双馈多频带平面型天线制造技术

一种三频带、双天线总成，包括一个平面倒Ｆ型天线（ＰＩＦＡ），该ＰＩＦＡ具有与地面元件间隔开且大致平行于此地面元件延伸的辐射／接收元件。一倒Ｆ型天线（ＩＦＡ）的平面型辐射／接收元件位于该ＰＩＦＡ的辐射／接收元件与该地面元件间存在的敞开空间内。该ＩＦＡ的辐射／接收元件可垂直或平行于该ＩＰＦＡ的辐射／接收元件延伸。该ＩＰＦＡ的辐射／接收元件包括一或多个开口槽构造，其运作用于提供用于ＩＰＦＡ的双共振频率（ＡＭＰＳ／ＰＣＳ或ＧＳＭ／ＤＣＳ）。该ＩＦＡ的辐射／接收元件在非蜂窝式频带（ＩＳＭ、ＧＳＭ或ＧＰＳ）中运作。　　　　　　　　　 一种三频带、双天线总成，包括一个平面倒Ｆ型天线（ＰＩＦＡ），该ＰＩＦＡ具有与地面元件间隔开且大致平行于此地面元件延伸的辐射／接收元件。一倒Ｆ型天线（ＩＦＡ）的平面型辐射／接收元件位于该ＰＩＦＡ的辐射／接收元件与该地面元件间存在的敞开空间内。该ＩＦＡ的辐射／接收元件可垂直或平行于该ＩＰＦＡ的辐射／接收元件延伸。该ＩＰＦＡ的辐射／接收元件包括一或多个开口槽构造，其运作用于提供用于ＩＰＦＡ的双共振频率（ＡＭＰＳ／ＰＣＳ或ＧＳＭ／ＤＣＳ）。该ＩＦＡ的辐射／接收元件在非蜂窝式频带（ＩＳＭ、ＧＳＭ或ＧＰＳ）中运作。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
双馈多频带平面型天线对相关申请案的交叉参照由Govind R.Kadambi、Kenneth D.Simmons及Jon L.Sullivan于2002年4月29日申请的共同待决的美国专利申请案第10/135,312号，其名称为SINGLE FEED TRI BAND PIFA WITH PARASITIC ELEMENT(具有寄生元件的单馈三频带PIFA)且以引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及天线，且更具体而言，涉及用于手持式或便携式无线通信装置及手持受话器中的天线。
技术介绍
现代化的蜂窝式通信系统通常需要可同时具有多频带及多系统功能的手持受话器。换言之，人们对多用途蜂窝式手持受话器的需求正在不断增加，此等蜂窝式手持受话器可用于诸如高级移动电话业务(AMPS)、个人通信服务(PCS)、全球移动通信系统(GSM)、分布式通信系统(DCS)及工业科学医学(ISM)等蜂窝式应用中，且亦可用于诸如全球定位系统(GPS)及蓝牙(BT)(蓝牙是一开放性规范的代码名称，其用于标准化完全不同的个人电脑与手持式个人电脑装置之间的数据同步化)等非蜂窝式应用中。目前蜂窝式通信技术的发展的一个重点是提供一种位于蜂窝式手持受话器内部的天线，以由此利用此一被无线通信装置所掩盖的天线所提供的固有优点。本专利技术所提供的结构及布置包括一种平面倒F型天线(PIFA)。PIFA是一种紧凑型小尺寸微带天线，将其称为倒F型天线是因为此天线的侧视图类似于面朝向下的字母F。美国专利第6,072,434号、第6,218,991及第6,222,496号(以引用的方式纳入本文)是PIFA的若干实例。移动无线通信工业中感兴趣的是多频带PIFA。在多频带PIFA中，设置单天-->线馈送或多天线馈送的选择取决于系统需求。然而，从天线设计的观点来看，设置单天线馈送或多天线馈送的选择既具有优点亦具有缺点。在单天线馈送中，可在多个共振频率提供所需带宽的多频带PIFA通常会导致天线设计复杂性。另一方面，具有多天线馈送的多频带PIFA有助于减少天线设计的复杂性，这是因为多个单独辐射/接收元件(每一个均具有单独馈送构件)的设计更简单。然而，多天线馈送存在的问题是多频带PIFA的各辐射/接收元件之间会相互耦合。其存在的另外一个问题是，具有多个天线馈送端口的多频带PIFA由于相互耦合及PIFA的各共振频带之间隔离较差而损害其性能。因此，尽管具有多馈送的多频带PIFA可降低设计复杂性，但此一PIFA并非实际应用之选择，此主要是由于相互耦合的问题。鉴于此，可减少(例如)多频带PIFA的各辐射/接收元件之间的相互耦合的技术尤为重要。过去对双馈双频带PIFA的研究主要集中于优化供蜂窝式应用的PIFA。然而，多数先前技术的双馈双频带PIFA仅展示约15dB的隔离。双馈双频带PIFA所提供隔离的进一步改良已通过增加天线的多个辐射/接收元件之间的物理隔离而实现。然而，此一选择与PIFA所占总实际体积应较小的期望需求相抵触。因此，该项技术需要能达成可改良隔离而不增加多频带PIFA的总体积及/或线性尺寸之期望目标的技术。用于蜂窝式或移动通信的双馈双频带PIFA的设计及应用已于以下出版物中讨论，其中该些出版物主要讨论用于诸如AMPS/PCS或GSM/DCS频带等蜂窝式频带的PIFA设计。[1]Z.D.Liu、P.S.Hall及D.Wake，“Dual-Frequency Planar Inverted-FAntenna”，IEEE Trans.Antennas and Propagation第AP-45卷，第I0期，第1451-1458页，1997年10月。[2]C.B.Rowell及R.D.Murch，“A Compact PIFA Suitable for Dual-frequency 900/1800-MHz Operation”，IEEE Trans.Antennas and Propagation第AP-46卷，第10期，第596-598页，1998年4月。[3]P.Kabacik及A.A.Kucharski，“Optimizing the radiation Pattern-->Of Dual Frequency Inverted F Planar antennas”，JINA conference，第655-658页，1998。[4]P.Song，P.S.Hall、H.Ghafouri-Shiraz及D.Wake，“Triple-BandPlanar Inverted F Antenna”，IEEE-APS Symposium，1999，Orlando，第908-911页。上述引用参考文献[1]论述了GSM/DCS频带PIFA的两个馈送端口之间可达成的隔离。特定而言，[1]中所报告的两个端口之间的隔离约为15dB。在保持PIFA的总体积的情况下，对此隔离的任何改良皆是以该些天线端口中之一处的增益为代价的。相反，本专利技术可改良根据本专利技术构造及布置的双天线总成的两个馈送端口之间的隔离(18-19dB)，且不减少各天线端口处的增益。此外，本专利技术亦没有增加多频带天线结构所占的总实际体积。上述引用参考文献[4]中阐述了具有二及三个馈送端口的GSM/DCS/ISM三频带PIFA的设计。在此参考文献中，多个天线皆各为PIFA类型，其中所有辐射元件均位于平行于地面的单一表面上。下文讨论的先前技术图1至3展示了此类布置。在本专利技术的一个实施例中，一多频带双天线总成或模件提供了一PIFA与一倒F型天线(IFA)的组合，其辐射元件皆处于正交方向。IFA亦被称为具有一开口端的并联驱动倒L型天线传输线。换言之，IFA是一种倒L型天线，其可沿天线的水平导线自由抽取输入以获得对天线输入阻抗的控制度。图1是具有多馈送的先前技术多频带PIFA 10的俯视图。图2是PIFA沿图1的线2-2的剖面图，图3是PIFA沿图1的线3-3的剖面图。多频带PIFA 10包括两个独立馈送构件，若其为双频带则每一频带一个馈送构件。PIFA 10包括在两个独立频带处共振的辐射/接收元件11及12。辐射/接收元件11及12占用一个共用平面，且其位于地面元件13之上且大致平行于地面元件13。L型槽14在此两个辐射/接收元件11及12之间既提供物理隔离亦提供电隔离。第一孔15设置于较大面积的辐射/接收元件11中，导电馈送插脚16插入-->穿过孔15。馈送插脚16用于将射频(RF)功率馈送至辐射/接收元件11。馈送插脚16在馈送插脚16穿过设置于地面元件13中的一孔处与地面元件13电绝缘。第二孔17设置于辐射/接收元件11中。导电柱18作为辐射/接收元件11与地面元件13之间的短路，其插入穿过孔17并穿过设置于地面元件13中的一孔。柱18大致平行于馈送插脚16延伸。具有较大长度(L1)及宽度(W1)尺寸的辐射/接收元件11在多频带PIFA 10的较低频带处共振。辐射/接收元件11的阻抗匹配由馈送插脚16的直径、短路柱18的直径及馈送插脚16与短路柱18之间的间隔距离决定。具有较小长度(L2)及宽度(W2)尺寸的辐射/接收元件12在多频带PIFA 10的较高频带处共振。第一孔19设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造包含两个天线的单一总成的方法，其包括以下步骤：　　　　提供一个具有一辐射／接收元件的平面倒Ｆ型天线，所述辐射／接收元件与一平面型地面元件间隔开并大致平行于此平面型地面元件延伸；　　　　提供一具有一平面型辐射／接收元件的倒Ｆ型天线；及　　　　将所述倒Ｆ型天线的所述辐射／接收元件定位于所述平面倒Ｆ型天线的所述辐射／接收元件与所述平面型地面元件之间。

【技术特征摘要】
US 2002-7-24 10/201,8591、一种制造包含两个天线的单一总成的方法，其包括以下步骤：提供一个具有一辐射/接收元件的平面倒F型天线，所述辐射/接收元件与一平面型地面元件间隔开并大致平行于此平面型地面元件延伸；提供一具有一平面型辐射/接收元件的倒F型天线；及将所述倒F型天线的所述辐射/接收元件定位于所述平面倒F型天线的所述辐射/接收元件与所述平面型地面元件之间。2、如权利要求1所述的方法，其中所述倒F型天线的所述辐射/接收元件大致垂直于所述地面元件及所述平面倒F型天线的所述辐射/接收元件延伸。3、如权利要求1所述的方法，其中所述倒F型天线的所述辐射/接收元件大致平行于所述地面元件及所述平面倒F型天线的所述辐射/接收元件延伸。4、一种制造响应三个频带的单一双天线总成的方法，其包括以下步骤：提供一具有一大致平面型辐射/接收元件的平面倒F型天线，所述辐射/接收元件与一大致平面型地面元件间隔开并大致平行于此大致平面型地面元件延伸；将所述平面倒F型天线的所述辐射/接收元件构造为响应一第一及一第二频带；提供一具有一平面型辐射/接收元件的倒F型天线；将所述倒F型天线的所述辐射/接收元件构造为响应一第三频带；及将所述倒F型天线的所述辐射/接收元件定位于所述平面倒F型天线的所述辐射/接收元件与所述地面元件之间的所述空间内。5、如权利要求4所述的方法，其中所述倒F型天线的所述辐射/接收元件大致垂直于所述地面元件及所述平面倒F型天线的所述辐射/接收元件延伸。6、如权利要求4所述的方法，其中所述倒F型天线的所述辐射/接收元件大致平行于所述地面元件及所述平面倒F型天线的所述辐射/接收元件延伸。7、如权利要求4所述的方法，其中所述平面倒F型天线的所述辐射/接收元件包括多个间隔槽，此等槽运作以提供针对所述第一及第二频带的所述响应。8、如权利要求7所述的方法，其中所述倒F型天线的所述辐射/接收元件-->大致垂直于所述地面元件及所述平面倒F型天线的所述辐射/接收元件延伸。9、如权利要求4所述的方法，其中所述倒F型天线的所述辐射/接收元件大致平行于所述地面元件及所述平面倒F型天线的所述辐射/接收元件延伸。10、如权利要求4所述的方法，其中所述第一及第二频带包括AMPS/PCS及GSM/DCS频带，且其中所述第三频带是非蜂窝式频带。11、如权利要求10所述的方法，其中所述倒F型天线的所述辐射/接收元件大致垂直于所述地面元件及所述平面倒F型天线的所述辐射/接收元件延伸。12、如权利要求10所述的方法，其中所述倒F型天线的所述辐射/接收元件大致平行于所述地面元件及所述平面倒F型天线的所述辐射/接收元件延伸。13、一种单一双天线总成，其包括：一大致平面型金属地面元件；一第一大致平面型金属辐射/接收元件；一支承所述第一辐射/接收元件的绝缘构件，此第一辐射/接收元件大致平行于所述地面元件以在所述地面元件与所述第一辐射/接收元件之间提供一敞开空间；一连接至所述第一辐射/接收元件的第一天线馈电导体；所述地面元件、所述第一辐射/接收元件及所述第一天线馈电导体构成一第一天线；一第二大致平面型金属辐射/接收元件，其以可基本定位于所述敞开空间之方式与所述绝缘构件相联；及一连接至所述第二辐射/接收元件的第二天线馈电导体；所述地面元件、所述第二辐射/接收元件及所述第二天线馈电导体构成一第二天线。14、如权利要求13所述的单一双天线总成，其中所述第二辐射/接收元件大致平行于所述地面元件及所述第一辐射/接收元件延伸。15、如权利要求13所述的单一双天线总成，其中所述第二辐射/接收元件大致垂直于所述地面元件及所述第一辐射/接收元件延伸。16、如权利要求13所述的单一双天线总成，其中所述第一辐射/接收元件包括一辐射边缘及一非辐射边缘，并包括：-->第一导体构件，其将所述非辐射边缘上的一第一点电连接至所述地面元件；及第二导体构件，其将所述第一馈电导体电连接至所述非辐射边缘上的一第二点，所述第二点与所述非辐射边缘上的所述第一点间隔开来。17、如权利要求16所述的单一双天线总成，其包括：一形成于所述第一辐射/接收元件中的开口槽构造，此开口槽构造使所述第一辐射/接收元件响应一第一及一第二频带。18、如权利要求17所述的单一双天线总成，其中所述开口槽构造包括一具有一开口端的大致L型槽，所述开口端在所述非辐射边缘上处于所述非辐射边缘上所述第一及第二点二者同侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈文德R卡达姆比，尚穆加纳坦苏甘坦，弗拉迪米尔斯托伊尔科维奇，
申请(专利权)人：圣韵无线技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]