多天線系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)案涉及多天線系統(tǒng)，且更特定來(lái)說(shuō)涉及具有有效地利用移動(dòng)無(wú)線裝置中的 空間的多個(gè)天線的天線系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 移動(dòng)計(jì)算裝置在過(guò)去幾年間已放量增長(zhǎng)。隨著計(jì)算能力和存儲(chǔ)器容量增長(zhǎng)，個(gè)人 移動(dòng)計(jì)算裝置已變成現(xiàn)代生活的必需工具，從而在適應(yīng)個(gè)人口袋的封裝中提供電話和文本 通信、導(dǎo)航、照片和視頻功能性。由于提供如此多不同類型的射頻通信服務(wù)并顯示高質(zhì)量視 頻，因此許多智能電話和類似移動(dòng)計(jì)算裝置現(xiàn)在要求能夠經(jīng)由多種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)聯(lián)帶寬 發(fā)射和接收（即，"收發(fā)"）無(wú)線電信號(hào)的多個(gè)天線。然而，多個(gè)天線的操作常常要求天線彼 此隔離某一距離以避免干擾或天線耦合。在較小大小（例如，手表大?。┑囊苿?dòng)計(jì)算裝置 中，受限的基板面（realestate)防止在并不帶來(lái)天線親合的情況下有效實(shí)施多個(gè)天線。在 并無(wú)此隔離的情況下，移動(dòng)計(jì)算裝置可并不適當(dāng)?shù)夭僮?，這是由于即使并未在操作模式中 同時(shí)供能天線中的一些，其它天線的存在仍以天線耦合的形式產(chǎn)生性能下降。
[0003] -些常規(guī)裝置已嘗試提供經(jīng)配置以經(jīng)由多個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)頻帶收發(fā)無(wú)線電信 號(hào)的單一天線。然而，具有服務(wù)多個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和頻帶的單個(gè)天線的此類裝置常常在多個(gè)無(wú) 線網(wǎng)絡(luò)和帶寬中的每一者中提供次佳性能。為了允許單個(gè)天線服務(wù)所有所要帶寬和無(wú)線網(wǎng) 絡(luò)，要求額外電路系統(tǒng)以區(qū)分所要無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和頻帶中的每一者的無(wú)線電信號(hào)。此額外電路 系統(tǒng)可增加移動(dòng)計(jì)算裝置的部件本、功率消耗和容積。此外，單個(gè)天線禁止具有在不同頻帶 中同時(shí)操作無(wú)線電功能性的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 各種實(shí)施例包含一種多天線系統(tǒng)，其提供能夠經(jīng)由多種通信協(xié)議且經(jīng)由多種頻帶 發(fā)射和接收（"收發(fā)"）無(wú)線電信號(hào)的多個(gè)天線。所述多天線系統(tǒng)可包含經(jīng)配置以經(jīng)由第一 通信網(wǎng)絡(luò)（例如，醫(yī)AN網(wǎng)絡(luò)）收發(fā)無(wú)線電信號(hào)的第一天線。所述多天線系統(tǒng)還可包含經(jīng)配 置以經(jīng)由/從第二通信網(wǎng)絡(luò)（例如，GPS、個(gè)人局域網(wǎng)等）發(fā)射和/或接收無(wú)線電信號(hào)的第 二天線。
[0005] 在實(shí)施例中，所述多天線系統(tǒng)可提供呈獨(dú)特配置的彼此緊密接近的多個(gè)天線，所 述配置可在無(wú)需額外RF組件的情況下最小化天線耦合問(wèn)題同時(shí)改善所述多個(gè)天線中的每 一者的增益和效率性能。
[0006] 在第一實(shí)施例中，印制電路板可形成于第一水平平面中且可充當(dāng)形成所述多天線 系統(tǒng)的每一天線的接地平面。第一天線可經(jīng)配置于相同于所述印制電路板的水平平面中。 所述第一天線可為平面倒置F天線（PIFA)。所述第一天線可通過(guò)第一天線接地觸點(diǎn)和第一 天線饋送觸點(diǎn)耦合到所述印制電路板。所述第一天線饋送觸點(diǎn)可用于通過(guò)無(wú)線電信號(hào)供能 所述第一天線，使得可經(jīng)由第一無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)射射頻（RF)電磁輻射信號(hào)以用于由另一裝置 接收。第二天線可經(jīng)配置于垂直于其中定位所述印制電路板和第一天線的所述水平平面的 垂直平面中。所述第二天線也可為PIFA。所述第二天線可通過(guò)第二天線接地觸點(diǎn)和第二天 線饋送觸點(diǎn)耦合到所述印制電路板。所述第二天線饋送觸點(diǎn)可用于通過(guò)無(wú)線電信號(hào)供能所 述第二天線，使得可經(jīng)由第二無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)射RF電磁輻射信號(hào)以用于由另一裝置接收。所述 實(shí)施例多天線系統(tǒng)可經(jīng)配置有彼此緊密接近的所述第一天線和第二天線，使得將所述第二 天線耦合到所述印制電路的所述第二天線接地觸點(diǎn)和饋送觸點(diǎn)定位于所述第一天線的所 述第一天線接地觸點(diǎn)與第一天線饋送觸點(diǎn)之間。
[0007] 在第二實(shí)施例中，所述第一實(shí)施例的所述小型多天線系統(tǒng)可含有于封閉模塊單元 內(nèi)以從無(wú)線裝置內(nèi)的其它電組件（例如，LCD、麥克風(fēng)、擴(kuò)音器、馬達(dá)振動(dòng)器等）解耦所述多 天線系統(tǒng)。另外，所述封閉模塊單元可裝備有允許所述封閉模塊單元扣入就位以用于與無(wú) 線裝置的印制電路板快速電連接的電耦合件?？芍圃炀哂薪?jīng)配置有不同尺寸的所述第一天 線和第二天線的多種小型多天線模塊單元且可制造所述天線模塊單元以使得所述天線模 塊能夠與具有具各種大小的印制電路板的移動(dòng)裝置一起集成，這是由于每一天線和操作為 其接地平面的所述印制電路板的長(zhǎng)度應(yīng)為正發(fā)射的所述RF信號(hào)的波長(zhǎng)的至少一半。在一 實(shí)施例中，所述同一模塊單元可用于具有各種大小的印制電路板。為了解釋接地平面尺寸 中的所述變化，所述模塊單元可包含匹配電路。所述匹配電路可有助于在所述模塊單元中 的天線和所述印制電路板的所述總長(zhǎng)度遠(yuǎn)非所述波長(zhǎng)的一半的狀況下將共振頻率調(diào)整為 預(yù)期頻率。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 呈現(xiàn)附圖以輔助對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的描述，且提供附圖僅僅是為了說(shuō)明實(shí)施例而 非對(duì)其進(jìn)行限制。
[0009] 圖1為包括多個(gè)天線的移動(dòng)計(jì)算裝置的組件框圖。
[0010] 圖2為實(shí)施例多天線系統(tǒng)的第一透視圖。
[0011] 圖3為實(shí)施例多天線系統(tǒng)的第二透視圖。
[0012] 圖4為實(shí)施例多天線系統(tǒng)的第三透視圖。
[0013] 圖5為實(shí)施例多天線系統(tǒng)的俯視圖。
[0014] 圖6為實(shí)施例多天線系統(tǒng)的第一平面圖。
[0015] 圖7為實(shí)施例多天線系統(tǒng)的第二平面圖。
[0016] 圖8為展示實(shí)例尺寸的實(shí)施例多天線系統(tǒng)的第二透視圖。
[0017] 圖9為展示實(shí)例尺寸的實(shí)施例多天線系統(tǒng)的俯視平面圖。
[0018] 圖10A為具有具圓形印制電路板的印制電路板的替代性實(shí)施例多天線系統(tǒng)的俯 視圖。
[0019] 圖10B為具有具圓形印制電路板的印制電路板的替代性實(shí)施例多天線系統(tǒng)的透 視圖。
[0020] 圖10C為具有具六邊形形狀印制電路板的印制電路板的替代性實(shí)施例多天線系 統(tǒng)的俯視圖。
[0021] 圖10D為具有具六邊形形狀印制電路板的印制電路板的替代性實(shí)施例多天線系 統(tǒng)的透視圖。
[0022] 圖10E為具有具任意形狀印制電路板的印制電路板的替代性實(shí)施例多天線系統(tǒng) 的俯視圖。
[0023] 圖10F為具有具任意形狀印制電路板的印制電路板的替代性實(shí)施例多天線系統(tǒng) 的透視圖。
[0024] 圖11為含有多天線系統(tǒng)的實(shí)施例多天線模塊的透視圖。
[0025] 圖12為實(shí)施例多天線系統(tǒng)的仿真結(jié)果的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 將參考附圖詳細(xì)描述各種實(shí)施例。只要可能，將在整個(gè)圖式中使用相同參考標(biāo)號(hào) 來(lái)指代相同或相似部分。出于說(shuō)明性目的而參考特定實(shí)例和實(shí)施方案，且并不意圖限制本 發(fā)明或權(quán)利要求書的范圍?？稍诓幻撾x本發(fā)明范圍的情況下設(shè)計(jì)替代性實(shí)施例。另外，將 并不詳細(xì)描述本發(fā)明的眾所周知元件，或?qū)⑹÷运鲈悦饣煜景l(fā)明的相關(guān)細(xì)節(jié)。
[0027] 本文中所使用的詞語(yǔ)"示范性"和/或"實(shí)例"意味著"充當(dāng)實(shí)例、例子或說(shuō)明"。本 文中描述為"示范性"和/或"實(shí)例"的任何實(shí)施例未必應(yīng)理解為比其它實(shí)施例優(yōu)選或有利。
[0028] 如本文中關(guān)于某些尺寸所使用的詞語(yǔ)"大約"意味著在尺寸的10 %內(nèi)，包含5 % 內(nèi)、2%內(nèi)和對(duì)應(yīng)尺寸的1%內(nèi)。
[0029] 如本文中所使用，術(shù)語(yǔ)"計(jì)算裝置"和"移動(dòng)計(jì)算裝置"指代蜂窩電話、智能電話、 個(gè)人數(shù)據(jù)助理（PDA)、掌上型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、無(wú)線電子郵 件接收器、具多媒體因特網(wǎng)功能的蜂窩電話和包含多個(gè)可編程處理器和存儲(chǔ)器的類似電子 裝置中的任何一者或全部。
[0030] 當(dāng)前，用于移動(dòng)通信裝置中的處理器已大小降低同時(shí)變得較強(qiáng)大。此情況是由移 動(dòng)裝置制造商努力減小其無(wú)線通信裝置大小引起。然而，歸因于較小封裝中歸因于天線耦 合可達(dá)到的天線大小限制，開(kāi)發(fā)較小無(wú)線通信裝置已受限。當(dāng)來(lái)自一個(gè)天線的RF能量激發(fā) 附近天線時(shí)，出現(xiàn)天線耦合的現(xiàn)象，借此耗竭來(lái)自所輻射信號(hào)的能量中的一些。即使其它天 線并未在使用（即，未供能其無(wú)線電電路），歸因于天線耦合仍出現(xiàn)損耗。
[0031] 而且，對(duì)具有多個(gè)無(wú)線連接性和射頻組件的移動(dòng)計(jì)算裝置的增加的要求已增加對(duì) 能夠經(jīng)由多種頻帶接收和發(fā)射RF信號(hào)的多個(gè)類型天線的要求。當(dāng)然，經(jīng)配置以在蜂窩電話 網(wǎng)絡(luò)（例如，00嫩、了0嫩、36、46、1^、1^￥3等）上通信的移動(dòng)通信裝置包含蜂窩無(wú)線電收發(fā) 器和相關(guān)聯(lián)天線。舉例來(lái)說(shuō)，全球定位系統(tǒng)（GPS)變成常用組件，這是由于對(duì)基于位置的服 務(wù)的要求增加。作為另一實(shí)例，大部分無(wú)線通信裝置現(xiàn)在并入支持短程個(gè)人局域網(wǎng)（PAN) 的短程無(wú)線電（例如，藍(lán)牙）。作為另一實(shí)例，許多移動(dòng)通信裝置還經(jīng)配置以接收Wi-Fi網(wǎng) 絡(luò)RF信號(hào)。所有這些不同類型的無(wú)線電在不同頻帶內(nèi)接收并收發(fā)RF信號(hào)且因此要求不同 大小的天線。使所有這些類型的天線擬合于典型無(wú)線通信裝置的約束空間內(nèi)而不歸因于天 線耦合損耗性能為困難的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，隨著裝置大小減小此挑戰(zhàn)變得較困難。
[0032] 為了提供具有經(jīng)由若干不同無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的能力的移動(dòng)計(jì)算裝置，一些常規(guī) 移動(dòng)計(jì)算裝置包含經(jīng)配置以經(jīng)由由不同類型的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)所使用的多種頻帶收發(fā)無(wú)線電信 號(hào)的單一天線。一些移動(dòng)計(jì)算裝置包含其中的每一者經(jīng)配置以經(jīng)由一個(gè)頻帶收發(fā)無(wú)線電信 號(hào)的多個(gè)天線。通過(guò)使多個(gè)天線并入常規(guī)裝置中，可使經(jīng)由這些無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每一者進(jìn)行 通信成為可能。
[0033] 然而，包含服務(wù)多個(gè)協(xié)議和頻帶的單一天線的常規(guī)移動(dòng)計(jì)算裝置常常在頻帶中的 至少一些中展現(xiàn)次佳性能。單個(gè)天線限制通信裝置支持在不同頻帶中同時(shí)操作的能力。另 外，為了允許單個(gè)天線服務(wù)所有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，通常要求額外電路系統(tǒng)，此情況要求增加成本、 功率消耗和總?cè)莘e。此額外電路系統(tǒng)的實(shí)例包含額外RF組件（例如，RF開(kāi)關(guān)、互擾消除裝 置、提取器和濾波器）。添加此類組件增加收發(fā)器載臺(tái)的部件本和大小。另外，這些RF組件 中的每一者引入RF損耗和增加的電池耗竭，從而減少天線的有效范圍和/或執(zhí)行無(wú)線電所 要求的功率并減少裝置電池壽命。
[0034] 在實(shí)施多個(gè)天線的常規(guī)移動(dòng)計(jì)算裝置中，多個(gè)天線被間隔開(kāi)以限制干擾或天線耦 合。此情況限制常規(guī)裝置的大小以便提供用以隔離多個(gè)天線中的每一者的必要空間和容 積。在較小大?。ɡ?，