天線來抗擊或充分利用多路徑傳播效應(yīng)的許多其他發(fā)射機(jī)制也是有用的，如本領(lǐng)域所公知?；诘綄球?qū)動(dòng)的天線系統(tǒng)150中每個(gè)對角定位的元件對的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差，輻射模式200,300之間的相對傾斜可以被調(diào)整以改善帶寬和效率，同時(shí)保持去相關(guān)。因此，每對天線元件可以被嚴(yán)格差別地驅(qū)動(dòng)(例如相對于彼此180±10度異相)、適度差別地驅(qū)動(dòng)(例如相對于彼此180±50度異相),或者寬松差別地驅(qū)動(dòng)(例如相對于彼此180±90度異相)。信號(hào)傳輸線長度和阻抗、天線饋送結(jié)構(gòu)、以及各個(gè)天線元件設(shè)計(jì)能夠根據(jù)感興趣的頻段、地平面165的大小和形狀、整個(gè)電子設(shè)備100的大小和形狀、以及電子設(shè)備100的預(yù)期使用(例如手持或獨(dú)立)而被調(diào)整，其目標(biāo)在于在包括低頻段在內(nèi)的指定操作頻段獲取所需水平的遠(yuǎn)場輻射模式200、300的去相關(guān)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)每一天線的可接受的效率和帶寬。
[0027]盡管圖1示出了位于矩形地平面165的每一角191、193、195、197周圍的類似的、對稱的L形天線元件111、115、121、125，天線元件也可以被實(shí)現(xiàn)為不同類型的天線元件，包括L形、倒置F形天線(IFA)、平面倒置F形天線(PIFA)、單極、折疊倒置共形天線(FICA)以及貼片(patch)。例如，第一對角定位的天線可以具有一個(gè)L形天線元件和一個(gè)倒置F形天線(IFA)元件。同時(shí)，第二對角定位的天線可以具有一個(gè)平面倒置F形天線(PIFA)元件和一個(gè)單極天線元件。取決于電子設(shè)備的操作頻率、其大小和形狀、以及各種天線系統(tǒng)性能目標(biāo)，許多選項(xiàng)都可用。注意，在某些實(shí)現(xiàn)中，天線元件可以部分地或者完全地與地平面相重疊(與所示的天線元件不與地平面重疊的例子相反)。
[0028]圖4示出了能夠由諸如無線電話或其他無線通信設(shè)備的電子設(shè)備400所使用的根據(jù)第二實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的對角驅(qū)動(dòng)的天線系統(tǒng)450的簡化透視圖。圖5示出了圖4的對角驅(qū)動(dòng)的天線系統(tǒng)的簡化平面圖500。[0029]如圖4-5中所示，天線系統(tǒng)450包括平面矩形的地平面465與位于地平面465的四個(gè)角491、493、495、497的每個(gè)角上的天線元件411、415、421、425。如圖4-5中能夠看出的，第一天線元件411是具有饋送端口 413和在邊緣上繞其自身纏繞的尾部的IFA結(jié)構(gòu)，以便獲得在低頻段頻率所需的操作長度。當(dāng)然，可以使用其他技術(shù)來獲得合適的操作頻率。在本實(shí)現(xiàn)中，對于無線電話操作，低頻段頻率是約900MHz。與第一天線元件411成對以產(chǎn)生第一天線410的對角定位的第二天線元件415是具有饋送端口 417的L形天線元件，其是在邊緣上繞其自身折疊的單極天線結(jié)構(gòu)的變形，以獲得在900MHz低頻段所需的操作長度。如較早前提及的，可以使用其他技術(shù)來獲得合適的操作頻率。
[0030]第二天線420包括第三天線元件421和第四天線元件425，第三天線元件是類似于第一天線元件411的IFA元件和饋送端口 423 (但鏡像配置)，第四天線元件是類似于第二天線元件415的L形天線元件和饋送端口 427 (但鏡像配置)。如該第二實(shí)現(xiàn)中所示，兩個(gè)收發(fā)機(jī)467、469和兩組信號(hào)線被不出在地平面165的同一側(cè)面上。注意，在這個(gè)實(shí)現(xiàn)中，兩組信號(hào)線沒有電耦合，而是利用了多層印刷電路板結(jié)構(gòu)，使得其中一組信號(hào)線在另一組信號(hào)線之下通過。信號(hào)線可以被實(shí)現(xiàn)為同軸傳輸線、帶狀線、或本領(lǐng)域公知的其他傳輸線。
[0031]第一收發(fā)機(jī)467可以被耦合到第一天線410并且按照控制器463的指導(dǎo)差別地或者共同地驅(qū)動(dòng)天線元件。如前面提及的，取決于所需的輻射模式以及每一天線的目標(biāo)效率和帶寬，天線元件對411、415可以嚴(yán)格差別地驅(qū)動(dòng)、適度差別地驅(qū)動(dòng)、或者寬松差別地驅(qū)動(dòng)。第二收發(fā)機(jī)469可以耦合到第二天線420并且按照控制器463的指導(dǎo)差別地或者共同地驅(qū)動(dòng)天線元件。
[0032]當(dāng)?shù)降谝惶炀€410的傳輸信號(hào)處于低頻段時(shí)，組成天線元件411、415被相對于彼此異相地驅(qū)動(dòng)。類似地，當(dāng)?shù)降诙炀€420的傳輸信號(hào)處于低頻段時(shí)，組成天線元件421、425被相對于彼此異相地驅(qū)動(dòng)。在這個(gè)實(shí)現(xiàn)中，相移是通過信號(hào)傳輸線和不同天線元件而獲得的。因此，在某些實(shí)現(xiàn)中不需要單獨(dú)的移相器元件。
[0033]低頻段操作發(fā)生在傳輸信號(hào)具有約為地平面465的主電長度的兩倍的波長時(shí)。注意，盡管主電長度通常接近于地平面的主幾何長度，但(電容性、電感性或直接地)耦合到地平面的導(dǎo)電元件可能影響地平面的電長度。
[0034]在高頻段操作時(shí)，第一天線410的天線元件411、415可以被相對于彼此差別地或者共同地(例如，同相)驅(qū)動(dòng)。類似地，在高頻段操作期間，第二天線420的天線元件421、425可以被差別地或者共同地驅(qū)動(dòng)。
[0035]圖5示出了都在天線元件411、415、421、425的“阻止”區(qū)域之外的四個(gè)潛在外部連接器端口位置482、484、486、488的范圍。取決于外部連接器的大小，可在這些位置中的任何位置實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)連接器端口。注意，盡管可用連接器端口位置通?？拷娮釉O(shè)備500的周界邊的中點(diǎn)，但任何一個(gè)外部連接器端口都不需要位于電子設(shè)備的中點(diǎn)處或者印刷電路板160或地平面465的中點(diǎn)處。
[0036]圖6示出了可與圖1-5中所示的電子設(shè)備的對角驅(qū)動(dòng)的天線系統(tǒng)相結(jié)合使用的用于驅(qū)動(dòng)天線結(jié)構(gòu)的方法的流程圖600。對角驅(qū)動(dòng)的天線系統(tǒng)中的每一天線都可獨(dú)立于其他天線而被用作發(fā)射天線(或接收天線)。當(dāng)天線之一被用作發(fā)射天線時(shí)，電子設(shè)備的電路確定610驅(qū)動(dòng)信號(hào)的任何低頻段分量。(注意，驅(qū)動(dòng)信號(hào)可包括低頻段分量和高頻段分量這二者。)電路可以被實(shí)現(xiàn)為無源多頻段電路或有源控制器。如果信號(hào)處于低頻段，發(fā)射機(jī)，可選地與移相器相結(jié)合，相對于彼此，異相地并且可選地以同一幅度，驅(qū)動(dòng)620對角驅(qū)動(dòng)的天線的兩個(gè)組成天線元件。存在各種水平的異相驅(qū)動(dòng)，諸如嚴(yán)格差別驅(qū)動(dòng)631、適度差別驅(qū)動(dòng)633、以及寬松差別驅(qū)動(dòng)635，其能夠基于使用情況和天線系統(tǒng)的配置而被實(shí)現(xiàn)。因?yàn)閷︱?qū)動(dòng)信號(hào)的評估可以是連續(xù)的，所以流程圖600示出該流程返回到步驟610。
[0037]同時(shí)，如果待發(fā)射的信號(hào)處于高于低頻段的頻段中的話，發(fā)射機(jī)相對于彼此同相地并且可選地以同一幅度驅(qū)動(dòng)640對角驅(qū)動(dòng)的天線的組成天線元件。如同異相驅(qū)動(dòng)的情況一樣，存在各種水平的同相驅(qū)動(dòng)，諸如嚴(yán)格共同驅(qū)動(dòng)(例如0±10度)651、適度共同驅(qū)動(dòng)(例如0±50度)653、以及寬松共同驅(qū)動(dòng)(例如0±90度)655，其能夠基于使用情況和天線系統(tǒng)的配置而被實(shí)現(xiàn)。如果使用無源多頻段電路，電路將在低頻段提供差別饋送以及在高頻段提供共同模式饋送，可能同時(shí)且在這兩種狀態(tài)之間沒有任何主動(dòng)切換?？商鎿Q地，發(fā)射機(jī)可以相對于彼此異相地驅(qū)動(dòng)620天線元件。因?yàn)?對于相似大小的便攜式通信設(shè)備)高頻段輻射模式自然比低頻段輻射模式更加去相關(guān)，對角驅(qū)動(dòng)的天線的兩個(gè)天線元件的饋送信號(hào)之間的相位差并不像對于去相關(guān)那樣關(guān)鍵。在高頻段信號(hào)被發(fā)射之后，流程可以返回到步驟610以便繼續(xù)評估驅(qū)動(dòng)信號(hào)。該流程圖600可以被獨(dú)立地對對角驅(qū)動(dòng)的天線系統(tǒng)中的每一天線實(shí)現(xiàn)。
[0038]因此，對角驅(qū)動(dòng)的天線和方法促進(jìn)了(一個(gè)或多個(gè))寬操作頻率帶寬、高輻射效率、所需的輻射模式特性、以及協(xié)作天線之間的低相關(guān)性。盡管高頻段天線信號(hào)自然去相關(guān)，但低頻段天線信號(hào)被差別地饋送以幫助天線系統(tǒng)的天線之間的去相關(guān)。
[0039]盡管本公開包括了現(xiàn)在被認(rèn)為的、以建立發(fā)明人對其的所有權(quán)并使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠做出并使用本發(fā)明的方式描述的本發(fā)明的實(shí)施例和最佳模式，應(yīng)該理解的是，存在這里所公開的實(shí)施例的許多等同，并且應(yīng)理解，在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可能做出修改和變形，本發(fā)明的范圍和精神不是由實(shí)施例所限定的，而是由所附權(quán)利要求限定的，并且包括在本申請審批期間所做出的任何修改以及所公布的權(quán)利要求的所有等同。因此，說明書和附圖被視為說明性的而不是限制性意味的，所有這樣的修改都意圖被包括在本教導(dǎo)的范圍之內(nèi)。
[0040]進(jìn)一步應(yīng)理解的是，關(guān)系術(shù)語的使用，諸如第一和第二、頂和底等，如果有的話，只是被用來區(qū)分一個(gè)實(shí)體、物品或動(dòng)作與另一個(gè)實(shí)體、物品或動(dòng)作，而沒有必要要求或暗示這些實(shí)體、物品或動(dòng)作之間的任何實(shí)際這樣的關(guān)系或者次序。某些發(fā)明功能和某些發(fā)明原理是通過或在軟件程序或指令中來最好地實(shí)現(xiàn)的。期望的是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，盡管由例如可用時(shí)間、當(dāng)前技術(shù)和經(jīng)濟(jì)考量推動(dòng)可能的顯著努力和許多設(shè)計(jì)選擇，當(dāng)?shù)玫竭@里公開的概念和原理的指導(dǎo)時(shí)，將易于以最少的試驗(yàn)而能夠生產(chǎn)出這樣的軟件指令和程序。因此，對這樣軟件的進(jìn)一步討論，如果有的話，將限于致力于縮小和最小化使根據(jù)本發(fā)明的原理和概念變得混淆的任何風(fēng)險(xiǎn)。
[0041]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，控制器163、463包括執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序代碼以實(shí)現(xiàn)這里所述方法的處理器。實(shí)施例包括計(jì)算機(jī)程序代碼，該計(jì)算機(jī)程序代碼包含在諸如軟盤、CD-ROM、硬盤或者任何其他計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的有形媒體中體現(xiàn)的指令，其中，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序代碼被加載到處理器中并由處理器執(zhí)行時(shí)，處理器變?yōu)橛糜趯?shí)踐本發(fā)明的裝置。實(shí)施例包括計(jì)算機(jī)程序代碼，例如，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中、加載到計(jì)算機(jī)中和/或由計(jì)算機(jī)執(zhí)行、或者通過諸如通過電線或電纜、通過光纖、或者通過電磁輻射的某些傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)?，其中，?dāng)計(jì)算機(jī)程序代碼被加載到計(jì)算機(jī)中并由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，計(jì)算機(jī)變?yōu)橛糜趯?shí)踐本發(fā)明的裝置。當(dāng)在通用微處理器上實(shí)現(xiàn)時(shí)，計(jì)算機(jī)程序代碼段配置微處理器以產(chǎn)生特定邏輯電路。
[0042]我們要求保護(hù)的是:
【權(quán)利要求】
1.一種電子設(shè)備,包括: 平面矩形的地平面，所述平面矩形的地平面具有第一角、與所述第一角對角的第二角、與所述第一角相鄰的第三角、和與所述第三角對角的第四角； 第一天線，所述第一天線具有位于所述第一角附近的第一天線元件和位于所述第二角附近的第二天線元件； 第二天線，所述第二天線具有位于所述第三角附近的第三天線元件和位于所述第四角附近的第四天線元件；以及 移相器，所述移相器用于相對于所述第二天線元件異相地、差別地驅(qū)動(dòng)所述第一天線元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括: 耦合到所述第一天線的發(fā)射機(jī)， 其中，所述平面矩形的地平面具有主電長度，并且其中，當(dāng)傳輸波長約為所述主電長度兩倍時(shí)，所述移相器相對于所述第二天線元件異相地、差別地驅(qū)動(dòng)所述第一天線元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括: 第一接收機(jī)，所述第一接收機(jī)耦合到所述第一天線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3·所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括: 第二接收機(jī)，所述第二接收機(jī)耦合到所述第二天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括: 耦合到所述第二天線的發(fā)射機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述第一天線元件包括: 單極結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述第二天線元件包括: 倒置F形天線結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述第三天線元件包括: 單極結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述第一天線元件包括: 平面倒置F形天線結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述移相器包括: 平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述移相器包括: 傳輸線。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括: 外部連接器端口，所述外部連接器端口位于所述地平面的邊的中點(diǎn)附近。
13.一種用于驅(qū)動(dòng)天線結(jié)構(gòu)的方法，包括: 對于低頻段的傳輸信號(hào)，差別地驅(qū)動(dòng)第一天線，所述第一天線具有第一天線元件和第二天線元件，所述第一天線元件位于地平面的第一角附近，所述第二天線元件位于所述地平面的第二角附近，所述第二角在所述地平面上與所述第一角對角； 驅(qū)動(dòng)第二天線，所述第二天線具有第三天線元件和第四天線元件，所述第三天線元件位于所述地平面的第三角附近，所述第三角與所述第一角相鄰，所述第四天線元件位于所述地平面的第四角附近，所述第四角在所述地平面上與所述第三角對角。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述差別地驅(qū)動(dòng)第一天線包括: 相對于所述第二天線元件異相地驅(qū)動(dòng)所述第一天線元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，相位差為180±90度。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述驅(qū)動(dòng)第二天線包括: 相對于所述第四天線元件異相地驅(qū)動(dòng)所述第三天線元件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，相位差為180±90度。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括: 對于處于比所述低頻段高的頻段的傳輸信號(hào)，共同地驅(qū)動(dòng)所述第一天線。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述驅(qū)動(dòng)第二天線包括: 共同地驅(qū)動(dòng)所述 第二天線。
【文檔編號(hào)】H01Q9/42GK103548200SQ201280023372
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月13日
【發(fā)明者】休·K·史密斯, 埃里克·L·克倫茨, 卡蘭·J·胡曼尼, 安德魯斯·A·葉法諾夫 申請人:摩托羅拉移動(dòng)有限責(zé)任公司