具有寄生耦合元件的环形天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的示例实施例总体上涉及天线，并且更具体地涉及具有寄生耦合元件的环形天线。
【背景技术】
[0002]便携式电子设备(诸如，蜂窝电话、智能手机、平板计算机、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、游戏设备、导航系统、音频设备、视频设备、照相设备等)经常地包括一个或者多个天线，以使得促进无线通信。便携式电子设备通常包括外壳，一个或者多个天线定位在外壳中或者作为外壳的部分。作为连续的强调便携式电子设备的尺寸的减少的结果，便携式电子设备的外壳内可以由天线填充的体积通常相应地被限制。
[0003]便携式电子设备越来越多地要求具有宽带宽和多个频带的天线。在这点上，便携式电子设备可以要求天线具有宽的频带和多个频带，以便在诸如五频带和用于全球定位系统(GPS)的频带的许多操作频带上支持无线通信。然而，天线的增益和带宽通过如在波长中测量的其电气尺寸进行限制。如此，具有宽的频带和多个频带的天线的发展可能通过抵消对于开发不大于、并且更优选地小于当前部署在便携式电子设备中的天线的设计目标而被限制在从便携式电子设备中的使用中设计的天线的情景中。
【发明内容】
[0004]根据本发明的示例实施例，提供了天线、包含天线的便携式电子设备以及操作方法。在这点上，天线可以根据本发明的一个实施例进行设计，从而在不需要必然增加天线的尺寸的情况下，实现宽的频带响应和多个频带响应二者。如此，本发明的一个实施例的天线可以由便携式电子设备利用，以便提供适合于许多操作频带的期望的宽频带性能，而保持相对小的尺寸，操作频带例如包括五频带和用于GPS的频带。
[0005]在一个实施例中，提供了一种天线，其包括馈电臂和寄生元件。馈电臂包括导电环形天线部分和伸长的导电激励臂部分。馈电臂和寄生元件可以被认为是辐射元件。环形天线部分从被配置为被接地的第一端延伸到被配置为由射频电路装置驱动的第二端。本领域技术人员应当理解天线布置被耦合到射频电路装置并且被配置为接收和/或发送电磁射频波或者信号，并且因此由射频电路装置驱动也应用于在天线布置上接收射频信号，由射频电路装置和对应的接收器前段接收RF信号。激励臂部分在第一端处被耦合到环形天线部分并且从其向外延伸到开放端。该寄生元件包括被配置为被接地的第一端和被配置为开放的第二端。寄生元件从第一端延伸到第二端。寄生元件沿着激励臂部分的相对侧延伸，从而至少部分地包围激励臂部分并且与其耦合。例如，寄生元件可以沿着激励臂部分的相对侧中的每侧的大部分延伸，从而包围激励臂部分的大量的外围。然而，一个实施例的寄生元件仅包围激励臂部分。
[0006]寄生元件的第二端可以接近在第一端与第二端之间的环形天线部分的中间分段。在该实施例中，中间分段可以接近激励臂部分的第一端。一个实施例的天线还包括接地平面，该接地平面被耦合到环形天线部分的第一端和寄生元件的第一端。在该实施例中，接地平面定义延伸到环形天线部分的第一端和寄生元件的第一端的表面区域，其中馈电臂和寄生元件中的其他部分延伸到接地平面的表面区域之外。激励臂部分的第一端可以在与环形天线部分的第一端相比更靠近环形天线部分的第二端的位置处被耦合到环形天线部分。在一个实施例中，一个实施例的环形天线部分是磁场主导辐射结构，而激励臂部分和寄生元件二者是主导性电场辐射结构。
[0007]在另一个实施例中，提供了包括前述实施例的装置的便携式电子设备。根据另一个实施例，提供了包括前述实施例的装置的模块。
[0008]再又一实施例中，提供了一种方法，该方法包括提供一种天线，该天线包括馈电臂和寄生元件。馈电臂包括导电环形天线部分和伸长的导电激励臂部分。环形天线部分从被接地的第一端延伸到第二端。激励臂部分在第一端处被耦合到环形天线部分并且从其向外延伸到开放端。寄生元件从被接地的第一端延伸到开放的第二端。寄生元件沿着激励臂部分的相对侧延伸，从而至少部分地包围激励臂部分并且与其耦合。该实施例的方法还包括将射频信号耦合到环形天线部分的第二端。
[0009]在一个实施例中，天线被提供以使得寄生元件沿着激励臂部分的相对侧中的每侧的大部分延伸，从而包围激励臂部分的大量的外围。然而，提供的天线可以使得寄生元件仅包围激励臂部分。在一个实施例中，天线被提供以使得寄生元件的第二端接近在第一端与第二端之间的环形天线部分的中间分段。中间分段可以接近激励臂部分的第一端。被提供的天线可以进一步包括接地平面，该接地平面被耦合到环形天线部分的第一端和寄生元件的第一端。在该实施例中，接地平面定义延伸到环形天线部分的第一端和寄生元件的第一端的表面区域，其中馈电臂和寄生元件中的其他部分延伸到接地平面的表面区域之外。在一个实施例中，天线被提供以使得激励臂部分的第一端在与环形天线部分的第一端相比更靠近环形天线部分的第二端的位置处被耦合到环形天线部分。
【附图说明】
[0010]因此，已经概括地描述了本发明的一些实施例，现在将参考附图，附图未必按比例进行绘制，并且其中:
[0011]图1是根据本发明的一个实施例的包括天线的便携式电子设备的透视图；
[0012]图2是图示根据本发明的一个实施例的将接地平面和射频电路装置耦合到天线的框图；
[0013]图3是根据本发明的一个实施例的天线的透视图；
[0014]图4是根据本发明的示例实施例的图3的天线的另一透视图；
[0015]图5是根据本发明的示例实施例的图3的天线的又一透视图；
[0016]图6是根据本发明的示例实施例的图3-图5的天线的平面图；
[0017]图7是根据本发明的示例实施例的、作为频率的函数的天线的S-参数响应的图形表不;
[0018]图8是提供图7的S-参数响应的阻抗角度的史密斯图；
[0019]图9和图10是根据本发明的其他示例实施例的、作为频率的函数的天线的S-参数响应的图形表示；并且
[0020]图11是根据本发明的另一个实施例的二维天线的平面图。
【具体实施方式】
[0021]下文将参考附图，更全面地描述本发明的一些实施例，在附图中，示出了本发明的一些实施例，但并非所有实施例。实际上，本发明的各种实施例可以以许多不同的形式来具体化，而不应被解释为限于本文所阐明的实施例；而是，这些实施例被提供使得本公开内容将满足可应用的法律要求。相同的参考标号始终指代相同的元件。如本文所使用的，术语“数据”、“内容”、“信息”以及类似的术语可交换地被使用，以指代根据本发明的实施例的能够被发送、接收和/或存储的数据。因此，任何这种术语的使用不应认为是限制本发明的实施例的精神和范围。
[0022]此外，如本文所用，术语“电路装置”指代(a)仅硬件的电路实现方式(例如以模拟电路装置和/或数字电路装置的实现方式)；(b)电路与计算机程序产品(多个)的组合，该计算机程序产品包括在一个或者多个计算机可读存储器上存储的软件和/或固件指令，这些软件和/或固件指令一起工作以使装置执行本文描述的一个或者多个功能；以及(C)如下电路，如比如微处理器(多个)或者微处理器(多个)的部分，即使软件或者固件在物理上不存在，这些电路仍然需要该软件或者固件用于操作。“电路装置”的这一定义适用于本文、包括在任何权利要求中对这一术语的所有使用。作为又一示例，如本文所用，术语“电路装置”也包括如下实现方式，该实现方式包括一个或者多个处理器和/或其部分(多个)以及附带软件和/或固件。作为另一示例，术语“电路装置”如本文所用也例如包括用于移动电话的基带集成电路或者应用处理器集成电路或者在服务器、蜂窝网络设备、其它网络设备和/或其它计算设备中的相似集成电路。
[0023]如本文所定义的，“计算机可读存储介质”指代非瞬态、物理存储介质(例如易失性或者非易失性存储器设备)，可以区别于指代电磁信号的“计算机可读传输介质”。
[0024]各种便携式电子设备可以包括用于支持利用网络或者以其他方式与另一个设备的无线通信的一个或者多个天线。虽然在图1中图示了便携式电子设备10的一个示例，但是包括用于支持无线通信的天线的便携式电子设备可以以各种方式来具体化，诸如，PDA,移动电话、智能手机、寻呼机、移动电视、游戏设备、膝上型计算机、照相机、平板计算机、触摸表面、录像机、音频/视频播放器、无线电、电子书、定位设备(例如，GPS设备)或者前述的任何组合，以及其他类型的语音和文本通信系统。便携式电子设备可以包括保护多个内部部件的外壳12。在图示的实施例中，便携式电子设备也包括显示器14和用于提供用户输入的一个或者多个按钮16。在其中显示器是触摸屏的其他实施例中，便携式电子设备可选地包括一个或者多个按钮。如此，在其中显示器是触摸屏的一些实施例的便