专利名称：用于移动终端的选择性接合的天线匹配的制作方法
背景技术：
近年来，“蛤壳式”和“翻盖”型蜂窝电话或无线电话已经变得日益普及。这种设计在天线设计领域中可能提出了独特的挑战。根据正在使用的“翻”盖的特性和特定的天线配置，翻盖的位置会对天线系统的性能和匹配特性具有显著的影响。例如，当翻盖从闭合位置移动到打开位置时，由移动终端的机壳提供的电接地面可能几乎加倍。当翻盖打开时，通过铰链的电连接可能增加对天线的耦合。可以为一种配置优化天线系统及其接口。然而，变为另一配置往往可以视为天线电压驻波比(VSWR)的退化。这样的退化导致不良性能，并且实际上对于一些多频带天线系统而言可能是不可接受的。
在一些情况下，设计者假定一个位置是最重要的，例如大多数人操作电话以进行话音通信的打开位置。因此，匹配天线系统以在该位置对于蛤壳或翻盖电话执行得最好。遗憾的是，相同的匹配电路和/或馈电系统可能导致在其他操作位置的性能显著退化。图1说明了该情形。为了清楚起见将图1分为图1A和图1B。图1示出了具有双频带天线的示例移动终端的VSWR曲线100。在纵轴102上绘制了VSWR，以及在横轴104上绘制了频率。所讨论的移动终端在频带A和频带B上操作，频带A和B都被标记在横轴104上。在该例中性能考虑对于感兴趣的频率范围规定保持低于2.5比1的VSWR。容易看出，VSWR曲线100具有在频带A和B的中心附近出现的最小VSWR点106和108。还可以看出，如由图1A的曲线图中线110以下的VSWR曲线的部分所示，VSWR在频带A和B的整个操作范围上保持基本上低于2.5比1的目标。图1A说明了移动终端在其翻盖处于一个位置时的VSWR。
如由相同的参考数字所表明，图1B说明了在与图1A所示的相同轴上绘制的VSWR曲线120。图1B说明了同一移动终端在其翻盖处于另一位置时的VSWR曲线图。如在点122处所示，频带A中获得的最小VSWR近似为6.1比1。如由点124所示，频带B中获得的最小VSWR为刚刚超过2.5∶1。在该例中，当移动终端的翻盖移动到另一位置时，天线性能显著退化。
发明公开如在示例实施例所公开的，本发明提供多种可切换天线匹配装置，其根据需要进行接合(engage)或断开，这取决于移动终端的活动盖或蛤壳部分是打开的还是闭合的。因此，对于处于打开位置或闭合位置的移动电话设备实现了一致的天线性能特性。结果是得到更通用的设备。例如，无论用户使用朝他或她的面部而握持的打开电话进行会话，还是使用处于“扬声器电话”、“即按即讲(PTT)”、或“免提”模式的闭合电话进行会话，都可以获得良好的性能和接收质量。本发明的实施例可以适于各种式样的电话和各种类型的天线。活动盖可以是翻盖、蛤壳型盖、可旋转盖、滑盖、或者任何其他类型的具有至少两种位置或状态的盖。
在一些实施例中，用于带有活动盖的移动终端的天线系统包括将该天线系统连接至移动终端的射频(RF)接口以及由至少一个辐射元件组成的天线。在RF接口和辐射元件之间布置可切换匹配装置。该RF接口可以包括电信号触点和/或电接地触点。该可切换匹配装置可操作用于当活动盖处于第一位置时将天线系统切换到第一匹配状态，并且当活动盖处于第二位置时将天线系统切换到第二匹配状态。在示例实施例中，一个位置为打开位置，而另一个位置为闭合位置。该可切换匹配装置可以由单个匹配网络和开关组成，该开关在一种情况下响应于活动盖的位置而将单个匹配网络连接至辐射元件，而在另一种情况下使该单个匹配网络从辐射元件上断开以便直接对该辐射元件进行馈电。可选择地，该可切换匹配装置可以由两个匹配网络组成，其中开关响应于活动盖的位置而将一个匹配网络连接至辐射元件以获得一个匹配状态，以及将另一个匹配网络连接至辐射元件以获得另一个匹配状态。
在其他实施例中，天线系统的可切换匹配装置可以包括用于辐射元件的两个不同馈电点。在这样一个实施例中，开关响应于活动盖的位置而连接在馈电点之一处的RF接口以获得一个匹配状态，以及连接在另一个馈电点处的RF接口以获得另一个匹配状态。对天线系统馈电的方式的改变也可以与天线衔接，该天线使用在RF接口与辐射元件之间的RF连接、以及独立的接地连接。例如，可以使接地连接为可切换的，从而活动盖的位置指示是否进行了接地连接。举例来说，这样一种实施例可以应用于平面或半平面倒F天线。
根据本发明实施例的天线系统可以应用于包含活动盖的任何移动终端，而无论该活动盖是有源的还是无源的，或者它是“蛤壳”、“翻盖”还是“滑盖”型的。这样一种移动终端包括可操作用于发送和接收通信信号的收发机部件，并且可以包括控制收发机部件的操作并且还确定活动盖的位置的处理平台。在这样一种移动终端中，当活动盖处于一个位置时将天线系统切换到第一匹配状态，而当活动盖处于另一位置时将天线系统切换到第二匹配状态。因此，用户在任一状态下均可以通过天线系统进行电信信号传送(signaling)，并且保持良好的天线性能。本发明的实施例甚至可以应用于带有可拉伸和折叠的辐射元件的移动终端。在这种情况下，通常当辐射元件处于一个位置例如拉伸位置时，获得第一匹配状态和第二匹配状态。该可切换匹配装置还可以包括第三和第四匹配状态，以当辐射元件处于另一位置例如折叠位置时覆盖活动盖的两个位置。同样，第一、第二、第三、以及第四匹配装置可用于为处于发送和接收模式中的每个盖位置和/或不同的射频频带有选择地匹配天线。这样一种可切换匹配装置可以按照先前所述任何一种方式、或者通过改变馈电装置或通过匹配网络来实现。
附图简述图1说明了两个VSWR图，其描述了当翻盖型移动终端处于一个位置时不良天线匹配的问题。为了清楚起见将图1分为图1A和图1B。
图2是说明根据本发明一个实施例的天线系统的物理装置和操作方法的功能框图。为了清楚起见将图2分为图2A和图2B。
图3是说明根据本发明另一实施例的天线系统的物理装置和操作方法的功能框图。同样将图3分为图3A和图3B。
图4是说明根据本发明又一实施例的方法和物理装置的另一功能框图。同样将图4分为图4A和图4B。
图5是说明根据本发明另一实施例的天线系统的物理布局和操作方法的另一功能框图。为了清楚起见将图5分为图5A和图5B。
图6是示出可以如何将根据本发明实施例的天线系统应用于带有可折叠天线元件的移动电话终端的示意图。
图7是为发送和接收状态提供附加匹配选择的根据本发明的天线系统另一实施例的示意图。
图8是为不同频带提供匹配选择的根据本发明的天线系统另一实施例的示意图。
图9是平面倒“F”天线的示意图，示出该图以便提供对理解关于图10所讨论的本发明实施例有用的背景信息。
图10是根据使用平面天线的本发明示例实施例的移动终端的剖视图。图10是通过对于一些元件利用虚线来说明各种实施例的组合图。
实现发明的最佳方式现在将参考附图更充分地描述本发明，其中示出了本发明的特定实施例。然而，本发明可以体现为许多不同的形式，并且不应当解释为限于此处的特定实施例。在一些附图中，不同结构的厚度可能为了说明而进行了夸大，或者在该图的其他方面的清楚对于理解实施例是重要的情况下根本未示出。同样，在整个
中相同的数字是指相同的元件。在一些实施例中，对一种通常称作“平面”倒F天线的内部天线进行讨论。应当注意，至少在一些情况下，这种天线并不是严格平面的，或者可能看起来并不像字母F。这样一种天线经常进行变形、弯曲、或扭曲以与封闭它的外壳相符。尽管如此，这样的天线还是可以称作平面天线、倒F天线等等。
应当指出，在本公开中可以使用诸如“上部”、“顶部”、“下部”、“内部”、“外部”等术语来提及附图和描述。这些术语仅仅为了方便而使用，并且仅仅是指所示特征从本公开的读者的观点来看的相对定位。这样的术语并不打算暗示对在本发明的实际物理实施例中各种元件在取向或定位的任何限制。
如果从头开始理解本说明书中所用的一些术语，那么对于读者可能是有帮助的。其他术语在第一次使用时进行了定义，或者应该假设具有它们在本领域中的通常含义。例如，可能与术语“RF接口”一起使用的术语“接口”和类似的术语在其最广泛的一般意义上进行解释。该接口可以简单地是移动终端或天线系统的两个不同部分或级之间的电连接。可选择地，该接口可以包含使两个系统相互通信以执行预定功能的各种部件和电路。该接口可以包括RF信号和/或接地触点。术语“可切换匹配装置”打算包含将一个天线元件或多个天线元件连接至移动终端或设备的内部系统的任何和所有的替代方案。可切换匹配装置可以包括简单地改变至天线元件的馈电点或连接的开关。可选择地，可切换匹配装置可以包括一个匹配网络或多个匹配网络。可切换匹配装置中所用的开关不必是单个物理开关。切换可以通过软件、可编程微处理器或类似设备、多个开关、一个或多个机械继电器、一个或多个固态继电器或其他半导体设备、或任何其它已知的切换技术来完成。
本发明的一些实施例可以参考“匹配网络”或使用利用术语“匹配”的类似术语来进行描述。这些术语打算包含任何匹配电路或部件，而不考虑设计的复杂性。例如，最常见的匹配网络由电容器和电感器组成，一个被串联布置在RF接口和天线之间，另一个被并联布置。这样一种匹配网络可以具有多个级，每级包括一个电容器和一个电感器或者二者的组合。对于这样的匹配网络，调整各部件的值以在给定辐射元件的特定配置或用于天线的辐射部件的类型情况下获得匹配状态。这样的匹配网络或电路是本领域众所周知的，并且不将详细地描述。然而，术语“匹配网络”打算包括包含有源类型的更复杂的电路，该电路可能依赖于数字信号处理或类似技术。
术语“天线系统”和“天线”以及“天线元件”或“辐射元件”通常如下来使用。天线系统在其最广泛的意义上进行使用，并且可以包含切换、匹配、连接、天线元件和其他接口元件。匹配网络可用于RF信号和/或接地触点。天线通常被认为是一个物理辐射元件或多个物理辐射元件、以及需要安装它们并对它们进行馈电的连接和支持装置。此处使用的辐射元件可以解释为包含辐射和拾取RF能量的物理零件，常常是金属零件。注意，术语“辐射”元件或类似术语并不打算暗示这种天线元件或天线系统只进行发送。正如本公开的上下文所使用的，辐射元件既发送信号，又接收信号。
图2是示出本发明一个示例实施例的物理特性和操作方法的示意图。图2A说明了移动终端的翻盖处于第一位置时的操作，以及图2B说明了移动终端的翻盖处于第二位置时的操作。在该例中，第一位置对应于打开的移动终端，而第二位置对应于闭合的移动终端。将会理解，翻盖位置与可切换匹配装置的第一和第二匹配状态之间的对应仅仅只是一个任意的例子。同样，应当注意到，在图2和其他一些附图中所示的特定类型的移动终端是“蛤壳”型移动终端。这样一种移动终端通常包含有源翻盖，该有源翻盖在一个人像常规电话一样使用该终端时覆盖耳朵。同样，这仅仅是一个例子，并且本发明可以适于带有其他类型和配置的翻盖的其他类型的终端。
图2所示的天线系统包括RF接口202。在该RF接口内示出了蜂窝电话类型的移动终端203的示意图。该示图打算用作图标。如果将移动电话说明为处于打开位置，则RF接口用处于打开位置的移动终端对天线进行馈电。同样，如果将移动终端说明为处于闭合位置，则RF接口202用处于闭合位置的移动终端对天线进行馈电。图2所示的特定移动终端包括翻盖204、铰链206和外壳208。对于图2、3、4和5的讨论的剩余部分，将不进一步详细描述移动终端。
图2的天线系统200包括带有辐射元件210的天线209和布置于RF接口202和辐射元件210之间的可切换匹配装置212。可切换匹配装置212包括开关214和匹配网络216。包含辐射元件210的天线系统被设计成当移动终端203处于打开位置时通过RF接口202而不是匹配网络216与电话收发机进行匹配。可以看出，在这种情况下，开关214直接对天线系统进行馈电。在典型实施例中，移动终端内的处理平台确定翻盖204的位置。如果翻盖打开的话，则开关212将天线系统切换到第一匹配状态。在图2A的例子中，该第一匹配状态是不通过匹配网络216进行连接的状态。在图2B的例子中，确定移动终端203的翻盖处于闭合位置。匹配网络216被设计成用闭合翻盖提供对天线209的更好匹配。因此，在图2B中，开关214已经改变了位置，以使现在将匹配网络216与天线串联布置。因此，图2B说明了更适合于移动终端的闭合配置的第二匹配状态。利用类似于图2的装置，不管翻盖处于打开还是闭合位置，辐射元件210都可以获得良好的性能。
图3说明了本发明的另一示例实施例。图3类似于图2，并且将不进一步描述一些细节。同样将图3分为图3A和图3B，以说明移动终端如何操作处于两个不同位置以及处于对应于所述两个位置的第一和第二匹配状态的翻盖。同样，将RF接口302最终连接至天线309的辐射元件310。在图3A中，移动终端303处于打开位置。在这种情形下，天线系统300的切换装置312通过开关314将匹配网络A318连接至天线。转到图3B，当移动终端303将其翻盖闭合时，移动电话内的处理平台使开关314将匹配网络B316连接至天线309。因此，在图3的实施例中，对于打开和闭合配置都可以优化天线性能。
图4说明了本发明的又一示例实施例。同样，在图4A中利用打开的移动终端403和产生第一匹配状态的匹配装置说明了天线系统400，以及在图4B中利用闭合的移动终端403和产生第二匹配状态的匹配装置说明了天线系统400。如前所述画出了RF接口402和开关414。天线409以与先前实施例类似的方式包括辐射元件410。然而在该例中，可切换匹配装置412不选择匹配网络。代之以，可切换匹配装置412根据移动终端是打开的还是闭合的，在馈电点420或者馈电点422对辐射元件410进行馈电。因此，在该例中，天线409可以包括带有多个馈电点的辐射元件410。在图4A中，天线系统400利用在第一馈电点420处馈电的天线元件410获得第一匹配状态，以及在图4B中，它利用在第二馈电点422处馈电的天线元件410获得第二匹配状态。如前所述，天线元件馈电点的位置与移动终端翻盖的打开和闭合位置之间的对应仅仅只是一个例子。
图5说明了本发明另一示例实施例。在图5的情况下，可切换匹配装置512同样包括不带有匹配网络的切换。然而，应当注意在图5的情况下以及在任何其他实施例的情况下，匹配网络可以与无源的可选择连接组合以获得本发明的功能。在图5的情况下，天线系统500包括RF接口502，该RF接口502发送来自带有处于如图5A所示的打开位置或者如图5B所示的闭合位置的翻盖的移动终端503的收发机部件的信号。天线509包括如前所述的辐射元件510。然而，在图5的例子中，特定类型的天线既包括RF信号馈电524，又包括接地馈电526。例如，这样一种天线可以是平面的倒F天线、或者如先前所讨论的其他类型的倒平面天线。在这种情况下，天线509可以包括可切换接地连接530，它可以通过开关514连接或断开。因此，如图5A所示的第一匹配状态包括断开的可切换接地连接。如图5B所示的第二匹配状态包括正在由开关514连接至接地馈电526的可切换接地连接。在一些实施例中，图5的装置的效果可以是当连接接地时产生平面倒F天线响应，以及当断开接地时产生弯曲单极响应，如图5A所示。图5A中天线509的响应是带有触点528的单极的响应。利用取决于特定设计的在开关514处断开的可切换接地连接530，天线的接地部分可以对性能具有很小的影响。
其余的
了本发明实施例的一些示例物理细节。图6说明了使用可伸缩天线元件的实施例，也就是既可以拉伸又可以折叠到移动终端比如蜂窝电话的机身中的天线。这种类型的天线辐射元件在执行众所周知的码分多址(CDMA)标准的移动电话中是常见的。图6以简化的局部透视图或剖视图显示了移动终端600。为了清楚起见省略了大多数内部部件。这样一种移动终端包括天线组件，该天线组件既可以折叠又可以拉伸，但是无论其位置如何，它都通过RF接口连接至移动终端内的收发机部件。现在将给出如何实现上述的一些细节，同时可以理解其他细节是本领域所公知的。移动终端600包括外壳602，该外壳带有用于天线元件的开口。该开口由装饰性索环604环绕。天线元件612是带有保护帽或辅助螺旋辐射体613的“鞭”状天线。该可伸缩天线组件包括辐射元件612、导电管614、上部接触组件674、以及下部接触组件676。导电管614以常规的方式通过接地母线或导线672来相对于收发机部件保持地电位。
在图6中，以拉伸位置示出了天线元件612。天线元件614被可操作地连接至接触和引导组件，它包括安装在天线元件末端的导电套筒636。绝缘套筒638安装在导电套筒636中央部分的附近，并且覆盖导电套筒636的中央部分。结果，导电套筒的一部分形成上接触面，而导电套筒的另一部分形成导电套筒636相对一端的下接触面。图6的导电管614包括一个拉长的管体，它具有在移动终端底部处的闭合端以及在移动终端顶部处的开口端。可以选择绝缘管套的外直径，以允许天线组件在导电管614内自由滑动。从附图可以理解，当天线元件612处于拉伸位置时，上部接触组件674接触导电套筒636的上接触面。同样，当天线折叠时，导电套筒636的下部与接触组件676电接触。因此，图6中天线系统的天线元件被连接至RF接口，并随后被连接至其他收发机部件，而不管该天线元件是处于拉伸状态还是折叠状态。因此，移动终端600可以用处于任一位置的天线来提供优化的电信信号传送。然而，天线元件的匹配特性将根据天线组件是拉伸的还是折叠的而进行改变。
本领域技术人员将会理解，本发明的各种实施例可以应用于像上面所讨论的带有天线系统的移动终端。例如，导电管614可以作为辐射元件的一部分来对待，并且不仅可以根据天线组件是折叠的还是拉伸的，而且还可以根据活动盖是打开的还是闭合的来应用不同的馈电点。另外，在出现任何附加匹配之前可以切换一个匹配网络或两个匹配网络，以说明该天线元件可以处于不同位置的事实。如图6所示的特定例子中，可以提供四个匹配网络。第一匹配网络680被标记为A，第二匹配网络682被标记为B，第三匹配网络684被标记为C，以及第四匹配网络686被标记为D。这四个匹配网络与开关690和692一起构成了根据本发明示例实施例的可切换匹配装置。开关690可操作用于根据活动盖处于打开位置还是闭合位置来切换与拉伸的天线元件串联的匹配网络680或匹配网络682。开关692可操作用于当天线元件折叠时，根据活动盖处于闭合位置还是打开位置将匹配网络684或匹配网络686切入到天线系统中。因此，如图6所示的可折叠天线系统，除了可以对天线组件是拉伸的还是折叠的进行匹配之外，还可以对活动盖是打开的还是闭合的进行适当的匹配。
图7说明了类似于图6的实施例，只是不使用多个匹配网络来扩展对可伸缩天线不同位置的匹配，而是使用多个匹配网络来提供对发送(TX)和接收(RX)模式的独立匹配。在每个模式中不仅为打开状态而且为闭合状态提供匹配网络。图7给出了移动终端的匹配部分700。尽管未示出，但是图7中天线系统的天线元件被连接至开关779。开关779可以根据移动终端处于用“TX”和“RX”符号表示的发送或接收模式，在到不同匹配装置的馈电之间切换。因此，移动终端既可以为TX也可以为RX模式提供优化的电信信号传送。
本领域技术人员将会理解，本发明的各种实施例可以应用于像上面所讨论的带有天线系统的移动终端。例如，在出现任何附加匹配之前可以切换一个匹配网络或两个匹配网络，以说明该终端处于发送或接收模式的事实。如图7所示的特定例子中，可以提供四个匹配网络。第一匹配网络780被标记为A，第二匹配网络782被标记为B，第三匹配网络784被标记为C，以及第四匹配网络786被标记为D。这四个匹配网络与开关779、790和792一起构成了根据本发明示例实施例的可切换匹配装置。开关790可操作用于当该终端处于发送模式时，根据活动盖处于打开位置还是闭合位置来切换与天线元件串联的匹配网络780或匹配网络782。开关792可操作用于当该终端处于接收模式时，根据活动盖处于闭合位置还是打开位置将匹配网络784或匹配网络786切入到天线系统中。因此，天线系统除了可以对移动终端处于发送或接收模式进行匹配之外，还可以对活动盖是打开的还是闭合的进行适当的匹配。
图8说明了类似于图6和图7的实施例，只是不使用多个匹配网络来扩展对可伸缩天线不同位置的匹配，而是使用多个匹配网络来提供对低频带和高频带的独立匹配。不仅为打开和闭合状态而且为每个频带提供匹配网络。图8给出了移动终端的匹配部分800。尽管未示出，但是图8中天线系统的天线元件被连接至开关879。开关879可以根据移动终端的操作频带处于用所绘符号表示的高频带还是低频带，在到不同匹配装置的馈电之间切换。因此，移动终端可以为两个频带都提供优化的电信信号传送。
本领域技术人员将会理解，本发明的各种实施例都可以应用于像上面所讨论的带有天线系统的移动终端。例如，在出现任何附加匹配之前可以切换一个匹配网络或两个匹配网络，以说明该终端在特定频带上操作的事实。如图8所示的特定例子中，可以提供四个匹配网络。第一匹配网络880被标记为A，第二匹配网络882被标记为B，第三匹配网络884被标记为C，以及第四匹配网络886被标记为D。这四个匹配网络与开关879、890和892一起构成了根据本发明示例实施例的可切换匹配装置。开关890可操作用于当该终端在低频带上操作时，根据活动盖处于打开位置还是闭合位置来切换与天线元件串联的匹配网络880或匹配网络882。开关892可操作用于当该终端在高频带上操作时，根据活动盖处于闭合位置还是打开位置将匹配网络884或匹配网络886切入到天线系统中。因此，天线系统除了可以对移动终端在低频带操作还是在高频带操作进行匹配之外，还可以对活动盖是打开的还是闭合的进行适当的匹配。当然，也可以添加附加的开关和匹配网络以适应在附加频带上操作的终端。这样一种装置可以适于仅具有一个天线的移动终端，并且除了移动电话信号传送之外，它还提供全球定位系统(GPS)功能，或者提供蓝牙短程无线功能。
图10说明了在使用内置平面天线的设备中本发明的示例实现方案。为了更充分地理解该实施例的描述，现在将相对于图9来对这种天线进行一般的描述。一种这样的类型的天线是平面倒F天线(PIFA)，例如所说明的天线。在图9中，天线900包括与接地面904保持间隔关系的线性辐射元件902。例如图9所示的常规倒F天线，它们的名字得自于它们很象放在其表面上的字母“F”。在图9中，如在906处所示，辐射元件902被连接至接地面904。信号馈电连接907通过接地面904从底层的收发机(未示出)电路延伸到辐射元件902。类似于图9所示的天线可以进行变形和弯曲，以适合使用这种天线的设备的外壳。
图10是无线电话型移动终端的示意图，该移动终端可以是蜂窝或者PCS类型的，并且它可以使用根据本发明实施例的平面天线系统。图10说明了其中用“透视”侧显示移动终端的外壳的特写视图。在图10中，移动终端1000包括示意性示出的电子收发机部件1002，这些部件以传统的方式进行组装。这些收发机部件可以包括RF级、RF接口、可切换匹配装置、以及使无线电终端在使用本发明实施例的同时以正常方式发挥作用所需的任何其他切换。接地面1004用作平面倒F天线1006的接地面。接地馈电导体在点1012处被连接至接地面。该天线辐射元件基本上平行于接地面，如本领域所公知，其易遭受如对于特定应用可能存在的扭曲和弯曲。信号馈电导体穿过在点1014处接地面中的孔，并被连接至收发机部件1002。收发机部件、接地面、以及天线系统被封入外壳1016中。处理平台1018包括微处理器(μP)和必要的支持部件和系统，例如存储器。
如前所述，处理平台1018可操作用于控制收发机部件以及实际上整个移动终端的操作，并且确定活动盖何时位于至少第一位置或第二位置。类似图10所示的配置可以用来实现本发明的各种实施例。例如，如果要将匹配网络切换到天线辐射元件的馈电通路之内或之外，处理平台1018可以通过连接1020来控制该切换。同一连接可以用来改变天线的信号馈电点。如果对于这样一个实施方案需要附加的馈电点，则可选地可以如在1022处所示提供另一个RF信号馈电。在连接和断开接地导体以改变平面天线与弯曲单极天线之间的匹配状态时，开关1024通过控制线1026构成和断开接地连接。因此，根据本发明实施例的可切换匹配装置可以整个配备在收发机部件1002内，或者可以包括用于接地连接的开关比如开关元件1024，或者可以包括未示出的其他切换装置。这样的切换装置可以包括例如微机电开关(MEMS)、场效应晶体管(FET)和/或PIN二极管，或由它们组成。
应当注意，尽管这里已经在蜂窝或无线电话型移动终端的范围内公开了示例实施例，但是这样的术语同义于并且可以包括带有或不带有多行显示器的蜂窝电话；个人通信系统(PCS)终端；结合数据处理、传真和数据通信能力的无线电话；可以包括无线电话、寻呼机、因特网接入、web浏览器或组织器的个人数字助理(PDA)；以及常规的膝上型或掌上型计算机或者其他包含无线收发机的设备。术语“移动终端”也打算包含包括无线电通信能力的所谓“普及计算设备”。
在此描述了本发明的特定实施例。电信和天线领域的技术人员将迅速认识到本发明具有在其他环境中的其他应用。许多环境都是可能的，并且下面的权利要求书并不打算将本发明的范围限定于上述的特定实施例。
权利要求
1.一种用于具有活动盖的移动终端的天线系统，该天线系统包括射频(RF)接口(202，302，402，502)，用于将该天线系统连接至该移动终端；辐射元件(210，310，410，510，612，614)；以及可切换匹配装置(212，312，412，512)，其被布置于RF接口和辐射元件之间，其中该可切换匹配装置可操作用于当活动盖处于第一位置时将天线系统切换到第一匹配状态，以及当活动盖处于第二位置时将天线系统切换到第二匹配状态。
2.权利要求1所述的天线系统，其中所述可切换匹配装置还包括单个匹配网络(216)；以及开关(214)，其响应于活动盖的位置而将该单个匹配网络连接至辐射元件以获得第一匹配状态和第二匹配状态中的一个，以及将该单个匹配网络从辐射元件上断开以获得第一匹配状态和第二匹配状态中的另一个。
3.权利要求1所述的天线系统，其中所述可切换匹配装置还包括第一匹配网络(318，680，684，780，880，884)和第二匹配网络(316，682，686，782，786，882，886)；以及开关(314)，其响应于活动盖的位置而将该第一匹配网络连接至辐射元件以获得第一匹配状态和第二匹配状态中的一个，以及将该第二匹配网络连接至辐射元件以获得第一匹配状态和第二匹配状态中的另一个。
4.权利要求1所述的天线系统，其中所述可切换匹配装置还包括第一馈电点(420)和第二馈电点(422)；以及开关(414)，其响应于活动盖的位置而在第一馈电点将该RF接口连接至辐射元件以获得第一匹配状态和第二匹配状态中的一个，以及在第二馈电点将该RF接口连接至辐射元件以获得第一匹配状态和第二匹配状态中的另一个。
5.权利要求1所述的天线系统，其中所述可切换匹配装置还包括在RF接口与辐射元件之间的RF连接(524，528)；可切换接地连接(530)；以及开关(514)，其响应于活动盖的位置而将该可切换接地连接连接至辐射元件以获得第一匹配状态和第二匹配状态中的一个，以及将该可切换接地连接从辐射元件上断开以获得第一匹配状态和第二匹配状态中的另一个。
6.权利要求1所述的天线系统，其中所述辐射元件可以进行拉伸和折叠，以及其中当辐射元件(612，614)拉伸时获得第一匹配状态和第二匹配状态；以及可切换匹配装置还可操作用于当活动盖处于第一位置并且辐射元件折叠时，将天线系统切换到第三匹配状态，以及当活动盖处于第二位置并且辐射元件折叠时，将天线系统切换到第四匹配状态。
7.权利要求1所述的天线系统，其中当移动终端处于发送模式和接收模式中的一个时，获得第一匹配状态和第二匹配状态；以及可切换匹配装置(700)还可操作用于当活动盖处于第一位置且移动终端处于发送模式和接收模式中的另一个时，将天线系统切换到第三匹配状态，而当活动盖处于第二位置且移动终端处于发送模式和接收模式中的另一个时，将天线系统切换到第四匹配状态。
8.权利要求1所述的天线系统，其中当移动终端在一个频带上操作时，获得第一匹配状态和第二匹配状态；以及可切换匹配装置(800)还可操作用于当活动盖处于第一位置并且移动终端在另一频带上操作时，将天线系统切换到第三匹配状态，以及当活动盖处于第二位置并且移动终端在另一频带上操作时，将天线系统切换到第四匹配状态。
9.一种操作具有活动盖的移动终端的方法，该方法包括确定活动盖(204)的位置，其中所述活动盖可以在至少第一位置和第二位置之间活动；当活动盖处于第一位置时，将包括辐射元件的天线系统(200，300，400，500，700，800)切换到第一匹配状态；当活动盖处于第二位置时，将该天线系统切换到第二匹配状态；以及通过该天线系统进行电信信号传送。
10.权利要求9所述的方法，其中当辐射元件处于拉伸状态时，完成将天线系统切换到第一匹配状态和第二匹配状态，并且还包括当活动盖处于第一位置并且辐射元件(612，614)处于折叠状态时，将天线系统切换到第三匹配状态；以及当活动盖处于第二位置并且辐射元件处于折叠状态时，将天线系统切换到第四匹配状态。
11.权利要求9所述的方法，其中当移动终端操作于发送模式和接收模式中的一个时，完成将天线系统切换到第一匹配状态和第二匹配状态，并且还包括当活动盖处于第一位置并且移动终端操作于发送模式和接收模式中的另一个时，将天线系统切换到第三匹配状态；以及当活动盖处于第二位置并且移动终端操作于发送模式和接收模式中的另一个时，将天线系统切换到第四匹配状态。
12.权利要求9所述的方法，其中当移动终端在一个频带上操作时，完成将天线系统切换到第一匹配状态和第二匹配状态，并且还包括当活动盖处于第一位置并且移动终端在另一频带上操作时，将天线系统切换到第三匹配状态；以及当活动盖处于第二位置并且移动终端在另一频带上操作时，将天线系统切换到第四匹配状态。
13.一种移动终端，包括活动盖(204)，其可以在至少第一位置和第二位置之间活动；天线系统(200，300，400，500，700，800)，其包括辐射元件；用于确定该活动盖的位置的装置(1018)；用于当活动盖处于第一位置时将天线系统切换到第一匹配状态的装置(1018，1020，1024，1026)；用于当活动盖处于第二位置时将天线系统切换到第二匹配状态的装置(1018，1020，1024，1026)；以及用于通过天线系统进行电信信号传送的装置。
14.权利要求13所述的移动终端，还包括用于确定辐射元件何时处于拉伸状态和折叠状态的装置(1018)；用于当辐射元件处于拉伸状态时将天线系统切换到第一匹配状态和第二匹配状态的装置(1018，1020，1024，1026)；用于当活动盖处于第一位置并且辐射元件处于折叠状态时将天线系统切换到第三匹配状态的装置(1018，1020，1024，1026)；以及用于当活动盖处于第二位置并且辐射元件处于折叠状态时将天线系统切换到第四匹配状态的装置(1018，1020，1024，1026)。
15.权利要求13所述的移动终端，还包括用于当移动终端处于发送模式和接收模式中的一个时将天线系统切换到第一匹配状态和第二匹配状态的装置(1018，1020，1024，1026)；用于当活动盖处于第一位置并且移动终端处于发送模式和接收模式中的另一个时，将天线系统切换到第三匹配状态的装置(1018，1020，1024，1026)；以及用于当活动盖处于第二位置并且移动终端处于发送模式和接收模式中的另一个时，将天线系统切换到第四匹配状态的装置(1018，1020，1024，1026)。
16.权利要求13所述的移动终端，还包括用于当移动终端在一个频带上操作时将天线系统切换到第一匹配状态和第二匹配状态的装置(1018，1020，1024，1026)；用于当活动盖处于第一位置并且移动终端在另一频带上操作时，将天线系统切换到第三匹配状态的装置(1018，1020，1024，1026)；以及用于当活动盖处于第二位置并且移动终端在另一频带上操作时，将天线系统切换到第四匹配状态的装置(1018，1020，1024，1026)。
全文摘要
用于移动终端的选择性接合的天线匹配。天线匹配可以根据需要进行接合、断开或切换，这取决于移动终端的活动盖(204)或蛤壳部分是打开的还是闭合的。开关(214)在一种情况下可以将单个匹配网络(216)连接至辐射元件(210)，以及在另一种情况下使该单个匹配网络从辐射元件上断开。可选择地，该开关可以将一个匹配网络连接至辐射元件以获得一个匹配状态，以及将另一个匹配网络连接至辐射元件以获得另一个匹配状态。在其他实施例中，可切换匹配装置可以改变天线的信号和/或接地馈电点。该技术可以应用于平面天线、固定外部天线、或可折叠天线。
文档编号H04B1/04GK1973401SQ200480042244
公开日2007年5月30日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年4月30日
发明者H·-S·黄, S·L·万斯, G·J·海斯, B·E·维尔科克斯 申请人:索尼爱立信移动通讯股份有限公司