具有对称开关架构的天线制造技术

本发明专利技术题为“具有对称开关架构的天线”。电子设备可包括具有天线的无线电路。用于天线的天线谐振元件臂可由沿设备的边缘延伸的导电外壳结构形成。天线可具有第一天线馈电部和第二天线馈电部以及桥接天线谐振元件和天线接地部之间的隙缝的多个可调节部件。控制电路可控制可调节部件并且在给定时间选择性地激活第一馈电部和第二馈电部之一以将天线置于第一操作模式、第二操作模式或第三操作模式。控制电路可基于指示设备的操作环境的信息确定使用哪个操作模式。通过在操作模式之间切换，控制电路可跨谐振元件臂的长度使当前热点移位以确保天线在各种操作条件下的令人满意的性能。

An antenna with a symmetrical switch structure

The invention is entitled \an antenna with a symmetrical switch structure\. An electronic device can include a wireless circuit with an antenna. The antenna resonant element arm can be formed by a conductive shell that extends along the edge of the device. A plurality of antennas can be between the first and second antenna feed antenna feeding part and bridging the antenna element and the antenna resonant grounding of gap adjustable parts. The control circuit can control the adjustable components and selectively activate one of the first feed part and the second feed part at a given time to put the antenna in the first operation mode, the second operation mode or the third operation mode. The control circuit can determine which operation mode is used based on the information of the operating environment of the indicator device. By switching between operation modes, the control circuit can shift the current hot spot across the length of the resonant element arm to ensure the satisfactory performance of the antenna under various operation conditions.

【技术实现步骤摘要】
具有对称开关架构的天线本专利申请要求于2017年2月10日提交的美国专利申请15/429,597以及于2016年9月22日提交的临时专利申请62/398,375的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。
技术介绍
本专利技术整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有无线通信电路的电子设备。该电子设备通常包括无线通信电路。例如，蜂窝电话、计算机和其他设备通常包含天线和用于支持无线通信的无线收发器。形成具有期望属性的电子设备天线结构可具有挑战性。在一些无线设备中，天线是大体积的。在其他设备中，天线是紧凑型的，但是对于天线相对于外部对象的位置是敏感的。如果不小心，天线可变为失调的，可利用大于或小于期望的功率的功率来发射无线信号，或者以其他方式不如所期望那样执行。因此，希望能够为电子设备提供改善的无线电路。
技术实现思路
电子设备可具有带天线的无线电路。天线可由天线谐振元件臂和天线接地部形成。天线谐振元件臂和天线接地部可由金属外壳结构或由隙缝分开的其他导电结构形成。天线谐振元件臂例如可由沿金属外壳结构的边缘延伸的外围导电结构形成以及金属外壳结构中的细长开口可将天线谐振元件臂与金属外壳结构的作为天线接地部的平面部分分开。天线可具有第一天线馈电部和第二天线馈电部，第一天线馈电部具有耦接到谐振元件臂上的第一位置的正馈电端子，第二天线馈电部具有耦接到谐振元件臂上的第二位置的正馈电端子。谐振元件臂可具有相对的第一端部和第二端部。天线馈电部和其他部件可围绕设备的纵向轴线对称地耦接在谐振元件臂与天线接地部之间。例如，第二位置可插入在第一位置和谐振元件臂的第二端部之间。第一可调节部件可耦接在谐振元件臂上的第三位置和天线接地部之间。第三位置可插入在第一位置和谐振元件臂的第一端部之间。第二可调节部件可耦接在谐振元件臂上的第四位置和天线接地部之间。第四位置可插入在第二位置和谐振元件臂的第二端部之间。第三可调节部件可耦接在谐振元件臂上的第五位置和天线接地部之间。第五位置可插入在第四位置和谐振元件臂的第二端部之间。第一天线馈电端子可通过第四可调节部件耦接到谐振元件臂上的第一位置。第四可调节部件可包括耦接在第一天线馈电端子与天线接地部之间的分流开关。在操作期间，外部对象诸如用户的手对天线的加载可使得天线失谐。天线的加载可取决于用户如何握持设备(例如，用户是否利用左手或右手握持设备)。电子设备可包括控制电路，该控制电路控制第一可调节部件、第二可调节部件、第三可调节部件和第四可调节部件并且在给定时间选择性地激活第一馈电部和第二馈电部之一以将天线置于第一操作模式、第二操作模式或第三操作模式(例如，自由空间模式、左手头部模式和右手头部模式)。作为示例，控制电路可在第一天线馈电部不活动(禁用)时，关闭分流开关以在谐振元件臂与天线接地部之间形成短路路径以及在第一天线馈电部活动(启用)时，可打开分流开关。控制电路可在自由空间和左手头部操作模式中启用第一天线馈电部并且禁用第二天线馈电部。控制电路可在右手头部操作模式中启用第二天线馈电部并且禁用第一天线馈电部。控制电路可基于传感器电路采集的传感器数据和/或关于设备的操作环境的任何其他期望信息确定使用哪种操作模式。通过在操作模式之间切换，控制电路可跨谐振元件臂的长度使天线当前热点移位以确保天线在各种操作条件下的令人满意的性能。附图说明图1为根据实施方案的例示性电子设备的透视图。图2为根据实施方案的电子设备中的例示性电路的示意图。图3为根据实施方案的例示性无线电路的示意图。图4为根据实施方案的例示性倒F形天线的示意图。图5为根据实施方案的例示性隙缝天线的示意图。图6为根据实施方案的具有对称开关架构的例示性天线结构的图示。图7为根据实施方案的将天线效率描绘为操作频率的函数的曲线。图8为根据实施方案的操作具有图6中所示的类型的天线的电子设备可涉及的例示性步骤的流程图。图9为根据实施方案可用在天线中的例示性可调节多元件电感器的图示。图10为根据实施方案可用在天线中的例示性可调节单元件电感器的图示。图11为根据实施方案可用在天线中的例示性分流开关的图示。图12为根据实施方案可用在天线中的例示性孔调谐电路的图示。图13为根据实施方案可用来选择性地启用天线中的多个不同天线馈电部之一的例示性天线馈电部切换电路的图示。图14为示出根据实施方案的电子设备的例示性天线操作模式的状态图。图15为根据实施方案的为天线确定使用的操作模式可涉及的例示性步骤的流程图。具体实施方式电子设备(诸如图1的电子设备10)可设置有无线通信电路。无线通信电路可用于支持多个无线通信频带中的无线通信。无线通信电路可包括一个或多个天线。无线通信电路的天线可包括环形天线、倒F形天线、带状天线、平面倒F形天线、单极天线、偶极天线、隙缝天线、包括多于一种类型天线结构的混合天线或其他合适的天线。如果需要，天线的导电结构可由导电电子设备结构形成。导电电子设备结构可包括导电外壳结构。外壳结构可包括围绕电子设备的周边延伸的外围结构诸如外围导电结构。外围导电结构可用作平面结构诸如显示器的镶条，可用作设备外壳的侧壁结构，可具有从一体式的平面后壳向上延伸的部分(例如，以形成竖直平面侧壁或曲面侧壁)和/或可形成其他外壳结构。间隙可形成在外围导电结构中，将导电外围结构划分为外围区段。区段的一个或多个区段可用于形成电子设备10的一个或多个天线。还可使用由导电外壳结构诸如金属外壳中板结构和其他内部设备结构形成的天线接地层来形成天线。后壳壁结构可用于形成天线结构诸如天线接地部。电子设备10可以是便携式电子设备或其他合适的电子设备。例如，电子设备10可以是膝上型计算机、平板电脑，稍小的设备，诸如腕表设备、挂式设备、头戴式耳机设备、耳机设备或其他可佩带型或微型设备、手持式设备诸如蜂窝电话、媒体播放器、或其他小型便携式设备。设备10还可为机顶盒、台式计算机、集成到计算机或其他处理电路中的显示器、不带集成计算机的显示器或其他适合电子装备。设备10可包括外壳诸如外壳12。外壳12(有时可称为壳体)可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料或这些材料的组合形成。在一些情况下，外壳12的部分可由电介质或其他低导电率材料来形成。在其他情况下，外壳12或构成外壳12的结构中的至少一部分可由金属元件形成。如果需要，设备10可具有显示器诸如显示器14。显示器14可被安装在设备10的正面上。显示器14可以是结合了电容式触摸电极或可能对触摸不敏感的触摸屏。外壳12的背面(即，与设备10的正面相对的设备10的面)可具有平面外壳壁。后壳壁可具有隙缝，整个穿过后壳壁并且因此将外壳12的外壳壁部分(和/或侧壁部分)彼此分开。外壳12(例如，后壳壁、侧壁等)还可具有未整个穿过外壳12的浅沟槽。这些隙缝和沟槽可以填充有塑料或其他电介质。如果需要，已彼此分开(例如，通过贯通隙缝)的外壳12的部分可由内部导电结构(例如，片状金属或桥接该隙缝的其他金属构件)联结。显示器14可包括由发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、等离子单元、电润湿像素、电泳像素、液晶显示器(LCD)部件或其他合适的像素结构形成的像素。显示器覆盖层诸如透光玻璃层或塑料层可覆盖显示器14的表面或显示器14的最外层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子设备天线，包括：谐振元件臂，所述谐振元件臂具有相对的第一端部和第二端部；天线接地部；第一天线馈电部，所述第一天线馈电部具有耦接到所述谐振元件臂上的第一位置的第一馈电端子以及具有耦接到所述天线接地部的第二馈电端子；第二天线馈电部，所述第二天线馈电部具有耦接到所述谐振元件臂上的第二位置的第三馈电端子以及具有耦接到所述天线接地部的第四馈电端子，所述第二位置插入在所述第一位置与所述谐振元件臂的所述第二端部之间；第一可调节部件，所述第一可调节部件耦接在所述谐振元件臂上的第三位置与所述天线接地部之间，所述第三位置插入在所述第一位置与所述谐振元件臂的所述第一端部之间；和第二可调节部件，所述第二可调节部件耦接在所述谐振元件臂上的第四位置与所述天线接地部之间，所述第四位置插入在所述第二位置与所述谐振元件臂的所述第二端部之间。

【技术特征摘要】
2016.09.22 US 62/398,375;2017.02.10 US 15/429,5971.一种电子设备天线，包括：谐振元件臂，所述谐振元件臂具有相对的第一端部和第二端部；天线接地部；第一天线馈电部，所述第一天线馈电部具有耦接到所述谐振元件臂上的第一位置的第一馈电端子以及具有耦接到所述天线接地部的第二馈电端子；第二天线馈电部，所述第二天线馈电部具有耦接到所述谐振元件臂上的第二位置的第三馈电端子以及具有耦接到所述天线接地部的第四馈电端子，所述第二位置插入在所述第一位置与所述谐振元件臂的所述第二端部之间；第一可调节部件，所述第一可调节部件耦接在所述谐振元件臂上的第三位置与所述天线接地部之间，所述第三位置插入在所述第一位置与所述谐振元件臂的所述第一端部之间；和第二可调节部件，所述第二可调节部件耦接在所述谐振元件臂上的第四位置与所述天线接地部之间，所述第四位置插入在所述第二位置与所述谐振元件臂的所述第二端部之间。2.根据权利要求1所述的电子设备天线，其中所述谐振元件臂与所述天线接地部由金属电子设备外壳中的隙缝分开并且其中所述谐振元件臂和所述天线接地部由所述金属电子设备外壳的部分形成。3.根据权利要求1所述的电子设备天线，还包括：第三可调节部件，所述第三可调节部件耦接在所述谐振元件臂上的第五位置与所述天线接地部之间，所述第五位置插入在所述第四位置与所述谐振元件臂的所述第二端部之间。4.根据权利要求3所述的电子设备天线，其中所述第二可调节部件包括在所述天线接地部与所述谐振元件臂上的所述第四位置之间并联耦接的第一可切换电感器、第二可切换电感器、第三可切换电感器和可切换电阻器，并且所述第三可调节部件包括在所述谐振元件臂上的所述第五位置与所述天线接地部之间耦接的可调节电感器电路。5.根据权利要求1所述的电子设备天线，还包括：第三可调节部件，所述第三可调节部件将所述第一天线馈电端子耦接到所述谐振元件臂上的所述第一位置。6.根据权利要求5所述的电子设备天线，还包括：第四可调节部件，所述第四可调节部件将所述第三天线馈电端子耦接到所述谐振元件臂上的所述第二位置。7.根据权利要求6所述的电子设备天线，其中所述第四可调节部件包括单刀单掷(SPST)开关。8.根据权利要求5所述的电子设备天线，其中所述第一天线馈电端子通过导电结构耦接到所述谐振元件臂上的所述第一位置，所述第三可调节部件包括：第一开关，所述第一开关耦接在所述导电结构与所述天线接地部之间；和第二开关，所述第二开关与电阻器串联耦接在所述导电结构和所述天线接地部之间、与所述第一开关并联。9.根据权利要求1所述的电子设备天线，其中所述电子设备天线可操作在自由空间模式中，其中所述第一天线馈电部被启用并且所述第二天线馈电部被禁用，其中所述第一可调节部件中的第一开关打开，并且其中所述第二可调节部件中的第二开关关闭。10.根据权利要求9所述的电子设备天线，其中所述电子设备天线还可操作在第一非自由空间模式中，其中所述第一天线馈电部被禁用并且所述第二天线馈电部被启用，其中所述第一可调节部件中的所述第一开关打开，并且其中所述第二可调节部件中的所述第二开关关闭。11.根据权利要求10所述的电子设备天线，其中所述电子设备天线还可操作在第二非自由空间模式中，其中所述第一天线馈电部被启用并且所述第二天线馈电部被禁用，其中所述第一可调节部件中的所述第一开关关闭，并且其中所述第二可调节部件中的所述第二开关关闭。12.根据权利要求11所述的电子设备天线，还包括：馈电腿部，所述馈电腿部将所述第一天线馈电端子耦接到所述谐振元件臂上的所述第一位置；和开关，所述开关耦接到所述馈电腿部，其中在所述电子设备天线处于所述第一非自由空间模式时，所述开关关闭并且在所述谐振元件臂与所述天线接地部之间形成短路，并且在所述电子设备天线处于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩旭，韩靓，M·A·莫，蔡明儒，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国,US