多频带天线的制作方法【专利说明】多频带天线[0001]本发明的各实施例涉及能够在多个频率范围中操作的多频带天线。具体而言，但不排他地，本发明的各实施例提供适合用于诸如智能电话和平板电脑之类的个人通信设备的紧凑得多的多频带天线解决方案。[0002]背景[0003]天线通常通过直接通电连接连接到无线电。然而，已经表明，通过电容间隔（例如，在导电条带和馈电结构之间）给天线馈电可以对于某些类型的天线提供若干优点。这些优点对较大的阻抗匹配带宽特别有用。参见，例如，US2003/0189625或Rowell&Murch，"CompactPIFASuitableforDual-Frequency900/1800_MHzOperation(适用于双频率900/1800-MHz操作的紧凑PIFA)〃，关于天线和传播的IEEE事务，案卷.46,No.4,1998年4月，第596-598页。[0004]Rowell&Murch的如图1所示的单频带天线具有跨在主要天线元件中形成的槽延伸的宽的馈电板。如图2所示的双频带天线具有用于天线的较高频带的单独的天线元件和单独的电容馈电。显然，此文章的作者没有考虑利用单一天线元件和单一电容馈电产生复共振行为的可能性。[0005]EP1345282公开了用于无线电通信终端的多频带无线电天线设备（1)，包括平面接地衬底（20)、具有无线电信号馈电点（3)的平面主要辐射元件（2,9)，以及平面寄生元件(5,6)。主要辐射元件位于毗邻接地衬底，并与接地衬底位于相同平面中，优选地，与其电介质隔离。天线设备适合于在诸如移动电话（30)之类的便携式无线电终端中被用作内置天线。然而，应当注意，此天线不是电容馈电天线。在EP1345282中，馈电元件也是最长的元件并且是提供最低共振频率以及多频带行为的元件；如果去除电容耦合的元件，则天线仍将以相同最小共振工作。[0006]EP2405533公开了电容馈电的天线，包括产生天线的多频带共振行为所需的电感元件（181)。此外，EP2405533所示出的馈电元件被配置为，以便在远离天线的接地点的点开始，并在与天线的辐射臂的方向相反的方向朝接地点延伸。[0007]US2012/0154222示出了包括长的，U形元件以及较短的，颠倒的L形元件的天线结构。这里，U形元件被驱动，L形元件被短路到接地。[0008]本申请的图1示出了已知的电容馈电天线。天线102连接到接地平面106，并在A点折叠，以便天线的至少一部分位于基本上平行于接地平面106的平面中。以此方式折叠天线降低了天线设备的总高度。天线102在接地点108连接到接地平面106。无线电发射机/接收机110连接到馈电结构104,在馈电结构104和天线102之间形成小电容间隔112。电容间隔112的电容是设计参数，并取决于工作频率。例如，对于大约1GHz的工作频率，间隔112的电容可以是大致2pF。[0009]通常，电容间隔112被定位在靠近天线102的接地点106。在此配置中，天线在电容间隔112处的阻抗接近于无线电系统的特征阻抗，例如，50。[0010]图1中所示出的天线是电容馈电的天线设备的典型，然而，有各种可以通过折叠天线来缩减天线的总体尺寸的方式。此外，也可能通过在天线102上添加支路来产生多个共振。应该注意的是，图1中所示出的天线设备是不平衡结构，天线设备的接地平面106是辐射结构的组成部分，并在天线设备的总体性能中起着重要的作用。[0011]图1中所示出的结构的类型广泛地用于许多设备（例如，用于移动电话、膝上型计算机等等的蜂窝式天线）中，在现有技术中公开了许多变型。【
发明内容】[0012]从第一方面来看，提供了一种多频带天线设备，包括被配置成在接地点电连接到接地平面的导电细长形天线元件，以及被配置成在馈电点电连接到无线电发射机/接收机的导电细长形馈电元件，其中所述天线元件的至少主要部分被配置成在第一方向上延长，在第二、基本上反向平行的方向上在其自身上折叠，天线元件藉此形成槽，其中所述馈电点与接地点毗邻，并且其中所述馈电元件被配置成在基本上平行于所述天线元件的所述主要部分的所述第一和第二方向上延长，并在天线设备的操作期间与天线元件电容耦合。[0013]天线元件可以包括细长形导电条带，并可以具有至少三个部分。第一部分可以在基本上垂直的布局中在接地点电连接到接地平面；第二部分可以基本上平行于接地平面的边；而第三部分可以在其自身上折叠，以便它平行于第二部分，从而在天线元件的第二和第三部分之间形成槽。馈电元件可包括具有小于1:5的宽长比的细长形导电条带。馈电元件的总长度必须在最低的工作频率时比最短的共振长度短得多（在某些实施例中，通常大约入/4,其中，X是最低工作频率时的波长），但是，不能如此短，以至于它没有可用于天线元件的耦合电容。在某些实施例中，馈电元件在最低工作频率时具有X/25和A/8之间的长度。馈电元件的一端在接地点的附近连接到无线电发射机/接收机，在接地点，天线元件连接到接地平面。馈电元件具有两个部分：第一部分基本上平行于天线元件的第一部分，而第二部分基本上平行于天线元件的第二部分。馈电元件的第二部分被安排为形成电容间隔，该电容间隔在馈电元件和天线元件的第二部分之间提供电容耦合。[0014]此布局的优点是改善天线设备的可用频率带宽、多频带行为，以及紧凑性。[0015]可以在诸如由FR4或Duroid?等等制成的PCB之类的电介质衬底上形成天线设备，其中接地平面作为衬底上的导电层形成，天线和馈电元件在没有接地平面存在的区域中的电介质衬底上作为导电轨迹形成。接地平面可以定义一个边，而天线元件和馈电元件的相应的部分优选地被配置成基本上平行于接地平面的边。[0016]天线元件和馈电可以在基本上相同的平面中。另选地，它们可以在例如在电介质衬底的相对的表面上形成的基本上平行的平面中。[0017]馈电元件可以在天线元件的第二部分和接地平面的边之间延伸，或可以在天线元件的第二和第三部分之间延伸。[0018]天线元件的第二部分可以另外配备有采用额外的导电元件形式的耦合支路，该耦合支路从第二部分延伸，并在基本上平行于第二部分的方向上朝接地点反向延伸。这会是合乎需要的，特别是在低频时，因为它会增大馈电元件和天线元件的第二部分之间的耦合，而不会将其之间的间隔缩小到制造容差会变为问题的程度。耦合支路和天线元件的第二部分可以被视为部分地环绕馈电元件。[0019]在某些实施例中，天线元件可以配备有从第二部分延伸的支路的形式的至少一个额外的部分，该部分引入额外的共振。支路可以在与天线元件的第三部分基本上相同的方向上，或在基本上相反的方向上延伸。在某些实施例中，支路可以被配置成与天线元件的第三部分的至少一部分电容耦合。除增大带宽之外，支路也可以被配置成产生额外的共振。有利地，支路源于接地点附近的第二部分，因为这帮助增强较高共振的带宽或造成额外的共振，而不会在较低的或最低共振时过度地使行为降级。[0020]各实施例的一个优点是，天线设备甚至在接地平面在天线设备的一侧上延伸的情况下也通常良好地工作。这在天线设备由于空间考虑而不能完全从接地平面剖面中伸出的应用中有吸引力。[0021]天线设备也可以围绕接地平面的角部（例如，围绕PCB的角部）弯曲。这允许在小PCB上有额外的空间节省。[0022]最低共振的频率可以通过在接地点通过阻抗元件（诸如电感器和/或电容器）将天线元件连接到接地平面来轻松地调整如果阻抗元件是电感器，那么最低共振的频率被降低；如果它是电容器，那么频率被提高。[0023]可以通过在接地点通过以电子方式进行控制的可变阻抗（例如，变容二极管）将天线元件连接到接地平面来使天线设备能够以电子方式调谐。另选地，天线元件可以通过以电子方式进行控制的RF开关连接到接地平面，该RF开关在不同类型或值的两个或更多阻抗元件（电感器和/或电容器）之间转换，由此使得天线设备能够以对应的数种不同状态来工作[0024]在某些实施例中，馈电元件中远离馈电点的那一端可以连接到接地平面。此布局通常改善上共振中的带宽，以在下共振处的带宽有小的缩减为代价。连接可以是简单通电连接，或可以通过诸如电容器或电感器之类的阻抗元件，从而允许通过简单地调整阻抗元件的值来优化馈电点阻抗。[0025]在另一个当前第1页1 2 3