底架激励天线设备和方法与流程

底架激励天线设备和方法优先权和相关申请案本申请案要求在2011年2月11日申请的具有相同标题的、共同拥有的并同在申请中的美国专利申请案第13/026,078的优先权，所述美国专利申请案以引用方式全部并入本文。版权本专利文件的公开案的一部分含有受版权保护的内容。版权所有人不反对专利及商标局的专利文件或记录中出现的对任何专利文件或专利公开案的传真复制，但除此之外任何情况下均保留版权所有。技术领域本发明一般涉及供电子装置(例如无线装置或便携式无线电装置)使用的天线设备，且更特定而言，本发明在一个示范性方面涉及底架激励天线和调谐并利用所述底架激励天线的方法。

背景技术：
内置天线通常见于大多数现代无线电装置中，例如移动电脑、移动电话、装置、智能手机、个人数字助理(PDA)或其他个人通信装置(PCD)。通常，所述天线包含平坦辐射面和平行于所述平坦辐射面的接地面，所述平坦辐射面和接地面通过短路导体彼此连接，以实现天线的匹配。所述结构经配置以使得所述结构充当在期望操作频率下的谐振器。天线在多于一个频带(例如，双频带、三频带或四频带移动电话)中操作也是常见要求，在这种情况下，使用两个或两个以上谐振器。通常，所述内置天线位于无线电装置的印刷电路板(PCB)上、在塑料外壳内，所述塑料外壳允许向一或多个天线传播射频波并从一或多个天线传播射频波。在开发用于移动应用的实惠并节能的显示器技术(例如，液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)、薄膜晶体管(TFT)等)中的新进展导致以大显示器为特征的移动装置大量生产，其中一些平板电脑的屏幕尺寸高达180mm(7英寸)，并且一些笔记本电脑的屏幕尺寸高达500mm(20英寸)。此外，目前趋势增加了对于具有较大显示器的较薄移动通信装置的需求，所述较大显示器通常用于用户输入(触摸屏)。所述情况又需要刚性结构来支撑显示器总成，尤其是在触摸屏操作期间支撑显示器总成，以便使接口稳固并且耐用，并减少显示器的移动或偏转。通常利用金属主体或金属框架以便为移动通信装置中的显示器提供更好的支撑。金属外壳/底架的使用和较小厚度的装置外壳对射频(RF)天线实施造成新的挑战。典型的天线解决方案(例如，单极天线、PIFA天线)需要离地间隙区域和距接地面足够的高度，以便在多个频带中高效地操作。所述天线解决方案通常不适用于前述具有金属外壳及/或底架的薄装置，因为分隔辐射器与接地面所需的垂直距离不再有效。此外，尤其当需要天线以在若干频带中操作时，移动装置的金属主体充当RF屏蔽并使天线性能降级。目前采用各种方法来尝试改善利用金属外壳及/或底架的薄通信装置中的天线操作，诸如EP1858112B1中描述的狭槽天线。这种实施需要在印刷线路板(printedwiredboard；PWB)内接近馈电点以及沿装置的整个高度制造狭槽。对于具有较大显示器的装置来说，最佳天线操作所需的狭槽位置通常干扰装置用户接口功能(例如，按钮、滚轮等)，因此限制装置布局实施灵活性。此外，金属外壳必须在PCB两侧具有非常接近于狭槽的开口。为防止在装置内产生空腔模式，通常使用金属壁连接开口。所有这些步骤会增加装置复杂性和成本，并阻碍天线与期望操作频带匹配。因此，极需要用于(例如)便携式无线电装置的无线天线解决方案和调谐并利用所述便携式无线电装置的方法，所述便携式无线电装置具有较小形状因素金属主体及/或底架，所述无线天线解决方案提供较低成本和复杂性并提供对天线谐振的改善控制。

技术实现要素：
本发明通过提供尤其是一种节省空间的多频带天线设备和调谐并使用所述天线设备的方法来满足前述需要。在本发明的第一方面中，公开一种供便携式通信装置使用的天线组件。在一个实施方式中，天线组件包含：辐射器，所述辐射器具有第一尺寸和第二尺寸、第一表面和第二表面，且所述辐射器经配置以接近所述多个侧面的第一侧面；介电基板，所述介电基板具有第三尺寸和第四尺寸，且所述介电基板经配置以接近第二表面安置；及馈电导体，所述馈电导体经配置以在馈电点处耦合到辐射器元件。在一个变体中，介电基板经配置以使得介电基板的垂直投影等于或大于辐射器元件的垂直投影。辐射器元件进一步在接地点处电耦合到接地。馈电导体的至少一部分进一步沿实质上平行于第一尺寸的第一侧面布置；且辐射器元件、馈电导体的至少一部分和第一侧面的至少一部分形成可在第一频带下操作的耦合回路天线。在另一变体中，天线组件进一步包含：介电元件，所述介电元件安置于辐射器元件与第一侧面之间并经配置以电气隔离第一侧面的至少一部分与辐射器元件；例如，介电基板和安置于所述介电基板上的导电涂层，或柔性电路。在另一变体中，天线组件的辐射器元件包含导电结构，所述导电结构具有第一部分和第二部分。第二部分通过电抗电路耦合到馈电点。天线组件进一步包含介电元件，所述介电元件安置于辐射器元件与第一侧面之间并经配置以电气隔离第一侧面的至少一部分与辐射器元件。天线组件的电抗电路包含（例如）平面传输线。在又另一变体中，辐射器元件包含介电基板和安置于所述介电基板上的导电涂层，且导电结构包含导电涂层。在另一实施方式中，天线组件包含：介电基板，所述介电基板具有多个表面；安置于基板的至少一个表面上的导电涂层，所述导电涂层经配置以形成接地面的至少一部分，所述接地面具有接地点；及辐射器结构。在一个变体中，辐射器结构包含：馈电点；第一部分；第二部分；带状线，所述带状线从所述第二部分耦合到所述馈电点；及多个非导电狭槽，所述非导电狭槽实质上绝缘分离带状线与第一部分；及至少一个离地间隙区域，所述至少一个离地间隙区域实质上安置于表面的周长内。接地点进一步经配置以将接地面的至少一部分耦合到主机装置的接地。第二部分通过导电元件耦合到第一部分。在另一变体中，天线组件的第二部分通过电抗电路进一步耦合到第一部分。电抗电路包含例如(i)感应元件及/或(ii)电容元件中的至少一者。在本发明的第二方面中，公开一种供便携式通信装置使用的天线设备。在一个实施方式中，天线设备包含：第一天线总成，所述第一天线总成经配置以在第一频带下操作；及第二天线总成，所述第二天线总成经配置以在第二频带下操作。第一天线总成包含：第一辐射器元件，所述第一辐射器元件包含第一接地点和第一馈电点，且所述第一辐射器元件沿装置外壳的多个侧面中的第一侧面安置；第一馈电导体，所述第一馈电导体耦合到第一馈电点并耦合到装置的至少一个馈电口；及第一非导电盖，所述第一非导电盖接近第一辐射器安置以便实质上覆盖第一辐射器。第二天线总成包含：第二辐射器元件，所述第二辐射器元件包含第二接地点和第二馈电点，且所述第二辐射器元件沿装置外壳的多个侧面中的第二侧面安置；第二馈电导体，所述第二馈电导体耦合到第二馈电点并耦合到装置的馈电口；及第二非导电盖，所述第二非导电盖接近第二辐射器安置以便实质上覆盖第二辐射器。在一个变体中，装置的金属外壳电耦合到装置接地、耦合到第一接地点并耦合到第二接地点。第一馈电电缆的至少一部分沿第一侧面安置，从而在外壳的至少一部分、第一辐射器元件和第一馈电电缆的至少一部分之间形成第一耦合回路天线结构。第二馈电电缆的至少一部分沿第二侧面安置，从而在外壳的至少一部分、第二辐射器元件和第二馈电电缆的至少一部分之间形成第二耦合回路天线结构。在另一变体中，第一辐射器元件和第二辐射器元件实质上分别安置于第一盖和第二盖与金属外壳之间。在又另一变体中，天线设备进一步包含介电元件，所述介电元件安置于辐射器元件与第一侧面之间并经配置以电气隔离第一侧面的至少一部分与辐射器元件。在另一变体中，天线的第一辐射器元件和第二辐射器元件实质上分别安置于第一盖和第二盖与金属外壳之间。在又另一变体中，第一天线元件和第二天线元件安置于装置外壳的相对表面上。在另一变体中，第一天线元件和第二天线元件安置于装置外壳的相邻侧面上。在天线设备的另一实施方式中，天线的第一频带包含介于700MHz与960MHz之间的频带，且第二频带包含高频带。在一个变体中，高频带包含介于1710MHz与2150MHz之间的频带。在另一变体中，高频带包含全球定位系统(GPS)频带。在另一变体中，便携式装置包含单一馈电口。在又另一变体中，装置外壳经制造以形成套管状形状，具有第一空腔和第二空腔。第一金属支撑结构安置于第一空腔内并经配置以接收第一辐射器元件。第二金属支撑结构安置于第二空腔内并经配置以接收第二辐射器元件。在本发明的第三方面中，公开一种移动通信装置。在一个实施方式中，移动通信装置包含：实质上为金属的外壳，所述外壳包含多个侧面；电子总成，所述电子总成实质上含于所述外壳中并包含接地和至少一个馈电口；及第一天线总成，所述第一天线总成经配置以在第一频带下操作。在一个变体中，第一总成包含：(i)第一辐射器元件，所述第一辐射器元件包含第一接地点和第一馈电点，且所述第一辐射器元件沿多个侧面中的第一侧面安置；第一馈电导体，所述第一馈电导体耦合到第一馈电点并耦合到至少一个馈电口；及第一非导电盖，所述第一非导电盖接近第一辐射器安置以便实质上覆盖第一辐射器；及(ii)第二天线总成，所述第二天线总成经配置以在第二频带下操作，所述第二天线总成包含：第二辐射器元件，所述第二辐射器元件包含第二接地点和第二馈电点，且所述第二辐射器元件沿多个侧面中的第二侧面安置；第二馈电导体，所述第二馈电导体耦合到第二馈电点并耦合到馈电口；及第二非导电盖，所述第二非导电盖接近第二辐射器安置以便实质上覆盖第二辐射器。第一接地点和第二接地点电耦合到金属壳体。第一耦合回路谐振结构形成在壳体的至少一部分、第一辐射器和第一馈电电缆的至少一部分之间。第二耦合回路谐振结构形成在壳体的至少一部分、第二辐射器和第二馈电电缆的至少一部分之间。在本发明的第四方面中，公开一种操作天线设备的方法。在本发明的第五方面中，公开一种调谐天线设备的方法。在本发明的第六方面中，公开一种测试天线设备的方法。在本发明的第七方面中，公开一种操作移动装置的方法。本发明的进一步特征、本发明的性质和各种优点将从附图和以下详细描述更显而易见。附图说明本发明的特征、目标和优点将从下文结合诸图阐述的详细描述变得更显而易见，其中：图1为详细说明本发明的天线总成的第一实施方式的配置的透视图。图1A为详细说明图1的实施方式的天线辐射器的电气配置的透视图。图1B为详细说明图1的实施方式的天线辐射器的绝缘体结构的透视图。图1C为展示装置外壳的内部视图的透视图，所述透视图展示安装在外壳中的、图1的实施方式的天线总成。图1D为装置外壳的立视图，展示安装在所述装置外壳中的、图1A的实施方式的天线总成。图1E为详细说明本发明的天线总成的第二实施方式的配置的立视图说明。图2A为根据本发明的第一实施方式配置的移动通信装置的等距视图。图2B为根据本发明的第二实施方式配置的移动通信装置的等距视图。图2C为根据本发明的第三实施方式配置的移动通信装置的等距视图。图3为示范性低频带天线元件和高频带天线元件的已测量自由空间输入回波损耗的曲线图，所述天线元件根据图2C的实施方式配置。图4为示范性低频带天线元件和高频带天线元件的已测量总效率的曲线图，所述天线元件根据图2C的实施方式配置。本文所公开的所有图式为Copyright2011PulseFinlandOy版权所有。具体实施方式现在参照诸图，其中贯穿全文，相同元件符号指代相同部分。如本文中所使用的，术语“天线”、“天线系统”、“天线总成”和“多频带天线”是指(但不限于)并入接收/传输及/或传播电磁辐射的一或多个频带的单个元件、多个元件或一或多个元件阵列的任何系统。辐射可具有众多类型，例如，微波，毫米波、射频、数字调制、模拟、模拟/数字编码、数字编码的毫米波能量等等。可使用一或多个中继器链路将能量从一个位置传输到另一位置，且一或多个位置可能是移动的、固定的或固定到地球上的一个位置，例如基站。如在本文中所使用，术语“板”和“基板”通常是指(但不限于)任何实质上平坦或弯曲的表面或组件，在所述表面或组件上可安置其他组件。举例来说，基板可包含单层或多层印刷电路板(例如，FR4)、半导体芯片(die)或晶片乃至壳体表面或其他装置组件，并且基板可为实质上刚性的或者至少稍微可挠性的。术语“频率范围”、“频带”和“频域”是指(但不限于)用于通信信号的任何频率范围。这些信号可按照一或多个标准或无线空中接口通信。术语“近场通信”、“NFC”和“邻近通信”是指(但不限于)短程高频率无线通信技术，所述技术允许短距离内装置间的数据交换，诸如由ISO/IEC18092/ECMA-340标准及/或ISO/ELEC14443感应卡标准所描述。如本文中所使用，术语“便携式装置”、“移动计算装置”、“客户端装置”、“便携式计算装置”和“终端用户装置”包括但不限于个人电脑(PC)和微型电脑，无论是台式机、笔记本电脑或机顶盒，个人数字助理(PDA)、手提电脑、个人通信器、平板电脑、便携式导航辅助设备、装备有J2ME的装置、蜂窝式电话、智能手机、个人集成通信或娱乐装置或照字面意义能够与网络或另一装置互换数据的任何其他装置。此外，如本文中所使用，术语“辐射器”、“辐射平面”和“辐射元件”是指(但不限于)可充当接收及/或传输射频电磁辐射的系统的部分的元件；例如，天线。术语“RF馈电”、“馈电”、“馈电导体”和“馈电网络”是指(但不限于)任何能量导体及一或多个耦合元件，所述任何能量导体或一或多个耦合元件可转移能量，转换阻抗，增强性能特征并使输入/输出RF能量信号之间的阻抗性质符合一或多个连接元件(例如，辐射器)的阻抗性质。如在本文中所使用，术语“顶部”、“底部”、“侧面”、“上”、“下”、“左”、“右”等等仅仅暗示一个组件对另一组件的相对位置或几何结构，并且决不暗示绝对参考系或任何需要的方向。举例来说，当组件安装至另一装置(例如，安装至PCB的底侧)时，组件的“顶部”部分实际上可位于“底部”部分下方。如本文中所使用，术语“无线”意味着任何无线信号、数据、通信或其他接口，所述其他接口包括(但不限于)Wi-Fi、蓝牙、3G(例如，3GPP、3GPP2和UMTS)、HSDPA/HSUPA、TDMA、CDMA(例如，IS-95A、WCDMA等)、FHSS、DSSS、GSM、PAN/802.15、WiMAX(802.16)、802.20、窄频带/FDMA、OFDM、PCS/DCS、长期演进(LTE)或先进的LTE(LTE-A)、模拟蜂窝式、CDPD、卫星系统（例如GPS）、毫米波或微波系统、光学的、声学的和红外线(即，IrDA)。概述在一个显著的方面中，本发明提供一种供移动无线电装置使用的天线设备，所述天线设备有利地提供减小的尺寸和成本，以及改善的天线性能。在一个实施方式中，移动无线电装置包括位于装置的相对侧面上的两个分离天线总成：即，(i)在顶侧和在底侧上；或(ii)在左侧和在右侧上。在另一实施方式中，两个天线总成置放在相邻侧面上，例如，一个元件在顶侧或底侧上，且另一元件在左侧或右侧上。示范性实施方式的每一天线总成包括辐射器元件，所述辐射器元件耦合到移动装置壳体的金属部分(例如，侧表面)。辐射器元件例如直接安装在金属外壳侧面，或者安装在中间金属载体(天线支撑元件)上，所述中间金属载体又装配在移动装置金属外壳内。为降低在不同操作条件(例如，手应用场景)下在使用期间的潜在不利影响，抵靠辐射器顶表面装配介电盖，从而使天线与外部元件隔离。在一个实施方式中，配置单个多馈电收发器以向两个天线总成提供馈电。每一天线可利用单独馈电；每一天线辐射器元件通过单独馈电导体直接耦合到移动无线电装置电子设备的单独馈电口。此举尤其允许每一天线元件在单独频带(例如，低频带和高频带)下的操作。有利地，耦合到装置电子设备的天线得以大大简化，因为每一天线元件仅需要单个馈电和单个接地点连接。电话底架充当用于两个天线的共同接地面。在一个实施中，馈电导体包含同轴电缆，所述同轴电缆经路由穿过移动装置壳体中的开口。馈电电缆的一部分沿天线辐射器的侧向尺寸从开口点路由到辐射器上的馈电点。馈电导体的所述区段结合天线辐射器元件形成回路天线，所述回路天线耦合到金属底架并因此被称为“耦合回路天线”。在一个变体中，天线总成中的一者经配置以提供近场通信功能以允许移动装置与另一装置或读取器之间的数据交换(例如，在装置认证、支付交易等期间)。在另一变体中，根据本发明的原理配置的两个或两个以上天线经配置以在同一频带下操作，从而提供多个天线应用的多样性(例如，多进多出(MultipleInMultipleOut；MIMO)、多进单出(MultipleInSingleOut；MISO)等等)。在又另一变体中，单个馈电天线经配置以在多个频带下操作。示范性实施方式的详细描述现提供各种实施方式的详细描述以及本发明的设备和方法的变体。虽然主要在移动装置的背景中论述，但本文中所论述的各种设备和方法并不如此受限。实际上，本文中所述的许多设备和方法可用于任何数量的复合天线，无论所述复合天线是与移动装置还是固定装置相关联，所述移动装置或固定装置可得益于本文中所述的耦合回路底架激励的天线方法和设备。示范性天线设备现参照图1到图2C，详细描述本发明的无线电天线设备的示范性实施方式。将理解，虽然本发明的天线设备的所述示范性实施方式使用耦合回路底架激励的天线(针对所述天线的期望属性和性能，所述天线在这些实施例中选择)实施，但本发明决不受限于回路天线配置，且实际上，本发明可使用其他技术(诸如贴片天线或微带天线)实施。在图1中呈现供移动无线电装置使用的天线组件的一个示范性实施方式100，展示移动装置壳体102的末端部分。壳体102(亦称为金属底架或外壳)由金属或合金(诸如铝合金)制造，并经配置以支撑显示器元件104。在一个变体中，壳体102包含套管状形状，且所述壳体通过挤压制造。在另一变体中，底架102包含具有容纳显示器104的开口的金属框架结构。可使用符合本发明的各种其它制造方法，包括但不限于冲压、球磨和浇铸。在一个实施方式中，显示器104包含配置为仅显示内容或数据的只显示装置。在另一实施方式中，显示器104为触摸屏显示器(例如，电容性的或其他技术)，所述触摸屏显示器允许用户通过显示器104输入到装置中。显示器104可包含例如：液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器或基于TFT的装置。本领域的技术人员应理解本发明的方法同等地适用于任何未来显示技术，条件是显示模块与配置(例如，图1到图2C中所述的配置)大体机械地相容。图1的实施方式的天线总成进一步包含矩形辐射器元件108，所述矩形辐射器元件108经配置以抵靠外壳102的侧表面106装配。侧面106可为移动无线电装置的顶表面、底表面、左表面、右表面、前表面或后表面中的任何一者。通常，现代便携式装置经制造以使得所述现代便携式装置的厚度111远远小于装置壳体的长度或宽度。因此，所示实施方式的辐射器元件经制造以具有拉长的形状，以使得当沿侧表面(例如左表面、右表面，顶表面、底表面)安置时，长度110大于宽度112。为进入装置馈电口，在装置外壳中制造开口。在图1所示的实施方式中，开口114延伸穿过侧表面106并用以从馈电引擎穿过馈电导体116，所述馈电引擎是位于装置内部的装置RF区段的一部分(未图示)。或者，如下文详细描述接近辐射器馈电点制造开口。图1的天线总成进一步包含介电天线盖118，所述介电天线盖118直接安装在辐射器元件108上方。盖118经配置以向辐射器提供与外部环境的电气隔绝，尤其用于防止用户的手与辐射器在装置使用期间的直接接触(此接触对天线操作来说通常是不利的)。盖118由任何合适的介电材料(例如，塑料或玻璃)制造。盖118通过各种合适手段附接：粘合剂、压合、与如下文所述的额外保持构件的支撑件的扣合。在一个实施方式中，盖118由耐用氧化物或玻璃(例如，二氧化锆ZrO2(也称为“氧化锆”)或由DowCorning制造的玻璃)制造并(诸如通过超声焊接(USW)技术)焊接到装置主体上。可使用其他附接方法，包括但不限于粘合剂、扣合、压合、热熔等。在不同实施方式（未图示）中，盖包含非导电薄膜或粘合到一或多个辐射器元件的一或多个外部表面上的非导电油漆。在图1A中呈现经配置用于安装在无线电装置中的辐射器元件108的示范性实施方式120的详细结构。辐射器元件108包含安置于刚性基板141（诸如由介电材料(例如，FR-4)制造的PCB）上的导电涂层129。也可用其他合适材料，诸如玻璃、陶瓷、空气。在一个变体中，导电层安置于基板的相对表面上，从而形成接地面的一部分。在另一实施中，辐射器元件制造为柔性电路(要么是单侧的要么是双侧的)，所述柔性电路安装在刚性支撑元件上。导电涂层129经成形以形成辐射器结构130，所述辐射器结构130包括第一部分122和第二部分124，并在馈电点126处耦合到馈电导体116。第二部分124通过导电元件128耦合到馈电点126，所述导电元件128充当将天线辐射器耦合到底架模式的传输线。第一部分122和第二部分124通过耦合元件125连接。在图1A的示范性实施方式，传输线元件128经配置以形成到第一部分122中的手指状投影，从而形成两个窄狭槽131和133，每一个窄狭槽在传输线128的每一侧面上。辐射器108进一步包括若干离地间隙部分(135、137、139)，所述离地间隙部分用于形成回路结构并将天线调谐到期望的规格(例如，频率、带宽等)。图1A的示范性实施方式的馈电导体116为同轴电缆，包含连接到馈电点126的中心导体140、护罩142和外部绝缘体146。在图1A的实施方式中，馈电导体116的一部分沿辐射器PCB108纵向地路由。护罩148在一或多个位置148处连接到辐射器接地面129，如图1A中所示。馈电导体116的其他末端连接到装置电子设备的RF区段的合适馈电口(未图示)。在一个变体中，通过射频连接器实现此连接。在一个实施方式中，集中电抗组件152(例如，感应式L或电容式C)经耦合跨越第二部分124以便调节辐射器电气长度。在实施方式120中，许多合适电容器配置是可用的，包括但不限于单个或多个离散电容器(例如，塑料薄膜、云母、玻璃或纸)或片状电容器。同样，无数感应器配置(例如，空心线圈、直导线导体或环形线圈核芯)可用于本发明。辐射元件108进一步包含接地点136，所述接地点136经配置以将辐射元件108耦合到装置接地(例如，壳体/底架)。在一个变体中，辐射元件108通过接地耦合点136处的导电海绵附着到装置，并通过馈电点126处的钎焊接头附着到馈电电缆。在另一变体中，通过钎焊接头实现上述两个连接。在又另一变体中，通过导电海绵实现两个连接。其他电耦合方法可用于本发明的实施方式，包括但不限于：C形夹片、弹簧针等。此外，若需要将辐射元件附着到装置壳体，则可使用合适的粘合剂或机械保持手段(例如，扣合)。在一个示范性实施中，辐射器元件为约10mm(0.3英寸)宽和50mm(2英寸)长。本领域的技术人员将理解，上述天线尺寸是示范性的并基于装置的实际尺寸和装置的操作频带调整上述天线尺寸。在一个变体中，通过使用集中电抗组件152调整天线的电气尺寸。现参照图1B到图1D，呈现将图1A的实施方式的一或多个天线辐射元件108安装在便携式装置中的细节。在图1B所示的步骤154处，为确保辐射器仅在期望位置(例如接地点136)处耦合到接地，抵靠辐射元件108置放介电屏156以电气隔离导电结构140和馈电点与装置金属外壳/底架102。介电屏156包含对应于接地点136的位置和尺寸的开口158，且介电屏156经配置以允许接地点与金属底架之间的电气接触。在馈电点的位置处制造类似开口(未图示)。由绝缘材料产生的间隙防止辐射器导电结构140与金属壳体之间的不良短路。在一个变体中，介电屏包含塑料薄膜或非导电喷雾，尽管考虑到本发明，本领域的技术人员将认识到可使用其他材料同样取得成功。图1C展示安装在壳体102中的辐射元件108总成的内部视图。在步骤160处，抵靠壳体侧面106安装辐射元件，其中介电屏156装配在辐射元件与壳体侧面之间。在侧面106中制造通道或凹槽162。凹槽162经配置以使与外壳/底架的外表面齐平的导体凹进，同时允许进入辐射器馈电点。所述配置减小辐射器元件108与壳体侧面106之间的间隙，从而有利地减小天线总成的厚度。如上所提及，若需要将辐射元件附着到装置壳体，则可使用合适的粘合剂或机械保持手段(例如，扣合)。图1D展示安装在壳体102中的辐射元件108总成的外部视图。在步骤166处，抵靠壳体侧面106安装辐射元件108，其中介电屏156装配在辐射元件与壳体侧面之间。图1D揭示上文关于图1A所述的、形成辐射元件的接地面的一部分的导电涂层143。导电涂层143以近似地对应于离地间隙元件135、137的位置和尺寸的离地间隙元件168以及辐射器的第二部分124为特征，辐射器的第二部分124置于辐射器元件108的相对侧上。图1A到图1D中所示的示范性天线辐射器使用辐射器结构，所述辐射器结构经配置以形成耦合回路底架激励谐振器。其中馈电导体的一部分沿辐射器的尺寸110路由的上文所述的馈电配置配合以形成耦合回路谐振器。回路天线与底架之间的小间隙促进天线辐射器与底架之间的电磁耦合。金属底架102的至少一部分形成天线谐振结构的一部分，从而改善天线性能(特别是效率和带宽)。在一个变体中，间隙为近似0.1mm，尽管可根据应用使用其他值。传输线128形成回路谐振器的一部分，并帮助耦合底架模式。传输线的长度控制耦合和馈电效率，包括（例如）如何高效地将馈电能量传递到壳体/底架。至少部分地基于操作频率决定传输线的最佳长度：例如，用于在约1GHz频带下操作的传输线的所需长度为天线在约2GHz频带下操作所需的传输线的长度的两倍。使用辐射器到金属外壳/底架（在接地点136处）的单点接地配置促进形成底架激励的天线结构，所述天线结构是高效的、容易制造，且与现存解决方案(例如，传统的倒置平面倒置F型天线(PIFA)或单极天线)相比，成本较低。此外，当使用回路天线的平面配置时，便携式通信装置的厚度实质上可得以减小，此情况通常是满足对更紧凑通信装置的消费需求的关键。现返回图1A到图1D，辐射器108的接地点直接耦合到金属壳体(底架)，所述金属壳体(底架)又耦合到移动装置RF区段(未图示)的接地。基于天线设计参数(例如天线回路元件的尺寸和期望的操作频带)决定接地点的位置。天线谐振频率进一步为装置尺寸的函数。因此，回路天线的电气尺寸(以及因此接地点的位置)取决于回路的置放。在一个变体中，对于低频带辐射器(所述辐射器位于装置外壳的底侧上)，回路PCB的电气尺寸为约50mm，且对于高频带辐射器(所述辐射器位于装置外壳的顶侧上)，回路PCB的电气尺寸为约30mm。注意，天线辐射器沿壳体的较长侧面(例如，左侧和右侧)的定位产生具有较大电气尺寸的回路。因此，可能需要相应地调整回路的一或多个尺寸以便匹配期望的操作频带。通过特定装置的各种设计参数(例如，外壳尺寸、操作频带等)来决定馈电导体的长度。在图1A的示范性实施方式中，馈电导体116的长度约为50mm(2英寸)，且所述长度根据一或多个装置尺寸、RF电子设备区段(在主PCB上)的位置和一或多个天线尺寸及置放来加以调整。上文关于图1A到图1D描述的天线配置允许构造一种天线，所述构造导致在装置尺寸内使用的非常小的空间：实际上构造'零体积'天线。此小体积天线有利地促进装置底架上的各个位置中的天线置放，并扩大装置内的可能的位置和方向的数量。此外，使用底架耦合来帮助天线激励允许修改支持特定频带所需的回路天线元件的尺寸。在所示实施方式中，天线性能得以改善(与现存解决方案相比)，主要是因为一或多个辐射器元件置放在金属底架外，同时仍耦合到底架。通过(i)改变回路的尺寸(通过增加/减小辐射器的长度或通过添加串联电容器/感应器)；和/或(ii)天线与金属底架之间的耦合距离来控制天线的谐振频率。基于装置规格选择天线的置放，且相应地根据天线需求调整回路的尺寸。在图1A到图1D中所示的示范性实施中，辐射结构130和接地点138经定位以使得以上两者皆面向装置外壳/底架。本领域的技术人员认识到其他实施是合适的，例如向外面向盖118的一个或两个元件130、138。当辐射器结构130从装置外壳朝外时，在基板141中制造匹配孔以允许进入馈电中心导体140。在一个变体中，接地点136置放于接地面143上而不是接地面129上。图1E展示本发明的天线总成的另一实施方式，所述天线总成特别经配置以刚好放入便携式装置壳体188的顶侧或底侧184中。在所述实施方式中，壳体包含套管状形状(例如，其中顶侧184和底侧打开)。金属支撑元件176用于安装天线辐射器元件180。图1E的实施提供完全为金属的底架，并确保装置的刚性。在一个变体中，外壳和支撑元件由相同材料(例如，铝合金)制造，因此简化了制造过程、降低成本并允许通过装饰性后处理过程实现用于外壳的无缝结构。在替代实施方式中(例如，如上文在图1C和图1D中所示)，装置壳体包含具有闭合垂直侧面(例如，右侧、左侧、顶侧和底侧)的金属外壳，因此不要求额外的支撑元件，例如图1D的支撑元件168。装置显示器(未图示)经配置以装配于形成在装置壳体的上表面上的空腔192内。天线盖178安置于辐射器元件180上方以便提供与外部影响的隔离。支撑元件176经形成以精确地刚好放入壳体的开口184中，且支撑元件176通过任何合适的手段附接到壳体，所述手段包括（例如）：压合、微型焊接或扣件(例如，螺钉、铆钉等)或甚至合适的粘合剂。支撑元件176的外部表面175经成形以接收天线辐射器180。支撑元件178进一步包含经设计以穿过馈电导体172的开口194。馈电导体172连接到便携式装置的PCB189并连接到天线辐射器元件180的馈电点(未图示)。在一个实施方式中，馈电导体、辐射器结构和接地耦合布置是与上文关于图1A到图1B所描述的实施方式类似地配置。在一个变体中，馈电导体长度的一部分沿天线支撑元件176的尺寸174纵向地路由：例如，沿元件176的内部表面或沿外部表面。还可在支撑元件168的各自表面上制造匹配凹槽以在需要时使与表面齐平的馈电导体凹入。在不同实施方式(未图示)中，馈电导体172的一部分沿支撑元件178的侧向边缘路由。为适应所述实施，将开口194制造为更靠近所述侧向边缘。辐射元件180通过接地耦合点处的导电海绵附着到底架，并通过馈电点处的钎焊接头附着到馈电电缆。在一个变体中，通过钎焊接头实现两个耦合。此外或或者，若需要，可使用合适的粘合剂或机械保持手段(例如，扣合、C形夹片)。在所示实施方式中，辐射器盖178由任何合适的介电材料(例如，塑料)制造。辐射器盖178通过各种合适手段中的任一手段（例如，粘合剂、压合、与额外保持构件182的支撑件的扣合等）附接到装置壳体。在不同构造（未图示）中，辐射器盖178包含非导电薄膜、叠片或粘合到各自辐射器元件的一或多个外部表面上的非导电油漆。在一个实施方式中，薄介电层置放于辐射元件180、同轴电缆172与金属支撑件176之间以便防止在除一个位置(即接地点)外的所有位置中辐射器与金属载体的直接接触。类似于上文关于图1A所描述的实施方式，绝缘体(未图示)具有对应于辐射器元件180上的接地点的位置和尺寸的开口。盖178由耐用氧化物或玻璃(例如，氧化锆或由DowCorning制造的玻璃)制造并(即通过超声焊接(USW)技术)焊接到装置主体上。可使用其他附接方法，包括但不限于粘合剂、扣合、压合、热熔等。类似于图1A的先前实施方式，天线辐射器元件180、馈电导体172、金属支撑件176及装置外壳配合以形成耦合回路谐振器，从而促进形成底架激励天线结构，所述底架激励天线结构是高效的、容易制造，且与现存解决方案相比，成本较低。正如上文关于图1A到图1D所描述的示范性天线实施，与现存实施相比，图1E的装置的天线性能得以改善，主要是因为辐射器元件置放在金属外壳/底架外，同时仍耦合到底架。示范性移动装置配置现参照图2A，展示并描述移动装置的示范性实施方式200，所述移动装置包含根据本发明的原理配置的两个天线组件。移动装置包含金属外壳(或底架)202，所述金属外壳(或底架)具有宽度204、长度212和厚度(高度)211。与图1A的实施方式类似地配置的两个天线元件210、230分别安置于壳体202的两个相对侧面106、206上。每一天线元件经配置以在单独频带下操作(例如，一个天线210在低频带下操作，且一个天线230在高频带下操作，尽管将理解，可基于天线元件的不同配置及/或数量形成更少或更多及/或不同频带)。可使用符合本发明的其他配置，且考虑到本发明，本领域的技术人员将认识其他配置。举例来说，两个天线可经配置以在同一频带下操作，从而提供MIMO操作的多样性。在另一实施方式中，一个天线总成经配置以在符合NFC的频带下操作，从而在（例如）支付交易期间允许短程数据交换。所示天线总成210包含矩形天线辐射器108，所述矩形天线辐射器108安置于外壳的侧面106上并在馈电点(未图示)处耦合到馈电导体116。为促进安装辐射器108，在壳体的侧面106上制造图案107。馈电导体116经装配穿过在壳体侧面中制造的开口114。馈电导体的一部分沿侧面106纵向地路由，并耦合到辐射器元件108。天线盖118直接安置于辐射器108的顶部上以便为辐射器提供隔离。所示天线总成230包含矩形天线辐射器238，所述矩形天线辐射器238安置于壳体侧面206上并在馈电点(未图示)处耦合到馈电导体236。馈电导体236经装配穿过在壳体侧面206中制造的开口(未图示)。馈电导体的一部分以类似于馈电导体116的方式沿侧面206纵向地路由，并在馈电处耦合到辐射器元件238。在一个实施方式中，辐射元件108和辐射元件238通过耦合点(接地点和馈电点)处的钎焊接头附着到底架。在一个变体中，辐射元件通过接地耦合点处的导电海绵附着到装置，并通过馈电点处的钎焊接头附着到馈电电缆。在另一变体中，通过导电海绵实现两个连接。其他电耦合方法可用于本发明的实施方式，包括但不限于：C形夹片、弹簧针等。此外，若需要将辐射元件附着到装置壳体，则可使用合适的粘合剂或机械保持手段(例如，扣合)。在此实施方式中，盖元件118和盖元件240也由任何合适介电材料(例如，塑料、玻璃、氧化锆)制造，并通过各种合适手段（例如，粘合剂、压合、与额外保持构件(未图示)的支撑件的扣合等）附接到装置壳体。或者，盖可由非导电薄膜或粘合到如上文所论述的一或多个辐射器元件的一或多个外部表面上的非导电油漆制造。可使用单个多馈电收发器来向两个天线提供馈电。或者，每一天线可利用单独馈电，其中每一天线辐射器通过单独馈电导体(类似于图1A的实施方式的所述馈电导体)直接耦合到移动无线电装置的单独馈电口，以便允许每一天线元件在单独频带(例如，低频带、高频带)下的操作。装置壳体/底架102充当用于两个天线的共同接地。图2B展示本发明的移动装置的另一实施方式250，其中两个天线组件160、258分别安置于移动装置壳体102的顶侧和底侧上。每一天线组件160、258与图1C中所描绘的天线实施方式类似地配置，并在单独频带下操作(例如，天线160在高频带下操作且天线258在低频带下操作)。将进一步理解，尽管图2A和图2B的实施方式各展示两(2)个辐射元件，但可使用更多辐射元件(例如，用于提供两个以上的频带，或用于适应主机装置的物理特征或属性)。举例来说，每一实施方式的两个辐射元件各可分成两个子元件(总计四个子元件)，及/或辐射元件可置放于壳体的侧面上和顶部/底部上(实际上，组合图2A和图2B的实施方式)。考虑到本发明，本领域的技术人员将易于理解又其它变体。在图2B的实施方式中，天线总成160、258经特别配置为以实质上共形的方式装配到装置壳体252的顶侧或底侧上。在壳体252包含套管状形状时，提供金属支撑元件168、260。支撑元件168、260经成形以刚好精确地放入壳体的开口中，且所述支撑元件通过任何合适手段附接到壳体，所述手段例如压合、微型焊接、粘合剂或扣件(例如，螺钉或铆钉)。支撑元件168、260的外表面经成形以分别接收天线辐射器180和天线辐射器268。支撑元件168、260分别包括经设计以装配馈电导体172、262的开口170、264。馈电导体172、262耦合到便携式装置的主PCB256。装置显示器(未图示)经配置以装配于形成在装置壳体的上表面上的空腔254内。天线盖元件178、266安置于辐射器180、268上方以提供与外部影响的隔离。在另一实施(未图示)中，天线元件160、258以非共形布置配置。在一个变体中，辐射元件180、268通过耦合点(接地点和馈电点)处的钎焊接头附着到各自天线支撑元件。在另一变体中，使用导电海绵和合适的粘合剂或机械保持手段(例如，扣合、压合)。如上所述，盖元件178、266可由任何合适的介电材料(例如，塑料、氧化锆或坚硬的玻璃)制造，并通过各种合适手段中的任一手段（例如，粘合剂、压合、与额外保持构件182、270、272的支撑件的扣合）附接到装置壳体。在不同实施方式(未图示)中，馈电导体的一部分沿各自支撑元件(168、268)的侧向边缘路由。为适应所述实施，将开口170、264制造为更接近所述侧向边缘。电话壳体或底架252充当用于所示实施方式中的两个天线的共同接地。在图2C中呈现移动装置的第三实施方式280，其中天线总成210、290分别安置于移动装置壳体202的左侧和底侧上。装置壳体202包含支撑一或多个显示器254的金属外壳。图2C的每一金属元件经配置以在单独频带下操作(例如，天线290在低频带下操作且天线210在高频带下操作)。考虑到本发明，本领域的技术人员将认识其他配置(例如，更过或更少元件、不同置放或方向等)。天线总成210、290与上文关于图2A所描述的天线总成210类似地构造。图2C的示范性实施的装置壳体202为具有闭合侧面的金属外壳，因此不需要额外的支撑元件(例如，支撑元件168)来安装一或多个天线辐射器。在一个实施方式中，较低频带(即，与在较低频下操作的两个辐射元件中的一者相关联的所述频带)包含子GHz全球移动通信系统(GlobalSystemforMobileCommunications；GSM)频带(例如，GSM710、GSM750、GSM850、GSM810、GSM900)，同时较高频带包含GSM1900、GSMI800或PCS-1900频带(例如1.8GHz或1.9GHz)。在另一实施方式中，低或高频带包含全球定位系统(GlobalPositioningSystem；GPS)频带，且天线用于通过例如内部GPS接收器接收GPS位置信号以供解码。在一个变体中，单一高频带天线总成在GPS频带和蓝牙频带下操作。在另一变体中，高频带包含Wi-Fi(IEEEStd.802.11)或蓝牙频带(例如，约2.4GHz)，且低频带包含GSM1900、GSM1800或PCS1900频带。在另一实施方式中，根据本发明的原理配置的两个或两个以上天线在同一频带下操作，因此尤其提供多进多出(MMIMO)或多进单出(MISO)应用的多样性。在又另一实施方式中，频带中的一个频带包含适用于近场通信应用的频带，例如ISM13.56MHz频带。本发明的其他实施方式配置天线设备以覆盖LTE/LTE-A频带(例如，698MHz到740MHz、900MHz、1800MHz和2.5GHz到2.6GHz)、WWAN频带(例如，824MHz到960MHz和1710MHz到2170MHz)和/或WiMAX频带(2.3GHz和2.5GHz)。在又另一同向双工实施(未图示)中，单个辐射单元和单个馈电经配置以提供在两个单独频带下操作的单个馈电解决方案。具体地，单个双回路辐射器使用单个馈电点形成两个频带，以使得具有不同长度的两条馈电线(传输线128)经配置以形成两个回路，所述两个回路在单个同向双工点处连接在一起。同向双工点又通过馈电导体116耦合到装置的端口。本领域的技术人员将理解，可根据一或多个期望的特定应用的需要修改上文给定的频带组成。此外，本发明预期共同装置(例如，三频带或四频带装置)内的又额外的天线结构，所述共同装置具有一个、两个、三个、四个或更多个存在足够空间和间隔的单独天线总成。每一独立天线总成可进一步经配置以在一或多个频带下操作。因此，天线总成的数量并不一定需要匹配频带的数量。本发明进一步预期使用用于多样性/MIMO类型应用的额外天线元件。可选择一或多个二级天线的位置以具有期望水平的图案/极化/空间多样性。或者，本发明的天线可与MIMO/SIMO配置的一或多个其他天线类型(即具有多个不同类型天线的异构MIMO或SIMO阵列)组合使用。商业考虑和方法根据图1到图2C的示范性实施方式配置的天线总成可有利地用于启用例如便携式无线装置中的短程通信，例如所谓的近场通信(NFC)应用。在一个实施方式中，NFC功能用于在免接触式支付交易期间交换数据。可以此方式引导过多所述交易中的任何一个交易，包括(例如):购买电影票或快餐；在启用NFC的报摊处的Wi-Fi接入；从DVD零售显示器下载电影预告片的URL；通过在经营环境中的启用NFC的机顶盒购买电影；及/或通过启用NFC的宣传海报购买赛事入场券。当启用NFC的便携式装置接近兼容性NFC的读取器设备安置时，通过合适的标准(例如，ISO/IEC18092/ECMA-340标准及/或ISO/ELEC14443感应卡标准)交换交易数据。在一个示范性实施方式中，天线总成经配置以便在所需距离内（例如，在0.1m与0.5m之间）允许数据交换。性能现参照图3到图4，呈现本发明的受让人在对根据本发明构造的示范性天线设备测试期间所获得的性能结果。示范性天线设备包含单独的低频带天线总成和高频带天线总成，所述天线设备适用于双馈电前端。低频带总成沿装置的底部边缘安置，且高频带总成沿装置的顶部边缘安置。示范性辐射器各包含耦合到同轴馈电的PCB和每个天线单个接地点。图3展示作为频率的函数的自由空间回波损耗Sll(以dB计)的曲线图，所述自由空间回波损耗Sll用以下各者测量：(i)低频带天线组件258；和(ii)根据图2B所描绘的实施方式构造的高频带天线总成170。低频带(302)和高频带(304)的示范性数据针对低频带展示820MHz与960MHz之间的特征谐振结构，并针对高频带展示1710MHz与2170MHz之间的特征谐振结构。频带到频带的隔离(未图示)的测量在低频带下产生约-21dB的隔离值，并在较高频带下产生约-29dB的隔离值。图4呈现关于与上文关于图3描述的两个天线相同的天线的经测量自由空间效率的数据。天线效率(以dB计)被定义为已辐射功率与输入功率的比率的十进制对数：方程式(1)零(0)dB的效率对应于理想的理论辐射器，其中所有输入功率以电磁能量的形式辐射。图4中的数据表明:本发明的定位在便携式装置的底侧处的低频带天线在820MHz与960MHz之间的示范性频率范围内实现介于-4.5dB与-3.75dB之间的总效率(402)。图4中使用沿便携式装置的顶侧定位的高频带天线获得的高频带数据(404)展示介于1710MHz与2150MHz之间的示范性频率范围中的类似效率。图2B的示范性天线经配置以在从700MHz到960MHz的较低示范性频带下操作，以及在从1710MHz到2170MHz的较高示范性频带下操作。这种能力有利地允许用单个天线在若干移动频带内操作便携式计算装置，所述若干移动频带例如：GSM710、GSM750、GSM850、GSM810、GSM1900、GSM1800、PCS-1900以及LTE/LTE-A和WiMAX(IEEEStd.802.16)频带。本领域的技术人员应理解，可根据一或多个期望的特定应用的需要修改上文给定的频带组成，并且还可支持/使用额外频带。有利地，使用本文中所述的所示实施方式中的分布式天线配置的天线配置允许独立于高频带操作而最优化在低频带下的天线操作。此外，使用耦合回路底架激励的天线结构减小天线尺寸，尤其是高度，此举又允许有较薄的便携式通信装置。如先前所述对于移动无线装置和移动无线装置的商业普及，厚度的减少可能是关键属性（在一些情况下，甚至比其它尺寸的影响还要更大），是因为厚度可在适于所期望空间（例如，衬衣口袋、旅行袋侧面口袋等）中的某物与不适于所述空间的某物之间产生差别。此外，通过装配与壳体侧面齐平的一或多个天线辐射器，产生近“零体积”天线。同时，降低天线复杂性和成本，同时增加移动装置天线制造和操作的稳健性和可重复性。在本文所述的某些实施方式中，使用用于天线盖的氧化锆或刚性玻璃材料还为通信装置提供改善的美学外观并允许装饰性后处理过程。有利地，使用如在本文中所述的所示实施方式的天线配置的装置允许在需要时使用完全为金属的外壳(或金属底架)。此外壳/底架为显示器元件提供稳固的支撑，并形成具有刚性机械构造(同时也改善天线操作)的装置。所述特征允许使用完全为金属的外壳构造具有大显示器的较薄无线电装置(如上文所述，与目前可用的解决方案相比较)。本发明的受让人所获得的实验结果证实在示范性双馈电配置下在低频带(例如，850/900MHz)下操作的(例如，-21dB)天线与在高频带(1800/1900/2100MHz)下操作的约-29dB天线之间的非常良好的隔离。低频带天线与高频带天线之间的高度隔离允许简化的过滤器设计，从而也促进最优化模拟前端电子设备。在实施方式中，根据本发明的原理构造并在相同频带下操作的若干天线可用于构造多进多出(MIMO)天线设备。将认识到，尽管按照方法的步骤的具体顺序描述了本发明的某些方面，但所述描述仅为本发明的更广泛方法的说明，并且可根据特定应用的需要修改所述描述。在某些情况下，可不必提出某些步骤或某些步骤是可选。此外，可向所公开的实施方式添加某些步骤或功能，或变更两个或两个以上步骤的执行顺序。所有这些变化视为涵盖在本文所公开并要求的发明内。尽管以上详细描述已显示、描述并指出本发明应用于各种实施方式的新颖特征结构，但应了解，本领域的技术人员在不脱离本发明的情况下可对所示装置或处理的形式和细节作出各种省略、替代和改变。前述描述为目前预期的执行本发明的最佳模式。这种描述决不意味着限制，而应视为本发明一般原理的说明。本发明的范围应参照权利要求书来确定。