用于具有可調(diào)諧振頻率和輻射模式的移動(dòng)天線的系統(tǒng)和方法【專利說明】用于具有可調(diào)諧振頻率和輻射模式的移動(dòng)天線的系統(tǒng)和方法[0001]相關(guān)申請案交叉申請[0002]本發(fā)明要求2013年8月20日遞交的發(fā)明名稱為“用于具有可調(diào)諧振頻率和福射模式的移動(dòng)天線的系統(tǒng)和方法(SystemandMethodforaMobileAntennawithAdjustableResonantFrequenciesandRadiat1nPattern)”的第13/971，628號美國非臨時(shí)專利申請案的在先申請優(yōu)先權(quán)，該在先申請的內(nèi)容以引入的方式并入本文本中。
技術(shù)領(lǐng)域：
[0003]本發(fā)明涉及無線通信天線設(shè)計(jì)領(lǐng)域，且在具體實(shí)施例中，涉及一種用于具有可調(diào)諧振頻率和輻射模式的移動(dòng)天線的系統(tǒng)和方法?！?br>背景技術(shù)：
】[0004]近來，用于移動(dòng)通信的頻譜已大大拓寬。然而，智能手機(jī)和膝上電腦/平板電腦等移動(dòng)設(shè)備中的天線體積并未增加以滿足帶寬拓寬后的需求。通常，一次使用一個(gè)頻帶用于移動(dòng)設(shè)備處的通信。設(shè)備的天線可以通過適應(yīng)所用頻率的方式來設(shè)計(jì)。在移動(dòng)設(shè)備處，天線的諧振頻率可以通過天線元件的長度以及天線元件和印刷電路板(PCB)之間的耦合來調(diào)整。然而，由于移動(dòng)設(shè)備中天線設(shè)計(jì)的可用空間的限制，增加天線長度的選擇受到了限制。因此，需要一種高效且相對簡單的用于實(shí)現(xiàn)天線設(shè)計(jì)和操作的方法以使用可用的有限天線體積或尺寸來調(diào)整或增加移動(dòng)設(shè)備處的頻帶或通信頻率?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0005]根據(jù)一實(shí)施例，一種用于在無線設(shè)備處提供可調(diào)頻帶的方法包括將輻射器元件與所述無線設(shè)備的第一天線和第二天線電解耦以便為所述第一天線啟用低頻帶以及為所述第二天線啟用高頻帶。在確定改變所述低頻帶或所述高頻帶之后，將所述輻射器元件電耦合至所述第一元件和所述第二元件以改變所述低頻帶和所述高頻帶。[0006]根據(jù)另一實(shí)施例，一種用于在無線設(shè)備處提供可調(diào)頻帶的方法包括在所述無線設(shè)備處閉合開關(guān)以將輻射器元件電連接至與兩個(gè)天線連接的電路板以改變所述兩個(gè)天線的頻帶。在確定變回所述兩個(gè)天線的所述頻帶之后，斷開所述開關(guān)以將所述輻射器元件與所述電路板和所述兩個(gè)天線電斷連。[0007]根據(jù)另一實(shí)施例，一種用于無線通信設(shè)備的支持無線電信號的可調(diào)頻帶的裝置包括電路板、通過第一天線饋源連接至所述電路板的第一天線、通過第二天線饋源連接至所述電路板的第二天線、置于所述電路板之上的輻射器枝節(jié)，其中所述輻射器枝節(jié)與所述電路板的其它元件斷連并與所述第一天線和所述第二天線絕緣，以及置于所述輻射器枝節(jié)和所述電路板的所述其它元件之間的開關(guān)，所述開關(guān)用于通過所述電路板的所述其它元件、所述第一天線饋源和所述第二天線饋源將所述輻射器枝節(jié)電耦合至所述第一天線和所述第二天線。[0008]上文已相當(dāng)廣泛地概述了本發(fā)明實(shí)施例的特征，以有助于更好地理解下文對本發(fā)明的詳細(xì)說明。下文將描述本發(fā)明各項(xiàng)實(shí)施例的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，這些特征和優(yōu)點(diǎn)構(gòu)成本發(fā)明的權(quán)利要求書的標(biāo)的物。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，可輕易地基于所揭示的概念和具體實(shí)施例，修改或設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的相同目的的其他結(jié)構(gòu)或過程。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)意識到，此類等效結(jié)構(gòu)并不脫離所附權(quán)利要求書中提出的本發(fā)明的精神和范圍?！靖綀D說明】[0009]為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考下文結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，其中:[0010]圖1A和1B示出了具有可調(diào)諧振頻率和輻射模式的天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)施例的3D視圖；[0011]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示出了天線設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的諧振頻率變化的圖表；[0012]圖3是示出了圖2的天線設(shè)計(jì)的天線輸出效率變化的圖表；[0013]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的天線設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的輻射模式變化；[0014]圖5是示出了具有可調(diào)諧振頻率和輻射模式的天線設(shè)計(jì)的操作方法的流程圖；以及[0015]圖6是可以用于實(shí)施各種實(shí)施例的示例性處理系統(tǒng)的圖。[0016]除非另有指示，否則不同圖中的對應(yīng)標(biāo)號和符號通常指代對應(yīng)部分。繪制各圖是為了清楚地說明實(shí)施例的相關(guān)方面，因此未必是按比例繪制的?！揪唧w實(shí)施方式】[0017]下文將詳細(xì)論述當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的制作和使用。然而，應(yīng)了解，本發(fā)明提供可在各種具體上下文中體現(xiàn)的許多適用的發(fā)明性概念。所論述的具體實(shí)施例僅僅說明用以實(shí)施和使用本發(fā)明的具體方式，而不限制本發(fā)明的范圍。[0018]本文提供了多種高效且相對簡單的用于實(shí)現(xiàn)天線設(shè)計(jì)和操作的方法以使用可用的有限天線體積或尺寸來調(diào)整或增加移動(dòng)設(shè)備處的頻帶(或通信頻率)。各項(xiàng)實(shí)施例包括通過PCB(或金屬機(jī)殼)將調(diào)諧枝節(jié)或元件電耦合至移動(dòng)或無線電設(shè)備處的天線元件。該P(yáng)CB置于天線元件和調(diào)諧枝節(jié)之間并連接至天線元件。該調(diào)諧枝節(jié)可以置于PCB的拐角處，如下所示。該調(diào)諧枝節(jié)可以通過開關(guān)與PCB和天線元件連接/斷連，以改變不同頻率下的天線輻射并且還提供其它輻射模式(頻率)。該調(diào)諧枝節(jié)還可以切換(連接/斷連)以改變天線的輻射模式，如下所示。[0019]圖1A和1B所示為具有可調(diào)諧振頻率和輻射模式的天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)100的實(shí)施例。圖1A所示為天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)100的上表面，而圖1B所示為位于天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)100對面的下表面。天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)100可以置于移動(dòng)或無線通信設(shè)備中，例如，置于智能手機(jī)、膝上電腦、平板電腦、臺(tái)式電腦，和其它合適的設(shè)備中。天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)100包括金屬機(jī)殼或PCB140，其可以包括用于天線操作的各種電路部件。金屬機(jī)殼或PCB140還可以包括用于移動(dòng)設(shè)備操作的其它電路部件。金屬機(jī)殼或PCB140的部件可由任意合適的金屬或?qū)w材料制作而成。這些部件可由介電材料覆蓋或?qū)訅?。金屬機(jī)殼或PCB140可以為長方形或者適合對應(yīng)移動(dòng)設(shè)備的任意其它合適的形狀。[0020]天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)100還包括高頻帶天線112和低頻帶天線114。高頻帶天線112和低頻帶天線114是分別用于在高頻帶和低頻帶中操作的單極子天線。這兩個(gè)天線的尺寸、長度，和/或體積可以根據(jù)預(yù)定的高、低頻帶來設(shè)計(jì)。預(yù)定的高、低頻帶可以根據(jù)一個(gè)或多個(gè)業(yè)務(wù)運(yùn)營商(例如，蜂窩網(wǎng)絡(luò)提供商)需求來選擇。高頻帶天線112和低頻帶天線114具有3維(3D)設(shè)計(jì)，其可以被優(yōu)化以在對應(yīng)的預(yù)定頻率下進(jìn)行操作。因此，兩個(gè)天線112和114可具有不同的形狀，如圖1A所示。天線112和114置于天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)110的上表面的絕緣層130上，例如，置于金屬機(jī)殼或PCB140的一側(cè)。絕緣層130由任意防止兩個(gè)天線112和114中的每個(gè)與上表面(圖1A)上的PCB直接電耦合或接觸的合適介電制作而成。然而，高頻帶天線112通過高頻帶饋源122耦合至天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)100對面(下表面)的金屬機(jī)殼或PCB140，如圖1B所示。類似地，低頻帶天線114通過低頻帶饋源124耦合至天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)100對面(下表面)的金屬機(jī)殼或PCB140。天線112和114以及相應(yīng)饋源122和124還可由導(dǎo)電材料制作而成，這種材料可以與金屬機(jī)殼或PCB140的部件的材料相同或不同。[0021]此外，天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)100包括調(diào)諧枝節(jié)132(在本文中還稱為輻射器或耦合枝節(jié)或元件)，其可置于天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)100的下表面。例如，調(diào)諧枝節(jié)132可以置于與絕緣層130和金屬機(jī)殼或PCB140相鄰的下表面的拐角處。然而，調(diào)諧枝節(jié)132與金屬機(jī)殼或PCB140不直接接觸。但是，開關(guān)134置于絕緣層130當(dāng)前第1頁1 2 3