專利名稱：包括無(wú)接地層交迭的非平面內(nèi)部天線的移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信設(shè)備領(lǐng)域，更具體地，涉及移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備及相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
蜂窩通信系統(tǒng)繼續(xù)普及，并成為個(gè)人和商業(yè)通信中不可缺少的部分。蜂窩電話允許用戶幾乎在旅行的任何地方播打或接收語(yǔ)音呼叫。此外，隨著蜂窩電話技術(shù)的發(fā)展，蜂窩設(shè)備的功能也發(fā)展。例如，現(xiàn)在許多蜂窩設(shè)備包含了個(gè)人數(shù)字助理(PDA)的功能，例如日歷、地址簿和任務(wù)列表等。此外，例如，這種多功能設(shè)備還可以允許用戶通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)和/或無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)，發(fā)送和接收電子郵件(email)消息，以及接入因特網(wǎng)。
雖然如此，隨著蜂窩通信設(shè)備的功能繼續(xù)增加，對(duì)于用戶更容易并更方便攜帶的更小設(shè)備的需求也繼續(xù)增長(zhǎng)。因此，一種廣受歡迎的蜂窩電話是折疊或“翻蓋”電話。翻蓋電話典型地具有帶顯示器和揚(yáng)聲器的上外殼，以及承載有麥克風(fēng)的下外殼或稱之為下口蓋。這種電話上的鍵盤可以在上外殼或下外殼上，取決于具體的型號(hào)。下口蓋通過(guò)鉸鏈與上外殼相連，從而在不使用電話時(shí)，可以將上外殼和下外殼折疊在一起，以更加緊湊。
Pye等人的美國(guó)專利No.5,337,061中公開(kāi)了翻蓋電話的一個(gè)示例。該電話具有兩個(gè)天線，第一個(gè)安裝在下口蓋上，包括接地層和由來(lái)自電話內(nèi)部的電子電路的同軸饋電饋送的有源單極子。下口蓋通過(guò)樞軸連接到外殼的主要部分，或者稱之為上部，并在不使用時(shí)折疊起來(lái)，緊靠著主要部分。另一相似的天線安裝在主要部分中，兩個(gè)天線都與電話中的收發(fā)器電路相連。天線的這種設(shè)計(jì)引入了有意的失配，從而提供天線之間的有效切換系統(tǒng)，而不需要分離的電路元件。
蜂窩電話的天線配置還可以顯著地影響電話的整體尺寸或占地面積(footprint)。蜂窩電話典型地具有支持多個(gè)工作頻帶上的通信的天線結(jié)構(gòu)。多種天線被用于移動(dòng)設(shè)備，例如螺旋、“倒F”、折疊偶極和伸縮式天線結(jié)構(gòu)。典型地，螺旋和伸縮式天線放置在移動(dòng)設(shè)備外部，而倒F和折合偶極天線在移動(dòng)設(shè)備殼體或外殼之內(nèi)(即，在其內(nèi)部)，鄰接其頂部。
一般而言，相比于外部天線，內(nèi)部天線允許電話具有更小的占地面積。此外，由于機(jī)械和人體工程學(xué)原因，內(nèi)部天線比外部天線更受喜愛(ài)。內(nèi)部天線還受到移動(dòng)設(shè)備外殼的保護(hù)，從而比外部天線更耐用。外部天線可能笨拙，使得移動(dòng)設(shè)備難以使用，特別是在空間有限的環(huán)境中。
但是，典型蜂窩電話內(nèi)部天線的一個(gè)潛在缺陷是，當(dāng)使用電話時(shí)，天線與用戶的頭部相對(duì)接近。當(dāng)天線靠近用戶身體時(shí)，身體吸收的射頻(RF)能量輻射量將典型地增加。在使用移動(dòng)電話時(shí)，由身體吸收的RF能量的量稱作特殊吸收比率(SAR，specific absorption rate)，對(duì)于移動(dòng)電話，可允許的SAR典型地由有關(guān)政府規(guī)定其范圍，以保證安全的用戶RF能量暴露等級(jí)。
Grant等人的美國(guó)專利No.6,741,215中公開(kāi)了減少向蜂窩電話天線的輻射暴露的一種手段。該專利公開(kāi)具有內(nèi)部和外部天線配置的多種蜂窩電話，其中將天線定位在電話底部，來(lái)減小用戶遭受的輻射強(qiáng)度，即，移動(dòng)天線，使其遠(yuǎn)離用戶的腦部。此外，在一些實(shí)施例中，電話的外殼形成鈍角，從而使外殼的底部轉(zhuǎn)變角度，遠(yuǎn)離用戶的臉部。
盡管這些天線配置允許減少輻射暴露，但是需要天線配置方面的，特別是內(nèi)部天線方面的，進(jìn)一步發(fā)展，以允許在進(jìn)一步減小整體設(shè)備尺寸的同時(shí)，提供相對(duì)低的SAR值。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到前述背景，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種包括天線配置的移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備，其中該天線配置允許相對(duì)小的設(shè)備尺寸，并提供所需的性能和相對(duì)低的SAR值。
根據(jù)本發(fā)明的這些和其它目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)由一種移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備提供，其可以包括外殼、外殼所承載的主電介質(zhì)基板、主電介質(zhì)基板所承載的電路和主電介質(zhì)基板上的接地層導(dǎo)體。此外，移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備還可以包括L形電介質(zhì)延伸部，其包括從主電介質(zhì)基板向外延伸的垂直部分，以及從垂直部分向外并在主電介質(zhì)基板的鄰接部分之上延伸的懸垂部分。此外，可以在L形電介質(zhì)延伸部的懸垂部分上相對(duì)地定位包括至少一個(gè)導(dǎo)線的主環(huán)形天線導(dǎo)體，使得其不與接地層導(dǎo)體交迭，從而有利地提供增強(qiáng)的天線性能特性。
更具體地，主電介質(zhì)基板可以具有相反的第一和第二表面，接地層導(dǎo)體可以在第一表面上，L形電介質(zhì)延伸部的垂直部分可以從第二表面向外延伸。此外，至少一個(gè)導(dǎo)線可以延伸過(guò)L形電介質(zhì)延伸部的垂直部分，并在那里具有限定主環(huán)形天線導(dǎo)體的第一和第二端的間隙。此外，該設(shè)備還可以包括第一分支導(dǎo)體，在主電介質(zhì)基板上，具有與主環(huán)形天線導(dǎo)體的第一端鄰接的第一端，并具有限定第一饋送點(diǎn)的第二端；以及第二分支導(dǎo)體，在主電介質(zhì)基板上，具有與主環(huán)形天線導(dǎo)體的第二端鄰接的第一端，和限定第二饋送點(diǎn)的第二端。此外，調(diào)諧分支導(dǎo)體可以在主電介質(zhì)基板上，并可以與第一和第二分支的各個(gè)第一端之間的主環(huán)形天線導(dǎo)體相連。
主環(huán)形天線導(dǎo)體可以具有至少一個(gè)調(diào)諧特征。此外，外殼可以具有上部分和下部分，音頻輸出換能器可以由外殼的上部分所承載，并與電路相連。例如，L形電介質(zhì)延伸部可以鄰接外殼的下部分，來(lái)減小與設(shè)備相關(guān)聯(lián)的SAR。此外，電路可以包括與主環(huán)形天線導(dǎo)體相連的無(wú)線收發(fā)器。
本發(fā)明的方法是用于制造移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備，并可以包括形成L形電介質(zhì)延伸部，該L形電介質(zhì)延伸部構(gòu)成垂直部分和從垂直部分向外延伸的懸垂部分，至少一個(gè)導(dǎo)線在懸垂部分上。該方法還可以包括將L形電介質(zhì)延伸部的垂直部分與主電介質(zhì)基板相連，從而使垂直部分從那里向外延伸，懸垂部分在主電介質(zhì)基板的鄰接部分上延伸，至少一個(gè)導(dǎo)線不與電介質(zhì)基板上的接地層導(dǎo)體交迭。此外，可以在移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備的外殼中安裝主電介質(zhì)基板。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備的示意方框圖，示出了一些內(nèi)部組件。
圖2是圖1的移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備的前正視圖。
圖3是大體示出用于圖1的移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備的多頻帶天線的示意圖。
圖4-6是可以用在圖3的天線的多個(gè)部分的調(diào)諧特征的不同實(shí)施例的示意圖。
圖7是用于圖1移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備的電介質(zhì)基板和關(guān)聯(lián)天線的實(shí)施例的透視圖。
圖8是圖7電介質(zhì)基板的后正視圖。
圖9和10分別是從基板頂部俯視和從基板底部仰視，示出用于移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備的電介質(zhì)基板和關(guān)聯(lián)天線的另一實(shí)施例的透視圖。
圖11和12是根據(jù)本發(fā)明，制造移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備的方法的流程圖。
圖13是與本發(fā)明共同使用的范例移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備的示意方框圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖更加充分地描述本發(fā)明，其中示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以多種不同形式實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)該解釋為受限于這里提出的實(shí)施例。更確切地，提供這些實(shí)施例，使得本公開(kāi)清楚和完整，并向本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。類似數(shù)字表示類似元件，指示可選實(shí)施例中的相似部分時(shí)只使用主要的符號(hào)。
首先參考圖1和2，描述根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備，例如移動(dòng)蜂窩設(shè)備20。蜂窩設(shè)備20包括具有上部分46和下部分47的外殼21，以及由外殼所承載的主電介質(zhì)基板67，例如，印刷電路板(PCB)基板。例如，所示外殼21是靜態(tài)外殼，這里所說(shuō)的靜態(tài)是相對(duì)于許多蜂窩電話中的翻蓋或滑動(dòng)外殼相對(duì)而言的。但是，也可以使用翻蓋或滑動(dòng)外殼以及其它的外殼配置。
如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的，也如以下將討論的，電介質(zhì)基板67承載有多種電路48，例如微處理器、存儲(chǔ)器、一個(gè)或多個(gè)無(wú)線收發(fā)器(例如，蜂窩網(wǎng)、WLAN等)、音頻電路和電源電路等。優(yōu)選地，外殼21還承載有電池(未示出)，用于向電路48供電。
此外，外殼21的上部分46承載有音頻輸出換能器49(例如，揚(yáng)聲器)，其與電路48相連。優(yōu)選地，諸如鍵盤23的一個(gè)或多個(gè)用戶輸入接口設(shè)備由外殼21所承載，并與電路48相連。用戶輸入接口設(shè)備的其它示例包括滾動(dòng)輪37和后退按鈕36。當(dāng)然，可以將其它用戶接口設(shè)備(例如，筆或觸摸屏接口)用在其它實(shí)施例中。
如下文所述，蜂窩設(shè)備20還示例性地包括天線45，承載于外殼21的下部分47之內(nèi)，天線45包括電介質(zhì)基板6上的導(dǎo)線的圖形。將天線45鄰接外殼21的下部分47來(lái)放置，這樣，有利地增大使用電話時(shí)天線與用戶頭部的距離，有助于符合適用的SAR要求。
更具體地，用戶典型地將外殼21的上部分舉起并十分靠近他的頭部，從而使音頻輸出出換能器49直接靠近他的耳朵。但是，音頻輸入換能器(即，麥克風(fēng))所位于的外殼21的下部分47并不需要直接靠近用戶的嘴部而放置，而典型地是與用戶的嘴部相分開(kāi)。即，將音頻輸入換能器舉到接近用戶的嘴部，不僅可能使用戶感到不舒服，在一些情況下還可能扭曲用戶的語(yǔ)音。此外，將天線45鄰接外殼21的下部分47來(lái)放置，還有利地使天線與用戶的腦部分隔較遠(yuǎn)。
將天線45鄰接外殼21的下部分47來(lái)放置的另一重要有利之處在于，這樣可以減少由用戶的手的阻礙引起的對(duì)天線性能的影響。即，典型地，用戶手持蜂窩電話的從電話外殼的中部到上部分，所以更有可能將他們的手放在這里的天線上，而不是鄰接在外殼21的下部分47安裝的天線。因此，將天線45鄰接外殼21的下部分47來(lái)放置，可以實(shí)現(xiàn)更可靠的性能。
這種配置的另一有利之處在于，這種配置為要承載在外殼的上部分46上的一個(gè)或多個(gè)輔助輸入/輸出(I/O)設(shè)備50提供了更多空間。此外，通過(guò)將天線45與輔助I/O設(shè)備50相分離，可以減小它們之間的干擾。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，輔助I/O設(shè)備50的一些示例包括WLAN(例如，藍(lán)牙、IEEE 802.11)天線，用于提供WLAN通信功能；和/或衛(wèi)星定位系統(tǒng)(例如，GPS、Galileo等)天線，用于提供位置定位功能。輔助I/O設(shè)備50的其它示例包括第二音頻輸出換能器(例如，用于免提電話操作的揚(yáng)聲器)、用于提供數(shù)碼相機(jī)功能的照相機(jī)鏡頭和電設(shè)備連接器(例如，USB、耳機(jī)、安全數(shù)字卡(SD)或存儲(chǔ)卡等)。
應(yīng)該注意，這里用于輔助I/O設(shè)備50的術(shù)語(yǔ)“輸入/輸出”表示這種設(shè)備可以具有輸入和/或輸出功能，但它們不需要在所有實(shí)施例中同時(shí)提供這兩種功能。即，例如，諸如照相機(jī)鏡頭的設(shè)備可以只接收光學(xué)輸入，而耳機(jī)插口可以只提供音頻輸出。
設(shè)備20還可以包括由外殼21所承載，并與電路48相連的顯示器22。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，后退按鈕36和滾動(dòng)輪37也與電路48相連，以允許用戶操作菜單、文本等。在一些情況下，滾動(dòng)輪37也可以稱作“指輪”或“軌跡輪”。鍵盤23包括多個(gè)多符號(hào)鍵24，每個(gè)分別具有其上的多個(gè)符號(hào)的標(biāo)記。鍵盤23還包括交替功能鍵25、向后鍵26、空格鍵27、移位鍵28、返回(或回車)鍵29和后退/刪除鍵30。
在首先按下或激勵(lì)交替功能鍵25時(shí)，可以用向后鍵26輸入符號(hào)“*”。相似地，在首先激勵(lì)交替功能鍵25時(shí)，可分別使用空格鍵27、移位鍵28和后退鍵30來(lái)輸入“0”和“#”。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，鍵盤23還包括發(fā)送鍵31、結(jié)束鍵32和便捷(即，菜單)鍵39，用于進(jìn)行蜂窩電話呼叫。
此外，在每個(gè)鍵24上將符號(hào)排列為頂行和底行。當(dāng)用戶按下鍵24，而沒(méi)有首先按下交替功能鍵25時(shí)，輸入底行符號(hào)，而通過(guò)首先按下交替功能鍵25來(lái)輸入頂行符號(hào)。如圖2所示，在發(fā)送和結(jié)束鍵31和32的下面，多符號(hào)鍵24排列在鍵盤23上的頭三行。此外，將每個(gè)鍵24上的字母排列來(lái)定義QWERTY布局。即，以三行的格式呈現(xiàn)鍵盤23上的字母，每行的字母的順序和相對(duì)位置與標(biāo)準(zhǔn)QWERTY鍵盤中的相同。
將各行的鍵(包括第四行的功能鍵25-29)排列成五列。在第一、第二和第三行的第二、第三和第四列的多符號(hào)鍵24具有數(shù)字標(biāo)記(即，1到9)，可通過(guò)首先激勵(lì)交替功能鍵25來(lái)獲得。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，這組鍵與在首先激勵(lì)交替功能鍵25時(shí)分別輸入“*”、“0”和“#”的向后、空格和移位鍵16、27和28相結(jié)合，來(lái)定義如傳統(tǒng)按鍵式電話具有的標(biāo)準(zhǔn)電話鍵盤布局。
因此，移動(dòng)蜂窩設(shè)備20不僅可以有利地用作傳統(tǒng)蜂窩電話，還可以方便地用于通過(guò)例如因特網(wǎng)和電子郵件數(shù)據(jù)的蜂窩或其它網(wǎng)絡(luò)，來(lái)發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中可以使用其它鍵盤配置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可以將多次擊(multi-tap)或預(yù)測(cè)輸入模式用于鍵入電子郵件。
現(xiàn)在將參考圖3到圖10來(lái)描述天線45的范例實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，天線45是多頻帶天線，提供在多個(gè)工作頻率上的增強(qiáng)的傳輸和接收特性。更具體地，將天線45設(shè)計(jì)成在相對(duì)寬的帶寬和多個(gè)蜂窩頻帶上提供高增益和所需的阻抗匹配，并滿足適用的SAR要求。雖然可以將天線45用于其它頻帶/頻率，但是作為示例的天線45優(yōu)選地在5個(gè)頻帶上工作，即850MHz全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)頻帶、900MHz GSM頻帶、DCS頻帶、PCS頻帶和WCDMA頻帶(即，高達(dá)2100MHz)。
雖然可以2維或平面實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)天線45，但是為節(jié)省空間，可以在3維上有利地實(shí)現(xiàn)天線45，如圖7至10所示。天線45包括在PCB67上的第一部分61。第二部分62從PCB 67卷繞到L形電介質(zhì)延伸部63上，或稱之為天線保持架(retainer frame)63，L形電介質(zhì)延伸部63包括從PCB 67向外延伸的垂直部分51，以及從垂直部分向外延伸，并在PCB的鄰接部分之上的懸垂部分68。在一些實(shí)施例中，還可以將側(cè)壁55定位在L形電介質(zhì)延伸部63的對(duì)立端，以在需要時(shí)提供附加支撐(見(jiàn)圖7和9)。
天線45的第二部分62包括主環(huán)形天線導(dǎo)體64，其中具有限定主環(huán)形天線導(dǎo)體的第一和第二端52和53的間隙。天線45的第一部分61包括第一分支導(dǎo)體70、第二分支導(dǎo)體71和調(diào)諧分支導(dǎo)體72。更具體地，第一分支導(dǎo)體70具有與主環(huán)形天線導(dǎo)體64的第一端52鄰近連接的第一端，以及限定第一饋送點(diǎn)的第二端，在所示示例中，第二端與信號(hào)源54(例如，無(wú)線收發(fā)器)相連。第二分支導(dǎo)體71具有與主環(huán)形天線導(dǎo)體64的第二端53鄰近連接的第一端，以及限定第二饋送點(diǎn)的第二端，在所示示例中，第二端與PCB的接地層導(dǎo)體69(圖8)相連。
調(diào)諧分支導(dǎo)體72具有與在第一和第二分支的各個(gè)第一端中間的主環(huán)形天線導(dǎo)體64相連的第一端。即，調(diào)諧分支導(dǎo)體72的第一端在第一和第二分支導(dǎo)體70之間沿長(zhǎng)度方向上的特定點(diǎn)與主環(huán)形天線導(dǎo)體64相連?？梢苑奖愕馗淖?cè)诓糠?7和78之間的分支72的位置，而不會(huì)顯著地影響頻率參數(shù)。在本示例中，主環(huán)形天線導(dǎo)體64總體上具有矩形形狀，矩形具有包括分段75-78和間隙的第一側(cè)，對(duì)立的第二側(cè)74和對(duì)立的第一和第二端79和80。如圖7-10中所示，可以使用印刷或圖形化導(dǎo)電電路線路來(lái)形成天線45的第一和第二部分61和62。
雖然在所示實(shí)施例中，第一分支導(dǎo)體70、第二分支導(dǎo)體71和調(diào)諧分支導(dǎo)體72的各個(gè)第一端與主環(huán)形天線導(dǎo)體64的第一側(cè)相連，但是其它配置也是可以的。例如，可以將調(diào)諧分支導(dǎo)體72的第一端與第二側(cè)74或第二和第二端79和80之一相連。
如上所述，天線45的第二部分62可以位于L形電介質(zhì)延伸部63的垂直部分51上。這有利地允許來(lái)減小在PCB 67的頂(即，電路)側(cè)上的天線45的整體覆蓋區(qū)。此外，部分主環(huán)形天線導(dǎo)體64可以卷繞到電介質(zhì)延伸部63的懸垂部分68上，以節(jié)省更多的空間。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，應(yīng)該注意的是，在足夠空間可用的特定實(shí)施例中，可以在2維(即，第一和第二部分61和62在同一層上)上實(shí)現(xiàn)天線45，并且其它3D(3維)配置也是可以的。
主環(huán)形天線導(dǎo)體64由部分74-80限定。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，第一分支導(dǎo)體70可以與信號(hào)源54相連，帶有或不帶有無(wú)源匹配網(wǎng)絡(luò)。第二分支導(dǎo)體71優(yōu)選地與地面相連，不帶有匹配網(wǎng)絡(luò)，調(diào)諧分支導(dǎo)體72是懸空的(即，不與信號(hào)源74或地面相連)。
一般而言，使用分支70、71和72的長(zhǎng)度來(lái)設(shè)置工作中心頻率。分支70和72的直角曲折或前后圖形是用來(lái)改變電氣長(zhǎng)度和改變中心頻率的調(diào)頻特征。此外，可以使用不同的分支70、71和72的形狀(即，調(diào)諧特征)來(lái)提供不同頻率。例如，除了圖3所示的曲折和直線形狀，還可以將其它幾何形狀用于這些分支，包括鋸齒或三角曲折40(圖4A)、具有環(huán)形的分支(圖4B)等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可以使用多種其它形狀及其組合來(lái)提供不同的頻率特性。
還可以使用主環(huán)形導(dǎo)體64的部分73來(lái)控制工作頻率?？梢詫⒍喾N形狀和/或圖形用于部分73。例如，這種調(diào)諧特征可以包括“狗骨頭”90(圖5A)、半狗骨頭91(圖5B)、發(fā)夾92(圖5C)、雙發(fā)夾(圖5D)、帶環(huán)形的發(fā)夾94(圖5E)、曲折95(圖5F)和鋸齒96(圖5G)等。此外，在一些實(shí)施例中，整個(gè)主環(huán)形導(dǎo)體64，而不只是主環(huán)形導(dǎo)體64的部分，可以采用前述形狀之一或其它形狀。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，如果在特定實(shí)施例中需要電路元件來(lái)調(diào)整輸入阻抗和/或加寬帶寬，可以使用環(huán)型的圖形，其可創(chuàng)建附加的共振調(diào)諧級(jí)。如果有足夠的空間可用，則可以在合適的長(zhǎng)度上使用直線部分。此外，空間對(duì)于內(nèi)部蜂窩設(shè)備天線，特別是對(duì)于緊湊型號(hào)，十分重要，因此上述形狀(或其它)之一是優(yōu)選的。
部分74的寬度和形狀影響天線增益。部分74的長(zhǎng)度還影響工作頻率。但是，應(yīng)該注意，部分70、71、72和73的長(zhǎng)度(即，整個(gè)天線45的長(zhǎng)度)也影響工作頻率，正如典型偶極天線的情況一樣。
主環(huán)形導(dǎo)體64可以采用多種形狀、寬度和厚度。雖然還可以使用其它形狀，例如U形97(圖6A)、半圓形98(圖6B)和云豆形99(圖6C)，但是作為示例的主環(huán)形導(dǎo)體64一般可以是圓形、正方形、多邊形等。
此外，部分74還可以具有槽口、補(bǔ)片等。補(bǔ)片可以用來(lái)增加表面面積，從而使部分74可以定形射束。應(yīng)該注意，在蜂窩電話的情況下，優(yōu)選地應(yīng)該使射束朝著離開(kāi)電話的方向，即，與PCB 67的層垂直。作為示例，取決于所給的實(shí)施例，天線45的寬度可以是7cm或更小，第一部分61的高度可以是大約1到3cm，第二部分62的高度可以是大約1到3cm。當(dāng)然，也可以使用其它尺寸。
關(guān)于天線45的S11阻抗特性，為提供寬頻帶，需要在有關(guān)頻率范圍上的良好匹配。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，需要縮小S11圓(S11 circuit)，并將縮小的圓移動(dòng)到50歐姆(Ohm)的中心點(diǎn)?？梢詢?yōu)選地以分布的方式，來(lái)使用面積73或天線45的其它部分來(lái)縮小和/或移動(dòng)S11圓。此外，也可以使用匹配網(wǎng)絡(luò)和天線45的曲折部分來(lái)將S11圓朝所需的50Ohm中心點(diǎn)移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)榭梢匀缟纤龅叵?0Ohm點(diǎn)有利地移動(dòng)縮小的S11圓，所以S11圓的中心不再十分關(guān)鍵了。
一般而言，上述天線45允許使用多種形狀和長(zhǎng)度，來(lái)提供合適的電氣長(zhǎng)度和電流分布。一些形狀是簡(jiǎn)單的延遲線，而其它形狀被設(shè)計(jì)來(lái)以特定面積影響電流。如上所述，給定無(wú)限的空間，上述許多形狀和幾何結(jié)構(gòu)可能不再必需。但是，在諸如蜂窩電話的移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備的空間有限的環(huán)境中，上述天線特征對(duì)于提供多個(gè)工作頻帶上所需的性能，是特別有利的。
在特定實(shí)施例中，可以在天線45的基本布局中進(jìn)行多種改變。作為示例，可以移動(dòng)調(diào)諧分支72，從而使其從部分74而不是部分73上延伸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，也可以作出其它改變。
PCB 67具有第一表面，電路48位于其上；以及第二表面，接地層導(dǎo)體69位于其上。優(yōu)選地，相對(duì)地定位L形電介質(zhì)延伸部63的懸垂部分68上的主環(huán)形導(dǎo)體64的部分，使其不與接地層導(dǎo)體69交迭。已發(fā)現(xiàn)這樣可以提供增強(qiáng)的天線性能特性。相似地，優(yōu)選的是，第一、第二戶調(diào)諧分支導(dǎo)體70、71或72都不與接地層導(dǎo)體69交迭。
現(xiàn)在參考圖11描述用于制造移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備20的本發(fā)明第一方法方案。本方法的開(kāi)始(方框110)是在方框111，提供具有上部分46和下部分47的外殼21，由外殼所承載的電介質(zhì)基板67，由電介質(zhì)基板所承載的電路48，由外殼上部分所承載并與電路相連的音頻輸出換能器49，以及由外殼所承載并與電路相連的用戶輸入接口設(shè)備(例如，鍵盤23)。本方法還包括，在方框112，將至少一個(gè)輔助輸入/輸出設(shè)備50定位在外殼21的上部分46之內(nèi)，并將其與電路48相連，以及在方框113，將天線45定位在外殼的下部分47之內(nèi)，并使其構(gòu)成電介質(zhì)基板上的導(dǎo)線圖形，由此完成了所述方法(方框114)。
現(xiàn)在參考圖12描述用于制造移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備20的本發(fā)明另一方法方案。本方法的開(kāi)始(方框120)是在方框121，形成L形電介質(zhì)延伸部63，其包括垂直部分51和從垂直部分向外延伸的懸垂部分68，并且至少一個(gè)導(dǎo)線在懸垂部分上。本方法還包括在方框122，將L形電介質(zhì)延伸部63的垂直部分51與主電介質(zhì)基板67相連，從而使垂直部分從主電介質(zhì)基板67向外延伸，使懸垂部分68延伸過(guò)主電介質(zhì)基板67的鄰接部分，并且至少一個(gè)導(dǎo)線不與電介質(zhì)基板上的接地層導(dǎo)體69交迭。此外，在方框123，可以在外殼21上安裝主電介質(zhì)基板67，由此完成所述方法(方框124)。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，上述方法中的步驟順序只是示例性的，在不同的實(shí)施例中可以按照不同順序執(zhí)行多種步驟。
還將在以下參考圖13的示例中描述可以根據(jù)本發(fā)明使用的手持移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備1000的另一示例。設(shè)備1000包括外殼1200、鍵盤1400和輸出設(shè)備1600。所述輸出設(shè)備是顯示器1600，優(yōu)選地是全圖形LCD。可以可選地使用其它類型的輸出設(shè)備。處理設(shè)備1800包含在外殼1200之內(nèi)，并耦合在鍵盤1400和顯示器1600之間。處理設(shè)備1800響應(yīng)用戶對(duì)鍵盤1400上的鍵的激活，來(lái)控制顯示器1600的工作和移動(dòng)設(shè)備1000的整體工作。
可以垂直地加長(zhǎng)外殼1200，或可以采用其它尺寸和形狀(包括翻蓋(clamshell)外殼結(jié)構(gòu))。鍵盤可以包括模式選擇鍵，或其它用于在文本用途的輸入和電話用途的輸入之間切換的硬件或軟件。
除了處理設(shè)備1800，移動(dòng)設(shè)備1000的其它部分在圖13中示意性地示出。這些包括通信子系統(tǒng)1001；短程通信子系統(tǒng)1020；鍵盤1400和顯示器1600，以及其它輸入/輸出設(shè)備1060、1080、1100和1120；還有存儲(chǔ)設(shè)備1160、1180和其它多種設(shè)備子系統(tǒng)1201。優(yōu)選地，移動(dòng)設(shè)備1000是具有語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信功能的雙向RF通信設(shè)備。此外，移動(dòng)設(shè)備1000優(yōu)選地具有通過(guò)因特網(wǎng)與其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信的功能。
由處理設(shè)備1800執(zhí)行的操作系統(tǒng)軟件優(yōu)選地存儲(chǔ)在持久的存儲(chǔ)器中，例如閃存1160，但是也可以存儲(chǔ)在其它類型的存儲(chǔ)設(shè)備中，例如只讀存儲(chǔ)器(ROM)或相似存儲(chǔ)元件。此外，可以將系統(tǒng)軟件、特定設(shè)備應(yīng)用程序或其部分暫時(shí)加載到易失性存儲(chǔ)器中，例如，隨機(jī)存儲(chǔ)存儲(chǔ)器(RAM)1180?？梢栽赗AM 1180中存儲(chǔ)移動(dòng)設(shè)備接收的通信信號(hào)。
除了操作系統(tǒng)功能，處理設(shè)備1800還在設(shè)備1000上執(zhí)行軟件應(yīng)用程序1300A-1300N。可以在制造期間，將諸如數(shù)據(jù)和語(yǔ)音通信1300A和1300B的控制基本設(shè)備操作的預(yù)定應(yīng)用程序集，安裝在設(shè)備1000上。此外，可以在制造期間安裝個(gè)人信息管理員(PIM)應(yīng)用程序。PIM能夠優(yōu)選地組織和管理數(shù)據(jù)項(xiàng)，例如電子郵件、日歷事件、語(yǔ)音郵件、約定和任務(wù)項(xiàng)。PIM(personal information manager，個(gè)人信息管理器)應(yīng)用程序還能夠優(yōu)選地通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)1401，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)項(xiàng)。優(yōu)選地，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)1401，使用存儲(chǔ)在主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的或與主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的設(shè)備用戶的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)項(xiàng)，來(lái)無(wú)縫地整合、同步和更新PIM數(shù)據(jù)項(xiàng)。
通過(guò)通信子系統(tǒng)1001，并可以通過(guò)短程通信子系統(tǒng)，來(lái)執(zhí)行包括數(shù)據(jù)和語(yǔ)音通信的通信功能。通信子系統(tǒng)1001包括接收器1500、發(fā)射器1520和一個(gè)或多個(gè)天線1540和1560。此外，通信子系統(tǒng)1001還包括處理諸如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)1580的模塊，以及本地振蕩器(LO)1601。通信子系統(tǒng)1001的特定設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)取決于移動(dòng)設(shè)備1000要在其中操作的通信網(wǎng)絡(luò)。例如，移動(dòng)設(shè)備1000可以包括通信子系統(tǒng)1001，將通信子系統(tǒng)1001設(shè)計(jì)來(lái)與MobitexTM、Data TACTM、或通用無(wú)線分組電服務(wù)(GPRS)移動(dòng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)相操作，還可以將其設(shè)計(jì)來(lái)與諸如AMPS、TDMA、CDMA、PCS和GSM等多種語(yǔ)音通信網(wǎng)絡(luò)之一相操作。還可以將其它類型的分離或集成的數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)設(shè)備1000共同使用。
網(wǎng)絡(luò)接入要求根據(jù)通信系統(tǒng)的類型而變化。例如，在MobitexTM和Data TACTM網(wǎng)絡(luò)中，使用與每個(gè)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的唯一的個(gè)人身份號(hào)碼或PIN，在網(wǎng)絡(luò)上注冊(cè)移動(dòng)設(shè)備。但是，在GPRS網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)接入與設(shè)備的訂戶或用戶相關(guān)聯(lián)。因此，為在GPRS網(wǎng)絡(luò)上操作，GPRS設(shè)備要求訂戶身份模塊，通常稱作SIM卡。
當(dāng)完成了所要求的網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)或激活過(guò)程時(shí)，移動(dòng)設(shè)備1000可以通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)1401發(fā)送或接收通信信號(hào)。將由天線1540從通信網(wǎng)絡(luò)1401接收到的信號(hào)路由給接收器1500，接收器1500提供信號(hào)放大、下變頻、濾波和信道選擇等，并還可以提供模數(shù)轉(zhuǎn)換。接收到的信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換允許DSP 1580來(lái)執(zhí)行更加復(fù)雜的通信功能，例如解調(diào)和解碼。以相似方式，要向網(wǎng)絡(luò)1401發(fā)射的信號(hào)由DSP 1580處理(例如，調(diào)制和編碼)，然后提供給發(fā)射器1520，以進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換、上變頻、濾波、放大和通過(guò)天線1560向通信網(wǎng)絡(luò)1401發(fā)射。
除了處理通信信號(hào)，DSP 1580還提供對(duì)接收器1500和發(fā)射器1520的控制。例如，可以通過(guò)在DSP 1580中實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)增益控制算法，來(lái)自適應(yīng)地控制在接收器1500和發(fā)射器1520中向通信信號(hào)施加的增益。
在數(shù)據(jù)通信模式中，諸如文本消息或網(wǎng)頁(yè)下載的接收到的信號(hào)由通信子系統(tǒng)1001處理，并輸入到處理設(shè)備1800。然后，處理設(shè)備1800進(jìn)一步處理接收到的信號(hào)，以作為向顯示器1600的輸出，或可選地，向一些其它輔助I/O設(shè)備1060的輸出。設(shè)備用戶還可以使用鍵盤1400或諸如觸摸盤、搖臂開(kāi)關(guān)、指輪或其它類型的輸入設(shè)備的一些其它輔助I/O設(shè)備1060，來(lái)編輯數(shù)據(jù)項(xiàng)，例如電子郵件消息。然后可以通過(guò)通信子系統(tǒng)1001在通信網(wǎng)絡(luò)1401上傳輸編輯的數(shù)據(jù)項(xiàng)。
在語(yǔ)音通信模式中，除了向揚(yáng)聲器1100輸出接收到的信號(hào)，以及由麥克風(fēng)1120產(chǎn)生用于發(fā)射的信號(hào)之外，設(shè)備的整體操作實(shí)質(zhì)上與數(shù)據(jù)通信模式的相似?？梢栽谠O(shè)備1000上實(shí)現(xiàn)可選的語(yǔ)音或音頻I/O子系統(tǒng)，例如語(yǔ)音消息記錄子系統(tǒng)。此外，例如，在語(yǔ)音通信模式中可以使用顯示器1600，來(lái)顯示呼叫方的身份、語(yǔ)音呼叫的持續(xù)時(shí)間或其它有關(guān)語(yǔ)音呼叫的信息。
短程通信子系統(tǒng)使得在移動(dòng)設(shè)備1000和其它接近的系統(tǒng)或設(shè)備之間能夠進(jìn)行通信，它們不一定是相似設(shè)備。例如，短程通信子系統(tǒng)可以包括紅外設(shè)備和關(guān)聯(lián)電路及組件，或藍(lán)牙通信模塊，來(lái)提供與相似地具備功能的系統(tǒng)和設(shè)備之間的通信。
從前述描述和關(guān)聯(lián)圖中所呈現(xiàn)的說(shuō)明中受到啟示之后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)想到本發(fā)明的多種修改和其它實(shí)施例。因此，要理解，本發(fā)明不限于公開(kāi)的特定實(shí)施例，修改和實(shí)施例也是包括于所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備，包括外殼；所述外殼所承載的主電介質(zhì)基板；所述主電介質(zhì)基板所承載的電路；所述主電介質(zhì)基板上的接地層導(dǎo)體；L形電介質(zhì)延伸部，包括從所述主電介質(zhì)基板向外延伸的垂直部分，以及從所述垂直部分向外并在所述主電介質(zhì)基板的鄰接部分上延伸的懸垂部分；以及主環(huán)形天線導(dǎo)體，包括至少一個(gè)導(dǎo)線，在所述L形電介質(zhì)延伸部的懸垂部分上相對(duì)地定位，從而不與所述接地層導(dǎo)體交迭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備，其中所述主電介質(zhì)基板具有對(duì)立的第一和第二表面，所述接地層導(dǎo)體在第一表面上，所述L形電介質(zhì)延伸部的所述垂直部分從所述第二表面向外延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備，其中所述至少一個(gè)導(dǎo)線在所述L形電介質(zhì)延伸部的所述垂直部分上延伸，并且在其中具有限定所述主環(huán)形天線導(dǎo)體的第一和第二端的間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備，還包括第一分支導(dǎo)體，在所述主電介質(zhì)基板上，具有鄰近所述主環(huán)形天線導(dǎo)體的第一端而連接的第一端，并具有限定第一饋送點(diǎn)的第二端；以及第二分支導(dǎo)體，在所述主電介質(zhì)基板上，具有鄰近所述主環(huán)形天線導(dǎo)體的第二端而連接的第一端，以及限定第二饋送點(diǎn)的第二端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備，還包括調(diào)諧分支導(dǎo)體，在所述主電介質(zhì)基板上，并與所述第一和第二分支的各個(gè)第一端之間的所述主環(huán)形天線導(dǎo)體相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備，其中所述主環(huán)形天線導(dǎo)體具有至少一個(gè)調(diào)諧特征。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備，其中所述外殼具有上部分和下部分，并且所述移動(dòng)無(wú)線無(wú)線設(shè)備還包括音頻輸出換能器，由所述外殼的上部分所承載，并與所述電路相連；以及所述L形電介質(zhì)延伸部與所述外殼的下部分鄰接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備，其中所述電路包括與所述主環(huán)形天線導(dǎo)體相連的無(wú)線收發(fā)器。
9.一種方法，用于制造移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備，包括形成L形電介質(zhì)延伸部，所述L形電介質(zhì)延伸部包括垂直部分和從垂直部分向外延伸的懸垂部分，至少一個(gè)導(dǎo)線在懸垂部分上；將L形電介質(zhì)延伸部的垂直部分與主電介質(zhì)基板相連，從而使垂直部分從那里向外延伸，懸垂部分在主電介質(zhì)基板的鄰接部分上延伸，至少一個(gè)導(dǎo)線不與電介質(zhì)基板上的接地層導(dǎo)體交迭；以及在移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備的外殼中安裝主電介質(zhì)基板。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中主電介質(zhì)基板具有對(duì)立的第一和第二表面；形成接地層導(dǎo)體，包括在第一表面上形成接地層導(dǎo)體；連接垂直部分，包括將垂直部分與第一表面相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中包括定位的步驟，所述定位的步驟進(jìn)一步包括定位至少一個(gè)導(dǎo)線，使其在L形電介質(zhì)延伸部的垂直部分上延伸，并且在其中具有限定主環(huán)形天線導(dǎo)體的第一和第二端的間隙。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括在主電介質(zhì)基板上形成第一分支導(dǎo)體，其具有鄰近主環(huán)形天線導(dǎo)體的第一端而連接的第一端，并具有限定第一饋送點(diǎn)的第二端；以及在主電介質(zhì)基板上形成第二分支導(dǎo)體，其具有鄰近所述主環(huán)形天線導(dǎo)體的第二端而連接的第一端，以及限定第二饋送點(diǎn)的第二端。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在主電介質(zhì)基板上形成調(diào)諧分支導(dǎo)體，其與第一和第二分支的各個(gè)第一端之間的主環(huán)形天線導(dǎo)體相連。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述外殼具有上部分和下部分，所述方法還包括定位音頻輸出換能器，使其鄰接外殼的上部分，并與電路相連；以及在將垂直部分與主電介質(zhì)基板相連之前，定位L形電介質(zhì)延伸部，使其鄰接外殼的下部分。
全文摘要
一種移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備，可以包括外殼、外殼所承載的主電介質(zhì)基板、主電介質(zhì)基板所承載的電路和主電介質(zhì)基板上的接地層導(dǎo)體。移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備還可以包括L形電介質(zhì)延伸部，其包括從主電介質(zhì)基板向外延伸的垂直部分，以及從垂直部分向外并在主電介質(zhì)基板的鄰接部分上延伸的懸垂部分。在L形電介質(zhì)延伸部的懸垂部分上相對(duì)地定位包括至少一個(gè)導(dǎo)線的主環(huán)形天線導(dǎo)體，使得其不與接地層導(dǎo)體交迭。
文檔編號(hào)H01Q9/42GK1947446SQ200580012229
公開(kāi)日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月2日
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