天线系统、方法以及移动通信装置制造方法
【专利摘要】本发明的名称为天线系统、方法以及移动通信装置。一种天线系统包括：接地平面，其包括至少一个槽孔；第一天线元件，其被耦合到所述接地平面的第一部分；第二天线元件，其被耦合到与所述第一部分隔开的所述接地平面的第二部分；以及调谐器，其被配置成改变所述槽孔对从所述第一部分到所述第二部分通过所述接地平面的电流流动的影响。
【专利说明】天线系统、方法以及移动通信装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种天线系统、一种待用所述天线系统执行的方法以及一种移动通信
>J-U ρ?α装直。
【背景技术】
[0002]移动电话工业设计的当前趋势偏爱内部天线，其中天线对于客户而言是不可见的。电话包括更多的无线收发器，例如三频UMTS、四频GSM、BT、WLAN、GPS、FM无线电、DVB-H，所有都需要它们自己的天线。同时，在不使电话显得大且笨拙的情况下，应该有用于PCB上的芯片连同更大的显示器、照相机、存储卡等一起的空间。将所有那些天线装配到电话中是颇具挑战性的。在设计移动电话天线时的三个关键参数是带宽、尺寸以及效率。事实是，取决于天线的实际尺寸，就可获得的最大带宽和效率而言存在限制。基本上，最小带宽通过例如GSM和UMTS的系统规范来确定，而效率通过由例如CTIA、3GPP以及移动运营商所设立的总辐射功率(TRP)和总全向灵敏度(TIS)要求来确定。总体尺寸由工业设计给出。在标准的、非可调谐的天线设计中，将天线的尺寸增加到能够实现对最小带宽和效率的要求的水平是常见的。然而，这对工业设计加以限制并且替代方案是所期望的。
[0003]一个方法是使用可调谐天线，其中频率带能够在系统内或在不同通信系统的频带之间被调谐。在这个常规方法中，天线瞬时仅覆盖窄的频带，并且能够减少总天线体积或天线的数目以及提高选择性。这个常规方法是众所周知的，但在实践中具有一些限制。
[0004]在标准天线设计中，将天线的尺寸增加到能够实现对最小带宽和效率的要求的水平并且接受它对工业设计加以的限制是常见的。实现一系列解耦技术也是常见的。然而，缺点是这些技术受到接地平面的物理尺寸的限制。
[0005]在较低频率下移动电话机壳充当主辐射体是众所周知的。事实上，机壳的长度和宽度单义地确定机壳的偶极模式。辐射机制能够被看成是天线与谐振器，即机壳等效谐振器的组合，形成稱合谐振器的系统(如在Vainikainen, P.; Ollikainen, J.; Kivekas,0.; Kelanderj K.; ^Resonator-based analysis of the combination of mobilehandset antenna and chassis, 〃 Antennas and Propagation, IEEE Transactions on,vol.50，n0.10，pp.1433-1444，Oct 2002中所描述的那样)。天线与机壳之间的最佳耦合发生在天线和机壳以相同的谐振频率谐振时。这具有最大化阻抗带宽并且提高与附加辐射体的相互耦合的效果。当机壳模式远离天线的预期谐振频率时，阻抗带宽将较窄并且与附加辐射体的相互耦合将较低。
[0006]现有技术一直致力于对天线元件其本身进行调谐、以许多不同的方式改变其电长度(如在 Vainikainenj P.; Ollikainen, J.; Kivekasj 0.; Kelanderj K.;^Resonator-based analysis of the combination of mobile handset antenna andchassis, 〃 Antennas and Propagation, IEEE Transactions on, vol.50，n0.10，pp.1433-1444，Oct 2002 和 Κ.A.Jose, V.K.Varadan 和 V.V.Varadanj Experimentalinvestigations on electronically tunable microstrip antennas, Microw.0pt.Technol.Lett., vol.20, n0.3, pp.166169, Feb.1999 中所描述的那样)。
【发明内容】
[0007]本公开内容涉及包括接地平面、第一天线元件、第二天线元件以及调谐器的天线系统。所述接地平面包括至少一个槽孔。所述第一天线元件被耦合到所述接地平面的第一部分。所述第二天线元件被耦合到与所述第一部分隔开的所述接地平面的第二部分。此夕卜，所述调谐器被配置成改变所述槽孔对从所述第一部分到所述第二部分通过所述接地平面的电流流动的影响。
[0008]此外，本公开内容涉及包括机壳和天线系统的移动通信装置。所述天线系统包括接地平面、第一天线元件、第二天线元件以及调谐器。所述接地平面由所述机壳的至少一部分形成并且包括至少一个槽孔。所述第一天线元件被耦合到所述接地平面的第一部分。所述第二天线元件被耦合到与所述第一部分隔开的所述接地平面的第二部分。此外，所述调谐器被配置成改变所述槽孔对从所述第一部分到所述第二部分通过所述接地平面的电流流动的影响。
[0009]此外，本公开内容涉及一种方法，其包括:提供包括至少一个槽孔的接地平面；提供耦合到所述接地平面的第一部分的第一天线元件；提供耦合到与所述第一部分隔开的所述接地平面的第二部分的第二天线元件；以及改变所述槽孔对从所述第一部分到所述第二部分通过所述接地平面的电流流动的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]随后将参考附图对本发明进行描述，在附图中:
图1a示出了示例移动通信装置的示意图；
图1b示出了示例天线系统的示意图；
图1c示出了用于示意通过其接地平面的电流流动的、图1b所示的示例天线系统的示意图；
图2a示出了包括两个耦合元件的示例天线系统的示意图；
图2b示出了包括两个平面倒F形天线元件的示例天线系统的示意图；
图2c示出了包括耦合元件和平面倒F形天线元件的示例天线系统的示意图；
图3a和3b示出了包括用于提供第一调谐器状态和第二调谐器状态的调谐器的示例天线系统的示意图；
图4示出了作为频率的函数的示例性散射参数的图表；
图5a至图5c示出了可以在图1b所示的天线系统中实现的、一个或多个开关的不同示例实现；
图6示出了可以在图5a至图5c所示的不同示例实现中实现的、开关的示例实现；
图7示出了包括可变电容器或可变阻抗的示例性天线系统的示意图；以及 图8示出了包括机壳的示例移动通信装置的示意图。
【具体实施方式】
[0011]图1a示出了示例移动通信装置900的示意图。如图1a所示,移动通信装置900包括数字基带处理器910、RF前端920以及天线系统905。RF前端920被耦合在天线系统905与数字基带处理器910之间。例如，数字基带处理器910提供RF输入信号915。此外，天线系统905被配置成中继由RF前端920所提供的RF输出信号。例如，图1a所示的天线系统905可以对应于本文中所描述的天线系统中的一个。
[0012]移动通信装置900可以为便携式移动通信装置。
[0013]作为示例，所述移动通信装置能够被配置成(根据移动通信标准)执行与另一(便携式)通信装置和/或移动通信基站的语音和/或数据通信。这样的移动通信装置可以例如是诸如移动电话(手机)、智能电话、平板PC、宽带调制解调器、笔记本或膝上型电脑的移动手持机以及路由器、交换机、转发器或PC。此外，这样的移动通信装置可以为移动通
信基站。
[0014]通过具有示例天线系统905，实现机壳模式的可调谐性并且自适应地控制移动通信装置900的阻抗带宽和隔离是有可能的。
[0015]尽管在图1a中天线系统905被呈现为移动通信装置905的部分，但天线系统905还可以被用在其他装置中。
[0016]在下文中，将对这样的天线系统的不同示例进行更详细的描述。
[0017]如前文已经描述的那样，常规天线系统一直致力于对天线元件进行调谐以调整它们的特性。常规天线系统的缺点有对工业设计的限制、实践限制以及受接地平面的物理尺寸限制。存在对于提供用于设置天线系统的特性从而避免这样的缺点的替换方式的需要。
[0018]因此，代替对天线元件进行调谐，天线系统其本身的接地平面被调谐。特别地，如果包括至少一个槽孔的接地平面被提供并且如果该槽孔对接地平面内的电流流动的影响例如通过改变槽孔阻抗而被改变，则这种调谐能够被实现。以这种方式，实现接地平面模式或机壳模式的可调谐性并且自适应地控制天线系统或移动通信装置的阻抗带宽和隔离是有可能的。
[0019]图1b示出了示例天线系统100的示意图。如图1b所示,天线系统100包括接地平面110、第一天线元件122、第二天线元件124以及调谐器130。例如，调谐器130可以被耦合到调谐器控制器150。
[0020]接地平面110包括至少一个槽孔111。第一天线元件122和第二天线元件124被耦合到接地平面110。此外，调谐器130被配置成改变槽孔111对能够在接地平面110内形成的电流流动的影响。调谐器控制器150被配置成通过使用调谐器控制信号来控制调谐器130。例如，调谐器130能够被调谐器控制器150控制，使得调谐器130的两个不同的调谐器状态将被提供。两个不同的调谐器状态可以对应于槽孔111对电流流动的较小(或可忽略)的影响和较大(或最大)的影响。最大影响例如可以与最大带宽和效率关联。
[0021]图1b的天线系统100可以被实现为移动通信装置(例如图8所示的移动通信装置800)的部分，其中接地平面由机壳(例如机壳810)的至少一部分形成。
[0022]图1c示出了图1b所示的示例天线系统100的示意图,用于示意通过其接地平面110的电流流动101。如图1c所示,第一天线元件122被稱合到接地平面110的第一部分112，而第二天线元件124被耦合到与第一部分112隔开的接地平面110的第二部分114。此外，调谐器130被配置成改变槽孔111对从第一部分112到第二部分114通过接地平面110的电流流动101的影响。[0023]参考图lc，电流流动101由基本上从接地平面110的第一部分112指向接地平面110的第二部分114的箭头来描绘。例如，调谐器130可以被配置成提供第一调谐器状态和第二调谐器状态，其中在第一调谐器状态下电流流动101直接横过槽孔111 (虚线)，并且其中在第二调谐器状态下电流流动101基本上绕过槽孔111 (实线)。
[0024]此外，天线系统100的接地平面110可以由移动通信装置的机壳的底板形成。接地平面110例如是图8所示的移动通信装置800的机壳810的金属底板。
[0025]在图1c的天线系统100中，调谐器130例如可以被配置成改变槽孔110的阻抗以改变由电流流动101所覆盖的电流路径的长度。在阻抗被调谐器130提高的情况下，电流路径的长度将有效地变得较长，而在阻抗被调谐器降低的情况下，电流路径的长度将有效地变得较短。电流路径的较短或较长的长度基本上对应于接地平面110 (或机壳810)的较短和较长的电长度。通过提供接地平面或机壳的不同的电长度，有效地对诸如阻抗带宽的、天线系统的不同特性进行调谐是有可能的。
[0026]参考图lc，第一天线元件122和第二天线元件124可以表示相同或不同类型的以及任意形状的两个天线元件。稍后将参考图2a至图2c对天线元件的不同配置进行描述。
[0027]此外，即使第一天线元件122和第二天线元件124被耦合到其的第一部分112和第二部分114在图1c中被指示为有几分点状，第一部分112和第二部分114也可以表示例如与接地平面110的较短侧平行地延伸的延伸部分。
[0028]在图1c的天线系统100中，槽孔111仅部分地延伸通过接地平面110。
[0029]特别地，槽孔111能够直接地与接地平面110的边缘102 (较长侧)相邻。
[0030]此外，槽孔111可以包括具有预定义面积的矩形形状，其中所述预定义面积小于接地平面110的面积(总面积)的四分之一。因此，与接地平面110的总面积相比，预定义面积或槽孔面积典型地相对小。这确保一方面，能够实现接地平面模式或机壳模式的所期望的可调谐性，而另一方面槽孔对电流流动的影响能够被限制使得接地平面模式或机壳模式仍然能够可靠地发展。
[0031]图2a示出了包括两个耦合元件222、224的示例天线系统210的示意图。图2a所示的天线系统210与图1b所示的天线系统100的不同之处在于第一天线元件122和第二天线元件124分别由耦合元件222、224来表示。在图2a的天线系统210中，耦合元件222、224通过使用阻抗匹配电路而被直接地耦合到接地平面110，其中耦合元件222、224是非自谐振元件。
[0032]例如，可以如在Vainikainen, P.; Ollikainen, J.; Kivekas, 0.; Kelander,K.; ^Resonator-based analysis of the combination of mobile handset antenna andchassis, 〃 Antennas and Propagation, IEEE Transactions on, vol.50，n0.10，pp.1433- 1444，Oct 2002中所描述的那样显式地实现图2a的天线系统210中的非自谐振耦合元件222、224。
[0033]此外，两个耦合元件222、224可以被电容地或者电感地耦合到接地平面110 (或其第一部分112和第二部分114)。在两个耦合元件222、224的电容耦合的情况下，电容和适当的阻抗匹配电路可以被串联连接在接地平面110与两个耦合元件222、224中的每一个之间。在两个耦合元件222、224的电感耦合的情况下，电感和适当的阻抗匹配电路可以被串联连接在接地平面110与两个耦合元件222、224中的每一个之间。[0034]图2b示出了包括两个平面倒F形天线元件242、244的示例性天线系统220的示意图。图2b所示的天线系统220与图1b所示的天线系统100的不同之处在于第一天线元件122和第二天线元件124是平面倒F形天线(PIFA)元件，其中平面倒F形天线元件是自谐振元件。
[0035]在图2b中，天线系统220在两个不同的视图223 (顶视图)和225 (侧视图)中示例性地被描述。
[0036]在图2b的侧视图225中，所描绘的是两个平面倒F形天线元件242、244通过两个对应的短路连接243、245而被短路到接地平面110。此外，图2b的侧视图225示出了用于给对应的平面倒F形天线元件242、244馈电的两个相应的馈电线路247、249。
[0037]参考图2b的天线系统220，两个平面倒F形天线元件242、244相对于接地平面110被对齐，使得在图2b的顶视图223中两个平面倒F形天线元件242、244和接地平面110重叠。重叠区在图2b中由虚线指示。此外，还在图2b的顶视图中指示了馈电线路247、249和短路连接243、245。
[0038]例如，两个平面倒F形天线元件242、244可以被实现为λ/4贴片元件(具有在谐振频率下的波长的四分之一的长度)。
[0039]与图2a所示的天线系统210比较而言，图2b所示的天线系统220实现了两个平面倒F形天线元件242、244到接地平面110的相当简单和高效的电磁耦合，而在中间不需要特定的耦合电路或阻抗匹配电路。
[0040]图2c示出了包括耦合元件262和平面倒F形天线元件264的示例性天线系统230的示意图。图2c所示的天线系统230与图2a所示的天线系统210的不同之处在于第一天线元件122是自谐振平面倒F形天线元件264，而第二天线元件124由非自谐振耦合元件262表示，该非自谐振耦合元件262通过使用阻抗匹配电路而被直接地耦合到接地平面110。
[0041]例如，自谐振平面倒F形天线元件264可以被实现为λ/4贴片元件(诸如在图2b中所描述的那样)。此外，可以如在 Vainikainen, P.; Ollikainen, J.; Kivekas, 0.;Kelanderj K.; ^Resonator-based analysis of the combination of mobile handsetantenna and chassis, 〃 Antennas and Propagation, IEEE Transactions on, vol.50，n0.10, pp.1433-1444，Oct 2002中所描述的那样显式地实现非自谐振耦合元件262。
[0042]通过提供图2a至图2c所示的不同天线系统210、220、230，实现第一天线元件122和第二天线系统124到接地平面110 (或到其第一部分112和第二部分114)的更灵活和高效的耦合。这个耦合基本上从接地平面110的两个不同侧(较短侧)被提供，使得从第一部分112到第二部分114通过接地平面110的相对大的电流流动能够被获得。通过在接地平面110中提供相对大的电流流动，获得天线系统的可靠的接地平面模式或机壳模式是有可能的。
[0043]图3a和图3b示出了包括用于提供第一调谐器状态和第二调谐器状态的调谐器330的示例性天线系统300的示意图。在图3a中，调谐器330的第一调谐器状态被示意性地描绘，而在图3b中调谐器330的第二调谐器状态被示意性地描绘。图3a所示的天线系统300基本上对应于包括两个平面倒F形天线元件242、244的、图2b所示的天线系统220。然而，如在图3a和图3b中示意性地描绘的那样，天线系统300的调谐器330可以被配置为用于在闭合状态(图3a)与断开状态(图3b)之间切换的开关。
[0044]例如，天线系统300的调谐器330或开关可以被配置成提供与闭合电路(图3a)相对应的第一调谐器状态和与断开电路(图3b)相对应的第二调谐器状态，其中接地平面110在第二调谐器状态下的谐振频率与接地平面110在第一调谐器状态下的谐振频率相比被减小。接地平面110在第二调谐器状态下的谐振频率的减小基本上是由于由通过接地平面110的电流流动所覆盖的电流路径的长度将有效地变得更大的事实而导致的。
[0045]图4示出了作为频率410的函数的示例性散射参数420的图表400。在图4的图表400中，散射参数420以dB为单位被给出，而频率410以GHz为单位被给出。此外，纵坐标上的散射参数420的范围从O到-25 dB定标，而横坐标上的频率410的范围从I到1.6GHz定标。可以从图3a和图3b所示的天线系统300获得图4所示的图表400的示例性散射参数420。基本上，示例性散射参数420能够被用来针对由调谐器330所提供的两个不同调谐器状态来描述图3a和图3b的天线系统300。在图4的图表400中，用于作为频率410的函数的散射参数420的不同曲线401、402、403、404、405以及406示例性地被描绘。此外，图4的图表400中的两个点407、408示例性地被示出。特别地，曲线401对应于处于第一调谐器状态的S参数SI I，曲线402对应于处于第一调谐器状态的S参数S22，曲线403对应于处于第一调谐器状态的S参数S21，曲线404对应于处于第二调谐器状态的S参数S11，曲线405对应于处于第二调谐器状态的S参数S22，并且曲线406对应于处于第二调谐器状态的S参数S21。此外，点407对应于处于第一调谐器状态的谐振频率，而点408对应于处于第二调谐器状态的谐振频率。
[0046]—般而言，散射参数或S参数描述了天线系统的反射性质。特别地，S参数Sll描述了在天线系统的输入端口处(例如在平面倒F形天线元件242处)的反射，S参数S22描述了在天线系统的输出端口处(例如在平面倒F形天线元件244处)的反射，同时S参数S21描述了输入端口与输出端口之间(例如从平面倒F形天线元件242到平面倒F形天线元件244)的正向增益。能够从图4的图表400中看到，当从第一调谐器状态切换到第二调谐器状态时，与S参数Sll相对应的频率带宽401、404基本上降低，与S参数S22相对应的频率带宽402、405基本上降低，而与S参数S21相对应的频率带宽403、406也降低。
[0047]此外，能够从图4的图表400中观察到，当从第一调谐器状态切换到第二调谐器状态时，接地平面的谐振频率基本上将被减小。例如，接地平面在第一调谐器状态下的谐振频率407是大约1.55 GHz，而接地平面在第二调谐器状态下的谐振频率是大约1.25 GHz0因此，通过在第一调谐器状态与第二调谐器状态之间切换，能够显著地减小接地平面的谐振频率。
[0048]为了概括先前的图，已经参考图2a至图2c描述了通过设计由调谐器控制的、承载在机壳中的一个或多个槽孔，动态地改变机壳其本身的长度是有可能的。调谐器可以是可变电容器或开关，通过其控制信号来实现机壳长度调制的所期望的效果。能够针对相同的可调谐机壳模式操作考虑两种可能的使用。第一种情况考虑其中接地平面尺寸使得其自然谐振高于待用作给定标准的中心频率的那个频率的情形。例如，如果机壳是40x100 mm，则它将具有大约1.2 GHz的自然谐振，同时将需要支持GSM 900频率带宽。能够以隔离水平的降低为代价来提高带宽而不用扩大机壳的天线。第二种情况考虑相互耦合能够以较窄带宽为代价被降低而不用修改天线。在先前的说明中，仅给出了第一种情况的示例，因为第二种情况是双重配置。
[0049]参考图3a和图3b，调谐器的两个状态在一个示例中被描述。第一状态基本上对应于其中调谐器处于标准默认状态的情形，未显出对机壳的任何影响，这意味着机壳有效长度未被改变。能够看到，如连接机壳两侧的短路那样，取消事实上的槽孔动作。第二状态基本上对应于其中调谐器在槽孔的两侧之间产生阻挡(断开电路)，使电流能够沿较长路径行进并且因此对机壳的电长度进行调谐的情形。参考根据一个示例的图4描述了这两个状态对图3a和图3b所示的天线系统的散射参数的影响。
[0050]图5a至图5c示出了可以在图1b所示的天线系统100中实现的一个或多个开关515、525、535的不同示例性实现510、520、530。在图5和图5b的不同实现510、520中，调谐器130包括连接在槽孔111的两个相对侧之间的开关515、525，其中开关515、525被配置成通过使槽孔111的两个相对侧511、513短路来提供第一调谐器状态并且通过断开槽孔111的两个相对侧511、513来提供第二调谐器状态。
[0051 ] 例如，参考图5a的实现510，开关515被连接在槽孔111的两个相对侧511、513的端点517、519之间，其中端点517、519位于接地平面110的边缘102处。
[0052]此外，参考图5b的实现520，开关525被连接在槽孔111的两个相对侧511、513的中点527、529之间。
[0053]在图5a和图5b的不同实现510、520中，针对不同示例描绘了从第一部分112到第二部分114通过接地平面110的电流流动101。在第一调谐器状态由开关515、525提供的情况下，电流流动101能够基本上如由图5a和图5b中的虚线所指示的那样横过槽孔111。在第二调谐器状态由开关515、525提供的情况下，电流流动101将基本上如由图5a和图5b所示的实线所指示的那样绕过槽孔111。通过使用不同的实现510、520，槽孔对电流流动的影响基本上可以是不同的。例如，在实现510中由电流流动在第一调谐器状态和第二调谐器状态下所覆盖的电流路径的长度可相差约槽孔的两个相对侧中的一个的长度的两倍。此夕卜，在实现520中由电流流动在第一调谐器状态和第二调谐器状态下所覆盖的电流路径的长度可相差约槽孔的两个相对侧中的一个的长度的一半的两倍。
[0054]在图5c的实现530中，调谐器130包括连接在槽孔111的两个相对侧511、513之间的多个开关535，其中所述多个开关535中的每一个都被配置成在闭合状态与断开状态之间切换。通过使用如实现530所示的多个开关535，与实现510、520相比，能够以更灵活的方式改变槽孔111对从第一部分112到第二部分114通过接地平面110的电流流动的影响。然而，根据实现530提供多个开关535与天线系统的较高复杂性关联。
[0055]图6示出了可以在图5a至图5c所示的不同实现示例510、520、530中实现的开关600的示例实现。例如，图6所示的开关600可以对应于图5a至图5c所示的一个或多个开关515、525、535。如图6所描绘的那样,开关600包括第一端子601和第二端子602。这两个端子601,602根据实现510、520、530能够被连接到槽孔111的两个相对侧511、513。图6的开关600被配置成在闭合状态(I)与断开状态(II)之间切换。
[0056]例如，图6所示的开关600可以为机械开关或微机电系统(MEMS)开关。
[0057]特别地，MEMS开关可以包括用于横过接地平面的槽孔的衬底、用于相对于槽孔在两个相对侧上电连接接地平面的两个接触元件以及布置在衬底上以用于提供第一状态(闭合状态)和第二状态(断开状态)的电容开关元件。MEMS开关的电容开关元件可以包括可移动电极，所述可移动电极能够被控制信号(例如电压信号)控制，使得相对于槽孔在两个相对侧上的两个接触元件将在第一状态下经由可移动电极被连接并且在第二状态下被断开。
[0058]图7示出了包括作为调谐器130的可变电容器(或可变阻抗)705的示例性天线系统700的示意图。图7所示的天线系统700与图1b所示的天线系统100的不同之处在于调谐器130包括连接在槽孔111的两个相对侧511、513之间的可变电容器或可变阻抗705，其中可变电容器或可变阻抗705被配置成连续地改变其电容或阻抗。通过连续地改变可变电容器或可变阻抗705的电容或阻抗，动态地改变槽孔111对从第一部分112到第二部分114通过接地平面111的电流流动的影响是有可能的。槽孔对电流流动的影响的动态改变具有诸如天线系统的阻抗带宽的关键参数能够被连续地改变的结果。这还提供了供在实际应用中使用的天线系统的接地平面模式或机壳模块的可调谐性。
[0059]图8示出了包括机壳810的示例移动通信装置800的示意图。图8所示的移动通信装置800可以包括在本文中所描述的天线系统中的一个。移动通信装置800的天线系统包括第一天线元件122和第二天线元件124。
[0060]例如，机壳810可以由移动通信装置800的PCB(印刷电路板)的至少一部分形成。此外，机壳810可以由移动通信装置800的外壳的至少一部分(例如外面的金属部分)形成。特别地，机壳810可以为充当移动通信装置800的接地的金属部分。
[0061]再次参考图5a的实现510，天线系统可以包括以下特征。例如，天线系统包括接地平面110、第一天线元件122、第二天线元件124以及调谐器130。接地平面110包括至少一个槽孔111。第一天线元件122被耦合到接地平面110的第一部分112。第二天线元件124被耦合到与第一部分112隔开的接地平面110的第二部分114。此外，调谐器130被配置成改变槽孔111对从第一部分112到第二部分114通过接地平面110的电流流动101的影响。
[0062]例如，槽孔111包括平行于彼此地延伸的两个相对侧511、513，其中所述两个相对侧511、513被布置为基本上与处在第一部分112与第二部分114之间的连接线垂直。
[0063]此外，调谐器130包括连接在槽孔111的两个相对侧511、513的端点517、519之间的开关515或可变阻抗，其中端点517、519位于接地平面110的边缘102处。
[0064]如前文已经描述的那样，调谐器130可以被配置成改变槽孔111的阻抗以改变由电流流动101所覆盖的电流路径的长度。
[0065]尽管已经在设备的背景下对一些方面进行了描述，但清楚的是，这些方面还表示对应方法的说明，其中块或装置对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地，在方法步骤的背景下所描述的方面还表示对应设备的对应块或项或特征的说明。方法步骤中的一些或全部可以由(或使用)硬件设备来执行，举例来说如微处理器、可编程计算机或电子电路那样的硬件设备。在一些示例中，最重要的方法步骤中的某一个或多个可以由这样的设备来执行。
[0066]尽管每个权利要求仅往回引用一个单一的权利要求，但本公开内容还涵盖权利要求的任何可想到的组合。
[0067]代替通过增加物理尺寸来提高天线效率，本发明的天线系统使用具有允许机壳模式的可调谐性的槽孔的接地平面(或分段的接地平面)。它允许电学上扩大机壳尺寸，并且允许控制隔离的水平而对手持机总的尺寸没有影响。
[0068]此外，代替通过增加物理尺寸来提高天线效率，本发明的天线系统使用小型天线，其对于工业设计而言具有优点。通过使用具有槽孔的接地平面或分段的接地平面，实现机壳模式的可调谐性并且自适应地控制阻抗带宽和隔离是有可能的。
[0069]所提出的天线系统的更好性能能够通过致力于机壳模式的调谐、利用前述耦合现象来获得。取决于需要，这基本上能够通过改变机壳的电长度来实现。
【权利要求】
1.一种天线系统，其包括: 接地平面，其包括至少一个槽孔； 第一天线元件，其被耦合到所述接地平面的第一部分； 第二天线元件，其被耦合到与所述第一部分隔开的所述接地平面的第二部分；以及 调谐器，其被配置成改变所述槽孔对从所述第一部分到所述第二部分通过所述接地平面的电流流动的影响。
2.根据权利要求1所述的天线系统，其中所述调谐器被配置成改变所述槽孔的阻抗以改变由所述电流流动覆盖的电流路径的长度。
3.根据权利要求1所述的天线系统，其中所述槽孔仅部分地延伸通过所述接地平面。
4.根据权利要求1所述的天线系统，其中所述槽孔直接与所述接地平面的边缘相邻。
5.根据权利要求1所述的天线系统，其中所述槽孔包括具有预定义面积的矩形形状，其中所述预定义面积小于所述接地平面的面积的四分之一。
6.根据权利要求1所述的天线系统，其中所述调谐器被配置成提供与闭合电路相对应的第一调谐器状态和与断开电路相对应的第二调谐器状态，其中所述接地平面在所述第二调谐器状态下的谐振频率与所述接地平面在所述第一调谐器状态下的谐振频率相比被减小。
7.根据权利要求1所述的天线系统，其中所述调谐器包括连接在所述槽孔的两个相对侧之间的开关，其中所述开关被配置成通过使所述槽孔的两个相对侧短路来提供第一调谐器状态并且通过断开所述槽·孔的两个相对侧来提供第二调谐器状态。
8.根据权利要求7所述的天线系统，其中所述开关被连接在所述槽孔的两个相对侧的端点之间，其中所述端点位于所述接地平面的边缘处。
9.根据权利要求7所述的天线系统，其中所述开关被连接在所述槽孔的两个相对侧的中点之间。
10.根据权利要求1所述的天线系统，其中所述调谐器包括连接在所述槽孔的两个相对侧之间的多个开关，其中所述多个开关中的每一个都被配置成在闭合状态与断开状态之间切换。
11.根据权利要求1所述的天线系统，其中所述调谐器包括连接在所述槽孔的两个相对侧之间的可变阻抗，其中所述可变阻抗被配置成以连续的方式改变其阻抗。
12.根据权利要求1所述的天线系统，其中所述调谐器包括连接在所述槽孔的两个相对侧之间的可变电容器，其中所述可变电容器被配置成以连续的方式改变其电容。
13.根据权利要求1所述的天线系统，其中所述第一天线元件和所述第二天线元件由耦合元件表示，其中所述耦合元件通过使用阻抗匹配电路而被直接地耦合到所述接地平面，其中所述耦合元件是非自谐振元件。
14.根据权利要求1所述的天线系统，其中所述第一天线元件和所述第二天线元件是平面倒F形天线元件，其中所述平面倒F形天线元件是自谐振元件。
15.根据权利要求1所述的天线系统，其中所述第一天线元件是自谐振平面倒F形天线元件而所述第二天线元件由通过使用阻抗匹配电路而被直接地耦合到所述接地平面的非自谐振稱合元件表示。
16.根据权利要求1所述的天线系统，其还包括被配置成通过使用调谐器控制信号来控制所述调谐器的调谐器控制器。
17.—种移动通信装置，其包括: 机壳；以及 天线系统，其包括: 接地平面，其由所述机壳的至少一部分形成并且包括至少一个槽孔； 第一天线元件，其被耦合到所述接地平面的第一部分； 第二天线元件，其被耦合到与所述第一部分隔开的所述接地平面的第二部分；以及调谐器，其被配置成改变所述槽孔对从所述第一部分到所述第二部分通过所述接地平面的电流流动的影响。
18.根据权利要求17所述的移动通信装置，其中所述接地平面由所述机壳的底板形成。
19.一种方法,其包括: 提供包括至少一个槽孔的接地平面； 提供被耦合到所述接地平面的第一部分的第一天线元件； 提供被耦合到与所述第一部分隔开的所述接地平面的第二部分的第二天线元件；以及 改变所述槽孔对从所述第一部分到所述第二部分通过所述接地平面的电流流动的影响。
20.根据权利要求19所述的方法，其中改变所述槽孔对所述电流流动的影响包括改变所述槽孔的阻抗以改变由所述电流流动覆盖的电流路径的长度。
21.一种天线系统，其包括: 接地平面，其包括至少一个槽孔； 第一天线元件，其被耦合到所述接地平面的第一部分； 第二天线元件，其被耦合到与所述第一部分隔开的所述接地平面的第二部分；以及调谐器，其被配置成改变所述槽孔对从所述第一部分到所述第二部分通过所述接地平面的电流流动的影响； 其中所述槽孔包括平行于彼此地延伸的两个相对侧，其中所述槽孔的两个相对侧被布置为基本上与处在所述接地平面的第一部分与第二部分之间的连接线垂直； 其中所述调谐器包括连接在所述槽孔的两个相对侧的端点之间的开关或可变阻抗，其中所述端点位于所述接地平面的边缘处。
22.根据权利要求21所述的天线系统，其中所述调谐器被配置成改变所述槽孔的阻抗以改变由所述电流流动覆盖的电流路径的长度。
23.—种移动通信装置，其包括: 天线系统，其包括: 接地平面，其包括至少一个槽孔； 第一天线元件，其被耦合到所述接地平面的第一部分； 第二天线元件，其被耦合到与所述第一部分隔开的所述接地平面的第二部分； 调谐器，其被配置成改变所述槽孔对从所述第一部分到所述第二部分通过所述接地平面的电流流动的影响； RF前端；以及数字基带处理器；其中所述RF前端被耦合在所述天线系统与所述数字基带处理器之间。
【文档编号】H01Q5/10GK103579778SQ201310341199
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2012年8月9日
【发明者】M.佩罗西, A.D.塔托米雷斯库, M.B.克努森, G.F.彼得森, O.N.阿尔拉巴迪, S.C.德尔巴里奥, P.奥勒森, P.班加德 申请人:英特尔移动通信有限责任公司