用于无线通信的具有耦合器元件的天线配置的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及无线通信领域，更具体地涉及用于无线通信的具有耦合器的天线配置。
【背景技术】
[0002]现代无线设备(例如，智能电话)中采用的天线的数目不断增加，以支持600MHz到3800MHz之间的新蜂窝频带，这些带宽用于例如，ΜΙΜ0(多输入多输出)、载波聚合、WLAN(无线局域网)、NFC(近场通信)、GPS(全球定位系统)、或其他通信(因为每个天线实现良好性能所需的体积或空间，这种情形提出了挑战)。例如，移动电话中的天线的性能(除了其他因素之外)与移动设备或移动电话中的物理布置以及所分配的体积或空间有关。就S11 (反射系数)和辐射效率方面而言，增大针对天线所分配的体积能够产生较好的天线性能。显示器和电池的宽度通常几乎与智能电话自身一样宽，而靠近这些组件的周界处的针对天线的可用体积十分有限并且在许多情形中由于耦合干扰的结果对于天线是不可用的。像USB连接器、音频插口、和不同的用户控制按钮之类的其他组件一般被放置在周界处，从而进一步减少了用于天线的体积。因此，期望为无线通信设备提供具有低空间消耗和良好性能的天线模块。
【发明内容】
[0003]根据本公开的一个方面，提供了一种天线系统，包括:第一天线元件，该第一天线元件位于主体的第一天线体积内并被配置为在第一谐振频率范围处操作；第二天线元件，该第二天线元件位于主体中与第一天线元件和第一天线体积相邻近的第二天线体积内并被配置为在第二谐振频率范围处操作，该第二谐振频率范围是第一谐振频率范围的子集；以及间接耦合器，该间接耦合器被配置为将第一天线元件与馈送信号组件间接耦合，用于发送和接收通信。
[0004]根据本公开的另一方面，提供了一种移动设备，包括:第一天线端口，该第一天线端口位于第一天线体积处并被配置为响应于耦合到该第一天线端口的第一天线元件而在第一频率范围处通信；第二天线端口，该第二天线端口位于与第一天线体积相邻近的第二天线体积处并被配置为响应于耦合到该第二天线端口的第二天线元件而在第二频率范围处通信，该第二频率范围是第一频率范围的子集；耦合器，该耦合器位于第一天线体积内并被配置为将通信信号间接且通信地耦合至第一天线端口，其中第二天线端口和第一天线端口还被配置为在第一频率范围内同时发送或接收不同的通信。
[0005]根据本公开的又一方面，提供了一种用于移动设备的方法，包括:在主体的第一天线元件处接收或发送第一频率范围中的第一频率信号；在与主体的第一天线元件相邻近的主体的第二天线元件处同时接收或发送第二频率范围中的第二频率信号，该第二频率范围包括第一频率范围的子集；以及经由耦合器的电磁耦合将通信间接耦合至第一天线元件。
[0006]根据本公开的又一方面，提供了一种移动设备的天线系统，包括:第一天线元件装置，该第一天线元件装置位于主体的天线体积内并被配置为接收或发送第一频率范围中的第一频率信号；第二天线元件装置，该第二天线元件装置与第一天线装置相邻近地放置并被配置为接收或发送第二频率范围中的第二频率信号，该第二频率范围包括第一频率范围的子集；以及耦合装置，该耦合装置被配置为经由电磁耦合将通信间接耦合至第一天线元件。
【附图说明】
[0007]图1是示出根据所描述的各个方面的天线系统或设备的框图。
[0008]图2是示出根据所描述的各个方面的用于天线设备的系统的框图。
[0009]图3是根据所描述的各个方面的天线设备的框图。
[0010]图4是示出根据所描述的各个方面的各种组件的史密斯图的图示。
[0011]图5是示出根据所描述的各个方面的另一史密斯图的图示。
[0012]图6是示出根据所描述的各个方面的隔离图的图示。
[0013]图7是示出根据所描述的各个方面的另一隔离图的图示。
[0014]图8是示出根据所描述的各个方面的另一史密斯图和另一隔离图的图示。
[0015]图9是示出根据所描述的各个方面的另一史密斯图和另一隔离图的图示。
[0016]图10是根据所描述的各个方面的天线系统的另一框图。
[0017]图11是示出根据所描述的各个方面的用于天线设备的方法的流程图。
[0018]图12是示出根据所描述的各个方面的可包含天线系统的移动通信设备的框图。
【具体实施方式】
[0019]现在将参照所附图示来描述本公开，其中相似的参考标号被用于指代附图中的相似元件，并且其中所描绘的结构和设备不一定按比例绘制。这里所用的术语“组件”、“系统”、“接口”等旨在指代计算机相关实体、硬件、软件(例如，在执行中)、和/或固件。例如，组件可以是处理器、在处理器上运行的处理、控制器、对象、可执行文件、程序、存储设备、和/或具有处理设备的计算机。举例说明，在服务器上运行的应用以及该服务器也可以是组件。一个或多个组件可以居留于处理内，并且组件可以位于一个计算机上和/或分布于两个或更多个计算机之间。这里可描述一组元件或一组其他组件，其中术语“组”能够被解释为“一个或多个”。
[0020]另外，这些组件可以从各种计算机可读存储介质中执行，各种计算机可读存储介质具有存储在其上的各种数据结构(例如，模块)。组件可以经由本地处理和/或远程处理(例如，根据具有一个或多个数据分组的信号(例如，来自在本地系统中、分布式系统中与另一组件交互，和/或跨越网络(例如，互联网、局域网、广域网、或类似网络)经由信号与其他系统交互的一个组件的数据))进行通信。
[0021]作为另一示例，组件可以是具有由电的或电子线路操作的机械部分提供的特定功能的装置，其中电的或电子线路可以由一个或多个处理器所执行的软件应用或固件应用操作。一个或多个处理器可以在装置的内部或外部，并且可以执行至少一部分软件或固件应用。作为另一示例，组件可以是没有机械部分而通过电子组件来提供特定功能的装置；电子组件可以在其中包括一个或多个处理器以执行赋予电子组件的至少部分功能的软件和/或固件。
[0022]词语“示例性”的使用旨在以具体形式来表现概念。如本申请中所使用的那样，术语“或”旨在表示包括的“或”而非排他的“或”。也就是说，除非以其他方式特别强调或者从上下文中清楚可见，“X采用A或B”旨在表示正常的包括性排列的任何一种。也就是说，如果X采用A、X采用B、或者X采用A和B 二者，那么“X采用A或B”满足上述情形中的任何一种。此外，除非以其他方式特别指出或者从上下文中清楚地指向单数形式，本申请和所附权利要求中使用的冠词“一”和“一个” 一般应当被解释为表示“一个或多个”。另外，就术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“带有”、或其变体被用于具体描述和权利要求书中来说，这样的术语旨在与术语“包括”类似形式的包括性。
[0023]考虑到射频通信的上述缺陷，公开了通过具有单个耦合器元件的天线架构来采用载波聚合、分集接收、ΜΠΚ)操作、NFC、GPS、或各种其他通信操作中的至少一者的无线设备的各个方面。当在天线系统的天线元件之间出现坏的隔离特性时，天线性能会被损坏。在没有良好隔离的情况下，系统的天线元件可以彼此耦合并因此降低彼此的功率效率。如果系统的天线元件在相隔较大操作频率范围的不同频率上操作或者彼此之间相隔足够的距离，则隔离会是简单的。所公开的天线系统可以包括多个天线组件、天线元件、或被耦合到一个或多个天线组件的天线端口，该一个或多个天线组件在至少部分重叠或匹配的频率范围内的相应频率处谐振。所公开的天线架构可以包括使得例如，高频带(band)蜂窝天线紧邻具有至少一部分操作频率范围重叠或者包括匹配的频率范围的WLAN天线的解决方案。
[0024]通过提供到在蜂窝高频带内的不同频率处谐振的多个蜂窝高频带天线元件的间接耦合器，WLAN天线元件能够被紧邻具有至少部分重叠或匹配的操作频率范围的蜂窝高频带天线元件放置，而具有良好的隔离特性。在一个方面，第一天线元件可以位于包括电路板和接地面(ground plane)的主体的第一天线体积(volume)内。该天线元件可以是例如，能够在第一谐振频率范围(例如，1710MHz左右到2690MHz左右)内的谐振频率处操作或谐振的蜂窝高频带天线。第二天线元件可以位于与第一天线体积和第一天线元件接近、相邻、或邻近(接触并紧邻)的主体的第二天线体积内。第二天线元件可以被配置为在作为第一谐振频率范围的子集的第二谐振频率范围(例如，2400MHz左右到2484MHz左右)处操作。这里的通信频率和频率范围可变，并且可以处于不同的范围(例如，从约704MHz到2960MHz)内。例如，可替换地，第二天线元件可以在704MHz左右到960MHz左右的蜂窝低频带网络天线频率范围中谐振，同时第一天线元件在1710MHz左右到2690MHz左右的范围内操作。
[0025]间接耦合器可以位于第一天线体积内并被配置为间接地(电磁地)将第一天线元件耦合到馈送信号组件和通信组件(例如，接收机、发射机、收发机等)，用于发送和接收与第一天线元件相关联的通信。在一个方面，第一天线元件和第二天线元件二者可以经由电磁耦合被间接耦合到馈送信号组件和通信组件。耦合器可以被电感性或电容性地耦合到第一天线元件并且被直接连接到信号馈送(signal feed)。信号馈送可以被親合到发射机、接收机、收发机、或者类似的通信组件。响应于耦合器经由信号馈送从通信组件接收到信号，耦合器有助于与天线元件的间接(电磁)耦合，这向天线系统提供了提升的带宽。
[0026]在另一方面，第三天线元件也可以位于第一天线体积内并且被配置为在作为第一频率范围的子集并且与第一频率范围的至少一部分重叠的第三谐振频率范围处操作。例如，第三天线元件可以是同样位于第一天线体积中的蜂窝高频带天线元件，其能够在2500MHz左右到2690MHz左右的范围内的频率处操作。第一天线体积和第二天线体积可以驻留于电路主体中(例如，在移动设备中)，其中二者可以彼此邻近并穿过设备的周界边缘或外围边缘。耦合器可以被配置为经由到馈送信号组件和通信组件的电磁耦合将通信间接耦合到第一天线元件和第三天线元件，其中第一天线元件和第三天线元件在彼此不同的频率处谐振。下面将参照附图来进一步描述本公开的其他方面和细节。
[0027]图1示出了用于无线或天线解决方案的天线系统的示例，该天线系统利用单个耦合器元件使得各种不同的谐振元件或天线组件能够在彼此接近的不同频率范围内操作。系统100可以包括在诸如无线设备之类的设备中或者在用于利用例如载波聚合、分集接收、或ΜΜ0操作中的一种或多种进行通信的一个或多个设备间进行操作的通信系统。系统100可以帮助位于无线设备的设备主体(例如，电路板或接地面)的同一边缘、同一体积、同一象限、同一区域、同一部分、或类似片区(sect1n)内的具有重叠的频率范围的多个天线的操作。设备的边缘、体积、象限(quadrant)、区域、部分、或类似片区可以在形成设备的总体积的多个体积、象限、区域、部分、或类似片区间被勾画出来或者驻留于其中。例如，在一个频率范围(例如，1710MHz左右到2690MHz左右的高频率范围)中操作的天线元件可以被制造为紧邻设备的同一体积或邻近部分内的在相同频率范围的子集范围中操作的另一天线元件或组件，或者紧邻在第一频率范围之外的不同频率范围中(例如，在第一频率范围的不同子集中或者在不同范围中)操作的另一天线元件或组件。天线元件可以是蜂窝高频带天线元件，该蜂窝高频带天线元件例如经由体积内的单个耦合器(该耦合器电磁耦合该天线元件)操作用于在1710MHz左右到2690MHz左右的范围处进行蜂窝通信。在其内或其上制造有至少两个天线元件的一个或多个体积可以在例如设备的周界部分或者单一边缘处或者沿其驻留。至少两个天线元件的一个或多个