專利名稱：移動電話的集成天線的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及用于接收電磁信號的方法和裝置，尤其涉及一種多面印刷的導電軌跡天線、以及一種使用多面印刷的導電軌跡天線接收信號的方法。
背景描述現代社會中，無繩電話和蜂窩電話的使用成指數形式上升。然而，用于這種電話系統中的早期手機的天線使手機在短距離或長距離上的便攜性差。此外，難以存儲具有外部天線的手機，因為這種手機不能適合于口袋、皮包、錢包或類似的空間。
隨著手機天線尺寸的減小，那些手機變得更便于攜帶并且較容易存儲。然而，天線仍舊妨礙了便攜性和存儲性。此外，如果為了便于存儲和攜帶而將天線延伸得太長，則天線就容易斷開。現有技術試圖減小手機所使用的天線的尺寸，或者完全去除外部天線，這一般導致天線性能的相應降低，手機性能也因此降低。印在印刷電路板上的天線緩解了這兩個問題，提供了改進的性能和較小的尺寸，但這種天線仍然只能減少到有限的長度，而同時保留足夠的性能特性。
因此，需要一種用于電話手機的天線，它能消除把天線安裝在手機外部的需求，因此提供了便攜性和穩定性的容易性，而不犧牲天線性能。
發明簡述本發明針對一種多面天線。多面天線包括一個多面介電襯底和在介電襯底的至少兩個表面上形成的一個導電軌跡。多面介電襯底可以包括多層。導電軌跡位于經過襯底的至少兩個表面，并且以預定的模式形成。預定的模式可以是交叉模式，其中導電軌跡在多個正交交叉點上自我重疊以形成交叉模式，或者一系列對稱形狀。于是可以在電話手機內完全集成其上形成有軌跡的多面介電襯底。
本發明還包括使用天線接收信號的一種方法。該方法包括提供多面介電襯底；在介電襯底的至少兩個表面上印刷被形成為周期模式的導電軌跡；在導電軌跡處接收至少一個信號；通過至少一部分的導電軌跡傳遞接收信號；以及把接收信號從導電軌跡饋入耦合的接收機。所述耦合的接收機可以是蜂窩或無繩的電話手機。
本發明解決了現有技術面臨的問題，因為本發明提供了一種天線以及電話手機所使用的一種方法，所述方法消除了對外部天線的需求，因此便于便攜性和存儲性，而不犧牲天線性能。通過減短天線的物理長度而消除了對外部天線的需求，同時通過使用經過介電襯底多個表面的導電軌跡而維持天線的相同物理區域。從下面本發明的詳細描述中，本發明的這些及其它優點和好處將變得更為明顯。
附圖簡述為了更清晰地理解且更容易地實現，可以結合附圖描述本發明，附圖中
圖1是多面天線的分開頂視圖、側視圖和底視圖；圖1A是多層多面天線的立體圖；圖1B是說明包括多面天線的電話的圖；圖1C是為了觀察方便而去除介電襯底的多層天線的說明；以及圖2是說明使用天線接收信號的一種方法的框圖。
發明的詳細描述應該理解，已經簡化了本發明的附圖和描述來說明與清楚理解本發明有關的元件，而為了簡潔去除了一般天線和電話系統中的許多其它元件。本領域的普通技術人員會認識到，為了實現本發明也期望和/或需要其它元件。然而，由于這種元件是本領域中已知的，并且因為它們不便于更好地理解本發明，因此這里不提供這種元件的討論。
圖1是多面天線10的組合的頂視圖、側視圖和底視圖。天線10包括多面介電襯底12和位于介電襯底12的至少兩個表面12A、12B上的導電軌跡14，例如通過印刷而位于其上。
介電襯底12可以是本領域已知的一種類型。介電襯底12可以由例如FR4形成，并且其厚度可在31到62密耳的范圍內。在本發明一實施例中，介電襯底12可以是一印刷電路板。用作介電襯底12的印刷電路板可以是一RF板，例如FR4印刷電路板。本發明的介電襯底12可以有多個表面。這多個表面可以至少包括頂面12A和底面12B，并且可以包括沿著介電襯底12側面12C的表面。而且，本發明的介電襯底12可以有多個層20A、20B，其中如圖1A所示，與襯底厚度相關的間隙23位于層20A、20B之間。在各層20A、20B上可以提供至少一個表面12D、12E，各層20A、20B可以是單獨的介電襯底，比如圖1所示的襯底12，不同的襯底12間會有襯墊27，或者各層20A、20B可以是在其自身上彎曲的單個襯底。這樣，圖1A的各層可以包括圖1所示的分開的頂面、底面和側面，或者可以有一個頂面、一個底面并且與相對的層共享一個側面。軌跡14可以位于多個層20A、20B上，多層20A、20B上的軌跡14可以通過連接15在各層間被直接電氣連接。這個多層實施例在圖1A中示出。
導電軌跡14可以由本領域已知的任何導體形成，以提供電話天線應用中所使用的足夠導電性，導體例如銅。導電軌跡14的厚度可在0.5到1密耳的范圍內，寬度在25密耳的范圍內。導體14可以被印刷在介電襯底12的至少兩個表面上以形成導電軌跡14。例如，在一實施例中，比如圖1中所示，所述至少兩個表面為頂面和底面，頂面和底面12A、12B上的軌跡14也沿著側面12C，從而連接頂面和底面12A、12B上的軌跡14。軌跡14沿著從第一點21A到第二點21B的介電襯底12的至少兩個表面上攜帶有一個信號，其中這兩個點位于不同的表面12A、12B上。軌跡14可以以預定模式被印刷。例如，導電軌跡14可以以交叉方式曲折。在該實施例中，軌跡14的所有會合部分都是基本正交的。正交性直接與交叉耦合有關，其中正交軌跡可以完全防止交叉耦合。軌跡14可以在其曲折時形成多個對稱形狀18。在一實施例中，對稱形狀18可以是閉合的形狀，比如圓、正方形、矩形18或者任何多邊形。完整的軌跡14可以由一個特定形狀18形成，比如圖1所示的矩形18，或者可以是從圓、正方形、矩形18或多邊形中選擇的許多不同種類的形狀18的混合體。導電軌跡14還可以包括與一部分軌跡14相耦合的偏壓36。
在本發明一實施例中，軌跡14位于表面12A上，并且在位置上偏離位于表面12B上的軌跡14。如圖1C所示，為了便于觀察而去除介電襯底12突出了該位置偏移。相應表面的相對面上的軌跡偏移在圖1C上清楚可見。如果沒有該偏移，表面12A和12B上的軌跡就會重疊。由于表面12A和12B上軌跡14的偏移，可以產生圖1C中所述的模型。該偏移可以減少層間耦合。在圖1C中，表面12A上的軌跡14與表面12B上的軌跡14偏移了軌跡14模式的一半周期。介電襯底12的相對面上軌跡14的偏移量與層間耦合有關，其中偏移量越大，耦合就越低。本領域普通技術人員已知的是，可以實現的最大偏移為軌跡14的一半周期。
導電軌跡14可以與位于介電襯底12上的信號饋入30相連。信號饋入30可以位于介電襯底12上，通過這樣天線可以基本位于介電襯底12的角落處，從而可能使天線的表觀長度最大。使用信號饋入30把在介電襯底12處接收到的信號從軌跡14傳遞到接收機34。在到達接收機34后，信號在比常規天線較短物理長度的較長電空間上遍歷，由于通過使用在多個表面分層的導電軌跡14而減短物理區域長度，從而減短了天線的必要物理長度。在一說明性實施例中，天線的電長度，它是由信號傳播的路徑，可以在3.5到4.5英寸的范圍內，而天線的實際長度“L”可以在3英寸的范圍內。長度“L”等于圖1中標出的長度A、B和C之和。
在本發明一實施例中，接收機34是一電話接收機，比如無繩電話手機或蜂窩電話手機中的接收機。同樣在一實施例中，如圖1B所示，其上有軌跡14的襯底12完全安裝在電話手機40內，所產生的天線的沒有任何部分超出電話手機40的外部。在電話手機處接收到的信號可以主要取決于天線10所接收到的信號。因而，本發明的天線10的帶寬可用于為使用本發明的電話手機設定帶寬。
現在參照圖2，示出用印刷天線接收信號的一種方法100的框圖。方法100可以包括以下步驟確定期望帶寬110；模擬以確定產生期望帶寬120的軌跡特性；提供襯底130；把具有所確定的軌跡特性的軌跡印在襯底140上；接收信號150；確認期望的帶寬160；以及把信號饋入接收機170。
在本發明一實施例中，方法100可以包括確定期望帶寬的步驟110。根據不同模式或不同市場而調整移動電話的帶寬或工作頻率是用天線10實現的。在電話手機處接收到的信號主要取決于天線10所接收到的信號。因而，本發明的天線10的帶寬可用于為使用本發明的電話手機設定帶寬。這樣，可以使用移動電話的不同模式或不同市場的特性來確定期望帶寬110。
一旦確定了期望帶寬，方法100就可以包括模擬以確定軌跡特性以產生期望帶寬120的步驟。通過評估計算機模擬天線的功能而表示天線的功能，可以模擬軌跡特性和期望帶寬之間的關系。擁有本領域普通知識的技術人員熟悉這種模擬。
方法100可以包括把所確定的軌跡印在襯底上的步驟140。印刷步驟140可以包括把所確定的導電軌跡交叉印在介電襯底上。印刷步驟140還可以包括把多個對稱形狀印刷為閉合的形狀。這些閉合形狀可以包括圓、正方形、矩形或多邊形，導電軌跡可以完全由一個形狀形成，或者可以是兩個或多個形狀的組合。而且，印刷可以是任何導電材料，比如但不限于銅或焊板銅。導電材料印刷厚度可以在0.5到1密耳的范圍內。這種材料到介電襯底上的印刷是本領域已知的。
按照本發明一方面，方法100可以包括確認期望帶寬的步驟160。監視天線10可以提供確認160，或者在為確認可用性而設計的方式中可以使用電話。也可以使用其它擁有確認天線帶寬的技術，它們對于本領域普通技術人員是公知的。
方法100可以包括把信號饋入接收機的步驟170。在介電襯底有多個層的一個實施例中，饋入步驟170可以包括在導電軌跡的多層間饋送信號。在該情況下，多層通過一直接電氣連接相連。
本領域的普通技術人員會認識到，可以實現本發明的許多修改和變化。上述描述和所附權利要求能覆蓋所有這樣的修改和變化。
權利要求
1.一種天線系統，包括多面介電襯底；以及位于所述多面介電襯底的至少兩個表面上并且具有預定模式的導電軌跡，其中所述導電軌跡攜帶有從所述多面介電襯底的第一點到所述多面介電襯底的第二點的一個信號。
2.如權利要求1所述的天線系統，其特征在于，所述介電襯底具有第一和第二相對表面，其中第一點位于第一表面上，第二點位于第二表面上。
3.如權利要求1所述的天線系統，其特征在于，位于所述第一表面上的所述導電軌跡與位于所述第二表面上的所述導電軌跡偏離。
4.如權利要求1所述的天線系統，其特征在于，位于所述第一表面上的所述導電軌跡比位于所述第二表面上的所述導電軌跡偏離了所述導電軌跡模式的一半周期。
5.如權利要求1所述的天線系統，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面在相對的層上。
6.如權利要求1所述的天線系統，其特征在于，所述導電軌跡在所述多面介電襯底上形成多個對稱形狀，其中所述多個對稱形狀的每一個都耦合到所述多個對稱形狀中的至少另一個。
7.如權利要求6所述的天線系統，其特征在于，所述對稱形狀是閉合的形狀。
8.如權利要求7所述的天線系統，其特征在于，所述閉合形狀是從由圓、正方形和矩形組成的組中選擇的。
9.如權利要求7所述的天線系統，其特征在于，所述閉合對稱形狀是多邊形。
10.如權利要求1所述的天線系統，其特征在于，所述天線系統通信上連接到電話手機。
11.如權利要求1所述的天線系統，其特征在于，所述導電軌跡包括一印刷電路。
12.如權利要求11所述的天線系統，其特征在于，所述多面介電襯底是一FR4印刷電路板。
13.如權利要求1所述的天線系統，其特征在于，所述第一點和第二點之一直接與信號饋送電氣相連。
14.如權利要求13所述的天線系統，其特征在于，所述第一點和第二點之一在所述多面介電襯底的角落處直接與信號饋送電氣相連。
15.如權利要求1所述的天線系統，其特征在于，所述預定模式是一交叉模式，其中所處導電軌跡在多個交叉點處自我重疊以形成交叉模式。
16.如權利要求15所述的天線系統，其特征在于，各個交叉點包括所述導電軌跡的至少兩個區域的會合，其中所述至少兩個區域正交相交。
17.如權利要求1所述的天線系統，其特征在于，所述多面介電襯底包括多層。
18.如權利要求1所述的天線系統，還包括一電話聽筒，其中其上具有所述導電軌跡的所述多面介電襯底被集成到其中。
19.如權利要求18所述的天線系統，其特征在于，所述電話手機包括蜂窩電話手機。
20.如權利要求1所述的天線系統，其特征在于，所述多面介電襯底包括一RF板。
21.一種集成的電話天線，包括電話手機；完全安裝在所述電話手機內的多面介電襯底；以及位于所述多面介電襯底的至少兩個表面上并且具有預定模式的導電軌跡，其中所述導電軌跡攜帶有從所述多面介電襯底的第一點到所述多面襯底的第二點的一個信號。
22.如權利要求21所述的天線系統，其特征在于，所述預定模式是一交叉模式，所述導電軌跡在多個交叉點處自我重疊以形成交叉模式。
23.如權利要求22所述的天線系統，其特征在于，各個交叉點包括所述導電軌跡的至少兩個區域的會合，其中所述至少兩個區域正交交叉。
24.如權利要求21所述的天線系統，其特征在于，所述多面介電襯底包括多層。
25.如權利要求21所述的天線系統，其特征在于，所述電話手機包括蜂窩電話手機。
26.一種集成的電話天線，包括電話手機；擁有攜帶被完全安裝在所述電話手機內的導電軌跡的裝置，其中所述擁有攜帶的裝置包括至少兩個表面；以及位于所述用于攜帶的裝置的至少兩個表面上的導電軌跡，所述導電軌跡具有一預定模式，所述導電軌跡從第一點到第二點攜帶有一個信號。
27.一種使用天線接收信號的方法，包括提供多面介電襯底；在多面介電襯底的至少兩個表面上以預定模式印刷一導電軌跡；在導電軌跡處接收至少一個信號；通過至少一部分導電軌跡傳遞接收信號；以及把接收信號從導電軌跡饋入到耦合的接收機。
28.如權利要求27所述的方法，其特征在于，所述印刷包括在多個交叉點處把導電軌跡交叉印刷在自身之上，其中所述導電軌跡在各交叉點處自我正交地會合。
29.如權利要求27所述的方法，其特征在于，所述印刷包括銅印刷。
30.如權利要求27所述的方法，還包括在所述印刷之前，使用設計所述導電軌跡的模擬來控制耦合接收機的帶寬。
全文摘要
公開了一種多面天線，以及一種使用天線接收信號的方法。多面天線包括一介電襯底和在該介電襯底的至少兩個表面上形成的導電軌跡。以預定模式形成導電軌跡。預定的模式可以是交叉模式、或者一系列對稱形狀。然后可以在電話手機內全部集成其上形成有軌跡的多面介電襯底。方法包括提供一多面介電襯底；在介電襯底的至少兩個表面上印有形成為周期模式的導電軌跡；在導電軌跡處接收至少一個信號；通過至少一部分導電軌跡傳遞接收到的信號；以及把接收信號從導電軌跡饋入耦合的接收機。所述耦合的接收機可以是蜂窩或無繩的電話手機。
文檔編號H01Q1/24GK1610988SQ02825618
公開日2005年4月27日 申請日期2002年10月23日 優先權日2001年10月26日
發明者F·-C·陳, A·M·T·特蘭 申請人:高通股份有限公司