电容耦合隔离器组装件的制作方法

本文描述并且要求保护的实现可通过提供一种包括电容耦合隔离器组装件的隔离器组装件来解决上述问题。在某些实现中，电容耦合隔离器组装件可通过具有长度为载波长度的1/2或1/4的电浮导电耦合元件(electrically-floating conductive coupling element)来提供多频带隔离。在其它实现中，多个电容耦合元件可被采用来获得多频带隔离。

提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本

技术实现要素：
并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。

此处还描述和列举了其他实现。

附图简述

图1示出了位于电子设备上的示例电容耦合隔离器组装件。

图2示出了位于电子设备上的两个天线之间的示例电容耦合隔离器组装件。

图3示出了包括分流组件并且位于电子设备上的两个天线之间的示例电容耦合隔离器组装件。

图4示出了包括多个耦合组件的位于电子设备上的两个天线之间的示例电容耦合隔离器组装件。

图5示出了由示例电容耦合隔离器组装件实现的隔离性能的标绘。

图6示出了用于使用示例电容耦合隔离器组装件来隔离天线的示例操作。

详细描述

第四代无线系统及将来的后继者可采用多输入多输出(MIMO)天线系统。使用MIMO天线系统，多个天线可被用来以无线电频带接收及传输以改善通信性能。此外，例如，当计算设备包括符合不同电信规范的各天线时，用于计算设备的天线系统提出了与在多个选择的频率上使用多天线来接收和传输无线电波有关的挑战。如果不相互适当地分开，则来自不同天线的信号可能通过不期望的但强烈的相互耦合来互相干扰。这一耦合可能降低天线系统性能。如此，小型计算机电子设备，包括但不限于膝上计算机、平板计算机、移动电话，以及无线可穿戴计算系统，施加了不平凡的天线间隔约束，从而限制了设计选项。

在各天线之间的隔离器可降低天线耦合并且可允许设计将两个或更多个天线定位得相互更靠近而不牺牲天线性能。隔离器可允许设计者在整体设备设计中的更大自由，并可允许多个天线被被包括在更小的设备中。

图1示出了位于电子设备100上的示例电容耦合隔离器组装件102。电子设备100可以是但不限于，平板计算机、膝上型计算机、移动电话、个人数字助理、蜂窝电话、智能电话、蓝光播放器、游戏系统、可穿戴计算机或包括无线通信电路的任何其它设备。

电子设备100包括位于隔离器组装件102的两侧上的多个天线(例如，RF天线)。特别而言，隔离器组装件102位于第一外部天线104和第二外部天线106之间并且还在第一内部天线108和第二内部天线110之间。在所示天线中，至少一个天线工作在与其它天线不同的频率。例如，第一内部天线108可工作在与第二内部天线110、第一外部天线104和第二外部天线106不同的频带中。替换地，电子设备100可包括两个或更多个等同天线“对”，其中隔离器组装件102被置于每对天线的两个天线之间。这种配置例如可在MIMO电信系统中使用。其它实现在本文公开或以其它方式被构想。

在一个实现中，第一内部天线108和第二内部天线110基本等同并工作在第一频带中，而第一外部天线104和第二外部天线106基本等同并工作在第二频带中。例如，第一内部天线108和第二内部天线110可通过无线局域网接收并发送无线电信号。无线局域网可基于IEEE 801.11规范，或其它工业标准规范。IEEE 801.11(即“WiFi”)可在两个频带中工作，第一个为2400到2500MHz而第二个为5725到5875MHz。在相同或另一实现中，第一外部天线104和第二外部天线106在为蜂窝传输分配的频带(或即约0.7到2.7GHz)中接收和发送无线电信号。这些频带可对应于包括例如LTE、WiMax、4G、3G、2G、蓝牙、IEEE 802.11、近场通信(NFC)、RFID等等的通信规范

隔离器组装件102被示出为沿表面112的边缘区域放置，该表面112可以是电子设备100的内部表面或外部表面。表面112可以是电子设备100的正面、背面或侧面的一部分。在一些实现中，隔离器组装件102被定位在与表面112的边缘区域不同的区域中。

当天线在表面112上被使用并且正活跃地接收或传送信号时，表面电流可在表面112上形成。在没有有效隔离的情况下，表面电流可引起在从工作在同一或重叠频带中的两个或更多个天线发射或由所述天线接收的信号之间的耦合摂发生。例如，第一内部天线108的传出的传输所生成的表面电流可“耦合到”第二内部天线110并从而干扰其功能。作为此耦合的结果，一个或多个链路的速度可能被降低或系统性能可能被以其它方式妨碍。

通过将工作在重叠频率范围中的天线彼此有效地隔离来阻止或减少天线耦合。隔离可经由天线沿表面112的策略性放置或通过使用隔离器(诸如隔离器组装件102)来实现。为了通过策略性放置来隔离，在一个实现中，工作在重叠频带中的两个天线被彼此分开达对应于该重叠频带的波长的一定比例，取决于隔离需要RF系统。例如，分隔距离可以是与重叠频带相关联的1/4波长。然而，在特定工业设计中这样的天线之间的期望的分隔距离并非总是可行的，特别是在具有有限表面积的更小的电子设备中。放置挑战对于工作在具有更长波长的更低频率中的天线而言更为突出。

隔离器组装件102提供隔离，所述隔离允许工作在第一频带中的两个天线在表面112上彼此物理间隔开小于与多个频带相对应的每个波长的1/4。图1中所示的示例隔离器组装件102包括“L形”接地元件114和围绕接地元件114的两侧的“C形”电浮耦合元件116。在一个实现中，“L形”接地元件具有平行于接地面130的端部的导电轨迹上的两个长的侧面。接地元件114可通过分流组件或经由另一互连元件来直接电连接到接地面130。耦合元件116不接地并且电容地耦合到接地元件114。耦合元件116的长度可被设为对应于隔离的RF信号频率的低阶甚至谐波(例如，RF信号波长的1/4或1/2)。因此，沿着表面112的信号电流辐射电容地耦合到接地元件114的耦合元件116。以此方式，来自内部天线108的信号电流与内部天线110隔离并反过来通过辐射耦合元件116。尽管图1示出了在两个不重叠频带(例如，以对应于两倍于和四倍于耦合元件116的长度的波长的频率)中进行隔离的隔离器组装件102，然而其它实现可提供在两个以上的频带中的隔离。

图2示出了位于电子设备上的两个天线之间的示例电容耦合隔离器组装件。尽管未示出，但表面212可包括位于隔离器组装件202的一侧或两侧上的附加天线元件。表面212上的至少一个天线在第一频带F1中发射无线电信号，而表面212上的至少一个天线在第二频带F2中发射无线电信号，第二频带不与第一频带重叠。例如，天线204和206可工作在WiFi频带中，而被置于隔离器组装件的相对侧的另一天线对(未示出)可工作在蜂窝频带中。还构想了其他实现。

隔离器组装件202包括由绝缘(例如介电)材料214围绕的接地元件222和耦合元件222。接地元件222是接地并且导电的元件。耦合元件216是电浮的，并且该元件被在频带F1或F2中任一者中振荡的表面电流激励到共振状态中。接地元件222被示出为“L形”；然而，其它形状也被构想。耦合元件216被示出为“C形”；然而，其它形状也被构想，包括但不限于“L形”和弯弯曲曲的路线。在一个实现中，接地元件222和耦合元件216是在介电介质214上打印并安装到表面212的组件。

耦合元件216的端到端长度(由虚线224示出)与具有频率F1的波的波长相关联。在一个实现中，耦合元件216具有基本等于距离c/F1的1/4和距离c/F2的1/2的端到端长度224，其中c是光速。通过将耦合元件216沿着接地元件222的两侧226和228布线，耦合元件216沿着其端到端长度224电容地耦合到接地元件222。

在操作中，作为耦合元件216在F1或F2的任一者的范围中的频率共振的结果，隔离器组装件202阻止具有在这些范围中的振荡频率的表面电流的穿过。当表面212上的一个或多个天线正在频带F1或F2中发射无线电信号时，在天线204和206之间行进的表面电流在隔离组装件202上被有效地终止。在一个示例实现中，F1是用于2.4GHz WiFi频带的频率而F2是用于5GHz WiFi频带(也称为5.8GHz WiFi频带)的频率，尽管其它频带可以此方式来被隔离。

图3示出了位于电子设备上的两个天线之间304和306的包括分流组件318的示例电容耦合隔离器组装件302。尽管未示出，但表面312可包括位于隔离器组装件302的一侧或两侧上的附加天线元件。表面312上的至少一个天线在第一频带F1中发射无线电信号，而表面312上的至少一个天线在第二频带F2中发射无线电信号，第二频带不与第一频带重叠。例如，天线304和306可工作在WiFi频带中，而被置于隔离器组装件的相对侧的另一天线对(未示出)工作在蜂窝频带中。还构想了其他实现。

隔离器组装件302包括由绝缘(例如介电)材料314围绕的接地元件322和耦合元件316。接地元件322是接地并且导电的元件。耦合元件316是电浮的，并且该元件被在频带F1或F2中任一者中振荡的表面电流激励到共振状态中。接地元件322被示出为“L形；然而，其它形状也被构想。”耦合元件316被示出为“C形”；然而，其它形状也被构想，包括但不限于“L形”和弯弯曲曲的路线。在一个实现中，接地元件322和耦合元件316是在介电介质314上打印并安装到表面312的组件。

耦合元件316的端到端长度(由虚线324示出)与具有频率F1的波的波长相关联。在一个实现中，耦合元件316具有基本等于距离c/F1的1/4和距离c/F2的1/2的端到端距离324，其中c是光速。通过将耦合元件316沿着接地元件322的两侧326和328安排路线，耦合元件316沿着其端到端长度324电容地耦合到接地元件322。

在操作中，作为耦合元件316在F1或F2的任一者的范围中的频率共振的结果，隔离器组装件302阻止具有这样的振荡频率的表面电流的穿过。当表面312上的一个或多个天线正在频带F1或F2中发射无线电信号时，在天线304和306之间行进的表面电流在隔离组装件302上被有效地终止。在一个示例实现中，F1是用于2.4GHz WiFi频带的频率而F2是在5GHz WiFi频带中的频率，尽管其它频带可以此方式被隔离。

隔离器组装件302还包括可进一步调谐隔离器组装件302的隔离频率的分流电路318。在一个实现中，分流元件318包括可变电容元件329(例如，依赖于电压的电容元件)以及电感器331(如在分解视图330中进一步详细示出的)。通过调节可变电容元件329的电容，隔离频率可被进一步细化。分流元件318操作为与接地元件322的谐振电路的一部分来调节耦合元件322的电气长度。以此方式，隔离器组装件302可被改变以在不同频率提供隔离。

图4示出了包括多个耦合组件415和416，位于电子设备上的两个天线404和406之间的示例电容耦合隔离器组装件402。尽管未示出，但表面412可包括位于隔离器组装件402的一侧或两侧上的附加天线元件。表面412上的至少一个天线在第一频带F1中发射无线电信号，而表面412上的至少一个天线在第二频带F2中发射无线电信号，第二频带不与第一频带重叠。例如，天线404和406可工作在WiFi频带中，而被置于隔离器组装件的相对侧的另一天线对(未示出)工作在蜂窝频带中。电子设备上的相同天线或其它天线可发出频带F3和F4中的无线电信号。还构想了其他实现。

隔离器组装件402包括接地元件422，第一耦合元件416，以及由绝缘(例如介电)材料414围绕的第二耦合元件415。接地元件422是接地的并且是导电元件。耦合元件416和415是电浮的。耦合元件416被在频带F1或F2中任一者中振荡的表面电流激励到共振状态中，且耦合元件415被在频带F3或F4中任一者中振荡的表面电流激励到共振状态中。接地元件422被示出为“L形”；然而，其它形状也被构想。耦合元件416和415被示出为“C形”；然而，其它形状也被构想，包括但不限于“L形”和弯弯曲曲的路线。在一个实现中，接地元件422和耦合元件416和415是在介电介质414上打印并安装到表面412的组件。

耦合元件416的端到端长度(由虚线424示出)与具有频率F1的波的波长相关联。在一个实现中，耦合元件416具有基本等于距离c/F1的1/4和距离c/F2的1/2的端到端距离424，其中c是光速。通过将耦合元件416沿着接地元件422的两侧426和428安排路线，耦合元件416沿着其端到端长度422电容地耦合到接地元件424。

耦合元件415的端到端长度(由虚线423示出)与具有频率F1的波以及将具有频率F2的波的波长相关联。在一个实现中，耦合元件415具有基本等于距离c/F3的1/4和距离c/F4的1/2的端到端距离423，其中c是光速。通过将耦合元件415沿着接地元件422的两侧426和428安排路线，耦合元件415沿着其端到端长度422电容地耦合到接地元件423。

在操作中，作为耦合元件416在F1或F2的任一者的范围中的频率共振的结果，隔离器组装件402阻止具有这样的振荡频率的表面电流的穿过，并且作为耦合元件415在F3或F4的任一者的范围中的频率共振的结果，隔离器组装件402阻止具有这样的振荡频率的表面电流的穿过。当表面412上的一个或多个天线正在频带F1或F2或频带F3或F4中发射无线电信号时，在天线404和406之间行进的表面电流在隔离组装件402上被有效地终止。在一个示例实现中，F1是用于2.4GHz WiFi频带的频率而F2是在5GHz WiFi频带中的频率，并且F3和F4是用于移动电信(例如LTE、4G等)的频率，尽管其它频带可以此方式被隔离。

图5示出了相比于隔离器组装件位于其间的天线1和天线2的天线回波损耗，由示例电容耦合隔离器组装件实现的隔离性能502的标绘500。如所示，示例电容耦合隔离器组装件包括具有近似c/2.4GHz和c/5GHz的长度的电容耦合耦合元件，其中c为光速并且产生2.4GHz和5GHz区域中的强隔离。

图6示出了用于使用示例电容耦合隔离器组装件来隔离天线的示例操作600。形成操作602在电子设备上在两个或更多个天线之间形成隔离器组装件。该隔离器组装件被配置成在第一频带和第二频带中共振且包括至少一个导电接地元件。在一个实现中，隔离器组件还包括在两个或更多个频带中基于其近似这样的频带的波长的1/2和1/4长度而共振的单个电浮、电容耦合、导电耦合元件。在其它实现中，隔离器组装件包括多个电浮、电容耦合、导电耦合元件。

接收操作604在一个或多个天线处接收在第一频带中振荡的载波。响应于接收操作604，具有在第一频带中的振荡频率的表面电流在该电子设备上形成。

隔离操作606隔离从位于隔离器组装件的相对侧上的天线接收载波的天线。特别而言，隔离操作606由在第一频带中共振的电浮、电容耦合、导电耦合元件执行。相同过程可针对一个或多个附加频带操作，如先前所描述的。还构想了其他实现。

在此所述的本发明的各实现方式可以被实现为一个或多个计算机系统中的逻辑步骤。本发明的逻辑操作可被实现为：(1)在一个或多个计算机系统中执行的处理器实现的步骤的序列；以及(2)一个或多个计算机系统内的互连机器或电路模块。该实现是取决于实现本发明的计算机系统的性能要求的选择问题。因此，构成此处所描述的本发明的实施例的逻辑操作被不同地称为操作、步骤、对象或模块。此外，应该理解，逻辑操作可以以任何顺序执行、按需添加或忽略，除非明确地声明，或者按由权利要求语言固有地要求特定的顺序。

以上说明、示例和数据提供了对示例性实现的结构和使用的全面描述。因为可以在不背离所要求保护的发明的精神和范围的情况下做出许多实现，后面所附的权利要求书定义本发明。此外，在又一实现中不同示例的结构特征可以相组合而不背离所记载的权利要求书。