CN102931470A - 多部分无线设备 - Google Patents

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S·奥兹登
B·B·拉斯马森
J·奥利卡伊南
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Abstract

本发明公开了一种多部分无线设备，包括：天线；第一部分，包括第一接地平面部；第二部分，包括第二接地平面部；所述第一部分和第二部分之间的第一电连接；以及，所述第一接地平面部和所述第二接地平面部之间的、包括电抗组件的第二电连接。

Description

多部分无线设备
本申请为申请号200680055757.4、申请日2006年9月6日、名称为“多部分无线设备”的分案申请。
技术领域
本发明的实施方式涉及一种多部分无线设备。
背景技术
天线的操作受到其附近的导电元件的设置的影响，并且某些天线，例如平面倒F天线的性能通过使用导电接地平面来改进。
在单一部分无线设备中，可以通过调节接地平面，例如通过调节其尺寸来实现天线的最佳性能。例如，用于在EGSM 900中操作的接地平面的最佳长度为10厘米级别。
多部分无线设备可以具有通过对一个部分中的导电元件和另一部分中的导电元件进行组合而形成的接地平面。将接地平面划分为两个互连的部分通常使得接地平面的长度太长或者长度不可确定，这是因为每个部分通常需要有5厘米以上的长度可用，并且互连以难以量化的方式增加了长度。
期望的是对多部分设备中的天线的性能进行优化。
发明内容
根据本发明的一个实施方式，提供一种设备，该设备包括：天线；第一部分，包括第一接地平面部；第二部分，包括第二接地平面部；所述第一部分和第二部分之间的第一电连接；以及，所述第一接地平面部和所述第二接地平面部之间的、包括电抗（reactive）组件的第二电连接。
这提供的有益效果在于，可以通过选择适当的电抗组件来优化天线的性能。对电容组件的使用缩短了第一部分、第一电连接、第二部分组合的电长度。
附图说明
为了更好地理解本发明，将仅以示例的方式来参考附图，其中：
图l示意性示出了多部分天线电设备；
图2示意性示出了结合了第一部分和第二部分的电路；以及
图3示意性示出了结合了第一部分和第二部分的电路的不同实施方式。
具体实施方式
图l示意性示出了多部分无线设备10。该设备10包括用于进行无线通信的天线2、第一部分20以及第二部分24。
该天线2使用接地平面，并且具有至少一个操作谐振频率，并且可以具有多个操作谐振频率。天线2例如可以是平面倒F天线（PIFA）。
在一些实施方式中，设备10可以作为移动蜂窝电话来操作。该操作谐振频率（或多个频率）可以对应于一个（或多个）蜂窝通信频带，例如US-GSM 850（824-894MHz）；EGSM 900（880-960MHz）；PCN/DCS1800（1710-1880MHz）；US-WCDMA 1900（1850-1990）频带；WCDMA21000频带（发射：1920-1980；接收：2110-2180）；以及PCS1900（1850-1990MHz）。
重要的是，天线2的天线谐振频率与操作谐振频率处的带宽的组合使得，天线2的输入阻抗S11在整个期望通信频带上足够低。
在此例子中，第一部分20容纳有第一印刷线路板（PWB）22，其作为天线接地平面的第一部来操作。在该例子中，PWB22携带天线2以及第一电路4。
在此例子中，第二部分24容纳有第二PWB 26，其作为天线接地平面的第二部来操作。在该例子中，第二PWB 26携带第二电路4。
第一部分22和第二部分24被接口区域12所分开，在一些实施方式中，该接口区域12包括铰链，使得第一和第二部分可相对旋转移动。从而设备10可以在关闭配置和打开配置之间进行折叠，其中在该关闭配置处，第一和第二PWB叠置在一起，而在打开配置处，第一和第二PWB偏移。
第一电路4和第二电路6通过穿过接口区域8的第一电连接体8而进行电连接。该第一电连接体8可以是同轴线缆或者柔性线缆的组合。同轴线缆包括用于携带数据的导线，其被另一导线（通常是导电外壳）保护起来。
第二电连接体30在第一PWB22处的第一连接点23处延伸，穿过接口区域12，到达第二PWB 26的第二连接点27。其可以是简单的流电连接体（galvanic connector）。通常，其在物理上短于第一电连接体8。
第二电连接体30包括集总式电串联电抗组件32。在一个实施方式中，该电抗组件32是电容器。该电容器的电容在0.5pF-10pF。在另一实施方式中，该电抗组件是电感器。
第二电连接体30与第一电连接8进行电并联。该第二电连接体具有固定的物理长度，并且电长度由电抗组件32来控制。
电抗组件32的电抗值被选择为对天线2的性能进行优化。该电抗组件为接地平面形成等同电路40的一部分，如图2和图3所示。该电抗组件32被选择为电路40具有与天线的操作谐振频率相匹配的谐振频率（例如半波长偶极模式）。如果天线具有多个操作频率（例如半波长和全波长偶极模式），则电路40的谐振频率可以与最低的谐振操作频率相匹配。
当电路40的谐振频率与操作频率相等时，或者当其与操作频率足够接近从而提高了天线2的性能时，其与该操作频率相匹配。
例如，电抗值的改变可以通过使天线的操作谐振频率偏移和/或通过降低天线的带宽从而天线S11的输入阻抗在整个期望通信频带上并不足够低，从而使天线的性能产生恶化。
例如，使电抗值加倍通过使天线的操作谐振频率偏移和/或通过降低天线2的带宽而使得天线的性能产生恶化。
例如，使电抗值减半通过使天线的操作谐振频率偏移和/或通过降低天线2的带宽而使得天线的性能产生恶化。
图2示意性示出了结合了第一部分22和第二部分26的电路40。
第一电连接体8具有固有电感L1。第二电连接体30具有固有电感L2，并且串联到具有电容C2的电抗组件32。
该第一电连接体通常长于第二电连接体，并且从而具有较大的电感，即L1>L2。
在第一和第二部分之间，具体而言是在第一和第二PWB之间也具有固有电容C1。电感L1、L2和C2的串联组合以及电容C1并联在一起。
通过设备10的设计来确定值L1、L2、C1。电抗组件32的值，C2，具有固定的恒定值，并且该恒定值已经被选择为使得电路40的谐振频率与天线2的谐振操作频率相匹配，如前文所述。
电路40的阻抗Z可以表示为：
Z＝XC1//XL2+XC1//XC11
其可以扩展为：
Figure BDA00002314120300041
分子确定了串联谐振（最小输入阻抗、但最大内部阻抗），而分母确定并联谐振（最小内部阻抗，但最大输入阻抗）。
通过选择适当的C2值来对并联谐振进行调谐，从而优化天线性能（即操作谐振频率和/或该频率处的带宽）。
图3示意性示出了结合了第一部分22和第二部分26的电路40的不同实施方式。
第一电连接体8具有固有电感L1。第二电连接体30具有固有电感L2并且串联到电抗组件32，该电抗组件具有电容C2。在第一和第二部分之间，具体而言是第一和第二PWB之间也具有固有电容C1。该电感L1，L2和C2的串联结合以及电容C1并行连接起来。
通过设备10的设计来确定L1、L2、C1的值。电抗组件32的值C2具有由控制器50控制的可变值。
控制器50接收来自配置开关52的输入。该配置开关52指示第一部分20和第二部分24的相对位置。例如，如果设备10是可折叠电话，那么当电话关闭时，控制器检测到第一信号，而如果电话是打开的，则当开关被质询时，控制器检测到第二信号。在关闭配置中，第一PWB 22和第二PWB 26比在打开配置中更接近。由此，在关闭配置中，值C1比在打开配置中大。控制器50控制可变电抗组件，从而在关闭配置中具有第一电抗值，而在打开配置中具有第二电抗值。该电抗值被选择为保持天线的最佳性能，并且防止设备10的配置发生改变时天线性能出现恶化。
尽管在前述段落中参考各种例子对本发明的实施方式进行了描述，但需要理解的是，可以对所给出的例子进行修改而不脱离本发明所要求保护的范围。例如，在其他实施方式中，设备10可以具有两个以上的部分，并且具有电抗组件32的连接体30可用于将第一部分和第二部分连接起来，并且可能具有不同电抗组件的类似连接体可用于将第二部分和第三部分连接起来。
尽管致力于前述说明以专注于那些对本发明有特别重要性的特征，但需要理解的是，申请人要求保护任何可专利特征，或者在附图中指出和/或示出的特征的组合，而不管是否对其进行了特别关注。

Claims (10)

1.一种多部分无线设备，包括：
天线；
第一部分，包括第一接地平面部；
第二部分，包括第二接地平面部；
所述第一部分和第二部分之间的第一电连接；
所述第一接地平面部和所述第二接地平面部之间的、包括电抗组件的第二电连接，其中，所述电抗组件在所述第一部分和第二部分处于第一相对配置时具有第一电抗值，并且所述电抗组件在所述第一部分和第二部分处于不同的第二相对配置时具有第二电抗值。
2.根据权利要求1所述的多部分无线设备，其中，所述电抗组件的电抗值通过控制器来控制。
3.根据权利要求1所述的多部分无线设备，其中，所述天线具有操作频率，并且其中，所述电抗组件形成具有与所述操作频率相匹配的第一谐振频率的电路的一部分。
4.根据权利要求1所述的多部分无线设备，其中，所述电抗组件与所述第二电连接串联，并且所述第二电连接与所述第一电连接并联。
5.根据权利要求1所述的多部分无线设备，其中，所述电抗组件是电容器。
6.根据权利要求1所述的多部分无线设备，其中，所述电抗组件具有0.5pF和10pF之间的电容。
7.根据权利要求1所述的多部分无线设备，其中，所述电抗组件是电感器。
8.根据权利要求1所述的多部分无线设备，其中，所述第二电连接具有固定的物理长度。
9.根据权利要求1所述的多部分无线设备，其中，电抗组件具有可变的电抗值。
10.根据权利要求1所述的多部分无线设备，其中，所述第二电连接物理上短于所述第一电连接。
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