用于無線通信的具有耦合器元件的天線配置的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及無線通信領域，更具體地涉及用于無線通信的具有耦合器的天線配置。
【背景技術】
[0002]現代無線設備(例如，智能電話)中采用的天線的數目不斷增加，以支持600MHz到3800MHz之間的新蜂窩頻帶，這些帶寬用于例如，ΜΙΜ0(多輸入多輸出)、載波聚合、WLAN(無線局域網)、NFC(近場通信)、GPS(全球定位系統)、或其他通信(因為每個天線實現良好性能所需的體積或空間，這種情形提出了挑戰)。例如，移動電話中的天線的性能(除了其他因素之外)與移動設備或移動電話中的物理布置以及所分配的體積或空間有關。就S11 (反射系數)和輻射效率方面而言，增大針對天線所分配的體積能夠產生較好的天線性能。顯示器和電池的寬度通常幾乎與智能電話自身一樣寬，而靠近這些組件的周界處的針對天線的可用體積十分有限并且在許多情形中由于耦合干擾的結果對于天線是不可用的。像USB連接器、音頻插口、和不同的用戶控制按鈕之類的其他組件一般被放置在周界處，從而進一步減少了用于天線的體積。因此，期望為無線通信設備提供具有低空間消耗和良好性能的天線模塊。
【發明內容】
[0003]根據本公開的一個方面，提供了一種天線系統，包括:第一天線元件，該第一天線元件位于主體的第一天線體積內并被配置為在第一諧振頻率范圍處操作；第二天線元件，該第二天線元件位于主體中與第一天線元件和第一天線體積相鄰近的第二天線體積內并被配置為在第二諧振頻率范圍處操作，該第二諧振頻率范圍是第一諧振頻率范圍的子集；以及間接耦合器，該間接耦合器被配置為將第一天線元件與饋送信號組件間接耦合，用于發送和接收通信。
[0004]根據本公開的另一方面，提供了一種移動設備，包括:第一天線端口，該第一天線端口位于第一天線體積處并被配置為響應于耦合到該第一天線端口的第一天線元件而在第一頻率范圍處通信；第二天線端口，該第二天線端口位于與第一天線體積相鄰近的第二天線體積處并被配置為響應于耦合到該第二天線端口的第二天線元件而在第二頻率范圍處通信，該第二頻率范圍是第一頻率范圍的子集；耦合器，該耦合器位于第一天線體積內并被配置為將通信信號間接且通信地耦合至第一天線端口，其中第二天線端口和第一天線端口還被配置為在第一頻率范圍內同時發送或接收不同的通信。
[0005]根據本公開的又一方面，提供了一種用于移動設備的方法，包括:在主體的第一天線元件處接收或發送第一頻率范圍中的第一頻率信號；在與主體的第一天線元件相鄰近的主體的第二天線元件處同時接收或發送第二頻率范圍中的第二頻率信號，該第二頻率范圍包括第一頻率范圍的子集；以及經由耦合器的電磁耦合將通信間接耦合至第一天線元件。
[0006]根據本公開的又一方面，提供了一種移動設備的天線系統，包括:第一天線元件裝置，該第一天線元件裝置位于主體的天線體積內并被配置為接收或發送第一頻率范圍中的第一頻率信號；第二天線元件裝置，該第二天線元件裝置與第一天線裝置相鄰近地放置并被配置為接收或發送第二頻率范圍中的第二頻率信號，該第二頻率范圍包括第一頻率范圍的子集；以及耦合裝置，該耦合裝置被配置為經由電磁耦合將通信間接耦合至第一天線元件。
【附圖說明】
[0007]圖1是示出根據所描述的各個方面的天線系統或設備的框圖。
[0008]圖2是示出根據所描述的各個方面的用于天線設備的系統的框圖。
[0009]圖3是根據所描述的各個方面的天線設備的框圖。
[0010]圖4是示出根據所描述的各個方面的各種組件的史密斯圖的圖示。
[0011]圖5是示出根據所描述的各個方面的另一史密斯圖的圖示。
[0012]圖6是示出根據所描述的各個方面的隔離圖的圖示。
[0013]圖7是示出根據所描述的各個方面的另一隔離圖的圖示。
[0014]圖8是示出根據所描述的各個方面的另一史密斯圖和另一隔離圖的圖示。
[0015]圖9是示出根據所描述的各個方面的另一史密斯圖和另一隔離圖的圖示。
[0016]圖10是根據所描述的各個方面的天線系統的另一框圖。
[0017]圖11是示出根據所描述的各個方面的用于天線設備的方法的流程圖。
[0018]圖12是示出根據所描述的各個方面的可包含天線系統的移動通信設備的框圖。
【具體實施方式】
[0019]現在將參照所附圖示來描述本公開，其中相似的參考標號被用于指代附圖中的相似元件，并且其中所描繪的結構和設備不一定按比例繪制。這里所用的術語“組件”、“系統”、“接口”等旨在指代計算機相關實體、硬件、軟件(例如，在執行中)、和/或固件。例如，組件可以是處理器、在處理器上運行的處理、控制器、對象、可執行文件、程序、存儲設備、和/或具有處理設備的計算機。舉例說明，在服務器上運行的應用以及該服務器也可以是組件。一個或多個組件可以居留于處理內，并且組件可以位于一個計算機上和/或分布于兩個或更多個計算機之間。這里可描述一組元件或一組其他組件，其中術語“組”能夠被解釋為“一個或多個”。
[0020]另外，這些組件可以從各種計算機可讀存儲介質中執行，各種計算機可讀存儲介質具有存儲在其上的各種數據結構(例如，模塊)。組件可以經由本地處理和/或遠程處理(例如，根據具有一個或多個數據分組的信號(例如，來自在本地系統中、分布式系統中與另一組件交互，和/或跨越網絡(例如，互聯網、局域網、廣域網、或類似網絡)經由信號與其他系統交互的一個組件的數據))進行通信。
[0021]作為另一示例，組件可以是具有由電的或電子線路操作的機械部分提供的特定功能的裝置，其中電的或電子線路可以由一個或多個處理器所執行的軟件應用或固件應用操作。一個或多個處理器可以在裝置的內部或外部，并且可以執行至少一部分軟件或固件應用。作為另一示例，組件可以是沒有機械部分而通過電子組件來提供特定功能的裝置；電子組件可以在其中包括一個或多個處理器以執行賦予電子組件的至少部分功能的軟件和/或固件。
[0022]詞語“示例性”的使用旨在以具體形式來表現概念。如本申請中所使用的那樣，術語“或”旨在表示包括的“或”而非排他的“或”。也就是說，除非以其他方式特別強調或者從上下文中清楚可見，“X采用A或B”旨在表示正常的包括性排列的任何一種。也就是說，如果X采用A、X采用B、或者X采用A和B 二者，那么“X采用A或B”滿足上述情形中的任何一種。此外，除非以其他方式特別指出或者從上下文中清楚地指向單數形式，本申請和所附權利要求中使用的冠詞“一”和“一個” 一般應當被解釋為表示“一個或多個”。另外，就術語“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“帶有”、或其變體被用于具體描述和權利要求書中來說，這樣的術語旨在與術語“包括”類似形式的包括性。
[0023]考慮到射頻通信的上述缺陷，公開了通過具有單個耦合器元件的天線架構來采用載波聚合、分集接收、ΜΠΚ)操作、NFC、GPS、或各種其他通信操作中的至少一者的無線設備的各個方面。當在天線系統的天線元件之間出現壞的隔離特性時，天線性能會被損壞。在沒有良好隔離的情況下，系統的天線元件可以彼此耦合并因此降低彼此的功率效率。如果系統的天線元件在相隔較大操作頻率范圍的不同頻率上操作或者彼此之間相隔足夠的距離，則隔離會是簡單的。所公開的天線系統可以包括多個天線組件、天線元件、或被耦合到一個或多個天線組件的天線端口，該一個或多個天線組件在至少部分重疊或匹配的頻率范圍內的相應頻率處諧振。所公開的天線架構可以包括使得例如，高頻帶(band)蜂窩天線緊鄰具有至少一部分操作頻率范圍重疊或者包括匹配的頻率范圍的WLAN天線的解決方案。
[0024]通過提供到在蜂窩高頻帶內的不同頻率處諧振的多個蜂窩高頻帶天線元件的間接耦合器，WLAN天線元件能夠被緊鄰具有至少部分重疊或匹配的操作頻率范圍的蜂窩高頻帶天線元件放置，而具有良好的隔離特性。在一個方面，第一天線元件可以位于包括電路板和接地面(ground plane)的主體的第一天線體積(volume)內。該天線元件可以是例如，能夠在第一諧振頻率范圍(例如，1710MHz左右到2690MHz左右)內的諧振頻率處操作或諧振的蜂窩高頻帶天線。第二天線元件可以位于與第一天線體積和第一天線元件接近、相鄰、或鄰近(接觸并緊鄰)的主體的第二天線體積內。第二天線元件可以被配置為在作為第一諧振頻率范圍的子集的第二諧振頻率范圍(例如，2400MHz左右到2484MHz左右)處操作。這里的通信頻率和頻率范圍可變，并且可以處于不同的范圍(例如，從約704MHz到2960MHz)內。例如，可替換地，第二天線元件可以在704MHz左右到960MHz左右的蜂窩低頻帶網絡天線頻率范圍中諧振，同時第一天線元件在1710MHz左右到2690MHz左右的范圍內操作。
[0025]間接耦合器可以位于第一天線體積內并被配置為間接地(電磁地)將第一天線元件耦合到饋送信號組件和通信組件(例如，接收機、發射機、收發機等)，用于發送和接收與第一天線元件相關聯的通信。在一個方面，第一天線元件和第二天線元件二者可以經由電磁耦合被間接耦合到饋送信號組件和通信組件。耦合器可以被電感性或電容性地耦合到第一天線元件并且被直接連接到信號饋送(signal feed)。信號饋送可以被親合到發射機、接收機、收發機、或者類似的通信組件。響應于耦合器經由信號饋送從通信組件接收到信號，耦合器有助于與天線元件的間接(電磁)耦合，這向天線系統提供了提升的帶寬。
[0026]在另一方面，第三天線元件也可以位于第一天線體積內并且被配置為在作為第一頻率范圍的子集并且與第一頻率范圍的至少一部分重疊的第三諧振頻率范圍處操作。例如，第三天線元件可以是同樣位于第一天線體積中的蜂窩高頻帶天線元件，其能夠在2500MHz左右到2690MHz左右的范圍內的頻率處操作。第一天線體積和第二天線體積可以駐留于電路主體中(例如，在移動設備中)，其中二者可以彼此鄰近并穿過設備的周界邊緣或外圍邊緣。耦合器可以被配置為經由到饋送信號組件和通信組件的電磁耦合將通信間接耦合到第一天線元件和第三天線元件，其中第一天線元件和第三天線元件在彼此不同的頻率處諧振。下面將參照附圖來進一步描述本公開的其他方面和細節。
[0027]圖1示出了用于無線或天線解決方案的天線系統的示例，該天線系統利用單個耦合器元件使得各種不同的諧振元件或天線組件能夠在彼此接近的不同頻率范圍內操作。系統100可以包括在諸如無線設備之類的設備中或者在用于利用例如載波聚合、分集接收、或ΜΜ0操作中的一種或多種進行通信的一個或多個設備間進行操作的通信系統。系統100可以幫助位于無線設備的設備主體(例如，電路板或接地面)的同一邊緣、同一體積、同一象限、同一區域、同一部分、或類似片區(sect1n)內的具有重疊的頻率范圍的多個天線的操作。設備的邊緣、體積、象限(quadrant)、區域、部分、或類似片區可以在形成設備的總體積的多個體積、象限、區域、部分、或類似片區間被勾畫出來或者駐留于其中。例如，在一個頻率范圍(例如，1710MHz左右到2690MHz左右的高頻率范圍)中操作的天線元件可以被制造為緊鄰設備的同一體積或鄰近部分內的在相同頻率范圍的子集范圍中操作的另一天線元件或組件，或者緊鄰在第一頻率范圍之外的不同頻率范圍中(例如，在第一頻率范圍的不同子集中或者在不同范圍中)操作的另一天線元件或組件。天線元件可以是蜂窩高頻帶天線元件，該蜂窩高頻帶天線元件例如經由體積內的單個耦合器(該耦合器電磁耦合該天線元件)操作用于在1710MHz左右到2690MHz左右的范圍處進行蜂窩通信。在其內或其上制造有至少兩個天線元件的一個或多個體積可以在例如設備的周界部分或者單一邊緣處或者沿其駐留。至少兩個天線元件的一個或多個