用于移动通信的内部多波段天线制造技术

一种用于移动通信器件的内部多波段天线，其具有平面发射元件（１２）和与之基本平行放置的接地导体（１４），并且它们之间有例如空气或衬底的电介质（１６）。发射元件（１２）包括反馈点处的例如，可以具有Ｌ形状的反馈条（１８）所述反馈点。一个或多个短接条（２０，２２）有选择地连接在发射元件（１２）和接地导体（１４）之间，放置在相对于反馈点的位置，用于调谐在反馈点处的输入阻抗，并用于调谐所述平面发射元件（１２）的谐振频率。所述发射元件包括具有至少三段槽的带角槽（２６），例如，Ｎ，Ｍ，Ｗ和类似形状，其相互连接在第二谐振频率上以增加谐振频率带宽。反馈条（１８）和一个多个短接条可以为串联ＬＣ阻抗提供倒置的Ｌ型条（３０）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用于移动通信的内部多波段天线
本专利技术总的来说涉及天线器件，尤其是用于移动通信器件和其他小型天线应用的内部多波段槽天线。
技术介绍
双波段天线已经广泛用于移动电话中以适应不同的通信标准。然而，与常规天线相比，已知外部双波段天线，也被称作短粗天线呈现出高吸收率(SAR)。此外，外部和可伸缩天线暴露在电话机盒之外，这对用户是不方便的。已经推出内部天线以取代外部和可伸缩天线，但是常规内部天线设计还未提供足够的特别是用于双模式应用的带宽。由于接线微波传输带天线(patch micro-strip antenna)具有紧凑轻巧的结构，使其易于在印制电路板上使用精密印制电路技术进行生产和制造，因此在若干方面具有优势。在一些应用中，希望提供具有集合了接线天线优点的可在多波段中运行的小型天线，但现有尝试都不成功。此外，除非使用了很厚的电介质衬底，已知内部接线天线往往具有狭窄的带宽，但是增厚限制了天线在很多方面的应用，尤其是限制了在具有严格的空间要求和重量限制的手持移动通信设备的应用。常规的PIFA天线是四分之一波长的。特定的频率通常指示了天线的长度或尺寸。如果想要将谐振频率调到用于另一个应用，就必须改变天线的尺寸或其他特性，如介质。常规的接线天线具有自然的谐振频率或者用于RF和微波应用的模式。然而，当使用用于天线设计的自然模式(natural mode)时存在一些缺点。自然模式取决于接线的形状和大小。一旦天线的尺寸固定，-->也就固定了谐振频率。如果天线的尺寸是这样，第一模式匹配GSM(900MHz)频率，则第二模式将在第三谐波2700MHz处谐振，这对于DCS(1800MHz)频率并不推荐使用。此外，为了产生自然模式谐振频率，必须相对地使天线尺寸大。例如，当使用半波接线技术时，900MHz的矩形接线天线大约为12厘米。然而，这样大的尺寸对于通常要求天线的长度小于大约4厘米的大多数现代蜂窝电话设备来说是不可接受的。通过在发射元件中提供缝隙或槽，也可以在金属平面中采用槽天线。简单的谐振槽天线几何形状包括半波和四分之一波槽天线，其在发射元件中分别提供封闭的槽或者开放的槽。槽天线和常规的接线微波传输天线包括在发射元件和接地平面之间的电介质，使天线由来自包括电信号反馈点的激励端口不同地进行驱动。然而，槽天线也倾向于具有相对窄的带宽。常规的平面反相F天线(PIFA)包括平面发射元件和接地导体，正如与接线微波传输和槽天线结构介绍的一样。在反相F天线中，发射元件和接地导体为平行的、平坦导体面，该导体面具有反馈点和短路点，其根据发射导体的长度在特定的频率上与电波谐振。已知的PIFA天线具有限制，并且通常不适用于多模式和限制空间的应用。常规的PIFA天线为四分之一波长。特定的频率通常指出天线的长度或大小。如果想要将谐振频率调谐以用于另一个应用，必须改变天线的大小或者其它属性，如电介质。在仔细考虑了以下的专利技术详细描述连同附图后，本专利技术的各个方面特征和优点对本领域普通技术人员而言将会非常明显。附图说明图1示出本专利技术的内部天线示例；图2示出本专利技术的内部天线另一个示例-->图3示出了适于用作短接或反馈条(strap)的L形导电构件；图4示出了图1中示例天线的回播损耗；图5示出了用于内部多波段天线的开关原理；图6示出了根据本专利技术的内部天线的三维发射模式；图7和图8示出发射模式的纵切。图9示出在根据本专利技术的天线馈电点反馈strap的倒L反馈。图10图形化地示出两个带槽的双波段内部天线的测量和对比。具体实施方式图1为用于移动通信器件中的多波段天线，特别适用于需要考虑小型因素，例如蜂窝电话和其它无线可移动通信器件。在一个实施例中，本文中所描述的多波段天线适用于以单个激励端口下操作的两个或多个不同波段。多波段天线器件使用短接条和槽产生多波段带频，而其尺寸和重量又远小于常规天线。如以下更加全面的讨论，本文中的示例实施例产生GSM 900MHZ频率和DCS1800MHZ频率。图1示出了内部多波段天线，通常包括基本平坦的发射元件12和与发生元件12基本平行放置的基本平坦的接地导体14，其用作接地平面。在一个实施例中，接地导体14是放置在印制电路板32的部分上的导电材料。电介质16放置在发射元件和接地导体之间。在图1中，示例性电介质16是空气间隙。可选地，电介质可以是一些形成于发射元件和接地导体之间其它材料，举例来说如衬底。其中电介质16是空气隙，用塑料支撑物或其它一些间隔物(offset)34可以将发射元件12相对于接地导体14或印制电路板32放置。相对于发射元件上的电信号传入馈电点放置至少一个短接条-->(shorting strap)。一个或多个短接条通常将发射元件和接地导体连接起来。图1中，有两个短接条20和22用于多波段操作，并且在其它实施例中还可能有额外的短接条，其中至少一个短接条将发射元件和接地导体连接起来，如下文更加全面的讨论。通常，短接条位于与馈电点不同的距离处。图1中，馈电点包括具有一端和发射元件12相连的馈电条18。馈电条18的另一部分或端19通过导电引线与电路连接，这未在图中示出。在示例性实施例中，端点19是馈电点。馈电条18不与接地导体相连。在图1中的示例性实施例中，印制电路扳上有一非导电区31，其中馈电条与电路板32接触。与馈点电相连的导电引线可以放置在例如接地导体下面的印制电路板层中。图3中示出的一个实施例中，馈电条和/或一个或多个短接条是L形构件。依照其配置，如下文更全面的讨论，所述L形构件可以配制成提供特别的阻抗，例如电容或与电感串联的电容。图1中，带角度的槽26放置在发射元件12上。带角度的槽被分成至少两段或节28，优选地它们排列互成锐角。优选地，带角度的槽被分成至少三个槽段28。示例性的带角度的槽的配置包括形状Z或N或M或W或其他锐角形状或它们的组合。图2示出具有形状W配置的另一个锐角槽。通常，尖锐的带角槽便于它们的各段之间以谐振频率耦合，这可以增加天线带宽。示例性实施例中，连接相应各段的带有锐角的Z，N，M和W形状的槽为所有各段，即第一到第二，第二到第三，和第一到第三节等等，提供了良好的互耦合。具有排列成直角和斜角的槽可能不显示出相连各节之间的良好电磁耦合，并且为相连各节之间提供有限的互耦合。但直角和斜角的槽配置可能适用于一些应用，具有三节或多节的锐角槽是优选的，尤其对多波段应用。-->多模式操作有可选择连接发射元件和接地导体之间的一个或多个短路条，从而调谐天线的输入阻抗，如下文更加全面的讨论。图1的示例性实施例中，第一短路条20位置离馈电点较近，提供50欧姆的匹配(Zin)，并保持天线小尺寸，而第二短路条22位置离馈点电较远，调谐GSM 900的频率。图1中发射元件上的锐角槽26调谐GSM 1800的频率。通常，改变发射元件上角度槽26的长度和形状会改变较高波段的谐振频率，而改变馈电点和第二短路条22之间的距离会改变较低波段的谐振频率。天线的典型尺寸约为4厘米×2.5厘米×0.7厘米。图4示出图1中天线器件10的回波损耗(return loss)，其中天线具有在900MHZ和1800MHZ上的双谐振频率。图6示出示例性内部天线的3维发射图形。对两个波段的发射效率都约为70％。图7和图8是发射图形的纵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线装置，包括：基本平坦的发射元件；放置在靠近所述发射元件基本平坦的接地导体；放置在所述发射元件和所述接地导体之间的电介质；在所述发射元件处的电信号反馈点；将所述接地导体与所述发射元件相连的短接条；和形成于所述发 射元件中的锐角槽，所述锐角槽分成至少三段槽。

【技术特征摘要】
US 2001-3-28 09/819,5511.一种天线装置，包括：基本平坦的发射元件；放置在靠近所述发射元件基本平坦的接地导体；放置在所述发射元件和所述接地导体之间的电介质；在所述发射元件处的电信号反馈点；将所述接地导体与所述发射元件相连的短接条；和形成于所述发射元件中的锐角槽，所述锐角槽分成至少三段槽。2.根据权利要求1的天线装置，所述接地导体与所述发射元件基本平行地放置。3.根据权利要求2的天线装置，其中所述接地导体至少包括印制电路板的一部分。4.根据权利要求1的天线装置，所述电介质包括所述发射元件和所述接地导体之间的电介质衬底。5.根据权利要求1的天线装置，所述反馈点包括与所述发射元件相连的电信号反馈条。6.根据权利要求5的天线装置，多个的至少两个短接条，每个短接条与所述发射元件和所述接地导体之间的相应开关相连，多个短接条位于距反馈点距离不同处，其中通过闭合至少一个相应短接条的开关使发射元件和接地导体相连来调谐电信号馈电点。7.根据权利要求1的天线装置，多个的至少两个短接条，每个短接条与所述发射元件和所述接地导体之间的相应二极管开关串联连接。-->8.根据权利要求5的天线装置，其中所述反馈条包括电容和电感负载。9.根据权利要求1的天线装置，其中所述反馈条包括L形构件，其具有上部和下部的长腿，短腿从所述长腿的下部中伸出，所述长腿的上部与所述发射元件相连，所述长腿的下部与所述发射元件70之间留有空隙，所述短腿伸向所述接地导体。10.根据权利要求1的天线装置，所述反馈条包括具有长腿和短腿部分的L形构件，所述长腿的至少一部分与所述发射元件相连。11.根据权利要求10的天线装置，所述长腿具有相对较窄的下部和相对较宽的上部，所述短腿部分从所述下部伸向...

【专利技术属性】
技术研发人员：周光平，
申请(专利权)人：摩托罗拉公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]