利用双分支耦合馈电来激励来自天线组件的双频带的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及无线通信领域，并且更加具体地涉及由具有双分支耦合馈电的天线组件激励双频带。
【背景技术】
[0002]现代无线设备(例如，智能电话)中采用的天线数量在不断增加以支持600MHz到3800MHz之间的新的蜂窝频带，例如，多输入多输出(MHTO)、载波聚合、无线局域网(WLAN)、近场通信(NFC)、全球定位系统(GPS)、或其他通信，这种情形提出了挑战，因为每个天线需要一定体积或空间来实现良好的性能。例如，移动电话(以及其他设备)中天线的性能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)和辐射效率而言，针对天线所分配的体积的增加能够产生更好的天线性能。例如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没有用的。如USB连接器、耳机插座、不同的用户控制按钮和另外的接收器或发送器之类的其他组件一般也被放置在周界处，更加减少了用于天线的体积。因此，想要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]本发明的一方面公开了一种系统，该系统包括:移动设备，该移动设备包括存储器和处理器，该处理器被耦合至存储器以用于在多个操作频率处处理移动通信；导电机架，该导电机架包括第一导电表面和与第一导电表面相对的第二导电表面，并且被配置为用导电材料覆盖移动设备；第一天线元件，该第一天线元件位于导电机架的第一表面上并且被配置为发送或接收无线通信信号；以及耦合组件，该耦合组件位于与第一导电表面相对的第二导电表面上，并且被耦合到第一天线元件和通信组件，以用于发送或接收与第一天线元件相关联的无线通信信号。
[0004]本发明的另一方面公开了一种移动设备，该移动设备包括:通信组件，该通信组件被配置为发送和接收多个操作频率的移动通信；导电机架，该导电机架利用接地层包围通信组件；第一天线元件，该第一天线元件被形成于导电机架的第一表面上；以及耦合元件，该耦合元件被形成于导电机架的第二表面上，耦合元件被配置为发送或接收第一天线元件和通信组件之间的移动通信。
[0005]本发明的另一方面公开了一种方法，该方法包括:在第一天线元件的第一缝隙处接收或发送第一频率信号，该第一天线元件位于围绕主体的导电机架的第一表面上；在第一天线元件的第二缝隙处接收或发送第二频率信号；以及经由位于导电机架的第二表面上的耦合器来辅助在第一天线元件处发送或接收的第一频率信号和第二频率信号的通信，该第二表面与第一表面相对。
【附图说明】
[0006]图1是根据所描述的各个方面示出天线系统或设备的框图。
[0007]图2是根据所描述的各个方面示出天线系统或设备的另一框图。
[0008]图3是根据所描述的各个方面示出天线系统或设备的框图。
[0009]图4是根据所描述的各个方面示出天线系统或设备的另一框图。
[0010]图5是根据所描述的各个方面示出天线系统或设备的反射系数的曲线图。
[0011]图6是根据所描述的各个方面的天线系统或设备的电场分布。
[0012]图7-8根据所描述的各个方面示出了天线系统或设备的天线效率的曲线图。
[0013]图9-10根据所描述的各个方面示出了天线系统或设备的天线增益的曲线图。
[0014]图11是根据所描述的各个方面的天线元件的远场辐射方向图。
[0015]图12是根据所描述的各个方面的用于天线设备的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0016]现在将参照附图，对本公开进行描述，其中，相似的参考标号被用来通篇指代相似的要素，并且其中，所示出的结构和元件不一定按照比例示出。如本文所使用的，术语“组件”、“系统”、“接口”等旨在指代计算机相关的实体、硬件、(例如，执行的)软件和/或固件。例如，组件可以是处理器、运行于处理器上的进程、控制器、对象、可执行内容、程序、存储设备和/或具有处理设备的计算机。通过说明的方式，在服务器上运行的应用和该服务器也可以是组件。一个或多个组件可以驻留在处理内，并且组件可以被置于一个计算机上和/或被分布在两个或更多个计算机间。本文可以对一组元件或一组其他组件进行描述，其中，术语“组”可以被解释为“一个或多个”。
[0017]而且，这些组件可以从具有存储于其上的各种数据结构(例如，具有模块)的各种计算机可读存储介质来执行。这些组件可以例如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自与本地系统、分布式系统和/或跨网络(例如，互联网、局域网、广域网、或具有其他系统的类似网络)的另一组件经由信号进行交互的一个组件的数据)的信号经由本地处理和/或远程处理进行通信。
[0018]如另一示例，组件可以是具有特定功能的装置，该特定功能由电气电路或电子电路所操作的机械部件来提供，其中，该电气电路或电子电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进行操作。该一个或多个处理器可以位于该装置内部或者外部，并且可以执行至少一部分软件应用或固件应用。如又一示例，组件可以是没有机械部件而通过电子组件来提供特定功能的装置；这些电子组件可以在其中包括一个或多个处理器，以执行至少部分授予电子组件的功能的软件和/或固件。
[0019]词语“示例性”的使用旨在以具体形式来呈现概念。如本申请中所使用的，术语“或”旨在于指示包括性“或”而非排除性“或”。也就是说，除非另有所指，或者从上下文中清楚得出，否则“X采用A或B”旨在于指示任意自然包括性置换。也就是说，如果X采用A ;X采用B ;或者X采用A和B 二者，则“X采用A或B”满足任意上述实例。此外，除非另有所指或者从上下文中清楚得出针对单数形式，否则本申请和所附权利要求中所使用的冠词“一”和“一个”一般应被解释为指示“一个或多个”。而且，就详细的说明书和权利要求中使用术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“有”或其变体的程度而言，这样的术语旨在于以类似于术语“包括”的方式而包含的。
[0020]考虑射频通信或无线通信的上述缺陷，公开了采用载波聚合、分集接收、Μπω操作、NFC、GPS或各种其他通信操作并带有具有耦合器元件、耦合器组件馈电的天线架构的无线设备的各个方面，其可充当用于激励不同天线缝隙(slot)的激励组件或充当提供天线和通信组件(例如，发送器、接收器、或收发器)之间的间接连接的耦合组件。所公开的天线架构可以包括各种操作范围处的谐振频率。例如，天线元件(例如，WLAN天线、蜂窝高频带天线、低频带天线等)可以(例如，利用双频带天线)在一个或多个频率范围处进行操作。天线元件可以包括具有两个环形部分的两切口环形缝隙天线，这两个环形部分被配置为形成用于分别在不同的频率处进行谐振的两个环形缝隙。天线元件可以被耦合于双分支耦合馈电，该双分支耦合馈电基于从单个缝隙天线的两个部分所形成的两个环形缝隙的不同尺寸和耦合器组件相对于该天线元件的方向或对齐来后续地、并行地或同时地在不同的操作频率处谐振或激励。耦合器组件可以进行操作以经由具有电磁连接的耦合器结构的不同分支通过辅助该天线元件和单耦合器之间的间接耦合来将一个天线组件的两个环形缝隙耦合且激励为单耦合或激励组件。下面将参照附图对本公开的另外方面和细节进行进一步描述。
[0021]图1示出了利用单个耦合器元件和单个天线组件使得各种不同的谐振元件或天线组件在彼此靠近的不同频率范围处进行操作的无线或天线解决方案的天线系统的示例。系统100可以包括在诸如无线设备之类的设备中或者在一个或多个设备间运行的通信系统，该一个或多个设备利用载波聚合、分集接收或ΜΜ0操作中的一个或多个进行通信，该Μπω操作针对一个或多个不同的无线通信协议利用多个不同的收发器、接收器或发送器。
[0022]天线系统100包括通信设备101 (例如，移动设备、Μπω设备、个人数字助理等)内的主体或天线体102，该主体或天线体102可以包括位于硅衬底、半导体材料、印刷电路板、或另一材料中的通信组件118 (例如，收发器、接收器、发送器等)。通信组件118还可以包括处理器和耦合于处理器的存储器(未示出)，以用于处理指令或与耦合器110的通信信号。主体102可以包括具有接地层104的电路板，例如，形成通信设备101的至少一部分的硅主体、其他材料或金属。接地层104可以至少部分地被制造为在该电路板的主体102之内、之下或之上，并且具有与主体102相同的形状或不同的形状。
[0023]通信设备101还包括机架106，该机架106可以包括包围主体102的至少一部分的盖子或外壳，例如，金属或导电外壳(例如，铝盖、其他金属、其他导电材料、或者金属和其他导电材料的组合)。机架106可以用来包住主体102和接地层104，以使得较少的天线连接或者无天线连接、端口或端口开口经由机架106被提供给天线元件108。机架106可以在端部处包住主体102，并且机架106与接地层104相集成为例如包括所示出的机架106和基底层104 二者的一个主体或一个接地层。另外地或替代地，机架106可以包住至少一部分通信设备101，而无需提供用于直接将天线元件108耦合到设备101的其他组件的任何直接的连接或端口。此外，机架106可以是接地层104的一部分，并且是接地层104作为整体的延伸，它们具有相同的结构或不同的结构。通信设备101的各种配置可被构想到，其中机架106和主体102可以是以下各项的一部分:个人计算设备(例如，显示屏(例如，LCD等)或屏幕的盖子)、平板计算机、个人数字助理、由接地层或者在内部具有接地层的屏幕和机架106所包围的移动电话、或者可操作用于射频或者移动或无线通信信号的设备的其他配置。
[0024]天线元件108可以经由导电机架或者通过直接连接主体102内的接地层104的单独连接或延伸而被親合至主体102的接地层104。天线元件108还可以对应于或者被指定为针对各种移动或无线通信协议或无线通信信号以一个或多个通信模式在一个或多个频率或频率范围处进行谐振，其中，各种移动或无线通信协议或无线通信信号可以与由网络设备(例如，W1-Fi网络设备、微网络设备、微微(Pico)小区网络设备等)控制的不同的网络(例如，WLAN、蜂窝高频带频率、蜂窝低频带频率)相对应。每一种模式(第一模式或第二模式)可以包括天线元件在一个或多个不同频率中的操作。天线元件108可以进行操作，以作为双谐振天线来通信，该双谐振天线在天线元件108内的不同的缝隙或环形缝隙处在不同的频率或者在频率范围内的多个操作频率进行谐振。例如，天线元件108可以在约2400MHz到约2484MHz以及5.6GHz附近的不同Wi_Fi频带处进行谐