专利名称：辐射模式控制的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉及辐射模式控制。
背景技术：
无线电发射装置按辐射模式辐射射频(RF)电磁能量。无线电 发射装置通常具有至少一个天线元件，用来控制辐射模式的特征， 比如它在一个或者多个特定RF频率的形状。
辐射模式依赖于无线电发射装置中的RF电流。RF电流在天线 元件中被驱动，并且也可以存在于无线电发射装置内的其他传导元 件如接地面(ground plane )中。
常常希望控制辐射模式的形状，从而无线电发射装置在第一方 向上比在第二方向上辐射更强。该控制以无线电发射装置在第二方 向上的效率为代价来提高它在第一方向上的效率。
将希望控制传导元件、特别是接地面内存在的电流，并且由此 控制无线电发射装置的辐射模式。
发明内容
根据本发明的一些实施例，提供一种装置，该装置包括第一 天线元件；第二天线元件；接地面元件，其耦合到第一和第二天线 元件中的至少一个天线元件；第一扼流圈，布置成影响由第一天线 元件在接地面元件中产生的电流密度第 一最大值；以及第二扼流圏， 布置成影响由第二天线元件在接地面元件中产生的电流密度第二最 大值。
第 一扼流圈通过抑制电流密度的第 一最大值的强度来影响电流 密度第 一 最大值。第二扼流圏通过抑制电流密度的第二最大值的强度来影响电流密度第二最大值。对电流密度最大值的抑制可以造成 改变电流密度最大值的位置。
根据本发明的一些实施例，提供一种装置，该装置包括第一 天线元件；第二天线元件；传导元件，具有第一区域和第二区域； 第一传输线，包括具有低阻抗负载的第一端和定位于与第一区域相 邻处的第二端；以及第二传输线，包括具有低阻抗负载的第一端和 定位于与第二区域相邻处的第二端。
根据本发明的一些实施例，提供一种方法，该方法包括在装 置的第 一 区域在第 一天线元件的谐振频率抑制电流，其中该装置包 括第一天线元件和第二天线元件；以及在装置的不同的第二区域在 第二天线元件的谐振频率抑制电流。
为了更好地理解本发明，现在将仅通过例子参照以下附图 图1示意地图示了无线电发射装置的一个实施例； 图2示意地图示了无线电发射装置的另一实施例； 图3示意地图示了移动蜂窝电话；以及 图4示意地图示了用于传输线的等效电路。
具体实施例方式
图1示意地图示了包括第一天线元件12、第二天线元件14、接 地面元件11、第一扼流圈20和第二扼流圈30的装置10。装置10 能够发射RF无线电波。它也可以能够接收RF无线电波。
第一天线元件12和第二天线元件14中的一个或者两个天线元 件使用导体11作为接地面。
第一天线元件12具有谐振频率fl，该谐振频率具有对应谐振波 长X1。在使用中，第一天线元件12在接地面11的第一区域13生成 高电流密度。
第一扼流圈20在第一区域13抑制大电流密度。这减少在第一区域13的电流密度。第一扼流圈20是在谐振频率fl具有低输入阻 抗的频率相关阻抗。
第二天线元件14具有谐振频率f2,该谐振频率具有对应谐振波 长入2。在使用中，第二天线元件14在接地面11的第二区域15生成
高电流密度。
第二扼流圈30在第二区域15抑制大电流密度。这减少在第二 区域15的电流密度。第二扼流圈20是在谐振频率f2具有低输入阻 抗的频率相关阻抗。
第一和第二扼流圈的存在和定位修改了接地面11中的电流分布
并且减少了在区域13和15的最大电流密度。
图2示意地图示了装置IO的一个实施例，并且相似标号指代相 似元件。该装置可以例如是无线电通信设备或者用于无线电通信设 备的模块。
第一扼流圏20包括由接地面11与第一导体22的组合形成的四 分之一波长传输线25。第一导体22与接地面11并行延伸。第一导 体22与接地面11的并行组合形成具有第一端24和第二端26的传 输线25。第二端26定位于与接地面11的第一区域13相邻处，而第 一端24定位于距离Ll处，其中L1-入1/4。在该例子中，第一端定位 于接地面11与第一天线元件12相邻的末端(extremity) 21，而第二 端26朝向接地面11的中心定位。
传输线25的第一端24具有由第一导体22到接地面11的电连 接形成的低阻抗负载。该低阻抗负载迫4吏接地面电流在该连接点具 有电流最大值。传输线的(电)长度Ll、即在第一端24与第二端 26之间的距离对应于 d/4。
在第二端26向传输线25的输入阻抗在第一天线元件12的谐振 频率fl有选择地为高，而在第一端24向传输线25的输入阻抗为低。 传输线25从接地面11的第一区域13重新设置电流密度的最大值。 因此减少在第一区域13的电流密度。
第二扼流圈30包括由接地面11与第二导体32的组合形成的四分之一波长传输线35。第二导体32与接地面11并行延伸。第二导 体32与接地面11的并行组合形成具有第一端34和第二端36的传 输线。第二端36定位于与接地面11的第二区域15相邻处，而第一 端34定位于距离L2处，其中L2二X2/4。在该例子中，第二端36定 位于接地面11与第二天线元件14相邻的末端31,而第一端34朝向 接地面11的中心定位。
传输线30的第一端34具有由第二导体32到接地面11的电连 接形成的低阻抗负载。该低阻抗负载迫使接地面电流在该连接点具 有电流最大值。
在第二端36向传输线35的输入阻抗在第二天线元件14的谐振 频率f2有选择地为高，而在第一端34向传输线35的输入阻抗为低。 传输线35从接地面11的第二区域15重新设置电流密度的最大值。 因此减少在第二区域15的电流密度。
将理解，对于特定传输线，断开或者浮动的第二端36应当定位 于与由天线元件生成的最大电流密度区域相邻处，而传输线的电长 度应当是四分之一波长(在天线元件的谐振频率)。闭合的第一端 的位置可以定位成适应这些约束。
在所示实施例中，第一天线元件12是离地(off-ground)天线元 件。也就是说，它定位成使得它不在接地面11上面。第一天线元件 12可以例如是内部单极天线。第二天线元件14是地上天线元件。也 就是说，它定位成使得它在接地面11上面。第二天线元件14可以 例如是平面倒型天线，比如平面倒F型天线(PIFA)或者平面倒L 型天线(PILA)。然而应当理解，可以4吏用不同的天线元件定位和 类型。
在该实施中，第一天线元件12是低频带天线元件，而第二天线 元件14是高频带天线元件。然而在其他实施中，第二天线元件14 可以是低频带天线元件，而第 一天线元件12可以是高频带天线元件。
低频带和高频带可以是以下频带中的任何发射频带，只要高频 带在比低频带更高的频率AM无线电(0.535 MHz-1.705 MHz);FM无线电(76 MHz-108 MHz);蓝牙(2400 MHz-2483.5 MHz ); WLAN ( 2400 MHz -2483.5 MHz ) ; HLAN (5150 MHz -5850 MHz ); GPS ( 1570.42 MHz -1580.42 MHz) ; US-GSM 850 ( 824 MHz -894 MHz) ; EGSM 900 ( 880 MHz -960 MHz ) ; EU-WCDMA 900 ( 880 MHz -960 MHz) ; PCN/DCS 1800 ( 1710 MHz -1880 MHz); US-WCDMA 1900 ( 1850 MHz -1990 MHz) ; WCDMA 2100 ( Tx: 1920 MHz-1980 MHz Rx: 2110 MHz-2180 MHz ) ; PCS1900 ( 1850 MHz -1990 MHz );低UWB (3100 MHz -4900 MHz );高UWB ( 6000 MHz -10600 MHz ); DVB-H ( 470 MHz -702 MHz ); DVB-H US( 1670 MHz -1675 MHz ) ; DRM (0.15 MHz -30 MHz ) ; WiMax ( 2300 MHz -2400 MHz、 2305 MHz -2360 MHz、 2496 MHz -2690 MHz、 3300 MHz -3400 MHz、 3400 MHz-3800 MHz、 5250 MHz-5875 MHz ) ; DAB (174.928 MHz -239.2 MHz、 1452.96 MHz -1490.62 MHz ); RFID LF (0.125 MHz -0.134 MHz) ; RFID HF ( 13.56 MHz -13.56 MHz); RFID UHF ( 433 MHz、 865 MHz-956 MHz、 2450 MHz)。
图3示意地图示了包括图2中所示装置IO的无线电通信设备移 动虫奪窝电话41。此外，移动电话41还包括外壳49、 4建区40、麦克 风42、显示器44和扬声器46。在外壳49中还有与扬声器46相邻 的扬声器端口 48。
虽然在图中，扬声器48和第二天线元件14图示为单独部件， 但是这仅仅是为了图示简洁。扬声器48可以是第二天线元件14的 组成部分。
显示器44在该例子中具有提供第二导体32的金属屏蔽。 键区40在该例子中具有提供第 一导体22的印刷布线板(PWB )。 在该实施中，第一天线元件12是低频带天线元件，而第二天线 元件14是高频带天线元件。然而在其他实施中，第二天线元件14 可以是低频带天线元件，而第 一天线元件12可以是高频带天线元件。 作为例子，低频带可以对应于EGSM和/或US-GSM，而高频带 可以对应于PCN/DCS和/或PCS1900或者US-WCDMA和/或WCDMA2100和/或WLAN或者蓝牙。
第一天线元件12和第二天线元件14可以:帔隔开几乎移动电话 41的全长。在该例子中，移动电话41的PWB用作^接地面11。在电 话的顶部与扬声器端口 48相邻的天线元件通常是地上天线元件，即 它在接地面11上面。
在其他实施中，第一天线元件12也可以在与第二天线元件14 相同的接地面一端上。在该位置，如果在接地面11的第一区域13 的电流密度归因于接地面谐振电流，则第一天线元件12将在第一区 域13类似地生成高电流密度，并且该高电流密度区域13的位置于 是并不依赖于第一天线元件12在接地面11上定位于何处。因此在 该情况下，第一扼流圏20将在接地面11的第一区域13类似地抑制 大电流密度。
图4示意地图示了用于传输线的等效电路56。等效电路56包括 电感50、电阻52和电容54。此外，分流(shunt)电阻器(未图示) 可以完成传输线的代表电导的等效电路。虽然这些阻抗图示为集总 部件，但是它们在传输线中通常全部或者部分为分布式。
在图2的上述实施例中，已经描述长度L1依赖于第一天线元件 的谐振频率而长度L2依赖于第二天线元件14的谐振频率。然而，
传输线的物理长度。
在一些实施例中，可以用集总阻抗来增加传输线。这样的集总
部件可以用来减少传输线的物理长度而又维持它的有效电长度。 在一些实施例中，传输线可以由集总阻抗取代。 虽然在先前段落中已经参照各种例子描述本发明的实施例，但
是应当理解可以进行对给出的例子的修改而不脱离要求保护的本发
明范围。
尽管在前述说明书中着力关注本发明的被认为特别重要的那些 特征，但是应当理解无论是否已经特别强调至此提及和/或在附图 中示出的任何可授予专利权的特征或者特征组合，申请人对这样的 特征或者特征组合都要求获得保护。
权利要求
1.一种装置，包括第一天线元件；第二天线元件；接地面元件，其耦合到所述第一和第二天线元件中的至少一个天线元件；第一扼流圈，布置成影响由所述第一天线元件在所述接地面元件中产生的电流密度第一最大值；以及第二扼流圈，布置成影响由所述第二天线元件在所述接地面元件中产生的电流密度第二最大值。
2. 如权利要求l所述的装置，其中所述第一扼流圈是由第一导 体和所述接地面形成的第 一 传输线。
3. 如权利要求2所述的装置，其中所述第一传输线在第一端通 过低阻抗负载终止而在第二端通过高阻抗负载终止。
4. 如权利要求3所述的装置，其中所述低阻抗负载是在所述第 一导体与所述接地面之间的电短路连接。
5. 如权利要求3或者4所述的装置，其中所述高阻抗负载是在 所述第 一导体与所述接地面之间的开路间隙。
6. 如权利要求3、 4或者5所述的装置，其中所述第二端定位 于与由所述第一天线元件在所述接地面元件中产生的最大电流密度 区i或相邻处。
7. 如权利要求3至6中的任一权利要求所述的装置，其中所述 第一端定位成实现用于所述第二端的所需位置和用于所述第一传输 线的所需长度。
8. 如权利要求2至7中的任一权利要求所述的装置，其中所述 第一天线元件具有第一谐振频率，所述第一谐振频率具有对应第一 谐振波长，而所述第 一 传输线具有与所述第 一 谐振波长的四分之一等效的长度。
9. 如任一前述权利要求所述的装置，其中所述第二扼流圏是由 第二导体和所述接地面形成的第二传输线。
10. 如权利要求9所述的装置，其中所述第二传输线在第一端 通过低阻抗负载终止而在第二端通过高阻抗负载终止。
11. 如权利要求IO所述的装置，其中所述低阻抗负载是在所述 第二导体与所述接地面之间的短路连接。
12. 如权利要求9或者IO所述的装置，其中所述高阻抗负载是 在所述第二导体与所述接地面之间的开路间隙。
13. 如权利要求10、 11或者12所述的装置，其中所述第二端 定位于与由所述第二天线元件在所述接地面元件中产生的最大电流 密度区域相邻处。
14. 如权利要求10至13中的任一权利要求所述的装置，其中 所述第一端定位成实现用于所述第二端的所需位置和用于所迷第二 传输线的所需长度。
15. 如权利要求9至14中的任一权利要求所述的装置，其中所 述第二天线元件具有第二谐振频率，所述第二谐振频率具有对应第 二谐振波长，而所述第二传输线具有与所述第二谐振波长的四分之 一等效的长度。
16. 如任一前述权利要求所述的装置，其中所述第一天线元件 在比所述第二天线元件更低的频率操作，并且所述第一天线元件和 所述第二天线元件定位于所述接地面的相反末端。
17. 如任一前述权利要求所述的装置，其中所述第一扼流圈是 由4建区的 一 部分和所述接地面形成的传输线。
18. 如任一前述权利要求所述的装置，其中所述第二扼流圏是 由显示器的一部分和所述接地面形成的传输线。
19. 如任一前述权利要求所述的装置，其中所述第二天线元件 定位于所述接地面之上并且与扬声器端口相邻。
20. 如任一前述权利要求所述的装置，其中所述第二天线元件 是平面倒型天线的 一 部分。
21. 如任一前述权利要求所述的装置，其中所述接地面元件是 PWB。
22. 如任一前述权利要求所述的装置，配置为用于无线电通信 设备的模块。
23. 如任一前述权利要求所述的装置，配置为无线电通信设备。
24. —种装置，包括 第一天线元件； 第二天线元件；传导元件，具有第一区域和第二区域；第一传输线，包括具有低阻抗负载的第一端和定位于与所述第 一区域相邻处的第二端；以及第二传输线，包括具有低阻抗负载的第一端和定位于与所述第 二区域相邻处的第二端。
25. 如权利要求24所述的装置，其中所述第一天线元件具有第 一谐振频率，所述第一谐振频率具有对应第一谐振波长，并且所述 第 一 传输线具有为所述第 一 谐振波长的四分之 一 的电长度，而所述 第二天线元件具有第二谐振频率，所述第二谐振频率具有对应第二 谐振波长，并且所述第二传输线具有为所述第二谐振波长的四分之 一的电长度。
26. 如权利要求25所述的装置，其中所述第一谐振波长大于所 述第二谐振波长，并且所述第一区域与所述第一天线元件相距第一 距离，而所述第二区域与所述第二天线元件相距第二距离，其中所 述第 一距离大于所述第二距离。
27. —种方法，包括在装置的第 一 区域在第 一 天线元件的谐振频率抑制电流，其中 所述装置包括所述第一天线元件和第二天线元件；以及在所述装置的不同的第二区域在所述第二天线元件的谐振频率抑制电流。
28. 如权利要求27所述的方法，还包括使用第一扼流圏在所述第 一 区域在所述第 一 天线元件的谐振频率抑制电流以及使用第二 扼流圈在所述第二区域在所述第二天线元件的谐振频率抑制电流。
29. 如权利要求24所述的方法，还包括使用第一传输线在所 述第 一 区域在所述第 一 天线元件的谐振频率抑制电流以及使用第二 传输线在所述第二区域在所述第二天线元件的谐振频率抑制电流。
30. —种装置，包括 第一天线元件； 第二天线元件；接地面元件，用于所述第一和第二天线元件中的至少一个天线 元件；用于影响由所述第 一天线元件在所述接地面元件中产生的电流 密度第一最大值的装置；以及用于影响由所述第二天线元件在所述接地面元件中产生的电流 密度第二最大值的装置。
全文摘要
一种装置包括第一天线元件；第二天线元件；接地面元件，用于第一和第二天线元件中的至少一个天线元件；第一扼流圈，布置成影响由第一天线元件在接地面元件中产生的电流密度第一最大值；以及第二扼流圈，布置成影响由第二天线元件在接地面元件中产生的电流密度第二最大值。
文档编号H01Q1/24GK101617438SQ200780051849
公开日2009年12月30日 申请日期2007年2月28日 优先权日2007年2月28日
发明者A·莱托拉, A·阿科 申请人:诺基亚公司