多用途天线的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请案涉及多用途天线，且更特定来说涉及具有有效地利用移动无线装置中的 空间的多个天线的天线系统。
【背景技术】
[0002] 移动计算装置在过去几年间已放量增长。随着计算能力和存储器容量增长，个人 计算装置已变成现代生活的必需工具，从而在适应个人口袋的封装中提供电话和文本通 信、导航、照片和视频功能性。目前，虽然处理器变得极小，但其也变得更加强大。许多人尝 试在表壳或类似较小占据表面（例如，约30至50mm或更小）中创建尺寸较小的移动电话。 但是，这些尝试通常都不成功。
[0003] 没有成功的原因之一是无法设计出能够在美观的手表外壳中通过所有所需网络 和频率带宽传输及接收无线电信号的有效天线。针对移动设备（例如，表壳中的移动电话） 设计的常规天线对于非常接近于天线的任何金属部件极其敏感。特别是因为大多数常见装 置（例如，移动电话、全球定位系统（GPS)单元及无线局域网（WLAN)装置）是经有目的地 设计而仅用于辐射。因此，由金属形成的壳体常干扰所述常规天线。此外，大多数常规手表 设计包含金属边框或圆环，其可用于架构其中所含的组件或将其中所含的组件架构成装饰 特征。但是，形成在手表顶部上的这些金属边框/圆环干扰手表中所容纳的的天线，试图辐 射信号远离装置。此外，使用常规设计技术，任何金属结构不能是为了充当在合乎需要的频 率下操作的天线而在所述圆环中无断裂的完整环形结构。因此，强制常规可佩戴无线装置 (例如，手表手机）经设计为没有金属边框来避免这些问题。无论如何，此类设计限制通常 是不受希望利用金属壳体的普及度的设计者欢迎的。
【发明内容】
[0004] 本文所描述的实施例的各种方面包含可形成为移动无线装置的金属框架或外壳 的一部分的天线设计。所述天线可为移动无线装置的多频带天线且可包含外壳基底部分、 外壳天线部分和馈电触点。外壳基底部分可经配置以在其上收纳无线电电路。此外，外壳 基底部分可包含第一周边边缘和第一导电材料。外壳天线部分可与外壳基底部分间隔开并 与其实质上相对。此外，外壳天线部分可包含第二周边边缘和第二导电材料。外壳基底部 分和外壳天线部分可一起形成移动无线装置的最外层外壳以用于围封其间的无线电电路 的大部分。另外，第一周边边缘和第二周边边缘可形成狭槽的相对的纵长边缘。狭槽可具 有通过第一周边边缘与第二周边边缘之间的距离形成的宽度。馈电触点可耦合到外壳基底 部分、外壳天线部分和无线电电路，以用于将至少一个驱动频率从无线电电路提供到至少 外壳天线部分。
[0005] 本文所描述的多频带天线可因此形成为相对小的可佩戴物品的一部分，所述相对 小的可佩戴物品例如包含手表、追踪装置的腕戴式无线装置或包含无线通信元件的通用通 信装置。此外，各种实施例的多频带天线可经配置以充当结构性或装饰性金属环，例如替换 可能干扰或耦合常规天线的结构的边框。
[0006] 另外的实施例可包含制造上文所论述的多频带天线的方法。
【附图说明】
[0007] 呈现随附图式以辅助描述本发明的实施例，且提供所述图式仅用于说明实施例而 不是对实施例加以限制。
[0008] 图1是先前技术槽形天线的平面图。
[0009] 图2是根据一实施例的修改的槽形天线的平面图。
[0010] 图3是根据一实施例的进一步修改的槽形天线的平面图。
[0011] 图4是根据一个实施例的多频带槽形天线的侧视横截面图。
[0012] 图5是图4的多频带天线的透视图。
[0013] 图6A至6D是根据额外实施例的可从多频带槽形天线获得的另外的频带的透视 图。
[0014] 图7A至7B是根据额外实施例的替代性外壳天线部分的透视图。
[0015] 图8A至8E是根据各种实施例的各种替代天性形状的侧面正视图。
[0016] 图9A至9D是多频带天线的另外的替代实施例的透视图。
[0017] 图10是根据另一实施例的另一多频带天线的透视图。
[0018] 图11是图10的并入到手表中的多频带天线的透视图。
[0019] 图12是根据一实施例的多频带槽形天线的性能的模拟结果的曲线图。
[0020] 图13是根据一实施例的电路图。
[0021] 图14是根据一实施例的多频带槽形天线的性能的另外的模拟结果的曲线图。
[0022] 图15是根据一实施例的作为GPS天线操作的多频带槽形天线的效率的曲线图。
[0023] 图16是根据一实施例的作为蓝牙天线操作的多频带槽形天线的效率的曲线图。
[0024] 图17是说明根据各种实施例的方法的处理流程图。
【具体实施方式】
[0025] 将参考随附图式图详细描述各种实施例。只要可能，将在整个图式中使用相同元 件符号来指代相同或相似部分。出于说明性目的而参考特定实例和实施方案，且并不意图 限制本发明或权利要求书的范围。可在不脱离本发明范围的情况下设计替代性实施例。此 外，将不会详细描述本发明的众所周知的元件，或将省略所述元件，以免混淆本发明的相关 细节。
[0026] 词语"示范性"在本文中用以意味着"充当实例、例子或说明"。本文中描述为"示 范性"的任何实施方案未必应解释为比其它实施方案优选或有利。另外，词语"第一"、"第 二"、"第三"、"初级"、"二级"、"三级"或相似措辞的使用在本文中意图用于清晰目的以区分 各种所描述的元件且并不意图将本发明限制于特定的元件次序或层次。
[0027] 各种实施例提供多频带天线设计，其可形成为其中包含和/或安装电路及额外组 件的移动通信装置的金属外壳的一部分。因此，所揭示技术的方面可用于形成具有无线通 信元件的腕戴式装置的边框或其它外壳元件中的所有或部分。如本文中所使用，术语"外 壳"是指围绕、围封或实质上围绕/围封并保护其中所含的元件的刚性或半刚性壳体。在各 种实施例中，多频带天线的部分充当无线通信装置的最外层外壳。
[0028] 当前所揭示技术的多频带天线是基于传统的槽形天线设计，其根据导电板中的金 属环配置形成天线。图1展示由导电材料（例如金属）的板14形成的传统槽形天线10,所 述板中形成有狭槽16。当板由驱动频率激励时，狭槽16以类似于偶极的方式辐射电磁波。 狭槽的形状和尺寸以及所述驱动频率确定辐射分布图案。传统槽形天线通常形成为单一平 面板。为了在图式中进行参考，可用标记的x-y轴、y-z轴或x-z轴展示2维参考，以及可 用标记的x-y-z轴展示3维参考。因此，图1中说明槽形天线10安置于x-y平面中，虽然 天线的定向是任意的。
[0029] 根据本文所揭示的实施例的多频带天线可通过各种方法和形式制成。但是，出于 说明性目的，图2至5中展示平面天线底板11、90,以便解释从传统平面槽形天线设计到所 揭示天线的设计的元件的重新定位和/或重新配置。然而，基底部分和天线部分两者均不 需要为平面的。
[0030] 图2展示由其中形成有狭槽16的板14形成的修整槽形天线11。但是，可从板"削 减"掉或去除某种材料以形成孔隙17。就图1中所示的槽形天线10来说，当槽形天线11 的板14由驱动频率激励时，狭槽16辐射电磁波。孔隙17的尺寸可经选择以形成手表外壳 或其部件的边框或圆环。因此，通过形成包含孔隙17的槽形天线，天线自身可用作移动通 信装置（例如，包含环状边框的手表）的框架或边框。以这种方式，手表的边框可充当天线 和结构性元件（以及美学元件）。另外，具有这类环形结构而在所述环路（即，闭环）中没 有任何断裂并具有到电路板的RF接地的接地连接的天线也可用作用于电子装置的电路的 静电放电（ESD)保护。
[0031] 图3展示具有狭槽160和孔隙175的进一步修改的槽形天线90。所述槽形天线 90经类似地说明为具有类似于传统槽形天线的平坦（S卩，平面）配置，但可经进一步修改以 使得其能够充当其它组件的外壳，同时保持紧凑以例如用于具有无线通信元件的腕表。
[0032] 对图3的天线底板90的进一步修改提供如何根据所揭示技术的方面到达多频带 天线的实例。此实施例天线底板90包含狭槽160、基底部分140(图3中展示于所述狭槽之 下）及天线部分180(图3中展示于所述狭槽之上并包含孔隙175)。狭槽160是延伸穿过 天线底板90的整个厚度的孔隙。狭槽160具有两个细长边缘162、166,其可沿x轴延伸并 可分别通过基底部分140的一个边缘162和天线部分180的一个边缘166形成。较短的狭 槽边缘164、168可沿y轴延伸并可通过充当天线与电路板的RF接地之间的接地触点的两 个部分17U172的内边缘形成。此外，参考x轴和y轴是出于说明的目且并不意图表明特 定坐标参考系要求。
[0033] 基底部分140和天线部分180保持连接并在功能上通过两个接地触点171、172耦 合。以这种方式，两个接地触点171、172连同基底部分140和天线部分180形成狭槽160 的周界。如下文中进一步描述，狭槽160的大小可按需要针对优选的操作参数（例如天线 的频率范围）而变化。以这种方式，接地触点171与172之间的距离可经调节以较接近或 更远离，且接地触点17U172可制成为较窄或较宽。除了图中所示的两个接地触点17U172 之外，可