在多个频率区域提供可操作性的集中式无线设备的制造方法_5

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[0184]在另外的实施例中,滤波电路910被优势地与电抗消除907b互换,导致构成射频系统902的元件的一个新的顺序。实际上,所述元件的顺序不是关键的,以便获得良好的无线电-电气性能。
[0185]在外部端口 903a和903b观察到的反射系数是通过在图9b中的曲线950a和950b分别表示。两个端口(903a和903b)之间的耦合是通过曲线955表示。曲线950a示出了在第一外部端口 903a的反射系数从一第一频率951 (对应于824MHz)至一第二频率952(对应于960MHz)小于-6dB (电压驻波比(VSWR) 3:1),而曲线950b示出了在外部端口 903b的反射系数从一第一频率953(相当于1710)至一第二频率954 (相当于2170MHz)小于_6dB(VSWR3:1)。两个外部端口 903a和903b之间的耦合在第一和第二频率区域之间小于-26dB,从而保证良好的无线电-电气性能。
[0186]值得注意到的是,VSWR和耦合的需求可能会有所不同取决于蜂窝或无线通信标准的需求。
[0187]例如,在图9a中给出的辐射系统工作在GSM/WCDMA/CDMA850/900/1800/1900,以及 UMTS/WCDMA/HSDPA2100。
[0188]图10示出了对于一射频系统的一匹配网络1000的三个实施例的框图,匹配网络1000包括一第一端口 1001和一第二端口 1002。所述两个端口的其中之一可以同时是该射频系统的一端口,特别地,与一辐射结构的一内部端口互连。
[0189]在图1Oa中的匹配网络1000包括一电抗消除电路1003。在本实施例中,该电抗消除电路的一第一端口 1004可以是可操作地被连接至该匹配网络的第一端口 1001以及该电抗消除电路的另一端口 1005可以是可操作地被连接至该匹配网络的第二端口 1002。
[0190]现在参考图10b,匹配网络1000包括电抗消除电路1003和一宽带匹配电路1030,其优势地是与电抗消除电路1003级联。即,宽带匹配电路1031的一端口被连接至端口1005。在本实施例中,端口 1004可操作地被连接至匹配网络1001的第一端口,而宽带匹配电路1032的另一端口可操作地被连接至该匹配网络的第二端口 1002。
[0191]图1Oc显示了匹配网络1000的一进一步的实施例包括,除了电抗消除电路1003和宽带匹配电路1030外,一微调电路1060。所述三个电路优势地是被级联连接,具有该电抗消除电路的一端口(尤其是端口 1004)被连接至匹配网络1001的第一端口以及微调电路1062 —端口被连接至匹配网络1002的第二端口。在本实施例中,宽带匹配电路1030可操作地在电抗消除电路1003与微调电路1060之间互连(即,端口 1031被连接至端口 1005以及端口 1032被连接至微调电路1060的端口 1061)。
[0192]在图11中,辐射结构1100包括一第一辐射增强器1101,一第二辐射增强器1103,以及一接地平面层1102,元件1101和1102被内接在一接地平面矩形1104中。该接地平面矩形具有一短边1105和一长边1106。
[0193]第一辐射增强器1101被布置为基本上靠近所述长边1106,且第二辐射增强器1103被布置为基本上靠近所述短边1105。所述第一和第二辐射增强器1101,1103表现为一集中式配置因为它们占据一最小面积。事实上,辐射结构1100的内部端口之间的距离被它们的连接点限定为小于在第一频率区域的最低频率的波长的0.06倍,如同在本发明中的需求。
[0194]在这个特定的情况下,第一辐射增强器1101被布置在接地平面层1102的一切口部分,从而第一辐射增强器1101在包含接地平面层1102的所述平面上的正交投影与该接地平面层没有重叠。此外,所述投影是全部在接地平面矩形1104的周长内。另一方面,第二辐射增强器1103突出至接地平面矩形1104的短边1105之外,使得第二辐射增强器1103在包含接地平面层1102的平面上的正交投影在接地平面矩形1104外。
[0195]然而,在另一实施例中在第一和第二辐射增强器都可以被布置为在接地平面层的切口部分,使得辐射增强器至少部分地,甚至完全,在关联至一辐射结构的接地平面层的接地平面矩形的周长内。然而在另一实施例中,第一和第二辐射增强器都可以被布置为至少部分地,甚至完全,突出至所述接地平面矩形的一边之外。
[0196]图12提出了一辐射结构1200包括一第一辐射增强器1201和一接地平面层1202。辐射结构1200包括一个内部端口:所述内部端口被限定在第一辐射增强器1201的一连接点1203和接地平面层1202的一第一连接点1204之间。
[0197]接地平面层1202表现为具有一短边1205和一长边1206的一基本矩形形状。在本实施例中,辐射增强器1201基本上靠近该接地平面层的一第一转角。
[0198]图3a的射频系统302适用于与图12的辐射结构互连。射频系统302包括一阻抗均衡器电路311。所述阻抗均衡器电路311的一端口 309被连接至辐射结构1200的内部端
□ O
[0199]与前面的实施例类似地,图3b的射频系统331适用于与图12的辐射结构互连。射频系统331包括一阻抗均衡器电路311。所述阻抗均衡器电路311的一端口 309被连接至辐射结构1200的内部端口。
[0200]如在前面的实施例,图3c的射频系统361适用于与图12的辐射结构互连。射频系统361包括一第一阻抗均衡器电路311。所述阻抗均衡器电路311的一端口被连接至辐射结构1200的内部端口。
[0201]如在前面的实施例,图3d的射频系统391还适用于与图12的辐射结构互连。
[0202]图13a示出了通过在史密斯圆图中的曲线1300表示的在辐射结构1200的内部端口的输入阻抗。1301和1302分别表示第一频率区域的最低和最高频率。1303和1304分别表示第二频率区域的最低和最高频率。
[0203]阻抗均衡器电路311效果可以在图13b中通过曲线1350被观察到,其中辐射结构1200的内部端口的输入阻抗(在图13a中的曲线1300)被所述阻抗均衡器电路311转换至一阻抗在一频率1351大于第一频率区域的最高频率1302且低于第二频率区域的最低频率1303具有基本上等于零的一虚部。所述频率1351被有利地调整为在第一频率区域的最高频率与第二频率区域的较低频率之间的大致地平均值。阻抗均衡器电路的一进一步的效果在第一频率区域(由最低频率1301和最高频率1302划定)内的输入阻抗曲线1350和在第二频率区域(由最低频率1303和最高频率1304划定)内的输入阻抗曲线1350中被观察到,其中两个阻抗曲线都基本上是复共轭。具有两个阻抗曲线的一基本复共轭特性简化了该射频系统的随后级的组件的数量。
[0204]图14a示出了一辐射结构1400其包括一个内部端口 1401和一个射频系统1402。射频系统1402的第一端口 1410被连接至辐射结构1400的内部端口 1401。所述射频系统1402适用于与图12中的辐射结构1200互连。特别地,所述射频系统1402对应于图3d中所示的射频系统电路的一特定的实施例。例如,阻抗均衡器电路311对应于电感器1404。滤波电路332对应于滤波器1405。匹配网络312a对应于电路1406b,其包括一电抗消除电路1407和一宽带匹配网络1408。匹配网络312b对应于电路1406a,其是一宽带匹配网络。最后,组合器363包括一第一谐振电路1409a和一第二谐振电路1409b。
[0205]图14a的射频系统1402互连至图12的辐射结构1200导致的辐射系统的阻抗响应如图14b中所示。图14b示出了在辐射系统的外部端口 1403的反射系数1450。操作的第一频率区域(VSWR 3:1)的范围从最低频率1451至最高频率1452,其对应于824MHz和960MHzο这频率区域提供了例如在GSM 850和GSM900中的可操作性。类似地,第二操作频率区域(VSWR3:1)的范围从最低频率1453至最高频率1454,其对应于1710MHz和2170MHz。这频率区域提供了例如在GSM1800,GSM 1900,WCDMA1700,和UMTS/WCDMA2100中的可操作性。
[0206]图15a示出了一辐射结构1500的一实施例包括一辐射增强器1501,一接地平面层1502,和在接地平面层1502中的一狭槽1505。辐射结构1500包括一个内部端口:所述内部端口被限定在第一辐射增强器1501的一连接点1503与接地平面层1502的一第一连接点1504之间。
[0207]辐射增强器1501包括表现为包括六个面的一多面体形状的一传导部分。在接地平面中的狭槽1505增强了该辐射系统的在至少一个频率区域的操作中的阻抗带宽。狭槽1505的尺寸和其在接地平面层1502中的位置被优化以激发在接地平面中的辐射模式以增强在至少一个频率区域的操作中的阻抗带宽。
[0208]在另外的实施例中,在接地平面层1502中的狭槽1505相对于没有狭槽的一解决方案能够实现在一射频系统中组件数量的一简化。在这个意义上,如果该射频系统的组件数量减少,该辐射系统具有更高的效率以及更强鲁棒性的组件的容差。
[0209]在一进一步的实施中,在接地平面层1502中的狭槽1505相较于在该接地平面层中没有狭槽的一实施例能够实现该辐射增强器的尺寸一减少。
[0210]在其它实施例中,辐射增强器1501被塑形作为其它辐射增强器例如辐射增强器1701,或 1703,或 1733,2161,或 2181(图 17 和 21)。
[0211]射频系统302,或331,361,391适用于与图15a中的辐射结构1500互连。
[0212]图15b显示了一辐射结构1550的一实施例包括两个辐射增强器1551和1553,一接地平面层1552,和在接地平面层1552中的一狭槽1554。根据本发明,至少两个辐射增强器的位置遵循一集中式配置。
[0213]在接地平面层1552中的狭槽1554的优点是更好地激发在该接地平面层上的一辐射模式。接地平面层的一个更好的激发增强了该辐射系统的效率和/或阻抗带宽。本实施例的一进一步的优点是当图5的辐射增强器501和505与图15b的辐射增强器1551和1553的尺寸相比较所示,其较小。
[0214]接地线平面层1552的狭槽1554在长度,大小,以及在接地平面层中的位置被优化以改进在至少一个频率区域的操作中的该辐射系统的无线电-电气性能。
[0215]在一些其它实施例中,其它类型的辐射增强器,诸如1701,或1703,或1733,或2161,或2181(图17和21)与在该接地平面层中的一个狭槽相组合以改进在至少一个频率区域的操作中的该辐射系统的无线电-电气性能。
[0216]图16a示出了一辐射结构1600的一实施例包括一辐射增强器1601,一天线元件1605,和一接地平面层1602。
[0217]辐射增强器1601包括一连接点1603。相应地,接地平面层1602包括基本上在接地平面层1602的右上角的一第一连接点1604。辐射结构1600的一第一内部端口被限定在所述连接点1603和所述第一连接点1604之间。
[0218]类似地,天线元件1605包括一连接点1606以及接地平面层1602包括基本上在接地平面层1602的右上角的一第二连接点1607。辐射结构1600的一第二内部端口被限定在所述连接点1606和所述第二连接点1607之间。辐射增强器1601包括表现为包括六个面的一多面体形状的一传导部分以及包括一平面传导结构的天线元件1605。所述天线元件1605的投影并不与地线平面层1602重叠。所述天线元件1605工作在一个频率区域的至少一个频带中。
[0219]辐射结构1600的所述第一和第二内部端口之间的距离小于在第一频率区域的操作的最低频率的波长的0.06倍,导致根据本发明的一集中式配置。
[0220]图16b示出了一辐射结构1650的一进一步的实施例包括一辐射增强器1651,一天线元件1655,和一接地平面层1652。对于本实施例,天线元件1655的正交投影完全重叠于接地平面层1652。在其它实施例中,天线元件1655的正交投影与接地平面层1652重叠于所述天线元件1655的面积的小于一 75%,小于一 50%,或者甚至小于一 25%。
[0221]辐射增强器1651包括一连接点1653。相应地,接地平面层1652包括基本上在接地平面层1652的右上角的一第一连接点1654。辐射结构1650的一第一内部端口被限定在所述连接点1653和所述第一连接点1604之间。
[0222]类似地,天线元件1655包括一连接点1656以及接地平面层1652其包括基本上在接地平面层1652的右上角的一第二连接点1657。辐射结构1650的一第二内部端口被限定在所述连接点1656和所述第二连接点1657之间。对于本实施例,该天线元件具有一接地连接1658用于该天线元件的阻抗匹配。
[0223]辐射结构1650的所述第一和第二内部端口之间的距离小于在第一频率区域的操作的最低频率的波长的0.06倍,导致根据本发明的一集中式配置。
[0224]根据本发明的如图16a和图16b中所示的那些至少一个辐射增强器和至少一个天线元件的组合增加了在至少一个频率区域的操作的频带数目。在一些实例中,该天线元件工作在一第一频率区域并且该辐射增强器在一第二频率区域。在一些其它实施例中,该天线元件工作在两个频率区域并且该辐射增强器增加了至少一个频率区域的工作带的数目。在其它实施例中,该天线元件工作在两个频率区域并且该辐射增强器工作在一第三频率区域。
[0225]图17示出了辐射结构1700,1730和1760的几个实施例包括不同类型的辐射增强器的不同的集中式配置。辐射增强器1701提出了基本上平行于接地平面层1702的一传导平面部分和一垂直传导部分1704。辐射增强器1703示出了具有基本上与接地平面层1702共面的一平面轮廓的一传导部分。辐射增强器1703的正交投影与接地平面层1702不重叠而辐射增强器1701的正交投影重叠于该接地平面层。该集中式配置的优点是最小化辐射增强器之间的耦合。耦合的减少简化了在该射频系统中使用的,诸如那些在图4a,图4b,或图4c的射频系统中,特别是在滤波电路414a,或414b中使用的滤波电路。
[0226]图17b不出了福射结构1730包括一第一福射增强器1731,一第二福射增强器1733,和一接地平面层1732。第一辐射增强器1731包括表现为包括六个面的一多面体形状的一传导部分而第二辐射增强器1733是在接地平面层1732中的一间隙。类似于先前的实施例,辐射增强器之间的耦合由于辐射
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