天線結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利說明】天線結(jié)構(gòu)
[0001]相關(guān)串請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求美國臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)枮?2/063，499、申請(qǐng)日為2014年10月14日的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容被合并引用到該申請(qǐng)中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明實(shí)施例涉及天線結(jié)構(gòu)，以及更具體地，涉及一種有利于更好地整合天線設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的天線結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0004]現(xiàn)在的電子產(chǎn)品，如筆記本電腦、手提電腦、平板電腦、手機(jī)、智能手機(jī)、可穿戴的小工具(如，手表或眼鏡)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、導(dǎo)航儀或游戲機(jī)等，要求其無線功能兼容一個(gè)或多個(gè)無線標(biāo)準(zhǔn)，因此需要天線操作于兼容的射頻(Rad1 Frequency，RF)頻帶時(shí)有兼容的性能和/或特性，以正確地接收和/或發(fā)射無線信號(hào)。例如，兼容LTE標(biāo)準(zhǔn)的通信功能的產(chǎn)品需要其天線可操作于兩個(gè)RF頻帶，這兩個(gè)RF頻帶分別覆蓋700MHz和1800/1900MHzo然而，很難同時(shí)滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)(工業(yè)和/或機(jī)械設(shè)計(jì))和天線設(shè)計(jì)。
[0005]天線設(shè)計(jì)的目的在于確保天線性能和/或特性的規(guī)范，如頻帶位置、帶寬、回波損耗、效率和/或阻抗等。另一方面，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的目的在于增強(qiáng)用戶體驗(yàn)。例如，諸如智能手表的可穿戴產(chǎn)品的流行和普遍設(shè)計(jì)趨勢是采用金屬外殼(殼)，同時(shí)也要求小巧的體積(比智能手機(jī)更小)，以便于用戶穿戴舒適。然而天線的尺寸依賴于兼容的RF頻帶的波長，保持小巧的體積限制了殼內(nèi)用于嵌入天線的剩余空間。另外，將天線設(shè)置在金屬外殼內(nèi)，嚴(yán)重地降低了天線性能。盡管在金屬外殼上切槽可以使天線設(shè)計(jì)更容易，但是這不是諸如智能手表的小巧體積的產(chǎn)品的優(yōu)選設(shè)計(jì)，因?yàn)榍胁墼谛∏审w積的產(chǎn)品上很顯眼，看起來不舒服，因此變得丑陋影響了產(chǎn)品外觀。
[0006]—些智能手表的設(shè)計(jì)是在表帶上實(shí)現(xiàn)天線，而不是在手表面板所在的主機(jī)殼上實(shí)現(xiàn)天線，但是由于天線因此更靠近潛在導(dǎo)電的用戶皮膚，導(dǎo)致天線性能降低。此外，在表帶上設(shè)置天線不利于依賴于更換表帶的用戶定制和個(gè)性化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決前述問題，本發(fā)明提供了一種天線，該天線可以由金屬外殼的框架(外圍)實(shí)現(xiàn)，保持外殼的完整的同時(shí)不需要切槽，以便于同時(shí)滿足天線設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
[0008]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種天線結(jié)構(gòu)，天線結(jié)構(gòu)包含:饋電端子，用于連接饋電信號(hào)；中間接地端子，用于在第二操作模式中，經(jīng)由中間阻抗與底板導(dǎo)通，以及在第一操作模式中，經(jīng)由中間阻抗停止與底板導(dǎo)通；尾部接地端子，用于連接底板；頭部分部，為可導(dǎo)電的，沿著環(huán)從饋電端子延伸至中間接地端子；以及中間分部，為可導(dǎo)電的，沿著環(huán)從中間接地端子延伸至尾部接地端子。
[0009]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種天線結(jié)構(gòu)，天線結(jié)構(gòu)包含:饋電端子，用于連接饋電信號(hào)；中間接地端子；尾部接地端子，用于連接底板；頭部分部，為可導(dǎo)電的，沿著環(huán)從饋電端子延伸至中間接地端子，頭部分部在第二操作模式中支持第三電磁諧振，第三電磁諧振具有分別在饋電端子和中間接地端子處的兩個(gè)波腹；以及中間分部，為可導(dǎo)電的，沿著環(huán)從中間接地端子延伸至尾部接地端子，中間分部在第二操作模式中支持第二電磁諧振，第二電磁諧振具有分別在中間接地端子和尾部接地端子處的兩個(gè)波腹；其中在第一操作模式中，頭部分部和中間分部還聯(lián)合支持第一電磁諧振，第一電磁諧振具有分別在饋電端子和尾部接地端子處的兩個(gè)波腹，以及第一電磁諧振沒有位于饋電端子和尾部接地端子之間的波腹。
[0010]在結(jié)合附圖閱讀下面的本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方式的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的許多目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。然而，這里使用的附圖是為了說明的目的，而不應(yīng)該視為限制。
【附圖說明】
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的天線結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0012]圖2是圖1所示的天線結(jié)構(gòu)的電氣配置和操作的示意圖；
[0013]圖3a和圖3b是圖1所示的開關(guān)電路的實(shí)現(xiàn)方式的示意圖；
[0014]圖4是圖1所示的天線結(jié)構(gòu)的示例性能/特性的示意圖；
[0015]圖5a至圖5c是圖1所示的天線結(jié)構(gòu)的操作和相關(guān)諧振的示意圖；
[0016]圖6是通過調(diào)整圖2所示的阻抗的數(shù)值，調(diào)整圖1所示的天線結(jié)構(gòu)的性能/特性的不意圖；
[0017]圖7是通過調(diào)整圖2所示的另一阻抗的數(shù)值，調(diào)整圖1所示的天線結(jié)構(gòu)的性能/特性的示意圖；
[0018]圖8是傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0019]圖9是圖1所示的天線結(jié)構(gòu)的示例細(xì)節(jié)的示意圖；
[0020]圖10是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的天線結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0021]圖11是圖10所示的天線結(jié)構(gòu)的電氣配置和操作的示意圖；
[0022]圖12a至12c是圖10所示的天線結(jié)構(gòu)的操作的示意圖；
[0023]圖13是圖10所示的天線結(jié)構(gòu)的示例性能/特性的示意圖；
[0024]圖14是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的天線結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0025]圖15是圖14所示的天線結(jié)構(gòu)的電氣配置和操作的示意圖；
[0026]圖16a至16c是圖14所示的天線結(jié)構(gòu)的操作的示意圖；
[0027]圖17是圖14所示的天線結(jié)構(gòu)的示例性能/特性的示意圖；
[0028]圖18是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的天線結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0029]圖19是圖18所示的天線結(jié)構(gòu)的電氣配置和操作的示意圖；
[0030]圖20a至20c是圖18所示的天線結(jié)構(gòu)的操作的示意圖；
[0031]圖21是圖18所示的天線結(jié)構(gòu)的示例性能/特性的示意圖；
[0032]圖22是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的天線結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0033]圖23是圖22所示的天線結(jié)構(gòu)的電氣配置和操作的示意圖；
[0034]圖24a至24c以及圖25a至圖25c是圖22所示的天線結(jié)構(gòu)的操作的示意圖；
[0035]圖26是圖22所示的天線結(jié)構(gòu)的示例性能/特性的示意圖；
[0036]圖27是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的過程的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]請(qǐng)參考圖1和圖2，圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的天線結(jié)構(gòu)100的示意圖，圖2是天線結(jié)構(gòu)100的平面示意圖，以及天線結(jié)構(gòu)100的電氣配置和操作的示意圖。如圖1所示，天線結(jié)構(gòu)100可以通過環(huán)102實(shí)現(xiàn)，環(huán)102可以為電子產(chǎn)品10的金屬外殼的外圍，所以天線結(jié)構(gòu)100可以嵌入到電子產(chǎn)品10中。環(huán)102可以為環(huán)繞在開口 104上的閉合環(huán)，可形成空間來容納電子產(chǎn)品10的核心組件112。或者，環(huán)102也可以為非閉合的環(huán)，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做限制。例如，核心組件112可包括顯示面板(或觸摸屏)110和電路板(例如，印刷電路板(Print Circuit Board, PCB)) 1060電路板106具有一個(gè)或多個(gè)電子構(gòu)造塊(electrical building block)，如安裝在電路板 106 上的 108a、108b 和 108c。例如，電子構(gòu)造塊可包括集成電路(Integrated Circuit，IC)、中央處理單元(Central ProcessingUnit，CPU)、控制器、處理器、易失性和/或非易失性存儲(chǔ)器模塊、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、傳感器、電源單元和/或類似晶體管的組件、電感器、電阻器和/或電容器等。電路板106可包括多個(gè)導(dǎo)電(金屬的)層，多個(gè)導(dǎo)電層通過介電層(dielectric layer)(未示出)彼此絕緣(insulate)。該多個(gè)導(dǎo)電層中的一個(gè)導(dǎo)電層可以為底板G1，底板Gl保持在接地電位(電壓)，所以電子構(gòu)造塊可以電性接地到底板Gl。而其它導(dǎo)電層(未示出)可實(shí)現(xiàn)為線路(電線、跡線或?qū)к壍?，用于電子構(gòu)造塊傳遞電壓和信號(hào)。
[0038]天線結(jié)構(gòu)100可包括端子dl、hgl和gl，以及導(dǎo)電分部sal、sbl和scl。作為可環(huán)繞在底板Gl上的環(huán)102的不同分部，導(dǎo)電分部sal或頭部分部可以沿著環(huán)102從端子dl延伸到端子hgl，導(dǎo)電分部sb2或中間分部可以沿著環(huán)102從端子hgl延伸到端子gl，以及導(dǎo)電分部scl或尾部分部可以沿著環(huán)102從端子gl延伸到端子dl。因此，導(dǎo)電分部sal、sbl和scl可以連接成為一個(gè)完整的環(huán)，以及可以不需要設(shè)置絕緣槽或間隔以分離(絕緣)兩個(gè)相鄰的分部。換句話說，導(dǎo)電分部sal和sbl可以導(dǎo)電連接，導(dǎo)電分部sbl和scl可以導(dǎo)電連接，和/或?qū)щ姺植縮cl和sal可以導(dǎo)電連接。
[0039]如圖2所示，端子dl可以為連接饋電信號(hào)Sfl (圖2)的饋電端子，以及端子gl可以為經(jīng)由阻抗zbl (尾部分部阻抗)連接底板Gl的接地端子(尾部接地端子)。在第二操作模式期間，端子hgl (中間接地端子)可以經(jīng)由阻抗zl (中間阻抗)與底板Gl導(dǎo)通，以及在第一操作模式期間，經(jīng)由阻抗zl停止與底板Gl導(dǎo)通。例如，第一操作模式可以為用于接收和/或發(fā)送低頻率無線信號(hào)的低頻帶模式，而第二操作模式可以為用于接收和/或發(fā)送高頻率無線信號(hào)的高頻帶模式。端子hgl可以經(jīng)由開關(guān)電路zal連接底板Gl，開關(guān)電路zal能夠選擇性地分別為第一操作模式和第二操作模式提供不同的阻抗。例如，在第一操作模式(低頻帶模式)期間，開關(guān)電路zal可以提供超大的(無限大的)阻抗，導(dǎo)致端子hgl為開路；另一方面，在第二操作模式(高頻帶模式)，開關(guān)電路zal可以在端子hgl和底板Gl之間提供有限阻抗zl。
[0040]與圖2 —起，請(qǐng)參考圖3a和圖3b，圖3a和圖3b分別是開關(guān)電路zal的不同實(shí)現(xiàn)方式的示意圖。在圖3a中，開關(guān)電路zal可包括開關(guān)swl和阻抗zl，開關(guān)swl和阻抗zl串聯(lián)在端子hgl和底板Gl之間。在第一操作模式(低頻帶模式)，可關(guān)閉開關(guān)swl來停止導(dǎo)通，所以端子hgl可以與底板Gl絕緣；另一方面，在第二操作模式(高頻帶模式)，可打開開關(guān)swl以保持導(dǎo)通，所以端子hgl可以經(jīng)由阻抗zl與底板Gl導(dǎo)通。
[0041]在圖3b中，開關(guān)電路zal可通過雙工器實(shí)現(xiàn)，雙工器可包括兩個(gè)分別用于低頻和高頻的頻率選擇分支b_L和b_H，所以端子hgl在低頻時(shí)經(jīng)過頻率選擇分支b_L的阻抗，在高頻時(shí)經(jīng)過頻率選擇分支b_H的阻抗。頻率選擇分支b_L可保持與底板Gl絕緣，因此端子hgl在第一操作模式(低頻帶模式)可以為開路；另一方面，頻率選擇分支b_H可經(jīng)由阻抗zl與底板Gl連接，因而端子hgl在第二操作模式(高頻帶模式)可與阻抗zl連接。
[0042]與圖1和圖2 —起，請(qǐng)參考圖5a至圖5c，圖5a至圖5c是天線結(jié)構(gòu)100的操作的示意圖。如圖5a所示，在圖2所示的第一操作模式(低頻帶模式)，端子hgl可為開路而不接地至底板Gl，所以天線結(jié)構(gòu)100可依賴導(dǎo)電分部sal和sbI，在端子dl和接地端子gl之