CN102265458A - 双馈天线 - Google Patents

双馈天线 Download PDF

Info

Publication number
CN102265458A
CN102265458A CN2009801517883A CN200980151788A CN102265458A CN 102265458 A CN102265458 A CN 102265458A CN 2009801517883 A CN2009801517883 A CN 2009801517883A CN 200980151788 A CN200980151788 A CN 200980151788A CN 102265458 A CN102265458 A CN 102265458A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
multiport
base plate
port
antenna structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009801517883A
Other languages
English (en)
Inventor
M.T.蒙特戈梅里
P.A.小托尔纳塔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Skycross Inc
Original Assignee
Skycross Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Skycross Inc filed Critical Skycross Inc
Publication of CN102265458A publication Critical patent/CN102265458A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/44—Resonant antennas with a plurality of divergent straight elements, e.g. V-dipole, X-antenna; with a plurality of elements having mutually inclined substantially straight portions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/357—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point
    • H01Q5/364—Creating multiple current paths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/357—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point
    • H01Q5/364—Creating multiple current paths
    • H01Q5/371—Branching current paths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H01Q9/0457—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/06—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/40—Element having extended radiating surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Abstract

用于无线使能通信装置的多端口天线结构包括耦合器天线，所述耦合器天线具有用于发送电磁信号的第一天线端口和用于接收电磁信号的第二天线端口。所述耦合器天线位于所述无线使能通信装置的底板上，以在所述底板与所述第一和第二天线端口之间传送能量。用于一个天线端口的所述底板的谐振模式与用于另一个天线端口的所述底板的谐振模式正交，从而使得所述第一和第二天线端口彼此隔离。

Description

双馈天线
相关申请的交叉引用
本申请要求于2008年12月23日提交的标题为“Planar Three-Port Antenna and Dual Feed Antenna（平面三端口天线和双馈天线）”的美国临时专利申请序列号61/140,370的优先权，其被合并在此以作参考。
技术领域
本发明总体上涉及无线通信装置，并且更具体来说涉及用在这种装置中的天线。
背景技术
许多通信装置需要封装在很小的装置或产品内的天线。这种通信装置的常见实例包括便携式通信产品，比如蜂窝手机、个人数字助理（PDA）以及用于个人计算机（PC）的无线联网装置或数据卡。这些装置常常将单个天线用于发送及接收无线信号。
一种传统的方法是将单端口天线用于发送和接收功能。由于本地发送信号的功率比接收信号高很多，因此在发送路径与接收路径之间需要大量隔离，这特别是因为发送路径和接收路径连接在所述天线端口的公共点处。对于时分双工体系结构，所述隔离通常由发送/接收（TX/RX）选择开关来提供，从而使得天线在发送时段期间只连接到发送电路，并且在接收时段期间只连接到接收电路。在全双工体系结构的情况下，所述隔离是通过使用双工器而获得的。在任一种情况下，由于发送频带与接收频带彼此略微偏离，因此通过特别在接收电路中使用窄带通滤波器可以获得附加的隔离。
一种替换的方法是使用两个单独的天线，其中一个用于发送，另一个用于接收，由此减轻对于所述开关或双工器的隔离要求，这是因为发送路径与接收路径不再连接在公共点处。但是，一般来说，这种方法对于手机或其他便携式无线通信装置的实用性有限，这是因为在手机中添加第二天线通常导致两天线系统，其中由于天线之间的电磁耦合以及通过公共接地结构的耦合，其中一个天线端口与另一个天线端口的隔离很差。出于几种原因，这种耦合在手持式无线装置中是成问题的。首先，在例如蜂窝频带（近似900MHz）的所期望的操作频率下，手机的尺寸不允许天线放置间隔超过波长的一定分数。其次，由于消费者接受度要求天线被嵌入（或者轮廓非常低），因此所述天线的主要部分是由电话底板提供的，而所述“天线”则可以更好地被描述为激发器或耦合器天线，其在底板与天线端口之间传送能量。因此，两天线方法可能仍然在很大部分上提供到单个天线（即底板）的公共连接。此外，天线的操作频带往往重叠，因此通过滤波（即双工）来隔离天线的做法是成问题的。单个天线谐振的带宽由天线Q以及表征构成所述天线系统的谐振器的极子数目描述。在典型的手机中，这是两极子或4极子系统，并且不具有足够的选择性来隔离接收和发送频带结构。
在其中希望放松对于所述开关的隔离要求的应用中，通常必须提供接收天线与发送天线的更高的解耦。根据一个或更多实施例，提供一种利用独特的两端口天线的技术，所述两端口天线可以被嵌入到手机中以实现端口之间的显著隔离，从而提供一种实现单独的TX和RX端口的优点的措施。这种方法的优点在于，可以一起消除对于TX/RX开关或双工器的需求或者可以减轻对于这些部件的性能要求，从而允许更为简单或者更为经济的替换方案。
发明内容
根据本发明的一个或更多实施例的用于无线使能通信装置（wireless-enabled communication device）的一种多端口天线结构包括耦合器天线，所述耦合器天线具有用于发送电磁信号的第一天线端口以及用于接收电磁信号的第二天线端口。所述耦合器天线位于所述无线使能通信装置的底板上，以便在所述底板与所述第一和第二天线端口之间传送能量。用于一个天线端口的所述底板的谐振模式与用于另一个天线端口的该底板的谐振模式正交，从而使得所述第一和第二天线端口彼此隔离。
在下面的详细描述中提供了本发明的各实施例。应当认识到的是，在不背离本发明的情况下，本发明可以有其他不同的实施例，并且在许多方面可以对其几个细节进行修改。相应地，附图和说明书应当被视为在本质上是说明性而非限制性或限定性的，本申请的范围由权利要求书表明。
附图说明
图1示意性地示出了手机装置。
图2A－2D示出了代表可以在手机装置中找到的PCB组件的尺寸的矩形薄片导体的四种特征模式。
图3A和3B示出了根据本发明的一个或更多实施例的示例性天线。
图4示出了根据本发明的一个或更多实施例的示例性天线。
图5A和5B示出了根据本发明的一个或更多实施例的示例性天线。
图6A－6F示出了图5的天线的特性。
图7是所选择的GSM频带的表格，对于该GSM频带可能需要单个手机操作。
图8示出了根据本发明的一个或更多实施例的示例性天线。
图9示出了图8的天线的特性。
图10示出了根据本发明的一个或更多实施例的示例性天线。
图11示出了图10的天线的特性。
图12示出了根据本发明的一个或更多实施例的示例性天线。
图13示出了图12的天线的特性。
具体实施方式
许多无线通信协议要求使用相同频带内的多个无线信道，以便增大信息吞吐量或者增大无线链路的范围或可靠性。这就需要使用多个独立的天线。通常希望把天线放置成尽可能靠近在一起，以便减小天线系统的尺寸。但是紧邻地放置天线可能导致不合期望的效果，比如天线端口之间的直接耦合、独立性减弱或者天线的辐射模式之间的相关性增大。
图1是手机装置100的示意图。一台手机通常包括若干电子部件，比如显示器、键盘和电池（图1中未示出）。手机装置100还包括印刷电路板（PCB）组件102，其提供导电核心。所述天线附着到PCB 102上的电路，其通常具有在PCB 102和所述电话本身的大部分面积上运行的RF接地的连续性。所嵌入的天线通常如图1中所标示的那样位于所述手机电子组件的顶部104或底部106，但是在最外层外壳的内部。
通过将所述PCB和电子元件表示为矩形导体可以获得对于天线操作的基本理解。在这里被称作高度的长维度通常是10cm左右，并且短维度或宽度通常是高度的一半。这意味着在接近900MHz的蜂窝频带的频率下，所述高度接近自由空间波长（33cm）的三分之一。可以从PCB的末端为天线馈电，从而使得PCB接地平面充当针对所述天线的地网（counterpoise）。但是，可以允许天线从所述地网延伸出不超过一厘米或两厘米，以满足手机的总体尺寸和外观的目标。因此，天线在其从地网延伸出的距离方面的长度是波长的非常小的分数，从而就其自身而言，所述天线的性能将受到其较小尺寸的严重限制。这在实际中并不是限制，因为天线可以耦合到地网，从而二者一起充当更大的天线。因此，所述天线可以被描述为激发器或耦合器天线，其在地网与天线端口之间传送能量。
如果添加了第二天线以操作在相同频率（或者与TX/RX子带的情况几乎相同的频率），则所述天线端口可能不会彼此隔离，这是因为全部两个天线都耦合到公共地网从而耦合在一起。这种情况是真实的，因为在没有仔细设计以避免它的情况下，全部两个天线在操作频率下都将激发所述地网的主导谐振模式。在蜂窝频率的情况下，这被预期为地网的长维度的半波谐振，因为这是最低频率辐射模式。
Famdie等人（Famdie, Celestin Tamgue、Schroeder, Werner L.、Solbach, Klaus的“Numerical Analysis Of Characteristic Modes On The Chassis Of Mobile Phones（在移动电话的底板上的特征模式的数值分析）”，Antennas And Propagation，2006，EuCAP 2006，First European Conference，vol.，no.，pp. 1-6、6-10，2006年11月）已经识别出如图2A－2D中所描绘的维度为100mm长度乘40mm宽度的矩形薄片导体的前四种特征模式。该薄片代表可以在手机装置中找到的PCB组件的一般尺寸。箭头描绘出电流在所述导体上的流动，其中箭头的长度代表相对量值。举例来说，对于第一模式（图2A），所述电流在薄片的中部处于最大值，并且按照正弦方式在末端减小到零流动。这是沿着长维度的半波谐振，其对于这种特定几何结构发生在近似1300MHz上。下一种谐振模式是如在图2B中描绘的沿着长维度的全波谐振，并且发生在第一模式的近似两倍频率上。下一种模式（图2C）是沿着短维度的半波谐振，其在本情况中超过第一谐振频率的两倍，这是因为所述短维度小于长维度的一半。第四种模式（图2D）在全部两个轴上都有电流，但是从左到右或从上到下的相位相反。在更高频率上可以识别出另外的模式，但是随着谐振频率越来越远离所期望的操作频率，作为天线模式的有效性降低。
假设接下来的更高模式是第一特征模式的频率的近似两倍，则第一模式到目前为止是最有效的天线模式并且最容易激发。该模式由位于所述地网末端的天线有效地激发。如果两个天线位于地网的末端，则全部两个天线往往耦合到相同的基本特征模式，并且因此施加在一个天线端口处的信号将往往耦合到第二个天线端口。因此，为了避免端口到端口耦合就需要一种将根据使用哪一个端口来激发地网的不同谐振模式的天线系统。
在图3A和3B中示意性地示出了这种天线的一个实例。根据一个或更多实施例的天线300位于地网302的一端，并且跨跃所述地网的宽度。天线300具有足够的电长度以支持两种谐振模式：即分别是图3A和3B中所描绘的共模和差模。正、负符号代表与所述模式相关联的天线末端处的电位的相对相位。因此，对于共模来说，所述电位共相，而对于差模来说，任一端处的电位反相。
所述共模只对于驱动地网模式1或2（分别在图2A和2B中示出）是有效的，但是模式1将主导低频（即接近或低于第一模式的谐振频率的频率）。所述差模只对于驱动地网模式3或4（分别在图2C和2D中示出）是有效的。模式3或4在低频上都是不如模式1有效的辐射模式，这是因为辐射有效性对低于谐振频率的频率降低。其结果是与对于模式1所要求的情况相比必须更有力地驱动这些模式以产生辐射。但是，这些附加模式的其中之一被用来获得天线端口之间的隔离。
图4示出了具有两个端口402、404的天线400，每一个端口位于所述天线的末端与其中点之间。把信号施加到端口1（402）或端口2（404）将激发所有四种地网模式。但是，各种地网模式之间的相对相位将根据使用哪一个端口而不同。具体来说，由端口1激发的模式3和4的相位将与由端口2激发的模式的相位相反，而模式1和2的相位将是相同的。这允许端口1激发的谐振模式与端口2所激发的谐振模式正交。举例来说，端口1可以激发模式1加模式4，而端口2则可以激发模式1减模式4。在这种情况下，端口1将与端口2隔离。
可以通过调节从天线端口到天线末端的电长度来操纵天线的谐振频率，其中较长的电长度对应于较低的谐振频率。可以通过调节两个端口之间的部分的电长度来操纵端口之间的隔离数量。按照这种方式，可以在特定的所期望的频率上获得端口之间的隔离。可以通过对于天线的超出端口的部分使用多个分支（具有多个电长度）而获得多个谐振频率。
图5A示出了根据一个或更多实施例的天线500。在该例中，天线500被设计成为双频带GSM手机提供分开的发送端口和接收端口。天线500是从缠绕到塑料载体502上的柔性印刷电路（FPC）上的铜图案形成的。天线500被设计成安装于在蜂窝手机中找到的PCB 504的末端。所述天线FPC具有两个暴露的接触垫506、508，其是所述PCB上的发送和接收电路与天线端口之间的接触点。
在图5B中示出了天线铜图案的形状的细节。所述天线包括四个分支510、512、514、512（每一端两个），其中天线端口位于其中的两个馈电垫506、508，以及在两组分支之间的分段518。因此，该天线是图4中所示的天线型式的特定三维实施例。较长分支510、512被定尺寸为用于从880到960MHz的GSM频带上的天线操作。较短分支514、516被定尺寸为用于1710到1880MHz的GSM频带上的天线操作。
为了减小天线的物理尺寸，在更靠近馈电端口处提供具有窄的宽度和弯曲路径的形状以用于电感性加载，并且在末端处提供具有较宽的宽度的形状以用于电容性顶部加载，二者的目的都是为了使得天线在电学上更长。天线的相对侧的分支具有类似的几何结构，但是长度不相等。所述长度差异通常是为了优化具有不同频率需求的对应端口的阻抗匹配。端口1是用于发送电路的连接点，其使用GSM频带的下部，即880到915MHz和1710到1785MHz。端口2是用于接收电路的连接点，其使用GSM频带的上部，即925到960MHz和1805到1880MHz。
天线分支之间的部分是弯曲的，以便增加电长度。这一部分的电长度和电感对于在端口之间获得的隔离数量的影响大，并且对于偏移天线的频率响应或者调谐的影响较小。与此相对，天线分支的长度强烈地影响调谐，但是对于端口之间的隔离的影响弱。因此，在这两种调节之间，可以针对特定设计要求来操纵隔离数量及其发生的频率。
类似地，在模式化行为方面，天线分支的长度主要影响在其上天线耦合到地网的谐振模式的频率，并且从而影响调谐。分支之间的天线部分的特性对于天线的模式化内容具有强的影响，并且因而对于地网的模式化激发具有强的影响。当该部分的长度和形状被改变时，它影响天线上的共模相对于差模的比例。当实现适当数量的差分激发时，来自一个端口的所述地网的模式化激发与另一个端口所产生的模式化激发正交，并且获得端口到端口隔离。
可以将天线与匹配网络一起使用，以总体上优化与发送和接收电路的天线输入阻抗匹配。对于这样的天线，三分量集总元件匹配网络被用于接收和发送。作为图6A和6B分别提供对于900MHz和1800MHz频带的天线加匹配网络的VSWR测量的曲线图。作为图6C和6D提供了端口耦合参数S12和S21的曲线图。在本情况中，所述调谐被设置成使得在所述频带的发送部分上发生最大隔离。这种设置被优化以用于将接收机电路与在发送频带内发送的高功率隔离。作为图6E和6F提供的效率曲线图表明，包括所述匹配网络的所实现的效率是近似50%。
虽然通过使用多天线分支可以获得多频率操作，但是天线的复杂度随着频带的数目而增大，并且可能需要增大所需的天线尺寸。可替换地，可以使得一个或更多分支的电长度是可调节的，从而可以动态地调谐天线以操作在所选择的频带内。这对于可以在不同时间段上操作于不同频带中，但是在任何一个时间上不能同时操作在多于一个频带上的装置是特别有用的。
蜂窝手机是通常需要多频带功能的但是在任何给定时间上只操作在单个频带内的装置的实例。图7提供了所选择的GSM频带的表格，对于该GSM频带，可能需要单个手机操作。
图8是根据一个或更多实施例的示例性天线800的图示，其使用切换加载与多天线分支的组合来获得四频带操作，例如GSM850、GSM900、GSM1800和GSM1900频带。通过在天线800的任一端上使用两个分支按照图4的实例那样提供两频带操作。使得每一个分支借助于将所述天线分支经由阻抗Z1或阻抗Z2接地具有两个可选择的电长度。举例来说，Z1可以是一个电容值，并且Z2可以是第二个较大电容值，从而到负载Z1的切换将天线响应与一个操作频带对准，而到负载Z2的切换将天线与第二个较低操作频率对准。应当提到的是，Z1和Z2代表针对特定分支的两个不同的负载阻抗，但是Z1和Z2的相同数值不一定适用于每一个分支。
图8的配置可以被用来生产两状态可切换天线，具有在图9中示出的VSWR和隔离特性。在第一状态下，所述天线被调谐到可能适合于欧洲蜂窝服务的双频带GSM850/1900。在第二状态下，所述天线被调谐到可能适合于美国蜂窝服务的双频带GSM900/1800。
图10是根据一个或更多实施例的示例性天线1000的图示，其使用切换加载与多天线分支的组合以获得三频带操作，例如GSM900、GSM1800和GSM1900频带。通过在所述天线的任一端上使用两个分支按照图4的实例那样提供两频带操作。与图8的四频带应用不同，只令较短分支具有两个可选择的电长度。这就允许在两个状态之间调谐所述较高频带。图10的配置可以被用来生产两状态可切换天线，具有在图11中示出的VSWR和隔离特性。在第一状态下，所述天线被调谐到双频带GSM900/1800双频带GSM900/1900操作。
图12是根据一个或更多实施例的示例性天线1200的图示，其使用切换加载与多天线分支的组合来获得五频带操作，例如GSM850、GSM900、GSM1800和GSM1900以及WCDMA频带。通过在所述天线的任一端上使用两个分支按照图4的实例那样提供两频带操作。使得较短分支具有三个可选择的电长度，而使得较长分支具有两个可选择的电长度。这就允许在三个状态之间调谐所述较高频带，并且在两个状态之间切换所述较低频带。图12的配置可以被用来生产多状态可切换天线，具有在图13中示出的VSWR和隔离特性。所述天线可以同时支持其中一个所述低频带（GSM850或GSM900）或者其中一个所述较高频带（GSM1800、GSM1900或WCDMA频带）。
应当理解的是，虽然在前面关于特定实施例描述了本发明，但是提供前述实施例仅仅是为了进行说明，而不是为了限制或限定本发明的范围。
在权利要求书的范围内还可以有许多其他实施例，其中包括但不限于下面的内容。举例来说，这里所描述的各种天线结构的元件或部件可以被进一步划分成附加的部件或者可以被结合在一起以形成更少部件，以用于执行相同的功能。
在描述了本发明的优选实施例之后可以明显看出，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以做出修改。

Claims (20)

1. 一种用于无线使能通信装置的多端口天线结构，包括：
耦合器天线，具有用于发送电磁信号的第一天线端口和用于接收电磁信号的第二天线端口；
所述耦合器天线位于所述无线使能通信装置的底板上，以在所述底板与所述第一和第二天线端口之间传送能量，其中用于一个天线端口的所述底板的谐振模式与用于另一个天线端口的所述底板的谐振模式正交，从而使得所述第一和第二天线端口彼此隔离。
2. 权利要求1的多端口天线结构，其中，所述耦合器天线被配置成支持共模和差模谐振模式。
3. 权利要求1的多端口天线结构，其中，所述耦合器天线具有多个谐振频率，以便在多于一个频带中提供多天线功能。
4. 权利要求1的多端口天线结构，其中，所述耦合器天线包括多个分支，每一个分支具有给定电长度，以便提供多个谐振频率。
5. 权利要求4的多端口天线结构，其中，每一个分支的电长度能够被改变以形成可调谐天线。
6. 权利要求1的多端口天线结构，其中，所述耦合器天线具有弯曲配置以增大电长度。
7. 权利要求1的多端口天线结构，其中，所述耦合器天线位于所述底板的一端上。
8. 权利要求1的多端口天线结构，其中，所述耦合器天线是从衬底上的导电图案形成的。
9. 权利要求1的多端口天线结构，其中，所述无线使能通信装置包括蜂窝手机、个人数字助理、无线联网装置或者用于个人计算机的数据卡。
10. 权利要求1的多端口天线结构，其中，所述底板包括印刷电路板。
11. 一种用于无线使能通信装置的多端口天线结构，包括：
所述无线使能通信装置的底板；以及
耦合器天线，具有用于发送电磁信号的第一天线端口和用于接收电磁信号的第二天线端口，所述耦合器天线位于底板上以在所述底板与所述第一和第二天线端口之间传送能量，其中用于一个天线端口的所述底板的谐振模式与用于另一个天线端口的所述底板的谐振模式正交，从而使得所述第一和第二天线端口彼此隔离。
12. 权利要求11的多端口天线结构，其中，所述耦合器天线被配置成支持共模和差模谐振模式。
13. 权利要求11的多端口天线结构，其中，所述耦合器天线具有多个谐振频率，以便在多于一个频带中提供多天线功能。
14. 权利要求11的多端口天线结构，其中，所述耦合器天线包括多个分支，每一个分支具有给定电长度，以提供多个谐振频率。
15. 权利要求14的多端口天线结构，其中，每一个分支的电长度能够被改变以形成可调谐天线。
16. 权利要求11的多端口天线结构，其中，所述耦合器天线具有弯曲配置以增大电长度。
17. 权利要求11的多端口天线结构，其中，所述耦合器天线位于所述底板的一端上。
18. 权利要求11的多端口天线结构，其中，所述耦合器天线是从衬底上的导电图案形成的。
19. 权利要求11的多端口天线结构，其中，所述无线使能通信装置包括蜂窝手机、个人数字助理、无线联网装置或者用于个人计算机的数据卡。
20. 权利要求11的多端口天线结构，其中，所述底板包括印刷电路板。
CN2009801517883A 2008-12-23 2009-12-22 双馈天线 Pending CN102265458A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14037008P 2008-12-23 2008-12-23
US61/140370 2008-12-23
PCT/US2009/069233 WO2010075406A2 (en) 2008-12-23 2009-12-22 Dual feed antenna

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102265458A true CN102265458A (zh) 2011-11-30

Family

ID=42265227

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801517883A Pending CN102265458A (zh) 2008-12-23 2009-12-22 双馈天线
CN2009801518000A Pending CN102265459A (zh) 2008-12-23 2009-12-22 多端口天线

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801518000A Pending CN102265459A (zh) 2008-12-23 2009-12-22 多端口天线

Country Status (6)

Country Link
US (5) US8228258B2 (zh)
JP (2) JP2012513730A (zh)
KR (2) KR101689844B1 (zh)
CN (2) CN102265458A (zh)
TW (2) TW201032392A (zh)
WO (2) WO2010075398A2 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107959512A (zh) * 2016-10-14 2018-04-24 泰科电子连接荷兰公司 用于毫米波通信系统的天线模块和收发器装置
CN113745832A (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 华为技术有限公司 天线和电子设备

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7688273B2 (en) * 2007-04-20 2010-03-30 Skycross, Inc. Multimode antenna structure
US8866691B2 (en) 2007-04-20 2014-10-21 Skycross, Inc. Multimode antenna structure
US8344956B2 (en) 2007-04-20 2013-01-01 Skycross, Inc. Methods for reducing near-field radiation and specific absorption rate (SAR) values in communications devices
WO2010075398A2 (en) 2008-12-23 2010-07-01 Skycross, Inc. Multi-port antenna
FI20096251A0 (sv) * 2009-11-27 2009-11-27 Pulse Finland Oy MIMO-antenn
US8698674B2 (en) * 2010-08-09 2014-04-15 Blackberry Limited Mobile wireless device with multi-band loop antenna and related methods
KR101139703B1 (ko) * 2010-11-23 2012-04-26 주식회사 모비텍 복수개의 아이솔레이션 조절부를 구비한 ｍｉｍｏ 안테나
JP5860211B2 (ja) * 2010-12-13 2016-02-16 富士通株式会社 アンテナ
JP5511089B2 (ja) * 2011-05-19 2014-06-04 パナソニック株式会社 アンテナ装置
CN102856631B (zh) 2011-06-28 2015-04-22 财团法人工业技术研究院 天线与其通信装置
US9306276B2 (en) * 2011-07-13 2016-04-05 Qualcomm Incorporated Wideband antenna system with multiple antennas and at least one parasitic element
US9225069B2 (en) 2011-10-18 2015-12-29 California Institute Of Technology Efficient active multi-drive radiator
WO2013123090A1 (en) 2012-02-13 2013-08-22 California Institute Of Technology Sensing radiation metrics through mode-pickup sensors
WO2013172896A2 (en) 2012-02-17 2013-11-21 California Institute Of Technology Dynamic polarization modulation and control
TWI511378B (zh) 2012-04-03 2015-12-01 Ind Tech Res Inst 多頻多天線系統及其通訊裝置
US9621269B2 (en) 2012-07-26 2017-04-11 California Institute Of Technology Optically driven active radiator
TWI549368B (zh) * 2012-09-20 2016-09-11 宏碁股份有限公司 通訊裝置
US8970435B2 (en) * 2012-10-05 2015-03-03 Cambridge Silicon Radio Limited Pie shape phased array antenna design
US9008728B2 (en) 2012-11-21 2015-04-14 Google Technology Holdings LLC Antenna arrangement for 3G/4G SVLTE and MIMO to enable thin narrow boardered display phones
JP5833584B2 (ja) * 2013-01-07 2015-12-16 日本電信電話株式会社 無線通信システム
EP2770579B1 (en) 2013-01-16 2015-09-23 Huawei Device Co., Ltd. Multi-frequency antenna feed matching device, multi-frequency antenna, and wireless communication apparatus
AU2013205196B2 (en) * 2013-03-04 2014-12-11 Loftus, Robert Francis Joseph MR A Dual Port Single Frequency Antenna
TWI608658B (zh) * 2013-04-30 2017-12-11 群邁通訊股份有限公司 天線結構及應用該天線結構的無線通訊裝置
CN103296387B (zh) * 2013-05-07 2016-01-06 瑞声科技（南京）有限公司 组合天线及应用该组合天线的电子设备
CN104300211B (zh) * 2013-07-17 2019-08-30 中兴通讯股份有限公司 一种mimo天线、终端及其提高隔离度的方法
DE102013107965B4 (de) * 2013-07-25 2021-12-30 Imst Gmbh Antennensystem mit Entkopplungsschaltung
US9847571B2 (en) * 2013-11-06 2017-12-19 Symbol Technologies, Llc Compact, multi-port, MIMO antenna with high port isolation and low pattern correlation and method of making same
US10158178B2 (en) * 2013-11-06 2018-12-18 Symbol Technologies, Llc Low profile, antenna array for an RFID reader and method of making same
FR3013904B1 (fr) 2013-11-28 2015-12-04 Commissariat Energie Atomique Appareil electronique avec antenne radio repliee dans un boitier
CN103730719B (zh) * 2013-12-18 2015-08-19 清华大学 一种基于印刷电路板的小尺寸高隔离三单元多输入多输出天线
US9287919B2 (en) * 2014-02-24 2016-03-15 Microsoft Technology Licensing, Llc Multi-band isolator assembly
US9496614B2 (en) * 2014-04-15 2016-11-15 Dockon Ag Antenna system using capacitively coupled compound loop antennas with antenna isolation provision
TWI536660B (zh) 2014-04-23 2016-06-01 財團法人工業技術研究院 通訊裝置及其多天線系統設計之方法
US9509060B2 (en) 2014-08-19 2016-11-29 Symbol Technologies, Llc Open waveguide beamforming antenna for radio frequency identification reader
EP3499644B1 (en) 2014-11-18 2022-05-18 CommScope Technologies LLC Cloaked low band elements for multiband radiating arrays
KR20160062404A (ko) * 2014-11-25 2016-06-02 스카이크로스 인코포레이티드 다중대역 안테나 구조물
CN105811123A (zh) * 2014-12-31 2016-07-27 联想(北京)有限公司 一种天线系统及电子设备
US10476555B2 (en) * 2015-04-16 2019-11-12 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Chassis based antenna for a near field communication (NFC) enabled device
TWI593167B (zh) 2015-12-08 2017-07-21 財團法人工業技術研究院 天線陣列
FR3045838B1 (fr) 2015-12-18 2020-05-22 Thales Antenne multi-acces
US10297898B2 (en) * 2016-12-09 2019-05-21 Netgear, Inc. Electronic device with antenna integrated connector shroud for wireless communication of diagnostics
TWI632736B (zh) 2016-12-27 2018-08-11 財團法人工業技術研究院 多天線通訊裝置
US11038272B2 (en) * 2017-05-29 2021-06-15 Huawei Technologies Co., Ltd. Configurable antenna array with diverse polarizations
TWI656696B (zh) 2017-12-08 2019-04-11 財團法人工業技術研究院 多頻多天線陣列
CN112531329B (zh) * 2019-09-17 2024-01-02 北京小米移动软件有限公司 天线和终端
KR102268382B1 (ko) * 2019-11-20 2021-06-23 삼성전기주식회사 칩 안테나 모듈
TWI714372B (zh) * 2019-11-29 2020-12-21 緯創資通股份有限公司 天線結構
US11276942B2 (en) 2019-12-27 2022-03-15 Industrial Technology Research Institute Highly-integrated multi-antenna array
CN111525267B (zh) * 2020-04-09 2023-06-20 常熟市泓博通讯技术股份有限公司 高增益天线与具有高增益天线的装置
CN111525283A (zh) * 2020-05-14 2020-08-11 成都喜马拉雅电通网络有限公司 4t12r对称天线系统及多输入多输出的功率均衡方法
US11652524B2 (en) 2020-06-11 2023-05-16 Skygig, Llc Antenna system for a multi-beam beamforming front-end wireless transceiver
CN113517572B (zh) * 2021-03-25 2022-09-23 西安电子科技大学 一种用于毫米波频段的高隔离度双频双极化阵列天线
KR102449600B1 (ko) * 2021-06-01 2022-10-04 국민대학교산학협력단 단락 핀(shorting pin)을 구비한 배열 안테나
TWI800141B (zh) * 2021-12-07 2023-04-21 緯創資通股份有限公司 通訊裝置
US11664595B1 (en) 2021-12-15 2023-05-30 Industrial Technology Research Institute Integrated wideband antenna
US11862868B2 (en) 2021-12-20 2024-01-02 Industrial Technology Research Institute Multi-feed antenna

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080136727A1 (en) * 2006-12-06 2008-06-12 Motorola, Inc. Communication device with a wideband antenna
WO2008131157A1 (en) * 2007-04-20 2008-10-30 Skycross, Inc. Multimode antenna structure

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4962383A (en) * 1984-11-08 1990-10-09 Allied-Signal Inc. Low profile array antenna system with independent multibeam control
US5068671A (en) * 1988-06-24 1991-11-26 The United States Of America As Representated By The Secretary Of The Air Force Orthogonally polarized quadraphase electromagnetic radiator
US5241321A (en) * 1992-05-15 1993-08-31 Space Systems/Loral, Inc. Dual frequency circularly polarized microwave antenna
US5982326A (en) * 1997-07-21 1999-11-09 Chow; Yung Leonard Active micropatch antenna device and array system
DE19860121A1 (de) * 1998-12-23 2000-07-13 Kathrein Werke Kg Dualpolarisierter Dipolstrahler
US6348897B1 (en) * 2001-02-16 2002-02-19 Motorola, Inc. Multi-function antenna system for radio communication device
US20020183013A1 (en) * 2001-05-25 2002-12-05 Auckland David T. Programmable radio frequency sub-system with integrated antennas and filters and wireless communication device using same
DE10203873A1 (de) * 2002-01-31 2003-08-14 Kathrein Werke Kg Dualpolarisierte Strahleranordnung
US6888510B2 (en) 2002-08-19 2005-05-03 Skycross, Inc. Compact, low profile, circular polarization cubic antenna
DE10320621A1 (de) 2003-05-08 2004-12-09 Kathrein-Werke Kg Dipolstrahler, insbesondere dualpolarisierter Dipolstrahler
GB0319211D0 (en) * 2003-08-15 2003-09-17 Koninkl Philips Electronics Nv Antenna arrangement and a module and a radio communications apparatus having such an arrangement
KR100795485B1 (ko) * 2005-03-10 2008-01-16 주식회사 케이엠더블유 광대역 다이폴 안테나
KR100725283B1 (ko) 2005-03-14 2007-06-07 주식회사 필룩스 형광등과 본체 일체형 형광등기구
US6961022B1 (en) * 2005-03-23 2005-11-01 Motorola, Inc. Antenna radiator assembly and radio communications device
US7265718B2 (en) * 2006-01-17 2007-09-04 Wistron Neweb Corporation Compact multiple-frequency Z-type inverted-F antenna
JP4053585B2 (ja) 2006-04-03 2008-02-27 松下電器産業株式会社 差動給電スロットアンテナ
US7683839B2 (en) * 2006-06-30 2010-03-23 Nokia Corporation Multiband antenna arrangement
JP4804447B2 (ja) * 2006-12-05 2011-11-02 パナソニック株式会社 アンテナ装置及び無線通信装置
JP4571988B2 (ja) 2007-01-19 2010-10-27 パナソニック株式会社 アレーアンテナ装置及び無線通信装置
US20100007572A1 (en) * 2007-05-18 2010-01-14 Harris Corporation Dual-polarized phased array antenna with vertical features to eliminate scan blindness
US8036594B2 (en) * 2007-12-12 2011-10-11 Spx Corporation Circularly polarized omnidirectional in-building signal booster apparatus and method
US7911392B2 (en) * 2008-11-24 2011-03-22 Research In Motion Limited Multiple frequency band antenna assembly for handheld communication devices
WO2010075398A2 (en) * 2008-12-23 2010-07-01 Skycross, Inc. Multi-port antenna
US8390519B2 (en) * 2010-01-07 2013-03-05 Research In Motion Limited Dual-feed dual band antenna assembly and associated method
US8947302B2 (en) * 2010-11-05 2015-02-03 Apple Inc. Antenna system with antenna swapping and antenna tuning
US9548526B2 (en) * 2012-12-21 2017-01-17 Htc Corporation Small-size antenna system with adjustable polarization
US9722325B2 (en) * 2015-03-27 2017-08-01 Intel IP Corporation Antenna configuration with coupler(s) for wireless communication

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080136727A1 (en) * 2006-12-06 2008-06-12 Motorola, Inc. Communication device with a wideband antenna
WO2008131157A1 (en) * 2007-04-20 2008-10-30 Skycross, Inc. Multimode antenna structure

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHAMEEM KABIR CHAUDHURY,ETC: ""MIMO antenna system based on orthogonality of the characteristic modes of a mobile device"", 《INTERNATIONAL ITG CONFERENCE ON ANTENNAS INICA2007》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107959512A (zh) * 2016-10-14 2018-04-24 泰科电子连接荷兰公司 用于毫米波通信系统的天线模块和收发器装置
CN107959512B (zh) * 2016-10-14 2021-10-22 泰科电子连接荷兰公司 用于毫米波通信系统的天线模块和收发器装置
CN113745832A (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 华为技术有限公司 天线和电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010075398A2 (en) 2010-07-01
TW201032392A (en) 2010-09-01
US20100156747A1 (en) 2010-06-24
WO2010075406A3 (en) 2010-09-10
CN102265459A (zh) 2011-11-30
WO2010075398A3 (en) 2010-08-26
KR20110099713A (ko) 2011-09-08
US9397388B2 (en) 2016-07-19
US8228258B2 (en) 2012-07-24
WO2010075406A2 (en) 2010-07-01
US20130169491A1 (en) 2013-07-04
KR101689844B1 (ko) 2016-12-26
US8633860B2 (en) 2014-01-21
US20140104119A1 (en) 2014-04-17
US20100156726A1 (en) 2010-06-24
US20160301135A1 (en) 2016-10-13
TW201032388A (en) 2010-09-01
JP2012513731A (ja) 2012-06-14
JP2012513730A (ja) 2012-06-14
US8373603B2 (en) 2013-02-12
KR20110104939A (ko) 2011-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102265458A (zh) 双馈天线
KR100757506B1 (ko) 안테나 장치 및 무선 통신 장치
CN1929198B (zh) 天线装置和无线电通信终端
EP1275170B1 (en) Multi-feed antenna system
JP4302738B2 (ja) 無線端末における、またはそれに関する改良
JP4571988B2 (ja) アレーアンテナ装置及び無線通信装置
JP2005525036A (ja) アンテナ装置およびアンテナ装置を含むモジュール
WO2010105336A1 (en) Multiple antenna system for wireless communication
EP1917698A1 (en) Tunable dual-antenna system for multiple frequency band operation
WO2007112184A2 (en) Communications assembly and antenna assembly with a switched tuning line
CN106450771A (zh) 电子装置及其多频段天线
US10211539B2 (en) Reconfigurable antenna
WO2011134492A1 (en) Mobile communication device with improved antenna performance
WO2005099030A1 (en) An antenna radiator assembly and radio communications device
CN115313037A (zh) 一种天线组件及电子设备
JP2012506186A (ja) アンテナおよびアンテナを動作させるための方法
US9548538B2 (en) Antenna arrangement and device
US6907263B2 (en) Cellular antenna architecture
WO2006101753A1 (en) An antenna radiator assembly and radio communications device
CN106972238B (zh) 一种用于移动终端的平面多系统集成天线
CN1788390B (zh) 无线终端的改进或与其相关的改进
US20010045909A1 (en) Electronic device having a compact antenna assembly which exhibits circular polarization
US6414640B1 (en) Antenna assembly, and associated method, which exhibits circular polarization
WO2008076543A1 (en) Antenna assembly and communications assembly
CN221304994U (zh) 圆极化天线装置和电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20111130