用于通信设备的双重反绕天线制造技术

提供一种天线，其具有初级螺旋线圈(102)和相对于初级螺旋线圈反绕的次级螺旋线圈(104)。线圈之间的可切换耦合允许天线响应在相同的超高频(UHF)频带内从较低频率响应切换到更高频率响应。相同物理长度天线的带宽可以增加到带宽的两倍，或者对于固定带宽，可以缩短天线长度。对于高频带，当次级螺旋与初级螺旋断开时，初级线圈工作作为干扰陷波器输出以改进干扰抑制，以抑制来自附近无线电装置的不需要的信号，这些无线电以双工间隔分开的频率发送，诸如地面干线无线电(TETRA)和蜂窝全球移动通信系统(GSM)通信频带。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通信设备的双重反绕天线
本专利技术一般涉及天线，更具体地涉及用于通信设备的螺旋线圈天线。
技术介绍
诸如便携式双向无线电装置的便携式电池供电通信设备通常利用外部天线进行工作。大小限制和工作效率是包含到这种装置中的天线设计中的主要问题。相对较大的结构可能导致天线非常坚硬，易于破损，并且在某些工作环境诸如机场、火车站、公共汽车终点站和航运港口的安全性中明显突兀。因此，任何新的天线结构应该最小化无线电设备的物理用户界面的大小和影响。总体复杂性同样影响成本和易制造性，因此在开发新天线结构时也应该考虑。无线电天线设计的挑战可能发生在可能发生外部辐射发送干扰源的环境中并且可能使无线电接收器不敏感。同样，应最小化天线产生的辐射宽带发送，以免干扰该区域内的其他无线电。设计挑战感兴趣的领域涉及在紧密间隔的发送和接收频带中工作的那些系统，其中那些频带与双工和/或分频工作相关联。例如，虽然全双工无线电操作可以用于跨欧洲集群无线电(TETRA)，其中发送频率和接收频率不同并且在不同的时隙处使用时分多址(TDMA)以“双工间隔”频率间隔分开，但是干扰的可能性仍然很大。在繁忙的无线电环境的边缘覆盖区域中操作这种设备可能导致接收模式中的干扰源的易感性，特别是对于具有双工间隔的系统。如果在边缘覆盖区域的一个会话中的发送无线电发送到基站，而附近的接收无线电处于另一个会话中，或者甚至只是处于待机模式，则在边缘覆盖区域中，来自附近发送无线电装置的中继模式无线电发送干扰源可以以足够的功率发送以使接收无线电掉话，或防止(阻塞)待机无线电接收呼入呼叫。因此，非常需要通过抑制干扰源来改进天线性能的能力。此外，对于发送模式，应该最小化天线产生的辐射宽带发射，以免干扰该区域内的其他无线电。无线电参数，例如带宽、效率、大小和易制造性是在天线设计期间要考虑的所有因素。因此，具有特别是用于在易受干扰源的环境中工作的便携式通信设备诸如便携式无线电装置的新天线将是有益的。附图说明相似的附图标记在整个单独的视图中指代相同或功能相似的元件的附图中连同下面的详细描述被并入并形成说明书的一部分，并且用于进一步说明包括要求保护的专利技术的概念的实施例，并解释那些实施例的各种原理和优点。图1是根据一些实施例形成并操作的包含可切换耦合的双重反绕天线的便携式通信设备的剖视图。图2是根据一些实施例的用于控制双重反绕天线的开关的示例。图3是根据一些实施例形成并操作的包含可切换耦合的双重反绕天线的便携式通信设备的框图。图4是根据一些实施例形成并操作的包含可切换耦合的双重反绕天线的便携式通信设备的操作的示例的曲线图。图5是根据一些实施例的双重反绕天线的初级螺旋线圈的内部螺旋组件部分的分解图。图6是根据一些实施例的用于双重反绕天线的次级螺旋线圈的外部螺旋组件部分的分解图。图7是根据一些实施例的包含到便携式通信设备中的可切换耦合的双重反绕天线的替选实施例。图8是根据替选实施例的可切换耦合的双重反绕天线的替选实施例。图9A是根据图8的替选实施例形成的重叠天线的可用带宽的示例的曲线图。图9B是根据图8的替选实施例形成的重叠天线的干扰抑制的示例的曲线图。技术人员将理解，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。例如，图中的一些元件的大小可能相对于其他元件被夸大，以帮助改进对本专利技术实施例的理解。在适当时通过附图中的常规符号表示了这些组件，仅示出了与理解本专利技术的实施例相关的那些具体细节，以免被对于受益于本文描述的本领域普通技术人员是显而易见的细节模糊本公开内容。具体实施方式在详细描述根据本专利技术的实施例之前，应该观察到，根据各种实施例，实施例主要在用于便携式通信设备的天线中，诸如便携式双向无线电。诸如具有紧密发送、接收频率间隔要求的便携式无线电装置使用TETRA、TDMA在全双工中可操作和/或进一步提供具有相同或类似间隔要求的半双工操作的便携式无线电装置都可以受益于本文提供的天线。由各种实施例提供的天线适用于便携式通信设备中的其他应用，其中需要更短、更小的天线，其具有选择性地提供通带选择性和干扰抑制的调整的能力。在本文将要描述的一些实施例中，可切换耦合的双重反绕天线在相同频带内的第一较低响应工作模式和第二更高响应工作模式之间切换。可切换耦合的双重反绕天线允许便携式无线电装置在诸如运输站例如机场、火车站等的繁忙无线电交通环境中不易受干扰使用的影响。在发送工作模式中，第一和第二非重叠螺旋线圈通过开关连接在一起以形成辐射天线元件，其允许低宽带噪声辐射发射。在接收(RX)工作模式中，天线线圈断开，使得一个螺旋线圈作为初级辐射元件工作而另一个次级螺旋线圈作为寄生元件工作以消除附近的无线电可能产生的已知干扰源频率处的干扰。因此，可切换耦合的双重反绕天线非常适合于繁忙的无线电交通环境。在一些其他实施例中，提供了可切换耦合的双重反绕天线，其由用于宽带应用的非重叠螺旋线圈形成，其可用于减小天线长度，同时实现带外干扰源抑制性能。图1是包含根据一些实施例形成的天线的便携式通信设备的局部剖视图。便携式通信设备100可以是电池供电的便携式无线电装置，诸如手持式双向无线电或其他便携式电子设备，其包括壳体120，在壳体120内安装有一个或多个印刷电路板(pcb)122。在pcb122上安装无线电电路和硬件，包括但不限于音频电路130、控制器140和收发器150，其互操作地耦合用于无线电通信。按键通话(PTT)按钮128位于壳体120的侧表面上，并且经由控制器140互操作地耦合以实现无线电发送功能。出于本申请的目的，便携式通信设备100有时将简称为无线电装置。无线电电路的工作在PTT按钮128的控制下提供双向无线电通信以进行发送，其中用户按下PTT按钮以发送和释放按钮以停止发送，使无线电处于可以接收无线电装置的待机模式。根据一些实施例，无线电装置100例如在TETRA系统中工作，其中发送频率和接收频率由与双工信道间隔相关的窄间隔频带和与之相关的问题分开。使用按键通话(PTT)按钮128以发送到基站来启用发送模式，并且通过释放PTT按钮来禁用发送模式，从而从用户的角度以通信的半双工工作模式工作，但是使用与全双工相关的窄信道间隔。然而，无线电装置100的工作有利地能够避免接收模式中的预定干扰源(以及能够有利地使发送模式中的发射最小化)，即使无线电装置100通过使用形成的天线106在繁忙环境的边缘覆盖区域中工作并根据一些实施例操作。根据一些实施例，天线106包括初级螺旋线圈102和次级螺旋线圈104，次级螺旋线圈104相对于初级螺旋线圈102反绕。根据该实施例，初级螺旋线圈102线圈102和次级螺旋线圈104不重叠。在该实施例中，次级螺旋线圈104位于无线电壳体120的外部并由盖或盖子124覆盖，而初级螺旋线圈位于无线电壳体的内部，从而最小化无线电装置的整体物理长度。提供了横截面视图以强调反绕，横截面视图示出了初级螺旋线圈102和次级螺旋线圈104之间的无损电介质/空气，因为线圈完全分离，不重叠。通过开关110控制天线装置，用于将次级螺旋线圈104可切换地耦合于初级螺旋线圈102。初级螺旋线圈102始终作为主RF天线工作，而次级螺旋线圈图104提供了改进的干扰抑制作为寄生元件，以在等待传入呼叫的同时在接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线，包括：初级螺旋线圈；次级螺旋线圈，其中，所述次级螺旋线圈相对于所述初级螺旋线圈而被反绕；以及开关，其用于可切换地将所述次级螺旋线圈耦合于所述初级螺旋线圈。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种天线，包括：初级螺旋线圈；次级螺旋线圈，其中，所述次级螺旋线圈相对于所述初级螺旋线圈而被反绕；以及开关，其用于可切换地将所述次级螺旋线圈耦合于所述初级螺旋线圈。2.根据权利要求1所述的天线，其中，所述初级螺旋线圈和所述次级螺旋线圈不重叠。3.根据权利要求1所述的天线，其中，所述开关是射频(RF)开关，并且所述初级螺旋线圈和所述次级螺旋线圈不重叠。4.根据权利要求1所述的天线，其中，所述开关是单刀单掷(SPST)开关，并且所述初级螺旋线圈和所述次级螺旋线圈不重叠。5.根据权利要求1所述的天线，其中，所述开关是单刀单掷(SPST)开关，并且所述初级螺旋线圈和所述次级螺旋线圈重叠。6.根据权利要求1所述的天线，其中，当经由所述开关而被断开时，所述次级螺旋线圈电磁耦合到所述初级螺旋线圈。7.根据权利要求1所述的天线，其中，所述天线在具有预定双工间隔的窄带通带上行链路频带和预定下行链路频带上工作。8.根据权利要求1所述的天线，其中，所述天线在下述通带上工作，其中：所述通带包括当所述开关导通时的中心频率为F1并且在F2处抑制的窄带上行链路通带；以及所述通带包括当所述开关断开时的中心频率为F2并且在F1处抑制的窄带下行链路通带；并且其中，开关断开时的所述抑制大于开关导通时的所述抑制。9.根据权利要求8所述的天线，其中，所述天线能在预定的通带上以如下方式工作：当所述开关导通时，所述初级螺旋线圈耦合到所述次级螺旋线圈，以提供能在具有第一中心频率F1并且在F2处抑制的第一预定频率通带上工作的天线；以及当所述开关断开时，所述初级螺旋线圈与所述次级螺旋线圈断开，以提供能在具有第二中心频率F2并且在F1处抑制的第二预定频率通带上工作的天线；以及其中，所述第一预定频率通带和所述第二预定频率通带在彼此相同的双工信道间隔内。10.一种便携式电子设备，包括：控制器；收发器；按键通话...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴保莹，吴德扬，温振强，汪悄恬，
申请(专利权)人：摩托罗拉解决方案公司，
类型：发明
国别省市：美国,US