用于無(wú)線通信裝置的正交可調(diào)諧式天線陣列的制作方法
【專利說明】
[000。 分秦申請(qǐng)的相關(guān)信息
[0002] 本案是分案申請(qǐng)。該分案的母案是申請(qǐng)日為2010年3月15日、申請(qǐng)?zhí)枮?201080011570.0、發(fā)明名稱為"用于無(wú)線通信裝置的正交可調(diào)諧式天線陣列"的發(fā)明專利申 請(qǐng)案。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明大體來說設(shè)及射頻（R巧天線，且更特定來說設(shè)及多頻帶RF天線。
【背景技術(shù)】
[0004] 在許多無(wú)線通信裝置中，存在對(duì)支持多個(gè)頻帶及操作模式的需求。操作模式的一 些實(shí)例包括多個(gè)語(yǔ)音/數(shù)據(jù)通信鏈路（WAN或廣域網(wǎng)）-GSM、CDMA、WCDMA、LTE、EVDO-各 自處于多個(gè)頻帶（CDMA450、US蜂窩式CDMA/GSM、USPCSCDMA/GSM/WCDMA/LTE/EVDO、IMT CDMA/WCDMA/LTE、GSM900、DCS)、短程通信鏈路（藍(lán)牙炬luetooth)、UWB)、廣播媒體接收 (MediaFLO、DVB-H)、高速因特網(wǎng)接入（UMB、服PA、802.lla/b/g/n、EVD0)及位置定位技術(shù) (GPS、Galileo)。就無(wú)線通信裝置中的該些操作模式中的每一者來說，無(wú)線電及頻帶的數(shù)目 增量式地增加，且支持每一頻帶的多頻帶天線W及可能多個(gè)天線（用于接收及/或發(fā)射分 集，連同W多個(gè)模式的同時(shí)操作）的復(fù)雜性及設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)可能顯著增加。
[00化]多頻帶天線的一個(gè)解決方案是設(shè)計(jì)在多個(gè)頻帶中諧振的結(jié)構(gòu)?？刂贫囝l帶天線輸 入阻抗W及增強(qiáng)天線福射效率（跨越廣泛范圍的操作頻帶）受到多頻帶天線結(jié)構(gòu)的幾何形 狀及無(wú)線通信裝置內(nèi)的多頻帶天線與（多個(gè)）無(wú)線電之間的匹配電路限制。通常，當(dāng)采用 此設(shè)計(jì)方法時(shí)，天線結(jié)構(gòu)的幾何形狀非常復(fù)雜，且天線的物理面積/體積增加。
[0006] 在一個(gè)實(shí)例中，可能需要同時(shí)操作無(wú)線裝置中的CDMA/WCDMA/GSM(在其它可能的 情況當(dāng)中）發(fā)射器與GI^S接收器。在此例子中，對(duì)于單一多頻帶天線，操作頻帶與模式之間 的隔離非常有限，且同時(shí)操作可能并不可行。因此，GI^S接收器通常具有單獨(dú)的專用天線； 即，需要兩個(gè)單獨(dú)的電隔離天線用于同時(shí)操作GPS及CDMA/WCDMA/GSM。此實(shí)例可擴(kuò)展到其 它同時(shí)操作模式，例如CDMA與藍(lán)牙、MediaFLO或802.lla/b/g/n。在每一例子中，如果需要 同時(shí)操作，則通常需要另一單頻帶或多頻帶天線。
[0007] 關(guān)于設(shè)計(jì)具有高天線福射效率的多頻帶天線及相關(guān)聯(lián)的匹配電路中的限制，另一 解決方案是利用多個(gè)天線元件（天線元件的陣列）來覆蓋多個(gè)操作頻帶。在一特定應(yīng)用 中，具有US蜂窩式、USPCS及GI^S無(wú)線電的蜂窩式電話可針對(duì)每一操作頻帶利用一個(gè)天線 (每一天線在單一射頻頻帶中操作）。此方法的傳統(tǒng)缺點(diǎn)是多個(gè)單頻帶天線元件的額外面 積/體積及額外成本。
[000引需要在無(wú)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的大小損失的情況下支持多個(gè)操作模式的同時(shí)操作的多頻帶 天線陣列。無(wú)線通信裝置也需要具有跨越廣范圍的操作頻率的改善福射效率的多頻帶天 線。

【發(fā)明內(nèi)容】

【附圖說明】
[0009] 圖1展示根據(jù)示范性實(shí)施例的具有與包含ANTA、ANTB及ANTC的多頻帶天線陣 列成對(duì)的多個(gè)無(wú)線電的無(wú)線通信裝置的圖。
[0010] 圖2展示圖1的多頻帶天線陣列的S維圖。
[0011] 圖3展示ANTA的俯視圖腳平面）。
[0012] 圖4展示ANTB的俯視圖（YZ平面）。
[0013] 圖5展示ANTC的俯視圖狂Z平面）。
[0014] 圖6展示具有如圖2到圖5中所示而配置的ANTA、ANTB及ANTC的多頻帶陣列 的從700MHz到1600MHz的天線福射效率的曲線圖。
[001引 圖7展示具有如圖2到圖5中所示而配置的ANTA、ANTB及ANTC的多頻帶陣列 100的從700MHz到1600MHz的天線回程損耗的曲線圖。
[0016] 圖8展示具有如圖2到圖5中所示而配置的ANTA、ANTB及ANTC的多頻帶陣列 100的從700MHz到1600MHz的天線禪合的曲線圖。
[0017] 為促進(jìn)理解，在可能的情況下已使用相同參考標(biāo)號(hào)來指明圖式中所共有的相同元 件，除了在適當(dāng)時(shí)可添加下標(biāo)來區(qū)分所述元件。圖式中的圖像出于說明性目的而簡(jiǎn)化，且未 必按比例描繪。
[0018] 所附圖式說明本發(fā)明的示范性配置，且因而不應(yīng)被視為限制本發(fā)明的范圍，其可 承認(rèn)其它同樣有效的配置。相應(yīng)地，已預(yù)期，在無(wú)進(jìn)一步敘述的情況下一些配置的特征可有 益地并入于其它配置中。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 詞"示范性"在本文中用W意味著"充當(dāng)實(shí)例、例子或說明"。本文中描述為"示范 性"的任何實(shí)施例未必解釋為比其它實(shí)施例優(yōu)選或有利。
[0020] 下文結(jié)合所附圖式所闡述的實(shí)施方式既定作為對(duì)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的描述 且既定不表示可實(shí)踐本發(fā)明的僅有實(shí)施例。貫穿此描述所使用的術(shù)語(yǔ)"示范性"意味著"充 當(dāng)實(shí)例、例子或說明"，且將未必解釋為比其它示范性實(shí)施例優(yōu)選或有利。出于提供對(duì)本發(fā) 明的示范性實(shí)施例的透徹理解的目的，實(shí)施方式包括特定細(xì)節(jié)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯 而易見，可在無(wú)該些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本發(fā)明的示范性實(shí)施例。在一些例子中，W框圖 形式展示眾所周知的結(jié)構(gòu)及裝置W便避免混淆本文中所呈現(xiàn)的示范性實(shí)施例的新穎性。
[0021] 本文中所描述的裝置可用于各種多頻帶天線陣列設(shè)計(jì)，包括（但不限于）用于蜂 窩式、PCS及IMT頻帶及例如CDM、TDM、抑M、（FDM及SC-抑M等空中接口的無(wú)線通信 裝置。除了蜂窩式、PCS或IMT網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)及頻帶外，此裝置也可用于局域網(wǎng)或個(gè)域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、 WLAN、藍(lán)牙及超寬帶扣WB)，W及位置定位技術(shù)佑P巧。
[0022] 圖1展示根據(jù)示范性實(shí)施例的具有與多頻帶天線陣列（ANTA、ANTB及ANTC)成 對(duì)的多個(gè)無(wú)線電的無(wú)線通信裝置的圖。無(wú)線通信裝置10支持S個(gè)不同無(wú)線電的同時(shí)操作。 在W下的表中展示用于無(wú)線通信裝置10的可能的操作模式的示范性子集。
[0023]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于蜂窩式通信的無(wú)線裝置，其包括： 多頻帶天線，其特征在于三個(gè)環(huán)形天線元件，所述三個(gè)環(huán)形天線元件中的每一個(gè)具有 彼此不同的大小，且經(jīng)布置以相對(duì)彼此環(huán)形正交且位于彼此內(nèi)；及 三個(gè)調(diào)諧元件，所述調(diào)諧元件中的每一個(gè)和所述三個(gè)環(huán)形天線元件中的相應(yīng)元件相關(guān) 聯(lián)； 其中所述調(diào)諧元件選擇性地調(diào)諧所述環(huán)形天線元件中的每一個(gè)以在不同的頻率處同 時(shí)諧振，并在從接收操作模式和發(fā)射操作模式切換時(shí)調(diào)諧至不同的頻率； 其中通過所述調(diào)諧元件的選擇性調(diào)諧使得減小所述三個(gè)環(huán)形天線元件的大小，以實(shí)現(xiàn) 所述蜂窩式通信裝置的較小外形因素。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線裝置，其中每一環(huán)形天線元件分開成上半部及下半部， 其中所述相關(guān)聯(lián)調(diào)諧元件耦合于其間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線裝置，其中每一調(diào)諧元件包括持續(xù)可變電容器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線裝置，其中每一調(diào)諧元件包括MEMS可變電容器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線裝置，其中所述多頻帶天線包括在至少一個(gè)射頻饋送端 口與至少一個(gè)無(wú)線通信裝置射頻端口之間的匹配電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線裝置，其中所述多頻帶天線印刷于用于每一環(huán)形天線元 件的單獨(dú)的柔性薄膜上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線裝置，其中所述多頻帶天線印刷于用于每一環(huán)形天線元 件的單獨(dú)的電介質(zhì)襯底上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線裝置，其中所述多頻帶天線是通過在三維非金屬對(duì)象上 的選擇性金屬化而形成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線裝置，其中每一調(diào)諧元件包括持續(xù)可變電容器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線裝置，其中每一調(diào)諧元件包括MEMS可變電容器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線裝置，其中所述多頻帶天線包括在至少一個(gè)射頻饋送 端口與至少一個(gè)無(wú)線通信裝置射頻端口之間的匹配電路。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線裝置，其中所述多頻帶天線印刷于用于每一環(huán)形天線 元件的單獨(dú)的柔性薄膜上。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線裝置，其中所述多頻帶天線印刷于用于每一環(huán)形天線 元件的單獨(dú)的電介質(zhì)襯底上。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線裝置，其中所述多頻帶天線是通過在三維非金屬對(duì)象 上的選擇性金屬化而形成。
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于無(wú)線通信裝置的正交可調(diào)諧式天線陣列。本發(fā)明描述一種用于具有高達(dá)三個(gè)同時(shí)操作模式的無(wú)線通信裝置中的多頻帶天線陣列，其具有跨越廣范圍的操作頻帶的改善的天線效率及減小的天線耦合，且具有減小的物理大小。所述多頻帶天線陣列包括至少兩個(gè)環(huán)形天線元件(105、125、145)，其中每一者相對(duì)于彼此正交且以嵌入式方式布置。所述多頻帶天線陣列中的每一環(huán)形天線可包括用于調(diào)諧到所要諧振頻率的對(duì)應(yīng)調(diào)諧元件(116、136、156)，且包含上半部及下半部，其中所述對(duì)應(yīng)調(diào)諧元件耦合于其間。
【IPC分類】H01Q7-00, H01Q1-24, H01Q5-40, H01Q21-24, H01Q1-22
【公開號(hào)】CN104752810
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510093287
【發(fā)明人】艾倫·明-哲·陳
【申請(qǐng)人】高通股份有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2010年3月15日
【公告號(hào)】CN102349190A, CN102349190B, EP2406850A1, US8711047, US20100231472, WO2010105273A1