• / 25
  • 下載費用:30 金幣  

邊框縫隙天線.pdf

摘要
申請專利號:

CN201010569589.9

申請日:

2010.12.02

公開號:

CN102110873B

公開日:

2015.01.07

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H01Q 1/24申請日:20101202|||公開
IPC分類號: H01Q1/24; H01Q1/36; H01Q13/10 主分類號: H01Q1/24
申請人: 蘋果公司
發明人: M·帕斯科林尼; R·J·希爾; J·薩瓦拉; 金男波; 李青湘; R·W·斯科盧巴; R·卡巴勒羅
地址: 美國加利福尼亞
優先權: 2009.12.03 US 12/630,756
專利代理機構: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038 代理人: 馬浩
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201010569589.9

授權公告號:

102110873B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.07|||2011.08.10|||2011.06.29

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本公開涉及邊框縫隙天線。提供了包含無線通信電路的電子設備。無線通信電路可以包括射頻收發器電路和天線結構。并饋環形天線可以由部分電子設備邊框和接地平面形成。天線可以在多個通信頻帶中工作。用于天線的阻抗匹配電路可以由并聯的電感元件和串聯的電容元件形成。邊框可以圍繞安裝在電子設備正面的顯示器的外周部分。邊框可以包括縫隙。用于天線的天線饋電端子可以位于縫隙的相對兩側。電感元件可以橋接縫隙和天線饋電端子。電容元件可以串聯連接在天線饋電端子之一和位于收發器電路和天線之間的傳輸線中的導體之間。

權利要求書

1: 一種在具有外周的電子設備中的并饋環形天線, 包括 : 至少部分由沿所述外周布置的導電結構形成的導電環形路徑 ; 夾置在所述導電環形路徑中的電感器 ; 以及 由所述電感器橋接的第一天線饋電端子和第二天線饋電端子。
2: 根據權利要求 1 所述的并饋環形天線, 其中所述導電環形路徑的所述導電結構至少 部分由圍繞所述電子設備的所述外周的導電邊框形成。
3: 根據權利要求 1 所述的并饋環形天線, 其中所述導電邊框包含縫隙。
4: 根據權利要求 1 所述的并饋環形天線, 其中所述第一天線饋電端子和第二天線饋電 端子位于所述縫隙的相對兩側。
5: 根據權利要求 1 所述的并饋環形天線, 還包括 : 在傳輸線和所述第一天線饋電端子之間傳送天線信號的天線饋線 ; 以及 夾置在所述天線饋線中的電容器。
6: 根據權利要求 1 所述的并饋環形天線, 其中所述電感器包括電感傳輸線結構。
7: 根據權利要求 6 所述的并饋環形天線, 其中, 所述電感傳輸線結構包括由接地平面 的一部分形成的第一導電結構和平行于所述第一導電結構的第二導電結構, 并且所述第一 導電結構和所述第二導電結構由開口隔開。
8: 一種電子設備, 包括 : 具有外周的殼 ; 沿所述外周布置并且在所述外周上具有至少一個縫隙的導電結構 ; 以及 至少部分由所述導電結構形成的天線。
9: 根據權利要求 8 所述的電子設備, 還包括顯示器, 其中所述導電結構包括用于所述 顯示器的邊框。
10: 根據權利要求 9 所述的電子設備, 還包括用于所述天線的第一天線饋電端子和第 二天線饋電端子, 其中所述天線包括并饋環形天線。
11: 根據權利要求 10 所述的電子設備, 還包括 : 基本上矩形的接地平面, 其中, 所述環形天線的一部分由所述基本上矩形的接地平面 形成。
12: 根據權利要求 11 所述的電子設備, 其中所述第二天線饋電端子連接到所述基本上 矩形的接地平面。
13: 根據權利要求 12 所述的電子設備, 還包括 : 射頻收發器電路 ; 具有正導體和接地導體的傳輸線, 其中所述傳輸線耦接在所述射頻收發器電路和所述 第一天線饋電端子和所述第二天線饋電端子之間 ; 以及 夾置在所述傳輸線的所述正導體中的電容器。
14: 根據權利要求 13 所述的電子設備, 還包括橋接所述第一天線饋電端子和所述第二 天線饋電端子的電感器。
15: 根據權利要求 11 所述的電子設備, 其中所述第二天線饋電端子連接到所述基本上 矩形的接地平面, 并且所述第一天線饋電端子電連接到所述邊框。
16: 一種無線電路, 包括 : 2 接地平面 ; 具有縫隙的導電電子設備邊框 ; 填充所述縫隙的固態電介質 ; 以及 第一天線饋電端子和第二天線饋電端子, 其中所述接地平面、 所述邊框、 所述第一天線 饋電端子和所述第二天線饋電端子形成并饋環形天線。
17: 根據權利要求 16 所述的無線電路, 還包括電感元件, 其中所述電感元件橋接所述 第一天線饋電端子和所述第二天線饋電端子。
18: 根據權利要求 17 所述的無線電路, 還包括 : 耦接到所述并饋環形天線并且被配置為在至少第一通信頻帶和第二通信頻帶中工作 的射頻收發器電路。
19: 根據權利要求 17 所述的無線電路, 還包括 : 耦接到所述并饋環形天線并且被配置為在覆蓋 850MHz 和 900MHz 處的子頻帶的第一通 信頻帶和覆蓋 1800MHz、 1900MHz 和 2100MHz 處的子頻帶的第二通信頻帶中工作的射頻收發 器電路。
20: 根據權利要求 19 所述的無線電路, 還包括 : 與所述第一天線饋電端子串聯耦接的 電容元件, 其中所述第二天線饋電端子連接到所述接地平面。
21: 一種電子設備, 包括 : 具有矩形外周的顯示器 ; 射頻收發器電路 ; 圍繞所述顯示器的所述矩形外周并且沿所述外周具有縫隙的導電結構 ; 天線, 所述天線包括所述導電結構的具有所述縫隙的部分, 并且包括天線饋電端子 ; 以 及 耦接在所述射頻收發器電路和所述天線饋電端子之間的傳輸線。
22: 根據權利要求 21 所述的電子設備, 還包括所述縫隙中的固態電介質。
23: 根據權利要求 21 所述的電子設備, 還包括橋接所述天線饋電端子的電感元件。
24: 根據權利要求 23 所述的電子設備, 其中所述導電結構包括用于所述顯示器的邊 框。
25: 根據權利要求 23 所述的電子設備, 其中所述電感元件包括由開口隔開的接地平面 的部分和導電部件。
26: 根據權利要求 21 所述的電子設備, 還包括連接至所述天線饋電端子中的第一天線 饋電端子的電容元件。
27: 根據權利要求 26 所述的電子設備, 其中所述傳輸線包括正導體, 并且所述電容元 件串聯連接在所述正導體和所述第一天線饋電端子之間。
28: 根據權利要求 27 所述的電子設備, 其中所述導電結構包括用于所述顯示器的邊 框。
29: 根據權利要求 21 所述的電子設備, 還包括 : 其上安裝有部件的印刷電路板, 其中所述印刷電路板和所述部件形成接地平面的至少 一部分, 并且所述天線至少部分地由所述接地平面形成。
30: 根據權利要求 29 所述的電子設備, 其中所述天線饋電端子中不同于所述第一天線 3 饋電端子的第二天線饋電端子包括連接到所述接地平面的接地天線饋電端子。

說明書


邊框縫隙天線

    【技術領域】
     本發明一般地涉及無線通信電路, 更具體地涉及具有無線通信電路的電子設備。背景技術 諸如手持電子設備的電子設備日益普遍。手持設備的示例包括手持計算機、 蜂窩 電話、 媒體播放器、 以及包括多種這類設備的功能的混合設備。
     諸如這些的設備通常設置有無線通信功能。例如, 電子設備可以使用長距離無線 通信電路, 例如蜂窩電話電路, 以使用 850MHz、 900MHz、 1800MHz 和 1900MHz( 例如, 主要的全 球移動通信系統或 GSM 蜂窩電話頻帶 ) 的蜂窩電話頻帶進行通信。長距離無線通信電路也 可以處理 2100MHz 頻帶。電子設備可以使用短距離無線通信鏈路來處理與附近設備的通
     信。例如, 電子設備可以使用 2.4GHz 和 5GHz 處的 處的
     (IEEE 802.11) 頻帶和 2.4GHz頻帶。為了滿足消費者對小形狀因子無線設備的需要, 制造商一直致力于利用緊湊結構 實現諸如天線部件之類的無線通信電路。 同時, 可能期望在電子設備中包括導電結構, 諸如 金屬設備殼部件。因為導電部件可能影響射頻性能, 所以在將天線結合到包括導電結構的 電子設備中時必須特別小心。
     因此, 期望能夠提供改進的用于無線電子設備的無線通信電路。 發明內容 提供包括天線結構的電子設備。天線可以被配置為在第一和第二通信頻帶中工 作。電子設備可以包括使用傳輸線耦接到該天線的射頻收發器電路。傳輸線可以具有正導 體和接地導體。天線可以具有正天線饋電端子以及接地天線饋電端子, 分別耦接至傳輸線 的正導體和接地導體。
     電子設備可以具有矩形外周。矩形顯示器可以安裝在電子設備的正面。該電子設 備可以具有由塑料殼部件形成的背面。導電側壁結構可以圍繞電子設備殼和顯示器的外 周。導電側壁結構可以作為顯示器的邊框。
     邊框可以包括至少一個縫隙。該縫隙可以被諸如塑料的固態電介質填充。天線可 以由包括該縫隙和接地平面的一部分的邊框部分形成。為了避免對觸摸事件過于敏感, 天 線可以使用減小縫隙附近的電場集中度的饋電布置來饋電。 可以形成在第一和第二頻帶中 均提供滿意工作的阻抗匹配網絡。
     阻抗匹配網絡可以包括與天線饋電端子并聯形成的電感元件和與天線饋電端子 之一串聯形成的電容元件。電感元件可以由橋接天線饋電端子的傳輸線電感結構形成。電 容元件可以由夾置 (interpose) 在天線的正饋電路徑中的電容器形成。該電容器例如可以 連接在傳輸線的正接地導體和正天線饋電端子之間。
     本發明的其他特征、 其本質和各種優點將由附圖和下面對于優選實施例的詳細描 述而更加明顯。
     附圖說明
     圖 1 是根據本發明的實施例的具有無線通信電路的示例性電子設備的透視圖。 圖 2 是根據本發明的實施例的具有無線通信電路的示例性電子設備的示意圖。 圖 3 是根據本發明的實施例的具有無線通信電路的示例性電子設備的截面端視圖。 圖 4 是根據本發明的實施例的示例性天線的示意圖。
     圖 5 是根據本發明的實施例的可以用在電子設備中的示例性串饋環形天線 (series-fed loop antenna) 的示意圖。
     圖 6 是示出了根據本發明的實施例, 電子設備天線可以如何被配置成表現為覆蓋 多個通信頻帶的圖。
     圖 7 是根據本發明的實施例的可以用在電子設備中的示例性并饋環形天線 (parallel-fed loop antenna) 的示意圖。
     圖 8 是根據本發明實施例的具有插入在環 (loop) 中的電感的示例性并饋環形天 線的示意圖。
     圖 9 是根據本發明實施例的具有電感傳輸線結構的示例性并饋環形天線的示意圖。 圖 10 是根據本發明實施例的具有電感傳輸線結構和串聯電容元件的示例性并饋 環形天線的示意圖。
     圖 11 是示出了根據本發明實施例的各種電子設備環形天線的性能的史密斯圓 圖。
     具體實施方式
     電子設備可以設置有無線通信電路。 該無線通信電路可以被用于支持在多個無線 通信頻帶中的無線通信。該無線通信電路可以包括一個或多個天線。
     該天線可以包括環形天線。如果需要, 環形天線的導電結構可以由導電的電子設 備結構形成。導電的電子設備結構可以包括導電的殼結構。該殼結構可以包括導電邊框。 縫隙結構可以形成在導電邊框中。 天線可以使用有助于最小化天線對于與用戶的手或其他 外部物體的接觸的敏感度的結構而被并饋。
     任何適當的電子設備可以設置有包括環形天線結構的無線電路。例如, 環形天線 結構可以被用在諸如臺式計算機、 游戲機、 路由器、 膝上型計算機等電子設備中。使用一種 適當的結構, 環形天線結構設置在其中內部空間相對寶貴的相對緊湊的電子設備中, 諸如 便攜式電子設備中。
     圖 1 中示出了根據本發明的實施例的示例性便攜式電子設備。諸如示例性便攜式 電子設備 10 的便攜式電子設備可以是膝上型計算機或諸如超便攜式計算機、 網絡本計算 機以及平板計算機等小型便攜式計算機。便攜式電子設備還可以是更小的設備。更小的便 攜式電子設備的示例包括腕表設備、 掛件設備、 耳機和聽筒設備, 以及其他可佩戴的和微型 的設備。使用一種適當的布置, 便攜式電子設備是諸如蜂窩電話的手持電子設備。
     空間在便攜式電子設備中非常寶貴。導電結構通常也是存在的, 其使得有效的天線工作經受挑戰。例如, 導電殼結構可以圍繞便攜式電子設備殼的部分外周或全部外周。
     在這樣的便攜式電子設備殼布置中, 使用覆蓋感興趣的通信頻帶的環形類型天線 設計可能是特別有利的。因此, 諸如手持設備的便攜式設備的使用有時在此作為示例被描 述, 盡管如果需要, 可以提供具有環形天線結構的任何適當電子設備。
     手持設備可以例如是蜂窩電話、 具有無線通信能力的媒體播放器、 手持計算機 ( 有時也稱作個人數字助理 )、 遙控器、 全球定位系統 (GPS) 設備以及手持游戲設備。如有 需要, 手持設備和其他便攜式設備可以包括多個傳統設備的功能。 多功能設備的示例包括 : 包括媒體播放器功能的蜂窩電話 ; 包括無線通信功能的游戲設備 ; 包括游戲和電子郵件功 能的蜂窩電話 ; 以及能夠接收電子郵件、 支持移動電話呼叫和支持網絡瀏覽的手持裝置。 這 些都僅是示例性示例。圖 1 的設備 10 可以是任何適當的便攜式或手持電子設備。
     設備 10 包括殼 12 并且包括至少一個用于處理無線通信的天線。殼 12, 有時被稱 為殼體, 可以由任何適當材料形成, 包括 : 塑料、 玻璃、 陶瓷、 復合材料、 金屬、 或其他適當的 材料, 或這些材料的組合。在一些情況下, 殼 12 的一些部分可以由電介質或其他低導電性 材料形成, 從而位于殼 12 中的導電天線元件的工作不被干擾。在其他情況下, 殼 12 可以由 金屬元件形成。 如果需要, 設備 10 可以具有諸如顯示器 14 的顯示器。顯示器 14 可以例如是結合 有電容性觸摸電極的觸摸屏。顯示器 14 可以包括由發光二極管 (LED)、 有機 LED(OLED)、 等離子單元、 電子墨水元件、 液晶顯示 (LCD) 部件、 或其他適當圖像像素結構形成的圖像像 素。蓋玻璃 (cover glass) 部件可以覆蓋顯示器 14 的表面。諸如按鈕 19 的按鈕可以穿過 該玻璃中的開口。
     殼 12 可以包括諸如側壁結構 16 的側壁結構。結構 16 可以利用導電材料實現。 例如, 結構 16 可以利用基本上圍繞顯示器 14 的矩形外周的導電環部件實現。結構 16 可以 由諸如不銹鋼、 鋁、 或其他適當材料形成。一個、 兩個或多于兩個的單獨的結構可以被用于 形成結構 16。結構 16 可以用作將顯示器 14 固定至設備 10 的正面 ( 頂面 ) 的邊框。結構 16 因此有時在此被稱作邊框結構 16 或邊框 16。邊框 16 圍繞設備 10 和顯示器 14 的矩形 外周。
     邊框 16 可以具有大約 0.1mm 至 3mm( 作為示例 ) 的厚度 ( 尺寸 TT)。邊框 16 的 側壁部分可以基本上垂直 ( 平行于垂直軸 V)。平行于軸 V, 邊框 16 可以具有大約 1mm 至 2cm( 作為示例 ) 的尺寸 TZ。邊框 16 的縱橫比 R( 即, TZ 與 TT 之比 ) 通常大于 1( 即, R可 以大于或等于 1, 大于或等于 2, 大于或等于 4, 大于或等于 10, 等等 )。
     邊框 16 不一定具有相同的截面。例如, 如果需要, 邊框 16 的上部可以具有向內突 出的凸緣 (lip), 其幫助將顯示器 14 保持在適當位置。如果需要, 邊框 16 的下部可以還具 有增大的凸緣 ( 例如, 在設備 10 后表面的平面中 )。在圖 1 的示例中, 邊框 16 具有基本上 筆直的垂直側壁。這僅是示例性的。邊框 16 的側壁可以被彎曲或可以具有任何其他適當 形狀。
     顯示器 14 包括導電結構, 諸如電容性電極陣列、 用于尋址像素元件的導電線、 驅 動電路等。這些導電結構往往會阻擋射頻信號。因此可能期望由諸如塑料的電介質材料形 成設備的部分或全部后平坦表面。
     邊框 16 的一些部分可以設置有縫隙結構。例如, 邊框 16 可以設置有諸如縫隙 18
     的一個或多個縫隙, 如圖 1 所示。 縫隙 18 沿設備 10 的殼和顯示器 12 的外周布置, 因此有時 被稱作外周縫隙。縫隙 18 分割邊框 16( 即, 在縫隙 18 中, 通常沒有邊框 16 的導電部分 )。
     如圖 1 中所示, 縫隙 18 可以填充有電介質。例如, 縫隙 18 可以填充有空氣。為了 有助于為設備 10 提供光滑不間斷的外觀并且保證邊框 16 外觀上吸引人, 縫隙 18 可以填充 有固態 ( 非空氣 ) 電介質, 例如塑料。邊框 16 和諸如縫隙 18 的縫隙 ( 及其相關的塑料填 充結構 ) 可以形成設備 10 中的一個或多個天線的一部分。例如, 邊框 16 和諸如縫隙 18 的 縫隙的一些部分與內部導電結構一起形成一個或多個環形天線。 內部導電結構可以包括印 刷電路板結構、 框架部件或其他支撐結構, 或其他適當的導電結構。
     在典型的情況下, 設備 10 可以具有上天線和下天線 ( 作為示例 )。上天線可以例 如形成在設備 10 的在區域 22 中的上端。下天線可以例如形成在設備 10 的在區域 20 中的 下端。
     下天線可以例如部分由邊框 16 在縫隙 18 附近的部分形成。
     設備 10 中的天線可以被用來支持任何感興趣的通信頻帶。例如, 設備 10 可以包 括用于支持局域網通信、 語音和數據蜂窩電話通信、 全球定位系統 (GPS) 通信、 通信 等的天線結構。例如, 在設備 10 的區域 20 中的下天線可以被用于處理在一個或多個蜂窩 電話頻帶中的語音和數據通信。 圖 2 中示出了示例性電子設備的示意圖。圖 2 的設備 10 可以是便攜式計算機, 諸 如: 便攜式平板計算機、 移動電話、 具有媒體播放器功能的移動電話、 手持計算機、 遙控器、 游戲機、 全球定位系統 (GPS) 設備、 這些設備的組合, 或任何其他適當的便攜式電子設備。
     如圖 2 所示, 手持設備 10 可以包括存儲和處理電路 28。存儲和處理電路 28 可以 包括存儲設備, 例如硬盤驅動存儲設備、 非易失性存儲器 ( 例如, 閃存或其他用于形成固態 驅動器的電可編程只讀存儲器 )、 易失性存儲器 ( 例如, 靜態或動態隨機存取存儲器 ) 等。 存儲和處理電路 28 中的處理電路可以被用于控制設備 10 的操作。該處理電路可以基于一 個或多個微處理器、 微控制器、 數字信號處理器、 專用集成電路等。
     存儲和處理電路 28 可以用于在設備 10 上運行軟件, 例如互聯網瀏覽應用、 網絡電 話 (VOIP) 電話呼叫應用、 電子郵件應用、 媒體重放應用、 操作系統功能等。為了支持與外部 設備的交互, 存儲和處理電路 28 可以被用于執行通信協議。可以使用存儲和處理電路 28 執行的通信協議包括互聯網協議、 無線局域網協議 ( 例如, IEEE802.11 協議 - 有時被稱作
     )、 用于其它短距離無線通信鏈路的協議 ( 例如
     協議 )、 蜂窩電話協議等。輸入 - 輸出電路 30 可以被用于允許將數據提供至設備 10 以及允許將數據從設備 10 提供至外部設備。諸如觸摸屏和其他用戶接口的輸入 - 輸出設備 32 是輸入 - 輸出電路 30 的示例。輸入 - 輸出設備 32 還包括用戶輸入 - 輸出設備, 例如按鈕、 操縱桿、 點撥輪、 滾 動輪、 觸摸板、 小鍵盤、 鍵盤、 麥克風、 相機等。 用戶能夠通過這些用戶輸入設備提供命令, 從 而控制設備 10 的操作。顯示和音頻設備, 諸如顯示器 14( 圖 1) 和呈現視覺信息和狀態數 據的其他部件, 可以包括在設備 32 中。輸入 - 輸出設備 32 中的顯示和音頻部件還可以包 括諸如揚聲器和其他用于產生聲音的設備的音頻設備。如果需要, 輸入 - 輸出設備 32 可以 包括音頻 - 視頻接口設備, 例如插孔和其他用于外部耳機和監視器的連接器。
     無線通信電路 34 可以包括由一個或多個集成電路形成的射頻 (RF) 收發器電路、 功率放大器電路、 低噪聲輸入放大器、 無源 RF 部件、 一個或多個天線、 以及其他用于處理 RF無線信號的電路。無線信號也可以使用光 ( 例如, 使用紅外通信 ) 來發送。無線通信電路 34 可以包括用于處理多個射頻通信頻帶的射頻收發器電路。例如, 電路 34 可以包括收發 器電路 36 和 38。收發器電路 36 可以處理用于 5GHz 頻帶, 以及可以處理 2.4GHz (IEEE 802.11) 通信的 2.4GHz 和 通信頻帶。電路 34 可以使用蜂窩電話收發器電路38, 用于處理蜂窩電話頻帶 ( 例如 850MHz、 900MHz、 1800MHz 和 1900MHz 的 GSM 頻帶 ) 以及 2100MHz 數據頻帶 ( 作為示例 ) 中的無線通信。 如果需要, 無線通信電路 34 可以包括用于其 它短距離和長距離無線鏈路的電路。例如, 無線通信電路 34 可以包括全球定位系統 (GPS) 接收設備、 用于接收無線電和電視信號的無線電路、 尋呼電路等。在 和 鏈路 以及其他短距離無線鏈路中, 無線信號通常被用于在幾十或幾百英尺的范圍內傳遞數據。 在蜂窩電話鏈路和其他長距離鏈路中, 無線信號通常被用于在幾千英尺或英里的范圍內傳 遞數據。 無線通信電路 34 可以包括天線 40。天線 40 可以使用任何適當天線類型來形成。 例如, 天線 40 可以包括具有諧振元件的天線, 諧振元件由環形天線結構、 貼片天線結構、 倒 F 天線結構、 開槽天線結構、 平面倒 F 天線結構、 螺旋天線結構、 這些設計的混合等等來形 成。不同類型的天線可以被用于不同的頻帶以及頻帶的組合。例如, 一種類型的天線可以 用于形成本地無線鏈路天線, 而另一類型的天線可以被用于形成遠程無線鏈路。
     使用一種適當的布置, 在此有時被描述為示例, 設備 10 中的下天線 ( 即, 位于圖 1 的設備 10 的區域 20 中的天線 40) 可以使用環形天線設計來形成。當用戶握著設備 10 時, 用戶的手指可能接觸設備 10 的外部。例如, 用戶可能觸摸在區域 20 中的觸摸設備 10。為 了保證天線性能對于用戶觸摸或其它外部物體的接觸的存在與否不過度敏感, 環形天線可 以使用在縫隙 18 附近不過度集中電場的布置來饋電。
     圖 3 中示出了沿圖 1 中的線 24-24 截取并從方向 26 觀察的圖 1 中設備 10 的截面 側視圖。如圖 3 所示, 顯示器 14 可以使用邊框 16 安裝至設備 10 的前表面。殼 12 可以包 括由邊框 16 形成的側壁以及由諸如平坦的后殼結構 42 形成的一個或多個后壁。結構 42 可以由諸如塑料之類的電介質或其他適當的材料形成。扣件 (snap)、 夾子、 螺釘、 粘合劑以 及其他結構可以被用于將邊框 16 附接至顯示器 14 以及后殼壁結構 42。
     設備 10 可以包含諸如印刷電路板 46 的印刷電路板。印刷電路板 46 和設備 10 中 的其他印刷電路板可以由剛性印刷電路板材料 ( 例如, 玻璃纖維填充的環氧樹脂 ) 或諸如 聚合物之類的柔性材料片形成。柔性印刷電路板 (“柔性電路” ) 可以例如由聚酰亞胺柔性 片形成。
     印刷電路板 46 可以包含諸如互連部 48 的互連部。互連部 48 可以由導電跡線 (trace)( 例如, 鍍金銅或其他金屬的跡線 ) 形成。 諸如連接器 50 的連接器可以使用焊料或 導電粘結劑 ( 作為示例 ) 連接到互連部 48。 集成電路、 諸如電阻器、 電容器和電感器的分立 元件以及其他電子部件可以安裝至印刷電路板 46。
     天線 40 可以具有天線饋電端子。例如, 天線 40 可以具有諸如正天線饋電端子 58 的正天線饋電端子, 以及諸如接地天線饋電端子 54 的接地天線饋電端子。在圖 3 的示例性 布置中, 諸如同軸電纜 52 的傳輸線路徑可以通過連接器 50 和互連部 48 耦接在由端子 58 和 54 形成的天線饋電部分和部件 44 中的收發器電路之間。部件 44 可以包括實現圖 2 的 收發器電路 36 和 38 的一個或多個集成電路。連接器 50 可以例如是同軸電纜連接器, 其連
     接至印刷電路板 46。電纜 52 可以是同軸電纜或其他傳輸線。端子 58 可以耦接到同軸電 纜中心連接器 56。端子 54 可以連接到電纜 52 中的接地導體 ( 例如, 導電的外編織導體 )。 如果需要, 其他布置可以被用于將設備 10 中的收發器耦接至天線 40。 圖 3 的布置僅是示例 性的。
     如圖 3 的截面視圖清晰表示的, 由邊框 16 形成的殼 12 的側壁可以相對很高。同 時, 可用于在設備 10 的下端的區域 20 中形成天線的面積量可能被限制, 尤其是在緊湊型設 備中。 被期望用于形成天線的緊湊大小可能難以形成在期望的通信頻帶中諧振的足夠大小 的槽型天線形狀。邊框 16 的形狀可能趨于降低傳統的平面倒 F 天線的效率。如果需要, 諸 如此類的挑戰可以使用天線 40 的環形設計來解決。
     以圖 4 的天線布置為例。如圖 4 所示, 天線 40 可以形成在設備 10 的區域 20 中。 如結合圖 1 所述的, 區域 20 可以位于設備 10 的下端。導電區域 68, 有時被稱作接地平面或 接地平面元件, 可以由一個或多個導電結構形成 ( 例如, 印刷電路板 46 上的平面導電跡線、 設備 10 中的內部結構元件、 板 46 上的電子部件 44、 安裝在板 46 上的射頻屏蔽罩、 等等 )。 區域 66 中的導電區域 68 有時被稱作形成用于天線 40 的 “接地區域” 。圖 4 的導電結構可 以通過邊框 16 來形成。區域 70 有時被稱作接地平面延伸。縫隙 18 可以形成在該導電邊 框部分中 ( 如圖 1 所示 )。 接地平面延伸 70( 即, 邊框 16 的部分 ) 以及接地區域 68 中沿著區域 68 的邊緣 76 的部分形成圍繞開口 72 的導電環。開口 72 可以由空氣、 塑料或其他固態電介質形成。如 果需要, 開口 72 的輪廓可以是彎曲的, 可以具有多于 4 個直線段, 和 / 或可以由導電部件的 輪廓來限定。圖 4 中的矩形電介質區域 72 僅是示例性的。
     如果需要, 圖 4 的導電結構可以通過將射頻收發器 60 耦接為跨接接地天線饋電端 子 62 和正天線饋電端子 64 來饋電。如圖 4 中所示, 在該種類型的布置中, 天線 40 的饋電 部分不位于縫隙 18 的附近 ( 即, 饋電端子 62 和 64 位于開口 72 的橫向中心分割線 74 的左 側, 而縫隙 18 沿設備 10 的右手側位于分割線 74 的右側 )。盡管這種類型的布置在一些情 況下可以令人滿意, 但是將天線饋電端子定位在圖 4 的端 62 和 64 的位置處的天線饋電布 置趨于加強縫隙 18 附近的射頻天線信號的電場強度。如果用戶在方向 78 上移動手指 80 而恰好將諸如手指 80 之類的外部物體放置在縫隙 18 的附近 ( 例如, 當在用戶的手中抓住 設備 10 時 ), 則用戶手指的存在可能干擾天線 40 的工作。
     為了保證天線 40 不對觸摸過度敏感 ( 即, 減小天線 40 對涉及設備 10 的用戶的手 以及其他外部物體的觸摸事件的敏感度 ), 天線 40 可以使用位于縫隙 18 附近的天線饋電端 子 ( 例如, 如圖 4 例子中的正天線饋電端子 58 和接地天線饋電端子 54 所示 ) 來饋電。當 天線饋電部分位于線 74 的右側時, 更具體地, 當天線饋電部分靠近縫隙 18 時, 在縫隙 18 處 產生的電場趨于減小。這有助于最小化天線 40 對于用戶的手的存在的敏感度, 確保令人滿 意的操作, 而不論外部物體是否與縫隙 18 附近的設備 10 接觸。
     在圖 4 的布置中, 天線 40 被串饋。圖 5 中示出了圖 4 中所示類型的串饋環形天線 的示意圖。如圖 5 所示, 串饋環形天線 82 可以具有環形導電路徑, 例如環 84。由正傳輸線 導體 86 和接地傳輸線導體 88 構成的傳輸線可以分別耦接至天線饋電端子 58 和 54。
     有效使用圖 5 中所示類型的串饋饋電布置可能是具有挑戰性的。例如, 可能期望 在覆蓋 850MHz 和 900MHz GSM 子頻帶的較低頻帶和覆蓋 1800MHz 和 1900MHz GSM 子頻帶以
     及 2100MHz 數據子頻帶的較高頻帶中操作環形天線。這種類型的布置可以被認為是雙頻帶 布置 ( 例如, 第一頻帶的 850/900, 以及第二頻帶的 1800/1900/2100), 或可以被認為具有 5 個頻帶 (850, 900, 1800, 1900 和 2100)。在諸如此類的多頻帶布置中, 諸如圖 5 的環形天線 82 的串饋天線可能在高頻通信頻帶比在低頻通信頻帶表現出基本上更好的阻抗匹配。
     圖 6 中示出的駐波比 (SWR) 相對于頻率的曲線示出了這種效果。如圖 6 所示, SWR 曲線 90 可以在高頻帶頻率 f2 處呈現滿意的諧振峰 ( 峰 94)( 例如, 以覆蓋 1800MHz、 1900MHz 以及 2100MHz 的子頻帶 )。然而, 當天線 40 被串饋時, SWR 曲線 90 可能在以頻率 f1 為中心 的低頻頻帶中呈現相對差的性能。例如, 針對圖 5 的串饋環形天線 82 的 SWR 曲線 90 可以 由弱的諧振峰 96 來表征。如該示例所展示的, 串饋環形天線可以在 f2 的較高頻帶中為傳 輸線 52( 圖 3) 提供滿意的阻抗匹配, 但是可能無法在較低頻帶 f1 中為傳輸線 52( 圖 3) 提 供滿意的阻抗匹配。
     更加滿意的性能水平 ( 由低頻帶諧振峰 92 表示 ) 可以使用具有適當阻抗匹配特 性的并饋布置來獲得。
     圖 7 中示意性示出了示例性并饋環形天線。如圖 7 所示, 并饋環形天線 90 可以具 有諸如環 92 的導體環。圖 7 示例中的環 92 示出為圓形。這僅是示例性的。如果需要, 環 92 可以具有其他形狀 ( 例如, 矩形形狀、 具有曲邊和直邊的形狀、 具有不規則邊界的形狀、 等等 )。傳輸線 TL 可以包括正信號導體 94 和接地信號導體 96。路徑 94 和 96 可以包含在 同軸電纜中、 柔性電路以及剛性印刷電路板上的微帶傳輸線中, 等等。傳輸線 TL 可以使用 正天線饋電端子 58 和接地天線饋電端子 54 耦接到天線 90 的饋電部分。電元件 98 可以橋 接端子 58 和 54, 從而 “閉合” 由路徑 92 形成的環。當該環以該方式閉合時, 元件 98 被夾置 在形成環 92 的導電路徑中。諸如圖 7 的環形天線 90 的并饋環形天線的阻抗可以通過適當 選擇元件 98 和其他電路 ( 如果需要 )( 例如, 夾置在諸如線 94 或線 96 的饋線之一中的電 容器或其他元件 ) 來進行調節。
     元件 98 可以由一個或多個電部件形成。可用作所有或部分元件 98 的部件包括電 阻器、 電感器和電容器。所期望的用于元件 98 的電阻、 電感和電容可以使用集成電路、 使用 分立部件、 和 / 或使用不是分立部件或集成電路一部分的電介質和導電結構來形成。例如, 電阻可以使用電阻金屬合金的細線形成, 電容可以通過將兩個導電板彼此靠近并由電介質 隔開而形成, 以及電感可以通過在印刷電路板上創建導電路徑來形成。這些類型的結構可 以被稱作電阻器、 電容器和 / 或電感器, 或者可以被稱作電容天線饋電結構、 電阻天線饋電 結構和 / 或電感天線饋電結構。
     圖 8 中示出了天線 40 的示例性配置, 其中圖 7 的示意圖中的部件 98 已經使用電 感器來實現。如圖 8 所示, 環 92( 圖 7) 可以使用導電區域 70 和區域 68 中沿著開口 72 的 邊緣 76 的導電部分來實現。圖 8 的天線 40 可以使用正天線饋電端子 58 和接地天線饋電 端子 54 來饋電。端子 54 和 58 可以位于縫隙 18 的附近以減小縫隙 18 中的電場集中度, 并 進而減小天線 40 對觸摸事件的敏感度。
     電感器 98 的存在可以至少部分地幫助傳輸線 52 的阻抗與天線 40 的匹配。如果 需要, 電感器 98 可以使用諸如表面安裝技術 (SMT) 電感器的分立部件來形成。電感器 98 的電感還可以使用圖 9 所示類型的布置來實現。使用圖 9 的布置, 并饋環形天線 40 的環 導體可以具有平行于接地平面邊緣 GE 的電感段 SG。段 SG 可以例如是在印刷電路板上的導電跡線或其他導電元件。電介質開口 DL( 例如, 空氣填充或塑料填充的開口 ) 可以將地 68 的邊緣部分 GE 與導電環部分 70 的段 SG 分開。段 SG 可以具有長度 L。段 SG 以及相關 聯的地 GE 形成了具有相關聯的電感的傳輸線 ( 即, 段 SG 和地 GE 形成電感器 98)。電感器 98 的電感與饋電端子 54 和 58 并聯, 因此形成圖 8 所示類型的并聯電感調諧元件。因為圖 9 的電感元件 98 是使用傳輸線結構形成的, 所以與分立的電感器被用于橋接饋電端子的布 置相比, 圖 9 的電感元件 98 可以引入更小的損耗。例如, 傳輸線電感元件 98 可以保持高頻 帶性能 ( 如圖 6 的滿意的諧振峰 94 所示 ), 而分立的電感器可能降低高頻帶性能。
     電容調諧也可以用來改進天線 40 的阻抗匹配。例如, 圖 10 的電容器 100 可以與 同軸電纜 52 的中心導體 56 串聯, 或者其他適當布置可以被用于在天線饋電部分中引入串 聯電容。如圖 10 所示, 電容器 100 可以夾置在同軸電纜中心導體 56 中或夾置在位于傳輸 線 52 的一端和正天線饋電端子 58 之間的其他導電結構中。電容器 100 可以由一個或多個 分立部件 ( 例如 SMT 部件 )、 由一個或多個電容結構 ( 例如, 由電介質隔開的重疊的印刷電 路板跡線等 )、 印刷電路板或其他基板上的導電跡線之間的橫向縫隙等形成。
     圖 10 的環形天線 40 的導電環由導電結構 70 和接地導電結構 66 的沿邊緣 76 的 導電部分形成。環路電流還可以通過接地平面 68 的其他部分, 如電流路徑 102 所示。正天 線饋電端子 58 連接到環形路徑的一端, 而接地天線饋電端子 54 連接到環形路徑的另一端。 電感器 98 橋接圖 10 的天線 40 的端子 54 和 58, 從而天線 40 形成具有橋接電感 ( 以及來自 電容器 100 的串聯電容 ) 的并饋環形天線。 在天線 40 的工作過程中, 具有不同長度的多個電路路徑 102 可以通過接地平面 68 形成。這可以有助于拓寬天線 40 在感興趣頻帶中的頻率響應。諸如并聯電感 98 和串聯電 容 100 的調諧元件的存在可以有助于形成用于天線 40 的有效阻抗匹配電路, 其使得天線 40 在高頻帶和低頻帶中都能高效率地工作 ( 例如, 從而, 天線 40 呈現圖 6 的高頻帶諧振峰 94 和圖 6 的低頻帶諧振峰 92)。
     圖 11 中示出簡化的史密斯圓圖, 其示出了諸如電感器 98 和電容器 100 之類的調 諧元件對并饋環形天線 40 的可能的影響。在圓圖 104 中心處的點 Y 表示傳輸線 52 的阻抗 ( 例如, 天線 40 要匹配的 50 歐姆同軸電纜阻抗 )。天線 40 的阻抗在低頻帶和高頻帶都靠 近點 Y 的配置將呈現令人滿意的工作。
     使用圖 10 的并饋天線 40, 高頻帶匹配對于電感元件 98 和電容器 100 的存在與否 相對不敏感。 然而, 這些部件可以顯著影響低頻帶阻抗。 以沒有電感器 98 也沒有電容器 100 的天線配置為例 ( 即圖 4 所示類型的并饋環形天線 )。在該種類型的配置中, 低頻帶 ( 例 如, 在圖 6 的頻率 f1 處的頻帶 ) 可以由圓圖 104 上的點 X1 所代表的阻抗表征。當諸如圖 9 的并聯電感 98 的電感器被添加至天線時, 天線在低頻帶的阻抗可以由圓圖 104 的點 X2 來 表征。當諸如電容器 100 的電容器被添加至天線時, 天線可以如圖 10 中所示配置。在這種 類型的配置中, 天線 40 的阻抗可以由圓圖 104 的點 X3 來表征。
     在點 X3, 天線 40 在高頻帶 ( 在圖 6 中以頻率 f2 為中心的頻率 ) 以及低頻帶 ( 在 圖 6 中以頻率 f1 為中心的頻率 ) 都與電纜 50 的阻抗良好匹配。這可以使得天線 40 能夠 支持所需要的感興趣的通信頻帶。例如, 這種匹配布置可以使得諸如圖 10 的天線 40 的天 線能夠在諸如 850MHz 和 900MHz 的通信頻帶 ( 共同形成在頻率 f1 處的低頻帶區域 ) 以及 1800MHz、 1900MHz 和 2100MHz( 共同形成在頻率 f2 處的高頻帶區域 ) 的通信頻帶等通信頻
     帶中工作。
     此外, 點 X3 的布置有助于保證由于觸摸事件導致的失諧被最小化。當用戶在天線 10 的附近觸摸設備 10 的殼 12 時, 或者當其他外部物體與天線 40 緊密鄰近時, 這些外部物 體影響天線的阻抗。 特別地, 這些外部物體可能趨于對天線阻抗引入電容性阻抗的貢獻。 對 天線阻抗的這種類型的貢獻的影響趨于使天線的阻抗從點 X3 移向 X4, 如圖 11 中圓圖 104 的線 106 所示。由于點 X3 的原始位置, 所以點 X4 不會離最佳點 Y 太遠。因此, 天線 40 可以 在多種情況下表現令人滿意的工作 ( 例如, 當設備 10 被觸摸時, 當設備 10 沒有被觸摸時, 等等 )。
     盡管對于各種天線配置, 圖 11 的示意圖將阻抗表示為點, 但是由于天線阻抗的頻 率依賴性, 天線阻抗典型地由點的集合 ( 例如, 圓圖 104 上的曲線段 ) 來表示。然而, 圓圖 104 的全部表現代表天線在感興趣頻率處的表現。使用曲線段來表示頻率依賴的天線阻抗 已經從圖 11 中被省略, 以避免使該圖過分復雜。
     根據一個實施例, 提供一種在具有外周的電子設備中的并饋環形天線, 包括 : 至少 部分由沿所述外周布置的導電結構形成的導電環形路徑 ; 夾置在所述導電環形路徑中的電 感器 ; 以及由所述電感器橋接的第一天線饋電端子和第二天線饋電端子。
     根據另一個實施例, 提供一種并饋環形天線, 其中所述導電環形路徑的所述導電 結構至少部分由圍繞所述電子設備的所述外周的導電邊框形成。
     根據另一個實施例, 提供一種并饋環形天線, 其中所述導電邊框包含縫隙。
     根據另一個實施例, 提供一種并饋環形天線, 其中所述第一天線饋電端子和第二 天線饋電端子位于所述縫隙的相對兩側。
     根據另一個實施例, 提供一種并饋環形天線, 所述并饋環形天線還包括 : 在傳輸線 和所述第一天線饋電端子之間傳送天線信號的天線饋線 ; 以及夾置在所述天線饋線中的電 容器。
     根據另一個實施例, 提供一種并饋環形天線, 其中所述電感器包括電感傳輸線結 構。
     根據另一個實施例, 提供一種并饋環形天線, 其中所述電感傳輸線結構包括由接 地平面的一部分形成的第一導電結構, 以及平行于所述第一導電結構的第二導電結構, 其 中所述第一導電結構和所述第二導電結構由開口隔開。
     根據一個實施例, 提供一種電子設備, 包括 : 具有外周的殼 ; 沿所述外周布置并且 在所述外周上具有至少一個縫隙的導電結構 ; 以及至少部分由所述導電結構形成的天線。
     根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 所述電子設備還包括顯示器, 其中所述導 電結構包括用于所述顯示器的邊框。
     根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 所述電子設備還包括用于所述天線的第 一天線饋電端子和第二天線饋電端子, 其中所述天線包括并饋環形天線。
     根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 所述電子設備還包括 : 基本上矩形的接地 平面, 其中, 所述環形天線的一部分由所述基本上矩形的接地平面形成。
     根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 其中所述第二天線饋電端子連接到所述 基本上矩形的接地平面。
     根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 所述電子設備還包括 : 射頻收發器電路 ;具有正導體和接地導體的傳輸線, 其中所述傳輸線耦接在所述射頻收發器電路和所述第一 天線饋電端子和所述第二天線饋電端子之間 ; 以及夾置在所述傳輸線的所述正導體中的電 容器。
     根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 所述電子設備還包括橋接所述第一天線 饋電端子和所述第二天線饋電端子的電感器。
     根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 其中所述第二天線饋電端子連接到所述 基本上矩形的接地平面, 并且所述第一天線饋電端子電連接到所述邊框。
     根據一個實施例, 提供一種無線電路, 包括 : 接地平面 ; 具有縫隙的導電電子設備 邊框 ;
     填充所述縫隙的固態電介質 ; 以及第一天線饋電端子和第二天線饋電端子, 其中 所述接地平面、 所述邊框、 所述第一天線饋電端子和所述第二天線饋電端子形成并饋環形 天線。
     根據另一個實施例, 提供一種無線電路, 所述無線電路還包括電感元件, 其中所述 電感元件橋接所述第一天線饋電端子和所述第二天線饋電端子。
     根據另一個實施例, 提供一種無線電路, 所述無線電路還包括 : 耦接到所述并饋環 形天線并且被配置為在至少第一通信頻帶和第二通信頻帶中工作的射頻收發器電路。
     根據另一個實施例, 提供一種無線電路, 所述無線電路還包括 : 耦接到所述并饋環 形天線并且被配置為在覆蓋 850MHz 和 900MHz 處的子頻帶的第一通信頻帶和覆蓋 1800MHz、 1900MHz 和 2100MHz 處的子頻帶的第二通信頻帶中工作的射頻收發器電路。
     根據另一個實施例, 提供一種無線電路, 所述無線電路還包括 : 與所述第一天線饋 電端子串聯耦接的電容元件, 其中所述第二天線饋電端子連接到所述接地平面。
     根據一個實施例, 提供一種電子設備, 包括 : 具有矩形外周的顯示器 ; 射頻收發器 電路 ; 圍繞所述顯示器的所述矩形外周并且沿所述外周具有縫隙的導電結構 ; 天線, 所述 天線包括所述導電結構的具有所述縫隙的部分, 并且包括天線饋電端子 ; 以及耦接在所述 射頻收發器電路和所述天線饋電端子之間的傳輸線。
     根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 所述電子設備還包括所述縫隙中的固態 電介質。
     根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 所述電子設備還包括橋接所述天線饋電 端子的電感元件。
     根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 其中所述導電結構包括用于所述顯示器 的邊框。
     根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 其中所述電感元件包括由開口隔開的接 地平面的部分和導電部件。
     根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 所述電子設備還包括連接至所述天線饋 電端子之一的電容元件。
     根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 所述電子設備還包括連接至所述天線饋 電端子中的第一天線饋電端子的電容元件。
     根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 其中所述傳輸線包括正導體, 并且所述電 容元件串聯連接在所述正導體和所述第一天線饋電端子之間。根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 其中所述導電結構包括用于所述顯示器的邊框。 根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 所述電子設備還包括 : 其上安裝有部件的 印刷電路板, 其中所述印刷電路板和所述部件形成接地平面的至少一部分, 并且所述天線 至少部分地由所述接地平面形成。
     根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 其中所述第二天線饋電端子包括連接到 所述接地平面的接地天線饋電端子。
     根據另一個實施例, 提供一種電子設備, 其中所述天線饋電端子中不同于所述第 一天線饋電端子的第二天線饋電端子包括連接到所述接地平面的接地天線饋電端子。
     上述僅僅是說明本發明的原理, 本領域的技術人員在不背離本發明的范圍和精神 的情況下可以進行各種修改。上述實施例可以被單獨實施或組合實施。
    

關 鍵 詞:
邊框 縫隙 天線
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:邊框縫隙天線.pdf
鏈接地址:http://www.rgyfuv.icu/p-6420497.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
山东11选5中奖结果走势图