CN101036261B - 补充型寄生天线设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种与具有一体式无线电天线的电子装置一起使用的补充型天线组件，该电子装置如无线驱动膝上型计算机、笔记本型计算机、游戏装置、个人数字助理(PDA)、或设计成与上述装置一起使用的电路卡(如PCMCIA卡)或其它电路组件。该补充型天线组件包括由框架支撑的寄生元件。该框架配置成附接到上述便携式装置的外壳上，以便在寄生元件和一体式无线电天线之间提供电感耦合。该寄生元件可以包括例如天线和/或耦合元件，如配置成连接到外部天线的耦合元件。

Description

补充型寄生天线设备
技术领域
本发明涉及无线电通信设备，更具体地说，涉及无线电天线设备。
背景技术
目前，膝上型计算机、笔记本型计算机、口袋型PC、个人数字助理(PDA)、游戏装置等计算装置普遍具有无线通信能力。例如，许多膝上型计算机和笔记本型计算机目前都包含无线电通信电路，该电路配置成可以与例如WiFi网和/或公共蜂窝网通信。该电路可以集成在计算机中，和/或可以设置在插入计算机中的诸如PC卡或USB适配器的电路组件中。类似卡和/或适配器可以与诸如PDA和计算机外围设备(如打印机、扫描仪等)之类的其它电子装置一起使用。
上述无线通信电路可以配置成连接到外部无线电天线，和/或可以包括集成式无线电天线。例如，一些PC卡包括外部天线插孔，可以将刚性天线和/或天线电缆附接到该天线插孔。也可以使用多个PC卡，它们包括不带外部天线连接的内部天线。例如，参照图1，市场上买的SonyEricsson Mobile Communications，Inc.的GC-79GPRS/WiFiPCMCIA卡100包括位于外壳110内靠近卡100的一端的内部天线。许多WiFi卡都具有类似的内部天线配置。
这种内部天线的尺寸和位置的限制会使天线的性能显著降级。例如，如图2所示，当将无线PC卡100安装在笔记本型计算机10中时，卡100的天线120会受到计算机10的LCD屏幕的阻挡或遮蔽。这种阻挡或遮蔽会导致某些方向上的增益减小。另外，当计算机10处于正常的操作位置时，天线120的极化可能在水平面上占主导。但是，在某些低信号覆盖的边缘区域，信号极化可能在垂直方向上占主导。所导致的极化不匹配可能会导致性能显著降级。
发明内容
在本发明的一些实施例中，提供一种与具有一体式无线电天线的电子装置一起使用的补充型天线组件，该电子装置如无线驱动膝上型计算机、笔记本型计算机、游戏装置、个人数字助理(PDA)、或设计成与上述装置一起使用的电路卡、适配器或其它电路组件。该补充型天线组件包括由框架支撑的寄生元件。该框架配置成附接到上述便携式装置的外壳上，以便在寄生元件和一体式无线电天线之间提供电感耦合。该寄生元件可以包括例如天线和/或耦合元件，如配置成连接到外部天线的耦合元件。在一些实施例中，在缺少该补充型天线组件时，电子装置优先在一定的频率范围内发射和/或接收无线电信号，而该补充型天线组件可以增加该频率范围内的发射和/或接收。在其它实施例中，该补充型天线组件可以增加该频率范围之外的频率处的发射和/或接收，以使得例如电子装置支持备选的第二个无线电应用。
在本发明的其它实施例中，上述电子装置包括配置成安装在计算装置中的无线通信电路组件。例如，该无线通信电路组件可以是电路卡，如PCMCIA或其它计算机卡，其中在靠近该电路卡的一端的位置设置有无线电天线，当将该电路卡安装在计算装置中时，电路卡的这一端从该计算装置延伸。上述框架可以配置成附接到电路卡靠近它的这一端的位置。例如，上述框架可以配置成封装电路卡包含一体式无线电天线的至少一部分，和/或配置成夹持在电路卡上的夹持结构中。
在本发明的其它实施例中，一种与具有内部无线电天线的无线通信卡一起使用的补充型天线组件包括寄生元件和支撑该寄生元件的框架。该框架配置成附接到该无线通信卡靠近内部无线电天线的位置，以便在内部无线电天线和寄生元件之间提供电感耦合。该无线通信卡可以包括无线通信PCMCIA卡，并且该框架可以配置成附接到该PCMCIA卡靠近它的这一端的位置，以便在内部无线电天线和寄生元件之间提供电感耦合。
附图说明
图1示出常规PCMCIA无线通信卡。
图2示出安装在笔记本型计算机中的常规PCMCIA无线通信卡。
图3-11示出根据本发明的各个示范实施例的补充型天线组件。
具体实施方式
现在，将参照附图，描述本发明的特定示范实施例。但是，本发明可以实施成许多不同的形式，并且不应将本发明理解为限于本文所述的实施例；确切地说，提供这些实施例是为了使本公开详尽且完整，并且向所属领域的技术人员全面传达本发明的范围。如附图所示的特定示范实施例的详细描述中所用的技术无意限制本发明。各图中，类似的数字表示类似的元件。
除非另外明确规定，否则本文所用的单数形式“一个(a/an)”和“该(the)”意指同样包括复数形式。还应了解，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时，指定所规定的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或增加。应了解，当将一个元件称为“连接到”或“耦合到”另一元件时，可以将该元件直接连接或耦合到这个另外的元件，或者也可以存在介入元件。此外，本文所用的“连接”或“耦合”可以包括无线连接或耦合。本文所用的术语“和/或”包括所列相关项中的一个或多个项的所有任意组合。
除非另外定义，否则本文所用的所有术语(包括科技术语)的含义与本发明所属领域的技术人员普遍已知的含义相同。还应了解，除非本文另外明确定义，否则应当将诸如常用字典中定义的术语之类的术语的含义理解为与它们在相关技术中的含义相一致，并且不应解释成理想化或过度正式的意义。
图3是根据本发明的一些实施例的补充型天线组件300的示意图。组件100包括寄生元件320和支撑框架310，该支撑框架310配置成附接到包括一体式天线120的电子装置100的外壳110上。具体来说，在所示实例中，电子装置100包括配置成安装在计算机10中的PCMCIA卡，并且天线120包括设置在卡100这一端附近的蛇形导体。图中将框架310示为衬底形式，并且寄生元件320包括由该衬底支撑的蛇形导体，该蛇形导体垂直定向，以便提供主要为垂直的极化，即大致垂直于一体式天线120的大致为水平的极化。但是，应了解，本发明适用于其它电子装置和/或其它天线配置。
图4和图5示出根据本发明的其它实施例的补充型天线组件400。组件400包括框架或外壳410，该框架或外壳410配置成封装PCMCIA电路卡100的密封一体式无线电天线120的一端110。组件400还包括这里示为垂直定向的短截线天线430的天线，当将组件400安装在卡100上时，短截线天线430寄生耦合到一体式天线120。具体来说，如图5所示，组件400包括设置在外壳410中的耦合元件420，该耦合元件420配置成当将组件400安装在卡100上时电感(寄生)耦合到卡的一体式天线120。耦合元件420电导耦合到天线430。外壳410可以配置成弹压在电路卡100的端部110上或以其它方式啮合该端部110，以便使组件400夹持在电路卡100上。
图6和图7示出根据本发明的其它实施例的具有备选配置的补充型天线组件600。组件600包括外壳610，该外壳610配置成滑入靠近PCMCIA电路卡100’的容纳一体式天线120’的一端110’的插槽130内。外壳610支撑天线630，该天线630电感耦合到天线120’。具体来说，组件600包括位于外壳610内的耦合元件620，该耦合元件620配置成当将该组件安装在卡100’上时电感耦合到天线120’，并且该耦合元件620电导耦合到天线630。
应了解，在本发明的各个实施例中，可以采用如图4-7所示的方式以外的方式将补充型天线组件附接到电子装置的外壳上。例如，可以将补充型天线组件配置成利用例如Velcro
Figure 200580034379710000210003_0
、夹子、卡扣、螺丝钉、螺纹或其它附接方式可拆装地附接到电路卡或其它外形尺寸的装置上。
图8示出与具有内部天线120”的电路卡100”一起使用的补充型天线组件800，其中内部天线120”的定向不同于如图4-7所示的内部天线的定向。组件800包括外壳810，该外壳810配置成封装电路卡100”的靠近天线120”的一端。外壳810在一定位置支撑耦合元件720，以使得当组件800处于适当位置时，耦合元件720可以寄生耦合到天线120”。耦合元件720电导耦合到天线830。
根据本发明的其它方面，与具有一体式天线的电子装置一起使用的补充型天线组件可以包括寄生耦合元件，该元件配置成可拆装地连接到诸如短截线天线之类的刚性外部天线，和/或连接到可以附接至独立式天线的天线电缆。例如，如图9所示，根据本发明的其它实施例的补充型天线组件900包括外壳910，该外壳910配置成封装电路卡100的容纳内部天线120的一端。组件900还包括寄生耦合元件920，该元件920配置成当安装好组件900时电感耦合到天线120。耦合元件920电导耦合到外部天线连接器930。在各个实施例中，可以将刚性天线和/或天线电缆连接到该连接器930。
应了解，本发明适用于PCMCIA电路卡之外的其它类型的电子装置。例如，图10和图11示出配置成与插入PDA 20中的无线通信卡30一起使用的补充型天线组件1000、1000’。参照图10，组件1000包括外壳1010，该外壳1010封装电路卡30，并且支撑寄生耦合的天线1030。例如，当在诸如汽车的高阻挡环境中使用PDA 20时，可以使用这种组件。参照图11，组件1000’包括外壳1010’，该外壳1010’包括连接到外部连接器1020的寄生耦合元件(未图示)。独立式天线40通过电缆50连接到连接器1020。例如，当将PDA 20安装在固定位置，如安装在车内或建筑物内时，就可采用这种配置。
补充型寄生天线组件的其它应用落在本发明的范围内。例如，在本发明的一些实施例中，可以将补充型寄生天线组件配置成耦合到安装在计算机或其它电子装置的罩壳内而不是安装在可移动电路卡或其它电路组件内的一体式无线电天线。在其它实施例中，可以将补充型寄生天线配置成与诸如电报装置、游戏装置、无线电话(如手机)和/或GPS接收器之类的其它无线电装置一起使用。
通过使用根据本发明的各个实施例的补充型寄生天线组件，可以改善电子装置的性能。例如，通过使用这种补充型天线组件，可以实现诸如电压驻波比(VSWR)、增益和/或方向性之类的发射/接收特性方面的改善。这种补充型天线组件还可用于提供额外的或增强的操作模式。例如，增加补充型天线组件可以改变内部天线的既有方向图，以便在一定频率范围内改善在缺少该寄生元件时相对有所减弱的接收和/或发射。因此，例如，如果将电子装置的一体式天线配置成支持特定的无线电应用，那么增加根据本发明的一些实施例的寄生元件可以支持额外的或备选的无线电应用。
在附图和说明书中，已经公开了本发明的示范实施例。尽管上文采用特定术语，但它们使用时只是具有一般的描述性意义，而不是为了限制本发明，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (21)

1.一种与电子装置一起使用的补充型天线组件，所述电子装置具有设置在所述电子装置的外壳内的一体式无线电天线，所述补充型天线组件包括：
寄生元件；
框架，所述框架支撑所述寄生元件，并且配置成附接到所述电子装置的外壳，以便在所述寄生元件和所述一体式无线电天线之间提供电感耦合；并且
其中，所述电子装置的一体式无线电天线具有第一主要极化，并且其中，所述寄生元件包括天线，当将所述天线附接到所述电子装置的外壳时，所述天线具有第二主要极化。
2.如权利要求1所述的补充型天线组件，其特征在于，所述寄生元件包括耦合元件。
3.如权利要求2所述的补充型天线组件，其特征在于，所述耦合元件配置成连接到外部天线。
4.如权利要求1所述的补充型天线组件，其特征在于，所述电子装置包括配置成安装在计算装置中的无线通信电路组件。
5.如权利要求4所述的补充型天线组件，其特征在于，所述无线通信电路组件包括电路卡和所述一体式无线电天线，其中，所述无线通信电路组件的所述一体式无线电天线位于靠近所述电路卡的一端的位置，当将所述电路卡安装在所述计算装置中时，所述电路卡的所述端从所述计算装置延伸，并且其中，所述框架配置成附接到所述电路卡靠近其所述端的位置。
6.如权利要求5所述的补充型天线组件，其特征在于，所述框架配置成封装所述电路卡的至少一部分。
7.如权利要求5所述的补充型天线组件，其特征在于，所述框架配置成与所述电路卡的表面上的夹持结构接合。
8.如权利要求1所述的补充型天线组件，其特征在于，所述框架配置成封装所述外壳的靠近所述一体式无线电天线的至少一部分。
9.如权利要求1所述的补充型天线组件，其特征在于，所述框架配置成与所述外壳的表面上的夹持结构接合。
10.如权利要求1所述的补充型天线组件，其特征在于，当缺少所述补充型天线组件时，所述电子装置优先在一定频率范围内发射和/或接收无线电信号，并且其中，当安装所述补充型天线组件时，所述补充型天线组件增加所述频率范围内的发射和/或接收。
11.如权利要求1所述的补充型天线组件，其特征在于，当缺少所述补充型天线组件时，所述电子装置优先在一定频率范围内发射和/或接收无线电信号，并且其中，当安装所述补充型天线组件时，所述补充型天线组件增加所述频率范围之外的频率处的无线电信号的发射和/或接收。
12.如权利要求1所述的补充型天线组件，其特征在于，当缺少所述补充型天线组件时，所述电子装置优先支持第一无线电应用，并且其中，当安装所述补充型天线组件时，所述电子装置优先支持第二无线电应用。
13.一种与无线通信卡一起使用的补充型天线组件，所述无线通信卡具有内部无线电天线并且配置用于可拆装地安装在电子装置中，所述天线组件包括：
寄生元件；和
框架，所述框架支撑所述寄生元件，并且配置成可拆装地附接到所述无线通信卡靠近所述内部无线电天线的位置，以便在所述内部无线电天线和所述寄生元件之间提供电感耦合，其中，
所述无线通信卡的内部无线电天线具有第一主要极化，并且其中，所述寄生元件包括天线，当将所述天线附接到所述无线通信卡时，所述天线具有第二主要极化。
14.如权利要求13所述的补充型天线组件，其特征在于，所述寄生元件包括耦合元件。
15.如权利要求14所述的补充型天线组件，其特征在于，所述耦合元件配置成连接到外部天线。
16.如权利要求13所述的补充型天线组件，其特征在于，所述无线通信卡的无线电天线位于靠近所述无线通信卡的一端的位置，当将所述无线通信卡安装在计算装置中时，所述无线通信卡的所述端从所述计算装置延伸，并且其中，所述框架配置成附接到所述无线通信卡靠近其所述端的位置。
17.如权利要求13所述的补充型天线组件，其特征在于，所述框架配置成封装所述无线通信卡的包含所述内部无线电天线的至少一部分。
18.如权利要求13所述的补充型天线组件，其特征在于，所述框架配置成与所述无线通信卡的表面上的夹持结构接合。
19.如权利要求13所述的补充型天线组件，其特征在于，所述无线通信卡配置用于安装在便携式计算装置中。
20.一种与无线通信PCMCIA卡一起使用的补充型天线组件，所述PCMCIA卡具有内部无线电天线，所述内部无线电天线位于靠近所述PCMCIA卡的一端的位置，所述补充型天线组件包括：
寄生元件；和
框架，所述框架支撑所述寄生元件，并且配置成可拆装地附接到所述PCMCIA卡靠近其所述端的位置，以便在所述内部无线电天线和所述寄生元件之间提供电感耦合，其中
所述PCMCIA卡的内部无线电天线具有第一主要极化，并且其中，所述寄生元件包括天线，当将所述天线附接到所述无线通信卡时，所述天线具有第二主要极化。
21.如权利要求20所述的补充型天线组件，其特征在于，所述寄生元件包括配置成连接到外部天线的耦合元件。
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