用于可调谐天线的方法和装置的制造方法
【专利说明】用于可调谐天线的方法和装置
[0001] 相关申请案交叉申请
[0002] 本发明要求2012年12月31日递交的发明名称为"用于可调谐天线的方法和装置 (MethodandApparatusforaTunableAntenna)" 的第 13/732097 号美国非临时申请案 的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文本中。
[0003] 关于由联邦政府赞助研宄或开发的声明
[0004] 不适用。
[0005] 参考缩微胶片附录
[0006] 不适用。
【背景技术】
[0007] 无线通信技术和服务继续激增，产生了新语音和数据服务、载波聚合以及对漫游 的新要求，等等。随着技术的进步和用户服务需求的增加，无线通信设备需要支持越来越多 的工作频段以支持技术和服务。同时，无线通信设备变得越来越小。例如，手机正变得越来 越薄，因此，天线结构和系统可用的体积变小，并且天线周围的机电部件的共存空间变小。
[0008] 较小的设备可能需要更为紧凑的天线。然而，更为紧凑的天线可能无法覆盖足够 的频段以进行令人满意的运作。这些相反的趋势一天线要求增加而天线可用体积缩减一产 生了对改进天线设计的需求。因此，需要提供一种足够紧凑的可以装入现代无线通信设备 中同时覆盖各种服务所需的频段的天线。
【发明内容】
[0009] 在一项实施例中，本发明包括一种用于调谐天线的方法，所述方法包括确定所述 天线的工作频段以及根据所述工作频段调整可调谐负载的电容，其中所述可调谐负载通过 寄生臂电磁耦合到所述天线，以及所述工作频段取决于所述电容。
[0010] 在另一项实施例中，本发明包括一种装置，所述装置包括天线以及电磁耦合到所 述天线的寄生臂，其中所述可调谐负载的电容可变，以及所述天线的工作频段取决于所述 电容。
[0011] 在又一项实施例中，本发明包括一种无线通信设备，所述无线通信设备包括天线、 电磁耦合到所述天线的寄生臂、耦合到所述寄生臂的可调谐负载，以及耦合到所述可调谐 负载的处理器，其中所述可调谐负载的电容可变，所述天线的工作频段取决于所述电容，以 及所述处理器用于选择第一工作频段并将所述电容设置为实现所述第一工作频段的值。
[0012] 结合附图和权利要求书，可从以下的详细描述中更清楚地理解这些和其它特征。
【附图说明】
[0013] 为了更完整地理解本发明，现在参考以下结合附图和详细描述进行的简要描述， 其中相同参考标号表不相同部分。
[0014] 图1是可调谐天线的实施例的示意图。
[0015] 图2A和2B是可调谐天线的实施例的剖切图。
[0016] 图3A和3B是可调谐天线的实施例的透视剖切图。
[0017] 图4是可在无线设备中使用的通用可调谐负载的方框图。
[0018] 图5至13是寄生臂和可调谐负载的不同实施例的剖切图。
[0019] 图14是可调谐天线的另一实施例的侧视图。
[0020] 图15是可调谐天线的又一实施例的侧视图。
[0021] 图16A、16B和16C是可调谐天线的又一实施例的各种剖切图。
[0022] 图17A、17B和17C是可调谐天线的又一实施例的各种剖切图。
[0023] 图18是可调谐天线方法的实施例的流程图。
[0024] 图19是图示可调谐天线的三个负载的回波损耗的曲线图。
[0025] 图20是图示可调谐天线的三个负载的系统效率的曲线图。
[0026] 图21是通信设备的实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0027] 最初应理解，尽管下文提供一个或多个实施例的说明性实施方案，但可使用任意 数目的当前已知或现有的技术来实施所公开的系统和/或方法。本发明决不应限于下文所 说明的所述说明性实施方案、图式和技术，包含本文所说明并描述的示范性设计和实施方 案，而是可以在所附权利要求书的范围以及其均等物的完整范围内修改。虽然已经论述了 传统技术的某些方面以帮助理解本发明，但是申请人没有办法否认这些技术方面，并且预 计本发明可包含一个或多个本文所述的传统技术方面。
[0028] 本文所公开的是一种可调谐天线。例如，可通过改变电磁耦合到天线的寄生臂的 负载调整可调谐天线的工作频段。本文还公开了一种调谐天线的方法。例如，可通过调整 电磁耦合到天线的寄生臂的负载调谐天线。可调谐天线装置和方法可适于在紧凑型无线通 信设备中实施。
[0029] 图1是可调谐天线的实施例的示意图。可调谐天线100包括如图1所示进行配置 的天线102、馈线110、寄生臂104和可调谐负载106。天线102可通过天线馈线110耦合 到收发器（未示出）。寄生臂104足够靠近天线102以电磁耦合到天线102。然而，如图所 示，寄生臂104和天线102之间无直接连接。此外，寄生臂104可耦合到可调谐负载106。 可调谐负载106可如图所示连接到接地或可保持在基本恒定的非零电压电平。可调谐负载 可具有可变或可调谐阻抗（即，电阻、电容和/电感的组合）。例如，固定或非调谐电感器 可与可调谐电容器串联以提供可变阻抗。可调谐电容器可实施为射频（RF)开关设备、变容 二极管、单刀多掷（"SPxT"）开关、数字可调谐电容器（"DTC"）或微机电系统（"MEMS"） 电容器阵列。由于可调谐负载106可通过任意合适的技术实施时，所以以上这些均是说明 性示例。
[0030] 天线102可为任意天线类型，其允许通过调整可调谐负载106实现可变连续调谐。 这些天线类型包括但不限于，倒F天线（"IFA"）、环形天线、缝隙天线或折叠倒共形天线 (FICA)〇
[0031]不管使用何种天线或可调谐负载，寄生臂104和天线102彼此电磁耦合。寄生臂 104可通过改变耦合到寄生臂的可调谐负载106与天线分开调谐。改变可调谐负载影响天 线102的工作频段，因此无需直接增加天线电容就可以调整天线102的至少一个工作参数。
[0032] 如果可调谐负载106的调谐能力是连续的，那么天线102的连续调谐是可能的。例 如，由于DTC和MEMS电容器阵列可以是连续可调谐的，所以选择任一可调谐负载可以得到 连续可调谐的天线。此外，可实施天线装置以使用减轻不同天线负载的合适反馈机制实现 动态可调谐配置，例如用于人头检测的前接近传感器，或其它传感器/检测器。例如，可调 谐负载106的电容可在1. 8微微法拉（pF)到5pF的范围内，其中不同负载为天线102产生 不同的频段，如表1所示。可调谐负载的电感相对恒定在约10毫微亨（nH)。（在表1中， "低频段"可具有小于-4分贝（dB)的回波损耗，而"高频段"可具有小于-6dB的回波损耗）。 如表1所示，若寄生臂的负载约为I. 8pF，那么低频段可在约870兆赫（MHz)到960MHz的 范围内，高频段可在约1. 42到1. 59千兆赫（GHz)的范围内；若寄生臂的负载约为2. 5pF， 那么低频段可在约810MHz到890MHz的范围内，高频段可在约I. 74GHz到2.