專(zhuān)利名稱(chēng)：共址不靈敏多波段天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及天線，具體地涉及單極天線。
背景技術(shù)：
天線可用來(lái)有效地傳播無(wú)線電波和接收無(wú)線電波。天線可以是從簡(jiǎn)易的金屬絲到 例如雷達(dá)天線的相互耦合的復(fù)雜天線陣列中的任意一種。然而，所有天線具有共同的目標(biāo)， 即為了進(jìn)一步的處理而將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為無(wú)線電波或?qū)o(wú)線電波轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。無(wú)論接收或 者發(fā)送無(wú)線電波，天線通常被設(shè)計(jì)為接收盡可能最多的信號(hào)或者發(fā)送盡可能最多的信號(hào)。由于天線一般被物理地連接到相鄰的電路，因此天線可以被認(rèn)為是一個(gè)端口設(shè) 備。天線設(shè)計(jì)中通常的目的為使天線端口的阻抗與發(fā)射器或者其他期望的無(wú)線電電路(例 如，天線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、天線收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、低通濾波器等)的阻抗匹配。在匹配的條件下，來(lái)自 發(fā)射器的最大量的信號(hào)或信號(hào)能量可以與天線耦合，然后傳播入空中。當(dāng)接收時(shí)，良好匹配 使得所接收的無(wú)線電波信號(hào)中最大量的能量與例如低噪聲放大器(LNA)等的隨后的接收 器電路耦合。因此，良好匹配對(duì)于有效地接收或發(fā)送無(wú)線電信號(hào)是有用的。在頻帶上匹配通常是不完美的。天線為電抗性(reactive)的設(shè)備，因此，天線與 電容和/或電感關(guān)聯(lián)。電容和電感為阻抗取決于頻率的固有能量存儲(chǔ)參數(shù)。也就是，當(dāng)頻 率變化時(shí)天線端口的阻抗將變化，并且天線端口的匹配也將變化。設(shè)計(jì)者可以發(fā)現(xiàn)被優(yōu)化 以在一個(gè)頻率提供最可能匹配的天線在操作波段中的其他頻率會(huì)提供不合要求的匹配。設(shè) 計(jì)者常常嘗試設(shè)計(jì)這樣一種天線，其在上述操作波段甚至在幾個(gè)操作波段上具有令人滿意 的匹配，但該匹配并不一定要求為在單個(gè)頻率上得到的最好匹配。這是為什么存在多種類(lèi)型天線的一個(gè)原因。天線設(shè)計(jì)除了優(yōu)化例如天線增益、波 束形狀等其它參數(shù)之外，可能需要不同的設(shè)計(jì)以在操作頻率達(dá)到良好匹配。在給定的頻率 范圍達(dá)到令人滿意的匹配可能很難并且可能需要不同的構(gòu)造以達(dá)到期望的結(jié)果。能夠影響天線設(shè)計(jì)和最終形式的其他參數(shù)，可以包括天線應(yīng)用的環(huán)境和天線可用 的空間。天線附近的物體例如用戶頭戴式移動(dòng)電話、大的金屬面和其他天線的存在也可能 影響設(shè)計(jì)。物理空間約束可能導(dǎo)致這樣構(gòu)造，例如天線從移動(dòng)電話本體拉出和天線呈現(xiàn)為 在電話殼體上的球形突出或短柱以及其他獨(dú)特的設(shè)計(jì)。特別地，其他天線的存在可能影響天線的性能。例如，因?yàn)椋炀€接收能量與發(fā)送 能量一樣容易，因此，如果兩個(gè)天線位置彼此鄰近，且一個(gè)天線發(fā)送時(shí)而另一個(gè)天線正在接 收，來(lái)自發(fā)送天線的能量可能侵?jǐn)_和干擾鄰近天線相關(guān)的接收器。每個(gè)天線優(yōu)化用于不同 頻率范圍也是沒(méi)有作用的。如果天線關(guān)閉，即使天線之間的弱耦合(由于不同的操作波段) 仍從鄰近天線發(fā)射器將大量的能量發(fā)送入接收器。來(lái)自天線的能量的衰落與距離天線的距 離的平方大約成反比。因此，當(dāng)天線關(guān)閉時(shí)，侵?jǐn)_鄰近天線和接收器的能量的密度可能相當(dāng) 大。

發(fā)明內(nèi)容
為給讀者提供基本的理解，下面呈現(xiàn)本公開(kāi)的簡(jiǎn)要發(fā)明內(nèi)容。該發(fā)明內(nèi)容不是本公開(kāi) 的詳盡的觀點(diǎn)，并且不能認(rèn)為是本發(fā)明關(guān)鍵/緊要元素或者描繪了本發(fā)明的范圍。其唯一的目 的為呈現(xiàn)在此公開(kāi)的一些理念，以簡(jiǎn)單的形式作為隨后呈現(xiàn)的更多具體實(shí)施方式
的序幕。本示例提供一種共址不靈敏多波段天線。該天線可以與在另一波段上操作的天線 共址，并且趨于抑制該天線的干擾。共址不靈敏多波段天線趨于提供可以印刷在印刷線路 板(“PWB”)上或者例如移動(dòng)電話的無(wú)線電設(shè)備殼體上的緊湊的設(shè)計(jì)。
總體而言，通過(guò)與高波段貼片耦合的彎折線可以實(shí)現(xiàn)波段內(nèi)所期望的性能和波段 外信號(hào)抑制。彎折線趨于提供良好低波段匹配，且高波段貼片趨于提供良好高波段匹配或 諧振。高波段貼片還趨于在高波段之前引起回波損耗的急劇滾降，這趨于抑制高波段之下 的共址天線發(fā)射的頻率。通過(guò)下面參照附圖描述的具體實(shí)施方式
，將更容易理解天線的更多特征。


根據(jù)附圖閱讀下述具體實(shí)施方式
將更好的理解本發(fā)明具體實(shí)施方式
，其中圖1示出配備有趨于具有共址干擾問(wèn)題的天線的傳統(tǒng)多波段移動(dòng)電話；圖2示出配備有趨于對(duì)共址干擾具有良好隔離的、對(duì)共址不靈敏的多波段天線的 傳統(tǒng)多波段移動(dòng)電話；圖3示出配備有共址不靈敏多波段天線的移動(dòng)電話的部分方塊圖；圖4示出與移動(dòng)電話?cǎi)詈系墓仓凡混`敏多波段天線印刷線路部件的實(shí)物電路圖；圖5為共址不靈敏多波段天線印刷線路部件的金屬化圖形的展開(kāi)圖；圖6為關(guān)于共址不靈敏多波段天線對(duì)于不同移動(dòng)電話波段的典型回波損耗的圖 表；以及圖7為圖示提供共址不靈敏多波段天線的方法的流程圖。在附圖中同樣的附圖標(biāo)記用于表示同樣的部件。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖提供的具體實(shí)施方式
為本示例的描述，并不代表本示例的共址不靈 敏多波段天線可以構(gòu)造和利用的唯一形式。由于共址不靈敏多波段天線為分布式電路，所 以彎折線和高波段貼片的尺寸構(gòu)造為靈敏的。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以引入構(gòu) 造上的改進(jìn)以達(dá)到相同的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
具體實(shí)施方式
闡明了示例的功能和用于構(gòu)造及操作示 例的步驟的順序。然而，通過(guò)不同的示例可以實(shí)現(xiàn)相同或等價(jià)的功能和順序。下面的示例描述共址不靈敏多波段天線。雖然本示例在此被描述和圖示為用于在 特定頻段的移動(dòng)電話中操作的印刷線路系統(tǒng)形式，然而所描述的系統(tǒng)作為對(duì)共址不靈敏多 波段天線的示例，而不是對(duì)其進(jìn)行限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本示例適于應(yīng)用于多種 不同類(lèi)型的用于在其他頻率發(fā)送無(wú)線電信號(hào)而不易受到來(lái)自相似構(gòu)造干擾頻段的共址干 擾的無(wú)線電系統(tǒng)。圖1示出裝配有表現(xiàn)共址干擾問(wèn)題的天線的傳統(tǒng)多波段移動(dòng)電話。如圖所示，傳 統(tǒng)多波段移動(dòng)電話100可裝配有一個(gè)或更多天線102和104。當(dāng)可以為移動(dòng)電話100提供兩個(gè)操作波段時(shí)，通常出現(xiàn)這種構(gòu)造。例如，第一天線104的操作頻率可以與第二天線102的操作頻帶不相容。因此，設(shè) 置兩個(gè)天線使得來(lái)自每個(gè)波段的信號(hào)都能滿意地從多波段移動(dòng)電話100發(fā)送。 然而，在此設(shè)置中，共址干擾106可能成為問(wèn)題。當(dāng)一個(gè)天線發(fā)射時(shí)，另一個(gè)天線 將作為接收來(lái)自其他天線的能量的接收器。由于天線相互太近，即使弱耦合也將導(dǎo)致來(lái)自 一個(gè)天線的大量能量進(jìn)入另一個(gè)天線，并引起例如接收器過(guò)載等潛在的問(wèn)題。天線可包括 例如天線匹配網(wǎng)絡(luò)等電路，以抑制共址干擾106。然而，例如天線匹配網(wǎng)絡(luò)的電路可能要求 調(diào)諧，并且可能增加無(wú)線電電路的額外損耗。通常，更期望具有趨于對(duì)密置于移動(dòng)電話殼體 等中的共址干擾不靈敏的天線。圖2示出裝配有趨于對(duì)共址干擾202提供良好隔離的共址不靈敏多波段天線的多 波段移動(dòng)電話。多波段移動(dòng)電話200可包括用于中頻操作波段210的傳統(tǒng)天線204。電話 200中還可以包括第二多波段共址不靈敏多波段天線202。共址不靈敏多波段天線202發(fā) 射低頻段208和高頻段212。第一示例性天線204可構(gòu)造為具有任意傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)的外部天線。用于第一天線 的操作頻段可例如是GPS頻率波段。第一天線204通常在第二共址不靈敏多波段天線202 的發(fā)射波段之間的波段上發(fā)射。在可選的示例中，第一天線204可以和共址不靈敏多波段 天線202在其他中間頻段發(fā)射，也就是在設(shè)計(jì)為適當(dāng)?shù)念l率上發(fā)射以抑制第一天線204的 操作波段。示例性的共址和靈敏多波段天線202可以為多波段天線，并且可被構(gòu)造以接收低 頻段(或多個(gè)低波段)208和高頻段(或多個(gè)高波段)212。在下述的示例中，共址不靈敏 多波段天線可以被構(gòu)造為在作為高波段212的AWS波段中發(fā)射和接收。AWS波段典型的發(fā) 射范圍為1710-1775MHZ。AWS波段典型的接收波段為2110_2155MHz。在AWS波段的接收 和發(fā)射頻率之間，還可以存在PCS波段。典型的PCS頻率范圍為1850-1990MHZ。低波段 208可以為AMPs波段或其等同的波段。AMPs (或美國(guó)移動(dòng)(USCellular))頻率范圍典型為 824-894MHz。在可選的實(shí)施例中，共址不靈敏多波段天線還可在其他頻率波段上發(fā)送和接收， 并抑制在不同頻段操作的第一天線204的干擾。共址不靈敏多波段天線還可被設(shè)計(jì)為在其 他頻率操作，只要存在所示的頻段208、210、212的關(guān)系即可。例如，頻段208、210、212可以 彼此保持相對(duì)的頻率距離，但是這些波段可以上移或下移成組的頻譜。一般而言，頻率縮放 或其他等價(jià)方法可以用于調(diào)節(jié)共址不靈敏多波段天線202的設(shè)計(jì)操作頻率，以在具有相似 構(gòu)造并相對(duì)彼此成比例的其他波段操作。另外，在高波段212中可以存在任意數(shù)量的頻率或頻段。而且在低頻段208中可 以存在任意數(shù)量的頻段或頻率。同樣地，在中波段210中可以存在任意數(shù)量的頻率或頻段。 然而，只要波段之間保持如圖所示的關(guān)系，則可以應(yīng)用共址不靈敏多波段天線的設(shè)計(jì)理念。共址不靈敏多波段天線202、204趨于在移動(dòng)電話200中提供共址天線之間的隔離 206。共址不靈敏多波段天線202的構(gòu)造使得來(lái)自第一天線204的輻射被抑制，并阻止進(jìn)入 與第二共址不靈敏多波段天線202耦合的電路。共址不靈敏多波段天線202可以被設(shè)置在電路板上，該電路板為主多波段移動(dòng)電 話電路板的一部分，或者為多波段移動(dòng)電話200—部分的電路板的子部件?？蛇x的，包括共址不靈敏多波段天線202的獨(dú)立和單獨(dú)的電路板，可通過(guò)傳統(tǒng)的方法設(shè)置在移動(dòng)電話的殼體上并且與移動(dòng)電話電路耦合。圖3示出裝配共址不靈敏多波段天線的多波段移動(dòng)電話的方塊圖。共址不靈敏多 波段天線202通常與傳統(tǒng)的多路復(fù)用器318耦合，多路復(fù)用器318則與傳統(tǒng)構(gòu)造的多波段 (或在前波段(prior band))移動(dòng)電話電路306耦合。傳統(tǒng)構(gòu)造的多波段移動(dòng)電話電路306 僅是為了描述目的的示例。任何適合的多波段收發(fā)器配置可以和共址不靈敏多波段天線一 起使用。在天線輸入端口 302，可以測(cè)量品質(zhì)因數(shù)Sn304或者其等價(jià)物。可以通過(guò)將測(cè)試 信號(hào)射入共址不靈敏多波段天線202的天線輸入端口 302以及測(cè)量反射信號(hào)與入射信號(hào)的 比率來(lái)測(cè)量散射參數(shù)S11。如通過(guò)多路復(fù)用器318可以看出的，散射參數(shù)S11為品質(zhì)因數(shù)，其提供共址不靈敏 多波段天線202和多波段移動(dòng)電話電路306之間的匹配的指示。散射參數(shù)為向量并且同樣 可以由復(fù)數(shù)或者通過(guò)數(shù)量和角度進(jìn)行表示。當(dāng)評(píng)價(jià)共址不靈敏多波段天線202和初始多 波段電話電路306之間的匹配時(shí)，如從多路復(fù)用器的組合可以看出的，S11的幅值絕對(duì)值被 定義為回波損耗，并且為有價(jià)值的品質(zhì)因數(shù)?；夭〒p耗僅為標(biāo)量并且表示為正數(shù)?；夭〒p 耗(Is11I)隨頻率而變化，且通過(guò)測(cè)試品質(zhì)因數(shù)，設(shè)計(jì)工程師能夠決定多波段移動(dòng)電話電路 306匹配多好，并從而將信號(hào)傳送至天線202。對(duì)于回波損耗期望大的正數(shù)，但是在實(shí)踐中， 5-18dB的回波損耗一般被認(rèn)為是良好匹配。這還指示來(lái)自天線204的干擾輻射被共址不靈 敏多波段天線202抑制的程度。一般的，例如共址不靈敏多波段天線電路的電路中的諧振 能引起對(duì)輸入回波損耗的改進(jìn)。在頻率諧振處進(jìn)行控制具有一定的難度，并且一般很難實(shí) 現(xiàn)例如能夠在期望諧振頻率處進(jìn)行諧振的共址不靈敏多波段天線202的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)地構(gòu)造多波段移動(dòng)電話電路306以在多蜂窩波段上實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收操作。在 所示的示例中，由于在電路306的發(fā)送和接收頻段上，天線202提供與多波段移動(dòng)電話電路 306的良好匹配，所以可以通過(guò)多波段移動(dòng)電話電路306(經(jīng)由多路復(fù)用器318)和共址不靈 敏多波段天線202發(fā)射和接收AWS波段、PCS波段和AMP波段。多波段移動(dòng)電話電路306被傳統(tǒng)地構(gòu)造并且可以包括雙工機(jī)(duplexer)或者天 線共用器(diplexer) 310、與雙工機(jī)和信號(hào)處理電路316耦合的接收器314。信號(hào)處理電路 316被傳統(tǒng)地構(gòu)造、并且包括傳統(tǒng)構(gòu)造的發(fā)射器316耦合的輸出，發(fā)射器316則與天線共用 器310耦合。天線共用器或其等價(jià)電路一般允許通過(guò)移動(dòng)電話通信雙工通信，即語(yǔ)音或其 他信息可以同時(shí)發(fā)送和接收。作為對(duì)雙工機(jī)的替換，還可以應(yīng)用天線共用器、耦合器、循環(huán) 器(circulator)或其他等價(jià)電路。傳統(tǒng)地構(gòu)造發(fā)射器312。其通常包括用于將來(lái)自信號(hào)處理電路316的語(yǔ)音或數(shù)據(jù) 信號(hào)在被天線202經(jīng)由雙工機(jī)310發(fā)送出之前進(jìn)行放大的電路。接收器314被傳統(tǒng)地構(gòu)造，并且通常包括對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行一級(jí)或多級(jí)降頻處理從 而使輸入信號(hào)可由信號(hào)處理電路316處理的電路。傳統(tǒng)地構(gòu)造信號(hào)處理電路316使得被發(fā) 送的語(yǔ)音信號(hào)或者被發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)在應(yīng)用至發(fā)射器312之前可以被適當(dāng)調(diào)制。信號(hào)處理 電路316還可以包括將接收的信號(hào)轉(zhuǎn)換為音頻信號(hào)、或使用傳統(tǒng)解調(diào)技術(shù)的接收的數(shù)據(jù)信 號(hào)的電路。在處理多波段過(guò)程中，可以設(shè)置多電路，或者可以構(gòu)造單獨(dú)電路以處理來(lái)自多波 段的無(wú)線電信號(hào)。
天線204被傳統(tǒng)地構(gòu)造并且通過(guò)多路復(fù)用器318與傳統(tǒng)構(gòu)造的二級(jí)(或中波段) 蜂窩電路208耦合。在所示的示例中，二級(jí)移動(dòng)電話電路308和天線204可以被配置以 在典型為1575MHz的GPS頻段中發(fā)送和接收，但是從1565MHz至1585MHZ進(jìn)行測(cè)量。在可 選的實(shí)施例中，利用適當(dāng)?shù)目s放和使用的設(shè)計(jì)技術(shù)，其他頻率和調(diào)制方法可以應(yīng)用于二級(jí) (secondary)移動(dòng)電話電路308。移動(dòng)電話電路分裂為兩個(gè)或更多分離的部件306和308，使得不能輕易整合在單個(gè)電子部件或者集成電路上的功能被輕易的分離，以容易地制作和設(shè)計(jì)。如上所述，共址不 靈敏多波段天線202被構(gòu)造為通過(guò)天線202的信號(hào)抑制屬性來(lái)抑制來(lái)自第二天線204的信 號(hào)和侵?jǐn)_。圖4示出與移動(dòng)電話電路306耦合的共址不靈敏多波段天線印刷線路部件202的 示意圖。天線輸入端302通過(guò)傳統(tǒng)的方法將移動(dòng)電話電路306與共址不靈敏多波段天線部 件202耦合。這樣看來(lái)，觀察印刷線路部件202可以測(cè)量品質(zhì)因數(shù)Sn304。部件202包括設(shè)置在襯底408上的共址不靈敏多波段天線的金屬化圖形406。金 屬化圖形406可以包括微波傳輸帶天線元件(或高波段貼片)402和彎折線404。在所示的 示例中，共址不靈敏多波段天線部件202的尺寸大約為40毫米乘13毫米。共址不靈敏多 波段天線部件202具有兩個(gè)主要元件。這兩個(gè)主要元件為，高波段貼片和可以作為折疊單 極天線410的彎折線404。元件的這種組合使得能夠?qū)崿F(xiàn)具有期望諧振的期望天線性能，如 通過(guò)S11所測(cè)量的那樣。在可選的實(shí)施例中，天線部件202可以設(shè)置在移動(dòng)電話或者其他無(wú)線電部件的殼 體上。例如，移動(dòng)電話電路306可以與設(shè)置在用于移動(dòng)電話的塑料或其它適合材料的殼體 或罩體內(nèi)部上的金屬化圖形耦合。還示出可選的連接器420，其可以用于將折疊單極共址不靈敏天線構(gòu)造為倒 F(IFA)天線的可選實(shí)施例中。倒F構(gòu)造通常產(chǎn)生附加諧振。天線的第一輻射分支可以與信 號(hào)饋送導(dǎo)體和接地饋送導(dǎo)體耦合。第二輻射分支可以與信號(hào)饋送導(dǎo)體和接地饋送導(dǎo)體在一 端耦合，并且與第一輻射分支在另一端電容耦合，使得天線在附加諧振頻率處諧振，這可用 于增加多波段容量。圖5為用于共址不靈敏多波段天線印刷線路部件(圖4的202)的金屬化圖形406 的展開(kāi)圖。該圖示僅為作為利用不同介電常數(shù)、電介質(zhì)厚度和圖示尺寸可以達(dá)到等效性能 的可能構(gòu)造的不同圖示的一個(gè)示例。而且，彎折線的彎曲的數(shù)量一般不影響天線性能，并且 彎曲的數(shù)量可以按照期望來(lái)調(diào)節(jié)。用于共址不靈敏多波段天線部件的PWB側(cè)面圖示出PWB 部件可以由三層540、408、542組成。第一層為金屬化圖形側(cè)540，其包括共址不靈敏多波段 天線的金屬化圖形406。金屬層具有適于保護(hù)其形狀或支撐天線的厚度，并且可以由銅或其 他等效材料制成。下一層或中間層，為足夠支撐金屬層的適合厚度或高度h的襯底408。可選的，在天線可選的示例中可以省去襯底，其中金屬足夠厚以保護(hù)天線的形狀 而不需要襯底的幫助。如果需要，則由例如不銹鋼等更堅(jiān)硬材料生產(chǎn)其他等效金屬。該示例示出可能存在的第三層或底層。然而，在第三層具有接地層或其他電阻的 可選的示例中，第三層可能部分的遮蓋或覆蓋金屬，性能可能下降。因此，接地層的存在可 能降低天線的效率，從而底層一般保持接地和其他電阻清潔。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，金屬化圖形406可以具有用于具有給定特性的襯底的給定的一套尺寸。然而，如果襯底參數(shù)改變，金屬化圖形406可以改變以達(dá)到相似性能參數(shù) (例如S11).用于共址不靈敏多波段天線的PWB金屬化圖形406，可以分為兩個(gè)區(qū)域，高波段貼 片區(qū)域402和彎折線區(qū)域404。彎折線區(qū)域404可以進(jìn)一步再分為直線走向區(qū)域506和彎 曲走向區(qū)域536。直線走向和彎曲走向區(qū)域可以串聯(lián)或級(jí)聯(lián)地耦合，彎曲走向區(qū)域緊隨著直 線走向區(qū)域。直線走向區(qū)域的相對(duì)端可以與高波段貼片402的轉(zhuǎn)角524耦合。 示例性的高波段貼片402可以傳統(tǒng)地由銅或者其他適合的金屬構(gòu)造，并且具有典 型16. 5毫米的寬度522和典型12. 5毫米的長(zhǎng)度520。高波段貼片402上的轉(zhuǎn)角524與彎 折線404的分段耦合，通常在直線走向506的第一端耦合。彎折線部404具有通常與高波段貼片402轉(zhuǎn)角耦合的直線走向506的第一端。在 直線走向的相對(duì)端，直線走向通常與彎曲走向536的第一端耦合。直線走向506可以包括 典型2. 0毫米寬和23. 5毫米長(zhǎng)的傳輸線的直線部。彎曲走向536可以包括級(jí)聯(lián)傳輸線元件508、510、526、512、528、514、530、516、 532、518和534。在所示的示例中，制作彎曲走向的傳輸線段可以為2. 0毫米寬。線段508、 526、528、530和532可以為9.0毫米長(zhǎng)。傳輸線段534典型為11毫米長(zhǎng)。傳輸線段510、 512、514、516和518典型為5. 5毫米長(zhǎng)。在彎曲走向部536中，傳輸線部可以按照下述順序級(jí)聯(lián)534、518、532、516、530、 514、528、512、526、510和508。在每個(gè)級(jí)聯(lián)線段的連接處，彎折線可以做90度的轉(zhuǎn)彎。在 90度的轉(zhuǎn)彎處，邊緣為非斜面的。在可選的示例中，傳輸線的轉(zhuǎn)角在90度連接處可以為折 角的、斜接的、斜角的等等，以減少寄生電容。在進(jìn)一步的可選示例中，可以提供可選的曲線 圖示。圖6為關(guān)于對(duì)用于以上描述示例的不同移動(dòng)電話波段共址不靈敏多波段天線的 典型的回波損耗的圖表。如所示，相對(duì)兆赫茲形式的頻率，分貝(dB)形式的回波損耗圖解 為負(fù)數(shù)(MHz)。例如這樣標(biāo)圖，是在以量級(jí)角度形式測(cè)量矢量散射參數(shù)的工具的顯示器上通 常產(chǎn)生的。角度未示出，但是通過(guò)簡(jiǎn)單的將圖解的數(shù)量的負(fù)數(shù)放在縱軸上，就可從標(biāo)圖發(fā)現(xiàn) 回波損耗。散射參數(shù)(或S參數(shù))可以用于表示例如共址不靈敏多波段天線的高頻設(shè)備的特 點(diǎn)。天線可以認(rèn)為是一個(gè)端口設(shè)備。如上所述，一個(gè)端口設(shè)備將由單個(gè)散射參數(shù)S11來(lái)表 示。該參數(shù)測(cè)試能量反彈或者從一個(gè)端口傳播至一個(gè)端口返回的能量的量。db形式的S11 的量級(jí)通常稱(chēng)為回波損耗并可以用作品質(zhì)因數(shù)來(lái)判斷能量傳播至電路的程度。大量的回波 損耗表示能量的大部分通過(guò)端口而少部分返回至發(fā)端電路?；夭〒p耗通常為設(shè)備的端口處反射能量的振幅與入射能量振幅的比率。反射損耗 值描述與向前能量相比反射能量振幅的減少。例如，如果設(shè)備具有16dB的回波損耗，則來(lái) 自該設(shè)備的反射能量總比呈現(xiàn)的向前能量低16dB。對(duì)于所有包括反饋元件的設(shè)備，回波損 耗值通常隨頻率而改變。OdB回波損耗表示傳播至端口的全部能量返回至發(fā)出能量的電路。這一般表示設(shè) 備中存在開(kāi)路或短路。在發(fā)射器使所有能量返回發(fā)射器的情況下，通常會(huì)損壞該發(fā)射器。與 1.2 1的VSWR近似相應(yīng)的20db的相對(duì)高的回波損耗，可以認(rèn)為是良好匹配。取決于回波 損耗的應(yīng)用，甚至低至12dB的回波損耗也被認(rèn)為是可接受的。
所示的圖表為實(shí)際的S11的量級(jí)，其中S11以量級(jí)階段形式表示。在回波損耗中S11 的量級(jí)標(biāo)圖為負(fù)數(shù)。還在圖表上表示的是，用于多波段天線的不同移動(dòng)電話操作波段。在 多波段天線上可以發(fā)送和接收的移動(dòng)頻段可以包括從824至894MHz的amps波段、從1710 至1775MHz的AWF傳輸波段、從2110至2115MHz的AWS接收波段和從1850至1990MHz的 PCS波段(其設(shè)置在AWS TX波段和AWS RX波段之間)。術(shù)語(yǔ)AWS (advanced wireless services ；高級(jí)無(wú)線服務(wù))”可以包括與例如PCS、 第三代移動(dòng)通信服務(wù)、ITU IMT-2000、固定無(wú)線接入(FixedWireless Access) (FWA)、無(wú)限 多媒體和其他技術(shù)或市場(chǎng)術(shù)語(yǔ)的無(wú)線電通信服務(wù)的最多的用戶。在圖表中可以看出，對(duì)于多波段共址不靈敏多波段天線發(fā)送和接收的波段處，回 波損耗或S11的大多數(shù)是相對(duì)良好的。在所示的示例中，在所有波段中，回波損耗一般大 于5db，其可以被認(rèn)為良好匹配。然而，在可以為共址天線操作波段的示例性的從1565至 1585MHz運(yùn)行的GPS波段，回波損耗近似ldb，其一般表示對(duì)干擾信號(hào)的良好抑制。該圖表可以被認(rèn)為是之前描述的不同天線元件的頻率響應(yīng)的疊加。例如，amps或 美國(guó)移動(dòng)波段天線匹配S11響應(yīng)趨于由彎折線(圖4中的404)控制產(chǎn)生。高頻諧振或者良 好回波損耗從大約1710兆赫茲向上延伸，趨于由高波段貼片(圖4中的402)產(chǎn)生。高波 段貼片還趨于從1575兆赫茲至1719兆赫茲的急劇的滾降，從1575兆赫茲至1719兆赫茲 趨于在GPS天線和共址不靈敏多波段天線之間產(chǎn)生良好隔離。圖7為圖示提供共址不靈敏多波段天線的方法的流程圖。首先，可以設(shè)置彎折線 以實(shí)現(xiàn)第一低波段諧振701。然后，可以設(shè)置高波段貼片以產(chǎn)生第二高波段諧振702。然后， 可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)高波段貼片以產(chǎn)生或隔離設(shè)置在第二諧振以下的干擾頻率。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，以上描述的處理順序可以以任意順序地等效執(zhí)行以達(dá)到 期望的結(jié)果。而且，可以根據(jù)需要省略子處理，而不需要去除以上描述的過(guò)程的整體功能 性。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，上述天線可以通過(guò)改變相對(duì)的介電系數(shù)、電介質(zhì)厚度、金 屬化的厚度、應(yīng)用的金屬化或者金屬等而以不同的尺寸來(lái)構(gòu)造。天線尺寸可以根據(jù)本領(lǐng)域 技術(shù)人員已知的材料參數(shù)的改變而變化，而根據(jù)分布式電路參數(shù)的改變維持天線的電特 性。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該理解，通過(guò)頻率縮放天線，在不同頻率處可以達(dá)到相似電性能， 其中可以提供電路實(shí)施而不是分布式電路技術(shù)。例如，還可以利用集總電路實(shí)施，或者分布 式和集總式混合構(gòu)造。而且，用于分布式實(shí)施的不同 構(gòu)造可以通過(guò)在襯底(例如印刷線路 板或移動(dòng)電話殼體)上支撐天線而構(gòu)造，或者通過(guò)提供足夠厚的金屬化圖形，或者足夠硬 來(lái)支撐自身來(lái)構(gòu)造。
權(quán)利要求
一種天線系統(tǒng)，包括不靈敏多波段天線，該天線包括彎折線，其用于創(chuàng)建第一低頻段匹配，所述彎折線包括與彎曲走向傳輸線級(jí)聯(lián)的直線走向傳輸線；及高波段貼片，在其轉(zhuǎn)角處與所述彎折線的直線走向傳輸線耦合，所述高波段貼片用于產(chǎn)生第二較高波段匹配，并且在所述第二較高波段匹配的低頻端處提供急劇滾降的回波損耗，以產(chǎn)生與中頻段匹配的隔離；及第二天線，其具有所述中頻段匹配，并且具有在所述第二較高波段匹配的低頻端處之下的最高頻率。
2.如權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其中所述第一低波段頻率匹配包括美國(guó)移動(dòng)頻段， 所述第二較高波段匹配包括AWS頻段，以及所述中頻段匹配包括GPS頻段。
3.如權(quán)利要求2所述的天線系統(tǒng)，其中所述第二較高頻段匹配包括PCS頻段。
4.如權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其中，歸功于所述高波段貼片，所述天線和共址天線 之間的隔離被S11中的滾降最大化。
5.如權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其中所述天線為設(shè)置在PWB第一側(cè)上的金屬化圖形。
6.如權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其中所述天線為設(shè)置在無(wú)線電設(shè)備殼體上的金屬化 圖形。
7.如權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其中所述天線為由金屬板成型的金屬化圖形，并且 是自支撐的。
8.一種無(wú)線電設(shè)備，包括 殼體；與設(shè)置在所述殼體中的中波段發(fā)射器耦合的傳統(tǒng)天線； 多波段收發(fā)器；及與設(shè)置在所述殼體中的多波段收發(fā)器耦合的共址不靈敏天線，包括用于低波段諧振的 彎折線，和隨著在GPS波段中急劇滾降而在高波段諧振的高波段貼片；其中，所述多波段收發(fā)器在美國(guó)移動(dòng)頻段和AWS頻段發(fā)射和接收，且中頻段收發(fā)器在 GPS波段發(fā)射和接收；且其中所述多波段收發(fā)器隔離中頻段收發(fā)器的干擾。
9.如權(quán)利要求8所述的無(wú)線電設(shè)備，其中所述共址不靈敏天線設(shè)置在殼體上。
10.如權(quán)利要求8所述的無(wú)線電設(shè)備，其中所述共址不靈敏天線設(shè)置在印刷線路板上。
11.一種降低天線中共址干擾的方法，包括 提供彎折線以實(shí)現(xiàn)第一低頻段諧振；提供與所述彎折線耦合的高波段貼片以產(chǎn)生第二較高波段諧振；及 進(jìn)一步調(diào)節(jié)所述高波段貼片以產(chǎn)生與中頻段的隔離。
12.如權(quán)利要求11所述的降低天線中共址干擾的方法，其中通過(guò)所述天線增加的回波 損耗頻率響應(yīng)證明所述諧振。
13.如權(quán)利要求11所述的降低天線中共址干擾的方法，其中在所述高波段貼片的轉(zhuǎn)角 處，所述貼片與所述彎折線耦合。
14.如權(quán)利要求11所述的降低天線中共址干擾的方法，其中中頻段包括由共址天線產(chǎn) 生的無(wú)線電信號(hào)。
15.如權(quán)利要求11所述的降低天線中共址干擾的方法，其中第一低波段諧振和第二較 高波段諧振由與所述共址不靈敏多波段天線耦合的移動(dòng)電話電路產(chǎn)生。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種共址不靈敏多波段天線(406)，其與在其他波段操作的第二天線(204)共址，并且使來(lái)自第二天線的干擾最小化。共址不靈敏多波段天線(406)提供可以印刷在印刷線路板“PWB”(408)、在例如移動(dòng)電話的無(wú)線電設(shè)備的殼體上的緊湊設(shè)計(jì)，或是自支撐的設(shè)計(jì)?？傮w而言，通過(guò)與高波段貼片(402)耦合的彎折線(404)可以實(shí)現(xiàn)波段內(nèi)所期望的性能和波段外信號(hào)的抑制。彎折線(404)提供良好低波段匹配，且高波段貼片趨于提供良好高波段匹配或諧振。高波段貼片在高波段之前還可引起回波損耗的急劇滾降，從而抑制了來(lái)自在高波段以下頻率發(fā)射的共址第二天線的頻率。
文檔編號(hào)H01Q5/00GK101849316SQ200880110344
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2008年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月5日
發(fā)明者喬·勒, 喬治·法夫雷加-桑什 申請(qǐng)人:京瓷公司