专利名称：天线布置和天线壳体的制作方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及天线布置和/或容纳天线布置的设备。具 体地，在某些实施方式中，所述壳体是导体。
背景技术：
众所周知，导体封闭体屏蔽所述封闭体所限定的内部腔体使其
不受电磁(EM)辐射。导体材料形成对光子的阻挡，而阻挡的效力 取决于材料的厚度、光子的频率和材料的电磁属性(电导率和导磁 率)。对于射频处的金属，薄层可以提供有效的高阻抗屏蔽。
目前存在将金属壳体用于电子设备的趋势。金属壳体可能出于 多种原因而被使用。例如，其可以为设备提供良好的电接地，或者
在其用作外部涂层的情况下，提供良好的外观和感觉。
现在，电子设备包括无线RF技术正在变得普遍。这种技术例如 包括诸如RFID的传感技术，诸如UMTS、 GSM等的移动蜂窝技 术，诸如蓝牙和无线USB的无缆线技术，以及诸如WLAN的联网技 术。
期望提供一种设备，其可以使用这些无线技术中的一个或多个， 并且使用导体壳体。
一种解决方案是为所述设备提供多个外部天线之一，但是并不 希望这样，因为这将增加所述设备的尺寸并且还影响视觉外观。
发明内容
按照本发明的某些实施方式，提供一种天线布置，包括天线， 其至少占用第一平面；导体结构，其与所述天线绝缘但被布置为由 所述天线寄生馈送，所述导体结构具有槽，并且至少占用与所迷第一平面不同但是与之邻近的第二平面。
按照本发明的某些实施方式，提供一种设备，包括导体壳体， 其定义内部腔体；导体壳体中的开口；以及定位在所述腔体内、与 所述开口邻近的天线。
按照本发明的某些实施方式，提供一种天线布置，包括天线， 其具有第一谐振波长、；导体壳体，其与所述天线绝缘但由所述天线 间接馈送，所述导体壳体具有槽，所述槽具有对应于入/4的倍数的长 度。
发明人已经认识到通过仔细定位导体壳体内的开口并调整其 大小，可以针对特定的频率来调谐所述导体壳体所给出的阻抗。例 如，可以针对天线的谐振频率来调谐壳体的阻抗，由此允许将所述 天线置于所述壳体的内部。
为了更好地理解本发明，现在将仅通过示例的方式来参考附图， 其中
图1A在平面视图中示意性地示出了包括具有槽的外部导体壳 体元件的设备，所述外部导体壳体元件容纳天线；
图1B示意性地示出了图1A中所示设备的剖面图2在平面视图中示意性地示出了包括外部导体壳体元件的设 备，所述外部导体壳体元件包括弯曲的槽；
图3在平面视图中示意性地示出了包括外部导体壳体元件的设 备，所述外部导体壳体元件容纳包括可变宽度槽的原件；以及
图4在平面视图中示意性地示出了包括外部导体壳体元件的设 备，所述外部导体壳体元件包括具有相关联的电调谐电路的槽。
具体实施例方式
附图示意性地示出了天线布置10，包括天线2,其至少占用 第一平面6;以及导体结构12,其不与天线2电连接，但是由天线2寄生馈送，所述导体结构12具有槽14，并且至少占用与第一平面不 同但是与之邻近的第二平面。
具体地，图1A和图1B示出了设备1，其包括容纳天线12的外 部导体壳体元件12。在此示例中，壳体元件12形成导体结构，其几 乎完全环绕容纳内部天线2的腔体3。
导体壳体元件12包括槽14,其促进壳体12的外部与天线12之 间的电磁波传送。槽14由槽14区域中导体材料的缺失来限定。槽 14可以是向内部腔体3的开口 ，或者其可以由绝缘体覆盖，所述绝 缘体是电磁辐射可透过的，诸如塑料(其他示例是陶乾和铁酸盐材 料)。在一个实施方式中，槽14可以刻在覆盖塑料衬底的金属薄膜 上。
槽14具有宽度W,其被定义为壳体12的相对的第一和第二有 尽长边21、 23之间的间隔。宽度W可以相对于槽的长度而言是恒 定的，或者随着槽14的长度而变化。槽14具有长度L,其被定义为 壳体12的相对的第一和第二有尽短边22、 24之间的间隔。
在图1A和图1B所示的示例中，槽是位于槽平面16之内的区域， 并且壳体元件12提供在槽平面16内延展的导体结构。天线2的至 少一个部分在天线平面6内延展，天线平面6与槽平面16邻近并平 行(但是分离)。天线2没有延展到槽平面16内。
天线2相对于槽14的位置是这样的，即其实现天线2与有槽壳 体12之间非常良好或者最优的耦合。
天线2和导体壳体元件12是电绝缘的，使得在它们之间没有dc 电流路径。然而，其被布置为电磁耦合的，并且共同形成天线布置 10。
天线2具有谐振频率F,并且槽14的尺寸设置为具有电长度L，， 其对应于与第一谐振频率F相对应的谐振波长的四分之一的一倍或 者多倍。
L，=ia/4
其中n是自然数，L，是槽14的电长度，而X是谐振波长。槽的尺寸导致壳体12与天线2寄生谐振。这使得天线布置10 的特性(诸如带宽、效率等)不同于天线2。天线2作为对天线布置 10的馈送进行操作。
在覆盖槽14的绝缘体缺失的情况下，电长度L，可以与槽的物理 长度L相同。
可以通过改变槽14的物理和/或电特性，操纵天线布置10的谐 振特性。槽的物理尺寸的变化通常影响其相关联的电特性，例如其 电长度和Q因子，其分别影响天线布置的谐振频率和带宽。
例如，改变槽14的物理长度L以改变其电长度。
改变槽14的物理位置可以影响其电特性。在图1中，槽14终 止于壳体12的边18,而在图2和图3所示的示例中，槽14没有终 止于壳体的边，而是被完全包含在壳体12的面13之内。
增加与槽14相关联的感应系数将增加槽的电长度(这将降低谐 振频率)，并可以降低带宽。电长度例如可以通过增加槽的物理长 度来增加。 一种选择是根据一个或多个曲面分段来形成槽，另一种 选择是如图2所示，使槽14弯曲(而不是使用图1和图3中的直槽)。 例如，按照图3所示通过降低槽的宽度(而不是具有如图1和图2 所示的恒定宽度W)来增加与槽相关联的电容，这将降低槽的电长 度(提高谐振频率)，并增加带宽。
作为对改变槽14物理特性的增加或者备选，可以使用集总 (lumped)电学组件来操纵槽14的电特性。图4示出了槽14，其具 有跨过槽14连接的电子电路7。电子电路7可以包括一个或多个集 总组件。
还可以通过将匹配电路8附接至天线2来修改天线布置10的电 特性。
天线布置能够作为大量频带中的一个或多个处的接收机和/或发 射机来进行操作，这些频带包括以下频带蓝牙(2400-2483.5MHz); WLAN ( 2400画2483.5MHz ) ; HLAN ( 5150-5850MHz ) ; GPS (1570.42-1580.42MHz) ; US-GSM 850 ( 824-894MHz ) ; EGSM 900(880-960MHz ) ; EU-WCDMA 900 ( 880-960MHz ) ; PCN/DCS 1800 (1710-1880MHz) ; US-WCDMA 1900 ( 1850-1990MHz) ; WCDMA 2100 (发射机1920-1980MHz接收机:2110-2180MHz) ; PCS 1900 (1850-1990MHz) ; UWB Lower ( 3100-4900MHz ) ; UWB Upper (6000-10600MHz ) ; DVB-H ( 470-702MHz ) ; DVB曙H US (1670-1675MHz ) ; Wi Max ( 2300國2400MHz, 2305画2360MHz ， 2496-2690MHz, 3300-3400MHz， 3400-3800MHz， 5250-5875MHz); RFIDUHF ( 433MHz, 865-956MHz, 2450MHz)。
在图IA和图IB示意性示出的一个特定实施方式中，所述设备 是移动蜂窝电话，天线2是芯片绝缘体(陶瓷)单机馈送天线，并 且操作于2.45GHz WLAN频带。其具有维度9mmx3mmx2mm (长、 宽、高)，并且安装在一块大小为9.75mmx7mm的无铜PWB上。 天线2的长度相对于槽14的长度而言是正交的且横向的。天线2与 槽之间的距离是l.lmm。
壳体12为设备提供了同质的、金属的外壳。物理槽长度L约为 2.45GHz处波长的1/4。槽14具有2.4mm的恒等宽度W以及25mm 的长度L,也即L>10*W。如图IA和图IB中，槽14终止于壳体12 的边。槽14可以集成到壳体12的通风孔中。可以利用橡胶带来覆 盖槽14。
尽管在上文中已经参考各种示例描述了本发明的实施方式，应 当意识到，在不脱离要求保护的本发明的范围的情况下，可以对给 出的示例进行修改。
尽管在上文说明书中尽量将注意力集中在本发明那些被认为特 别重要的特征上，但是应当理解的是，申请人请求保护此前参考和/ 或在附图中示出的任何可受专利保护的特征以及特征组合，不论是 否对其进行了特别的强调。
权利要求
1.一种天线布置，包括天线，其至少占用第一平面；导体结构，其与所述天线绝缘，但是被布置为由所述天线寄生馈送，所述导体结构具有槽，并且至少占用与所述第一平面不同但是与之邻近的第二平面。
2. 根据权利要求1所述的天线布置，其中所述导体结构是所述 天线布置的壳体的部分。
3. 根据权利要求2所述的天线布置，其中所述壳体是设备的壳 体，并且所述天线是位于所述壳体内的内部天线。
4. 根据权利要求2或者3所述的天线布置，其中所述壳体包括 边，并且所述槽终止于所述边。
5. 根据权利要求2到4中任一项所述的天线布置，其中所述壳 体具有由边包围的面，并且所述槽完全位于所述面中。
6. 根据任一前述权利要求所述的天线布置，其中所述天线具有 第一谐振频率，并且所述槽的尺寸被设置为具有如下电长度，即所 述电长度对应于与所述第 一 谐振频率相对应的谐振波长的四分之一 的一倍或者多倍。
7. 根据任一前述权利要求所述的天线布置，其中所述槽具有最 小宽度和长度，并且所述长度至少比所述最小宽度大io倍。
8. 根据任一前述权利要求所述的天线布置，其中所述槽具有恒 定宽度。
9. 根据权利要求1到7中任一项所述的天线布置，其中所述槽 具有可变宽度。
10. 根据任一前述权利要求所述的天线布置，其中所述槽是直的。
11. 根据权利要求1到9中任一项所述的天线布置，其中所述槽 弯曲。
12. 根据权利要求1到9中任一项所述的天线布置，其中所述槽包括一个或多个曲面分段。
13. 根据任一前述权利要求所述的天线布置，包括跨过所述槽连 接的电子电路。
14. 根据权利要求13所述的天线布置，其中所述电子电路的阻 抗将所述天线布置的谐振频率调谐到第 一谐振频率。
15. 根据权利要求13或14所述的天线布置，其中所述电子电路 包括单个组件。
16. 根据任一前述权利要求所述的天线布置，其中塑料壳体包括 金属覆盖，并且所述槽由所述金属覆盖的缺失来限定。
17. 根据任一前述权利要求所述的天线布置，还包括连接至所述 天线的匹配电路。
18. 根据任一前述权利要求所述的天线布置，其中所述天线是芯 片绝缘体馈送天线。
19. 一种设备，包括壳体，具有外部金属喷镀，其定义内部腔 体；以及位于所述腔体内的、根据任一前述权利要求所述的天线布 置，其中所述外部金属喷镀提供所述导体结构，并且所述槽提供对 所述内部腔体的电》兹孔。
20. 根据权利要求18所述的设备，其中所述槽由绝缘体覆盖。
21. —种设备，包括定义内部腔体的导体壳体；所述导体壳体 中的开口；以及位于所述腔体内邻近所述开口的天线。
22. 根据权利要求21所述的设备，其中在操作中，所述天线对 作为谐振器操作的金属壳体进行馈送。
23. 根据权利要求21或22所述的设备，其中所述天线具有第一 谐振频率，并且所述开口具有与所述第 一谐振频率的谐振相对应的 电尺寸。
24. 根据权利要求21、 22或23所述的设备，其中所述导体壳体 包括绝缘体村底和外部金属喷镀。
25. 根据权利要求21、 22、 23或24所述的设备，其中在所述天线和所述槽之间没有插入导体元件。
26. —种天线布置，包括 天线，其具有第一谐振波长人；导体壳体，其与所述天线绝缘，但是由所述天线间接馈送，所 述导体壳体具有槽，所述槽具有对应于人/4倍数的电长度。
27. —种方法，包括直接馈送至少占用第一平面的天线；以及使用所述天线来直接馈送带槽的导体结构，所述导体结构与所 述天线绝缘，并且至少占用与所述第一平面不同但是与之邻近的第 二平面。
全文摘要
一种天线布置，包括天线，其至少占用第一平面；导体结构，其与所述天线绝缘，但被布置为由所述天线寄生馈送，所述导体结构具有槽，并且至少占用与所述第一平面不同但是与之邻近的第二平面。
文档编号H01Q1/24GK101641826SQ200780052530
公开日2010年2月3日 申请日期2007年4月10日 优先权日2007年4月10日
发明者A·阿科, J·奥里凯南 申请人:诺基亚公司