專利名稱：可在多個頻帶工作的無線通信裝置及天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信裝置和天線，特別涉及可在多個頻帶工作的無線通信裝置和天線。
背景技術(shù)：
隨著不斷增長的無線通信裝置的應(yīng)用，頻譜資源已變得不足。在許多情況下，在一個特定頻帶上提供服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)運營商必須在一個其它的頻帶上提供服務(wù)，以容納其客戶。例如在900MHz頻帶上提供GSM系統(tǒng)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)運營商不得不依賴1800MHz頻帶的DCS系統(tǒng)。因此，無線通信裝置，例如蜂窩無線電話，必須能在兩個頻率上通信。此外，如果這種蜂窩無線電話的天線能提供足夠?qū)挼膸捄秃线m的近場和遠場輻射能量將是有意的。
在本說明書，包括權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”及類似的術(shù)語意在表示非排它的包括，以至于包括一系列部件的一個方法或設(shè)備并不只包括這些部件，而是可能包括沒有列出的其它部件。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種能在至少兩個頻帶工作的固定天線，該天線包括一個雙頻帶輻射元件，具有一第一輻射元件部分和一與第一輻射元件部分的長度不同的第二輻射元件部分，第二輻射元件部分與第一輻射元件部分電耦合；一個調(diào)諧棒，具有一棒軸向長度與所述雙頻帶輻射元件的中央縱軸平行，所述棒軸向長度不超過所述雙頻帶輻射元件軸向長度的六分之一，所述雙頻帶輻射元件的軸向長度是沿中央縱軸方向的；以及一個與所述調(diào)諧棒和雙頻帶輻射元件電耦合的饋電點，其中所述第一輻射元件部分用于調(diào)諧成一第一頻率，而提供所述第二輻射元件部分用于調(diào)諧成一第二頻率。
調(diào)諧棒可以直接耦合到所述饋電點。
所述雙頻帶輻射元件最好直接耦合到所述饋電點。另外，所述雙頻帶輻射元件還可以通過調(diào)諧棒耦合到所述饋電點。
所述雙頻帶輻射元件可以是曲折的，最好是螺旋線圈。
所述第一輻射元件有一個平均螺距，小于所述第二輻射元件的平均螺距。
所述調(diào)諧棒最好是一個直的導(dǎo)體，位于所述雙頻帶輻射元件中央縱軸方向上。
所述調(diào)諧棒可以是一個直的導(dǎo)體，其位置是使長度與所述雙頻帶輻射元件的中央縱軸方向平行。調(diào)諧棒可以有一個直的部分，基本上與所述雙頻帶輻射元件的中央縱軸方向平行。調(diào)諧棒可以有一個直的部分，位于沿所述雙頻帶輻射元件的中央縱軸方向。
所述調(diào)諧棒的總長度可以至少是雙頻帶輻射元件的總有效長度的二十五分之一。
天線可以有一個相關(guān)的匹配電路，用于將所述第一天線元件與所述第二天線元件匹配。
所述第一輻射元件部分的螺距最好是常數(shù)。所述第二輻射元件部分的螺距可以是常數(shù)。
所述調(diào)諧棒最好是曲折的。一個合適的特定形狀是螺旋線圈。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種適合于在兩個頻帶工作的無線通信裝置，它包括一個收發(fā)器，帶有一殼體；一個雙頻帶輻射元件，安裝在所述殼體上，所述雙頻帶輻射元件有一個第一輻射元件部分，用于調(diào)諧到一第一頻率，和一個第二輻射元件部分，其長度與所述第一輻射元件部分的長度不同，用于調(diào)諧到一第二頻率，所述第二輻射元件部分與所述第一輻射元件部分電耦合；一個調(diào)諧棒，其棒軸向長度與所述雙頻帶輻射元件的中央縱軸平行，所述棒軸向長度不超過所述雙頻帶輻射元件軸向長度的六分之一，所述雙頻帶輻射元件的軸向長度是沿中央縱軸方向的；以及一個與所述調(diào)諧棒和雙頻帶輻射元件電耦合的饋電點；一個匹配電路，與所述饋電點偶合，用于將所述第一輻射元件部分與第二輻射元件部分匹配。
所述調(diào)諧棒的總長度最好至少是所述雙頻帶輻射元件的總有效長度的二十五分之一。
所述調(diào)諧棒最好是曲折的。其一個合適的特定形狀是螺旋線圈。
附圖簡述為了方便理解本發(fā)明及其效果，將參照


本發(fā)明的優(yōu)選實施例。附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的與天線耦合的無線通信裝置的方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的耦合到圖1的無線通信裝置的天線的部分截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的天線的第一實施例的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的天線的第二實施例的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的天線的第三實施例的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的天線的部分的第四實施例的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的圖1的匹配電路的電路圖。
優(yōu)選實施例的詳細描述在附圖中，不同圖中的相同標(biāo)號用于表示相同的部件。參見圖1，其中示出了一個無線通信裝置，例如一個雙頻蜂窩無線電話。在優(yōu)選實施例中，一個幀發(fā)生器ASIC101，例如可以從摩托羅拉公司得到的CMOSASIC以及一個微處理器103，例如也可以從摩托羅拉公司得到的68HC11聯(lián)合產(chǎn)生蜂窩系統(tǒng)中運行所需的通信協(xié)議。微處理器103利用包括RAM105，EEPROM107和ROM109的存儲器104，RAM105，EEPROM107和ROM109最好是集合在一個封裝111里，以執(zhí)行產(chǎn)生協(xié)議和完成通信單元的其它功能，例如向顯示器113寫入，從鍵盤115接受信息，控制頻率合成器125所需的步驟，或完成根據(jù)本發(fā)明的方法放大信號所需的步驟。ASIC101處理由話筒117產(chǎn)生的、來自音頻電路119的信號，并處理提供給音頻電路119的用于由揚聲器121廣播的信號。
收發(fā)器處理射頻信號。特別是，發(fā)射器123和124通過天線129利用由頻率合成器產(chǎn)生的載頻進行發(fā)射。由通信裝置的天線129接收的信息通過一匹配網(wǎng)絡(luò)和發(fā)射/接收開關(guān)130進入接收器127和128。一個優(yōu)選的匹配網(wǎng)絡(luò)和發(fā)射/接收開關(guān)130將在圖7中詳細示出。接收器127和128利用頻率合成器125的載頻解調(diào)包括消息幀的符號。發(fā)射器和接收器合起來稱收發(fā)器。通信裝置可以有選擇地包括含有數(shù)字處理裝置的消息接收器和存儲裝置131。
轉(zhuǎn)向圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明的耦合到，例如圖1的無線通信裝置的天線的部分截面圖。天線129包括一個帶有介質(zhì)套204的外層殼體或外模制件202。一個單極205包括一個延伸到耦合部分208的螺紋部分206。單極的長度通常可以引起垂直極化，而一個長的單極通常提供大的垂直極化。
天線被耦合到一個夾具210，它在其柔性臂214的端部具有一個接觸元件212，柔性臂214耦合到一基底部分216?；撞糠?16最好附著于一具有圖1所示電路或其它適合電路的電路板。夾具210還包括一耦合到柔性臂220的第二接觸部分218，柔性臂220也延伸到基底部分216。耦合部分208由柔性臂214和220保持，柔性臂214和220也提供電接觸。柔性臂的尺寸最好被選擇成能使天線的效率最佳。即，柔性臂的長度和寬度被選擇成能為天線提供合適的電感或電容，其中窄臂提供大的電感而寬臂提供大的電容。
圖2還示出了圖1無線通信裝置的一個殼230。殼230包括一部分截面圖示出的接收套232，它保持了一個用于接收天線的螺紋部分205的螺母234。雖然天線的饋電點最好是在靠近耦合部分208的接觸部件212和218，根據(jù)本發(fā)明，饋電點可以在或靠近螺母234的地方。
在圖3中，示出了從無線通信裝置分離開的天線129的示意圖，其中，為圖示目的，外模制件202和介質(zhì)套204被去掉。天線129是一個能在兩個頻帶工作的固定天線，包括一雙頻帶輻射元件310，具有第一輻射元件部分320和一與所述第一輻射元件部分的長度不同的第二輻射元件部分330。第二輻射元件部分330最好提供調(diào)諧到1800MHz頻帶(第二頻率)的一個DCS系統(tǒng)，并且與第一輻射元件部分320電耦合，第一輻射元件部分320最好提供調(diào)諧到900MHz頻帶(第一頻率)的GSM系統(tǒng)。天線129還有一個調(diào)諧棒340，臨近雙頻帶輻射元件310，調(diào)諧棒340有一個棒軸長AXL1與雙頻帶輻射元件310的中央縱軸A平行。棒軸長AXL1不超過雙頻帶輻射元件310的軸長AL1的六分之一，雙頻帶輻射元件310的軸長AL1是沿中央縱軸A的。此外，饋電點350與調(diào)諧棒340和雙頻帶輻射元件310電耦合。
如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所顯而易見的那樣，雙頻帶輻射元件310是一個螺旋線圈，其總有效長度是在其還沒有被卷饒時或被打開成直線時確定的。同樣，第一輻射元件320有一個小于第二輻射元件330平均螺距的平均螺距，兩個螺距最好是常數(shù)。調(diào)諧棒340直接耦合到饋電點350。在本實施例中，調(diào)諧棒是一個沿雙頻帶輻射元件310的中央縱軸A設(shè)置的直的導(dǎo)體，并且雙頻帶輻射元件310通過調(diào)諧棒330被耦合到饋電點350。此外，調(diào)諧棒340和雙頻帶輻射元件310是一個連續(xù)長度的導(dǎo)線，并且調(diào)諧棒340是雙頻帶輻射元件總有效長度的至少二十五分之一。
在圖4中，示出了從無線通信裝置分離開的天線129的第二個實施例的示意圖，其中，為圖示目的，外模制件202和介質(zhì)套204被去掉。天線129是能在至少兩個頻帶工作的固定天線，包括一雙頻帶輻射元件410，具有第一輻射元件部分420和一與所述第一輻射元件部分的長度不同的第二輻射元件部分430。第二輻射元件部分430最好提供調(diào)諧到1800MHz頻帶(第二頻率)的一個DCS系統(tǒng)，并且與第一輻射元件部分420電耦合，第一輻射元件部分420最好提供調(diào)諧到900MHz頻帶(第一頻率)的GSM系統(tǒng)。天線129還有一個調(diào)諧棒440，臨近雙頻帶輻射元件410，調(diào)諧棒440有一個棒軸長AXL2與雙頻帶輻射元件410的中央縱軸B平行。
如圖所示，雙頻帶輻射元件410是一個螺旋線圈。同樣，本實施例的調(diào)諧棒440也是一個與中央縱軸B同軸的螺旋線圈。棒軸長AXL2不超過雙頻帶輻射元件410的的軸長AL2的六分之一，雙頻帶輻射元件410的軸長AL2是沿中央縱軸B的。此外，饋電點450與調(diào)諧棒440和雙頻帶輻射元件410電耦合。第一輻射元件420有一個小于第二輻射元件430平均螺距的平均螺距，兩個螺距最好是常數(shù)。
調(diào)諧棒440和雙頻帶輻射元件410直接耦合到饋電點450。在本實施例中，調(diào)諧棒臨近螺旋線圈形式的雙頻帶輻射元件410。此外，調(diào)諧棒440的總長度是雙頻帶輻射元件總有效長度的至少二十五分之一。雙頻帶輻射元件410總有效長度同樣是在其還沒有被卷饒時或被打開成直線時確定的。同樣，調(diào)諧棒440的總長度也是在其還沒有被卷饒時或被打開成直線時確定的。
圖5示出了從無線通信裝置分離開的天線129的第三個實施例的示意圖，其中，為圖示目的，外模制件202和介電套204被去掉。天線129是能在至少兩個頻帶工作的固定天線，包括一雙頻帶輻射元件510，具有第一輻射元件部分520和一與所述第一輻射元件部分的長度不同的第二輻射元件部分530。第二輻射元件部分530最好提供調(diào)諧到1800MHz頻帶(第二頻率)的一個DCS系統(tǒng)，并且與第一輻射元件部分520電耦合，第一輻射元件部分520最好提供調(diào)諧到900MHz頻帶(第一頻率)的GSM系統(tǒng)。
天線129還有一個調(diào)諧棒540，臨近雙頻帶輻射元件510，調(diào)諧棒540有一個棒軸長AXL3與雙頻帶輻射元件510的中央縱軸C平行。棒軸長AXL3不超過雙頻帶輻射元件510的軸長AL3的六分之一，雙頻帶輻射元件510的軸長AL3是沿中央縱軸C的。此外，饋電點550與調(diào)諧棒540和雙頻帶輻射元件510電耦合。
雙頻帶輻射元件510是螺旋線圈形的，并且第一輻射元件520有一個小于第二輻射元件530平均螺距的平均螺距，兩個螺距最好是常數(shù)。調(diào)諧棒540和雙頻帶輻射元件510直接耦合到饋電點550。在本實施例中，調(diào)諧棒是一個彎曲的導(dǎo)體，其直的部分541臨近并沿著雙頻帶輻射元件510的中央縱軸C。此外，調(diào)諧棒540的總長度是雙頻帶輻射元件總有效長度的至少二十五分之一。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的那樣，調(diào)諧棒540的總長度是形成棒540的541、542和543幾段的長度的總和。
圖6示出了從無線通信裝置分離開的天線129的部分的第四實施例的示意圖。天線是能在至少兩個頻帶工作的固定天線，并包括一曲折的雙頻帶輻射元件610，具有第一輻射元件部分620和一與所述第一輻射元件部分的長度不同的第二輻射元件部分630。第二輻射元件部分630最好提供調(diào)諧到1800MHz頻帶(第二頻率)的一個DCS系統(tǒng)，并且與第一輻射元件部分620電耦合，第一輻射元件部分620最好提供調(diào)諧到900MHz頻帶(第一頻率)的GSM系統(tǒng)。
天線還有一個調(diào)諧棒640，臨近雙頻帶輻射元件610，調(diào)諧棒640有一個棒軸長AXL4與雙頻帶輻射元件610的中央縱軸D平行。棒軸長AXL4不超過雙頻帶輻射元件610的軸長AL3的六分之一，雙頻帶輻射元件610的軸長AL4是沿中央縱軸D的。此外，饋電點650與調(diào)諧棒640和雙頻帶輻射元件610電耦合。第一輻射元件620有一個小于第二輻射元件630平均螺距的平均螺距，兩個螺距最好是常數(shù)。調(diào)諧棒640和雙頻帶輻射元件610直接耦合到饋電點650。
在本實施例中，調(diào)諧棒640是曲折的，其軸X與雙頻帶輻射元件610的中央縱軸D基本上平行。調(diào)諧棒640臨近雙頻帶輻射元件610并且不必曲折的，它可以是圖5實施例所示的調(diào)諧棒的形狀，只是其長度的部分(直的部分)基本上與中央縱軸D平行。此外，雙頻帶輻射元件610和調(diào)諧棒640各形成在一可折疊的基底660上，并且調(diào)諧棒640的總長度是雙頻帶輻射元件總有效長度的至少二十五分之一。正如本領(lǐng)域技術(shù)人顯而易見的那樣，雙頻帶輻射元件610的總有效長度是由雙頻帶輻射元件610的各部分(在本實施例中直的部分)的長度的總和確定。同樣，調(diào)諧棒640的總有效長度是各部分(在本實施例中各直的部分)長度的總和。
除此之外，調(diào)諧棒640和饋電點650也形成在可折疊的基底660上。可折疊的基底660被彎曲以形成一個圍繞介質(zhì)套204的筒，并當(dāng)安裝到螺紋部分206并由外模制件202罩住時形成天線129。
轉(zhuǎn)向圖7，圖中詳細示出了匹配網(wǎng)絡(luò)或電路和發(fā)射/接收開關(guān)130。特別是，匹配網(wǎng)絡(luò)1002包括電容器1004和電感器1006。為了起到GSM和DCS頻帶的匹配網(wǎng)絡(luò)作用，電容器1004可以大約是4.7pf，而電感器1006大約是，例如8.2nH。匹配電路在使用時耦合到天線的饋電點，用于匹配第一輻射元件部分和第二輻射元件部分。匹配電路的另一個好處是，電感器提供一直流通路以提供靜電保護。最后，根據(jù)本發(fā)明，可以使用任何常規(guī)的發(fā)射/接收開關(guān)1008。
調(diào)諧棒的尺寸，結(jié)構(gòu)和相對于雙頻帶輻射元件的位置能提供足夠?qū)挼膸捄秃线m的近場和遠場輻射能量。詳細描述僅提供了一個優(yōu)選的示例性的實施例，并不是要限制本發(fā)明的范圍、應(yīng)用性或配置。相反，優(yōu)選的示例性的實施例的詳細描述為本領(lǐng)域的技術(shù)人員提供了能實施本發(fā)明一個優(yōu)選的示例性的實施例的教導(dǎo)。應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離如權(quán)利要求所述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明的功能和部件的安排作出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種能在至少兩個頻帶工作的固定天線，包括一個雙頻帶輻射元件，具有一第一輻射元件部分和一與第一輻射元件部分的長度不同的第二輻射元件部分，所述第二輻射元件部分與所述第一輻射元件部分電耦合；一個調(diào)諧棒，具有一棒軸向長度與所述雙頻帶輻射元件的中央縱軸平行，所述棒軸向長度不超過所述雙頻帶輻射元件軸向長度的六分之一，所述雙頻帶輻射元件的軸向長度是沿中央縱軸方向的；以及一個與所述調(diào)諧棒和雙頻帶輻射元件電耦合的饋電點，其中所述第一輻射元件部分用于調(diào)諧成一第一頻率，而提供所述第二輻射元件部分用于調(diào)諧成一第二頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的固定天線，其中所述調(diào)諧棒與所述饋電點直接耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的固定天線，其中所述雙頻帶輻射元件與所述饋電點直接耦合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的固定天線，其中所述雙頻帶輻射元件通過所述調(diào)諧棒與所述饋電點耦合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的固定天線，其中所述雙頻帶輻射元件是曲折的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的固定天線，其中所述雙頻帶輻射元件是一螺旋線圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的固定天線，其中所述第一輻射元件有一平均螺距，小于所述第二輻射元件的平均螺距。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的固定天線，其中所述第一輻射元件有一平均螺距，小于所述第二輻射元件的平均螺距。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的固定天線，其中所述調(diào)諧棒是一個直的導(dǎo)體，沿所述雙頻帶輻射元件的中央縱軸設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的固定天線，其中所述調(diào)諧棒是一個直的導(dǎo)體，其長度基本上與所述雙頻帶輻射元件的中央縱軸平行。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的固定天線，其中所述調(diào)諧棒有一個直的部分，基本上與所述雙頻帶輻射元件的中央縱軸平行。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的固定天線，其中所述調(diào)諧棒有一個直的部分，沿所述雙頻帶輻射元件的中央縱軸設(shè)置。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的固定天線，其中所述調(diào)諧棒的總長度至少是雙頻帶輻射元件總有效長度的二十五分之一。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的固定天線，其中所述第一輻射元件的螺距是一個常數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求8的固定天線，其中所述第二輻射元件的螺距是一個常數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的固定天線，其中所述調(diào)諧棒是曲折的。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的固定天線，其中所述調(diào)諧棒是一螺旋線圈。
18.一種適合于在至少兩個頻帶工作的無線通信裝置，包括一個收發(fā)器，帶有一殼體；一個雙頻帶輻射元件，安裝在所述殼體上，所述雙頻帶輻射元件有一個第一輻射元件部分，用于調(diào)諧到一第一頻率，和一個第二輻射元件部分，其長度與所述第一輻射元件部分的長度不同，用于調(diào)諧到一第二頻率，所述第二輻射元件部分與所述第一輻射元件部分電耦合；一個調(diào)諧棒，其棒軸向長度與所述雙頻帶輻射元件的中央縱軸平行，所述棒軸向長度不超過所述雙頻帶輻射元件軸向長度的六分之一，所述雙頻帶輻射元件的軸向長度是沿中央縱軸方向的；以及一個與所述調(diào)諧棒和雙頻帶輻射元件電耦合的饋電點；一個匹配電路，與所述饋電點偶合，用于將所述第一輻射元件部分與第二輻射元件部分匹配。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的無線通信裝置，其中所述調(diào)諧棒的總長度至少是所述雙頻帶輻射元件的總有效長度的二十五分之一。
20.據(jù)權(quán)利要求19的無線通信裝置，其中所述調(diào)諧棒是曲折的。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的無線通信裝置，其中所述調(diào)諧棒是一個螺旋線圈。
全文摘要
一種能在至少兩個頻帶工作的固定天線(129)和無線通信裝置。固定天線(129)具有一雙頻帶輻射元件(310)，雙頻帶輻射元件(310)具有一第一輻射元件(320)和一與第一輻射元件不同長度的第二輻射元件(330)。還有一個調(diào)諧棒(340)，其軸向長度與所述雙頻帶輻射元件(310)的中央縱軸A平行，該軸向長度不超過所述雙頻帶輻射元件(310)總有效長度的六分之一。一個饋電點(350)與所述調(diào)諧棒和雙頻帶輻射元件電耦合。在使用中，第一輻射元件部分(320)提供調(diào)諧到一第一頻率，第二輻射元件部分(320)提供調(diào)諧到一第二頻率。
文檔編號H01Q1/27GK1518377SQ0310053
公開日2004年8月4日 申請日期2003年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月14日
發(fā)明者羅紅勇, 周光平 申請人:摩托羅拉公司