使用可调谐电气小型天线在金属环结构中实现MIMO的设备和方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年2月9日提交的美国临时专利申请序列号62/628,691的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。

本文公开的主题总体上涉及无线天线。更具体地，本文公开的主题涉及用于移动设备中的多输入和多输出(mimo)应用的可调谐电气小型天线。

背景技术：

在无线电技术中，多输入和多输出(mimo)是一种使用多个发射天线和接收天线来增加无线链路容量以开发多径传播的方法。mimo已成为无线通信标准(包括wi-fi、3g和4g长期演进(4glte))的基本要素。由于电话尺寸的不断减小和对数据速率速度的要求不断提高，因此在一些实例中，理想的是使用电气小型天线(electricallysmallantennas)并在天线结构中利用电话本身的部分。一些移动电话使用金属环作为移动电话结构的部分，并且在一些情况下，金属环的部分可以用作天线辐射器。

本公开的主题尝试通过向移动设备提供可调谐的电气小型天线并且利用移动设备的金属结构作为天线辐射器来满足当前和未来的通信标准以及mimo功能的技术要求。进而提高移动设备的效率和性能，并可以最小化材料使用。

技术实现要素：

根据本公开，提供设备和方法以在包括金属环结构的移动设备中使用可调谐的电气小型天线(tunableelectricallysmallantenna，tesa)实现mimo。在一个实施例中，移动设备被提供为包括：多个电气小型天线，其布置在所述移动设备上；以及多个可调谐带阻电路；其中，所述多个电气小型天线中的每一个与所述多个可调谐带阻电路中的至少一个通信，并且每个可调谐带阻电路连接到单个节点；其中，所述多个电气小型天线中的每一个的最大尺寸基本等于或小于与通信工作频带内的频率相对应的波长的长度的十分之一；并且其中，所述多个可调谐带阻电路中的每一个是可调谐的，以调节带阻频率。

在本公开的一方面中，用于mimo的两个tesa位于移动设备的第一端或者位于移动设备的第二端，其中，第一端与第二端相对，并且移动设备可以包括金属环结构。两个tesa对于在约600mhz-960mhz之间的低频带工作频率是可调谐的。另外，两个tesa具有在约1700mhz-2700mhz之间的高频带中的工作频率的宽带宽。此外，带阻电路的频率范围是在低频带工作频率范围与高频带工作频率范围之间。在一些实施例中，可调谐天线可以使用金属环结构的部分作为天线辐射器。为了将tesa辐射器与金属环结构的其余部分分开，通过绝缘材料(例如，塑料)来连接辐射器。此外，在每个天线辐射器与金属环结构的上部之间存在绝缘材料。

在本公开的一些实施例中，低频带的每个tesa的辐射图案在相反方向上远离0度而倾斜如，在相反方向上大约倾斜45度)，使得辐射图案基本解耦(例如，两个辐射图案之间的角度在约80度至100度之间)。由于该角度，天线彼此具有低相关性，并且因此具有低包络相关系数(ecc)。两个天线在物理结构和电气性能上对称，使得两个天线的增益失衡非常低(例如，大约0.5db或更低)。在一些实施例中，天线的ecc低于0.5。

在一些实施例中，天线辐射器中的每一个在结构上对称。每个绝缘体将天线辐射器与金属环结构的其余部分分开。此外，每个天线耦合到带阻电路。每个带阻电路与金属环结构的下部(即，天线辐射器)分开。此外，每个带阻电路包括可变电容器。

在一些实施例中，在两个tesa设计中，一个tesa可以定位在移动设备的一个位置处，并且第二tesa可以定位在不同于第一位置的第二位置处。例如但不限于，一个tesa可以被定位在移动设备的第一端上，并且第二tesa可以被定位在移动设备的第二端，其中，第二端与第一端相对。在一些实施例中，该设计包括三个tesa，其中，两个tesa被定位在第一端，并且第三tesa被定位在与第一端相对的第二端。

根据本公开的另一方面，移动设备包括四个tesa而不是两个tesa。在该配置中，在移动设备的第一端存在两个tesa，并且在移动设备的第二端存在两个tesa，其中第二端与第一端基本相对。在一些实施例中，虽然本领域普通技术人员将认识到本文讨论的原理可以类似地应用于被配置为在不同频率下工作的天线系统，但是天线对于在约600mhz-960mhz之间的低频带工作频率以及在约1700mhz与2700mhz之间的高频带工作频率是可调谐的。另外，使用金属环结构的实施方式包括通过绝缘体(例如，塑料)连接的六个金属组件。4-tesa配置中的tesa和带阻电路的位置类似于2-tesa配置中的tesa和带阻电路的位置，即，所有的带阻电路设置为远离金属环结构，并且金属环结构的部分用作天线辐射器。

尽管在上文已经说明了本文公开的主题的一些方面，并且通过当前公开的主题实现了其全部或部分，但是在结合下文最佳描述的附图进行描述时，其他方面将变得显而易见。

附图说明

从下面的详细描述中，将更容易理解本公开的特征和优点，所述详细描述应结合仅通过说明性和非限制性示例的方式给出的所附示例附图来阅读。本部分后面的详细描述引用了下面简要描述的示例附图。

图1a、图1b和图1c示出具有采用双-tesa配置的金属环结构的移动设备。

图2示出具有采用4-tesa配置的金属环结构的移动设备。

图3a和图3b是示出根据本公开主题的实施例的可调谐电气小型天线的示例性配置的电路图。

图4a和图4b是示出电容调谐范围在约2pf与5pf之间的两个天线的s-参数的两个曲线图。

图5a和图5b是示出两个天线的远场效率的两个曲线图。

图6a和图6b是示出在约2pf的电容下天线中的一个天线的s-参数与该天线的包络相关系数之间的比较的两个曲线图。

图7a和图7b是示出在约900mhz的频率下工作时两个tesa天线的辐射图案的两个图形。

图8a、图8b和图8c示出突出绝缘体缝隙(insulatorslit)的移动设备的特写侧视图，以及示出了随着其对应的缝隙在约5mm与1mm之间改变时天线中的一个天线的s-参数和该天线的效率的两个曲线图。

图9a、图9b和图9c示出突出tesa中的一个tesa的接地间距的移动设备的特写顶视图，以及示出了随着其对应的接地间距在约10mm与4mm之间改变时天线中的一个天线的s-参数和该天线的效率的两个曲线图。

图10a、图10b和图10c示出突出第二tesa的接地间距的移动设备的特写顶视图，以及示出了随着其对应的接地间距在约10mm与4mm之间改变时第二天线的s-参数和第二天线的效率的两个曲线图。

图11a、图11b、图11c、图11d、图11e和图11f是示出4个tesa天线的s-参数及它们的效率曲线的六个曲线图。

图12a和图12b是示出其中电容被设定为其最大的4个tesa天线的s-参数的两个曲线图。

具体实施方式

本文描述的本主题提供了用于使用一个或多个可调谐电气小型天线系统(另外称为tesa)在包括金属环结构的移动设备中实现mimo的设备和方法。电气小型天线是通常比其被设计为发送和/或接收的信号的波长短得多(就长度、直径等而言)的天线。在一些实施例中，tesa具有的最大尺寸可以基本上等于或小于与tesa工作的低频带通信工作频率相对应的波长的长度的十分之一。在一些实施例中，例如，可调谐天线系统可以被配置为在期望的高频带频率或附近(例如，在大约1.7ghz与2.7ghz之间)谐振。另外，系统还可以被配置为是可调谐的，以在期望的低频带工作频率范围(例如，大约600mhz至960mhz之间，包括umts频带b5、b8、b12、b13、b14、b17和b71的范围)内的频率处表现出谐振。本领域普通技术人员将理解，本文所讨论的高频带谐振频率范围和低频带谐振频率范围仅用于示例目的，并且本天线系统的设计可以被配置和布置为以更高或更低的频带进行操作或通信。

在本公开的一个方面，图1a是实现用于mimo的双-tesa的移动设备100的表示。在一些实施例中，对于双-tesa设计，一个tesa可以位于移动设备的第一位置，而第二tesa可以位于移动设备的第二位置，其中，第二位置不同于第一位置。在图1a所示的配置中，针对非限制性示例，用于mimo的两个tesa位于移动设备100的底端。然而，在一些实施例中，两个tesa天线可以位于移动设备100的顶端或任何其他合适的位置上。在一些实施例中，第一位置和第二位置被选择为最佳地最小化第一tesa和第二tesa的天线耦合和天线辐射图案的多样性。

尽管在图1a和图2中将移动设备100描绘为矩形，但是，可以预见的是，移动设备100可以是适合移动设备的任何形状。尽管在图1a中描述了两个tesa位于移动设备100的顶部和底部，但是，这仅是出于非限制性示例和描述目的。在对附图的讨论中，顶部和顶部仅用于描述tesa在附图中的呈现方式。尽管如此，在一些实施例中，tesa的定位和配置(与所使用的具体数目无关)可以被选择为最佳地最小化天线耦合和包络相关系数(ecc)(下文进一步描述)，和/或表现出基本上解耦的辐射图案。此外，在一些实施例中，tesa的定位和配置，可以被选择为使得在tesa正在发送和接收无线信号时，tesa之间的信号干扰最小。例如，但不限于，两个tesa可以在移动设备100的相对端，尽管如以下关于图2的4-tesa示例中所描述的，两个tesa必须在移动设备100的同一侧(即，例如，左侧或右侧)以具有低的ecc和/或天线耦合。可选择地，应当理解的是，在图1a和图2中的特定实施例可以例如包括不同的几何形状，该几何形状包括宽度(即，从左侧到右侧的长度)大于高度(即，从顶部到底部的长度)。在一些实施例中，多个tesa可以设置在移动设备100的第一端上，和/或可以将它们设置在与移动设备100的第一端相对的第二端上。在一些实施例中，移动设备100的一端可以是移动设备100的边缘的一角。在一些实施例中，两个tesa可以被布置在移动设备100的边缘的两个相对的角上。

在一些实施例中，多个tesa可以被布置、设置、定位或配置在移动设备100上，使得多个电气小型天线中的第一天线具有第一辐射图案，并且多个电气小型天线中的第二天线具有第二辐射图案，第二辐射图案与第一辐射图案基本解耦。在一些实施例中，多个tesa可以被布置、设置、定位或配置在移动设备100上，使得多个电气小型天线中的第三天线具有第三辐射图案(与第二辐射图案基本相同)，并且多个电气小型天线中的第四天线具有第四辐射图案(与第一辐射图案基本相同)，第四辐射图案与第三辐射图案基本解耦。本领域普通技术人员将理解，本文讨论的构思和设计可以扩展到本文可能未明确描述的移动设备100的其他几何形状。

在一些实施例中，移动设备100可以是包括金属环结构102的移动电话。在一些实施例中，金属环结构102是已经内置在移动设备100中并且在以后不向移动设备100添加的结构。在一些其他实施例中，移动设备100可以是平板pc、个人数据助理(pda)或其他合适的移动通信设备。在一些实施例中，金属环结构102被设置在移动设备100内。另外，在一些实施例中，移动设备100包括印刷电路板(pcb)接地层(groundplane)104。在一些实施例中，第一带阻电路122经由第一连接电路126连接到pcb接地层104。第二带阻电路124经由第二连接电路128连接到pcb接地层104。在一些实施例中，第一带阻电路122和/或第二带阻电路124可以安装或布置在pcb(此图示中未示出)上。如图1a所示，第一辐射器连接电路132将第一天线辐射器116连接到第一带阻电路122，并且第二辐射器连接电路134将第二天线辐射器118连接到第二带阻电路124。如下面的图3a和图3b中所示，在一些实施例中，第一辐射器连接电路132和第二辐射器连接电路134可以包括静电放电保护器，诸如，电容器c4。此外，在一些实施例中，第一辐射器连接电路132和第二辐射器连接电路134可以包括到天线辐射器116的线路。

在一些实施例中，第一tesa112和第二tesa114在物理结构和电气性能上是对称的，使得第一tesa112和第二tesa114的增益失衡非常低(例如，大约0.5db或更低)。在一些实施例中，第一tesa112包括第一带阻电路122和第一天线辐射器116，在一些实施例中，第一天线辐射器116包括金属环结构102的部分。此外，在一些实施例中，第一天线辐射器116可以通过绝缘体106与金属环结构102的其余部分电气绝缘。在一些实施例中，绝缘体106可以包括例如但不限于，塑料、橡胶或任何其他合适的绝缘体。类似地，在一些实施例中，第二tesa114包括第二带阻电路124和第二天线辐射器118，第二天线辐射器118可以同样包括金属环结构102的部分。在一些实施例中，类似于第一天线辐射器116和/或第二天线辐射器118的天线辐射器是天线的辐射组件。此外，在一些实施例中，第二天线辐射器118可以通过绝缘体106与金属环结构102的其余部分电气绝缘。在一些实施例中，第一天线辐射器116和第二天线辐射器118通过复合绝缘体110彼此绝缘。在一些实施例中，复合绝缘体110可以包括金属组件，其在一些实施例中可以接地。在一些实施例中，第一连接电路126和第二连接电路128分别连接到向天线馈电的第一信号节点s1和第二信号节点s2。虽然图1a描绘了连接到第一连接电路126的第一信号节点s1和连接到第二连接电路128的第二信号节点s2，但是在一些实施例中，第一信号节点s1可以直接连接到第一带阻电路122，并且第二信号节点s2可以连接到第二带阻电路124。在一些实施例中，任何信号节点可以是输入到天线电路中的同轴电缆。在一些其他实施例中，任何信号节点可以直接连接到一些其他电路，例如，射频(rf)前端。在一些实施例中，第一带阻电路122和第二带阻电路124是可调谐的，以分别调节第一tesa112和第二tesa114的带阻频率以及第一tesa112和第二tesa114的低频带谐振频率。除非本文另有说明，否则包括例如带阻电路和连接电路的各种组件可以布置在移动设备100的pcb上(附图中未具体示出)。

为了确保第一tesa112和第二tesa114的效率，在一些实施例中，第一带阻电路122和第二带阻电路124均被定位成远离移动设备100的边缘。另外，在一些实施例中，pcb接地层104可以在移动设备100内定位成与金属环结构102和/或天线辐射器和/或第一tesa112和第二tesa114相距足够远，从而第一tesa112和第二tesa114的效率被保持。例如但不限于，pcb接地层104可以与第一天线辐射器116和/或第二天线辐射器118具有约4mm与10mm之间的接地间距130。在一些实施例中，例如，但不限于，pcb接地层104可以具有约6mm的接地间距130。另外，第一天线辐射器116和第二天线辐射器118均具有被设计为以期望的低频带的频率进行辐射的电气小型长度(即，例如，最大尺寸基本上等于或小于波长的十分之一——λ/10，其中，λ是波长，其对应于天线的低频带工作的频率。)。例如，但不限于，在一些实施例中，期望的低频带辐射频率可以在约600mhz与960mhz之间的范围内。在一些实施例中，第一天线辐射器116和第二天线辐射器118的长度基本上等于或小于与通信工作频带内的低频带工作的频率相对应的波长的长度的十分之一(即，λ/10，其中，λ是波长)。例如，但不限于，在一些实施例中，第一天线辐射器116和第二天线辐射器118具有约24mm的长度，其对应于在低至约700mhz的期望的低频带频率下的操作。

此外，绝缘体106的长度被选择为最大化辐射效率并且最小化天线之间的耦合以及包络相关系数(ecc)。ecc量化了两个天线的辐射图案相对于彼此的独立性。因此，如果一个天线完全水平极化并且第二天线垂直于第一天线，即，完全垂直极化，则第一天线和第二天线的相关性为零。可选择地，假设第一天线(具有任何极化)仅向地面辐射能量，并且第二天线(具有任何极化)仅向天空辐射能量，则两个天线的ecc也为0。因此，ecc考虑天线的辐射图案形状、极化以及甚至两个天线之间的场的相对相位。例如，但不限于，在一些实施例中，绝缘体106的长度在约3mm与5mm之间。

在一些实施例中，第一tesa112和第二tesa114两者都可以被配置为是可调谐的，以在范围为约600mhz与960mhz之间的期望的低频带频率处或附近表现出谐振，范围包括通用移动电信系统(umts)频带b5、b8、b12、b13、b14、b17和b71。在一些实施例中，第一tesa112和第二tesa114被配置为使得辐射图案彼此基本垂直，即，使得辐射图案相对于彼此形成约80度至100度之间的角度。

图1b是移动设备100的立体图。图1b示出了移动设备100如何与金属环结构102、绝缘体106、复合绝缘体110、第一天线辐射器116和第二天线辐射器118一起呈现。类似地，图1c是没有移动设备100的其余部分但是包括以上根据图1b讨论的其他组件的金属环结构102的立体图。

在本公开的另一个实施例中，图2示出了类似于上面图1a中的移动设备的移动设备100，但具有四个tesa而不是两个tesa。上面关于移动设备100的形状和tesa的定位的讨论也适用于该示例。在一些实施例中，图2中的第一tesa112、第二tesa114、第三tesa212和第四tesa214在结构和电气性能上都是对称的。第一tesa112和第二tesa114与在上面的图1中时具有基本相同的结构并且具有基本相同的连接。第一tesa112和第二tesa114布置在移动设备100的第一端，例如但不限于，布置在移动设备100的顶部或底部。第三tesa212和第四tesa214以类似的方式连接，但是布置在移动设备100的第二端，例如但不限于，在移动设备100的顶部或底部处与第一端相对。第三带阻电路222经由第三连接电路226连接到pcb接地层104。第四带阻电路224经由第四连接电路228连接到pcb接地层104。在一些实施例中，第一连接电路126、第二连接电路128、第三连接电路226连接到向天线馈电的第三信号节点s3，并且第四连接电路228连接到向天线馈电的第四信号节点s4。在一些实施例中，如图2中所示，第一辐射器连接电路132将第一天线辐射器116连接到第一带阻电路122，第二辐射器连接电路134将第二天线辐射器118连接到第二带阻电路124，第三辐射器连接电路232将第三天线辐射器216连接到第三带阻电路222，并且第四辐射器连接电路234将第四天线辐射器218连接到第四带阻电路224。如下面的图3a和图3b所示，在一些实施例中，第三辐射器连接电路232和第四辐射器连接电路234可以包括静电放电保护器，诸如，电容器c4。此外，在一些实施例中，第三辐射器连接电路232和第四辐射器连接电路234可以包括线路或短电路。

在一些实施例中，第一带阻电路122、第二带阻电路124、第三带阻电路222连接到第三信号节点s3，并且第四带阻电路224连接到第四信号节点s4。在一些实施例中，第一带阻电路122、第二带阻电路124、第三带阻电路222和第四带阻电路224是可调谐的，以分别调节第一tesa112、第二tesa114、第三tesa212和第四tesa214的带阻频率。

如上所述，第一tesa112和第二tesa114以与上面的图1中描述的方式基本相同的方式构造和连接。第三tesa212耦合到第三带阻电路222。第三tesa212还连接到第三天线辐射器216，在一些实施例中，第三天线辐射器216包括金属环结构202的部分。然而，第三天线辐射器216可以通过绝缘体106与金属环结构202的其余部分电气绝缘。类似地，第四tesa214耦合到第四带阻电路224。第四tesa214连接到第四天线辐射器218，该第四天线辐射器218同样可以包括金属环结构202的部分。然而，第四天线辐射器218可以通过绝缘体106与金属环结构202的其余部分电气绝缘。在一些实施例中，第三天线辐射器216和第四天线辐射器218通过复合绝缘体110彼此绝缘。

在一些实施例中，第一tesa112、第二tesa114被配置为使得辐射图案彼此基本垂直，即，使得辐射图案相对于彼此形成约80度至100度之间的角度。在一些实施例中，第三tesa212和第四tesa214被配置为使得辐射图案彼此基本垂直，即，使得辐射图案相对于彼此形成约80度至100度之间的角度。在一些实施例中，第三tesa212具有与第二tesa114的辐射图案基本相同的辐射图案。在一些实施例中，第四tesa214具有与第一tesa112的辐射图案基本相同的辐射图案。

为了确保第三tesa212和第四tesa214的效率，第三带阻电路222和第四带阻电路224均被定位成远离移动设备100的第二端。另外，如上面关于图1a所讨论的，在一些实施例中，pcb接地层104在移动设备100内被定位成与金属环结构102相距足够远，使得第三tesa212和第四tesa214的效率被保持。例如但不限于，pcb接地层104可以与金属环结构102具有约4mm与10mm之间的接地间距230。在一些实施例中，例如但不限于，pcb接地层104可以与金属环结构102具有约6mm的接地间距230。另外，第三天线辐射器216和第四天线辐射器218均具有被设计为以期望频率辐射的电气长度。在一些实施例中，期望的低频带辐射频率可以在约600mhz与960mhz之间的范围内。第三天线辐射器216和第四天线辐射器218的长度大约是低频带工作的最大频率的波长的长度的十分之一。例如但不限于，在一些实施例中，第三天线辐射器216和第四天线辐射器218具有约24mm的长度，对应于约700mhz的期望的低频带频率。此外，绝缘体106的长度被选择为最大化辐射效率。例如但不限于，在一些实施例中，绝缘体106的长度在约3mm与5mm之间。

在一些实施例中，第一tesa112和第二tesa114被配置为是可调谐的，以在低频带频率、中频带频率和高频带频率处或附近表现出谐振。在一些实施例中，第三tesa212和第四tesa214被配置为是可调谐的，以在中频带频率和高频带频率处或附近表现出共振。移动设备100中的4-tesa配置已经从图1a中的双-tesa按比例放大，以达到600mhz，同时保持良好的高频带性能。因此，在一些实施例中，可以将四-tesa的群组调谐到范围在约600mhz至960mhz之间的低频带谐振。另外，居中的金属环结构202具有大约1db的低频带效率影响。此外，在一些实施例中，第一tesa112和第二tesa114被配置为使得它们之间存在低的包络相关系数(ecc)。例如但不限于，在本公开的一些实施例中，第一tesa112与第二tesa114之间的ecc低于约0.5。此外，在一些实施例中，第三tesa212和第四tesa214被配置为使得它们之间也存在低的ecc。例如但不限于，在一些实施例中，第三tesa212与第四tesa214之间的ecc低于约0.5。此外，在一些实施例中，位于相同的长边上(即，例如，均位于左侧上或均位于右侧上)的tesa彼此具有低的ecc。例如但不限于，在一些实施例中，第一tesa112和第三tesa212具有低于约0.5的低ecc，并且第二tesa114和第四tesa214具有低于约0.5的低ecc。

在一些实施例中，移动设备100包括耦合在多个可调谐带阻电路中的相应可调谐带阻电路与信号节点之间的多个电抗电路元件，在低于带阻频率的通信工作频带内的期望的低频带处，针对多个可调谐带阻电路中的每一个和每个电气小型天线，多个电抗电路元件中的每一个具有被选择成实现系统谐振的电抗。在一些实施例中，多个电抗电路元件中的每一个包括并联连接的电感器，其中该电感器的第一端子连接在可调谐带阻电路之一与第一信号节点s1之间，并且该电感器的第二端子接地。在一些实施例中，例如但不限于，多个电抗电路元件的第一部分等效于上面的图1a和2中描述的第一连接电路126。在一些实施例中，例如但不限于，多个电抗电路元件的第二部分等效于上面的图1a和图2中描述的第二连接电路128。在下面的图3a和图3b的讨论中更详细地讨论上面的材料。

在一些实施例中，移动设备100包括多个静电放电保护电容器，其中，多个静电放电保护电容器中的每一个连接在相应的一个电气小型天线与相应的一个可调谐带阻电路之间。在一些实施例中，移动设备100包括多个带宽控制电容器，其中，多个带宽控制电容器中的每一者连接在多个可调谐带阻电路之一与信号节点之间，每个带宽控制电容器具有串联电容，所述串联电容被选择为实现期望的高频带的期望带宽，所述高频带在高于带阻频率的通信工作频带内。在下面的图3a和图3b的讨论中更详细地讨论上面的材料。

图3a和3b示出根据本公开主题的实施例的用于来自图1a的移动设备100和来自图2的移动设备100的可调谐天线系统和匹配网络的示例性配置的电路图。图3a和图3b是上文讨论的电抗电路元件和静电放电保护元件的示例配置。图3a包括用于上述第一tesa112的匹配拓扑的可能的电路元件及其配置。尽管在该实施例中，第一tesa112用于示例目的，但是本领域普通技术人员将理解，下文描述的电路可以用于第二tesa114、第三tesa212或第四tesa214中的任何一个或全部。在本公开的实施例中，图3b包括用于第一tesa112的匹配拓扑的电路元件及其配置。尽管在该实施例中，第一tesa112用于示例目的，但是本领域普通技术人员将理解，下文描述的电路可以用于第二tesa114、第三tesa212或第四tesa214中的任何一个或全部。

图3a示出了在一些实施例中，第一天线辐射器116与电容器c4串联连接，电容器c4用作第一tesa112的静电放电保护器。在一些实施例中，电容器c4然后连接到包括可变电容器c1、电感器l3和电容器c5的第一带阻电路122。在一些实施例中，可变电容器c1、电感器l3和电容器c5彼此并联连接。在一些实施例中，可变电容器c1具有可变电容，并且是可调谐的，以控制第一tesa112的阻抗。在一些实施例中，电容器c5是具有固定电容的可选电容器以增加可变电容器c1的最小电容。在一些实施例中，电感器l3具有足以用作第一tesa112的带阻频率控制的设定电感。在一些实施例中，可变电容器c1可以包括例如但不限于，一排或多排可调谐电容器，其具有高q因数以及可调谐电容器的最大可调谐电容与最小可调谐电容之间的较大比率。在一些实施例中，可变电容器c1可以包括一排或多排可变电容器，其选自由微机电系统(mems)可变电容器、基于半导体开关的可变电容器、钛酸锶钡(bst)可变电容器或变容二极管组成的组。在一些实施例中，可变电容器c1可以包括一排或多排mems可变电容器，这将很可能为电路提供最佳性能。

接下来，在一些实施例中，第一带阻电路122连接到由电感器l1、电容器c2和电容器c3组成的第一连接电路126或谐振控制电路。在一些实施例中，电感器l1是并联电感器，并且具有足以用作第一tesa112的低频带谐振控制的设定电感。在一些实施例中，l1包括连接在第一带阻电路122与第一信号节点s1之间的第一端子以及接地的第二端子。在一些实施例中，电容器c2是具有足以用作第一tesa112的高频带带宽控制的设定电容的可选电容器。并且在一些实施例中，电容器c3具有足以用作用于第一tesa112的高频带谐振控制的设定电容。

在一些方面，图3b中所示的实施例是图3a中所示的实施例更具体的版本。在一些实施例中，第一tesa112包括连接到第一带阻电路122的第一天线辐射器116，该第一带阻电路122包括电感器l3和可变电容器c1。在一些实施例中，关于第一带阻电路122，电感器l3和可变电容器c1彼此并联连接。在本公开的一些实施例中，可变电容器c1具有在约0.3pf至2.9pf之间的可变电容。在一些实施例中，如图3a所示的固定电容器c5可以与可变电容器c1并联连接，以增加第一带阻电路122的总电容。在一些实施例中，固定电容器c5具有选定电容，使得第一带阻电路122的组合电容在约2pf与5pf之间。在一些实施例中，固定电容器c5具有在约1.7pf至2.1pf之间的选定电容。在一些实施例中，固定电容器具有约1.7pf的选定电容。在一些实施例中，电感器l3具有在约6nh与7nh之间的固定电感。在一些实施例中，电感器l3具有约6.3nh的固定电感。在其他实施例中，电感器l3具有约6.8nh的固定电感。另外，第一tesa112包括包括电感器l1、电容器c2和电容器c3的第一连接电路126或谐振控制电路。在一些实施例中，电容器c2的电容被选择为以实现第一可调谐带阻电路122的期望的最小电容。在一些实施例中，电感器l1具有在约5nh与7nh之间的固定电感。在一些实施例中，电感器l1具有约5.6nh的固定电感。在其他实施例中，电感器l1具有约6.8nh的固定电感。在一些实施例中，电容器c3具有在约1pf至1.5pf之间的电容，并且电容器c2具有在约0pf至8pf之间的电容。在一些实施例中，例如但不限于，电容器c3具有约1.0pf的电容。在一些实施例中，例如但不限于，电容器c3具有约1.2pf的电容。在一些实施例中，例如但不限于，电容器c2具有约0pf的电容。在一些实施例中，例如但不限于，电容器c2具有约7.5pf的电容。

图4a是示出第一tesa112的s-参数的曲线图，其中，第一tesa112的电容器c1的电容的范围在约2pf至约5pf之间。图4b是示出第二tesa114的s-参数的曲线图，其中，第二tesa114的电容器c1的电容的范围在约2pf至约5pf之间。

图5a是示出第一tesa112的远场效率数据的曲线图。图5b是示出第二tesa114的远场效率数据的曲线图。图6a是示出第一tesa112和第二tesa114的s-参数的曲线图。位于图6a的正下方并且与图6a对齐的图6b是示出在电容器c1的电容设置为2pf时天线系统的包络相关系数的曲线图。

图7a和7b示出，在一些实施例中，第一tesa112和第二tesa114在低频带频率下的操作期间表现出不同的辐射图案。在一些实施例中，第一tesa112和第二tesa114被配置为使得辐射图案彼此基本垂直，即，使得辐射图案相对于彼此形成约80度至100度之间的角度。在一些实施例中，第一tesa112和第二tesa114被配置为使得辐射图案在低频带频率下的操作期间基本彼此垂直，即，使得辐射图案相对于彼此形成约80度至100度之间的角度。因此，第一tesa112和第二tesa114彼此具有低相关性，并且可以在低频带和高频带两者中实现低于0.5的低ecc。

图8a是包括绝缘体106的移动设备100的部分的侧视图。绝缘体106被配置为使天线辐射器与金属环结构102的其余部分绝缘。在一些实施例中，绝缘体106的尺寸或长度可以被选择为实现tesa的期望的中心工作频率(最佳辐射频率)和效率，并且最小化ecc和/或耦合。图8b和图8c是分别示出在绝缘体106的长度从约1mm变为约3mm并且最后变为约5mm时第一tesa112的s-参数和效率的两个曲线图。如图8c中的曲线图所示，当绝缘体106的长度为约3mm或约5mm时，响应大致相同。然而，当绝缘体106的长度改变为1mm时，该间距太小而不能保持最佳性能。

图9a是突出接地间距130的移动设备100的边缘的顶视图。类似于上面讨论的绝缘体106，接地间距130可以被选择为进一步实现tesa的期望的效率。图9b和9c是分别示出在接地间距130从约4mm变为约6mm、变为约8mm、最后变为约10mm时第一tesa112的s-参数和效率的两个曲线图。如图9c中的曲线图所示，直到约6mm的接地间距130，效率会稍微降低，但是4mm的接地间距，效率会在低频和高频上都有很大的下降。

图10a是突出接地间距130的移动设备100的边缘的顶视图。图10b和图10c是分别示出在接地间距130从约4mm变为约6mm、变为约8mm、最后变为约10mm时第二tesa114的s-参数和效率的两个曲线图。如图10c中的曲线图所示，直到约6mm的接地间距130，效率会稍微降低，但是4mm的接地间距，效率会在低频和高频上都有很大的下降。

图11a和11b是示出在根据上面的图2描述的4-tesa配置中第一tesa112的s-参数和效率的曲线图。图11c和图11d是示出在根据上面的图2描述的4-tesa配置中的第二tesa114的s-参数和效率的曲线图。图11e和图11f是示出在根据上面的图2描述的4-tesa配置中第三tesa212和第四tesa214的s-参数和效率的曲线图。如图11e和图11f中所示，两个天线的s-参数和效率非常相似。

图12a是示出根据上面的图2描述的4-tesa的第二tesa114和第一tesa112的s-参数以及绝缘的曲线图。在该曲线图中，可变电容器c1的电容设置为最大5pf。图12b是示出根据上面的图2描述的4-tesa的第四tesa214和第三tesa212的s-参数和绝缘的曲线图。在该曲线图中，可变电容器c1的电容设置为最大5pf。

本领域普通技术人员将理解，上述实施例可以例如但不限于包括多于四个的tesa。另外，本领域普通技术人员将理解，可以在移动设备100周围布置多于四个的tesa，使得多于四个的tesa中的所有tesa都可以适配在金属环结构102上。

在不脱离本主题的精神和基本特性的情况下，本主题可以以其他形式来实现。因此，所描述的实施例在所有方面都应被认为是说明性的而非限制性的。尽管已经根据某些实施例描述了本公开，但是对于本领域普通技术人员显而易见的其他实施例也在本公开的范围内。