专利名称：天线配置的改变的制作方法
纖配置的改变
本发明涉及，领域，尤其是涉及一种设于便携通信装置内部的，布置， 和 一种具有这样的，布置的便携通信装置。
背景技术：
在便携通信，领域，尤其是在蜂窝电话领域内，在电话本身内置，成为 一种趋势。同时，这样的电i蹄常需要有几个频带。Jlf共不同频带的原因有几种。
首先， 一些网纟^ilf共几个频带是为了在网络中更好地分配流量。例如，GSM衞共
能被纟柳的两个斜虫的频带。在不同国家也雜f顿不同频带的不同鄉的网络。
撤共能以较高的效雜几个这样的频段内〗顿的繊布置不^h简单任务，
尤其是在織基于PIFA織且也许设于小型电话中的情况下。
为了实ll妙卜的带宽，已研究出各种方法，例如4顿端耦合^i耦合的寄生元件。
当衛共这样的一4^布置时，通常另外还需要保1t^^布置尽可魁也小。 当同时期望提供几个频带时，得到这种结果不是简单的任务。因为既要使得， 小'并皿需要尽可能有效的利用，#^只。
因此需要为便携通信體樹共内置纖布置，其需對艮小的空间，从而允许
在不同的频Mi行辐射同时以一种有效的方式利用，体积。
发明内容
本发明是针对刊早决为便携通信錢衝共内置殘布置的问题，这种幾布 置需要很小的空间，并且允许在不同频段进行辐射。
因此，本发明的一个目的在于为便携通信^g衛共，布置，其需要很小的 空间，并且允许在不同的频&iJS行辐射。
依照本发明的第一方面，Mil在便携通信，内部衝共，布置，腿个 目的，这种殲布置包括 織元件组合，其包含
第-^S射纖元件，其连接至麟电电位且其尺寸适于絲一频带上谐振，和
第二辐射M元件，其尺寸适于在在第二频带上谐振， 至少一个第一元件结合开关，^T王闭合位置^^元件组合的元件相互连 接，使得天线组合的尺寸适于在第三频带上谐振，且在断开驢使这些元件相互 分开，和
接地开关，其在闭合健将第:ill射纖元件结合到接地电位，且在断开
位激得第二辐射纖元件与接地电位倾。
本发明的第二方面针对于包含第一方面特性的繊布置，其中，織元件组 合包括桥接天线元件且进一步包括第二元件结合开关，其中第一结合开关在闭合 位置使辐射天线元件中的一个与 ，元件相互连接，且在断开^S时使辐射 天线元件与f港元件分开，并且第二结合开关在闭创體时使另一怖射纖元 件和f液元件相互连接，而在断开〗體时使i繊射織元件与鹏元ft^JF。
本发明的第三方面针对于包括第一方面特性的織布置，其中，当接地开关 闭合时'針元件结合开关将断开，且当接地幵关断开时針元件结合开关将闭合。
本发明的第四方面针对于包含第一方面特性的幾布置，其中，^T关被 布置为电启动。
本发明的第五方面针对于包含第四方面特性的纖布置，其中，开关是半导 体开关。
本发明的第六方面针对于包含第四方面特性的，布置，其中，开关是
MEMS开关。
本发明的第七方面针对于包含第一方面特性的，布置，其中，第-,射天 线元件也连接到接地电位。
本发明的另一个目的在于樹共一种具有^i 置的便携通信體，该繊布 置需要很小空间并允许在不同频带—tiS行辐射。
根据本发明的第八方面，由便携通信驢来实il^个目的，该便携通信驢 内部包含以下元件.-
接地平面，和
織布置'其包括
^^戋元件组合，其具有
第一辐射纖元件，其驗到馈电电位且其尺寸适于在第一频带上谐振，和
第二辐射纖元件，其尺寸适于綠二频带上i赚，
至少一个第一元件结合幵关，絲闭剖體时^^元件组合的元
件相互连接，从而使得天线元件组合的尺寸适于^B三频带上谐振，且在断开位
置时使这些元件相互^f，和
接地开关，^t闭合^a将第二辐射織元件结合到接地平面，在 断开位置时麟二辐射纖元件与接地平面瓶
本发明的第九方面针对于包含第八方面特性的便携通信體，其中，織元 件组合包含,，元件，并m—步包含第二元件结合开关，其中当第一结合 幵关在闭合位置时使得辐射^^件中的一个与,，元件相互连接，在断开
位置时使iM射M元件与桥接，元ft^开，并且当第二结合开关在闭合，
时使得另-,畐射纖元件与鹏元件相互连接，且在断开健时使得辐射繊 元件与鹏元件分幵。
本发明的第十方面针对于包含第八方面特性的便携通信M，其中当接地开 关闭合时每个元件结合开关将断开，且当接地开关断开时針元件结合开关将闭合。
本发明的第+~-方面针对于包含第八方面特性的便携通信錢，其中，針 开关被布置为电启动。
本发明的第十二方面针对于包含第t方面特性的便携通信装置，其中开关 是半导体开关。
本发明的第十三方面针对于包含第t方面特性的便携通信装置，其中开关
袅MEMS开关。
本发明的第十四方面针对于包含第"h"方面特性的便携通信装置，Mifi--步 包括电子开关启动单元，被布置为基于频带选择来启动开关。
本发明的第十五方面针对于包含第八方面特性的便携通信装置，其中第1 針織元件也连接到接地平面。
本发明的第十六方面针对于包含第八方面特性的便携通信驢，其中它是蜂 窝电话。
本发明有下列优点。它^1共了一种小 置，其允许在不同的频带进行 辎射伺时以一种有效的方式禾拥纖術只，其中第-,射織元件和第二辐射天
7线元件者瞎^^布置的不同配置中进行辐射。Jit^卜，ffl31^ffi开关，在^^布置 的两个不同的^^戋配置之间进fi^刀换成为可能，其中为了获得良好的性能而设计 每个配置。因lt体发明允许为齡配置衝共良好的性能。
需要强调的是，说明书中4柳的术语"包含/包括"是用来规定所述的特征、 整体、步骤或者构件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、鄉、步骤、构 件或者群组的雜或添加。
^现在将结合附图更详细地描述本发明，其中
图1示意性i标出条形电话的辦见图，
图2示出了公开在图的电话中一些构件和元件的侦舰图，
图3A和3B示意性i标出了根据本发明的一个实施例的接地平面和織布 置的两^g视图，其中，布置具有设置为在一4^员带上发射的开关装置，图4A和4B示意性i标出了在图3A和3B中示出的接地平面和同样的織 布置的两^ig视图，其中开关被设置为在两个其它的频带发射，
图5示意性iik^出了，布置的，元件ffi31开关^^皮此，连接到^t贵 电和接地，以及控制开关的电子开关启动单元，和
图6示出了公开的，布置和不同开刘ig的回波损耗图。
具体实施例方式
现将关于蜂窝电话来描述根据本发明的便携通信，，蜂窝电话是本发明的 —，腿的〃M。另夕卜在这个实例中，电话是附胃的条形电话，但是其也肖,是 另外 的电话，如翻盖电话，翻转式电话、皿电话、或滑盖电话。便携通信 装置也育滩是另夕卜鄉的驢，如通信模块、PDA (个人数字助理)或以无线电 波通信的其它<對可 的便携，。
图1示意性t标出了根据本发明的条形电话的正视图。电话10包括显示屏 12和鹏14。此处值得注意的是没有^/人电话中突出来。纖是内置的。
图2示意性i标出了电话10内部有关元件的侦舰图。在前表面设有鹏14 和显示屏12。在这些元件的下面，设有电路板16，在电路，肚设有激电电路 26。提供无线电电路26是为了馈电给本发明的，布置20。电路板16还包含接 地平面30， -^E电路板16内部贯穿齡电路板16伸展。当然，电路板16上也 设有其它构件和元件。然而为了M点放在针对^^布置20的本发明上，纟t^略它们。在电路板16的下面舰电话后表面的地方，在电池盒中设有电池18。电 池18用彩合电话掛共电力。电池18基本上从电话底端几乎一直伸展到电话顶端。 然而电池18的大小和方爐不是本发明的重点。在电池顶端设有根据本发明的織 布置20。 itM示屏和电路板16的下面并在电池18的劑则，设有^布置20，天 线布置20包括第1射纖元件34和第二辐射纖元件36，且具有驗到職 电电路26的馈电弓卿22和连接到电路板16的接地平面的第二接地引脚24和28， 馈电弓脚22连接到无线电电路26以接收激电信号，从而會,在魏的频率上 鄉无线电信号。
在图3A和3B中示意性*示出根据本发明的一个实施例的織布置20以及 接地平面30，其中图3A示出了从纖布置的右顶侧的视角戶膽到的透视亂图 3B是/A^顶侦啲视角戶膽到的透视图。織布置20是一个多频段PIFA (倒F形 平面，，Planar Inverted-F Antenna) ^^fJ置。它具有IH射，元件34， 第」福射纖元件34设于与接地平面30平行并在接地平面30上方的繊供应平 面中。第1射織元件34连接至IJ第一接地弓脚24禾口馈电弓胸22 ，第一i鹏弓I 脚24连接到接地30以衝娥地电位，且馈电弓脚22依次连接到图2的職电电 路从而接收^^电电位。 h，第1射織元件34基本上鹏为金属条，其 尺寸适于在第一频带上谐振。优淑也，第"^射，元件34被提供为直条，M ^^供应平面内从接地平面30的第一边在朝向接地平面30的第二相对边的方向 延伸。iffii也，两边是接地平面30的縱，其实质上也是电话的微。it(^卜，第 一辐射纖元件34 fflil第一元件结合开关SW1连接至(J鹏元件38。在这个实施 例中， 元件38有第一部分，i魏一部分^^M的，供应平面内/AB—元件 结合开关SW1 ^t伸展到接地平面30的第二相对边，在这里它连接至第二 U形 部分，第二U形部分设于垂直于接地平面30和，供应平MM者的平面里，在 这里该U形部分从，供应平面朝向接地平面30伸展。U的一条腿与第一部分 连接且U的另一条腿与第三直部连接，第三直部设于，供应平面内平行于第一 部分。因此第三部分在織供应平面内从接地平面30的第二相对边在朝向接地平 面30的第一边的方向伸展。由此可见職元件38是一个折貌件。而鹏元 件38的第三部分ail第二元件结合开关SW2雜至l傑Z^射織元件36 ，其中 第二辐射^^戋元件36在所述，供应平面内与第^射^元件34平衍也伸展 到接地平面30的第一边。在此，第二辐射，元件36尺寸适于^^二频带上谐振。叙匕，第二辐射纖元件36连接到接地平面30，其il51第二銜也引脚28和 接地开关SW3掛 地电位。辐射，元件34和36和,元件38 —起形^ 线元件组合，当元件结合开关SW1和SW2使这些元件相互连接时，其掛射斤叠 PIFA形戋配置。繊元件组合的尺寸适于鄉三频带上谐振。掛匕，元件结合开 关SW1和SW2由摘射織元件34和36与t確元件38之间itf共的间(5:^^， 且接地开关SW3由在第二接地弓脚28与接地平面30之间掛共的间隙恭。此外， 更",&， ^h^布置20设于靠JS也平面的短边的位置，在接地平面的顶角或 者底角，后,与连接第一边和第:Ji的接地平面30的失IJi^准。纖元件通常是在
薄片上的印刷金属条，典型的是铜，但是也可撤共为魏的金属片。ttrM亥认
识到，为了安装于有限大小的区域内，这些元件的皿育,以多种方式变化。但 是，.蕭要的是，它们在长度和宽度方面的尺寸适于在不同的频带上谐振。不同的 元件也包围織# ，在此形戯巨形盒子的开沐。然而，应该认识到織#|只可 以是招可想要的开m，例如圆柱形。
在图3A和3B中，織布置被衝共为折叠PEFA配置，且織结合开关SW1 和SW2闭合，这在图中舰鄉射^^戋元件34和36与離元件38之间间隙被 填充*^^，而接地开关SW3断开从而{，二辐射，元件36与接地平面30分 开，其fflil在第二接地弓胸28与接地平面30之间的间隙未被填充*^0
图4A示出了从与图3A同侧观察的透视图，同时图4B示出了从图3B同侧 观察的膽布置的透视图，图4A和4B示出了与图3A和B相同的元件。在此唯 一的区另赃于元件结合开关SW1和SW2断开从而{^^戋元件组合的元#^， 其通过辐射^^戋元件34和36与 元件38之间的间隙沫被填充^/示，且接地 开关SW3是闭合的从而将第二辐射^ll元件36连接至嗾地电位，其舰在接地 平面30与第二接地弓脚28之间的间隙淑±真充3^/于。Mi^种配置，撤共具有 寄生元件的PIFA天线，其中第1射，元件34是PffA天线，第二辐射天线元 件36充当寄生元件。,元件38没有被使用。
根据本发明，〗m地，不同开关的切,M^用^i^fffl信频带的电话软件来 提供，其中可由电话本身或者由电话的^^者使用例如 #^段。
图5示出了織布置和其它单元的方框图，标出为了衝共織布置的配置 改变，应该怎样控制切换。在图中，第4昌射，元件34和第二辐射，元件 36和榭妾元件38作为方框示出并舰元件结合开关SW1和SW2相互连接，该图也示出了接地开关SW3和職电电路26，接地开关SW3将第Z^g射殘元件 36连接到接地30且職电电路26连接至U第1射纖元件34用^tf共馈电电 位。同时也示出了第1射織元件34连接至赎地30。 li^卜蹄出了电子开关 启动单元40,其掛共对于所有开关的控制，且其电启动所有开关，其中控制由在 电子开关启动单元40与不同开关SW1、 SW2、 SW3之间的虚线箭头表示。
开关启动单元40可掛共为用来执行开关闭合的处理器和相应的禾sm邻马的
形式，并且tt^t也，与其它频S^择软件一起樹共。因此，其也可M^f共为专用 于这个目的的电路的一部分，如无线电电路26，或者^f共于一些其它硬件单元里。 而且更tti&t也，开关是戶刑胃的MEMS(微电子机械系统，McroElectroMechanicaJ System)开关，但是也可以是普通的半导体开关。
在本发明的一^h^佳变型中，第一频段是1800MHZ，其可用于GSM(锁 移动通信系统，Global System for Mobile Communication)或DCS(数字蜂窝系统， Digital Cellular System)中，第二频段是1900MHZ，其可用于PCS(个Ail信服务， Personal Communication Services )中，同时，第三频段是850MHZ，其可用于GSM 中。当选择第三频段时，为了劍共在图3A和3B中示出的折叠PIFA幾配置， 开关启动单元40 4蝶一元件结合开关SW1和第二元件结賴关SW2闭合,并且 使接地开关SW3断开，同时，当需要1800和/或1900MHZ频段中的一个时，开 关启动单元4(H蝶一元件结合开关SW1禾口第二元件结合开关SW2断开并且使接 地开关SW3闭合，从而樹共具有寄生元件配置的PIFA織。
图6示出了对于两种不同，配置所模拟的回波损耗曲线，艮P，用于第一频 段Bl和第二频段B2以及第三频段B3，当这些频段是1800、 1900和850MHZ频 段时。如图所示，结果^/，用于三频M的足够的带宽。应注意的是，折叠PIFA 織配置(由B3恭示)也在 1900MHZ频段的部分的高频ah谐振。
可对本发明做出许多可能的变型。，配置都基于PIFA，配置。这是--种优选的， 。然而本发明并不限于PIFA,而是也可实施其它，的，。 在織元件组合中可省略鹏元件，尤其是在仅可舰第1射繊元件与第二 辐射M元件的组合获得第三频段的情况下。feit情况下，因此仅布置一个元件
结合开关^^接两^g射幾元件。而且，其未必具有折叠结构，尽r&^跃
线術只更有效利用的优点。示出了接地开^^接于接地平面与第二接地弓卿之间。 当然其也可连接于第二辐射繊元件与第二接地弓,之间^#^接于第二接地弓I胸啲不同部分之间。因此它可以方爐在招可地方，只要其衝共綠二辐射纖元 件与接地平面之间建立，和断开连接的功能即可。财卜，不同的辐射，元件 不需要超的，而是可以有足够获得不同频段的倒可结构。此也适用于可具有任 何适当糊犬的職元件。鹏该认识到，織供应平面无需与接地平面平行或者 U形部分无需垂直于地平面。第"^元件和第二，元件无需都设于同一平面 中，而是实际上可具有提供不同频带的招可开^R和相对于接地平面的对准。
根据本发明的，布置具有一對尤点。ME具WW限数目的辐射M元件的 有限大小的^^布置中衛共多频带功能。因此織布置较小。ifc附，其以一种有 效的方式在照顿己置中^顿纖術只，其中第1射繊元件和第二辐射纖元 件在这些配置中进行辐射。这种有效i顿进一步ffiil鹏元件，当其被包含时， 在掛也平面盼一边折叠和提供，因llt^f共鄉三频带上谐HM需的长度，同时保 证在接地平面与第4晶射繊元件和第二辐射織元件之间保持所需的距离。另 外，Mi顿开关，在两种不同的纖配置之间进4，刀换成为可能，其中齡布 置被设计成良好的性能。因lt体发明允许不需要折发就可以为每个布置提供良好 的性能。另外不同频段都能保持高效率。
已描述了本发明可变化的多种方式。但还存在其它一些改变。例如本发明能
应用至其它的频段，例如UMTS。实际上，所擬啲频段仅仅是制顿本发明的
频段实
权利要求
1、一种设于便携通信装置(10)内部的天线布置(20)，包括天线元件组合，其包括第一辐射天线元件(34)，其连接(22)到馈电电位且其尺寸适于在第一频带上谐振，和第二辐射天线元件(36)，其尺寸适于在在第二频带上谐振，至少一个第一元件结合开关(SW1，SW2)，其在闭合位置时使天线元件组合的元件相互连接，从而使得天线元件组合的尺寸适于在第三频带上谐振，且在断开位置时使这些元件相互分开；以及接地开关(SW3)，其在闭合位置时将第二辐射天线元件(36)结合至接地电位(30)，在断开位置时使第二辐射天线元件(36)与接地电位(30)分开。
2、 根据权利要求1所述的纖布置(20)，其中，所述織元件组合包括桥 接^^戋元件(38〉，并皿一步包括第二元件结合幵关(SW2)，其中第一结合开 关(SW1)在闭合位置时使戶;M辐射^元件(34)中的一个与 ，元件(38) 相互连接，且在断开位！N1妙万述辐射，元件(34)与所述,元件(38)分 开，并且第二结合开关(SW2)在闭合tffl时使另一怖射幾元件(36)与桥 接元件(38)相互连接，而在断刑ia时^m述辐射M元件(36)与所述 元件(38) ^f。
3、 根据权利要求l或2所述的纖布置(20)，其中当接地开关(SW3)闭 合时^Th元件结合开关(SW1,SW2)将断开，且当戶;iM接地开关(SW3)断开时， *元件结合开关(SW1，SW2)将闭合。
4、 根据前述权利要求中任一项Jf述的纖布置(20)，其中W^f対SW1, SW2, SW3)被布置成电启动。
5、 根据权利要求4所述的^ 置(20)，其中所述开关是半导体开关。
6、 根据权禾腰求4所述的織布置(20)，其中所述开关是MEMS开关。
7、 根据前述权利要求中任一项所述的^ 置(20),其中所述第^射天 线元件(34)也连接(24)到接地电位(30)。
8、 一种便携通信装置(10)，在其内部包括 接地平面(30)，和織布置(20)，其包括 纖元件组合，其具有第1射，元件(34)，其连接(22)至收贵电电位且其尺寸适于 在第一频带上谐振，以及第二辐射，元件(36),其尺寸适于^EH:^频带上谐振，至少一个第一元件结合开关(SW1,SW2)，，闭合^^跃线元 件组合的元件相互连接，以^^元件组合的尺寸适于^m三频带上谐振，且在 断开位fi时使这些元j牛相互，，和接地开关(SW3)，絲闭合隨的1蝶二辐射織元件(36)结 合至接地平面(30)，且在断开，^m二辐射，元件(36)与接地平面(30) 分幵。
9、 根据权利要求8所述的便携通信驢(10)，其中纖元件组她括職 ，元件(38)并1JS—步包括第二元件结合开关(SW2)，其中第一结合幵关 (SWO在闭合^g时j顿射，元件(34)中的一个与,，元件(38)相互 连接，且在断开位i时懒万述辐射，元件(34)与戶;M,， (38)，， 目.第二结合开关(SW2)在闭合^g使另一，射，元件(36)与所述,元 件(38)相互,，且在断开JM时^^M辐射，元件(36)与戶皿 元件 (38)浙。
10、 根据权利要求8或9所述的便携通信^fi (10)，其中当接地开关(SW3) 闭合时，^t元件结合开为SWl, SW2)将断开，且当接地开关(SW3)断开时每 个元件结合开效SW1 , SW2)将闭合。
11、 根据权禾腰求8至10中任--项戶腿的便携通信縫(10)，其中^ f 爽SW1, SW2， SW3)被布置为电启动。
12、 根据权利要求ll所述的便携通信装置(10)，其中所述幵关是半导体开关。
13、 根据权利要求ll所述的便携通信驢(10)，其中戶腿开关是MEMS开关。
14、 根据权利要求11至13中任一项所述的便携通信體(10)，进一步包 括电子开关启动单元(40),其被布置为基于频、带选择来启动所述开关。
15、 根据权利要求8至14中任一J则服的便携通信装置(10)，其中第HS 射^H元件(34)也被连接(24)到接地平面(30)。
16、 根据权利要求8至15中任一项所述的便携通信^g (10)，其中所述的 便携通信^S (10)是蜂窝电话。
全文摘要
本发明涉及一种便携通信装置以及在其内部的一种天线布置(20)。该天线布置具有天线元件组合，该天线元件组合包括第一辐射天线元件(34)，其连接(22)到馈电电位且其尺寸适于在第一个频带上谐振；和第二辐射天线元件(36)，其尺寸适于在第二频带上谐振。该天线布置还具有至少一个第一元件结合开关(SW1，SW2)，其在闭合时使天线元件组合的元件相互连接使得该组合的尺寸适于在第三频带上谐振，且在断开时使这些元件分开；以及接地开关(SW3)，其在闭合位置时将第二辐射天线元件结合至接地电位(30)，且在断开位置时使第二辐射天线元件与接地电位分开。通过这种方式在有限大小的天线布置中提供多频段功能。
文档编号H01Q5/00GK101427421SQ200680054265
公开日2009年5月6日 申请日期2006年10月17日 优先权日2006年4月21日
发明者I·埃戈罗夫 申请人:索尼爱立信移动通讯股份有限公司