实现薄窄边框显示器电话的天线布置的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开总体上涉及无线通信系统，更具体地说，涉及无线通信设备中的天线布置。
【背景技术】
[0002]随着长期演进(LTE)第四代(4G)网络的快速部署，越来越多的无线通信提供商正在实施同步语音和LTE(SVLTE)数据技术。例如，使用第三代和/或码分多址(CDMA)技术支持在SVLTE中的语音通信，并且使用4G技术提供数据通信，其在最近设计的智能手机中可以被支持。
[0003]当提供SVLTE通信(例如，通过使用LTE频带13和CDMA 850频带)时，在CDMA850和LTE频带13的选择信道到中，无线通信设备可能经历高程度接收器脱敏。这些高程度接收器脱敏对无线通信设备的设计者提出了严峻挑战。此外，设计者被挑战通过使用非关联的LTE接收天线，来提供可接受程度的LTE多输入多输出(MIMO)性能。为了缓解SVLTE脱敏，一些传统方法在前端中使用高线性和大尺寸陶瓷滤波器或多个较小滤波器，以及高三阶截断点(IP3)PIN开关。大滤波器或者甚至较小滤波器不能被封装在薄的电话设计中。此外，覆盖宽低频带的天线带宽要求需要相对大的地面净空距离，这要求电话Y维度(即长度)较大。
[0004]另一方法采用(a)分离3G(CDMA)和LTE发射天线来实现至少1dB的天线隔离、以及(b)在前端上的小尺寸槽滤波器。例如，分离CDMA主天线定位在设备底上并且分离的LTE天线在设备顶上，仅用于信号发射(Tx)或者用于信号发射和接收(Tx/Rx)。然而，在电话顶部安装发射天线导致较高的特殊吸收率(SAR)以及差的“幻影”性能。在电话中使用多天线/发射器，通常遵循SAR是具有挑战性的。在薄电话中，当发射天线位于无线通信设备的顶部时，SAR性能和用于测量失谐冲击的幻影性能都被降低。总体上，薄电话具有少于1mm的基本上统一的弧度，或者在设备的顶部具有“凸起”分段，该凸起分段通常具有超过1mm的厚度。
[0005]在其他方法中，采用在电话四个角的分离3G (CDMA)天线和LTE天线(对角组合或分离激发)。在这种情形下，每个天线元件具有局部环绕底/顶边和侧边伸展的其自己的天线容积。将发射天线安装在顶或上侧(即使与底天线元件合并)在薄电话中仍有显著的SAR问题。而且，当将天线放置在设备的顶或侧面时幻影性能比将天线置于设备底部时更差。将天线元件定位在侧面使得产品的X维度(即，宽度)比显示器宽度所要求的更宽。当使用较大的显示器尺寸时，电话的X维度对于舒适地持有该电话变得关键。较宽的X维度使得环绕显示器的X维度更大。此外，将主要天线元件的部分安装在电话的底侧使得天线元件在自然手持通话方位时比在天线元件完全固定在底部上更容易受显著手部失谐/加载“变化”效应的影响。
【附图说明】
[0006]应结合附图阅读描述的实施例，其中:
[0007]图1是根据一个实施例的图示可以有利地实施描述实施例的相应特征的示例无线通信设备的框图；
[0008]图2提供了根据一个实施例的无线通信设备的天线结构的框图表示。
[0009]图3A提供了根据一个实施例的无线通信设备的第二天线结构的俯瞰图的框图表不O
[0010]图3B提供了根据一个实施例的无线通信系统的第三天线结构的框图表示；
[0011]图4提供了根据一个实施例的无线通信设备的第四天线结构的框图表示；
[0012]图5提供了根据一个实施例的无线通信设备的第五天线结构的框图表示；
[0013]图6提供了根据一个实施例的具有天线组合电路的第六天线结构的框图表示；
[0014]图7提供了根据一个实施例的在图6中描述的天线组合电路的更具体图示；
[0015]图8提供了根据一个实施例的具有天线频带切换电路的第七天线结构的框图表示；以及
[0016]图9是根据一个实施例的图示用于设计多输入多输出(MHTO)天线结构的方法的一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0017]说明性实施例提供了用于在无线通信系统中提供多输入多输出(Mnro)天线布置的方法和系统。共同位于相同天线容积内的第一天线元件和第二天线元件相应地耦合至与设备底架的基部周界分段邻近的第一和第二天线馈线。第一天线馈线位于距离第二天线馈线预计算的距离处。被指定为第一 Mnro天线的第二天线元件耦合至位于第一天线馈线附近的天线地线，并且在距离第二天线馈线预定的距离处。第二MMO天线被置于设备底架的顶周界分段附近。天线布置实现了(a)第一 MHTO和第二 MMO天线之间的低相关性、(b)在第一天线元件和第二天线元件之间的预定程度的天线隔离、以及(C)在同时被用于信号传播的任何发射和接收天线之间的可接受的或预定程度的天线隔离。下文结合附图描述该方法的相应方面。
[0018]在下文对本公开示例实施例的具体描述中，足够具体地描述了可以实践本公开相应方面的具体示例性实施例，以使得本领域的技术人员能够实践本发明，并且应理解的是，可以利用其他实施例，并且在不脱离本公开的精神或范围的条件下，可以做出逻辑的、架构的、程序的、机械的、电气的和其他改变。因此，下文具体描述不应被理解为限定性含义，并且本公开由随附的权利要求和其等效内容限定。
[0019]在对附图的不同视图的描述中，相似的元件被提供了与前面的(多个)图的那些相似的名称和参考编号。提供被指配给这些元件的具体编号，仅是为了协助描述，并非旨在暗示对所描述实施例的任何限定(结构性或功能性或其他)。
[0020]应理解的是，诸如执行此处所描述的应用、逻辑和/或固件的那些的特定组件、设备和/或参数名称的使用仅是示例，并非旨在暗示对于所描述实施例的任何限制。因此，可以用用来描述此处的组件、设备、参数、方法和/或功能的不同命名和/或术语描述这些实施例，而没有限定。在描述这些实施例的一个或多个元件、特征或概念过程中对任何特定协议或专利名称的引用，仅是作为一种实施的示例，并且这些引用并不将所要求保护的实施例的扩展限定于利用不同元件、特征、协议或概念名称的实施例。因此，此处所使用的每个术语在利用该术语的上下文中，应被赋予其最广泛的解释。
[0021]在本公开中，诸如“预设”、“预定”、“预定义”、“预建立”和/或“预计算”的术语可以被用于限定参数、变量、组件和/或特性，在描述的处理中使用时，其是已知的或确立的，并且(a)已经被直接编程到实施该处理的执行代码中，或者(b)可接入以用于从储存器检索，或者(C)在整体处理的较早时间的功能中被计算或确定。用于限定参数、变量、组件或特性的信息可以在执行公开的方法或处理的具体步骤之前，通过使用(a)经验检验/数据，(b)预设计计算、计算、检验和/或试验，以及/或者(C)任意或随机选择方法来确定。然而，确定和/或产生本信息的确切方法对于通过本公开的权利要求所执行的基础功能不是决定性的。更重要的是，所有这些术语仅旨在清楚地通知读者，参数或变量提供了先前识别的值，其可以是存储值、预编程或硬编码值或者在处理期间先前确定的值。从这个角度来看，在本公开的上下文中，这些术语应被赋予最广泛的解释。其他术语可以被类似地用于指示预编程和/或存储的信息，包括但不限于下列已知的”、“可接受的”、“期望的”和其他相关词语和/或短语。
[0022]为了进一步解释指示预编程和/或存储信息的这些术语的使用，在本公开内的对于这些术语的特定用法作了引用。例如，本文所使用的短语“在至少两个天线元件之间的预确定隔离程度”指的是用于天线隔离参数的存储值或值范围。类似的是，短语“在第一 MIMO接收天线和第二 MMO接收天线之间的预定义的低相关性程度”指的是用于低程度天线相关性的参数的存储值或值范围。在一个实施例中，所有这些存储值均是通过经验和/或实地分析所产生，并且在提供天线配置信息的表或文件内被维持。该表可以被存储在设计阶段期间使用的计算设备上。
[0023]如在【背景技术】中所描述的，用于提供对于同时语音和长期演进(SVLTE)(例如，LETB13和码分多址(CDMA)850频带)提供支持的一种传统方法利用单一天线。为了在传统方法中将脱敏最小化，利用相对大的陶瓷滤波器和高三阶截断(IP3)PIN开关中的至少之一。其他传统方法采用多个天线。然而，这些其他传统方法遇到了显著的特殊吸收率(SAR)性能问题。此外，如先前所描述的，这些传统方法非常易于受到显著的手失谐/负载“变化”效应影响。
[0024]本公开描述了多天线布置，该多天线布置(a)避免在传统方法中所利用的使用相对较大的陶瓷滤波器和高IP3PIN开关，以及(b)支持相对较小的电话封装设计。具体而言，针对语音和数据的分离的天线被用来支持SVLTE。虽然在传统方法中也利用了多天线，并且许多的多天线布置是可能的，但是对于本公开选择提供高性能的多天线布置。在本公开中描述的选择的多天线布置克服了 SAR性能问题、手失谐/负载“变化”效应以及传统方所遇到的其他性能问题。通过执行实验和模拟来识别提供高性能的这些具体天线布置，其中，天线元件和关联组件(例如，天线馈线和接地端)被放置和/或组装在与设备印刷电路板(PCB)和设备壳体邻近的各种相对方位。相对天线放置的方面包括:(a)选择一个方位，用于第一天线元件，并且将二天线元件放置在取决于为第一天线元件所选择方位的方位；(b)与第一和第二天线元件相对应的天线馈线的相对放置；以及(c)与第一天线元件和第二天线元件的地线相对应的天线馈线的相对放置。
[0025]针对各种配置，适当测量天线辐射效率、SAR性能、天线隔离性能和天线相关性性能。基于性能要求被满足的如何，来选择天线布置。这些性能要求可以包括在本公开内描述的多个“预确定”和“预定义”参数值(例如，天线间隔离和/或天线间相关性值)。这些性能要求可以在针对高性能天线布置的设计阶段期间利用的计算机上的储存器中维持。
[0026]也执行实验调查以确定针对各种天线布置和操作模式的适当/高性能天线类型。例如，在一个实施例中，两种不同类型的兼容天线元件，倒L型天线(ILA)和环型天线，被考虑用于LTE B13。在本公开中进一步描述了这些各种类型的天线元件。
[0027]基于涉及各种配置的实验、模拟和计算，观测到天线相关组件的相对定位和放置提供了多种新型高性能天线布置。这些新型高性能天线布置在本公开中被示出并且描述，并且在权利要求中被指明。
[0028]在前文讨论中，参考SVLTE(3G/4G)应用的具体示例，描述了本公开。然而，公开的观点和概念可以被扩展用于多输入多输出(Mnro)和载波聚合应用中，其中，利用了多个收发信机和天线组合。
[0029]如下文进一步描述的，本文所描述的本公开的功能特征的实施方式被提供在处理设备和/或结构中，并且可以涉及硬件、固件以及软件程度构造的组合的使用(例如，程序代码和/或程序指令和/或伪代码)，其执行以提供用于设备的具体应用或具体功能逻辑。展示的图图示了硬件组件和软件和/或逻辑组件。
[0030]本领域的普通技术人员将理解的是，在附图中描绘的硬件组件和基本配置可以变化。图示的组件并非旨在穷尽所有，而代表性的，以突出用于实施所描述的实施例的多个方面的关键组件。例如，除了或替代所描述的硬件和/或固件，可以使用其他的设备/