具有共享接地结构的天线的制作方法
【专利说明】具有共享接地结构的天线
[0001]相关串请的交叉引用
[0002]本申请要求共同拥有的于2013年7月1日提交的美国非临时专利申请N0.13/932，105的优先权，该非临时申请的内容通过援引全部明确纳入于此。
[0003]领域
[0004]本公开涉及无线通信设备的天线。
[0005]置量
[0006]当前技术水平的无线通信设备(诸如智能电话)经常要求宽带天线以容适多个频带，例如，如由长期演进(LTE)系统以及其他现存无线广域网(WWAN)移动网络所规定的。例如，当前第四代(4G)LTE智能电话一般要求支持多个频带，包括LTE 700 (698-787MHz)、GSM850 (824-894MHz)、GSM 900 (880-960MHz)等，以及其他频带(诸如全球定位系统(GPS)频带(1.575GHz))。在一些实现中，无线设备可以被要求在最多达8或9个频带或者更多频带上处理无线电信号。
[0007]为了支持这样的多个频带，无线设备可以采用在合而覆盖上述诸频带的两个或更多个宽频带(例如，横跨700MHz-960MHz的低宽频带以及横跨1710MHz-2690MHz的高宽频带)上操作的天线。按照天线设计技术，小天线尺寸通常对应于窄带宽和低辐射效率。相应地，为了容适此类的宽带宽，每个天线要求最小体量或游隙，这训令了设计的最小尺寸。在现代无线设备的另一方面，需要多个天线来实现被称为多输入多输出(ΜΙΜ0)的特征以增强无线信道容量。
[0008]为了容适前述的特征，无线设备一般被要求包括两个或更多个天线。然而，由于趋向电话尺寸减小、工业设计(ID)优化、以及功能增加的持续趋势，无线设备内给天线留下的内部空间非常有限。这些考虑使得无线设备的LTE/MHTO天线的设计复杂化，因为天线必须在受到限制的小空间中提供，而却仍然要显现出充分大的带宽以及辐射性能。
[0009]由此将会期望提供用于为无线设备设计具有充分的带宽和性能且具有相对较小的物理尺寸的多个天线的技术。
[0010]附图简述
[0011]图1解说可在其中实现本公开的技术的现有技术无线通信设备100的设计的框图。
[0012]图2解说了根据本公开的容适多个天线的设备的示例性实施例。
[0013]图3解说了根据本公开的天线结构的示例性实施例。
[0014]图4根据本公开解说了示出与移动设备集成的天线振子的装置的示例性实施例。
[0015]图5A和5B解说了根据本公开的天线的替换示例性实施例的透视图。
[0016]图6A、6B和6C解说了根据本公开的天线的替换示例性实施例的透视图。
[0017]图7解说了天线的替换示例性实施例。
[0018]图8解说了本公开的替换示例性实施例，其中本公开的天线技术与用于容适该装置的附加模块的技术集成。
[0019]图9解说根据本公开的方法的示例性实施例。
[0020]详细描述
[0021]以下参照附图更全面地描述本公开的各个方面。然而，本公开可用许多不同形式来实施并且不应解释为被限定于本公开通篇给出的任何具体结构或功能。确切而言，提供这些方面是为了使得本公开将是透彻和完整的，并且其将向本领域技术人员完全传达本公开的范围。基于本文中的教导，本领域技术人员应领会，本公开的范围旨在覆盖本文中所披露的本公开的任何方面，不论其是与本公开的任何其他方面相独立地还是组合地实现的。例如，可以使用本文所阐述的任何数目的方面来实现装置或实践方法。另外，本公开的范围旨在覆盖使用作为本文中所阐述的本公开的各个方面的补充或者另外的其他结构、功能性、或者结构及功能性来实践的此类装置或方法。应当理解，本文中所披露的本公开的任何方面可由权利要求的一个或多个元素来实施。
[0022]下面结合附图阐述的详细描述旨在作为对本发明的示例性方面的描述，而非旨在代表可在其中实践本发明的仅有示例性方面。贯穿本描述使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或解说”，并且不应当一定要解释成优于或胜过其他示例性方面。本详细描述包括具体细节以用于提供对本发明的示例性方面的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践本发明的示例性方面。在一些实例中，公知的结构和器件以框图形式示出以免煙没本文中给出的示例性方面的新颖性。在本说明书以及权利要求书中，术语“模块”和“块”可以可互换地使用以表示被配置成执行所描述操作的实体。
[0023]图1解说可在其中实现本公开的技术的现有无线通信设备100的设计的框图。图1示出了示例收发机设计。一般而言，在发射机和接收机中对信号的调理可由一级或多级的放大器、滤波器、上变频器、下变频器等来执行。这些电路块可与图1中所示的配置不同地安排。此外，还可使用未在图1中示出的其他电路块来在发射机和接收机中调理信号。除非另外指明，图1或者附图中的任何其他附图中的任何信号可以或是单端的或差分的。图1中的一些电路块还可被省略。
[0024]在图1所示的设计中，无线设备100包括收发机120和数据处理器110。数据处理器110可包括存储器(未示出)以存储数据和程序代码。收发机120包括支持双向通信的发射机130和接收机150。一般而言，无线设备100可包括用于任何数目的通信系统和频带的任何数目的发射机和/或接收机。收发机120的全部或一部分可被实现在一个或多个模拟集成电路(1C)、射频IC(RFIC)、混合信号1C等等上。
[0025]发射机或接收机可以用超外差式架构或直接变频式架构来实现。在超外差式架构中，信号在射频(RF)和基带之间以多级变频，例如在一级中从RF到中频(IF)，然后在另一级中从IF到基带以用于接收机。在直接变频式架构中，信号在一级中在RF和基带之间变频。超外差式以及直接变频式架构可以使用不同的电路块和/或具有不同的要求。在图1所示的设计中，发射机130和接收机150用直接变频式架构来实现。
[0026]在发射路径中，数据处理器110处理要被传送的数据并且向发射机130提供I和Q模拟输出信号。在示出的示例性实施例中，数据处理器110包括数模转换器(DAC)114a和114b以将由数据处理器110生成的数字信号转换成I和Q模拟输出信号(例如，I和Q输出电流)用于进一步处理。
[0027]在发射机130内，低通滤波器132a和132b分别对I和Q模拟输出信号进行滤波以移除由在前的数模转换引起的不期望镜频。放大器(Amp)134a和134b分别放大来自低通滤波器132a和132b的信号并且提供I和Q基带信号。上变频器140用来自TX LO信号发生器190的I和Q发射(TX)本地振荡器(LO)信号来上变频I和Q基带信号并且提供经上变频的信号。滤波器142对经上变频的信号进行滤波以移除由上变频引起的不期望镜频以及接收频带中的噪声。功率放大器(PA) 144放大来自滤波器142的信号以获得期望的输出功率电平并且提供发射RF信号。该发射RF信号被路由经过双工器或开关146并经由天线148被发射。
[0028]在接收路径中，天线148接收由基站传送的信号并且提供收到RF信号，该收到RF信号被路由通过双工器或开关146并且被提供给低噪声放大器(LNA) 152。双工器146被设计为用特定的RX到TX双工器频率分隔来操作，使得RX信号与TX信号隔离。该收到RF信号由LNA 152放大并且由滤波器154滤波以获得期望RF输入信号。下变频混频器161a和161b将滤波器154的输出与来自RX L0信号发生器180的I和0接收(RX)LO信号(即，L0_I和L0_Q)进行混频以生成I和Q基带信号。I和Q基带信号由放大器162a和162b放大并且进一步由低通滤波器164a和164b滤波以获得I和Q模拟输入信号，该I和Q模拟输入信号被提供给数据处理器110。在所示的示例性实施例中，数据处理器110包括模数转换器(ADC)116a和116b以将模拟输入信号转换成要进一步由数据处理器110处理的数字信号。
[0029]在图1中，TX L0信号发生器190生成用于上变频的I和Q TX L0信号，而RX L0信号发生器180生成用于下变频的I和Q RX L0信号。每个L0信号是具有特定基频的周期性信号。PLL 192从数据处理器110接收定时信息并且生成用来调节来自L0信号发生器190的TX L0信号的频率和/