具有多個饋入點的組合天線的製作方法

2023-05-06 08:40:26 1

專利名稱：具有多個饋入點的組合天線的製作方法
具有多個饋入點的組合天線本申請是申請號為200610073025.X，申請日為2006年4月10曰， 發明名稱為"具有多個饋入點的組合天線"的中國專利申請的分案申 請。技術領域
本發明一般涉及信息處理系統，尤其涉及用於無線通信的天線系統。
技術背景
由於信息的價值和使用持續增長，個人和企業都在尋找獲得、 處理和存儲信息的其他方式。 一種對於用戶有用的可選項是信息處理 系統。信息處理系統("IHS")通常對信息或數據進行處理、編輯、存 儲和/或傳遞，用於企業、個人或其他目的，從而使用戶對信息的價〈直 加以利用。由於技術和信息處理對於不同的用戶或應用有不同的需要 和要求，所以信息處理系統還可以對以下情況進行不同的對待，艮口， 被處理的信息是什麼，信息是怎樣被處理的，有多少信息被處理、存 儲或傳遞，以及信息可以被處理、存儲或傳遞得多麼快速和有效。信 息處理系統的變化使得信息處理系統可以是通用的，或被配置用於特 殊用戶或例如財政事物處理、航班預約、企業數據存儲或全球通訊的 特殊使用。此外，信息處理系統可以包括多個硬體和軟體組件，其可 以被配置成對信息進行處理、存儲和傳遞，還可以包括一個或多個計 算機系統、數據存儲系統和網絡系統。
目前，自從無線技術在用於可攜式IHS設備時把信息可達性與 用戶移動性相結合，無線區域網(LAN)的使用已經經歷了快速增長。 很多這些IHS，尤其是例如筆記本計算機、個人數字助理(PDA)、移 動電話和遊戲/娛樂設備的可攜式IHS，通常使用例如無線電(radio) 和無線網絡接口卡(NIC)的多種無線外設，以在他們之間進行通信，和/或與包括內部網和網際網路的其他有線或無線網絡進行通信。無線通 信技術不斷地發展和成熟。當前可用的無線通信技術包括無線個人區域網(WPAN)，無線區域網(WLAN)，和無線廣域網(WWAN)。
多個技術標準可以被採用在無線通信網絡中。例如，IEEE 802.11、藍牙、用於移動通信的全球系統(GSM)以及紅外數據協會(IrDA)是無線通信所廣泛接受的標準。無論所使用的標準是什麼， 無線設備通常都工作在某些預定的頻譜中。
無線通信系統內的各無線電裝置通常包括一個或多個天線，以 接收和/或發送信號。配置在IHS內的特殊類型的天線或天線系統被定 製成用於各無線應用，並通常依賴於例如這些因素，即，通信標準， 頻率範圍，數據吞吐量，距離，功率水平，最小化的服務質量(QOS) 標準和其他類似物。
圖1示出根據現有技術、用於可攜式計算機系統內的多個天線 的布局布置的示意圖。通常，把所有天線優化成在可攜式計算機系統 的外圍塑料包裝內進行工作。為多個天線所選擇的位置可能影響天線 性能。例如，安裝在液晶顯示器(LCD)顯示單元頂部的天線與安裝 在LCD顯示單元的任一側或基部(base)的天線相比，可能提供更好 的性能。由於可攜式計算機通常為各無線功能配置獨立的天線，所以 在可攜式計算機內把新天線添加到已經緊密包裝和過度擁擠的空間中 可能是困難的。快速採用例如WWAN、 WLAN和藍牙的更新的無線通 信標準可能加速可攜式計算機系統內的過度擁擠問題。此外，不適當 的天線位置可能限制無線設備的性能。在某些情況下，通過使用射頻 (RF)開關(未示出)，多個天線可以被多個無線設備所共享。不過， 這種技術通常不允許所有無線設備同時工作，並可能由於附加的RF開 關而導致成本增加。
因此，存在這種需求，g口，提供用於在IHS內適應多個天線的 改進的方法和系統。此外，存在這種需求，即，優選地，不使用額外 的空間而把多個天線裝入IHS內，以及，優選地，產品成本基本上不 增加。因此，人們希望提供一種連接到信息處理系統的無線電設備上 的改進的天線結構，而沒有在上述現有方法中所發現的缺點。發明內容
本發明的目的致力於上述需求，本發明涉及在預定空間中適應 多個天線的系統和方法。根據一個實施例，公共天線結構包括調諧成 工作在第一頻段上的第一電磁輻射部件；調諧成工作在第二頻段上的 第二電磁輻射部件；以及由第一電磁輻射部件和第二電磁輻射部件所 共享的公共結構，其中，該公共結構包括公共天線結構、公共安裝結 構，和公共接地結構。
根據這裡所示出的示例性實施例，由該方法和系統可以獲得多 個優點。有利的是，該實施例提供改進的技術，以適應在受限空間內 並發工作在多個頻段上的多個天線。該改進的技術還通過多個天線之 間共享一個或多個組件而降低產品的成本。因此，可以方便集成更新 的無線標準而不增加空間。


圖1示出了根據現有技術、在如上所述的可攜式計算機系統內 對於多個天線的布局布置的示意圖2示出了根據實施例、具有改進的天線的信息處理系統200 的框圖3示出了根據實施例的組合天線的框圖4示出了根據實施例、安裝在可攜式信息處理系統內的天線裝配的等軸測視圖(isometricview);
圖5示出了根據實施例、用於適應多個天線的方法的流程圖；具體實施方式
在所附的權利要求中闡明了被認為是本發明的特性的新穎特 徵。不過，通過參考下面的示例性實施例的詳細描述與附圖相結合， 將更好地理解本發明本身以及優選的使用模式、其多個目的和優點。 這裡所描述的多個電路、設備、板、卡和域組件的功能性可以根據應 用需求，實施成硬體(包括分離組件、集成電路和片上系統"SOC")、 固件(包括應用專用集成電路和可編程晶片)，和/或軟體，或它們的組
下面的術語可以用於理解本發明。可以理解，這裡所描述的術 語是用於描述的目的，而不應該被視為限制。
設備-任何機器或組件，其與IHS電連接，以執行至少一個預定 功能。設備的例子包括電源、風扇裝配、充電器、控制器、磁碟驅動 器、掃描儀、印表機、讀卡器、鍵盤和通信接口。很多設備可能需要 被稱為設備驅動程序的軟體程序，所述設備驅動程序充當在應用程式 和設備之間、或在用戶和設備之間的翻譯者。
無線電-一種通信設備(device)。所述無線電通常實現兩個設備 之間的雙向通信。可以是有線或無線的所述無線電通常包括硬體、固 件、驅動器軟體和用戶接口，和/或它們的組合。所述無線電可以與例 如筆記本或PDA的IHS進行集成，以實現在IHS和外設之間的有線或 無線通信。
天線-一種用於發射和/或接收發射於射頻的電磁能量的設備。發 射天線把電流轉換成電磁能量，而接收天線把電磁能量轉換成電流。 大多數天線是諧振設備，其工作在至少一個預定頻段上。可以把工作 在預定頻段上的一個或多個天線的布置描述為天線系統。通常把天線 調諧到與其相連的無線電設備相同的頻段。無線電設備和天線之間的 失配可能導致削弱的接收和/或發送。
計算機系統通常配置獨立的天線，以實施各種無線功能。因此， 由於計算機內部的空間限制，增加新天線以支持新的和/或附加的頻段 可能是困難的，對於已經是緊密包裝並具有過渡擁擠的空間的可攜式 計算機尤其如此。快速採用更新的無線通信標準可能加速可攜式計算 機系統內的過渡擁擠的問題。目前，還沒有適應多個天線、同時在便 攜式計算機內部節約空間的工具和/或技術。結果，在選擇具有多個天 線的無線系統的同時，用戶可能具有受限的選擇。因此，存在對改進 的技術的需求，以在節約可攜式計算機內部空間的同時，適應多個天 線。
根據一個實施例，在用於適應多個天線的方法和系統中，組合 天線提供公共結構，用於結合第一電磁輻射部件和第二電磁輻射部件。 第一電磁輻射部件和第二電磁輻射部件被調諧成獨立地、而且分別在 第一和第二頻段上同時進行工作。與由分別安裝成獨立的天線的第一電磁輻射部件和第二電磁輻射部件所佔據的組合空間相比較，包括公 共天線結構、公共安裝結構和公共接地結構的公共結構節省了空間。
為了本發明的目的，信息處理系統可以包括可操作地進行計算、 分類、處理、傳輸、接收、恢復、產生、轉換、存儲、顯示、表明、檢測、紀錄、複製、處理的任何手段(instrumentalities)或手段的集合 體，或可以利用任何形式的信息、智力或用於企業、科學、控制或其 他目的的數據。例如，信息處理系統可以是個人計算機，包括筆記本 計算機、個人數字助理、行動電話、遊戲控制臺、網絡存儲設備或任 何其他合適的設備，並可以在容量、形狀、性能、功能性和價格上有 所不同。信息處理系統可以包括隨機存取存儲器(RAM)、例如中央處 理單元(CPU)或硬體或軟體控制邏輯的一個或多個處理資源、ROM, 和/或其他類型的非易失性存儲器。信息處理系統的其他組件可以包括 一個或多個磁碟驅動器、用於與外設進行通訊的一個或多個網絡埠， 以及例如鍵盤、滑鼠和視頻顯示器的一個或多個通信埠，以及例如 鍵盤、滑鼠和視頻顯示器的不同輸入輸入(I/O)設備。信息處理系統 還可以包括在多個硬體組件之間可操作地傳輸通訊(transmit communications) 的~~"條或多條總線。
圖2示出了根據實施例、具有改進的天線的信息處理系統200 的框圖；具有改進的天線247的信息處理系統200包括處理器210、系 統隨機存取存儲器(RAM) 220 (也被稱為主存儲器)、非易失性ROM 222存儲器、顯示設備205、鍵盤225，和用於控制多個其他輸入/輸出 設備的I/0控制器240。例如，1/O控制器240可以包括鍵盤控制器、 存儲器存儲驅動控制器，和/或串行I/O控制器。應該理解，希望術語 "信息處理系統"包括具有執行來自存儲器媒介的指令的處理器的任 何設備。
所示出的IHS200包括與處理器210相連的硬碟驅動器230，雖 然有些實施例可能不包括硬碟驅動器230。處理器210經由包括數據、 地址和控制線的總線250與系統組件通信。在一個實施例中，IHS200 可以包括總線250的多個實例。例如網絡接口卡和/或無線電設備的通 信設備245可以與總線250相連，以實現IHS 200和其他設備(未示出) 之間的有線和/或無線信息交換。在所示出的實施例中，改進的天線247可以經由通信連接或電纜242和244與通信設備245相連。在示例性 的未示出的實施例中，通信連接242和244的每一個都可以與獨立的 通信設備相連。在特殊實施例中，IHS200是可攜式計算機系統。參考 圖3對改進的天線247的其他細節進行描述。
處理器210可操作地執行計算指令和/或IHS 200的操作。優選 地，例如RAM220的存儲器媒介存儲指令(也被稱為"軟體程序")， 用於實施根據本發明的方法的多個實施例。例如，在特殊的軟體程序 中，處理器210可以指導通信設備245使用由改進的天線247所支持 的特殊頻段進行通信。在多個實施例中，可以用不同方式實施指令和/ 或軟體程序，包括基於過程的技術、基於組件的技術，和/或面向對象 的技術等。特殊例子包括彙編程序、C、 XML、 C+十對象、Java和微軟 基礎類(MFC)。
圖3示出了根據實施例的組合天線的框圖。在所示出的實施例 中，天線裝配300包括調諧成工作在第一頻段上的第一電磁輻射部件 310、調諧成工作在第二頻段上的第二電磁輻射部件320以及公共結構， 該公共結構由第一電磁輻射部件310和第二電磁輻射部件320共享。 公共結構包括公共天線結構、公共安裝結構和公共接地結構。與具有 精美的並因此是重複的公共功能的傳統天線相比較，例如在多個天線 之間結構性支承、安裝和接地的公共功能的共享有利地促進由天線裝 配所佔據空間的縮減。
在所示出的實施例中，使第一電磁輻射部件310與第一饋入點 312相連，並使第二電磁輻射部件320與第二饋入點314相連。把第一 電磁輻射部件310調諧成經由第一饋入點312接收和/或發送第一頻段 內的射頻信號。同樣，把第二電磁輻射部件320調諧成經由第二饋入 點314接收和/或發送第二頻段內的射頻信號。在未示出的示例性實施 例中，天線裝配300與參考圖2所描述的改進的天線247基本上相同。 例如通信設備245的無線電設備經由電纜242和244與天線裝配300 相連，其中，電纜242和244分別與第一饋入點312和第二饋入點314 相連。第一電磁輻射部件310和第二電磁輻射部件320的工作相互獨 立，並可以並存和/或同時發生。
第一電磁輻射部件310和第二電磁輻射部件320的尺寸和形狀可以根據在無線應用中所選擇的頻段而有所不同。第一 電磁輻射部件310和第二電磁輻射部件320的每一個的典型結構可以包括短截線 (stub)天線、偶極子天線、貼片天線、開槽天線、反F天線(INFA)、 八木(yagi)天線和類似天線。可以由金屬片製作天線部件，或把天線 製作在印刷電路板裝配上。在未示出的示例性實施例中，天線裝配300 可以是多頻段天線，並可以包括相應於各頻段的一個或多個電磁輻身寸 部件。在未示出的示例性實施例中，天線裝配300的尺寸和形狀基本 上類似於長度為L、高度為H、深度為D的矩形稜柱(prism)。實際尺 寸可以根據無線應用和IHS 200的尺寸而有所不同。
在所示出的實施例中，公共天線結構包括導電金屬帶332，其是 用於安裝第一電磁輻射部件310和第二電磁輻射部件320的支承框架。 第一電磁輻射部件310和第二電磁輻射部件320的特殊布置有助於縮 減由第一電磁輻射部件310和第二電磁輻射部件320所佔據的空間和 尺寸，所述第一電磁輻射部件310和第二電磁輻射部件320依照參考 圖1所描述的傳統天線分別安裝。在未示出的示例性實施例中，包括 3-維框架的空間節省公共天線結構的其他形式是預期的，用於支承第一 電磁輻射部件310和第二電磁輻射部件320，同時縮減由天線裝配300 所佔據的整體空間。在3-維布置中，第一電磁輻射部件310和第二電 磁輻射部件320可以在空間上相互交迭。
在公共天線結構的每個末端是公共安裝結構。在所示出的實施 例中，公共安裝結構包括位於導電金屬帶332的每個末端的一對安裝 凸出部(tab) 342和344。這對安裝凸出部342和344的每一個都是導 電的，並具有相應的衝孔(punched-outhole) 346和348。在未示出的 示例性實施例中，這對孔346和348能夠在每個末端使螺釘把第一電 磁輻射部件310、第二電磁輻射部件320和公共結構"可去除地固定" (以可去除的方式固定)到IHS 200的一部分。在IHS 200內部安裝天 線裝配300的其他細節參考圖4進行描述。
在所示出的實施例中，公共接地結構包括導電金屬帶332和這 對安裝凸出部342和344。在未示出的示例性實施例中，公共接地結構 350通過在每端的這對螺釘與IHS 200中的公共接地參考相連。在特殊 的實施例中，公共接地結構可以包括柔性導電箔352。柔性導電箔352在公共接地結構和IHS 200中的公共接地參考之間提供附加的連接，例如包住LCD顯示器的金屬體。
圖4示出了根據實施例、安裝在可攜式信息處理系統內的天線 裝配的等軸測視圖(isometric view)。在所示出的實施例中，天線裝配 300 (示出為不帶有導電箔352)位於用於參考圖1所描述的傳統天線 的位置之一。例如，把天線裝配300安裝在位於閉鎖(latch)裝配410 的任一側的縫隙、窗或狹縫內，並處於IHS 200的頂部外圍邊緣420 和用作顯示屏205的LCD顯示器430之間。電纜242和244把射頻信 號提供給第一電磁輻射部件和第二電磁輻射部件(未示出)。包住天線 裝配300的窗或狹縫的形成因素基本上類似於具有長度422、高度432 和深度442的預定尺寸的矩形稜柱。在特殊的實施例中，高度432和 深度442基本上與用於參考圖1所描述的傳統天線的安裝狹縫相同。 天線裝配300的長度可以大於這個長度，即，把例如分別作為獨立天 線的第一電磁輻射部件310和第二電磁輻射部件320安裝在傳統布置 之中的長度。不過，天線裝配300的長度小於這個長度，即，第一電 磁輻射部件310和第二電磁輻射部件320安裝在傳統布置之中的組合 長度。因此，與第一電磁輻射部件310和第二電磁輻射部件320分別 作為獨立的傳統天線進行安裝時所佔據的空間相比較，天線裝配300 有利地佔據更少的空間。
圖5示出了根據實施例、用於適應多個天線的方法的流程圖。 在步驟510中，把公共結構提供給多個天線。在一個實施例中，用於 多個天線的公共結構包括公共天線結構、公共安裝結構和公共接地結 構。在步驟520中，提供調諧成工作在第一頻段上的例如第一電磁輻 射部件310的第一電磁輻射部件，並且使其與公共天線結構結構性地 相連，並使其與公共接地結構電連接。在步驟530中，調諧成工作在 第二頻段上的例如第二電磁輻射部件320的第二電磁輻射部件通過結 構性地使第二部件與公共天線結構相連、並與公共接地結構電連接而 被添加。在步驟540中，使用於第一電磁輻射部件和第二電磁輻射部 件的公共安裝結構以例如通過螺釘的可去除的方式固定到可攜式信息 處理系統(IHS)的一部分上。可以對上述的多個步驟進行添加、省略、 組合、改變，或按不同順序執行。例如，步驟520和530可以並行執行而非順序執行。
雖然已經示出和描述了示例性實施例，但是在上述公開的內容 和一些實例中，大範圍的變更、改變和替代是可預期的，實施例的一 些特徵可以在不相應使用其他特徵的情況下被使用。本領域普通技術 人員將能理解的是，這裡所示出的硬體和方法可以依據實施而有所不同。例如，應該理解，在使用可攜式IHS系統實施組合天線時，其必須處在本發明的精神和範圍內，以包括使用配置任何無線技術的任何形式的IHS系統的實施例。作為另一個例子，在使用具有各自的饋入 點的兩個輻射部件實施組合天線時，可以預期會具有這樣的組合天線， 即，該組合天線具有多於兩個的輻射部件，而各輻射部件具有其各自 的饋入點，並且多於兩個的輻射部件共享公共結構。
這裡所描述的方法和系統被提供成用於可修改的實施。雖然已 經使用特殊例子對某些實施例進行了描述，但是對於本領域技術人員 顯而易見的是，本發明不限於這些例子。好處、優點、對問題的解決 方案，以及可能導致任何好處、優點或產生或變得更明確的解決方案 的任何部件都不被認為是本發明關鍵的、所需的或必要的特徵或部件。
上述公開的主題被認為是示例性的，而非限制性的，希望所附 的權利要求覆蓋所有的這種變更、增強、以及落入本發明的真實精神 和範圍內的其他實施例。因此，對於被法律許可的最大化程度，本發 明的範圍由隨附的權利要求及其等價物的最寬允許詮釋進行確定，並 將不受到上述具體描述的約束和限制。
權利要求
1. 一種組合天線，其包括公共天線結構，安裝在可攜式信息處理系統中，該天線結構具有安裝在可攜式信息處理系統中的LCD部分和閉鎖部分的外圍邊緣附近位置的適合的尺寸，該天線結構的適合的尺寸是由於該天線結構包括第一電磁輻射部件，調諧成工作在第一頻段上；第二電磁輻射部件，調諧成工作在第二頻段上；公共天線結構，包括支承第一和第二電磁輻射部件的導電金屬帶；公共安裝結構，包括位於導電金屬帶的每個末端的安裝突起部；以及公共接地結構，包括導電金屬帶和安裝突起部，其中，與由分別安裝成獨立的天線的第一電磁輻射部件和第二電磁輻射部件所佔據的組合空間相比較，所述第一電磁輻射部件、所述第二電磁輻射部件以及所述公共結構佔據更少的空間。
2、 如權利要求l所述的天線，其中，所述第一和所述第二電磁輻 射部件是基本上線性的並且處於相同的或基本上平行的平面。
3、 如權利要求l所述的天線，其中，組合天線的尺寸包括長度、 寬度和高度，其中，用於組合天線的寬度和高度基本上與所述第一電 磁輻射部件在單獨安裝成獨立的天線時、以及所述第二電磁輻射部件 在單獨安裝成另一個獨立的天線時的相同。
4、 如權利要求l所述的天線，其中，所述第一電磁輻射部件和所 述第二電磁輻射部件相互獨立地進行工作。
5、 如權利要求l所述的天線，其中，把所述第一電磁輻射部件和 所述第二電磁輻射部件調諧成分別在所述第一頻段和所述第二頻段內 接收和發送射頻信號。
6、 如權利要求l所述的天線，其中，所述第一電磁輻射部件與第 一饋入點相連。
7、 如權利要求l所述的天線，其中，所述第二電磁輻射部件與第 二饋入點相連。
8、 一種信息處理系統，其包括 處理器；與所述處理器相連的無線電設備；以及公共天線結構，安裝在可攜式信息處理系統中的LCD部分和閉鎖 部分的外圍邊緣附近位置，該天線結構包括第一電磁輻射部件，調諧成工作在無線電設備的第一頻段上； 第二電磁輻射部件，調諧成工作在無線電設備的第二頻段上； 公共天線結構，包括支承第一和第二電磁輻射部件的導電金屬帶； 公共安裝結構，包括位於導電金屬帶的每個末端的安裝突起部；以及公共接地結構，包括導電金屬帶和安裝突起部，其中，與由分別 安裝成獨立的天線的第一 電磁輻射部件和第二電磁輻射部件所佔據的 組合空間相比較，所述第一電磁輻射部件、所述第二電磁輻射部件以 及所述公共結構佔據更少的空間。
9、 如權利要求8所述的系統，其中，所述第一和所述第二電磁輻 射部件是基本上線性的並且處於相同的或基本上平行的平面。
10、 如權利要求8所述的系統，其中，公共接地結構提供在組合 天線、處理器和無線電設備之間的接地參考。
全文摘要
一種組合天線，其提供公共結構以組合第一電磁輻射部件和第二電磁輻射部件。把該第一電磁輻射部件和該第二電磁輻射部件調諧成分別在第一和第二頻段上獨立和同時進行工作。與由分別安裝成獨立的天線的該第一電磁輻射部件和該第二電磁輻射部件所佔據的組合空間相比較，包括公共天線結構、公共安裝結構和公共接地結構的該公共結構節省了空間。
文檔編號H01Q1/00GK101267064SQ200810099228
公開日2008年9月17日 申請日期2006年4月10日 優先權日2005年9月15日
發明者D·A·伯勒爾, J·C·弗拉加, J·R·宇津, L·J·格泰, L·W·芬恩 申請人:戴爾產品有限公司