分集式天線裝置的製作方法

2023-06-20 08:46:11

專利名稱：分集式天線裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及天線，更特別地涉及分集式天線。
背景技術：
以最簡單的術語進行定義，天線設計中的分集技術是用於通過使用輔助天線來實現可靠的總體系統性能的手段。系統性能可以以信號強度、信噪比、數據率、出錯率或者其他因素為特徵。對無線數據系統而言特別重要的是在低出錯率的情況下實現高數據率。
在無線或者無線電通信中，特別是在移動無線電通信中，天線分集是用於緩和由多路徑信號傳播所引起的快速衰落的公知技術。為了獲取分集增益，需要至少兩個傳送相同的信息但卻具有不同的衰落特性(低信號相關性)的信號。通常使用的分集技術之一的極化分集利用縱橫極化信號分量獨立的衰落。因為無需大的天線間隔，所以該技術是用於手機的潛在技術。
因此，眾所周知在多路徑信號環境中不僅發生相變而且發生極化方向上的改變，因此已經利用極化分集來進一步改善雜亂環境中的數據傳輸率。極化分集指的是利用兩個確定方向的天線，以便在天線之一具有一個極化上的高增益的區域中，天線之二具有正交極化上的高增益。通常，極化分集是由兩個天線實現的，所述兩個天線的定向使得極化軸大致相互垂直。此外，天線的主束可以指向不同的方向並且天線可以被設置為之間有一定距離，而在這樣情況下還可以利用角度和空間分集來去相關所述信號。此外，通過適當的信號處理，與單個天線系統相比利用極化分集可以增加平均信噪比，以及例如同空間分集式天線系統相比也增加了平均信噪比。
一種手段利用了平面反向F天線(PIFA)作為天線應用於極化分集技術中。圖1描繪了由饋電探針(104)和短路(105)如在圖1中那樣定位和饋電的兩個正方形平面反向F天線(100)(PIFA，或者也可以稱為短接拼片天線)。天線(100)可用於獲取在個人移動通信終端(PMCT)中好的分集增益(5-9dB)。這已經利用無線電信道聲波測量得到了確認。地平面(103)的尺寸大約是40mm×100mm(寬度×長度)。天線單元(101、102)的尺寸大約是16mm×16mm×7mm(長度×寬度×高度)。
然而，無線電設備趨向於被設計成能夠儘可能便於用戶攜帶。該趨勢推動了為用戶設計相對小的、輕巧的手提無線電設備的需要。
這在一方面為從事天線設計和技術的人員帶來了新的挑戰。例如，與當前用於諸如行動電話之類的小的PMCT的典型內部天線相比，圖1的PIFA明顯較大，對行動電話應用而言可能太大了。
鑑於天線和無線通訊設備的各種固有限制，希望避免或者減輕與現有技術有關的這些及其他問題。因此，需要一種提供更緊湊的分集式天線裝置的技術。

發明內容
現在已經發明了更緊湊的分集式天線裝置，其更適合於諸如行動電話之類的移動臺。
根據本發明的一些方面提供了一種操作方法、分集式天線系統和用於具有通用接地單元的移動臺的裝置，所述分集式天線裝置包括至少一對天線單元。每個天線單元包括通常為L形的輻射單元；以及同兩個通常為L形的輻射單元相連接的支架部，所述支架部包括用於相對於接地單元饋接天線單元的饋電裝置。
一些實施方式提供了用於蜂窩式行動電話的更緊湊並更輕的天線解決方案。在一些其他的實施方式中，天線裝置的重量可以減少30％以上。因為行動電話設計的趨勢甚至達到微型手提行動電話的領域，所以緊湊和較輕的重量特別合適。在一些其他的實施方式中，因為行動電話外殼(chassis)的結構和設計的緣故，所以L形的輻射單元可以由一個或多個曲面單元來替代。因此L形的天線單元還可以具有圓角或者是半橢圓形的形狀。L形的天線單元可以是平的、圓的、易彎曲的、彎曲的、層疊的等。接地單元不必須具有平面的形狀，但可以是適合於行動電話和外殼的形狀和設計。與需要更多空間的較大設計相比，所述實施方式的電子特性可以是合理的和等效的。
為了更透徹地理解本發明，將結合附圖進行以下說明。


現在將參照附圖、僅以示例的方式描述本發明，其中圖1描繪了用於無線終端的已知分集式天線裝置，圖2a描繪了正方形PIFA上的表面電流的示例，圖2b描繪了根據具體化的本發明的某些原理在從其中心除去了金屬化的正方形PIFA上的表面電流的示例，圖2c描繪了根據本發明的實施方式在從其中心除去了金屬化並且除去一個對稱電流通路的正方形PIFA的餘部上的表面電流的示例，圖3描繪了根據本發明的實施方式的分集式天線裝置的示例，圖4說明了用於根據具體化的本發明的分集式天線裝置和用於圖1的已知分集式天線裝置的雙埠S-參數的模擬的頻率響應，圖5說明了用於根據具體化的本發明的分集式天線裝置和用於圖1的已知分集式天線裝置的計算的包絡校正係數，圖6a說明了用於根據具體化的本發明的分集式天線裝置的模擬的極化橢圓和總實現增益，圖6b說明了用於圖1的已知分集式天線裝置的模擬的極化橢圓和總實現增益，圖7描繪了根據本發明的又一實施方式的寬帶分集式天線裝置的示例，
圖8說明了用於根據本發明的又一實施方式的寬帶分集式天線裝置的雙埠S-參數的模擬的頻率響應的示例，圖9說明了用於根據具體化的又一本發明的寬帶分集式天線裝置的計算的包絡相關係數的示例，圖10說明了用於根據具體化的又一本發明的寬帶分集式天線裝置的模擬的極化橢圓和總實現增益的示例，圖11a-h示出了實現本發明又一些實施方式的寬帶天線結構的各種方式中的一些，圖12a-d說明了實現本發明又一些實施方式的天線結構的各種方式的另一些。
具體實施例方式
本發明的一些實施方式提供了用於具有通用接地單元的移動臺的分集式天線裝置。所述分集式天線裝置包括至少一對天線單元。每個天線單元包括第一細長導電單元。導電支架部同第一細長導電單元相連接。支架部包括用於相對於接地單元饋接天線單元的饋電，亦稱為饋電單元或者饋電裝置。每個天線單元還具有第二細長導電單元。第一和第二通常為平面的細長導電單元彼此橫向相交並彼此接觸。在一些其他的實施方式中，第一和第二通常為平面的細長導電單元彼此相互垂直。在一些實施方式中第一和第二通常平面的細長單元和導電支架部由整體的金屬部件組成；即使是像所謂的短路單元之類的天線的其它部分也可以由相同的金屬部件組成。整體的金屬部件的外觀通常可以形成L形的形狀。在一些其他實施方式中，因為行動電話外殼的結構和設計的緣故，所述L形的輻射單元可以由一個或多個曲面單元替代。因此L形的天線單元還可以具有圓角或者具有半橢圓形的形狀。地可以是平面或者理論上的平面。然而，地無須具有平面的具體形狀，而可以是適合於外殼的形狀和設計以及行動電話。優選地，可以考慮將天線單元做得更緊湊、更小、更輕，以使得天線系統適合於蜂窩式行動電話。有利地，天線單元的開端可以彎向地平面以使得天線系統更加緊湊。此外天線單元彼此之間相互遠離以最小化在單元之間的任何耦合。例如通過利用層疊的諧振器結構的方式可以擴展天線系統的操作帶寬。
本發明的一些實施方式應用操作移動通信網絡的移動臺的方法。移動臺具有一對操作狀態和通用地平面單元。在所述方法中提供一對天線單元。每個天線單元具有通常為L形的輻射單元，和同通常為L形的輻射單元相連接的導電支架部。支架部包括用於相對於接地單元饋接天線單元的饋電裝置。所述的一對天線單元的排列使得其方向實質上相互垂直。天線應該被排列為使得天線的極化足夠地不同(也就是基本垂直)從而在由天線收到的信號之間提供低相關性。例如在稍後圖6a所示出的實施方式中那樣，天線的極化或許只在某個/某些方向上相互垂直。然而，在大多數方向上天線的極化是足夠地不同的以在由天線收到的信號之間提供低相關性。移動臺在第一操作狀態下運行，在所述第一操作狀態中的指定方向上一對天線單元中的一個最大程度地響應於某個極化，例如垂直極化或者右旋圓極化。移動臺還在第二操作狀態下運行，在所述第二操作狀態中的相同的方向上所述一對天線單元的另一個最大程度地響應於足夠地不同的極化，例如甚至可能是同第一天線單元的極化垂直的極化(例如水平極化或者左旋圓極化)。天線的極化可以取決於方向。在實踐中，極化還可以取決於用戶怎樣保持終端。只要在這些方向上天線的極化足夠地不同(甚至或許垂直)，其中不同極化下的信號的統計上顯著的部分從所述方向到達，那麼天線就可以比較好地運行。
在下文中將描述用於具體化本發明的分集式天線裝置的一些理論研究方面和原理。
分集增益取決於來自分集支路的信號的包絡相關性(ρe)和相對強度。通常，為了獲得好的分集增益，包絡相關性應該在0.7以下。為了幾乎最大程度的改善，分集支路的平均信號強度應該大致相等。
研究分集式天線裝置的電勢(potential)的一種方式是基於其三維(3-D)混合輻射圖案來計算在天線單元之間的包絡相關性。在瑞利衰落環境中，在參照的相同的坐標系(這裡，標準球面坐標系)的兩個天線之間的包絡相關係數可以用下面的等式表示c=|XE1E2*pd+E1E2*pd+|2X[X|E12p+|E1|2p]dX[x|E2|2p+|E2|2p]d---(1)]]>其中Eθ和Eφ分別是由天線輻射的電場的混合(complex)θ和φ分量；pθ和pφ是輸入θ和φ極化平面波的入射角概率分布；以及X是交叉極化率Pθ/Pφ，其中Pθ和Pφ分別是多路徑環境中由θ和φ極化各向同性天線所接收到的能量。傳播環境中的簡單模式可以通過假定信號功率被相等分布到兩個極化[X＝1(或者0dB)]並且等量的信號從四面八方到達(均勻分布)pθ＝pφ＝A，使得pd=pd=1---(2)]]>通過假定輸入能量的全向方位分布和高斯高度分布的方式可以獲取更多的仿真模型。
p=A1exp{-[-(90-0)]222},
---(3)]]>在上式中，p(θ)是pθ(θ)或著pφ(θ)，分別用於指示θ和φ的極化分量。參數θ0和σ分別控制峰值的仰角和分布的傳播。設置參數A1以滿足等式(2)。例如，可以為某些示例選擇以下值(用於pθ/pφ)θ0＝2.6°/3.6°，σ＝5.0°/7.3°，以及X＝9dB。所述值可以表示在幾個環境下應用的測量的平均值。
在圖2a、2b和2c中將描述本發明的一些實施方式的一些基本理論原理。
微波帶狀線路上的電流在線路的邊緣橫向最大。這也適用於微波帶狀類型的天線，諸如短接拼片或者PIFA。如在圖2a的示例中由電流通路(201)所描述的那樣，PIFA(200)上的電流集中於平面單元的邊緣。PIFA包括電流的饋電(202)和短路(203)。可以合理地假定如果從其中心處除去一些金屬，則其輻射特性不會發生顯著地變化。
這使得從圖2b的示例的PIFA(204)的從短路到開端留下兩個對稱的電流通路。在圖2b的PIFA(204)中一些金屬被從PIFA(203)的基本中心區域(205)中除去。可以假定這兩個電流通路(201』)導致了極相似的輻射，特別是導致了極相似的極化特徵。
因此，優選地，如圖2c的示例中所描繪的那樣，在不顯著影響輻射特性的情況下可以移開任何一個電流通路(以及相應的天線金屬部件)。便利地，圖2c的示例的天線單元(205)基本上僅具有一個電流通路(206)。有利地，這使得實際的天線顯著地較小和較輕，為更緊湊的天線和移動終端設計提供了更多靈活性，並且可以使得即使在諸如蜂窩式行動電話之類的小PMCT中也可以使用這種更緊湊的天線。
圖3示出了根據本發明的實施方式的分集式天線裝置的示例。分集式天線裝置(300)包括兩個天線單元(301、302)。兩個天線單元(301、302)被配置成在X軸方向上幾乎正交極化。優選地，兩個天線單元(301、302)類似於圖2c的示例中的一個。緊湊分集式天線裝置(300)具有地平面(303)。有利地，移動通信終端(MCT)的外殼可以部分地或者完全作為地平面(303)。優選地，分集式天線裝置(300)可以是更緊湊的解決方案。天線單元(301、302)具有條(strips)(304、305)。天線單元(301、302)還包括用於天線的電氣特徵的饋電探針(306)和短路(307)。從所述天線單元可以看到第一和第二通常為平面的細長導電單元的具體化示例。還可以顯示具有饋電和短路的支架部。
有利地，在一些其他的實施方式中天線單元(301、302)的開端被彎向地平面(303)(在又一些實施方式中或許可以彎向終端外殼)。有利地，這進一步減少了天線的尺寸。此外這種將天線單元(301、302)的開端彎向地平面(303)不會顯著地損壞輻射特性。
優選地，天線單元(301、302)的開端儘可能彼此遠離以最小化在單元之間的耦合。
天線單元(301、302)的尺寸例如可以是大約15mm×16mm×8.5mm(最大長度×最大寬度×高度)。條(304、305)例如可以是3mm寬。地平面(303)的尺寸例如可以是40mm×100mm(寬度×長度)。
圖4說明了用於根據具體化的本發明的分集式天線裝置和用於圖1中的已知分集式天線裝置的雙埠S-參數的模擬的頻率響應。在圖4的示例中示出了用於天線單元的模擬的反射係數(S11和S22)和在單元之間的傳輸係數(S21和S12)。所述模擬例如可以利用基於全波電磁模擬器的一些商業上可用的力矩法(Method of Moments，MoM)來執行。圖表(400)具有用於指示頻率的X軸和用於指示S參數大小的Y軸，其中X軸以GHz為單位，Y軸以dB為單位。圖表(400)包括用於說明具體化的本發明的S11和S22參數的曲線(401)。曲線(402)說明用於圖1的已知分集式天線裝置的S11和S22參數。此外，曲線(403)說明用於圖1的已知分集式天線裝置的S21和S12參數。曲線(404)說明用於具體化的本發明的S21和S12參數。圖表(405)說明用於相應曲線的史密斯圖。圓圈(406)說明-10dB大小的S-參數，而圓圈(407)說明-6dB大小的S-參數。有利地，與圖1的已知天線裝置相比，根據具體化的本發明的裝置在天線單元之間具有較大的隔離作用。這主要是因為包括十分高的電場的天線的部件從隔離作用的觀點而言彼此足夠地相互遠離。在單元之間的高隔離作用是希望的，因為其增加了分集式天線裝置的總效率。
圖5說明了用於根據具體化的本發明的分集式天線裝置和用於圖1的已知分集式天線裝置的計算的包絡校正係數。利用商業上可用的基於MoM的模擬軟體能夠獲取運算所需的混合3-D輻射圖案。圖表(500)具有用於指示頻率的X軸和用於指示包絡校正係數ρe的Y軸，其中X軸以GHz為單位。圖表(500)中具有方框(501)的曲線說明用於具體化的本發明的均勻分布運算。具有圓圈(502)的曲線說明用於具體化的本發明的高斯分布運算。具有菱形(503)的曲線說明用於圖1的已知分集式天線裝置的均勻分布。具有三角形(504)的曲線說明用於已知分集式天線裝置的高斯分布。利用均勻分布，兩個天線在所關心的頻帶(從1.92GHz到2.17GHz)內都具有非常低的包絡相關性。利用高斯分布，在所提到的頻帶內包絡相關性將增加但仍保持在0.7以下。由於高斯分布利用非常高的交差極化率(X＝9dB)的緣故所以相關性顯著增大。當X從9dB減小到0dB時，最大相關係數從0.7減小至0.1。根據圖5，兩個天線是大致適合的極化分集天線，並應具有類似的分集性能。有利地，當與圖1的較大天線裝置相比時，較小且更便利的具體化的本發明實質上具有等效的電子天線特性。
圖6a說明了用於根據具體化的本發明的分集式天線裝置的模擬的極化橢圓和總實現的增益。圖6b說明了用於圖1的已知分集式天線裝置的模擬的極化橢圓和總實現的增益。因此圖6a和6b分別顯示了用於根據具體化的本發明的分集式天線裝置的和用於圖1的分集式天線裝置的繪製在總實現增益上的模擬極化橢圓(實現的Gθ+Gφ，包括反射損耗)。所施加的頻率是2.05GHz。圖6a和圖6b的圖案幾乎是相同的，圖6a和圖6b的圖案還可以連同圖5一起說明並顯示在具體化的本發明中所提出的天線單元的微型化在輻射性特性上僅具有次要的效果。在圖6a和6b的用於天線的標準球面坐標系中，X軸以度為單位指示φ，而Y軸以度為單位指示θ。
由圖3中的坐標軸(306)給出了天線的方向，其中X軸指向標準球面坐標系中θ＝90°且φ＝0°的方向，Y軸指向標準球面坐標系中θ＝90°且φ＝90°的方向，以及Z軸指向標準球面坐標系中θ＝0°且φ＝0°的方向。
天線尺寸的減少可能減小天線的帶寬，因此這可能造成顯著的負面效應。然而，所述減小是可以補償的。
本發明的一些實施方式應用了寬帶分集式天線裝置。寬帶分集式天線裝置還可以是更緊湊的解決方案。在下文中將描述關於緊湊較寬頻帶的分集式天線裝置的一些其他技術細節。
圖7描繪了根據本發明的又一實施方式的寬帶分集式天線裝置(700)的示例。優選地，圖7的示例還可以是使天線設計更緊湊的一種手段。由天線尺寸縮小可能造成的帶寬的減小可以通過使天線雙諧振的方式來補償，或者在另一些實施方式中甚至使天線多諧振。例如可以通過使用層疊結構的方式來增加圖3的示例的帶寬。還可以使用共面附加(coplanar parasitics)或者包括一個或多個高品質因數(high-Q)共振器的匹配電路。寬帶分集式天線裝置的示例包括一個或多個天線單元(701)。天線裝置包括一個或多個附加條(702)。有利地，在天線裝置(700)中還具有驅動條(703)。優選地，驅動條(703)可以作為具有用於擴展天線裝置(700)的操作帶寬的條(702)的多諧振器。天線裝置(700)包括外殼(704)。外殼可以完全地或者部分地是諸如行動電話之類的移動臺的部件。天線裝置(700)具有用於RF信號饋電/接收的雙部件(705、706)。還提供了短路(707)。在一些其他的實施方式中，條(702)的末端例如可以被彎向外殼(704)。
仍參照圖7的某些實施方式，一個天線單元的示例性大小可以是大約17mm×18mm×8mm(最大長度×最大寬度×高度)。條可以是3mm寬。地平面(704)的尺寸例如可以是40mm×100mm(寬度×長度)。
圖8說明了根據本發明的又一實施方式的用於寬帶分集式天線裝置的雙口端S-參數的模擬的頻率響應的示例。天線已經被調節為覆蓋GSM 1800、GSM 1900和UMTS頻率(1.71GHz-2.17GHz)。用於回波損耗的值已經被設置，例如Lretn≥6dB。天線的較低拼片例如被設置在0.8mm厚的高質量微波基片上(圖7的示例中未顯示)。圖表(800)包括用於指示頻率的X軸和用於指示S參數的Y軸，其中X軸以GHz為單位，Y軸以dB為單位。曲線(801)說明本發明的天線的反射係數(S11和S22參數)，而曲線(802)說明在本發明的天線之間的傳輸係數(S21和S12參數)。圖表(803)說明本發明的史密斯圖，所述圖包括相應的曲線。圓圈(804)和(805)分別說明具體化的本發明的-6dB和-10dB大小的S參數。
圖9說明用於根據具體化的本發明的寬帶分集式天線裝置的計算的包絡相關係數的示例。圖表(900)具有用於說明頻率的X軸和用於說明包絡校正係數ρe的Y軸，其中X軸以GHz為單位。圖表(900)中具有方框(901)的曲線說明均勻分布計算。具有圓圈(902)的曲線說明高斯分布。利用均勻分布再次獲得極低的相關性。利用高斯分布，在從1.71GHz至2.17GHz的頻率範圍上的相關係數低於0.7。在將X從9dB減至0dB的同時，最大相關係數又被從0.7減至0.1。圖9的示例的相關性特徵類似於圖1和圖3的示例的特徵，但是優選地，圖9的示例的帶寬可以是圖1和圖3的帶寬的兩倍寬。
還可以將具體化的天線裝置調節到覆蓋例如具有類似相關性特徵的至少從2GHz到2.8GHz(Lretn≥6dB)的頻率。
圖10說明了用於根據又一具體化的本發明的寬帶分集式天線裝置的模擬的極化橢圓和總實現的增益的示例。圖10顯示了用於具體化的1.95GHz的寬帶分集式天線裝置的繪製在總實現的增益(實現的Gθ+Gφ，包括反射損耗)上面的模擬的極化橢圓。在該頻率上的天線的圖案和極化狀態與圖1和圖5的示例中2.05GHz的圖案和極化狀態(圖6a和6b)十分類似。X軸以度為單位說明φ，而Y軸以度為單位說明θ。
具體化的寬帶分集式天線裝置的分集性能完全可以同圖1和3的示例中的分集性能相比較。有利地，有效帶寬可以是兩倍寬以上。
很明顯，在所描述的發明思想中，上述的天線單元和分集裝置可以以不同的方式組合，並置於行動電話的終端外殼或者其他終端外殼之類的不同位置上。例如，圖3和7所示的天線單元中的一個或兩個可以被移到外殼的任何空閒角乃至移動到外殼的中心。作為選擇，天線單元可以交換位置以便短路處於彼此接近的角中和開端。還可以將獨立的低頻帶(例如900MHz)天線單元添加至裝置中或者修改所描述的分集式天線單元中的一個或兩個，以包括集成的低頻帶單元，並藉此創建多頻帶分集式天線裝置。沒必要限制到低頻帶但是可以在不同頻率上操作。
電容負載可以被添加到任何天線單元中。優選地所述電容負載應當被添加至電場強度或許是最高的位置，但是也可能添加到其他位置。電感負載也可以被添加到任何天線單元中，例如添加到短路實體中。優選地電感負載應該被添加到表面電流或許是最強的位置，諸如在導電單元和地(也就是短路實體)之間的連接處，但是也可能添加到其他位置。電容負載可以通過將天線單元的開端彎向地平面的方式來實現。電感負載例如可以通過使接地連接變窄或者通過添加槽或者通過彎曲的方式來實現。
任何的天線單元和天線裝置在某種程度上都可以利用整體的金屬部件來生成。例如，寬帶天線裝置由整體的金屬部件組成，其中在所述寬帶天線裝置中所述至少一個天線包括短路、饋電、下條(lower strips)、上條(upper strips)和同下條和上條相連接的條。整個結構例如可以通過腐蝕或者切割金屬的鍍錫板的方式來獲得。通過摺疊的方式可以實現平的部分以及L的形狀。在地和下條之間或許可以有基片。在條之間還可以有絕緣體。此外，天線可以由絕緣(塑料)架來支撐。
在本發明的某些實施方式中，一個單元或許可以具有在圖3的示例中所描述的類型和在圖7的示例中所描述的一種類型。
如所述的那樣，通用地平面單元可以具有不同的形狀和形式。在某些實施方式中天線的通用地平面可以具有複雜的形狀，例如PCB可以包括幾個EMI屏蔽殼。因此，一個或多個天線單元距地的距離是變化的。天線單元到地的距離還可以因為其他原因而改變。例如，天線單元的第一導電單元可以直接連接到地，並且從地到導電單元的距離可以連續地或者逐漸地增加，就像圖7的示例中我們向第二導電單元的開端移動那樣。
在又一些實施方式中，行動電話的外殼可以包括印刷電路板(PCB)的接地走線(ground traces)、電磁幹擾(EMI)屏蔽的金屬機蓋及同這些部件相連接的其他可能的金屬結構。外殼可以作為天線的通常平面地平面或者平衡物。
在另一些實施方式中，因為外殼可以具有非常圓的角，所以天線的第一和第二導電單元可以具有曲面單元。天線的導電單元還可以是橢圓形的。曲面單元具有同L形單元大致相同的性能。
圖11a-f示出了實現寬帶天線結構的各種示例性方式中的部分方式。為了清楚起見，在圖11a至h中描繪了天線饋電(1101)、用於電性耦合的短路(1100)等的實體、L形(1102)等的輻射單元、用於擴展帶寬的第二L形(1103)等的輻射單元以及接地單元(1104)。
圖12a-d說明了實現根據本發明的另一些實施方式的天線結構的其他各種方式。為了清楚起見，在圖12a至d中描繪了支架部(1201)等、L形單元(1202)等、發生器(1203)等、短路(1205)等的實體、匹配電路(1206)以及地(1204)。匹配電路(1204)可以匹配一個諧振。匹配電路也可以生成並匹配幾個諧振，所述諧振被調整為彼此接近，藉此擴展天線的帶寬。匹配電路(1204)還可以用將幾個諧振設置得彼此足夠遠的方式匹配幾個諧振，藉此建立多頻天線。不同的支路還可以具有不同的匹配電路(1204)。如圖12a中看到的那樣，包括饋電裝置的支架部(1201)同發生器(1203)串聯連接。在圖12b中，包括饋電裝置的支架部(1201)同發生器(1203)串聯連接，並且支架部(1201)和發生器(1203)二者同短路(1205)並聯連接。在圖12c中，包括饋電裝置的支架部(1201)同發生器(1203)和匹配電路(1206)串聯連接。在圖12d中，圖12c的支路同短路(1205)並聯連接。
匹配電路可以是完全無源的，或者其可以包括諸如轉換器、可變電容器和/或電晶體之類的有源組件。匹配電路同天線饋電的串聯連接不是唯一可能的解決方式，還可以在L形單元的一些部件和地之間連接匹配電路。這種同天線饋電並聯的匹配電路可以利用電流耦合和/或電磁耦合連接至L形單元和/或地。在實際的實施中可以在PCB上建立匹配電路或者將匹配電路同天線結構相集成。
細節和範圍儘管上述的說明包括許多細節，但是這些只是被提供用於說明本發明而不應該構成對本發明範圍的限制。因此對本領域的技術人員而言顯而易見的是在不脫離本發明的精神或者範圍的情況下可以對本發明的裝置和流程做出各種修改和變化。
權利要求
1.一種用於具有通用接地單元的移動臺的分集式天線裝置，所述分集式天線裝置包括至少一對天線單元，每個天線單元包括第一細長導電單元；同所述第一細長導電單元相連接的支架部，所述支架部包括用於相對於所述接地單元饋接所述天線單元的饋電裝置；以及第二細長導電單元；所述第一和所述第二細長導電單元彼此橫向相交並彼此接觸。
2.根據權利要求1所述的分集式天線裝置，還包括在所述第一細長導電單元和通用接地單元之間連接的短路實體。
3.根據權利要求1所述的分集式天線裝置，還包括同所述饋電裝置串聯連接的匹配電路。
4.根據權利要求1所述的分集式天線裝置，還包括同所述饋電裝置並聯連接的匹配電路。
5.根據權利要求1所述的分集式天線裝置，還包括同具有所述分集式天線裝置的公共結構相集成的匹配電路。
6.根據權利要求1所述的分集式天線裝置，其中所述第一細長導電單元、所述支架部和所述第二細長導電單元被配置成由整體的金屬部件組成。
7.根據權利要求2所述的分集式天線裝置，其中所述第一細長導電單元、所述支架部、所述第二細長導電單元和所述短路單元被配置成由整體的金屬部件組成。
8.根據權利要求2所述的分集式天線裝置，其中電感負載被添加到所述短路實體。
9.根據權利要求1所述的分集式天線裝置，其中所述第一細長導電單元和所述第二細長導電單元適合於在所述每個細長導電單元的一端相互接觸。
10.根據權利要求1所述的分集式天線裝置，其中所述第一細長導電單元和所述第二細長導電單元適合於形成通常為L形的整體的金屬單元。
11.根據權利要求1所述的分集式天線裝置，其中所述第一導電單元和所述第二導電單元適合於形成通常為半橢圓形的整體的金屬單元。
12.根據權利要求1所述的分集式天線裝置，其中所述第二細長導電單元的開端適合於通常被彎向所述接地單元。
13.根據權利要求1所述的分集式天線裝置，其中所述天線單元還包括第三細長導電單元；以及第四細長導電單元；所述第三和第四細長導電單元彼此橫向交叉，彼此相互接觸，並且同任一個所述單元電性耦合。
14.根據權利要求13所述的分集式天線裝置，其中所述電性耦合包括直接電流耦合和電磁場耦合中的至少一個。
15.根據權利要求13所述的分集式天線裝置，還包括在所述第一細長導電單元和所述通用接地單元之間連接的短路實體。
16.根據權利要求13所述的分集式天線裝置，其中所述第三和第四細長導電單元分別同所述第一和所述第二細長導電單元相短接。
17.根據權利要求13所述的分集式天線裝置，其中所述細長導電單元適合於形成層疊結構。
18.根據權利要求13所述的分集式天線裝置，其中所述細長導電單元適合於作為用於擴展所述天線單元的操作射頻帶寬的附加共振器。
19.根據權利要求13所述的分集式天線裝置，其中所述第一、所述第二、所述第三和所述第四細長導電單元以及所述支架部被配置成由整體的金屬部件組成。
20.根據權利要求13所述的分集式天線裝置，其中由所述第一和所述第二單元形成的整體的金屬單元通過至少一個連接同由所述第三和所述第四單元形成的整體的金屬單元連接。
21.根據權利要求15所述的分集式天線裝置，其中所述第一、所述第二、所述第三和所述第四個細長導電單元、所述支架部以及所述短路實體被配置成由整體的金屬部件組成。
22.根據權利要求15所述的分集式天線裝置，其中電感負載被添加到所述短路實體。
23.根據權利要求1所述的分集式天線裝置，其中所述天線單元被配置成在所述通用接地單元的形狀允許的情況下儘量彼此遠離地定位。
24.根據權利要求1所述的分集式天線裝置，其中所述天線單元被配置成在所述移動臺的金屬外殼允許的情況下儘量彼此遠離地定位。
25.根據權利要求1所述的分集式天線裝置，其中所述天線單元被配置成位於所述通用接地單元的堅固角(substantial corners)上。
26.根據權利要求1所述的分集式天線裝置，還包括在至少一個不同的頻帶上運行的至少一個輔助天線單元，所述輔助天線單元同所述分集式天線裝置相集成，以創建多帶分集式天線裝置。
27.根據權利要求1所述的分集式天線裝置，還包括在至少一個不同頻帶上運行的分離的至少一個輔助天線單元，以創建具有分集功能的多帶天線裝置。
28.根據權利要求13所述的分集式天線裝置，還包括在至少一個不同的頻帶上運行的至少一個輔助天線單元，所述輔助天線單元同分集式天線裝置相集成，以創建多帶分集式天線裝置。
29.根據權利要求13所述的分集式天線裝置，還包括在至少一個不同頻帶上運行的分離的至少一個輔助天線單元，以創建具有分集功能的多帶天線裝置。
30.根據權利要求1所述的分集式天線裝置，其中所述天線單元至少部分地位於所述通用接地單元的外面。
31.根據權利要求1所述的分集式天線裝置，其中所述分集式天線裝置包括適合於蜂窩式行動電話的緊湊的分集式天線裝置。
32.一種用於具有通用接地單元的移動臺的分集式天線系統，所述分集式天線系統包括至少一對天線單元，每個天線單元包括通常為L形的輻射單元；以及同所述通常為L形的輻射單元相連接的支架部，所述支架部包括用於相對於所述接地單元饋接所述天線單元的饋電裝置。
33.一種用於具有通用接地單元的移動臺的分集式天線系統，包括至少一對平面反向F天線(PIFA)，對每個PIFA而言，金屬化適合於以能夠在PIFA的通常邊緣上形成兩個電流通路的方式從PIFA的通常中心區域被除去，以及所形成的電流通路之一適合於通過所述電流通路的相應金屬化的去除而被除去。
34.一種用於製造用於移動臺的分集式天線裝置的方法，所述分集式天線裝置包括通用接地單元和至少一對天線單元，所述方法包括下述步驟獲取至少一對平面反向F天線(PIFA)，對每個PIFA而言，以能夠在PIFA的通常邊緣上形成兩個電流通路的方式將金屬化從PIFA的通常中心區域除去，以及通過所述電流通路的相應金屬化的去除來除去所形成的電流通路之一。
35.一種操作用於移動通信網絡的移動臺的方法，所述移動臺包括一對操作狀態和通用接地單元，所述方法包括下述步驟提供一對天線單元，每個天線單元包括通常為L形的輻射單元；以及可操作地同所述通常為L形的輻射單元相連接的通用導電支架部，所述支架部包括用於相對於所述接地單元饋接所述天線單元的饋電裝置，其中調整所述一對天線單元使得方向基本垂直；在第一操作狀態下操作所述移動臺，其中在給定的方向上所述一對天線單元中的一個基本上最大程度地響應於某個極化；以及在第二操作狀態下操作移動臺，其中在所述方向上所述一對天線單元中的另一個基本上最大程度地響應於與所述第一天線單元的極化足夠地不同的極化。
全文摘要
提供了一種操作方法、分集式天線系統和用於諸如具有通用接地單元的行動電話之類的移動臺的裝置，所述分集式天線裝置包括至少一對天線單元。每個天線單元包括通常為L形的輻射單元，以及可操作地同通常為L形的輻射單元相連接的導電支架部。
文檔編號H04B7/10GK1922758SQ200580005756
公開日2007年2月28日 申請日期2005年2月22日 優先權日2004年2月23日
發明者雅尼·奧爾利凱南, 克萊門斯·伊切爾恩, 佩爾特蒂·韋尼凱南 申請人:諾基亞公司