国产精品1024永久观看,大尺度欧美暖暖视频在线观看,亚洲宅男精品一区在线观看,欧美日韩一区二区三区视频,2021中文字幕在线观看

  • <option id="fbvk0"></option>
    1. <rt id="fbvk0"><tr id="fbvk0"></tr></rt>
      <center id="fbvk0"><optgroup id="fbvk0"></optgroup></center>
      <center id="fbvk0"></center>

      <li id="fbvk0"><abbr id="fbvk0"><dl id="fbvk0"></dl></abbr></li>

      可調(diào)諧天線系統(tǒng)、裝置及方法與流程

      文檔序號:12289165閱讀:224來源:國知局
      可調(diào)諧天線系統(tǒng)、裝置及方法與流程

      本申請要求于2014年3月21日提交的美國專利申請第61/968,930號的優(yōu)先權(quán),其公開的全部內(nèi)容通過引用合并于此。

      技術(shù)領(lǐng)域

      本文所公開的主題總體涉及射頻天線。更具體地,本文公開的主題涉及可調(diào)諧天線的設(shè)計、結(jié)構(gòu)、以及操作。



      背景技術(shù):

      在移動通信市場上,眾多全球用戶和對廣泛的移動服務(wù)(例如,包括無線語音電話、移動互聯(lián)網(wǎng)接入、固定無線互聯(lián)網(wǎng)接入、視頻通話、以及移動電視技術(shù))日益增長的需求已經(jīng)驅(qū)動著具有新的頻帶和更高數(shù)據(jù)速率的新一代的蜂窩標準的發(fā)展。為了適應各種網(wǎng)絡(luò)的用戶,一種解決方案可以是特別地設(shè)計待以特定網(wǎng)絡(luò)配置來使用的移動裝置。然而,由于為適應多個不同的移動電信標準將需要同一產(chǎn)品的多種變化,因此這種方法可能導致制造效率低下。

      其結(jié)果是,可以期望移動裝置與一套以上的移動電信標準相兼容以提供制造效率(例如,用于全球生產(chǎn)的1SKU)和裝置的多功能性。具體地,對于移動裝置,期望的是能夠在與2G(例如,GSM/CDMA)、3G(例如,EVDO/WCDMA)、以及4G(例如,LTE)技術(shù)都相關(guān)聯(lián)的頻帶中工作。此外,移動技術(shù)中的進一步的進步(例如,LTE、LTE-A和5G)將需要額外擴展到移動裝置所將被期望能夠工作的頻率范圍。此外,可以期望多天線結(jié)構(gòu)(例如,MIMO、載波聚合)提供附加的功能優(yōu)點。

      然而,在這樣的寬頻率范圍內(nèi)操作的能力可以被無線天線的物理尺寸所限制。尤其是在移動裝置中使用多天線的那些系統(tǒng)中,所需的物理空間的量可以是相當大的。此外,由現(xiàn)代移動裝置的尺寸的不斷縮小所強加的設(shè)計限制(例如,纖薄的、時尚的、彎曲的、窄邊框)可以表現(xiàn)出與為適應多頻天線系統(tǒng)所需要的體積的自然的沖突。其結(jié)果是,具備用于先進的移動技術(shù)的天線系統(tǒng)將是有利的,其可以更好地以小的天線體積實現(xiàn)寬的帶寬。



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      根據(jù)本發(fā)明,提供了可調(diào)諧天線系統(tǒng)、裝置和方法。在一個方案中,提供了一種可調(diào)諧天線系統(tǒng),其中在信號節(jié)點和電小天線之間通信地設(shè)置有可調(diào)諧帶阻電路,該電小天線具有大體上等于或小于與通信工作頻帶內(nèi)的頻率對應的波長的長度的十分之一的最大尺寸。可調(diào)諧帶阻電路可以是可調(diào)諧的以調(diào)整帶阻頻率,并且與可調(diào)諧帶阻電路及信號節(jié)點進行通信的電感器的電感可選擇為實現(xiàn)可調(diào)諧帶阻電路與電小天線在低于帶阻頻率的通信工作頻帶之內(nèi)的期望的低頻帶的系統(tǒng)諧振。

      在另一個方案中,提供了用于調(diào)諧電小天線的方法。該方法可以包括對連接到電小天線的可調(diào)諧帶阻濾波器進行調(diào)諧以調(diào)整可調(diào)諧帶阻電路與電小天線在低于帶阻頻率的期望的低頻帶之內(nèi)的系統(tǒng)諧振,而不改變可調(diào)諧帶阻濾波器和電小天線在高于帶阻頻率的期望的高頻帶之內(nèi)的系統(tǒng)諧振。

      在又一個方案中,用于調(diào)諧電小天線的方法可以包括:在電小天線和信號節(jié)點之間連接可調(diào)諧帶阻電路,該電小天線具有大體上等于或小于與通信工作頻帶內(nèi)的頻率對應的波長的長度的十分之一的最大尺寸;在可調(diào)諧帶阻電路和信號節(jié)點之間通信地連接電感器,該電感器的電感被選擇為在低于帶阻頻率的通信工作頻帶內(nèi)的期望的低頻帶實現(xiàn)系統(tǒng)共振;以及調(diào)諧可調(diào)諧帶阻電路以將帶阻頻率調(diào)整到通信工作頻帶內(nèi)的期望的低頻帶和期望的高頻帶之間。

      雖然在上文已經(jīng)對在此公開的主題的一些方案進行了描述,并且它們是全部地或部分地通過本發(fā)明公開的主題來實現(xiàn)的,但是當聯(lián)系附圖如下文進行最佳描述時其他方案將變得顯而易見。

      附圖說明

      通過下列應該結(jié)合附圖閱讀的詳細描述,本主題的特征和優(yōu)點將更加容易理解,這些詳細描述僅以說明性而非限制性例子的方式給出,并且其中:

      圖1a是移動通信裝置的前透視圖,其背面被移除以顯示一些它的內(nèi)部組件,其包括根據(jù)本公開的主題的實施例的可調(diào)諧天線系統(tǒng);

      圖1b是圖1a中所示的移動通信裝置的一部分的前透視圖,其包含一些它的內(nèi)部組件,包括根據(jù)本公開的主題的實施例的可調(diào)諧天線系統(tǒng);

      圖2是示出根據(jù)本公開的主題的實施例的可調(diào)諧天線系統(tǒng)的示意圖;

      圖3至圖5是示出根據(jù)本公開的主題的實施例的可調(diào)諧天線系統(tǒng)的示例性配置的電路圖;

      圖6a是示出根據(jù)本發(fā)明公開的主題的實施例的作為頻率的函數(shù)的電路輸入阻抗的實部的曲線圖;

      圖6b是示出根據(jù)本發(fā)明公開的主題的實施例的作為頻率的函數(shù)的電路輸入阻抗的虛部的曲線圖;

      圖7是示出根據(jù)本公開的主題的實施例的在調(diào)諧設(shè)置的范圍內(nèi)作為頻率的函數(shù)的可調(diào)諧帶阻電路的反射功率的曲線圖;以及

      圖8是示出根據(jù)本公開的主題的實施例的在調(diào)諧設(shè)置的范圍內(nèi)作為頻率的函數(shù)的可調(diào)諧天線系統(tǒng)的仿真天線效率的曲線圖。

      具體實施例

      本主題提供可調(diào)諧天線系統(tǒng)、裝置以及方法。特別地,該可調(diào)諧天線系統(tǒng)、裝置、以及方法能夠在高頻帶諧振中保持良好的性能的同時,調(diào)諧低頻帶。在一些實施例中,例如,可以設(shè)定可調(diào)諧天線系統(tǒng)的尺寸以在或約在所期望的高頻帶頻率(例如,約1.9GHz)諧振。此外,該系統(tǒng)可進一步構(gòu)造成可調(diào)諧的以在或約在所期望的低頻帶頻率(例如,在約700MHz至960MHz之間,包括UMTS頻帶B5、B8、B12、B13和B17的范圍)諧振。

      在一個方案中,本主題提供了一種可調(diào)諧的天線系統(tǒng),其包括電小天線以及與天線串聯(lián)的可調(diào)諧帶阻電路。具體地,如圖1a和圖1b中所示,該可調(diào)諧天線系統(tǒng)(總體標為100)可以連同任意各種附加組件一起包含在天線托架200上。在圖1b所示的實施例中,例如,天線托架200可以進一步容納揚聲器202、非接地印刷電路板204、以及外部連接端口206(例如,USB端口)。此外,如圖1a中所示,天線托架200可以被集成到移動裝置300中并且可以連接到該裝置的主印刷電路板302。如從該示例性構(gòu)造中可以看出的,可用于調(diào)諧天線系統(tǒng)100的空間量可以包括移動裝置300的總體積的相對小的部分。

      為了有利地利用該有限的組件空間,可調(diào)諧天線系統(tǒng)100可以包括電小天線110(例如,小型單極輻射器),其可以具有大體上等于或小于與通信工作頻帶內(nèi)的頻率對應的波長的長度的十分之一的最大尺寸x。具體地,可以設(shè)定電小天線110的尺寸使得最大尺寸x是基本上等于或小于與期望的低頻帶內(nèi)的工作頻率對應的波長的長度的十分之一。在一個特定的實施例中,例如,電小天線110可以是具有約1英寸的圖案長度和對于該裝置體積來說盡可能寬的圖案寬度以增大帶寬的單級饋電單級子。

      盡管該尺寸很小,電小天線110仍可以具有適當?shù)某叽缫栽谄谕母哳l帶產(chǎn)生強輻射諧振。在一些示例性實施例中,例如,電小天線110可以定尺寸以具有約2.2GHz和2.5GHz之間的實諧振的單極輻射器,并且電小天線110可以具有大于約200Ω的實電阻。

      然而,相對于低頻帶的頻率,根據(jù)上述討論來確定其長度后,這種長度的天線通常不在低頻帶工作頻率諧振。因此,如圖2所示,諧振控制元件130可以被設(shè)置在電小天線110和信號節(jié)點S之間。諧振控制元件130可以包括配置成抵消電小天線110的電抗的一個或多個電抗電路元件。在一些實施例中,例如,如圖3和圖4的實施例中所示,其中電小天線110在非諧振頻率呈現(xiàn)主要容抗,諧振控制元件130可以包括設(shè)置在連接在電小天線110和信號節(jié)點S之間的第二節(jié)點n2和地之間的分路電感器132。在一些實施例中,分路電感器132可以具有根據(jù)電小天線110的阻抗而選擇的電感(例如,介于約2.7到6.8nH之間)以實現(xiàn)低頻帶諧振(例如,約1.2GHz)。在這種布置中,雖然這樣的構(gòu)造通常不能匹配良好,但可以配置分路電感器132以提供低頻帶諧振。

      為了改善電小天線110的匹配,可調(diào)諧天線系統(tǒng)100還可以包括可調(diào)諧帶阻電路(總體標為120),其可以被配置成在低頻帶和高頻帶之間形成帶阻區(qū)。具體地,例如,在如圖3所示的實施例中,可調(diào)諧帶阻電路120可以包括具有與帶阻電感器122并聯(lián)連接的可調(diào)諧電容器121的并聯(lián)諧振電路,這種并聯(lián)布置被串聯(lián)設(shè)置在電小天線110和信號節(jié)點S之間。具體地,可調(diào)諧電容器121可以是微機電系統(tǒng)(MEMS)可變電容器、基于半導體開關(guān)的可變電容器(例如,絕緣體上的硅(SOI)、砷化鎵PHEMT)、鈦酸鍶鋇(BST)可變電容器、或變?nèi)荻O管中的一個。無論可調(diào)諧電容器121是何種特定形式,其可以具有一個調(diào)諧范圍(例如,約4PF的ΔC),允許其被設(shè)定為被選擇以覆蓋帶阻頻率的期望范圍(例如,以約1.5GHz的帶阻諧振為中心)的一些值中的任何值(例如,從低至約1pF或更低或高至8pF或者更高)。

      此外,在一些實施例中,帶阻電感器122可以在值上是固定的,但是當結(jié)合可調(diào)諧電容器121時,可調(diào)諧帶阻電路120可以表現(xiàn)出被設(shè)計以獲得所期望的帶阻效應的一些電感(例如,介于約2.7和6.8nH之間)。

      此外,如圖4所示,在一些實施例中,固定電容器123可以進一步與可調(diào)諧電容器121、以及與帶阻電感器122并聯(lián)設(shè)置。在這樣的配置中,由固定電容器123所提供的電容(例如,約0和4pF之間)可以被設(shè)計成增加可調(diào)諧帶阻電路120的最小電容,從而可以允許該可調(diào)諧電容器121僅需要在所期望的較低的調(diào)諧電容和期望的較高的調(diào)諧電容之間的范圍內(nèi)是可調(diào)諧的。

      在圖5所示的另一配置中,電小天線110可以包括環(huán)形感應天線(例如,差分的或單端的)。為了設(shè)置用于這樣的天線配置的帶阻調(diào)諧電路,可調(diào)諧帶阻電路120可以包括與環(huán)并聯(lián)連接的L-C串聯(lián)電路。如圖5所示,例如,可調(diào)諧帶阻電路120可以包括與分路帶阻電容器125串聯(lián)的分路帶阻電感器124,其可以被構(gòu)造成在由可調(diào)諧帶阻電路120形成的由“短”到地所創(chuàng)建的阻帶以下的低頻帶頻率與環(huán)形天線諧振并且調(diào)諧環(huán)形天線。相反地,在高頻帶頻率,可調(diào)諧帶阻電路120與電小天線110并聯(lián)將顯出高阻抗的電感。為了優(yōu)化匹配,該實施例中的諧振控制元件130可以包括位于可調(diào)諧帶阻電路120和信號節(jié)點S之間的串聯(lián)電容134。在這種配置中,例如,可調(diào)諧天線系統(tǒng)100可表現(xiàn)出用于與蜂窩應用相結(jié)合的FM/UHF天線的優(yōu)點。

      不管可調(diào)諧天線系統(tǒng)100的總體配置或可調(diào)諧帶阻電路120的具體配置,匹配的拓撲可以被設(shè)計為使用盡可能少到一個可調(diào)諧元件(例如,可調(diào)諧電容器121)來簡單地并清楚地控制天線阻抗。(例如,參見圖6a和圖6b)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到更多的調(diào)諧器可以被添加到匹配網(wǎng)絡(luò)中,這可能會致使可調(diào)諧性在低頻帶和高頻帶中被擴展,但這種附加的調(diào)諧器的寄生值可能影響阻抗。

      然而,即使只用一個可調(diào)諧電容器作為可調(diào)諧帶阻電路120的一部分,帶阻區(qū)也可以被上下調(diào)整(例如,通過調(diào)諧可調(diào)諧電容器121)。帶阻頻率的這種移位可以強烈地影響可調(diào)諧帶阻濾波器120和電小天線110在低于帶阻頻率的期望的低頻帶內(nèi)的系統(tǒng)諧振,但可以很少或不會影響到高于帶阻頻率的期望的高頻帶內(nèi)的系統(tǒng)諧振。在這方面,例如,帶阻電感器122可被配置在低頻帶頻率與電小天線110諧振,但可調(diào)諧電容器121可以被配置成調(diào)諧可調(diào)諧帶阻電路120的有效電感,其由此允許可調(diào)諧帶阻電路來調(diào)諧低頻帶的響應。相反地,在高頻帶頻率,可調(diào)諧電容器121(和固定電容器122,如果存在的話)變得有效地“透明”,而電小天線110像不存在調(diào)諧電路一樣工作。

      例如,如圖7中所示,在可調(diào)諧帶阻濾波器120中使用一個可變電容器,可調(diào)諧天線系統(tǒng)100可以以并發(fā)高頻帶諧振覆蓋低頻帶頻率的寬范圍(例如,在700MHz和900MHz之間)。在此配置中,本文所討論的配置在技術(shù)上不是自諧振天線配置而是更準確地描述為電抗匹配天線。因此,本文所公開的布置可以是對能夠影響天線阻抗和反饋結(jié)構(gòu)的外圍元件敏感的,但它們不應該表現(xiàn)出任何顯著的寄生諧振。

      以這種方式,電小天線110和可調(diào)諧帶阻電路120的這種布置可以通過對帶阻頻率進行移位來提供低頻帶頻率的高可調(diào)諧性,以幫助在所期望的低頻帶的頻率范圍內(nèi)匹配天線阻抗。

      此外,可調(diào)諧帶阻電路120還可以幫助拓寬高頻工作頻帶的帶寬,并且可以幫助在低頻帶工作和高頻帶工作二者中提高天線效率。如圖8所示,例如,可調(diào)諧天線系統(tǒng)100在低頻帶工作和高頻帶工作二者中可以表現(xiàn)出高效率,在低頻帶被移位的同時高頻帶效率相對穩(wěn)定。可調(diào)諧帶阻電路120還可以使輻射功率集中到帶阻區(qū)的兩側(cè)中,這是因為帶阻區(qū)不存儲輻射功率,而是傳播該能量到低諧振和高諧振二者中(即“氣球效應”)。以這種方式,可調(diào)諧天線系統(tǒng)100可以提供用于先進的移動技術(shù)(例如,LTE、LTE-A、以及5G)的可調(diào)諧天線方案以用小的天線體積實現(xiàn)寬的帶寬。

      除了以上所討論的元件的組合,可調(diào)諧天線系統(tǒng)100還可以包括一個或多個元件以提高系統(tǒng)的操作特性。具體而言,例如,為了允許可調(diào)諧天線系統(tǒng)100發(fā)生諧振的高頻帶的進一步修整,在一些實施例中,如圖3和圖4中的每個實施例中所示,諧振控制電容器133可以在連接在電小天線110和信號節(jié)點S之間的第一節(jié)點n1和地之間被設(shè)置為分路布置。在一些實施例中,諧振控制電容器133可以被設(shè)置固定電容(例如,約1.2pF),該固定電容被選擇為使得當與可調(diào)諧天線系統(tǒng)100的長度一起取值時,可調(diào)諧天線系統(tǒng)100可以實現(xiàn)在通信工作頻帶內(nèi)的期望的高頻帶處的諧振??蛇x擇地,諧振控制電容器133可以是可調(diào)諧的,從而通過調(diào)整諧振控制電容器133的電容設(shè)置,可以允許可調(diào)諧天線系統(tǒng)100調(diào)諧一些高頻帶頻率中的任一頻率。在諧振控制電容器133為了高頻帶諧振控制而被設(shè)置在可調(diào)諧天線系統(tǒng)100中的任何形式的實施例中,分路電感器132和諧振控制電容133的組合可以共同適用于控制可調(diào)諧天線系統(tǒng)100以具有低和高頻帶諧振的期望的組合(例如,低諧振約為1GHz,而高諧振約2GHz)。

      此外,在一些實施例中,可以進一步設(shè)置高頻帶帶寬控制電容器131與電小天線110進行通信。特別地,帶寬控制電容器131可以串聯(lián)設(shè)置在電小天線110和信號節(jié)點S之間(例如,在電小天線110和第一節(jié)點n1之間)。在一些實施例中,帶寬控制電容器131的電容可以被選擇(例如,約33pF)為實現(xiàn)期望的高頻帶的期望的帶寬。此外,在一些實施例中,可以設(shè)置靜電放電保護電容器111(例如,具有約33pF電容的固定元件)與電小天線110進行通信。(例如,參見圖4)

      總之,可以利用這個原理來取得引人注目的可調(diào)諧性能,其包括具有良好效率的低頻帶可調(diào)諧性以及具有高效率和較寬帶寬的穩(wěn)定的高頻帶諧振。這對于移交監(jiān)控和低-高和高-高載波聚合應用特別有用。

      本主題可以以其它形式實施而不脫離其精神和基本特征。因此,所描述的實施例在各方面均被考慮為說明性的而不是限制性的。雖然已經(jīng)按照特定的優(yōu)選實施例對本主題進行了描述,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是顯而易見的其他實施例也都落在本主題的范圍之內(nèi)。

      當前第1頁1 2 3 
      網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
      • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
      1