專利名稱：雙天線單饋線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于天線領(lǐng)域，更明確而言有關(guān)于適合用在可攜式裝置的天線領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
間接饋線天線的使用具有多項(xiàng)效益，而此項(xiàng)技術(shù)的討論提供于PCT申請(qǐng)案第PCT/US10/4797號(hào)(申請(qǐng)日2010年9月7日)中，該案全文以引用方式并入此處。圖1例示說(shuō)明可用來(lái)提供此種系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)。低帶天線30包括耦接至耦合器32的饋線31。耦合器32稱接高帶元件35,該高帶元件35具有稱接至高帶元件35的短路37接地。高帶天線40包括耦接至開(kāi)槽42的饋線，該開(kāi)槽42具有短路47接地。高帶元件45電容式耦接至開(kāi)槽42且具有短路48接地。低帶及高帶二天線皆可用適當(dāng)組件來(lái)配置，因而確保頻率響應(yīng)為適當(dāng)。舉例而言，電感器或電容器可設(shè)置與耦合器串聯(lián)來(lái)調(diào)整低帶天線的阻抗。此外，電感器可設(shè)置串接于高帶元件與地電位之間來(lái)調(diào)整高帶天線的阻抗。低帶HISF天線的阻抗作圖針對(duì)原先天線(raw antenna)顯示于圖2A,且針對(duì)匹配50歐姆時(shí)顯示于圖2B。如從圖2A及圖2B已知，借助于適當(dāng)組件(例如在饋線與耦合器之間加上電感器或電容器)，可從起始值51a (可以是GSM850的低端)延伸至終止值51b (可以是GSM900的高端)的低帶頻率范圍51移位至史密斯圖上的期望位置，使得在低帶頻率51的頻率響應(yīng)在駐波比(SWR)圓55以內(nèi)，該駐波比可具有3的值。高帶LISF天線的阻抗作 圖針對(duì)原先天線顯示于圖3A，且針對(duì)匹配50歐姆的天線顯示于圖3B。如從圖3A及圖3B已知，可從起始值52a(可以是GSM1800的低端)延伸至終止值52b (可以是UMTSl (Rx)的高端)的高帶頻率范圍52移位至史密斯圖上的期望位置，使得高帶頻率52的頻率響應(yīng)落入SWR圓55內(nèi)部。雖然描述的系統(tǒng)相當(dāng)精簡(jiǎn)，但將移動(dòng)裝置制造得更小且更具能效及同時(shí)提高效能，已經(jīng)對(duì)通信系統(tǒng)形成逐漸增高的壓力。芯片設(shè)計(jì)師將多個(gè)通信芯片組整合入CPU設(shè)計(jì)中試圖最大化效率與效能。因此期待發(fā)展可提升通信系統(tǒng)效能的天線系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
天線系統(tǒng)包括配置用于低帶頻率的低帶天線及配置用于高帶頻率的高帶天線。低帶天線及高帶天線可借單一收發(fā)器饋電且借可具有期望長(zhǎng)度的傳輸線耦接在一起。低帶天線被配置來(lái)使得高帶頻率具高阻抗，而高帶天線被配置來(lái)使得低帶頻率具高阻抗。傳輸線可用來(lái)對(duì)低帶及高帶天線的阻抗加入相位延遲，故這些天線并未配置的相對(duì)應(yīng)頻率朝向史密斯圖上的無(wú)限阻抗點(diǎn)移位。


本發(fā)明于附圖中舉例說(shuō)明但非限制性，其中相似附圖標(biāo)記指示類似的元件，且附圖中:圖1顯示天線系統(tǒng)的一實(shí)施例的透視圖。圖2A顯示于調(diào)諧之前低帶天線于史密斯圖上的阻抗作圖。圖2B顯示于調(diào)諧之后低帶天線于史密斯圖上的阻抗作圖。圖3A顯示于調(diào)諧之前高帶天線于史密斯圖上的阻抗作圖。圖3B顯示于調(diào)諧之后高帶天線于史密斯圖上的阻抗作圖。圖4A顯示于加入相位延遲之后低帶天線于史密斯圖上的阻抗作圖。圖4B顯示于加入相位延遲之后高帶天線于史密斯圖上的阻抗作圖。圖5顯示有一傳輸線耦接低帶天線與高帶天線的天線系統(tǒng)的一實(shí)施例的示意圖。圖6顯示圖5所示天線系統(tǒng)的復(fù)合阻抗的作圖。圖7顯示圖5所示天線系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅值阻抗的作圖。圖8顯示有一傳輸線稱接低帶天線與高帶天線的天線系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式后文詳細(xì)說(shuō)明部分描述具體實(shí)施例但非意圖限制于明確地揭示的組合。因此除非另行注明，否則此處揭示的特征可一起組合來(lái)形成額外組合，但未顯示于此處以求簡(jiǎn)明。如由圖2B可知，當(dāng)?shù)蛶炀€經(jīng)配置來(lái)使得低帶頻率范圍51位于SWR圓55內(nèi)部時(shí)，高帶頻率范圍52的位置接近史密斯圖上的無(wú)限阻抗位置。同理，如從圖3B 了解，當(dāng)高頻帶的高帶頻率范圍52位于SWR圓55內(nèi)部時(shí)，高帶頻率范圍52的位置接近史密斯圖上的無(wú)限阻抗位置。已經(jīng)確定調(diào)整二天線使得相對(duì)應(yīng)的高或低帶頻率可移位至更接近史密斯圖上的無(wú)限阻抗點(diǎn)將是有利的。換句話說(shuō)，于一實(shí)施例中，可以讓非共振帶頻率處于史密斯圖中的高阻抗點(diǎn)(中間右側(cè))，借此所述兩根天線可單純經(jīng)由將兩個(gè)50歐姆饋線點(diǎn)加在一起來(lái)組合成單饋線天線。在匹配入50歐姆前，饋電技術(shù)的選擇、LISF對(duì)HISF、及史密斯圖中共振帶位置已經(jīng)經(jīng)過(guò)最佳化來(lái)使得非共振帶盡可能接近史密斯圖中的高阻抗點(diǎn)(參考圖2B及圖3B)。在共振帶已經(jīng)匹配至50歐姆后，非共振帶然后旋轉(zhuǎn)入史密斯圖中的高阻抗區(qū)域，如圖4A及圖4B所示(低帶范圍51及高帶范圍52以橢圓形來(lái)標(biāo)記)。業(yè)已確定有用的旋轉(zhuǎn)方法將相位延遲加至各個(gè)天線系統(tǒng)。低帶的相位 延遲以2毫米長(zhǎng)的50歐姆傳輸線達(dá)成，而高帶相位延遲以17毫米傳輸線達(dá)成?，F(xiàn)在可單純組合至饋線信號(hào)而達(dá)成單饋線天線，如圖5示意顯示。組合天線的復(fù)合阻抗顯示于圖6，而對(duì)數(shù)幅值阻抗顯示于圖7。用來(lái)組合二信號(hào)路徑的傳輸線總長(zhǎng)度模擬成19毫米。但這19毫米是針對(duì)空氣中的傳輸線(電氣長(zhǎng)度)，在移動(dòng)裝置設(shè)計(jì)中此點(diǎn)極其不可能，原因在于傳輸線經(jīng)常設(shè)計(jì)于電路板中。就該點(diǎn)而言，F(xiàn)R4為用于電路板的最常見(jiàn)基材且具有約4.5的介電常數(shù)。于空氣中的19毫米電氣長(zhǎng)度等于典型FR4基材中的約9毫米實(shí)體長(zhǎng)度。圖1所示參考天線構(gòu)思中LISF饋線與HISF饋線間的實(shí)體距離為10毫米。此種長(zhǎng)度比FR4的9毫米期望長(zhǎng)度略長(zhǎng)。但已確定即便傳輸線長(zhǎng)度并非最佳仍可達(dá)成可接受的效能。值得注意的是，因非共振帶本質(zhì)上是在史密斯圖的高阻抗區(qū)域且有低相速，期望于天線系統(tǒng)具有高帶寬的多個(gè)情況下，極少使用傳輸線(或超長(zhǎng)傳輸線)仍可發(fā)揮效果。但須注意，針對(duì)具有較高Q天線元件的系統(tǒng)，期望更準(zhǔn)確的傳輸線仍將有利。原因在于此種天線傾向于在非共振帶處具有減小的阻抗帶寬及較快的相速。雖然前述傳輸線系統(tǒng)可用于標(biāo)準(zhǔn)直接饋線天線，但減小的阻抗帶寬及增大的相速傾向于要求長(zhǎng)得多的傳輸線(約四倍長(zhǎng))。如此長(zhǎng)的傳輸線在可攜式系統(tǒng)變得不合實(shí)際，因而不可能用在將從緊湊型系統(tǒng)獲益的任何系統(tǒng)。相比于使用開(kāi)槽饋線天線，標(biāo)準(zhǔn)直接饋線天線還要求更準(zhǔn)確/精密的設(shè)計(jì)，且傾向于因非共振帶的減小的阻抗帶寬及較快的相速而導(dǎo)致具有增加的帶寬損耗。因此如所了解，須對(duì)使用標(biāo)準(zhǔn)直接饋線天線作多項(xiàng)非期望的改變。這些正是使得更難以組合此二標(biāo)準(zhǔn)直接饋線天線的原因。除了允許單一收發(fā)器之外，此一構(gòu)思的另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)為二饋線間的距離可經(jīng)最佳化至特定距離而不影響天線元件的Q。這是可能的，原因在于間接饋線可移動(dòng)得更為靠近彼此，同時(shí)因元件本身并不移動(dòng)故可維持元件的Q。移動(dòng)開(kāi)槽饋線將影響天線的相移，且獲得單獨(dú)開(kāi)槽所要求的相移是不可能及/或不可行的。但借電路中分開(kāi)的并聯(lián)電容器可增加額外相移。舉例而言，若高帶開(kāi)槽的相移太小而不能用于以串聯(lián)電感器讓高帶頻率匹配至50歐姆，則可借加入電容器80來(lái)增加相移，如圖8所示。期望相移的分開(kāi)調(diào)諧將最有利于高帶饋線；但相移的分開(kāi)調(diào)諧也可用于低帶饋線。如所了解，圖8描述的實(shí)例揭示一個(gè)實(shí)施例，其使用分開(kāi)電容器來(lái)調(diào)諧具有過(guò)短的電氣長(zhǎng)度的開(kāi)槽。借以電感器置換電容器，可以調(diào)諧具有過(guò)長(zhǎng)的電氣長(zhǎng)度的開(kāi)槽。此處提供的揭示內(nèi)容就較佳具體實(shí)施例描述特征結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將了解從本文揭示的綜述顯然易知 落入于所附權(quán)利要求的范圍及精髓的多個(gè)其它實(shí)施例、修改及變化。
權(quán)利要求
1.一種天線系統(tǒng)，其包括: 一第一天線，被配置為在一低頻率帶共振，該第一天線為間接饋電；及 一第二天線，被配置為在一高頻率帶共振，該第二天線為間接饋電，其中該第一及第二天線二者借延伸于二者之間的一傳輸線來(lái)饋電，該第一天線被配置為提供一高阻抗給一高帶頻率輸入，且該第二天線被配置為提供一高阻抗給一低帶頻率輸入。
2.如權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其中該傳輸線耦接至一收發(fā)器，且該收發(fā)器與該第一天線之間沿該傳輸線的一第一距離不同于該收發(fā)器與該第二天線之間沿該傳輸線的一第二距離。
3.如權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其中該第二天線包括具有一電氣長(zhǎng)度的一開(kāi)槽及被配置為增加該開(kāi)槽的電氣長(zhǎng)度的一電容器。
4. 如權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其中該第二天線包括具有一電氣長(zhǎng)度的一開(kāi)槽及被配置為縮短該開(kāi)槽的電氣長(zhǎng)度的一電感器。
全文摘要
一種天線系統(tǒng)，包括被配置用于低帶頻率的低帶天線及被配置用于高帶頻率的高帶天線。低帶天線被配置為使得高帶頻率具有高阻抗，而高帶天線被配置為使得低帶頻率具有高阻抗。傳輸線可用來(lái)將兩根天線耦接在一起，且該傳輸線可用來(lái)對(duì)低帶及高帶天線的阻抗加入相位延遲，使得這些天線并未配置的相對(duì)應(yīng)頻率朝向史密斯圖上的無(wú)限阻抗點(diǎn)移位。
文檔編號(hào)H01Q5/00GK103250302SQ201180059516
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者奧利·賈戈?duì)査够? 西蒙·斯文森 申請(qǐng)人:莫列斯公司