專利名稱：：具有適合工作在多個頻帶上的天線配置的無線電設備的制作方法
技術領域：
：本發明涉及工作在多個頻帶上的無線電設備，其包括具有前蓋和后蓋的外殼、天線配置、射頻電路和用于將天線配置與該射頻電路連接的匹配單元。
背景技術：
：諸如移動電話手持機的無線電設備結合了內部天線。該天線(相對于工作波長)較小。因此，對較寬頻帶的匹配比較困難。而且，無線電設備必須在820MHz和2200MHz之間的多個頻帶上操作。另一需求是對于用戶的頭部所輻射的能量是盡可能最低的(SAR)。
發明內容本發明的目的是滿足所有這些多少有些矛盾的需求。本發明基于以下專利文獻申請W003/094290，顯著地公開了用于匹配天線的裝置；以及美國專利6，674，411，公開了平面倒F天線(PIFA天線)。本發明提出在首段中定義的類型的無線電設備，其提供優良性能以滿足所引述的需求。本發明還提出適合上述無線電設備的天線配置。這種無線電設備的特征在于天線配置由至少兩個天線部分形成，每個天線部分與頻帶集關聯；天線部分被緊密地放置在一起；所述裝置包括垂直于前蓋的部分以及靠近后蓋和饋電點(feedingpoint)的另一部分；所述匹配單元包括用于將該裝置調諧到每個頻帶的控制開關裝置。通過非限制性的示例，參照下文中所描述的實施例，本發明的這些和其它方面將是顯而易見的并將被詳細說明。在附圖中圖l示出了根據本發明的無線電設備，該無線電設備具有包括高頻部分和低頻部分的天線配置；圖2是示出了低頻天線部分的反射系數的史密斯圓圖(Smithchart)5圖3是示出了高頻天線部分的反射系數的史密斯圓圖；圖4是表示兩個天線部分之間的隔離的圖表；圖5示出了具有根據本發明的天線配置的無線電設備的優選實施例；以及圖6是根據本發明的適用于圖5設備的匹配單元的電路圖。具體實施方式圖1中示出了根據本發明的無線電設備1。該設備在圖中未示出的外殼內部的PCB板12，其上放置有許多電路，其中，匹配電路單元14用于對RF電路(未示出)與天線配置15進行匹配。根據本發明的方面，天線配置包括與較高頻帶關聯的高頻部分17和與較低頻帶關聯的低頻部分20。每個天線部分包括基本上與前蓋(即PCB12)垂直的垂直子部分21和22(分別針對部分17和20)、以及與前蓋平行的后蓋子部分27和26(分別針對部分17和20)。所涉及的頻帶在820MHZ-2200MHZ范圍內。所示出的天線配置被容納在40x20x8mm的空間(大約與常規的雙/三頻帶天線的體積相同)內。PCB的尺寸為100x40xlmm，并制作為銅片的樣式。天線配置被設計為主要保持串聯諧振特性這允許僅使用串聯元件來調諧天線，最小化了損耗。圖2和圖3示出了低頻和高頻天線的反射系數(分別是Sn和S22)。圖4示出了兩根天線之間的隔離(S21)。必須注意的是，在兩個天線部分17和20之間，即使其緊密鄰近，在感興趣的頻帶內要維持優于20dB的隔離。在優選實施例中，提供了縫隙30和31。如圖5中所示，縫隙30和31位于垂直于電話的前蓋和后蓋的天線的平面內。將縫隙放置于這個位置的優點是用戶不太可能將手放在縫隙上而因此改變其電氣性能。還可使用放置于天線基片上的離散組件或電感器/電容器來代替這些位置上的縫隙。為了降低開關和調諧組件中的損耗，首先將下面將公開的匹配單元14中包含的天線大致調諧到其覆蓋的頻帶組的中心頻率。這可以通過使用天線中的縫隙30和31或放置于天線上的離散電路組件來實現。縫隙(或離散組件)用作在其形成所在的天線的工作頻帶中的串聯電感，以在保留帶寬的情況下減小天線尺寸。還可以將縫隙配置為作為在其它天線的工作頻帶內的串聯的帶阻濾波器，這增加了天線之間的隔離。圖5的天線配置包括多個點A是部分天線17的饋電點(supplypoint),D是部分天線20的饋電點。點B和C分別是針對天線部分21和22的短路引腳40和41的短路觸點。這些短接具有增加跨于天線的輸入端上的并聯電感(shuntinductance)的效果。可以使用一些并聯電容(shuntcapacitance)來產生所述電感這提供了帶通濾波器的效果，并提高了天線的帶邊電阻(band-edgeresistance)(通過有限的"雙調諧")。這可以在保持主要的串聯諧振天線特性的同時實現。相應地，由于僅需要串聯調諧組件，所以最小化了匹配單元中的損耗。與并聯電容組合的縫隙以及饋電和短路引腳可以作為帶通濾波器，提高兩根天線間的隔離。與并聯電容組合的縫隙以及短路引腳還可以減小天線的最差情況反射系數，最小化后續匹配單元中的損耗。饋電和短路引腳寬度選擇為使天線電阻的額定值低于系統阻抗。這最小化了每根天線必須覆蓋的較寬帶寬上的反射系數。還允許用戶交互，這會增加天線電阻(同時降低其品質因子)。注意，在每個頻帶上，天線電阻大于約20ohms。在沒有其它裝置的情況下，天線向前端電路提供的最差情況電阻將小于5ohms。由于傳統的開關典型地具有幾個ohms的"開"電阻，這將導致嚴重的損耗需要MEMS開關以減少損耗。在使用縫隙、短路引腳和雙調諧電容器的情況下，最差情況電阻約為25ohms。這里，可以使用傳統的開關，且損耗是可接受的。圖6中所示的匹配單元適用于根據下表I中所示的頻帶的操作。表I<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>在圖6中根據表I來標記端口。端口Bl-B6與天線部分20鏈接，端口B7-B14與天線部分17鏈接。將該圖中示出的濾波器F1-F8調諧到所考慮的頻帶的中間頻率。考慮到改善匹配，通常將移相器與這些濾波器關聯。移相器PS1-PS6分別與濾波器F2、F3、F5、F6、F7和F8關聯。匹配單元14由七個支路BR1-BR7組成。端口Bl與支路BR1連接，端口B2和B3與支路BR2連接，端口B4、B5和B6與支路BR3連接，端口B7與支路BR4連接，端口B8和B9與支路BR5連接，端口Bll和B12與支路BR6連接，端口B13和B14與支路BR7連接。為了將天線配置與多種頻帶匹配，提供了多個控制裝置。這些控制裝置由開關構成。開關SW1,SW2,…,SW7分別與支路BR1,BR2,…BR7的輸出連接。將開關SW10和SW11分別插入支路BR2和BR5中，依據在前頻帶端口的頻帶B2或B3以及在后頻帶端口的B8或B9控制開關SW10和SW11。根據在前頻帶端口B4和B5以及在后頻帶端口的B10和Bll，對開關SW21和SW22進行開關。一些電容C1-C7與電感L1-L6相組合，改善了匹配。提供兩個被放置于天線部分17-A和20-D附近的額外電容CM1和CM2，以完善匹配。必須注意的是，對于每個端口，僅使用兩個開關以與天線配置連接，以最小化這些開關的損耗和寄生效應。權利要求1、一種工作在多個頻帶上的無線電設備，包括具有前蓋和后蓋的外殼、天線配置、射頻電路和用于將天線配置與射頻電路連接的匹配單元，其特征在于所述天線配置由至少兩個天線部分組成，每個天線部分與頻帶集相關；所述天線部分被緊密地放置在一起；所述天線配置包括垂直于前蓋的部分以及接近后蓋和饋電點的另一部分；所述匹配單元包括控制開關裝置，用于將所述配置調諧到每個頻帶。2、如權利要求l所述的無線電設備，其特征在于，在所述垂直部分中設置有縫隙，以調諧天線諧振頻率并提供所述部分之間的隔離。3、如權利要求l所述的無線電設備，其特征在于，在所述垂直部分中設置有離散元件，以調諧天線諧振頻率并提供所述部分之間的隔離。4、如權利要求1或2所述的無線電設備，其特征在于，在垂直部分中設置有短路引腳。5、一種天線配置，包括多個天線部分，每個天線部分具有垂直于第二部分的第一部分，所述第一部分包括饋電點和短路引腳，所述第二部分包括輻射元件。6、如權利要求5所述的天線配置，其特征在于，第一部分包括縫隙，以調諧天線諧振頻率并提供所述部分之間的隔離。7、如權利要求5所述的天線配置，其特征在于，第一部分包括離散元件，以調諧天線諧振頻率并提供所述部分之間的隔離。全文摘要工作在多個頻帶上的無線電設備，包括具有前蓋和后蓋的外殼、天線配置、射頻電路和用于將天線配置與射頻電路連接的匹配單元。提出了以下措施天線配置由至少兩個天線部分組成，每個天線部分與頻帶集關聯；天線部分被緊密地放置在一起；天線配置包括垂直于前蓋的部分以及接近后蓋和饋電點的另一部分；匹配單元包括控制開關裝置，用于將天線配置調諧到每個頻帶。由于這些措施，以令人滿意的性能獲得了頻帶的覆蓋區。文檔編號H01Q9/04GK101167215SQ200680014211公開日2008年4月23日申請日期2006年4月26日優先權日2005年4月27日發明者凱文·波義耳申請人:Nxp股份有限公司