用于具有可调谐振频率和辐射模式的移动天线的系统和方法_2

文档序号:9529384阅读:来源:国知局
和金属机壳或PCB 140之间以连接或断连调谐枝节132和金属机壳或PCB 140,从而通过天线馈源122和124以及金属机壳或PCB 140将调谐枝节132与天线112和114连接或断连。开关134可以是用于将调谐枝节132与金属机壳或PCB 140连接或断连的机械开关。或者,开关134可以是二极管等电气或电子设备开关,其例如通过偏置电压进行控制以阻止或允许调谐枝节132和金属机壳或PCB 140之间的电流。具体而言,开关134可以是两状态开关,(例如,0N和OFF状态),允许调谐枝节132和金属机壳或PCB 140之间的电流(0N状态),或者完全阻止这两个部件之间的电流(OFF状态)。
[0022]将调谐枝节132连接至天线112和114允许这些部件之间的电耦合或电流。电流路径中的最终变化有效地或概念上地改变了天线尺寸或长度,这样造成两个天线112和114中的每个的辐射谐振或频率模式的变化。辐射谐振变化可能引起天线系统设计100的整个工作频带的变化,包括高频带天线112的高工作频带的变化和低频带天线114的低工作频带的变化。辐射谐振变化还可以增加其它工作频率模式(频带),例如高于如下所示的高频带。增加额外的频率可以归因于将调谐枝节132耦合至天线元件而产生的寄生谐振器效应。开关134可以打开以将调谐枝节132连接至天线元件,从而改变高、低频带以及增加其它或额外的频带。或者,开关134可以关闭以将调谐枝节132与天线元件断连并变回高、低频带(并取消额外的频率)。此外,打开和关闭开关134可以改变辐射模式,例如,传入/传出无线电信号的方向和覆盖区域,如下所示。当开关为0N(连接调谐枝节132和天线元件)时,频带以与开关134为0FF(断连调谐枝节132和天线元件)时不同的场型进行辐射。在其它实施例中,包括两个单极子天线、一个开关和一个调谐枝节的其它设计还可用于调整天线系统的频率(偏移和增加)和辐射模式。
[0023]图2所示为示出了如上所述的天线设计实现的谐振频率变化的图表200。例如,天线系统设计100可以具有与图表200中所示类似的谐振频率。图表200包括关闭和打开开关(例如,开关134)时对应的两条回波损耗(单位为DB)对频率(单位为GHz)的曲线。当开关为OFF时,调谐枝节福射效应被抵消(调谐枝节与天线元件断连)。低频带的回波损耗在0.8GHz左右达到谷值。高频带的回波损耗在1.7GHz左右达到谷值。通过打开开关(调谐枝节连接至天线元件),频谱被改变,从而造成低频带谷值变化(至约0.7GHz)以及高频带谷值变化(至约1.5GHz)。当开关为ON时还可增加约2GHz的额外频带。
[0024]图3所示为示出了图2的天线设计可以实现的谐振频率输出效率的变化的图表200。图表300包括开关关闭和打开时图2中两条曲线所对应的两条输出效率(输出福射功率与输入功率的比,单位为DB)对频率(单位为GHz)的曲线。当开关为OFF时,调谐枝节福射效应被抵消(调谐枝节与天线元件断连)。低频带的效率在0.8GHz左右达到峰值。高频带的效率在1.7GHz左右达到峰值。通过打开开关(调谐枝节连接至天线元件),频谱被改变,从而造成低频带峰值变化(至约0.7GHz)以及高频带峰值变化(至约1.5GHz)。由于将枝节调谐或耦合至天线产生了寄生谐振器效应,所以还可以增加约2GHz的额外频带。
[0025]图4所示为示出了辐射模式变化的不同辐射模式410、420、430和440,这些可以通过如上所述的天线设计(例如,天线系统设计100)实现。调谐枝节的开关可以打开或关闭以改变给定频率下的辐射模式。当开关为0N并且调谐或辐射器枝节电耦合至天线元件时,辐射模式410对应于频带频率(1.8GHz)。或者,当开关为OFF并且调谐或辐射器枝节与天线元件电解耦时,辐射模式420对应于相同的频带频率。当开关为0N以将调谐或辐射器枝节親合至天线元件时,福射模式430对应于另一频带频率(1.9GHz)。或者,当开关为OFF时为该频率获取辐射模式440。
[0026]图5所示为具有可调谐振频率和辐射模式的天线设计的操作方法500的实施例。例如,操作方法500可以由包含天线系统设计100的移动或无线通信设备实施以发送/接收无线或无线电信号。在方法500的步骤510处,将开关断开(或关闭)以将调谐或辐射器枝节或元件与天线元件解耦以在第一低频带、第一高频带,和/或第一辐射模式下进行传输/接收。在步骤520处,方法500确定是否需要改变第一低频带、第一高频带,和/或第一辐射模式以传输/接收设备的信号。例如,当该设备漫游并变更运营商网络时,可能需要改变第一低频带或第一高频带。如果检测到步骤510中的条件,那么方法前进至步骤520。否则,方法500结束。在步骤530处,将开关闭合(或处于0N模式)以将调谐或谐振器枝节耦合至天线元件以在第二低频带、第二高频带、额外的频带,和/或第二辐射模式下进行传输/接收。
[0027]图6为可用于实施各种实施例的处理系统600的方框图。特定设备可利用所有所示的部件或所述部件的仅一子集,且设备之间的集成程度可能不同。此外,设备可包含部件的多个实例,例如多个处理单元、处理器、存储器、发射器、接收器等等。处理系统600可包括配备一个或多个网络接口、存储接口等输入/输出设备的处理单元601。处理单元601可包括中央处理器(CPU)610、存储器620、大容量存储器设备630,以及连接到总线的1/0接口660。所述总线可以为任何类型的若干总线架构中的一个或多个,包括存储总线或者存储控制器、外设总线等等。
[0028]所述CPU 610可包括任何类型的电子数据处理器。存储器620可包括任意类型的系统存储器,例如静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、只读存储器(ROM)或其组合等等。在实施例中,存储器620可包括在开机时使用的ROM以及在执行程序时使用的存储程序和数据的DRAM。在实施例中,存储器620是非瞬时的。大容量存储器设备630可包括任意类型的存储设备,其用于存储数据、程序和其它信息,并使这些数据、程序和其它信息通过总线访问。大容量存储器设备630可包括如下项中的一种或多种:固态磁盘、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器等等。
[0029]处理单元601还包括一个或多个网络接口 650,网络接口 650可包括以太网电缆等有线链路,和/或到接入节点或者一个或多个网络680的无线链路。网络接口 650允许处理单元601通过网络680与远程单元通信。例如,网络接口 650可以通过一个或多个发射器/发射天线以及一个或多个接收器/接收天线提供无线通信。在一实施例中,处理单元601耦合至局域网或广域网上以用于数据处理以及与其它处理单元、因特网、远程存储设施等远程设备通信。
[0030]虽然本发明中已提供若干实施例,但应理解,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,本发明所公开的系统和方法可以以许多其他特定形式来体现。本发明的实例应被视为说明性而非限制性的,且本发明并不限于本文本所给出的细节。例如,各种元件或部件可以在另一系统中组合或合并,或者某些特征可以省略或不实施。
[0031]此外,在不脱离本发明的范围的情况下,各种实施例中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其它系统、模块、技术或方法进行组合或合并。展示或论述为彼此耦合或直接耦合或通信的其它项也可以采用电方式、机械方式或其它方式通过某一接口、设备或中间部件间接地耦合或通信。其他变化、替代和改变的示例可
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