用于无线通信的装置、方法和计算机程序的制作方法

专利名称：用于无线通信的装置、方法和计算机程序的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉及一种装置、方法和计算机程序。具体而言，它们涉及一种在移
动蜂窝电话中的装置、方法和计算机程序。
背景技术：
在电子无线电通信设备领域中，存在对减小所述设备的整体尺寸的期望。另外，最近电子部件尺寸的减小已允许印刷线路板(PWB)的尺寸被减小。 用于无线电通信设备的天线布置通常包括需要接地平面来操作的非平衡谐振天线。在多数设备中，印刷线路板充当用于天线元件的接地平面。如果平面的最大尺度为A /2或者入/2倍数级(其中A等于操作波长)，则接地平面也可以支持辐射它自己的谐振模式。在无线电通信频带(例如850MHz)，可以通过使用天线元件不仅作为辐射器而且激励接地平面的谐振模式(该接地平面然后辐射来自设备的大部分信号)来实现天线元件的微型化。 为了最大化便携无线电通信设备上的相对小的天线元件的工作带宽，天线和接地平面的谐振模式的谐振频率应当基本上相等，并且在谐振模式之间应当有相对强的耦合。当接地平面的最大尺度(通常为长度)等于A/2时，接地平面最低级模式谐振。天线元件可能影响接地平面的电长度从而使它在电性上比接地平面的物理长度更长或者更短。当接地平面的电长度为A/2的倍数时，发生更多的接地平面谐振。例如可以使用特性模式分析来发现用于不同频率的最优接地平面长度(或者其它尺度)。 电长度是按波长表达的电流通路的长度。电长度对于纵向谐振模式可以与接地平面的物理长度有关，以及对于横向谐振模式与接地平面的宽度有关。因为例如迂回或添加离散部件改变电长度，所以电长度不需要等于物理尺度中的任一个。此外，因为电流路径是横向和纵向部件的组合，所以在接地平面中添加槽孔使电长度更长。因为不同天线生成不同电流分布和位于各种工作频率处的谐振模式，所以设备通常将具有多个电长度。
随着印刷线路板的尺寸减少(例如在100mm以下)，天线布置的性能可能由于印刷线路板的电长度对于希望的工作频带而言过短而恶化。因而，在相对小的设备中可能难以实现合理天线性能。 因此将希望提供一种替代装置。

发明内容
根据本发明的各种但是并非所有实施例，提供一种装置，该装置包括辐射器，具有电长度；第一传导元件；互连器，连接到辐射器和第一传导元件、具有第一配置和第二配置，其中辐射器在互连器处于第一配置时具有第一电长度，而在互连器处于第二配置时具有与第一电长度不同的第二电长度。 辐射器可以连接到馈线并且可以被配置成从馈线接收电能。辐射器可以包括第一部分和第二分离部分。馈线可以连接到第一部分和第二部分。互连器可以包括用于在第一配置与第二配置之间切换互连器的开关。互连器可以包括布置成将互连器配置成第一配置 和第二配置的频率选择性元件。 辐射器可以包括接地平面，并且该装置还可以包括被定位用于与接地平面耦合的 天线。 当互连器处于第一配置时，互连器可以将接地平面连接到第一传导元件，而当互 连器处于第二配置时，互连器可以将第一传导元件从接地平面断开。 该装置可以包括第二传导元件，并且当互连器处于第一配置时，互连器可以将接 地平面连接到第一传导元件，而当互连器处于第二配置时，互连器可以将接地平面连接到 第二传导元件。 互连器可以包括用于在第一配置与第二配置之间切换互连器的开关。 互连器可以包括可以布置成根据向互连器输入的信号的频带将互连器配置成第
一配置和第二配置的频率选择性元件。 该装置可以包括第三传导元件以及连接到第一传导元件和第三传导元件的又一
互连器。又一互连器可以具有第一配置和第二配置，其中接地平面可以在互连器处于第一
配置时具有第三电长度，而在互连器处于第二配置时具有第四电长度。 又一互连器可以包括用于在第一配置与第二配置之间切换又一互连器的开关。 又一互连器可以包括可以布置成根据向又一互连器输入的信号的频带将又一互
连器配置成第一配置和第二配置的频率选择性元件。 天线可以定位于接地平面上。天线可以定位于第一传导元件上。 传导元件可以是该装置的提供除改变辐射器的电长度之外的功能的部件。传导元
件可以仅被提供用于改变辐射器的电长度。 该装置还可以包括连接到辐射器和互连器用于抑制流过其的直流或者低频电流 的去耦合电容器。 该装置还可以包括用于抑制在该装置中的RF信号的流动的RF扼流圈。该装置还 可以包括直接连接到传导元件用于改变传导元件的电长度的又一传导元件。改变互连器的 配置可以改变装置中的电流分布。 该装置还可以包括连接到辐射器的频率选择电磁带隙结构，其被布置成防止辐射 器在预定频带处谐振。辐射器的电长度可以与辐射器的物理长度有关。 辐射器可以具有又一电长度，并且又一电长度可以在互连器处于第一配置时具有 第一值而在互连器处于第二配置时具有第二值。辐射器的又一电长度可以与辐射器的物理 宽度有关。 根据本发明的各种但是并非所有实施例，提供一种包括如先前段落中所述装置的 便携电子设备。 根据本发明的各种但是并非所有实施例，提供一种包括如先前段落中所述装置的 模块。 根据本发明的各种但是并非所有实施例，提供一种方法，该方法包括提供具有电 长度的辐射器、第一传导元件、互连器，该互连器连接到辐射器和第一传导元件、具有第一 配置和第二配置；布置辐射器从而辐射器在互连器处于第一配置时具有第一电长度而在互 连器处于第二配置时具有与第一电长度不同的第二电长度。
该方法还可以包括将辐射器连接到馈线，其中辐射器可以被配置成从馈线接收电能。 辐射器可以包括接地平面，并且该方法还可以包括提供被定位用于与接地平面耦合的天线。 当互连器处于第一配置时，互连器可以将辐射器连接到第一传导元件，而当互连器处于第二配置时，互连器可以将第一传导元件从辐射器断开。 该方法可以包括提供第二传导元件，并且当互连器处于第一配置时，互连器可以将辐射器连接到第一传导元件，而当互连器处于第二配置时，互连器可以将辐射器连接到第二传导元件。 该方法还可以包括控制互连器以在第一配置与第二配置之间切换。 根据本发明的各种但是并非所有实施例，提供一种计算机可读存储介质，该计算
机可读存储介质利用在由处理器执行时进行以下操作的指令来编码控制连接到辐射器和
第一传导元件的互连器以向辐射器在互连器处于第一配置时提供第一电长度而在互连器
处于第二配置时提供与第一电长度不同的第二电长度。 该计算机可读存储介质可以利用在由处理器执行时进行以下操作的指令来编码检测辐射器是否要求改变电长度并且响应于该检测来控制互连器。 根据本发明的各种但是并非所有实施例，提供一种计算机程序，该计算机程序在运行于计算机上时进行控制连接到辐射器和第一传导元件的互连器以向辐射器在互连器处于第一配置时提供第一电长度而在互连器处于第二配置时提供与第一电长度不同的第二电长度。 该计算机程序在运行于计算机上时可以进行检测辐射器是否要求改变电长度并且响应于该检测来控制互连器。


为了更好地理解本发明的各种实施例，现在将仅通过示例方式参考以下附图 图1图示了包括根据本发明各种实施例的天线布置的装置的示意图； 图2图示了根据本发明第一实施例的天线布置的部分示意图； 图3图示了根据本发明第二实施例的天线布置的部分示意图； 图4图示了根据本发明一个实施例的并入滑动机构的移动蜂窝电话的示意侧视图； 图5图示了根据本发明一个实施例的并入折叠机构的移动蜂窝电话的示意侧视图； 图6图示了根据本发明各种实施例的装置的示意图； 图7图示了根据本发明各种实施例的装置制造方法的流程图；并且 图8图示了根据本发明各种实施例的互连器控制方法的流程图。
具体实施例方式
附示了装置IO，该装置包括具有电长度的辐射器30 ;传导元件15、16、18、20、22、24、38、42、44、48、66、70 ;互连器32、46、64，连接到辐射器30和传导元件，具有第一配置和第二配置，其中辐射器30在互连器处于第一配置时具有第一电长度而在互连器处于第二配置时具有与第一长度不同的第二长度。 图1图示了包括根据本发明各种实施例的天线布置12的装置10的示意图。具体而言，装置10包括控制器14、存储器15、显示器16、用户输入设备18、输出设备20、电源22、一个或者多个可选传导元件24、收发器26、一个或者多个天线元件28、辐射器30、互连器32a、32b、32c、32d、32e、32f以及可选地包括传感器33。 在以下描述中，表达"连接"和"耦合"及其派生词意味着可选地连接/耦合。应当理解可以存在任何数目或者组合的居间部件(包括无居间元件)。此外应当理解连接/耦合可以是物理电连接和/或电磁连接。 此外在以下描述中应当理解当提到天线可工作在谐振频带中时，应当理解意味着天线可工作在天线可以有效工作的频带内。例如当天线的插入损耗S11大于工作阈值如4dB或者6dB时出现有效工作。 在图1中，细线用来代表在装置10的控制器14与部件之间的控制/数据线。粗线用来代表在装置10的接地平面30与传导元件之间的电(RF短路)连接。
装置10可以是任何无线电通信电子设备。特别地，装置10可以是例如移动蜂窝电话、个人数字助理(PDA)或其它便携式无线电通信设备的便携式无线电通信设备。
控制器14可以是任何适当的处理器，并且例如可以是微处理器。控制器14可以是离散的单独的部件，或者可以集成于互连器中。控制器14的实施可以仅为硬件(例如电路、处理器...)、具有某些软件方面(仅包括固件)或者可以是硬件和软件的组合(包括固件)。 可以使用实现硬件功能的指令、例如通过使用通用或者专用处理器中的可执行计算机程序指令(这些指令可以存储于计算机可读存储介质(例如磁盘、存储器等)上以由这样的处理器执行)来实施控制器14。 连接控制器14以从存储器15读取和向存储器15进行写入。控制器14也可以包括输出接口 (数据和/或命令经由该接口由控制器14输出)和输入接口 (数据和/或命令经由该接口向控制器14输入)。存储器15可以是任何适当的存储器，并且例如可以是诸如闪存的永久内置式存储器，或者可以是诸如硬盘、安全数字(DS)卡或者微驱动器的可移除存储器。 存储器15存储计算机程序17，该计算机程序包括在加载到控制器14中时控制装置10的操作的计算机程序指令。计算机程序指令17提供使装置10执行实现图7中所示方法的逻辑和例程。控制器14通过读取存储器15能够加载和执行计算机程序17。
计算机程序17可以经由任何适当递送机制19到达装置10。递送机制19可以例如是计算机可读存储介质、计算机程序产品、存储器设备、记录介质如CD-ROM或者DVD、有形地体现计算机程序17的制造产品。递送机制19可以是被配置成可靠地传送计算机程序17的信号。装置10可以传播或者发送作为计算机数据信号的计算机程序17。
虽然将存储器15图示为单个部件，但是它可以实施为一个或者多个单独部件(其中一些或者所有部件可以是集成的/可移除的)和/或可以提供持久/半持久/动态/高速缓存存储。 对"计算机可读存储介质"、"计算机程序产品"、"有形体现的计算机程序"等或者"控制器"、"计算机"、"处理器"等的引用应当理解为不仅涵盖具有不同架构(比如单/多处 理器架构和顺序(例如Von Neumann)/并行架构)的计算机而且涵盖专用电路(比如现场 可编程门阵列(FPGA)、专用电路(ASIC)、信号处理设备和其它设备)。对计算机程序、指令、 代码等的引用应当理解为涵盖用于可编程处理器或者固件的软件，诸如例如硬件设备的可 编程内容(无论是用于处理器的指令还是用于固定功能的设备、门阵列或者可编程逻辑器 件等的配置设置)。 显示器16耦合到控制器14，用于接收和显示数据。控制器14可以从存储器15读 取数据，并且向显示器16提供该数据以用于向移动蜂窝电话10的用户进行显示。控制器 14可以被布置成控制显示器16上的图形用户界面。控制器16可以是任何适当的显示器， 并且可以例如是薄膜晶体管(TFT)显示器或者液晶显示器(LCD)。 连接控制器14以从用户输入设备18读取信号。用户输入设备18可以是用户可 以用来与装置IO进行交互的任何设备。例如，用户输入设备18可以是麦克风、小键盘、操 纵杆或者任何其它适当的设备。 控制器14连接到输出设备20以向用户传达信息。例如，输出设备20可以是布置 成听觉上向用户提供信息的音频扬声器或者是第二显示器。 电源22可以是适合于向装置10供电的任何电功率源。例如，在移动蜂窝电话中， 电源22可以是一个或者多个电池。电源22被布置成向装置的各部件(例如控制器14、存 储器15、显示器16等...)提供电功率，但是为了保持图1的清晰，电源的用于此目的的连 接未被示出。 如上文提到的那样，装置10也包括一个或者多个传导元件24。传导元件24包括 具有导电的部分的任何元件或设备。例如，传导元件24可以包括(但不限于)印刷线路板 (PWB)、RF屏蔽、金属箔、柔性PWB、盖罩、金属涂层、传导机械加强元件、围绕其它单元(如显 示器)的金属框、缆线组件、柔性互连线、铰接、插座、诸如电容器和电感器的电抗部件以及 用于振动装置10的振动机构。传导元件24在一些实施例中为可选的，并且将在以下段落 中更具体地加以讨论。 可以通过例如使用全金属部件、具有金属涂层的部件、具有传导墨的部件、具有传 导塑料以及传导液体和气体的部件来获得元件的电传导性。 上文提到的传导元件可以用不同方式相互连接以及连接到辐射器30。例如，电流
连接可以通过螺钉、顶针(pogo pin)、传导条、软线(flexes)、弹簧等......来实现。传导
元件可以在一个或者多个位置(例如在拐角)电流连接而在其它位置机械连接但是电绝 缘。为了实现电绝缘，可以使用如下金属螺钉，这些螺钉具有与它们相邻的绝缘塑料部分。 可替换地，所述螺钉可以是非导体的。 收发器26连接到一个或者多个天线元件28、控制器14和接地平面30。在一些实 施例中，一个或者多个天线元件28可以连接到接地平面30。控制器14被布置成向收发器 26提供数据。收发器26被布置成对数据进行编码并且向一个或者多个天线元件28提供该 数据以进行传输。 一个或者多个天线元件28被布置成作为无线电信号发送编码的数据。
—个或者多个天线元件28也被布置成接收无线电信号。 一个或者多个天线元件 28然后向收发器26提供接收的无线电信号，该收发器26将无线电信号解码成数据。收发 器26然后向控制器14提供该数据。
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—个或者多个天线元件28可以是适合于无线电通信的任何天线元件。例如，在装 置10为移动蜂窝电话的实施例中，一个或者多个天线元件28可以包括(但不限于)平面 倒F天线(PIFA)、倒F天线(IFA)、鞭形天线、环形天线、螺旋天线、单极天线、槽孔天线、切 口天线和介质谐振器天线(DRA)。应当理解，一个或者多个天线元件可以包括上述天线类型 的任何组合。 天线布置12被布置成在多个不同工作射频频带中并且经由多个不同协议来进 行工作。在各种实施例中，天线布置12包括可以根据不同协议(多无线电设备)或者 相同协议(分集/MIM0)来工作的多个天线元件。例如，不同频带和协议可以包括(但 不限于)DVB-H470MHz到750MHz、 US-GSM 850 (824-894MHz) ;EGSM 900 (880-960MHz); GPS 1572. 42MHz、 PCN/DCS1800(1710-1880MHz) ;US_WCDMA1900 (1850-1990)频带； WCDMA21000频带(Tx :1920-1980/Rx :2110-2180) ;PCS1900 (1850-1990MHz) ;2. 5GHz WLAN/ BT、5GHz WLAN、 DRM(O. 15—30. OMHz) 、 FM(76—108MHz) 、 AM(O. 535—1. 705MHz) 、 DVB—H[US] (1670-1675MHz) 、 WiMax (2300-240謹Hz、2305-2360MHz、2496-2690MHz、3300-340謹Hz、 3400-3800MHz、5150-5875MHz) 、 RFID (LF[125-134kHz] 、 HF[13. 56MHz]) 、 UHF[433MHz、 865-956MHz或2. 45GHz]以及UWB 3. OGHz到10. 6GHz。因此， 一个或多个天线元件28中的
每个可以具有不同电长度以便实现这些频率和协议。1^j^射器30是布置成与一个或者
多个天线元件28耦合的电传导构件。在本发明的各种实施例中，辐射器30包括如下接地
平面，该接地平面可以是装置的部件(例如电源22、显示器16等......)以及一个或者多
个天线元件28装配于其上的印刷线路板(PWB)。在本发明的其它实施例中，一个或者多个 天线元件28装配于其上的接地平面30可以是不同传导元件，并且可以例如是移动蜂窝电 话的小键盘。 可以使用各种技术来改变接地平面30的一个或者多个电长度(例如与物理长度 和/或物理宽度有关)。例如，为了增大接地平面30的电长度，可以在接地平面中切割槽孔 以给予它以迂回的形状和/或传导条(直通、弯曲或者迂回的)可以连接到接地平面30。 为了减小接地平面30的电长度，接地平面30可以连接到调谐接地平面的离散部件或者连 接到陷波器。这些技术也可以应用于任何传导元件以便保证它们具有希望的电长度。具体 而言，上文提到的任何传导元件的导电外壳可以被迂回或塑形为使得所述传导元件的电长 度中的一个或多个改变。 在一些实施例中，接地平面30可以连接到频率选择电磁带隙结构31。带隙结构 31是可以放置于接地平面30之上并且连接到接地平面30的周期性金属结构。带隙结构 31抑制在一个频率范围内的电流流动，并且可以用来防止接地平面30在预定频带处产生 谐振。 接地平面30分别经由互连器32a、32b、32c、32d、32e、32f连接到电源22、显示器 16、用户输入设备18、输出设备20、一个或者多个传导元件24和存储器15。
在接地平面30与传导元件之间的连接可以包括抑制直流或者低频电流流动但是 允许传播RF信号的去耦合电容器37。在图1中，图示了去耦合电容器37并且该去耦合电 容器37连接到接地平面30和互连器32a。利用去耦合电容器，互连器32可以用来调谐接 地平面的电长度而不干扰部件的工作。
在各种实施例中，可以提供一个或者多个RF扼流圈41以抑制RF信号在装置IO 中的流动。例如，RF扼流圈41可以连接到电源22的功率端子以防止RF信号在装置的供 电电路中流动。 电源22、显示器16、用户输入设备18、输出设备20和存储器15各自包括电传导部 分，并且因此可以认为是传导元件。例如，电源22可以具有金属性的外壳，并且因此可以电 传导的。接地平面30经由互连器连接到传导元件的传导部分。应当理解，除连接到互连机 构和用于被安排为改变接地平面的一个或多个电长度之外，传导元件还可以具有功能(例 如提供电功率)。也应当理解，传导元件可以仅被提供以用于连接到互连器并且改变接地平 面的一个或者多个电长度(例如，如在金属箔的情况下那样)。 可以向一传导元件直接连接另一传导元件以改变传导元件的一个或者多个电长 度。例如，在图1中，电源22连接到改变电源22的电长度的传导元件(传导条221)。传导 条221可以具有任何形状并且可以是直通、弯曲或者迂回的。 在本发明的各种实施例中，天线布置12为非平面。接地平面30可以是限定平面 的印刷线路板，并且传导元件可以定位于这一平面以外。例如，移动蜂窝电话的小键盘是通 常定位于印刷线路板之上的传导元件。 在本发明的各种实施例中，传导元件22、26、18、20、24、15可以经由互连器相互连 接。例如在图1中，显示器16经由互连器32c (经由由虚线34代表的连接)连接到用户输 入设备18。 另外，在本发明的各种实施例中，互连器可以连接到多于一个传导元件。例如，互 连器32e可以连接到传导元件24和存储器15(经由由虚线36代表的连接)。
在本发明的实施例中，互连器32a、32b、32c、32d、32e、32f具有至少第一配置和第 二配置，并且用来向装置10提供可重新配置的接地平面。 当互连器处于第一配置时，互连器可以将接地平面连接到第一传导元件，并且由 此改变接地平面30的一个或者多个电长度(例如与接地平面的物理宽度和/或物理长度 有关)。因而，也可以改变接地平面30的谐振频带。 当互连器处于第二配置时，互连器可以将接地平面30从第一传导元件断开，从而 接地平面30的一个或者多个电长度未更改它们的原有电长度。取而代之，互连器可以将接 地平面30连接到第二个、不同的传导元件，并且由此改变接地平面30的一个或者多个电长 度(和谐振频带)。 互连器32a至32f可以包括用于将传导元件电连接到接地平面和从接地平面断开 传导元件、并且可以由控制器14控制的开关。开关可以是MEMS开关、CMOS开关、GaAs开 关、PIN 二极管开关、机械开关或者任何其它适当开关。 包括机械开关的互连器可以在设备的用户改变设备的配置时进行连接或者中断 连接。例如，如果设备为便携无线电电话，则机械开关可以在折叠机构(见图5)开启和闭 合时或者在滑动机构(见图4)开启和闭合时改变配置。此外，如果电话为可旋转终端，则 开关可以在电话被旋转时改变配置。 互连器也可以包括电气或者机械控制的可变电抗(例如变抗器)或者电阻。可以 使用任何适当高频或者RF技术如半导体、MEMS、 BST (钛酸锶钡)来实施这些控制部件。
取而代之(或者除此之外)，互连器32a至32f还可以包括如下频率选择性元件(例如互连器32a包括频率选择性元件35)，仅在输入信号的频率在预定阈值频率以上或者 以下，该频率选择性元件才允许接地平面30与传导元件进行电连接。例如，如果频率选择 性元件为低通滤波器，则互连器在输入信号的频率在预定阈值频率以下时将允许接地平面 和传导元件连接，而在输入信号的频率在预定阈值频率以上时不会允许它们连接。频率选 择性元件可以是SAW/BAW滤波器、MEMS滤波器或者LC滤波器(具有调谐电容器)。应当理 解，开关和频率选择性元件的不同组合可以用于互连器。 在各种实施例中，装置10包括传感器33，其被布置成测量一个或者多个天线元件 28的阻抗，并且向控制器14提供这一信息。控制器14被布置成读取这一信息并且相应地 控制互连器，以便向一个或者多个天线元件28提供希望的阻抗。 本发明的实施例提供的一个优点在于，它们允许更改接地平面30的一个或者多 个电长度，并且因而可以针对给定的工作频带、装置位置和/或布置来优化天线性能。可以 改变接地平面30的电长度并且因此改变接地平面30的谐振频率以更接近地匹配天线元件 的工作频率。 本发明的实施例也提供又一优点在于，它们也可以用来控制在不同频率的电流分 布。通过控制电流分布，可以改变一个或者多个天线的输入阻抗、近场、隔离和辐射模式。因 而，本发明的实施例可以用来减少装置10的一部分处的近场、增大天线之间的隔离和/或 控制辐射模式。 在一个实施例中，天线布置12可以包括布置成在第一工作频带中工作的第一天 线元件和布置成在第二个不同工作频带中工作的第二天线元件。接地平面的电长度(在这 一实施例中与物理长度有关)可以被改变以便优化第一天线元件在第一天线元件可操作 时的性能，并且可以被改变以便优化第二天线元件在第二天线元件可操作时的性能。例如， 如果第一工作频带为US-GSM850，而第二工作频带为US-WCDMA1900，则互连器可以在第一 天线元件可操作时将接地平面30连接到传导元件以便增加接地平面的电长度(并且因此 将接地平面的谐振频率降低为US-GSM850)，而在第二天线元件可操作时将接地平面30从 传导元件断开以便减少电长度(并且因此将接地平面的谐振频率提高至US-WCDMA1900)。
此外，可以更改接地平面30的电长度以便考虑装置10的可以影响天线性能的不 同位置(例如在进行电话呼叫之时靠近用户的脸颊)和布置(例如用于滑动式和折叠式电 话)。 本发明的实施例提供的另一优点在于，它们可以允许减少装置的印刷线路板的尺 寸。由于印刷线路板通常充当用于天线元件的接地平面，所以可以减少它的尺寸，因为可以 通过将它连接到不同传导元件来改变它的电长度。 图2图示了根据本发明第一实施例的天线布置12的部分示意图。在这一实施例 中，接地平面30经由互连器32连接到传导元件38。互连器32包括由来自控制器14(图1 中所示)的信号40控制的开关39。可以通过对开关39进行控制以在将接地平面30电连 接到传导元件38和将接地平面30从传导元件38断开之间切换，来改变接地平面30的电 长度。 例如，如果传导元件38包括串联电感器，则接地平面30的电长度可以在接地平 面30连接到电感器时延长。如果传导元件38包括串联电容器，则接地平面30的电长度可 以在接地平面连接到电容器时縮短。也可以通过将接地平面30连接到高阻抗表面(比如A /4传输线)针对给定的射频来縮短接地平面30的电长度。可以通过以适当方式布置传 导元件或者通过将附加机械条连接到任何传导元件来形成高阻抗表面。这样的布置还可以 使接地平面的电长度对于其它无线电频率更长。 图3图示了根据本发明第二实施例的天线布置12的部分示意图。在这一实施例 中，接地平面30经由第一互连器46连接到第一传导元件42和第二传导元件44。此外，接 地平面30经由第一互连器、第一传导元件42和第二互连器50连接到第三传导元件48。
互连器46包括由来自控制器14的信号54控制的开关52。可以通过对开关52进 行控制以在将接地平面30电连接到第一传导元件42和将接地平面30连接到第二传导元 件44之间进行切换来改变接地平面30的电长度。 如果开关52将接地平面30连接到第一传导元件42，则接地平面30也可以连接到 第三传导元件48以再次改变接地平面30的电长度。第二互连器50包括开关55，开关55 可以由控制器14经由信号56来控制为，在将第一传导元件42连接到第三传导元件46和 将第一传导元件42从第三传导元件48断开之间进行切换。 现在将描述例子以向读者示出图3中所示实施例如何可以使接地平面30能够在 低频带(例如US-GSM 850)、中频带(例如GPS 1572MHz)和高频带(例如US-WCDMA1900) 这三个不同的谐振模式中工作。在这一实施例中，第一、第二和第三传导元件各自具有它们 自己的电长度。第一传导元件42具有比第二传导元件44的电长度更长的电长度。
如果天线布置12将工作于高频带，则控制器14控制开关52以将接地平面30连 接到第二传导元件44，并且由此向接地平面30提供相对短的电长度和相对高的谐振频率。
如果天线布置12将工作于中频带，则控制器14控制开关52以将接地平面30连 接到第一传导元件42，并且控制开关55以将第一传导元件从第三传导元件断开，并且由此 向接地平面30提供比当天线布置12在高频带中工作时更长的电长度。这一电长度允许接 地平面30谐振于中频带。 如果天线布置12将工作于低频带，则控制器14控制开关52以将接地平面30连 接到第一传导元件42。控制器14也控制开关55以将第一传导元件42连接到第三传导元 件48。通过将接地平面30连接到第一传导元件42和第三传导元件48，接地平面30的电 长度增大，从而接地平面30的电长度长于接地平面30对于高频带和中频带的电长度。该 电长度允许接地平面30谐振于低频带。 根据以上描述可以理解，如何可以改变接地平面30的电长度从而它可以在三个 不同的射频频带中谐振。应当认识到，以上仅是示例。取而代之或者除此之外，还可以改变 接地平面的另一电长度(比如与接地平面的物理长度有关的电长度)。这也可以用于针对 单个频带或者同时针对多个频带实现接地平面的纵向和横向谐振模式的最优组合。因此， 本发明的实施例提供的一个优点在于，可以改变接地平面30的电长度从而接地平面30可 以在多个工作频带中谐振。 图4图示了根据本发明一个实施例的并入滑动机构61的移动蜂窝电话10的示意 侧视图。移动蜂窝电话包括经由滑动机构61相互连接的第一外壳58和第二外壳60。第一 外壳58容纳接地平面30 (在这一实施例中为PWB)，其中天线元件62、互连器64和经由互 连器64连接到接地平面30的电源22装配于该接地平面上。第二外壳60包括印刷线路板 66，其中印刷电路板上装配有互连器68。显示器16经由互连器66连接到印刷线路板66。
13接地平面30和印刷线路板66经由电缆63相互连接。滑动式电话在本领域中公知，并且这 里将不具体讨论滑动机构的运转。 可以通过将接地平面30电连接到电源22、印刷线路板66和显示器16来更改它的 电长度。 图5图示了根据本发明一个实施例的并入折叠机构67的移动蜂窝电话10的示意 侧视图。图5中所示移动蜂窝电话类似于图4中的移动蜂窝电话，并且在特征相似之处使 用相同标号。移动蜂窝电话包括经由折叠机构67(例如可以是铰接)相互连接的第一外壳 58和第二外60。第一外壳58容纳接地平面30 (在这一实施例中为PWB)，其中天线元件62、 互连器64和经由互连器64连接到接地平面30的电源22装配于该接地平面上。第二外壳 60包括印刷线路板66，其中印刷线路板上装配有互连器68。显示器16经由互连器66连接 到印刷线路板66，而第二显示器70经由互连器72连接到显示器16。接地平面30和印刷 线路板66经由电缆63相互连接。 可以通过将接地平面30电连接到电源22、印刷线路板66、显示器16和第二显示 器70来更改它的电长度。 本发明的实施例针对滑动式和折叠式移动蜂窝电话10提供的优点在于，它们使 接地平面30的电长度能够在电话放置于它的闭合配置时(即在两个外壳58和60相互紧 靠时)延伸，并且由此改善天线性能。在一个实施例中，控制器14被布置成确定电话何时 开启或者闭合并且相应地控制互连器64、68和72。取而代之，可以提供用于根据电话的配 置(即它是开启还是闭合)来选择互连器的配置的机械设备。 图6图示了根据本发明各种实施例的装置10的示意图。图6中所示装置10类似 于图1至图5中所示装置IO，并且在特征相似之处使用相同标号。 图6的装置10与图1至图5中所示装置不同在于它不包括用于与辐射器30耦合 的专用天线(如例如图1中所示这样的天线元件28)(例如没有装配于辐射器30上的专用 天线)。图6的装置10代之以包括经由馈线74连接到收发器26 (图6中未图示)的辐射 器30(即直接电馈给辐射器30)。辐射器30可以是任何适当传导元件并且可以例如是印刷 线路板(PWB)、 RF屏蔽、金属箔、柔性PWB、用于装置或者用于装置的内部部件的盖罩、金属 涂层、传导机械加强元件、围绕其它单元(如显示器)的金属框、缆线组件、柔性互连线、铰 接、插座、诸如电容器或者电感器的电抗部件以及用于振动装置10的振动机构。根据上述 列举应当理解，辐射器30不是专用天线而可以是装置10的现有部件。
辐射器30被配置成有效地接收电磁信号并且向收发器26提供这些信号以进行解 码。类似地，辐射器30被配置成从收发器26接收编码信号并且将它们作为电磁信号有效 地发送。 辐射器30经由互连器32连接到传导元件24。传导构件24可以是装置10的任何 传导构件并且可以是一个或者多个上述传导构件。互连器32可以是任何适当互连器并且 可以是任何一个或者多个上述互连器。互连器32可以被配置成从控制器14接收控制信号 76，该控制信号76如上所述对互连器72的配置进行控制。 在这一实施例中，辐射器30包括均配置成接收馈线74并且可以形成偶极子天线 的第一部分78和第二分离部分80。如上所述，可以通过改变互连器32的配置来控制辐射 器30的电长度。在各种实施例中，第一部分78和第二部分80可以通过被布置成从控制器14接收控制信号82的互连器82相互连接。与互连器32 —样，通过改变互连器82的电长 度，控制器14可以选择用于辐射器30的适当电长度。 图6中所示实施例可以提供的优点在于，通过从装置10去除一个或者多个专用天 线中的至少一些天线并且通过使用辐射器30作为天线、装置10可以制作成更小和/或能 够容纳附加的电子部件。 图7图示了根据本发明各种实施例的制造装置10的方法的流程图。在框86提供 和相互连接辐射器30、第一传导元件24和互连器32。在直接馈给辐射器的实施例中，框86 也可以包括将辐射器连接到馈线(辐射器被配置成从馈线接收电能)。在装置包括专用天 线的实施例中，框86包括提供天线并且将它定位用于与接地平面耦合。在块88中，布置辐 射器30从而辐射器30在互连器32处于第一配置时具有第一电长度而在互连器32处于第 二配置时具有与第一电长度不同的第二电长度。 图8图示了根据本发明各种实施例的互连器控制方法的流程图。在框90，该方法 包括检测辐射器是否要求改变电长度。例如，控制器14可以检测装置10已经改变工作模 式(例如从文字消息接发模式到电话呼叫模式)，并且确定为了有效接收/发送所要求的辐 射器30的电长度的改变。在框90，该方法包括控制互连器30以改变配置并且由此改变辐 射器30的电长度。例如，控制器14可以向互连器发送控制信号，并且由此如控制信号中指 示的那样改变它的配置。该方法然后返回到框90。 图8中所示框可以代表方法中的步骤和/或计算机程序17中的代码部分。对框 的特定顺序的图示未必意味着有用于块的必需或者优选顺序而可以变化块的顺序和布置。 另外，可以有可能省略一些步骤。 虽然已经参照某些特征描述功能，但是那些功能可以由其它特征实现，无论这些 特征是否被描述过。 虽然已经参照某些实施例描述特征，但是那些特征也可以存在于其它实施例中， 无论这些实施例是否被描述过。 虽然已经参照各种例子在先前段落中描述本发明的实施例，但是应当理解，可以 对给出的例子进行修改而不脱离如要求保护的本发明范围。例如，应当理解，装置10可以 包括可以布置成使天线布置能够在多个不同射频频带和协议中工作的多个传导元件、多个 互连器和多个天线元件，并且本发明的实施例不限于上述示例。 除了明确描述的组合之外，可以以其它组合使用前述说明书中描述的特征。
尽管前述说明书中努力关注本发明的那些被认为特别重要的特征，但应当理解， 申请人:要求，对于以上提到和/或附图中示出的任何可取得专利权的特征或特征组合，不 论是否特别强调，都已对其施加保护。
1权利要求
一种装置，包括辐射器，具有电长度；第一传导元件；互连器，连接到所述辐射器和所述第一传导元件、具有第一配置和第二配置，其中所述辐射器在所述互连器处于所述第一配置时具有第一电长度，而在所述互连器处于所述第二配置时具有与所述第一电长度不同的第二电长度。
2. 如权利要求1所述的装置，其中所述辐射器连接到馈线并且被配置成从所述馈线接收电能。
3. 如权利要求2所述的装置，其中所述辐射器包括第一部分和分离的第二部分，所述馈线连接到所述第一部分和所述第二部分。
4. 如任一前述权利要求所述的装置，其中所述互连器包括用于在所述第一配置与所述第二配置之间切换所述互连器的开关。
5. 如权利要求1、2或者3所述的装置，其中所述互连器包括频率选择性元件，该频率选择性元件被布置成将所述互连器配置成处于所述第一配置和所述第二配置。
6. 如权利要求1所述的装置，其中所述辐射器包括接地平面，并且所述装置还包括被定位用于与所述接地平面耦合的天线。
7. 如权利要求6所述的装置，其中当所述互连器处于所述第一配置时，所述互连器将所述接地平面连接到所述第一传导元件，而当所述互连器处于所述第二配置时，所述互连器将所述第一传导元件从所述接地平面断开。
8. 如权利要求6所述的装置，包括第二传导元件，并且当所述互连器处于所述第一配置时，所述互连器将所述接地平面连接到所述第一传导元件，而当所述互连器处于所述第二配置时，所述互连器将所述接地平面连接到所述第二传导元件。
9. 如权利要求6至8中的任一权利要求所述的装置，其中所述互连器包括用于在所述第一配置与所述第二配置之间切换所述互连器的开关。
10. 如权利要求6或7所述的装置，其中所述互连器包括频率选择性元件，该频率选择性元件被布置成根据向所述互连器输入的信号的频带将所述互连器配置成处于所述第一配置和所述第二配置。
11. 如权利要求6至10中的任一权利要求所述的装置，包括第三传导元件以及连接到所述第一传导元件和所述第三传导元件的又一互连器，所述又一互连器具有第一配置和第二配置，其中所述接地平面在所述互连器处于所述第一配置时具有第三电长度而在所述互连器处于所述第二配置时具有第四电长度。
12. 如权利要求11所述的装置，其中所述又一互连器包括用于在所述第一配置与所述第二配置之间切换所述又一互连器的开关。
13. 如权利要求11所述的装置，其中所述又一互连器包括频率选择性元件，该频率选择性元件被布置成根据向所述又一互连器输入的信号的频带将所述又一互连器配置成处于所述第一配置和所述第二配置。
14. 如权利要求6至13中的任一权利要求所述的装置，其中所述天线被定位于所述接地平面上。
15. 如权利要求6、7或10所述的装置，其中所述天线被定位于所述第一传导元件上。
16. 如任一前述权利要求所述的装置，其中传导元件是所述装置的部件，其除了改变所述辐射器的电长度之外还提供功能。
17. 如权利要求1至15中的任一权利要求所述的装置，其中传导元件仅被提供用于改变所述辐射器的电长度。
18. 如任一前述权利要求所述的装置，还包括去耦合电容器，所述去耦合电容器连接到所述辐射器和互连器，用于抑制直流或者低频电流在其中的流动。
19. 如任一前述权利要求所述的装置，还包括RF扼流圈，所述RF扼流圈用于抑制RF信号在所述装置中的流动。
20. 如任一前述权利要求所述的装置，还包括直接连接到传导元件、用于改变所述传导元件的电长度的又一传导元件。
21. 如任一前述权利要求所述的装置，其中对互连器的配置进行改变改变了所述装置中的电流分布。
22. 如任一前述权利要求所述的装置，还包括连接到所述辐射器、布置成防止辐射器在预定频带处进行谐振的频率选择性电磁带隙结构。
23. 如任一前述权利要求所述的装置，其中所述辐射器的电长度与所述辐射器的物理长度有关。
24. 如任一前述权利要求所述的装置，其中所述辐射器具有又一电长度，并且所述又一电长度在所述互连器处于所述第一配置时具有第一值而在所述互连器处于所述第二配置时具有第二值。
25. 如权利要求24所述的装置，其中所述辐射器的所述又一电长度与所述辐射器的物理宽度有关。
26. —种便携电子设备，包括如权利要求1至25中的任一权利要求所述的装置。
27. —种模块，包括如权利要求1至25中的任一权利要求所述的装置。
28. —种方法，包括提供具有电长度的辐射器、第一传导元件、互连器，所述互连器连接到所述辐射器和所述第一传导元件、具有第一配置和第二配置，布置所述辐射器从而使得所述辐射器在所述互连器处于所述第一配置时具有第一电长度而在所述互连器处于所述第二配置时具有与所述第一 电长度不同的第二电长度。
29. 如权利要求28所述的方法，还包括将所述辐射器连接到馈线，其中所述辐射器被配置成从所述馈线接收电能。
30. 如权利要求28所述的方法，其中所述辐射器包括接地平面，并且所述方法还包括提供被定位用于与所述接地平面耦合的天线。
31. 如权利要求28至30中的任一权利要求所述的方法，其中当所述互连器处于所述第一配置时，所述互连器将所述辐射器连接到所述第一传导元件，而当所述互连器处于所述第二配置时，所述互连器将所述第一传导元件从所述辐射器断开。
32. 如权利要求28至30中的任一权利要求所述的方法，包括提供第二传导元件，并且当所述互连器处于所述第一配置时，所述互连器将所述辐射器连接到所述第一传导元件，而当所述互连器处于所述第二配置时，所述互连器将所述辐射器连接到所述第二传导元件。
33. 如权利要求28至32中的任一权利要求所述的方法，还包括控制所述互连器以在所 述第一配置与所述第二配置之间切换。
34. —种计算机可读存储介质，利用在由处理器执行时进行以下操作的指令来编码 控制连接到辐射器和第一传导元件的互连器，以向所述辐射器在所述互连器处于第一配置 时提供第一电长度而在所述互连器处于第二配置时提供与所述第一电长度不同的第二电 长度。
35. 如权利要求34所述的计算机可读存储介质，利用在由处理器执行时进行以下操作 的指令来编码检测所述辐射器是否要求改变电长度并且响应于所述检测来控制所述互连 器。
36. —种计算机程序，在运行于计算机上时进行控制连接到辐射器和第一传导元件的互连器，以向所述辐射器在所述互连器处于第一配置时提供第一电长度而在所述互连器 处于第二配置时提供与所述第一 电长度不同的第二电长度。
37. 如权利要求36所述的计算机程序，在运行于计算机上时进行检测所述辐射器是 否要求改变电长度并且响应于所述检测来控制所述互连器。
全文摘要
一种装置包括辐射器(30)，具有电长度；第一传导元件(24)；互连器(32e)，连接到辐射器(30)和第一传导元件(24)、具有第一配置和第二配置，其中辐射器(30)在互连器(32e)处于第一配置时具有第一电长度而在互连器(32e)处于第二配置时具有与第一电长度不同的第二电长度。
文档编号H01Q9/04GK101772860SQ200880101745
公开日2010年7月7日 申请日期2008年6月23日 优先权日2007年6月22日
发明者A·旺斯卡, H·A·拉萨罗维, J·O·拉奥拉, J·克罗格吕斯, J·奥里凯南, L·P·O·伊沃南, P·基尔皮, 赵安平 申请人:诺基亚公司