多频带框天线的制作方法
【专利摘要】本发明涉及多频带框天线。一种用于LTE、MIMO和其它频带的多频带框天线。该框天线包括两个主要部分：金属框，没有间隙或中断；和导电块。金属框的外周界包围导电块，并且在金属框和导电块之间存在间隙。导电块连接到系统接地。一个或多个天线馈源路由跨过金属框和导电块之间的所述间隙。也可使一个或多个电短接连接跨过金属框和导电块之间的间隙。
【专利说明】多频带框天线
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本申请要求与本申请具有共同发明人并且于2012年8月30日提交到美国专利商标局的美国临时申请61/695，198的在先申请日的利益，其全部内容通过引用包含于此。
【技术领域】
[0003]本公开涉及一种多频带框天线，更具体地讲，涉及一种用于多输入多输出(MIMO)、全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、增强型数据速率全球演进(EDGE)、长期演进(LTE)、时分双工(TDD)、LTE频分双工(FDD)、通用移动通信系统(UMTS)、高速分组接入(HSPA)、HSPA+、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、时分同步码分多址(TD-SCDMA)或未来频带的多频带框天线。
【背景技术】
[0004]这里提供的“【背景技术】”描述用于一般地呈现本公开的上下文的目的。当前署名的发明人的工作(在这个【背景技术】部分中描述的程度上)以及可能在提交时原本没有资格用作现有技术的描述的各方面既未明确地又未隐含地被承认是针对本发明的现有技术。
[0005]如本发明人所意识到的，需要具有良好天线效率的宽带天线设计，以覆盖长期演进(LTE)、多输入/多输出(MMO)和在全世界规划的许多其它新频带。在常规宽带天线中，天线系统的多个端口(馈电点)通常与对应数量的天线部件或元件对应。在常规两端口 MMOLTE天线布置中，顶部天线和底部天线可分别是主天线和副/分集天线，或者反之亦然。天线是针对它们被设计工作的频带中的性能进行了优化的分立天线。
[0006]常规宽带天线设计通常不满足手-头用户模式下的严格要求(运营商/顾客指定的要求)和在真实人手模式下的严格要求(现实使用)。这些要求已变得重要，并且事实上已变为由全世界的各种运营商(电信公司)设置的标准辐射天线要求。因此，需要具有良好天线效率、良好总辐射功率(TRP)、良好总各向同性灵敏度(TIS)(尤其是在用户模式下，即，头-手位置)、良好天线相关性、MMO系统的平衡天线效率的宽带天线设计，并且同时需要具有强机械性能的良好工业金属设计。
[0007]为了使移动装置看起来像金属，在移动装置工业中通常使用并且广泛执行非导电真空金属化(NCVM)或人工金属表面技术。具有利用NCVM涂刷的塑料框的移动装置壳体非常倾向于且容易发生褪色、破裂和划痕。
[0008]如果NCVM工艺未被正确地执行(在许多情况下由于NCVM机器控制的困难、制造工艺不完美和不当处理而发生)，则NCVM能够引起严重的天线性能劣化。此外，NCVM的外观并未给出金属感并且看起来廉价。
[0009]为了有效地支撑移动装置的显示组件，显示组件的窄边界要求强机械结构，诸如环形金属框。用于智能电话和其它便携式装置的常规天线通常在存在连续的包围金属环的情况下不会良好地做出反应，因为金属负面地影响这些天线的性能。因此，在装置的外周附近的连续的金属环通常令人沮丧，因为认为它使天线的传播特性失真并且使天线模式失真。
[0010]在一个常规装置中，不连续的一系列金属条带(strip)布置在电子装置周围以形成不同的天线片段。条带由一系列的4个槽隙(slot)分离，从而在装置的外周附近不存在连续的电流路径。每个片段使用它自己的专用馈电点(天线馈源，其是发射/接收电子器件和天线之间的递送点)。这种设计使用具有对应馈电点的多个局部化天线。每个片段用作一个天线，并且要求位于该片段上的至少一个槽隙或两个槽隙。每个片段用作电容性馈电板天线、环形天线或单极天线。这种设计和柔性膜/印刷/冲压片金属天线之间的差异在于:这些天线片段包围移动装置的外侧区域，而柔性膜/印刷/冲压片金属天线位于装置内部并且对于用户不可见。
[0011]如本发明人所意识到的，包围电子装置的天线片段的问题在于:当人手放在智能电话上时，人体组织用作桥接片段之间的间隙的电路部件并且使天线失谐(detune)，因此使性能劣化。此外，由于在浏览和语音模式期间几个槽隙与人手直接接触并且在受影响的槽隙周围产生热点，这些装置对人体接触敏感。
【发明内容】
[0012]本公开描述一种能够用于LTE、MIMO和使用不同频带的其它系统的多频带框天线。该框天线包括两个主要部分:没有间隙或中断的金属框；和块。金属框的外周界包围块的外周界，并且在金属框和块之间存在间隙。许多天线馈源被路由跨过金属框和块之间的间隙。也可使多个电短接跨过金属框和块之间的间隙。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]当本发明通过参照下面结合附图考虑的详细描述而变得更好理解时，将会容易地获得本发明的更完整的理解及其许多伴随的优点，在附图中:
[0014]图1是根据本公开的框天线的第一实施例的截面图；
[0015]图2是具有两个馈电点的框天线的立体图；
[0016]图3A是布置在框天线的外周内的具有各种部件的块的立体图；
[0017]图3B显示与图3A相同的块，但具有放置在块的背部的盖；
[0018]图4是包括匹配网络和馈电点的块、电路板和框结构的示例性布置的方框图；
[0019]图5A和5B是具有主天线馈源、副天线馈源和非蜂窝天线馈源的框天线的两种不同配置的立体图；
[0020]图6是与柔性膜/印刷/冲压天线组合的框天线的立体图；
[0021]图7A和7B分别显示本实施例的框天线的天线效率和自由空间和头-手模式特性；
[0022]图8是本实施例的框天线的非蜂窝天线性能的辐射效率的图表；
[0023]图9是显示本实施例的框天线的不同无线频带与总辐射功率和自由空间的对比的表；
[0024]图10是与图9类似的图表，但具有相对于标准性能的头和手总辐射功率情形；
[0025]图11是显示根据本实施例的框天线的天线增益不平衡的表；
[0026]图12是用于改进本实施例的框天线的S参数的示例性匹配网络；[0027]图13是示例性框天线的覆盖区(footprint)的示意图，显示四个不同区之一中的馈电点的馈电范围；
[0028]图14是示例性框天线的S参数曲线图，参照图13显示根据沿着长边缘和短边缘的不同馈电点的性能；
[0029]图15是显示两个示例接地点的示例性框天线；
[0030]图16是显示根据示例性框天线上的不同接地点的频率的性能的S参数图表；
[0031]图17显示具有不同接地点的示例性布局；
[0032]图18是显示针对不同接地位置的性能的S参数图表；
[0033]图19显示示例性框天线上的两个馈电点的示例性布局；
[0034]图20是另一示例性实施例，显示位于框天线的共同侧的两个馈电点之间的距离的效果；
[0035]图21是显示天线馈源之间的距离和作为频率的函数的效果的S参数图表；
[0036]图22是显示位于本实施例的框天线的相对侧的不同馈电位置的另一示例性布局;
[0037]图23是显示位于图22中示出的框天线的长相对边的馈源之间的距离的S参数图表;
[0038]图24是显示针对不同馈电位置对沿I方向的相对侧馈电点的影响的相关图表；
[0039]图25是用于示例性框天线的第三个两馈电位置天线布局；
[0040]图26是显示沿y方向的各种馈电点距离的性能的示例性S参数图表；
[0041]图27是沿X方向和y方向的两个馈源之间的距离变化的示例性相关图表；
[0042]图28显示示例性框天线的另一示例性两馈电位置；
[0043]图29是示例性框天线的另一示例性馈电位置对；
[0044]图30显示示例性框天线的馈电点的另一示例性位置；
[0045]图31是示例性框天线的示例性接地位置布局；
[0046]图32是示例性框天线的多个接地点的另一示例性布局；
[0047]图33是示例性框天线的接地点的另一示例性布局；
[0048]图34显示与图32相同的两馈源环金属天线设计，但是具有不同的块/板形状；
[0049]图35显示与图32相同的两馈源框天线，但是框与块/板之间的距离不同；
[0050]图36显示块/板形状为三角形的两馈源框天线；
[0051]图37显示间隙为大约3mm的两馈源框天线；
[0052]图38显示具有两个平行馈源和矩形间隙片的示例性框天线的布局；
[0053]图39显示具有两个平行馈源和三角形间隙形状的替代框天线；
[0054]图40是具有单个电容性馈电配置的框天线的立体图；
[0055]图41是具有平面电容性馈电元件的示例性框天线的另一布局；
[0056]图42是具有不同平面馈电结构的另一示例性实施例；
[0057]图43是具有三个馈源的框天线的示例性实施例；
[0058]图44是显示图43的实施例中的第一馈电点的性能的S参数曲线图；
[0059]图45是显示图43的实施例中的三个馈源中的第二个的性能的另一 S参数曲线图；[0060]图46是显示图43的框天线的第三馈源的性能的另一 S参数图表；
[0061]图47显示图43的三馈源天线的第一和第二馈源的相关系数；
[0062]图48是双框天线的另一实施例；
[0063]图49是具有不同馈电结构的图48的实施例的立体图；
[0064]图50A和50B是双框天线结构的第一天线和第二天线的效率曲线图；
[0065]图51是双框天线的作为频率的函数的包络相关系数图表；以及
[0066]图52是提供用于容纳端口的旁路的示例性框天线。
【具体实施方式】
[0067]现在参照附图，其中相同标号在几个示图中始终指定相同或对应的部分。图1是根据本实施例的框天线的截面图。金属框101是环形结构，该环形结构没有将会阻止电流经过金属框101的整个周界的完全电气中断、缝隙、槽隙或其它分隔件。术语“连续”意味着:虽然孔或其它非导电区域可能存在于框中，但存在连续的导电路径。例如，金属框101可具有贯穿钻的孔以允许进入装置的内部。如以下更详细地讨论的，框101在其中容纳块103，从而框101包围块103的外周。
[0068]在框101和块103之间的是不同的候选馈电点301、302和303。馈电点301、302和303位于金属框101和块103之间的间隙中，并且金属框101的外周界包围块103的外周界。垂直馈电点301被示出为具有两个替代物，即，水平馈电点303和倾斜方位(混合)馈电点302，倾斜方位(混合)馈电点302被放置在内拐角并且因此是半水平半垂直的。馈电点可被放置在横跨金属框101和块103之间的间隙的任何地方，并且如在随后附图中所讨论的，具体位置影响性能。
[0069]块103包含层叠在一起的一组材料，如参照图3A和3B所讨论的。块103的部件包括例如提供与远程源的无线通信的智能电话的电子器件和结构部件。尽管使用术语“块”，但应该理解，块可以是板或具有可在其上面安装电路部件的二维表面的其它物体。
[0070]在这个实施例中，金属框101和块103之间的间隙是0.5mm。然而，该间隙在一些区域中可以更大或更小(通常在0.2和0.9_之间)，导致不规则间隙距离。间隙越大，天线性能越好。然而，较大的天线可能不容易被容纳在小的智能电话或需要使用天线的其它电子装置中。各种非导电装载(电介质)材料可用于填充该间隙，诸如空气、塑料、玻璃等
坐寸ο
[0071]沿着金属框101，可存在孔以允许电子接口连接器(诸如，USB、HDM1、按钮、音频插头)从其穿过。
[0072]金属框101被显示为导电矩形形状的路径，但也可为非矩形形状，诸如环形或圆形形状，以容纳使用它的电子装置的外周。形状可具有圆形拐角或锥形拐角或任何其它形状，只要它是导电连续金属框即可。虽然块103的外周通常应该跟随金属框101的外周以免在这二者之间具有太大的间隙，但块103也可具有非矩形形状。此外，金属框101的外周界通常包围块103的外周。
[0073]图2是在金属框101中具有两个馈源以支持两个不同频带中的操作的框天线的立体图。主天线馈源401可用于主天线(蜂窝通信)，并且副/分集天线馈源403可用于副天线或分集天线，反之亦然。如将讨论的，天线馈电位置被设置为针对选择的发送和接收频率激发天线谐振。如将讨论的，在这些配置中(在金属框101和块103之间)可存在接地连接。主馈源401在这个例子中被放置在金属框101的长边缘之一上，并且副/分集天线馈源403被放置在金属框101的另一长边缘上。将参照随后的附图讨论根据馈电点位置的各种性能。在矩形形状框的这个例子中，较长边在IOOmm和140mm之间，并且较短边在60mm和80mm之间。特别地，图1中示出的示例框具有124mmX70mmX8mm的尺寸。
[0074]图3A显示没有盖的块103，并且图3B显示具有塑料盖509的块103。在图3A中，示出基本移动装置组件，而没有金属框101。图3A显示具有显示组件503、印刷电路板(PCB) 505、防护电子部件的防护罐507和电池501的块103的布置。PCB505、防护罐507和电池501堆叠在块103上并且它们在块103上的组装是灵活的，只要所有这些部件被电连接并且PCB505系统接地被连接到块103即可。显示信号总线及其接地可经由柔性膜、线缆等电连接到PCB505。PCB505可以可选地是L形。图3B显示覆盖PCB505、防护罐507和电池501的金属或塑料后盖509。金属框101和组件的其余部分之间的间隙被用非导电材料填充。
[0075]图4是不意性地显不金属框101如何与PCB505以及金属板603互连的方框图。金属板603可位于PCB505上方或下方。PCB505包括基带处理块，该基带处理块具有用于执行基带处理的电路部件。PCB505还容纳包括RF电路部件的无线电块，该RF电路部件具有通过匹配网络601和602在馈电点连接到金属框101的接口。匹配网络601和602执行无线电块和金属框101之间的阻抗匹配。
[0076]图5A和5B是具有三个馈源的框天线的两种不同配置的立体图。主天线馈源401覆盖主天线的频带。副/分集天线馈源403覆盖副天线或分集天线频带。非蜂窝天线馈源901覆盖非蜂窝频带，诸如蓝牙、GPS、Glonass和WLAN2.4/5.2a，b，C。金属框101和块103之间的接地连接被包括。
[0077]存在馈电组合的许多其它可能。例如，可实现两馈源配置，其中两个馈源都是金属框馈源，一个馈源用于主天线和GPS,而另一馈源用于副天线、蓝牙和WLAN2.4/5GHz。在另一个两馈源配置中，一个馈源用于主天线和GPS，而另一馈源用于副天线、蓝牙和WLAN2.4/5GHZ。在另一两馈电结构中，一个馈源是用于主天线的金属框馈源，而另一馈源是金属框或柔性膜馈源并且用于副天线、蓝牙、WLAN2.4/5GHz和GPS。
[0078]对于不需要副天线的移动电话，单个馈源可用于主天线和非蜂窝天线，或者可使用两个馈源，一个馈源用于主天线并且一个馈源用于非蜂窝天线。如果使用单个馈源，则PCB505包括用于把合适的频带的电信号引导至金属框101以及从金属框101导出合适的频带的电信号的双工器。
[0079]覆盖所有频带(包括LTE或未来频带)的主天线和副天线的组合可创建MIMO天线系统。
[0080]除了副分集天线馈源403的位置更靠近金属框101的短边之外，图5B类似于图5A。
[0081]图6显示除了柔性膜/印刷/冲压天线1001之外还包括主天线馈源401的金属框101的另一实施例。柔性膜/印刷/冲压天线1001提供具有用作辐射表面的专用天线元件的副馈电天线。
[0082]图7A是当使用主天线馈源时相对于标准的作为频率的函数的自由空间中的图5A、5B和6中示出的框天线的天线效率曲线图。图7B类似，但显示金属框101被包括在在身体的右侧和身体的左侧握住的手机中。该曲线图是频率的函数并展示出当紧挨着头并且握在手中操作时相对于峰值并且与标准辐射效率相比较的辐射效率的量。
[0083]图8是在自由空间中的非蜂窝天线(图5A、5B和6中的馈源901和1001)的接收功率与频率的曲线图。从这个图中看出，诸如在1576MHZ、2400-2500MHZ，支持高效通信的不同频带被支持。因此，诸如图5A、5B和6的馈源901和1001的馈源的非蜂窝天线效率分别展示出:自由空间中的非蜂窝天线效率提供可接受的性能。
[0084]同样地，图9显示针对在不同通信系统中使用的不同频带的图5A、5B和6的天线结构在自由空间中的总辐射功率(TRP)。图10是类似的辐射功率与频率图示，但显示相对于vodafone (沃达丰)2.4标准要求或总福射功率的天线(图5A、5B和6)的性能。图11显示天线增益不平衡的表，意味着天线表现出相对于各向同性辐射模式的至少一些增益不平衡，但未显示不适当的量的方向性。对于低频带(低频带在这个例子中是824-960MHZ)和高频带(1710-2170MHZ)而言都是如此。金属框天线的示例性辐射模式包括对于卫星信号连接而言希望的上半球中的较大的增益模式。
[0085]降低电压驻波比(VSWR)提供更好的传播性能，因此，在强手持模式下，频率谐振甚至被更好地匹配，并且未发生频移或失谐。因此，对于这种天线设计而言不需要具有复杂性的切换装置、自动调谐器或自适应天线，并且获得良好的天线性能。这也解释了为什么这种设计的总辐射功率(TRP)非常好。此外，在敏感区(热点)分布在局部化金属环周围并且能够容易地触碰用户的手的现有装置中，天线性能很差。这种设计的敏感区(热点)位于间隙(腔)的内部附近。因此，这种设计针对用户的手而言很强，并且获得良好的手持性倉泛。
[0086]图12显示具有124mmX70mmX8.8mm的底架尺寸的一个馈电实施例的金属框天线101的示例性匹配网络。具有RLC(电阻器、电感器、电容器)的这种匹配网络通过使RF输出的输入阻抗与在馈电点的金属框101的输入阻抗匹配来提高低频带(700MHz-960MHz)频率性能。示例性RLC值是用于驱动的50ohm源、2.2pF和1.2pF串联电容器、以及并联的12nH电感器。
[0087]图13显示被划分成四个区以辅助描述沿着框101的范围内的馈电点的位置的框天线。区I具有“长边缘”和“短边缘”，并且在随后例子中将会参照区I的右上角确定馈电点位置。图14是S参数曲线图，它示出RF输入中多少功率从天线反射。因此，在图14中，它显示出:对于框101上的各个馈电点，天线在2.7和2.9GHz之间辐射最好，但也在2GHz附近很好地福射。在图14的特定例子中，针对在长边缘上位于6mm、22mm、40mm和62mm的馈电点以及针对沿着短边缘位于20mm和33mm的馈电点提供S参数图示。
[0088]图15显示具有一个馈源401、一个接地点2901和框尺寸124mmX70_X8.8mm的框天线101。这个天线用于接地点位置分析，并且分析结果被显示在图16的S参数图示中。图16显示在沿着长边缘的63_、在沿着长边缘的96_、在短边缘的中间底部(图16中的右手侧)以及在短边缘的中间顶部(图16中的左手侧)的不同接地点位置之中获得的S参数。接地点2901的位置可用于辅助这个天线配置的匹配和调谐。
[0089]图17显示具有一个馈源401以及位于顶部中间位置3001和底部中间位置3003的两个接地点的用于接地位置分析的框天线101。可基于进行测试的装置(DUT)的匹配需要或机械集成来选择接地位置。图18显示位置和多个接地点对S参数图示的影响。“仅顶部中间接地”是指这样的情况:底部接地点被去除，并且仅剩下顶部接地点。图18还包括框天线101的整个顶侧3101接地的图示。图18因此显示接地点的尺寸对S参数的影响。顶部中间接地意味着位于顶部的接地点仅具3_宽。
[0090]图19显示具有两个馈源401和403的框天线101。馈源401与图19中的右上角相距32_，并且馈源403与右下角相距62_。天线在0.7至0.9GHz以及2.5至2.9GHz之间很好地辐射。
[0091]图20显示具有沿着共同长边缘布置的两个馈源401和403的框天线101。边缘之间的距离改变，并且针对8mm、18mm、28mm和33mm的馈源间距离的对应S参数图示被显示在图21中。在这个例子中，馈源403保持固定，并且馈源I的位置改变得逐渐远离馈源403。
[0092]图22类似于图20，但第一馈源401位于框101的另一长边缘上。特别地，第一馈源401位于与另一馈源403分离的边缘上。图23随后显示针对相对于中心点的距离为10mm、30mm和58mm的S参数图示。图24显示具有不同的馈源间距离的两馈源金属框101的相关系数。这个附图显示:馈源之间的不同位置和距离导致作为频率的函数的不同相关系数。
[0093]图25是显示具有位于短边缘上的第一馈源401和位于长边缘上的固定第二馈源403的框101的另一示例实施例。在图26和27中，针对沿x方向的不同的馈源间距离，显示图25中示出的两馈源金属框101天线设计的S参数。在这个例子中，馈源403被设置在58mm的固定距离，但馈源401在5mm、25mm和52mm之间变化。S参数的图示被显示在图26中，并且针对沿X方向的不同馈源间距离的两馈源金属框天线设计的对应相关系数被显示在图27中。
[0094]图28、29和30显示具有位于相对拐角的馈源401和403的类似框天线101 (图28)、具有位于顶部和中间位置的两个馈源的框天线101 (图29)以及具有位于同一长边缘的相对拐角的两个馈源的框天线(图30)。利用这些配置获得了令人满意的性能。
[0095]下面的附图显示各种示例性馈电点和接地组合。图31显示具有两个馈源和一个接地点2901的框天线101，其中接地点2901在Y方向上与馈源/端口 2相距47mm。图32和33显示具有顶部中间接地3001和底部中间接地3003以及双馈电位置的框天线101，如图中所示。
[0096]同样地，图33显示具有两个接地点4001框天线，其中这两个接地点4001在y方向上与馈电端口 2(403)相距47mm，并且第二接地与第一馈电点401的距离更远。
[0097]图34显示与图32相同的两馈源环形金属天线设计，但具有不同的块/板形状。在这种情况下，块/板形状是T形4101，因此它被称为“T形”。
[0098]图35显示与图32相同的两馈源框天线101，但具有不同的框101和块/板103之间的距离。在这种情况下，块/板具有12mm间隙距离4103，因此它被称为“12mm间隙距
南”
[0099]图36显示具有块/板形状4103的两馈源框天线101，块/板形状4103是三角形形状4105，因此它被称为“三角形”。
[0100]图37显示具有大约3mm的间隙103的两馈源框天线101，因此它被称为“3mm矩形”。
[0101]图38显示具有位于底部的2个平行馈源并且具有矩形间隙形状4201的框天线101，因此它被称为“矩形”。
[0102]图39显示具有位于底部的两个平行馈源并且具有三角形间隙形状4203的两馈源框天线101，因此它被称为“三角形”。
[0103]图40显示如图1中所示的框天线的实施例的分析布局和结果。图40显示分别具有添加的金属和电容型馈源的一馈源705框天线101的立体图。选择Ipf的电容器703。
[0104]图41显示针对框天线101的馈电类型组合分析布局，框天线101具有两个馈源，其中端口 1401是直接馈电，而端口 2403是电容性馈电(具有一个馈电元件4601)。相反的情况也可行。这些组合可被用于调谐天线谐振。
[0105]图42显示馈电类型组合的另一实施例，其中端口 1401是直接馈电，同时端口 2403是直接馈电，但在馈电之前具有一个元件4701。相反的情况也可行。
[0106]图43显示三馈源框天线101的另一实施例。除了第一馈源401和第二馈源403之外，第三馈源4801被添加以增加设计自由从而支持各种RF电路。
[0107]图44显示图43中的天线的馈源I的S参数图示。
[0108]图45显示图43中的天线的馈源2的S参数图示。
[0109]图46显示图43中的天线的馈源3的S参数图示。
[0110]图47显示图43的天线的馈源I和2的相关系数图示。这个图显示:即使添加馈源3，这种天线设计也具有良好的性能。
[0111]图48显示本公开的双框天线实施例。双框天线类似于前面实施例中的框天线，不同之处在于:替代于一个金属框，它包括一对金属框。第一框4801被显不为布置在第二框4802上方。每个金属框形成连续导电环路。在每个拐角显示这两个环之间的不同连接。第一金属框4801在连接点4804接地至显示金属框4808。类似地，第二金属框4802的第二接地点位于点4803。第一副天线4806在附图的右下侧连接到第二环4802。类似地，主天线在天线的左下角连接到第一金属框4801。
[0112]发生连接的位置控制天线频率响应并且还控制频率和低耦合。这两个金属框在多个点(诸如图中所示的拐角)彼此电短接。
[0113]图49显示如前面在图48中讨论的主天线和副天线的天线馈源的放大图。金属框4801或4802可如前面所讨论地经由一个或多个接地连接，电短接到块103 (在这个附图中未示出)。这种方案导致小于0.2的低包络相关系数(ECC)。0.5或更小的ECC被操作者视为可接受并因此提供足够的性能。
[0114]图50A和50B显示图48中示出的双框结构的主天线和副天线的总效率的辐射。在包络相关系数(ECC)方面，尽管存在这样的事实，即经常很难在低于IGHz的频率区域中在小手持式装置中获得低ECC水平，但图49中示出的双框天线性能优良。这种设计的ECC在关注的频带(例如，LTE B5 和 B8 (800-900MHz)、LTE B1、B2、B4、B7 (1700_2700MHz))中表现很好。可接受的ECC水平是0.5或更小。
[0115]图51是双框天线的作为频率的函数的包络相关系数图表。
[0116]图52显不金属框101的另一不例性实施例。金属框101可具有变化的形状和馈电点。如图52的例子中所示的金属框101具有旁路形状，该旁路形状具有非导电连接2201。旁路形状用于支持其它接口以允许进入电子装置的内部，同时仍然为框天线101提供连续性。[0117]根据一个实施例，描述一种框天线，包括:
[0118]导电块，在其上安装有至少一个表面安装电子部件；
[0119]金属框，具有含内部空区域的连续环形结构，该金属框被布置在导电块的外周周围并且与导电块分开了预定距离，该金属框与导电块的上表面的边缘重叠；和
[0120]一个或多个天线馈源，布置在金属框和导电块之间。
[0121 ] 根据一个方面，所述金属框具有L形截面，该L形横截面的一侧与导电块的上表面的边缘重叠，并且L形截面的另一侧与导电块的每个侧表面的边缘重叠。
[0122]根据另一方面，所述空区域位于金属框的大致中央。
[0123]根据另一方面，所述天线还包括:
[0124]导电块和金属框之间的一个或多个电短接的连接或电流连接，其中
[0125]所述一个或多个电短接的连接中的每一个是直接的，或者负载有电容器、电感器或匹配网络，以及
[0126]所述一个或多个电流连接中的每一个是直接的，或者负载有电容器、电感器或匹配网络。
[0127]根据另一方面，
[0128]所述一个或多个天线馈源中的每一个是以电容方式、电感方式、以分布方式或直接地馈电的金属片和金属板之一，以及
[0129]所述金属片和金属板负载有电容器、电感器或匹配网络。
[0130]根据另一方面,所述预定距离为至少0.5mm。
[0131]根据另一方面，所述一个或多个天线馈源包括蜂窝天线馈源和副天线馈源。
[0132]根据另一方面，所述金属框具有矩形形状，该矩形形状具有第一和第二较长边以及第一和第二较短边，第一和第二较长边的长度在IOOmm和140mm之间，并且第一和第二较短边的长度在60mm和80mm之间；
[0133]蜂窝天线馈源被放置在第一较长边上与该矩形形状的第一顶点相距不超过32mm处，第一顶点属于第一较短边；以及
[0134]副天线馈源被放置在第二较长边上与该矩形形状的第二顶点相距不超过62mm处,第二顶点属于第一较短边。
[0135]根据另一方面，所述一个或多个天线馈源包括蜂窝天线馈源和非蜂窝天线馈源。
[0136]根据另一方面，所述金属框和导电块具有矩形形状。
[0137]根据另一方面，所述金属框具有矩形形状，并且
[0138]所述导电块具有T形形状。
[0139]根据另一方面，所述导电块在一侧具有三角形腔。
[0140]根据另一方面，所述导电块和金属框在一侧形成较宽的间隙。
[0141]根据另一方面，所述金属框和导电块沿着间隙的延伸部分彼此电短接。
[0142]根据另一方面，所述框天线结合常规天线使用。
[0143]根据另一实施例，描述一种框天线，包括:
[0144]导电块，其上安装有至少一个表面安装电子部件；
[0145]第一金属框，具有含内部空区域的连续环形结构，该金属框被布置在导电块的外周周围并且与导电块分开了预定距离，该金属框与导电块的上表面的边缘重叠；[0146]第二金属框，具有带有空区域的连续环形结构；和
[0147]一个或多个天线馈源，布置在金属框和导电块之间。
[0148]根据一个方面，一个或多个天线馈源被放置在金属框、第二金属框和导电块之间。
[0149]根据另一方面，所述天线包括:导电块、金属框和第二金属框之间的一个或多个电短接的连接或电流连接，其中
[0150]所述一个或多个电短接的连接中的每一个是直接的，或者负载有电容器、电感器或匹配网络，以及
[0151]所述一个或多个电流连接中的每一个是直接的，或者负载有电容器、电感器或匹配网络。
[0152]根据另一方面，所述天线包括:常规天线，布置在所述块中并结合常规天线使用。
[0153]很明显，考虑到以上教导，可实现本发明的许多变化和修改。因此应该理解，在所附权利要求的范围内，可按照除这里具体描述的方式之外的方式实施本发明。
【权利要求】
1.一种框天线，包括: 导电块，在其上安装有至少一个表面安装电子部件； 金属框，具有含内部空区域的连续环形结构，该金属框被布置在导电块的外周周围并且与导电块分开了预定距离，该金属框与导电块的上表面的边缘重叠；和一个或多个天线馈源，布置在金属框和导电块之间。
2.如权利要求1所述的框天线,其中 所述金属框具有L形截面，L形截面的一侧与导电块的上表面的所述边缘重叠，并且L形截面的另一侧与导电块的每个侧表面的边缘重叠。
3.如权利要求1所述的框天线,其中 所述空区域位于金属框的大致中央。
4.如权利要求1所述的框天线，还包括: 导电块和金属框之间的一个或多个电短接的连接或电流连接，其中所述一个或多个电短接的连接中的每一个是直接的，或者负载有电容器、电感器或匹配网络，以及 所述一个或多个电流连接中的每一个是直接的，或者负载有电容器、电感器或匹配网络。
5.如权利要求1所述的框天线，其中 所述一个或多个天线馈源中 的每一个是以电容方式、电感方式、分布方式或直接地馈电的金属片和金属板之一，以及 金属片和金属板负载有电容器、电感器或匹配网络。
6.如权利要求1所述的框天线，其中 所述预定距离为至少0.5mm。
7.如权利要求1所述的框天线，其中 所述一个或多个天线馈源包括蜂窝天线馈源和副天线馈源。
8.如权利要求1所述的框天线，其中 所述金属框具有矩形形状，该矩形形状具有第一和第二较长边以及第一和第二较短边，第一和第二较长边的长度在IOOmm和140mm之间，并且第一和第二较短边的长度在60mm和80mm之间； 蜂窝天线馈源被放置在第一较长边上与该矩形形状的第一顶点相距不超过32mm处，第一顶点属于第一较短边；以及 副天线馈源被放置在第二较长边上与该矩形形状的第二顶点相距不超过62mm处，第二顶点属于第一较短边。
9.如权利要求1所述的框天线，其中 所述一个或多个天线馈源包括蜂窝天线馈源和非蜂窝天线馈源。
10.如权利要求1所述的框天线，其中 所述金属框和导电块具有矩形形状。
11.如权利要求1所述的框天线，其中 所述金属框具有矩形形状，并且 所述导电块具有T形状。
12.如权利要求1所述的框天线，其中 所述导电块在一侧具有三角形腔。
13.如权利要求1所述的框天线，其中 所述导电块和金属框形成在一侧较宽的间隙。
14.如权利要求1所述的框天线，其中 所述金属框和导电块沿着间隙的延伸部分彼此电短接。
15.如权利要求1所述的框天线，其中 所述框天线结合常规天线使用。
16.一种框天线，包括: 导电块，在其上安装有至少一个表面安装电子部件； 第一金属框，具有含内部空区域的连续环形结构，该金属框被布置在导电块的外周周围并且与导电块分开了预定距离，该金属框与导电块的上表面的边缘重叠； 第二金属框，具有含空区域的连续环形结构；和 一个或多个天线馈源，布置在金属框和导电块之间。
17.如权利要求1 6所述的框天线，其中 一个或多个天线馈源被放置在金属框、第二金属框和导电块之间。
18.如权利要求16所述的框天线，还包括: 导电块、金属框和第二金属框之间的一个或多个电短接的连接或电流连接，其中所述一个或多个电短接的连接中的每一个是直接的，或者负载有电容器、电感器或匹配网络，以及 所述一个或多个电流连接中的每一个是直接的，或者负载有电容器、电感器或匹配网络。
19.如权利要求16所述的框天线，还包括: 常规天线，布置在所述块上并结合常规天线使用。
【文档编号】H01Q1/50GK103682591SQ201310382771
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2012年8月30日
【发明者】C·C·永, M-C·怀恩 申请人:索尼移动通信株式会社