CN102714348B - 用于无源和有源信号增强的天线网络 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于无源或有源地增强一个或多个便携式收发器设备的信号传输或接收的天线网络。该天线网络包括一个或多个天线，每个天线具有耦合部和辐射部，所述耦合部跨越耦合区域而被分布，所述辐射部离开所述耦合区域而被布置，从而当所述一个或多个便携式收发器设备布置在耦合区域中时，所述一个或多个便携式收发器设备的信号传输或接收能够通过所述辐射部而发生。

Description

用于无源和有源信号增强的天线网络

技术领域

本发明涉及用于信号传输或接收的无源或有源增强的天线网络。已经在与无线功率转移设备一起使用的环境中，针对便携式收发器设备的信号传输和接收的增强描述了本发明，但是应当理解，本发明并不局限于该特定应用。

背景技术

存在着各种便携式收发器设备，即在许多应用中使用的能够进行信号传输或接收的设备。例如，移动电话和大部分的上网本计算机都具有用于传送和接收信号以进行无线通信的内置天线。然而，存在着这样的情况，即这些设备的信号传输或接收被折中(compromise)。

一种情况是当便携式收发器设备正在由无线功率转移设备充电时。近来的发展已经突出了无线充电技术的日益增长的重要性，并且在将来，希望将开发具有内置天线和无线能量接收模块的消费者电子产品。例如，已经提出了用于各种便携式电子收发器设备(例如，移动电话和上网本计算机)的无线电池充电底座(charging pad)。图1示意性地示出了一个这样的无线充电底座。

如图2所示，这些无线充电底座通常需要位于充电表面下面的电磁(EM)屏蔽，以避免由初级(发射器)绕组产生的AC磁通量穿入到无线充电底座的底部区域中。这是为了避免AC磁通量感应电流，从而避免在无线充电底座放置于其上的任意金属表面上引起热耗散。然而，EM屏蔽的存在具有副作用(side effect)。因为电子设备的天线将被放置在该EM屏蔽的顶部上，所以如果电子设备正被放置在下面有EM屏蔽的充电表面上，则该EM屏蔽将减小电子设备的信号传输或接收。

US 5,668,561中描述了一种用于增强信号传输或接收的现有设备。特别地，针对便携式无线电的适配器提出了天线耦合器。在US 5,668,561中阐述到，这种无线电中的天线典型地被放置在位于出口连接器附近的底部中，以便其远离使用者的头部。因为天线靠近连接器，所以天线的信号传输或接收能力会被减小。这样，US 5,668,561提出了天线耦合器。更特别地，通过一对容性耦合板，外部天线耦合到便携式无线电内部的天线。在US 5,668,561中提出的天线是三维天线，并且在移动电话的出口连接器被插入其中的适配器中使用。

然而，US 5,668,561中描述的应用是针对固定位置充电的，其中，电子设备被放置在固定的位置中。另外，外部天线是传统的有线天线。本发明所要解决的情况和问题具有完全不同的特性。首先，图1所示的EM屏蔽的存在充分减少了电子设备中通过EM屏蔽传送和接收的信号的强度。其次，该设备可以放置在充电区域中的任意位置中，也就是说，本发明提出的无线充电情况中具有自由放置的特点。因此，US 5,668,561中所描述的设备不适用于本发明所提出的情况和问题。

因此，本发明的目的是克服或改善现有技术的至少其中一个缺点，或者提供有用的替换。

发明内容

本发明提供一种用于增强一个或多个便携式收发器设备的信号传输或接收的天线网络，该天线网络包括一个或多个天线，每个天线具有耦合部和辐射部，耦合部分布在耦合区域上，而辐射部远离耦合部放置，从而当一个或多个便携式收发器设备位于耦合区域中时，一个或多个便携式收发器设备的信号传输或接收能够通过辐射部产生。

优选地，耦合区域邻近信号屏蔽。而且优选地，至少其中一个天线的辐射部被布置，以便一个或多个便携式收发器设备的通过辐射部的信号传输或接收能够基本绕开所述信号屏蔽。在一个实施方式中，至少其中一个天线的辐射部布置信号屏蔽的周边之外。在另一实施方式中，耦合区域布置信号屏蔽的第一侧上，而至少其中一个天线的辐射部位于信号屏蔽的与第一侧对立的第二侧上。在又一实施方式中，至少其中一个天线的辐射部布置在信号屏蔽的周边之外，而至少另一个天线的辐射部布置在信号屏蔽的第二侧上。

优选地，一个或多个天线形成跨越耦合区域的中继器矩阵。优选地，至少其中一个天线是薄的。优选地，至少其中一个天线是平面的。还优选地，至少其中一个天线由金属制成。

优选地，至少其中一个天线的耦合部是耦合轨道。优选地，至少其中一个天线的辐射部是辐射片。在另一实施方式中，至少其中一个天线的耦合部和辐射部以延长条的形式组合。

优选地，天线网络具有多个空间分离的天线，以使天线之间的干扰最小化。

优选地，一个或多个天线的一个或多个耦合部形成跨越耦合区域的间隔式基本平行的线型条(linear strip)阵列。

在一个实施方式中，天线网络具有一个天线，其中，耦合部具有形成跨越耦合区域的间隔式基本平行的线型条阵列的分支。

在另一实施方式中，天线网络具有多个天线，其中，每个天线的耦合部形成间隔式基本平行的线型条阵列中的至少其中一个线型条。

在一个实施方式中，每个天线的辐射部沿着耦合区域的一侧布置。在另一实施方式中，天线的辐射部沿着耦合区域的两个对立侧交替布置。

在又一实施方式中，线型条阵列在第一方向上被对准，而且一个或多个天线的其中一个或多个耦合部形成跨越耦合区域的在第二方向上被对准的另一间隔式基本平行的线型条阵列，从而形成跨越耦合区域的线型条矩阵。优选地，线型条阵列电隔离，以最小化电流环路的形成。还优选地，第一方向和第二方向基本上彼此正交，从而形成跨越耦合区域的线型条网格。

优选地，至少其中一个天线包括连接在耦合部和辐射部之间的用于放大信号传输或接收的放大中继器。优选地，放大中继器包括功率放大器或低噪声放大器。还优选地，放大中继器包括混频器和信号生成器，以改变信号传输或接收的频率信道，从而将任意反馈最小化。优选地，混频器包括滤波器。优选地，信号生成器包括滤波器。还优选地，天线包括连接在耦合部和放大中继器之间的滤波器。还优选地，天线包括连接在辐射部和放大中继器之间的滤波器。

在一个实施方式中，至少其中两个天线各自包括各自的放大中继器，其中一个天线用于信号传输，而另一个天线用于信号接收。

在另一实施方式中，至少其中一个天线包括：

两个放大中继器，其中一个放大中继器用于信号传输，而另一个放大中继器用于信号接收；

将耦合部连接到两个放大中继器的第一双工器；

将辐射部连接到两个放大中继器的第二双工器；

从而天线用于信号传输或接收两者。

优选地，每个双工器由两个滤波器形成。

优选地，天线网络包括用于对放大中继器进行供电的电源。更优选地，电源包括电池和太阳能电池板中的一者或两者。

优选地，信号屏蔽是具有充电表面的无线功率转移设备的一部分，充电表面位于耦合区域中。在一个实施方式中，一个或多个耦合部嵌入充电表面中。在另一实施方式中，无线功率转移设备包括功率转移绕组结构，而且一个或多个耦合部集成到功率转移绕组结构中。在又一实施方式中，一个或多个耦合部被提供在适用于于与无线功率转移设备一起使用的附件设备中，以使耦合部布置在邻近充电表面的位置处。

优选地，至少其中一个天线适用于在至少800MHz到3GHz的带宽中进行信号传输或接收。

优选地，天线网络为柔性或刚性印刷电路板或两者的组合的形式。

附图说明

现在将参照附图、仅通过示例的方式来描述根据本发明具体实施方式的优选实施方式，其中：

图1是现有技术中公知的无线电池充电底座的示意图，其示出在充电表面上放置便携式收发器设备；

图2是图1的无线电池充电底座的示意图，其示出无线充电底座的底部上的EM信号屏蔽；

图3是根据本发明实施方式的天线网络的示意图，其中天线网络具有一个天线；

图4是根据本发明另一实施方式的天线网络的示意图，其中天线网络具有两个天线；

图5是根据本发明又一实施方式的天线网络的示意图，其中天线网络具有两个天线；

图6是根据本发明另一实施方式的天线网络的示意图，其中天线网络具有多个天线；

图7是根据本发明又一实施方式的天线网络的示意图，其中天线网络具有多个天线；

图8是根据本发明又一实施方式的天线网络的示意图，其中天线网络具有多个天线；

图9是根据本发明又一实施方式的天线网络的示意图，其中天线网络具有多个天线；

图10是根据本发明另一实施方式的天线网络的示意图，其中一个或多个耦合部形成嵌入充电表面中的网格；

图11是根据本发明又一实施方式的天线网络的示意图，其中一个或多个耦合部形成附件设备中的网格；

图12是根据本发明另一实施方式的天线网络的示意图，其中天线网络具有多个天线并且耦合部形成网格；

图13是根据本发明又一实施方式的天线网络的示意图，其中天线网络具有多个天线并且耦合部形成网格；

图14是根据本发明又一实施方式的天线网络的示意图，其中天线网络具有多个天线并且耦合部形成网格；

图15是根据本发明实施方式的两个天线的示意图，其中每个天线包括放大中继器；

图16是根据本发明另一实施方式的两个天线的示意图，其中每个天线包括放大中继器和滤波器；

图17是根据本发明又一实施方式的两个天线的示意图，其中每个天线包括放大中继器和两个滤波器；

图18是根据本发明另一实施方式的两个天线的示意图，其中每个天线包括具有混频器和信号生成器的放大中继器；

图19是根据图18所示的实施方式的示出滤波器的可能位置的两个天线的示意图；

图20是根据本发明另一实施方式的一个天线的示意图，其中该天线包括两个放大中继器和两个双工器；以及

图21是根据本发明又一实施方式的一个天线的示意图，其中该天线包括两个放大中继器和两个双工器，每个放大中继器具有混频器和信号生成器。

具体实施方式

参考附图，提供了用于增强一个或多个便携式收发器设备2的信号传输或接收的天线网络1。天线网络1包括一个或多个天线3，每个天线具有耦合部4和辐射部5。耦合部4跨越耦合区域6而被分布，而辐射部5位于远离耦合区域6的位置处，从而当一个或多个便携式收发器设备被放置在耦合区域6中时，一个或多个便携式收发器设备2的信号传输或接收能够通过辐射部5来发生。

这样，增强了便携式收发器设备2的信号传输或接收。总的来说，这通过允许通过使用一个或多个辐射部5来在许多方向(尤其是在如果不使用本发明的话，便携式收发器设备2的信号传输或接收将较微弱的那些方向上)进行信号传输或接收来实现。然而，如附图所描述的实施方式中所示，本发明特别适合于耦合区域6邻近信号屏蔽7的应用。更特别地，在本实施方式中，信号屏蔽7是具有充电表面9的无线功率转移设备8的一部分，其中充电表面位于耦合区域6中。

至少其中一个天线3的辐射部5被布置以便一个或多个便携式收发器设备2的通过辐射部的信号传输或接收能够基本绕开信号屏蔽7。在一些实施方式中，至少其中一个天线3的辐射部5被布置在信号屏蔽7的周边10之外。在其他实施方式中，例如图12和图14所示的实施方式，耦合区域6位于信号屏蔽7的第一侧11上，而至少其中一个天线3的辐射部5位于信号屏蔽的与第一侧相对立的第二侧12上。还存在着具有多个天线3的实施方式，其中至少其中一个天线3的辐射部5位于信号屏蔽7的周边10之外，而至少另一个天线3的辐射部5则位于信号屏蔽7的第二侧12上。

在一些实施方式中，如图10示意性示出的，一个或多个耦合部4嵌入充电表面9中。在无线功率转移设备8包括功率转移绕组结构的情况中，一个或多个耦合部4能够集成到功率转移绕组结构中。在其他实施方式中，如图11所示意性示出的，一个或多个耦合部4被提供在适用于与无线功率转移设备8一起使用的附件设备13中，以便耦合部4能够被放置在邻近充电表面9的位置处。

如附图中所描述的各种实施方式中所示，一个或多个天线3形成跨越耦合区域6的中继器矩阵。优选地，至少其中一个天线3是薄的，更优选地，所有天线都是薄的。如此以便能够使得感应电流和因由用于对便携式收发器设备2进行充电的无线功率转移设备8所提供的主AC磁通量而导致的随后的感应热最小化。而且优选地，至少其中一个天线3是平面的。在本实施方式中，充电表面9由平面充电底座14形成。这样，将会意识到，使一个或多个天线3为平面使得天线特别适于被嵌入或布置在充电表面9上。还优选地，天线3或至少其中一个天线由金属制成。然而，任何适合信号传递的材料都可以使用。

在最简单的实施方式中，每个天线3的耦合部4和辐射部5以延长条(elongate strip)的形式组合。在其他实施方式中，耦合部4是耦合轨道，而辐射部5是辐射片(patch)。应该理解，仅一个、一些或所有天线能够采取这些形式中的任一种形式。而且，天线网络的实施方式能够具有以这些形式的组合得到的天线。这样，在各种实施方式中，一个或多个天线3能够是延长条的形式，耦合部4中一个或多个耦合部能够是耦合轨道，而且辐射部5中的一个或多个辐射部能够是辐射片。优选地，在具有多个天线3的情况中，天线分开布置，以使天线之间的干扰最小化。

在一些实施方式中，至少其中一个天线3包括连接在耦合部4和辐射部5之间以用于放大信号传输或接收的放大中继器15。在如图4、5、8、9、13和14所示的实施方式中，天线网络1中的所有天线3都包括放大中继器15。在其他实施方式中，一些天线3包括放大中继器15而其它天线则不包括放大中继器。天线网络1能够包括用于对一个或多个放大中继器15进行供电的电源。电源能够包括例如电池和太阳能电池板中的一者或两者。这样，本发明能够实现通过具有被供电的放大中继器15的天线3所实现的有源信号增强以及没有任何被供电的放大的无源信号增强。

在一些实施方式中，放大中继器15包括功率放大器，同时在其他实施方式中，放大中继器15包括低噪声放大器。然而，能够使用任意其他合适类型的放大器或合适放大器的任意组合。在如图18、19和21所示的实施方式中，放大中继器15包括混频器16和信号生成器17，以改变信号传输或接收的频率信道，从而将任意反馈最小化。混频器16和信号生成器17各自能够包括滤波器18。

天线3也能够包括连接在耦合部4和放大中继器15之间的另一滤波器19。又一滤波器20可以连接在辐射部5和放大中继器15之间。图19示出其中能够包括滤波器18、19和20的各种位置。

图15、16、17和18各自示出了至少其中两个天线3各自包括各自的一个放大中继器15的实施方式。在这些实施方式中的每个实施方式中，其中一个天线3用于信号传输，而其中另一个天线3用于信号接收。

图20和21各自示出了至少其中一个天线3包括两个放大中继器15的实施方式。在这些实施方式中的每个实施方式中，其中一个放大中继器15用于信号传输，而另一个放大中继器15用于信号接收。每个实施方式还包括将耦合部4连接到两个放大中继器15的第一双工器21和将辐射部5连接到两个放大中继器15的第二双工器22。这样，这些实施方式中的每个实施方式中的一个天线3用于信号传输或接收两者。优选地，连接到两个放大中继器15的两个各自的滤波器19形成第一双工器21，而连接到两个放大中继器15的两个各自的滤波器20形成第二双工器22。这样，每个双工器由两个滤波器形成。

如附图中所描述的实施方式所示，优选地，一个或多个天线3的一个或多个耦合部4形成跨越耦合区域6的间隔式基本平行的线型条23阵列。这因此形成了如上所述的跨越耦合区域6的中继器矩阵。以这样的方式，当便携式收发器设备2被放置在充电表面9上的任意位置时，至少一个耦合部4与该便携式收发器设备2(或更特别地，便携式收发器设备的内置天线)耦合，因此位于邻近充电表面9的耦合区域6的内部。优选地，如果不是所有天线的话，则至少其中一个天线3适用于在至少800MHz到3GHz的带宽中进行信号传输或接收。而且，优选天线网络1为柔性或刚性印刷电路板或两者结合的形式。

现在将进一步详细描述如附图所示的天线网络1的每个特别的实施方式。图3所示的实施方式是具有一个天线3的无源天线网络1。天线3的耦合部4具有形成跨越耦合区域6的间隔式基本平行的线型条23阵列的分支。每个分支是薄的耦合轨道。因此耦合轨道能够与便携式电子收发器设备2的天线耦合，而不管便携式电子收发器设备2在充电表面9上的位置如何。耦合轨道连接辐射部5，在这个实施方式中，辐射部5是主接收器/传输器辐射片的形式。

这样，在本示例中，耦合轨道被连接为一个群，从而定义了耦合部4。主辐射片5位于信号屏蔽7的周边10之外，信号屏蔽7是电磁(EM)屏蔽的形式。这样，主辐射片5位于EM屏蔽区域之外，从而主辐射片在所有方向上的信号传输和接收能力并不受EM屏蔽7的限制。天线3的形状以这样的方式设计，以使其具有在至少800MHz到3GHz上的宽带覆盖。

在这个实施方式的变型中，一个天线3是有源天线，例如上面描述的包括两个放大中继器15和两个双工器21和22的一个天线，以便能够有源地增强使信号传输或信号接收两者。

在其他实施方式中，天线网络1具有多个天线3，其中每个天线3的耦合部4形成间隔式基本平行的线型条23阵列中的至少其中一个线型条。

例如，图4示出具有两个天线3的特定实施方式。每个天线3的耦合部4具有形成代表跨越耦合区域6的间隔式基本平行的线型条23阵列的互补部分的多个线型条的分支。每个天线3的每个分支是薄的耦合轨道。然而，两个天线3都是有源的，并且各自都包括放大中继器15。一个天线用于信号传输，因此是熟知的传输(Tx)天线，而另一天线用于信号接收，因此是熟知的接收(Rx)天线。而且，传输天线的线型条与接收天线的线型条交替跨越耦合区域6。每个天线的耦合轨道连接到各自的辐射部5。传输天线的辐射部5是传输辐射片的形式，同时接收天线的辐射部5是接收辐射片的形式。

这样，耦合轨道被连接为两个分离的群，每个群定义了各个天线的耦合部4，其中一个群用于信号传输，而另一个群用于信号接收。应该理解，每个天线3在通常结构上与之前描述的和图3所描绘的一个天线实施方式相似。传输辐射片和接收辐射片都位于信号屏蔽7的一侧处的周边10之外。这样，辐射片位于EM屏蔽区域之外，所以它们能够在由EM屏蔽7引起的最小障碍的情况下传送和接收信号。

为了避免传输天线和接收天线之间的闭环反馈(串扰)，建议将它们保持分离。图5示出图4的实施方式的变型，其中传输和接收辐射片5被布置在位于信号屏蔽7的对立侧的位置处。

在另一示例中，图6示出包括多个单独的天线3的实施方式。每个天线3具有耦合轨道形式的耦合部4，所述耦合轨道定义了阵列23的各个线型条。每个耦合轨道连接到定义辐射部5的各自的辐射片。每个天线3的辐射部5沿着耦合区域6的一侧而被布置在信号屏蔽7的周边10之外。一些辐射部5能够被布置在信号屏蔽的第一侧11上，即与耦合区域6位于同一侧上，而其它辐射部5能够被布置在信号屏蔽7的第二侧12上，第二侧12与第一侧

图7的实施方式与图6的实施方式相似，除了天线3的辐射部5交替地位于耦合区域6的两个对立侧上并位于周边10之外。这有增加的优点，即通过使单独天线3的辐射部5分离，使两个或更多个天线之间的干扰或不想要的耦合的机会进一步最小化。再次，这些实施方式的关键特征是由线型条23阵列形成的中继器矩阵允许便携式电子收发器设备2被布置在充电表面9区域内的任意位置处，然而便携式设备2的天线仍然耦合到天线网络1中的至少一个天线3。

图6的实施方式的变型在图8中示出，其中天线3都是有源天线，例如上述的那些天线。特别地，每个天线包括一个放大中继器15，并且或者是传输天线或者是接收天线，即分别或者用于信号传输或者用于信号接收。天线被排列以使传输天线和接收天线交替跨越耦合区域6。如图6的实施方式所示，这个变型的一些辐射部5能够被布置在信号屏蔽的第一侧11上，即与耦合区域6位于同一侧上，而其它辐射部5能够被布置在信号屏蔽7的第二侧12上，第二侧12与第一侧11相对立。

相似地，图7的实施方式的变型在图9中示出，其中天线3都是有源天线，例如上述的那些天线。特别地，每个天线包括一个放大中继器15，并且或者是传输天线或者是接收天线。天线也被排列，以使传输天线和接收天线交替跨越耦合区域6。类似于图7的实施方式，天线3的辐射部5交替地位于耦合区域6的两个对立侧上并位于周边10之外。然而，传输辐射部位于耦合区域6的一侧上，同时接收辐射部位于耦合区域6的另一侧上。而且，如同其它实施方式，一些辐射部5能够被布置在信号屏蔽的第一侧11上，即与耦合区域6位于同一侧上，而其它辐射部5能够被布置在信号屏蔽7的第二侧12上，第二侧12与第一侧11相对立。

在图10、11、12、13和14中分别示出的每个实施方式中，线型条23阵列在第一方向上对准。一个或多个天线3的其中一个或多个耦合部4形成在第二方向上对准的、跨越耦合区域6的另一间隔式基本平行的线型条24阵列。线型条23、24的矩阵因此跨越耦合区域6而被形成。这进一步增强了所有方向上的信号传输或接收。第一方向和第二方向优选彼此基本上正交，从而形成跨越耦合区域6的线型条23、24的网格。

而且，线型条23、24的阵列优选电隔离，以最小化电流环路的形成。这样，就提供了两层耦合部4。耦合轨道形式的这两层耦合部4能够形成在例如能够属于标准或柔性类型的印刷电路板的两侧上。耦合轨道延伸到EM信号屏蔽7的区域之外，以便能够实现来自EM屏蔽7的所有方向上的信号传输和接收。

图12所示的实施方式与图6和7的实施方式相似。特别地，线型条23和24的每个阵列由如图6或7中描述的实施方式的示例形成，并且如上所述。线型条23和24的阵列分别被对准的第一方向和第二方向基本上彼此正交。

换句话说，线型条23的阵列由第一多个单独天线3形成，其与图6或7的实施方式所描述的多个天线相似。第一多个单独天线3的耦合部4是在第一方向上对准的耦合轨道的形式，从而定义了在第一方向上对准的线型条23的阵列。线型条24的阵列由第二多个单独天线3形成，再次地其与图6或7的实施方式所描述的多个天线相似。第二多个单独天线3的耦合部4是在第二方向上对准的耦合轨道的形式，从而定义了在第二方向上对准的线型条23的阵列。

然而，图6和图12的实施方式的天线之间有一个区别。图12中示出的实施方式的每个天线包括两个辐射片形式的辐射部5，其中一个辐射片位于耦合轨道4的一端，而另一个辐射片位于耦合轨道4的另一端上。而且，耦合区域6的一侧上的辐射片位于信号屏蔽7的第一侧11上，同时耦合区域6的对立侧上的辐射片位于信号屏蔽7的第二侧12上。

图13的实施方式类似于图9的实施方式。特别地，线型条23和24的每个阵列由图9中所描述的实施方式的示例形成。线型条23和24的阵列分别被对准的第一方向和第二方向基本上彼此正交。

换句话说，线型条23的阵列由第一多个单独天线3形成，其与图9的实施方式所描述的多个天线相似。第一多个单独天线3的耦合部4是在第一方向上被对准的耦合轨道的形式，从而定义了在第一方向上被对准的线型条23的阵列。线型条24的阵列由第二多个单独天线3形成，再次地其与图9的实施方式所描述的多个天线相似。第二多个单独天线3的耦合部4是在第二方向上被对准的耦合轨道的形式，从而定义了在第二方向上被对准的线型条23的阵列。

而且，第一多个单独天线3的传输辐射部5位于耦合区域6的第一侧上，同时第一多个单独天线3的接收辐射部5位于耦合区域6的与第一侧对立的第二侧上。第二多个单独天线3的传输辐射部5位于耦合区域6的第三侧上，同时第二多个单独天线3的接收辐射部5位于耦合区域6的与第三侧对立的第四侧上。这样，辐射部5环绕四侧上的周边10和耦合区域6。

图14的实施方式是图13的实施方式的略微变型，其中跨越耦合区域6的位于第一方向和第二方向两个方向上的辐射部5交替布置在信号屏蔽7的第一侧11和信号屏蔽7的第二侧12上。

在这些实施方式的其它版本中，天线网络1能够被集成到无线功率转移设备8的多层结构的初级(传输器)绕组系统中。另外，这个实施方式的天线网络1能够作为分离的附件15来利用，如图11所示。

应该理解，在充电表面位于无线功率转移设备8的顶部并且EM信号屏蔽7形成无线功率转移设备8的底部的实施方式中，天线网络1的一些或所有天线3能够延伸到并布置在无线功率转移设备8的底部。以这种方式，能够增强离开无线功率转移设备8的底部的方向上的信号传输和接收。这些实施方式的无线功率转移设备8典型地被放置在水平表面上，例如桌子顶部。

两个这样的实施方式在图12和14中示出。在每个实施方式中，天线网络1的天线3的辐射部5放置在无线功率转移设备8的顶部表面和底部表面。顶部表面上的辐射部以实线示出，同时底部表面上的辐射部5以虚线示出。耦合部4邻近充电表面9，因此耦合区域6位于顶部一侧上。应该理解，在这个示例中，并且利用上面引入的术语，顶部一侧是信号屏蔽7的第一侧11，而底部一侧是信号屏蔽7的与第一侧11相对立的第二侧12。这样，信号能够在无线功率转移设备8的底部方向上被传送或接收。因此，能够克服或改善由位于充电表面9下面的EM屏蔽7导致的信号减少的问题。

如上所述，本发明公开了增强便携式电子收发器设备(例如移动电话和具有信号传输和接收功能的其他设备)中的信号传输和接收的技术。应该理解，这些技术非常适用于这样的应用，即这些便携式收发器设备将在无线功率转移设备(例如无线电池充电系统)的充电表面上的任意位置和方向上被无线地充电。也就是说，本发明允许在充电表面上自由放置便携式收发器设备。在无线功率转移设备包括电磁信号屏蔽的情况下，尤其如此。

虽然已经参照具体示例描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，本发明能够用许多其他形式来体现。本领域技术人员还应该理解，所描述的各种示例的特点能够以其他组合进行组合。

Claims (39)

1.一种用于增强一个或多个便携式收发器设备的信号传输或接收的天线网络，该天线网络包括：包括在无线功率转移设备中的一个或多个天线，每个天线包括： 

耦合部，所述耦合部跨越所述无线功率转移设备的信号屏蔽与所述无线功率转移设备的无线充电表面之间的耦合区域而被布置，所述耦合部促进至便携式收发器设备的通信信号的接收和自所述便携式收发器设备的通信信号的传输；以及 

至少一个辐射部，所述辐射部连接至所述耦合部，所述辐射部位于所述信号屏蔽的周边限定的区域之外，从而当所述一个或多个便携式收发器设备布置在所述耦合区域中时，所述一个或多个便携式收发器设备的信号传输或接收通过所述辐射部而发生。 

2.根据权利要求1所述的天线网络，其中所述耦合区域邻近所述信号屏蔽。 

3.根据权利要求1所述的天线网络，其中至少其中一个所述天线的所述辐射部被布置，以使所述一个或多个便携式收发器设备的通过所述辐射部的信号传输或接收能够基本绕开所述信号屏蔽。 

4.根据权利要求2所述的天线网络，其中所述耦合区域位于所述信号屏蔽的第一侧上，而至少其中一个所述天线的所述辐射部被布置在所述信号屏蔽的与所述第一侧相对立的第二侧上。 

5.根据权利要求1所述的天线网络，其中所述一个或多个天线形成跨越所述耦合区域的中继器矩阵。 

6.根据权利要求1所述的天线网络，其中至少其中一个所述天线是薄的。 

7.根据权利要求1所述的天线网络，其中至少其中一个所述天线是平面的。 

8.根据权利要求1所述的天线网络，其中至少其中一个所述天线由金属制成。 

9.根据权利要求1所述的天线网络，其中至少其中一个所述天线的所述耦合部和所述辐射部以延长条的形式组合。 

10.根据权利要求1所述的天线网络，其中至少其中一个所述天线的所述耦合部是耦合轨道。 

11.根据权利要求1所述的天线网络，其中至少其中一个所述天线的所述辐射部是辐射片。 

12.根据权利要求1所述的天线网络，所述天线网络具有多个所述天线，该多个天线空间分离，以使所述天线之间的干扰最小化。 

13.根据权利要求1所述的天线网络，其中所述一个或多个天线的一个或多个所述耦合部形成跨越所述耦合区域的间隔式基本平行的线型条阵列。 

14.根据权利要求13所述的天线网络，所述天线网络具有一个所述天线，其中所述耦合部具有形成跨越所述耦合区域的间隔式基本平行的线型条阵列的分支。 

15.根据权利要求13所述的天线网络，所述天线网络具有多个所述天线，其中每个天线的所述耦合部形成所述间隔式基本平行的线型条阵列中的至少其中一个所述线型条。 

16.根据权利要求15所述的天线网络，其中每个天线的所述辐射部沿着所述耦合区域的一侧布置。 

17.根据权利要求15所述的天线网络，其中所述天线的所述辐射部在所述耦合区域的两个对立侧上交替布置。 

18.根据权利要求13所述的天线网络，其中所述线型条阵列在第一方向上被对准，而且所述一个或多个天线的其中一个或多个耦合部形成跨越所述耦合区域的在第二方向上被对准的另一间隔式基本平行的线型条阵列，从而形成跨越所述耦合区域的线型条矩阵。 

19.根据权利要求18所述的天线网络，其中所述线型条阵列电隔离，以最小化电流环路的形成。 

20.根据权利要求18所述的天线网络，其中所述第一方向和所述第二方向基本彼此正交，从而形成跨越所述耦合区域的线型条网格。 

21.根据权利要求1所述的天线网络，其中至少其中一个所述天线包括连接在所述耦合部和所述辐射部之间、用于放大信号传输或接收的放大中继器。 

22.根据权利要求21所述的天线网络，其中所述放大中继器包括功率放大器或低噪声放大器。 

23.根据权利要求21所述的天线网络，其中所述放大中继器包括混频器和信号生成器，以改变信号传输或接收的频率信道，从而将任意反馈最小化。 

24.根据权利要求23所述的天线网络，其中所述混频器包括滤波器。 

25.根据权利要求23所述的天线网络，其中所述信号生成器包括滤波器。 

26.根据权利要求21所述的天线网络，其中所述天线包括连接在所述耦合部和所述放大中继器之间的滤波器。 

27.根据权利要求21所述的天线网络，其中所述天线包括连接在所述辐射部和所述放大中继器之间的滤波器。 

28.根据权利要求21所述的天线网络，其中至少其中两个所述天线各自包括各自的放大中继器，其中一个所述天线用于信号传输，而另一个所述天线用于信号接收。 

29.根据权利要求21所述的天线网络，其中所述至少其中一个所述天线包括： 

两个所述放大中继器，其中一个所述放大中继器用于信号传输，而另一个所述放大中继器用于信号接收； 

将所述耦合部连接到所述两个放大中继器的第一双工器；和 

将所述辐射部连接到所述两个放大中继器的第二双工器； 

从而所述天线用于信号传输或接收这两者。 

30.根据权利要求29所述的天线网络，其中每个双工器由两个滤波器形成。 

31.根据权利要求21所述的天线网络，其中所述天线网络包括用于对所 述放大中继器进行供电的电源。 

32.根据权利要求31所述的天线网络，其中所述电源包括电池和太阳能电池板中的一者或两者。 

33.根据权利要求2所述的天线网络，其中所述信号屏蔽是具有充电表面的无线功率转移设备的一部分，所述充电表面位于所述耦合区域中。 

34.根据权利要求33所述的天线网络，其中所述一个或多个耦合部嵌入所述充电表面中。 

35.根据权利要求33所述的天线网络，其中所述无线功率转移设备包括功率转移绕组结构，而且所述一个或多个耦合部集成到所述功率转移绕组结构中。 

36.根据权利要求33所述的天线网络，其中所述一个或多个耦合部被提供在与所述无线功率转移设备一起使用的附件设备中，以使所述耦合部能够布置在邻近所述充电表面的位置处。 

37.根据权利要求1所述的天线网络，其中至少其中一个所述天线适用于在至少800MHz到3GHz的带宽中进行信号传输或接收。 

38.根据权利要求1所述的天线网络，其中所述天线网络为柔性或刚性印刷电路板或两者的组合的形式。 

39.一种无线功率转移设备，该无线功率转移设备包括： 

具有周边的信号屏蔽； 

无线充电表面，用于对便携式收发器设备无线充电且邻近所述信号屏蔽布置； 

天线网络，包括一个或多个天线，具有至少一个天线的每个包括： 

耦合部，所述耦合部跨越所述信号屏蔽与所述无线充电表面之间的耦合区域而被布置，所述耦合部促进至便携式收发器设备的通信信号的接收和自所述便携式收发器设备的通信信号的传输；以及 

至少一个辐射部，所述辐射部连接至所述耦合部，所述辐射部位于所述信号屏蔽的周边限定的区域之外，从而当所述一个或多个便携式收发器设备布置在所述耦合区域中时，所述一个或多个便携式收发器设备的信号传输或接收通过所述辐射部而发生。