專(zhuān)利名稱(chēng)：高隔離天線系統(tǒng)的制作方法
高隔離天線系統(tǒng)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求序列號(hào)為61/238，931、于2009年9月I日提交的、題目為高隔離2_端口天線的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，通過(guò)引用將該美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)合并于本申請(qǐng)中。
背景技術(shù)：
本發(fā)明通常涉及在便攜式通信裝置中的天線系統(tǒng)。許多便攜式通信裝置(包括蜂窩手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、智能電話、膝上型電腦、筆記本、上網(wǎng)本及平板電腦)包括兩個(gè)或更多個(gè)無(wú)線電通信裝置，這些無(wú)線電通信裝置獨(dú)立且同時(shí)地在相同頻帶或相鄰頻帶內(nèi)操作。例如，許多裝置使用藍(lán)牙和802. 11無(wú)線電設(shè)備進(jìn)行無(wú)線聯(lián)網(wǎng)。藍(lán)牙和802. Iln在2. 4到2. 5GHz的同一頻帶內(nèi)操作，并會(huì)相互干擾而降低任一個(gè)或兩個(gè)通信流的性能。為了改善性能，在用于這兩個(gè)無(wú)線電設(shè)備的天線端口之間需要 聞隔尚。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的天線系統(tǒng)支持共有諧振(common resonance)模式和差分諧振模式，每個(gè)在給定的操作頻帶具有近似相等的輻射電阻和帶寬。該天線系統(tǒng)包括諧振天線部、衡網(wǎng)(counterpoise)、及兩個(gè)天線端口。該諧振天線部包括兩個(gè)間隔開(kāi)的桿以及其間的分布網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)桿具有連接到該分布網(wǎng)絡(luò)的近端和相對(duì)的遠(yuǎn)端。這些桿的遠(yuǎn)端彼此分離的距離為給定操作頻率處的電波長(zhǎng)的1/3到2/3。這兩個(gè)天線端口的每一個(gè)由一對(duì)饋電端子定義，其中一個(gè)饋電端子位于衡網(wǎng)上而另一個(gè)饋電端子位于該諧振天線部的不同的一個(gè)桿上。諧振天線部、衡網(wǎng)和端口被配置成使得在該給定的操作頻帶內(nèi)的應(yīng)用于一個(gè)端口的信號(hào)與另一個(gè)端口相隔離。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例的天線系統(tǒng)為兩個(gè)無(wú)線電通信裝置提供隔離天線連接，該兩個(gè)無(wú)線電通信裝置獨(dú)立且同時(shí)地在相同頻帶或相鄰頻帶內(nèi)操作。該天線系統(tǒng)包括諧振天線部、衡網(wǎng)及兩個(gè)天線端口。該諧振天線部包括兩個(gè)間隔開(kāi)的桿以及其間的分布網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)桿具有連接到該分布網(wǎng)絡(luò)的近端和相對(duì)的遠(yuǎn)端。這些桿的遠(yuǎn)端彼此分離的距離為在給定操作頻率處的電波長(zhǎng)的1/3到2/3。這兩個(gè)天線端口的每一個(gè)與所述無(wú)線電通信裝置中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)。每個(gè)端口由一對(duì)饋電端子定義，其中一個(gè)饋電端子位于衡網(wǎng)上而另一個(gè)饋電端子位于該諧振天線部的不同的一個(gè)桿上。諧振天線部、衡網(wǎng)和端口被配置成使得在給定的操作頻帶內(nèi)的應(yīng)用于一個(gè)端口的信號(hào)與另一個(gè)端口相隔離。


圖I示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的示例性天線系統(tǒng)。圖2示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的示例性天線系統(tǒng)在筆記本電腦中的集成。圖3更詳細(xì)示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的示例性天線系統(tǒng)在筆記本電腦中的集成。
圖4是示出在圖I中的天線系統(tǒng)的測(cè)試端口處測(cè)量的VSWR的曲線圖。圖5是示出在圖I中的天線系統(tǒng)的測(cè)試端口之間測(cè)量的耦合的曲線圖。圖6是示出引用自(referenced from)圖I中的天線系統(tǒng)的測(cè)試端口的所測(cè)量的輻射效率的曲線圖。圖7示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例的示例性天線系統(tǒng)。圖8示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的圖7的示例性天線系統(tǒng)在筆記本電腦中的集成。圖9是示出在圖7中的天線系統(tǒng)的測(cè)試端口處測(cè)量的VSWR的曲線圖。圖10是示出在圖7中的天線系統(tǒng)的測(cè)試端口之間測(cè)量的耦合的曲線圖。
圖11是示出引用自圖7中的天線系統(tǒng)的測(cè)試端口的測(cè)量的輻射效率的曲線圖。附圖中相同的附圖標(biāo)記通常代表相同部分。
具體實(shí)施例方式各個(gè)實(shí)施例針對(duì)通信裝置中的天線系統(tǒng)，其為兩個(gè)或更多個(gè)無(wú)線電裝置提供隔離天線連接，所述無(wú)線電裝置獨(dú)立且同時(shí)地在相同頻帶或相鄰頻帶內(nèi)操作。圖I示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的示例性天線系統(tǒng)或組件100。在這個(gè)例子中，天線系統(tǒng)100包括平面結(jié)構(gòu)。特別地，其包括形成在結(jié)構(gòu)支撐介電層102上的柔性印刷電路。天線系統(tǒng)100包括諧振天線部104，衡網(wǎng)106及兩個(gè)天線端口 108、110。諧振天線部104，衡網(wǎng)106和端口 108、110被配置成使得在給定的操作頻帶內(nèi)的應(yīng)用于一個(gè)端口的信號(hào)與另一個(gè)端口相隔離。諧振天線部104包括兩個(gè)間隔開(kāi)的桿112、114以及其間的分布網(wǎng)絡(luò)116。分布網(wǎng)絡(luò)116包括連接元件，其提高了兩個(gè)天線端口 108、110之間的隔離。諧振天線部104的桿112、114中的每個(gè)包括連接到分布網(wǎng)絡(luò)116的近端118和相對(duì)的遠(yuǎn)端120。優(yōu)選地，桿112、114的遠(yuǎn)端120彼此分離的距離為天線的給定操作頻率處的電波長(zhǎng)的1/3到2/3。天線系統(tǒng)100的操作頻率基本上由兩個(gè)天線桿112、114的電長(zhǎng)度來(lái)確定，在本例中每個(gè)天線桿的電長(zhǎng)度近似為操作波長(zhǎng)的1/4?？梢酝ㄟ^(guò)使得桿112、114在電學(xué)上更短或更長(zhǎng)來(lái)分別提高或降低頻率響應(yīng)。這兩個(gè)天線端口 108、110的每一個(gè)由一對(duì)饋電端子定義。其中一個(gè)饋電端子位于衡網(wǎng)106上而另一個(gè)饋電端子位于諧振天線部104的其中一個(gè)桿112、114上。天線系統(tǒng)100也可以包括兩個(gè)電感短路部122、124，每一個(gè)將衡網(wǎng)106連接到諧振天線部104的不同的一個(gè)桿112、114上。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，電感短路部122、124用于在希望的操作頻率處將天線輸入阻抗匹配到50歐姆。在依賴于兩個(gè)天線桿112、114的平均電長(zhǎng)度的諧振頻率處獲得饋電點(diǎn)之間的高度隔離。饋電點(diǎn)的阻抗匹配頻率依賴于天線桿112、114的相對(duì)長(zhǎng)度。圖I中所示的示例性天線系統(tǒng)100被設(shè)計(jì)為位于不對(duì)稱(chēng)位置(例如，筆記本電腦的顯示面板的角落)中，使得來(lái)自兩個(gè)饋電點(diǎn)的自然頻率響應(yīng)是不同的。相應(yīng)地，天線桿112、114的相對(duì)長(zhǎng)度是不同的，以在相同頻率處獲得阻抗匹配，同時(shí)天線桿112、114的平均長(zhǎng)度被設(shè)置成在相同頻率處獲得高度隔離。衡網(wǎng)106提供饋電點(diǎn)的共有或接地側(cè)連接。在一個(gè)示例性應(yīng)用中，衡網(wǎng)106通過(guò)直接連接或通過(guò)電容耦合被連接到較大的導(dǎo)體對(duì)象，例如筆記本電腦中的LCD顯示屏或箔屏蔽件。作為示例，圖2示出通過(guò)將天線系統(tǒng)100放置在筆記本電腦的LCD面板150后面而將天線系統(tǒng)100集成在該電腦中。在典型的筆記本廣品中，筆記本制造商將招猜片154結(jié)合到電腦顯示部的后殼152，其可以用作EMI屏蔽件?？梢允褂谜澈蟿⑻炀€組件100附接到箔屏蔽件154，使得衡網(wǎng)部分106直接覆蓋箔屏蔽件154，而諧振天線部104延伸超過(guò)箔屏蔽件154 (以及LCD面板150)。使用粘合劑將該天線組件100結(jié)合到箔屏蔽件154和后殼152提供了在天線衡網(wǎng)106和箔屏蔽件154之間的足夠電容耦合，使得不需要直接電連接。圖3示出天線系統(tǒng)100關(guān)于筆記本電腦的IXD面板150、箔屏蔽件154和后殼152的示例性布置。為了實(shí)現(xiàn)通常最佳的隔離和帶寬性能，天線桿部分112的端部被放置在后殼組件152的外角。通過(guò)在156處將屏蔽件焊接到衡網(wǎng)部分106且在158處將中心導(dǎo)體焊接到天線部分，同軸電纜154、155被附接到天線饋電件。該電纜在箔屏蔽件154或LCD面板150的區(qū)域內(nèi)以示出的方式布線以保持高度隔離。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)天線系統(tǒng)100在天線端口之間提供高度隔離。特別地，發(fā)現(xiàn)在天線桿分離大約0. 5波長(zhǎng)時(shí)，隔離超過(guò)30dB。天線系統(tǒng)100可以在操作于各個(gè)頻帶的裝置中提供高度隔離。例如，操作頻帶可以是2. 4到2. 5GHz。作為另一個(gè)例子，操作頻帶可以落入2. 3到2. 7GHz內(nèi)。與這些端口關(guān)聯(lián)的無(wú)線電設(shè)備可以操作在不同的頻帶。例如，一個(gè)無(wú)線電設(shè)備的操作頻帶是2. 4到2. 5GHz,以及另一個(gè)無(wú)線電設(shè)備的操作頻帶在2. 3到2. 7GHz內(nèi)。在一個(gè)例子中，這些無(wú)線電設(shè)備中的一個(gè)是藍(lán)牙無(wú)線電設(shè)備，而另一個(gè)無(wú)線電設(shè)備是802. 11無(wú)線電設(shè)備。替換地，這些無(wú)線電設(shè)備中的一個(gè)可以是WiMAX(全球微波互聯(lián)接入)無(wú)線電設(shè)備或LTE(長(zhǎng)期演進(jìn))無(wú)線電設(shè)備，而另一個(gè)無(wú)線電設(shè)備是802. 11無(wú)線電設(shè)備。在又一個(gè)例子中，這些無(wú)線電設(shè)備中的一個(gè)可以是WiMAX無(wú)線電設(shè)備，而另一個(gè)無(wú)線電設(shè)備可以是LTE無(wú)線電設(shè)備。圖4示出了在圖I的天線系統(tǒng)100的測(cè)試端口處測(cè)量的VSWR。圖5示出了在測(cè)試端口之間測(cè)量的耦合(S21或S12)。在這個(gè)例子中，VSWR和耦合有利地在2. 4到2. 5GHz的頻率上是低的。圖6示出了引用自該測(cè)試端口的測(cè)量的輻射效率。在圖I的例子中，天線系統(tǒng)100包括平面結(jié)構(gòu)，其包括柔性印刷電路。應(yīng)該理解的是，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，各種其他結(jié)構(gòu)也是可能的。例如，圖7示出了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例的包括三維結(jié)構(gòu)的示例性天線系統(tǒng)400。天線系統(tǒng)400可以包括沖壓(stamped)金屬天線。它包括諧振天線部402、衡網(wǎng)404及兩個(gè)天線端口 406、408。諧振天線部402包括兩個(gè)間隔開(kāi)的桿410、412以及其間的分布網(wǎng)絡(luò)416。諧振天線部402的桿410、412的每個(gè)包括連接到分布網(wǎng)絡(luò)416的近端和相對(duì)的遠(yuǎn)端。優(yōu)選地，桿410、412的遠(yuǎn)端彼此分離的距離為天線的給定操作頻率處的電波長(zhǎng)的1/3到2/3。天線系統(tǒng)400的操作頻率基本上由這兩個(gè)天線桿410、412的電長(zhǎng)度來(lái)確定，每個(gè)天線桿的電長(zhǎng)度近似為操作波長(zhǎng)的1/4?？梢酝ㄟ^(guò)使得桿410、412在電學(xué)上更短或更長(zhǎng)來(lái)分別提高或降低頻率響應(yīng)。天線系統(tǒng)400也可以包括兩個(gè)電感短路部418、420，每一個(gè)將衡網(wǎng)404連接到諧振天線部402的不同的一個(gè)桿410、412。
示例性天線系統(tǒng)400可以被安裝在IXD面板組件上，如圖8的例子中所示。通過(guò)將屏蔽件焊接到衡網(wǎng)部分404且將中心導(dǎo)體焊接到諧振天線部402的桿410、412，同軸電纜450、452被附接到天線饋電件。圖9示出了在圖7中的天線系統(tǒng)400的測(cè)試端口處測(cè)量的VSWR。圖10示出了在測(cè)試端口之間測(cè)量的耦合(S21或S12)。在這個(gè)例子中，VSWR和耦合在2. 4到2. 5GHz的頻率上有利地是低的。圖11示出了引用自測(cè)試端口的測(cè)量的輻射效率。應(yīng)理解，盡管已經(jīng)在上面關(guān)于特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是之前的實(shí)施例只是作為說(shuō)明而被提供，并且不是限制或定義本發(fā)明的范圍。包括但不限于以下的各種其他實(shí)施例也落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)。例如，本文描述的各種天線系統(tǒng)的元件或部件可以進(jìn)一步地分為附加部件或接合在一起以形成更少的部件來(lái)執(zhí)行相同的功能。已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該顯而易見(jiàn)的是，可以在不脫離本發(fā)明的精 神和范圍的情況下做出修改。
權(quán)利要求
1.一種支持共有諧振模式和差分諧振模式的天線系統(tǒng)，所述共有諧振模式和差分諧振模式的每個(gè)在給定的操作頻帶具有近似相等的輻射電阻和帶寬，該天線系統(tǒng)包括 諧振天線部，其包括兩個(gè)間隔開(kāi)的桿以及其間的分布網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)所述桿具有連接到該分布網(wǎng)絡(luò)的近端和相對(duì)的遠(yuǎn)端，所述桿的遠(yuǎn)端彼此分離的距離為該給定操作頻率處的電波長(zhǎng)的1/3到2/3 ； 衡網(wǎng)；以及 兩個(gè)天線端口，每一個(gè)由一對(duì)饋電端子定義，其中一個(gè)饋電端子位于該衡網(wǎng)上而另一個(gè)饋電端子位于該諧振天線部的不同的一個(gè)桿上； 該諧振天線部、衡網(wǎng)和端口被配置成使得在該給定的操作頻帶內(nèi)的應(yīng)用于一個(gè)端口的信號(hào)與另一個(gè)端口相隔離。
2.如權(quán)利要求I所述的天線系統(tǒng)，其中，該兩個(gè)天線端口之間的隔離至少為30dB。
3.如權(quán)利要求I所述的天線系統(tǒng)，其中，所述桿的遠(yuǎn)端彼此分離的距離為該給定操作頻率處的電波長(zhǎng)的大約1/2。
4.如權(quán)利要求I所述的天線系統(tǒng)，其中，該天線部是平面的。
5.如權(quán)利要求I所述的天線系統(tǒng)，其中，該天線系統(tǒng)包括柔性印刷電路。
6.如權(quán)利要求I所述的天線系統(tǒng)，其中，該天線系統(tǒng)包括沖壓金屬部分。
7.如權(quán)利要求I所述的天線系統(tǒng)，其中，該給定的操作頻帶是2.4到2. 5GHz。
8.如權(quán)利要求I所述的天線系統(tǒng)，其中，第一無(wú)線電設(shè)備與所述端口中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，以及第二無(wú)線電設(shè)備與另一個(gè)端口相關(guān)聯(lián)，并且其中，該第一無(wú)線電設(shè)備操作在2. 4到2.5GHz，而該第二無(wú)線電設(shè)備操作在2. 3到2. 7GHz。
9.如權(quán)利要求I所述的天線系統(tǒng)，其中，該給定的操作頻帶落入2.3到2. 7GHz內(nèi)。
10.如權(quán)利要求I所述的天線系統(tǒng)，其中，藍(lán)牙無(wú)線電設(shè)備與所述端口中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，而802. 11無(wú)線電設(shè)備與另一個(gè)端口相關(guān)聯(lián)。
11.如權(quán)利要求I所述的天線系統(tǒng)，其中，WiMAX或LTE無(wú)線電設(shè)備與所述端口中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，而802. 11無(wú)線電設(shè)備與另一個(gè)端口相關(guān)聯(lián)。
12.如權(quán)利要求I所述的天線系統(tǒng)，其中，WiMAX無(wú)線電設(shè)備與所述端口中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，而LTE無(wú)線電設(shè)備與另一個(gè)端口相關(guān)聯(lián)。
13.如權(quán)利要求I所述的天線系統(tǒng)，還包括兩個(gè)電感短路部，每一個(gè)將該衡網(wǎng)連接到該諧振天線部的不同的一個(gè)桿。
14.如權(quán)利要求I所述的天線系統(tǒng)，其中，該諧振天線部從該衡網(wǎng)延伸的距離不超過(guò)該操作頻率處的電波長(zhǎng)的1/8。
15.一種天線系統(tǒng)，其為兩個(gè)無(wú)線電通信裝置提供隔離天線連接，該兩個(gè)無(wú)線電通信裝置獨(dú)立且同時(shí)地在相同頻帶或相鄰頻帶內(nèi)操作，該天線系統(tǒng)包括 諧振天線部，其包括兩個(gè)間隔開(kāi)的桿以及其間的分布網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)所述桿具有連接到該分布網(wǎng)絡(luò)的近端和相對(duì)的遠(yuǎn)端，所述桿的遠(yuǎn)端彼此分離的距離為在給定操作頻率處的電波長(zhǎng)的1/3到2/3 ； 衡網(wǎng)；以及 兩個(gè)天線端口，每一個(gè)與該無(wú)線電通信裝置中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，每一個(gè)端口由一對(duì)饋電端子定義，其中一個(gè)饋電端子位于該衡網(wǎng)上而另一個(gè)饋電端子位于該諧振天線部的不同的一個(gè)桿上； 該諧振天線部、衡網(wǎng)和端口被配置成使得在該給定的操作頻帶內(nèi)的應(yīng)用于一個(gè)端口的信號(hào)與另一個(gè)端口相隔離。
16.如權(quán)利要求15所述的天線系統(tǒng)，其中，該無(wú)線電通信裝置包括藍(lán)牙無(wú)線電設(shè)備和802. 11無(wú)線電設(shè)備。
17.如權(quán)利要求15所述的天線系統(tǒng)，其中，該無(wú)線電通信裝置包括802.11無(wú)線電設(shè)備和WiMAX或LTE無(wú)線電設(shè)備。
18.如權(quán)利要求15所述的天線系統(tǒng)，其中，該無(wú)線電通信裝置包括WiMAX無(wú)線電設(shè)備和LTE無(wú)線電設(shè)備。
19.如權(quán)利要求15所述的天線系統(tǒng)，其中，該給定的操作頻帶是2.4到2. 5GHz。
20.如權(quán)利要求15所述的天線系統(tǒng)，其中，該無(wú)線電通信裝置中的一個(gè)的給定操作頻帶是2. 4到2. 5GHz，而另一個(gè)無(wú)線電通信裝置的給定操作頻帶在2. 3到2. 7GHz內(nèi)。
21.如權(quán)利要求15所述的天線系統(tǒng)，其中，該給定的操作頻帶落入2.3到2. 7GHz內(nèi)。
22.如權(quán)利要求15所述的天線系統(tǒng)，其中，該天線系統(tǒng)包括柔性印刷電路。
23.如權(quán)利要求15所述的天線系統(tǒng)，其中，該天線系統(tǒng)包括沖壓金屬部分。
全文摘要
一種天線系統(tǒng)支持共有諧振模式和差分諧振模式，每個(gè)在給定的操作頻帶具有近似相等的輻射電阻和帶寬。該天線系統(tǒng)包括諧振天線部、衡網(wǎng)、及兩個(gè)天線端口。該諧振天線部包括兩個(gè)間隔開(kāi)的桿以及其間的分布網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)桿具有連接到該分布網(wǎng)絡(luò)的近端和相對(duì)的遠(yuǎn)端。這些桿的遠(yuǎn)端彼此分離的距離為給定操作頻率處的電波長(zhǎng)的1/3到2/3。兩個(gè)天線端口的每一個(gè)由一對(duì)饋電端子定義，其中一個(gè)饋電端子位于衡網(wǎng)上而另一個(gè)饋電端子位于該諧振天線部的不同的一個(gè)桿上。該諧振天線部、衡網(wǎng)和端口被配置成使得在給定的操作頻帶內(nèi)的應(yīng)用于一個(gè)端口的信號(hào)與另一個(gè)端口相隔離。
文檔編號(hào)H01Q1/52GK102714352SQ201080038902
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
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