可調(diào)諧天線結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利說明】可調(diào)諧天線結(jié)構(gòu)
[0001]背景
[0002]技術的進步產(chǎn)生了許多支持多個射頻(RF)技術(諸如W1-F1、藍牙、全球定位系統(tǒng)(GPS)、長期演進(LTE)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、第三代移動電信(3G)以及類似技術等)的移動設備。
[0003]附圖簡述
[0004]以下詳細描述參考了附圖，其中:
[0005]圖1是根據(jù)一個示例的可調(diào)諧天線結(jié)構(gòu)的框圖；
[0006]圖2是根據(jù)一個示例的可調(diào)諧天線結(jié)構(gòu)的框圖；
[0007]圖3是根據(jù)一個示例的可調(diào)諧天線結(jié)構(gòu)的框圖；
[0008]圖4是根據(jù)一個示例的用于實現(xiàn)可調(diào)諧天線結(jié)構(gòu)的方法的流程圖；
[0009]圖5是根據(jù)一個示例的用于實現(xiàn)可調(diào)諧天線結(jié)構(gòu)的方法的流程圖；以及
[0010]圖6是根據(jù)一個示例的編碼有用于實現(xiàn)可調(diào)諧天線的指令的機器可讀存儲介質(zhì)的框圖。
[0011]詳細描述
[0012]近年來，移動設備已隨著對于更緊湊的移動設備的需求的增長而縮小了尺寸。相應地，移動設備制造商面臨著要提供在多種RF技術中操作的移動設備而不犧牲移動設備的緊湊設計的挑戰(zhàn)。如上文所詳述的，移動設備的有競爭力的尺寸要求給支持多個RF頻率的天線設計施加了巨大的壓力。例如，移動設備可能需要一個或多個天線來支持一個或多個RF技術而同時要維持緊湊的設計。此外，隨著LTE網(wǎng)絡的發(fā)展，有了對要移動設備除了提供在更傳統(tǒng)的GSM、CDMA和3G高頻帶中操作的天線之外，還提供在低LTE頻帶中操作的天線的高需求，
[0013]一些現(xiàn)有解決方案使用單個無源天線來覆蓋從700MHz到2100MHz的頻率(S卩，低頻帶和高頻帶)。然而，此類解決方案固有地要求大天線尺寸來支持低頻帶，并且使得不能實現(xiàn)緊湊的移動設備設計。其他現(xiàn)有解決方案使用有源電容性可調(diào)諧元件來覆蓋低頻段到高頻段。然而，這些解決方案要求多個調(diào)諧狀態(tài)(例如，4個調(diào)諧狀態(tài))來覆蓋低頻帶中的多個帶寬(例如，700MHz、750MHz、850MHz 和 900MHz 的 LTE 頻帶)。
[0014]相應地，本文中公開的示例通過實現(xiàn)包括兩個臂一一長臂和短臂的緊湊可調(diào)諧天線結(jié)構(gòu)來解決這些問題。長臂是用于調(diào)諧到低頻帶(例如，700MHz、750MHz、850MHz和900MHz)的，其中長臂經(jīng)由至少一個有源調(diào)諧元件連接到地。該有源調(diào)諧元件是開關和可變電容器中的一者。該短臂是用于調(diào)諧到高頻帶(例如，從1700MHz到2100MHz)的并且耦合到饋送(例如，RF輸入信號)和匹配電路。由此，該天線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了兩個狀態(tài)一一低頻帶狀態(tài)和高頻帶狀態(tài)。進一步，將長臂調(diào)諧到低頻帶中特定的一個或多個頻率并不影響將短臂調(diào)諧到高頻帶。由此，該天線結(jié)構(gòu)的長臂和短臂可以獨立地操作。
[0015]在一個示例中，長臂是L形的并且包括多個分支，每個分支經(jīng)由開關和電容器連接到地。在此類示例中，該天線結(jié)構(gòu)可以通過選擇該多個分支中的特定分支(經(jīng)由對應的開關)來被調(diào)諧到特定頻帶(例如，700MHz、750MHz、850MHz、和900MHz之一)。為了解說，低頻帶包括四個操作頻率，長臂可以包括四個分支，并且每一個操作頻率可以通過對應的開關來被選擇。
[0016]在另一示例中，長臂是L形的并且該L形的較短的一端被連接到可變電容器，并且該可變電容器連接到電氣接地。在該示例中，該有源調(diào)諧元件是可變電容器。進一步，為了將長臂調(diào)諧到特定低頻帶，通過向該可變電容器的端子施加電壓來調(diào)節(jié)或變動該可變電容器的電容。相應地，通過變動施加到該可變電容器的電壓，該可變電容器的電容就被修改以選擇多個低頻帶(例如，700MHz、750MHz、850MHz和900MHz頻帶)中的特定低頻帶。
[0017]現(xiàn)在參考附圖，圖1是根據(jù)一個示例的可調(diào)諧天線結(jié)構(gòu)的框圖。天線結(jié)構(gòu)100包括例如長臂102和短臂104。長臂102耦合到有源調(diào)諧元件106。有源調(diào)諧元件106耦合到電氣接地110。長臂102可以是例如L形的，其中長臂102的較短端耦合到電氣接地的有源調(diào)諧元件106。在一個示例中，有源調(diào)諧元件106為如參考圖2作進一步詳細描述的開關(例如，開關和電容器組合)。在另一示例中，有源調(diào)諧元件106是可變電容器，如參考圖3作進一步詳細描述的。短臂104耦合到匹配電路108。例如，匹配電路108可以是用于匹配天線結(jié)構(gòu)100的阻抗的(例如，匹配輸入阻抗以使得功率轉(zhuǎn)移最大化或者使得天線結(jié)構(gòu)100中的反射最小化)。匹配電路108耦合到輸入信號112。輸入信號112可以包括RF輸入信號。
[0018]天線結(jié)構(gòu)100的長臂102負責低頻帶。由此，長臂102可以基于有源調(diào)諧元件106來被調(diào)諧到這些低頻帶中的特定頻率。例如，有源調(diào)諧元件106可用于將長臂102調(diào)諧到與LTE網(wǎng)絡相關聯(lián)的一個或多個低頻帶的。例如，在有源調(diào)諧元件106包括開關的情境中，有源調(diào)諧元件106可以被用來通過使用開關選擇該長臂102要被接地的分支來調(diào)諧長臂102，其中所選擇的分支對應于特定低頻帶。在該有源調(diào)諧元件包括可變電容器的另一情景中，有源調(diào)諧元件106可以用來基于該可變電容器的電容值調(diào)諧長臂102，其中特定電容值對應于特定低頻帶。天線結(jié)構(gòu)100的短臂104負責基于輸入信號112的高頻帶。例如，輸入信號112可用以將短臂104調(diào)諧到一個或多個高頻帶(例如，1700MHz到2100MHz)。
[0019]圖2是根據(jù)一個示例的可調(diào)諧天線結(jié)構(gòu)的框圖。在圖2的示例中，有源調(diào)諧元件106包括耦合到電容器222的開關212。進一步，在圖2的示例中，天線結(jié)構(gòu)200的長臂102包括多個分支202，其中每個分支202經(jīng)由開關212和電容器222組合被連接到地110。天線結(jié)構(gòu)200的短臂104耦合到匹配電路108，并且匹配電路108耦合到輸入信號112。
[0020]長臂202是取決于諸低頻帶寬有多窄而可伸縮以容適兩個或更多分支(例如，4個分支)的。例如，為支持700MHz、750MHz、850MHz和900MHz頻帶，長臂102可以包括四個分支?？梢詮膶陂L臂102的諸分支202的這多個低頻帶中選擇特定的低頻帶。例如，可以通過選擇將第一分支202接地(例如，通過閉合第一開關212)來將長臂102調(diào)諧到第一頻帶(例如，700MHz頻帶)ο類似地，其他低頻帶(例如，750MHz、850MHz和900MHz頻帶)可以經(jīng)由對應的開關212來被選擇。因為天線長度與頻率成反比，所以通過閉合長臂102的開關212，長臂102的長度可藉由選擇要接地的具體分支212來被變動，由此將長臂102調(diào)諧到特定頻率。
[0021]例如，如上文所解釋的，短臂104可以被調(diào)諧到從1700MHz到2100MHz的高頻帶。此類高頻帶可以與GSM、CDMA和3G網(wǎng)絡中的一者或多者相關聯(lián)。例如，RF輸入信號112可以被用來將短臂104調(diào)諧到這些高頻帶。
[0022]圖3是根據(jù)一個示例的可調(diào)諧天線結(jié)構(gòu)的框圖。在圖3的示例中，有源調(diào)諧元件106是可變電容器302。天線結(jié)構(gòu)300的長臂102耦合到可變電容器302，并且該可變電容器302耦合到電氣接地110。天線結(jié)構(gòu)300的短臂104耦合到匹配電路108，該匹配電路108耦合到輸入信號112。
[0023]可變電容器302可以是壓控可調(diào)諧電容器，其中電壓被施加于可變電容器302的端子以改變電容，由此將可變電容302調(diào)諧到多個頻率。在一個示例中，可變電容器302是可變電容二極管，其中該可變電容二極管的電容值通過向這些端子施加電壓而被改變，由此將該可變電容二極管選擇或調(diào)諧到不同頻帶。
[0024]通過改變可變電容器302的電容值，天線結(jié)構(gòu)300的長臂102可以被調(diào)諧到700MHz、750MHz、850MHz和900MHz低頻帶中的至少一者。由此，在圖3的示例中，長臂102可以不包括多個分支，因為頻率選擇和調(diào)諧可以通過向可變電容器302的端子施加不同的電壓值來達成。短臂104可以基于施加于短臂104的RF輸入信號112來被調(diào)諧到高頻帶。
[0025]圖4是根據(jù)一個示例的用于實現(xiàn)可調(diào)諧天線結(jié)構(gòu)的方法400的流程圖。雖然方法400在以下是參考圖1_3(即，分別為天線結(jié)構(gòu)100、200和300)的組件來描述的，但是對于本領域技術人員而言，用于執(zhí)行方法400的其他合適的組件將是明了的。此外，用于執(zhí)行方法400的組件可以分布在多個設備中。方法400可以用存儲在非瞬態(tài)機器可讀存儲介質(zhì)(諸如圖6的機器可讀存儲介質(zhì)604)中的可執(zhí)行指令的形式、電路系統(tǒng)的形式或者以上組合的形式實現(xiàn)。
[0026]方法400可以在框410中開始，并且行進到框420，在此天線結(jié)構(gòu)的短臂耦合到匹配電路，并且其中匹配電路耦合到輸入信號。例如，短臂104可以耦合到匹配電路108，并且匹配電路108可以耦合到輸入信號112，其中輸入信號112是RF輸入信號。
[0027]方法400可以行進到框430，在此該天線結(jié)構(gòu)的長臂耦合到至少一個有源調(diào)諧元件，并且其中該至少一個有源調(diào)諧元件電氣接地。例如，長臂102可以耦合到有源調(diào)諧元件106，該有源調(diào)諧元件106是親合到地110的。在一個示例中，有源調(diào)諧元件106包括開關212。在另一個示例中，有源調(diào)諧元件106包括可變電容器302。
[0028]方法400可以行進到框440，在此該天線結(jié)構(gòu)的短臂被調(diào)諧到高頻帶。例如，短臂104可以被調(diào)諧到與3G、GSM和CDMA網(wǎng)絡中的至少一者相關聯(lián)的高頻帶。替換地，短臂104可以被調(diào)諧到例如1700MHz到2100MHz范圍中的頻帶。短臂104可以基于輸入信號112被調(diào)諧到期望的高頻帶。
[0029]方法400可以行進到框450，在此該天線結(jié)構(gòu)的長