双模块集成天线和无线电装置制造方法及图纸

一种模块化无线电天线器件，包括可分离的第一模块和第二模块，所述第一模块包含所述器件的所有无线电的、和射频的前端组件，所述第二模块仅包含所述器件的天线组件，所述第一模块和第二模块设置有用于彼此物理和电互连的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种双模块集成天线和无线电装置。其可应用于所有类型的天线而并不限于PIFA(平面倒F天线)、单极天线、偶极天线、电介质天线等。其可应用于各种应用，特殊地但非排他地涉及移动电话手持设备、个人数字助理(PDA)和膝上型计算机。
技术介绍
众所周知，设计小型现代通信设备的内部天线是个困难的问题。首先，存在许多不同类型的平台，尤其是用于这样的手持设备的平台，其中翻盖(clamshell)设计、直板电话(bar phone)、折合式电话(flip phone)、滑盖(slider)和摇摆电话(swing phone)设计都是公用的。例如，分段电话(segmented phone)的两个部分之间的连接可对天线性能具有较大的影响。第二，现代通信设备越来越小，但与此同时，天线却要求覆盖更多波段。第三，可提供其他的无线电装置和其他的天线用于诸如GPS、Bluetooth(蓝牙)、数字媒体广播等，这可能引起耦合和联合定位发射器(co-sited transmitter)的问题。最后，在用于多样性或MIMO(多输入多输出)应用的单个单元中存在数量增加的多个无线电天线的呼叫。虽然所有这些因素会导致天线复杂性的增加，但在商业应用中要求天线更廉价以及在手持设备中占用更小体积。与通过削减材料实现最小化相比，较大规模的组件集成被看作是能够获得更有价值的缩小的方式。针对这些问题的一种方式是将天线和RF(射频)前端一起看作是单个单元，从而创建无线电天线单元。这种无线电天线单元可使用不同的无线电架构，例如平衡的RF和天线结构、除了50欧姆之外的阻抗等。本申请人不仅对天线感兴趣，而且对将电信号转换为无线电波以及将无线电波转换为电信号的整个过程感兴趣。最终的目标是设计结合了天线和用于蜂窝式无线电装置或WLAN应用的所有无线电组件的单个模块。为了从传统的蜂窝式或WLAN无线电收发器驱动天线，可能需要结合来自第三方生产者的分立的IC(集成电路)。这种分立组件的一个例子是芯片平衡-不平衡变换器，其在从诸如功率放大器(PA)的单端不平衡的源驱动平衡的、类似偶极的天线时是需要的。本申请人设想到，这些IC的某些功能将最终直接被创建到天线中。例如，双工器和滤波器可被制造作为多层天线结构的较低层的一部分，而不是作为整合到模块中的单独组件。一种可选的方法是采用PA和其他无线电组件，从而能够产生必要的平衡的和经滤波的输出。包括专用天线和特别适合的无线电组件的该最终的无线电模块将使得移动电话手持设备生产者不再需要成为无线电专家，这是因为生产者能够有效地具有带数字输入/输出的装置，而任何其他的事情则由该模块来处理。大多现有的无线电话手持设备、PDA和膝上型计算机天线都是不平衡的设计，例如PIFA和单极天线。它们很小且可有效利用PCB(印刷电路板)或PWB(印刷线路板)作为天线的一部分，但是它们需要额外定制各个产品，这是因为各个PCB/PWB都具有不同的形状和尺寸。天线定制的过程是昂贵的，其构成了设备成本不可忽略的部分，并妨碍了对集成的无线电天线模块的使用，由于定制成本的原因，它们将受到限制。向集成天线的发展可通过引入不使用PCB或PWB的平衡天线、因而需要较少的定制来实现。不幸的是，平衡天线的尺寸通常是其不平衡对应物的两倍，并且由于平衡天线不使用较宽(wide)PCB或PWB作为辐射机构的一部分，因而具有较小带宽。另一不利因素在于，许多类型的平衡天线(偶极天线、螺旋对天线等)与接地面电学地接近时，会受到自感应镜像电流的负面影响。现代手持设备、PDA和膝上型计算机具有完整接地面，天线被设置在接地面上方小于自由空间波长1/50的位置。为了解决这一问题，本申请人已经开发出多种新类型的平衡天线，它们足够小以能够在手持设备等中使用，并能在完全组装于PCB的接地面的顶部上方工作。这些专利技术是单独的专利申请(英国专利第0501938.5号申请)的主题。虽然模块概念应用于平衡(类似于偶极)天线和不平衡(类似于单极)天线设计，但本专利技术尤其与平衡设计相关，因为它们内在地独立于接地面。此外，平衡的设计通常可降低定制费用，使得无线电天线模块在商业上更可行。平衡设计也可被实现为许多不同类型手持设备、膝上型电脑等中的同一模块。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种模块化无线电天线器件，包括可分离的第一模块和第二模块，所述第一模块包含所述器件的所有无线电的、和射频的前端组件，所述第二模块仅包含所述器件的天线组件，所述第一模块和第二模块设置有用于彼此物理和电互连的装置。在组装时，所述装置可安装在PCB或PWB上，然后安装到通信设备中。通常，第一模块将直接安装在PCB或PWB上，第二模块安装在第一模块的、背离所述PCB或PWB的表面上。换言之，如果将所述PCB或PWB视作最低的基底，则第一模块可直接安装在所述PCB或PWB上，然后所述第二模块安装在第一模块的顶部上。在某些实施方案中，可远离第一和第二模块设置额外的天线组件(例如低频带不平衡单极天线)，其与第一模块电连接。在某些实施方案中，第二模块可大于第一模块，至少在所述器件安装在PCB或PWB上时，在由所述PCB或PWB限定的平面中第二模块大于第一模块。这可能是有益的，因为包含天线的第二模块可大于包含前端组件的第一模块，从而在PCB或PWB上未占据太大轨迹或太多空间的情况下，其仍然具有良好的性能。通过将无线电天线器件设计为两个模块化部分，创建、制造和测试该无线电天线器件的工作被极大简化。在第一实施方案中，下部模块结合了所有无线电的、和RF的前端组件(功率放大器、RF开关、滤波器、天线分离滤波器(diplexer)、天线共用器(duplexer)等)，而上部模块则包含了所有的天线结构。上部模块在面积上可大于下部模块，参见下面的附图，但这样的结构使其可具有良好的性能而不会占据太多的PCB空间。根据本专利技术的第二方面，提供了这样一种模块化无线电天线器件，可包括可分离的第一模块和第二模块，所述第一模块包含所述器件的所有无线电的、和射频的前端组件以及第一天线组件，所述第二模块至少包含所述器件的第二天线组件，所述第一模块和第二模块设置有用于彼此物理和电互连的装置。涉及第一方面的实施方案的上述特征也应用于第二方面的实施方案。此外，有利地，第一天线组件是低频带天线，第二天线组件是高频带天线。应该理解，“低频带”和“高频带”在上下文中是相对的术语。换言之，第一天线组件有利地被配置为在比第二天线组件被配置工作的频带低的频带中工作。这对于蜂窝式无线电手持设备尤其有用，这是因为，由于波长较长而使得安装有所述器件的整个PCB或PWB在操作时需要作为主辐射器，因而第一低频带天线(例如800/900MHz)通常必定为不平衡的。独立的(即，没有PCB或PWB接地面)第一天线组件通常在Chu-Harrington极限之内、。Chu-Harrington极限内的天线是效率较低的辐射器和/或缺乏足够的带宽。在高频带(例如1800/1900MHz)中没有上述限制，由于已经给出的原因，高频带的平衡天线具有优势。这一需求因此对于天线而言是，在一个频带是平衡的，在另一个频带是不平衡的。在一个示例性实施方案中，第一模块包括简单的低频带不平衡PIFA以及前端组件，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化无线电天线器件，包括可分离的第一模块和第二模块，所述第一模块包含所述器件的所有无线电的、和射频的前端组件，所述第二模块仅包含所述器件的天线组件，所述第一模块和第二模块设置有用于彼此物理和电互连的装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞普萨里奥，乔纳森埃德，西蒙菲利普金斯利，
申请(专利权)人：安蒂诺瓦有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]