CN103201908A - 双极化天线和可安装天线元件 - Google Patents

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Abstract

一种无线设备,具有在无线设备内的电路板上同时高效地工作的可安装天线元件和天线阵列。可安装天线元件可以耦接到电路板的接地层。天线阵列可以包括结合在电路板内并且定位成紧邻接地层的偶极天线。一个或更多个短截线可以以靠近偶极天线阵列的方式实现在电路板上。每个天线短截线可以使得偶极元件中产生阻抗,这使得天线元件在定位成紧邻电路板接地层的情况下能够高效地工作。

Description

双极化天线和可安装天线元件
技术领域
本发明总体上涉及无线通信。更具体地,本发明涉及具有可安装天线元件的双极化天线。
背景技术
在无线通信系统中,对提高数据吞吐量和降低会扰乱数据通信的干扰存在不断增长的需求。电气和电子工程师协会(IEEE)802.11网络中的无线链路会容易受到来自于其他接入点和接入站、其他无线电发射设备以及在接入点与远程接收节点之间的无线链路环境中的变化或扰动的干扰的影响。所述干扰会使无线链路劣化,从而迫使通信以较低的数据速率进行。在某些情况下,干扰会强烈得足以完全扰乱无线链路。
图1是现有技术中公知的与一个或更多个远程设备通信的无线设备100的框图。虽然未示出,但图1中的无线设备100包括天线元件和射频(RF)发射器和/或接收器,其可以使用802.11协议来工作。图1中的无线设备100可以包含在机顶盒、膝上型计算机、电视机、个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)卡、遥控器、移动电话或智能手机、手持式博弈设备、远程终端或其他移动设备中。
在一个具体的实例中,无线设备100可以是通过被配置成由用户使用的输入机构来对输入进行接收的手持式设备。无线设备100会对输入进行处理并且视情况生成相应的RF信号。然后,所生成的RF信号可以经由无线链路被发射给一个或更多个接收节点110至140。节点120至140可以接收数据、发射数据、或发射并接收数据(即收发器)。
无线设备100也可以是用于经由会出现在802.11无线网络中的无线链路来与一个或更多个远程接收节点进行通信的接入点。无线设备100可以接收来自与因特网(未示出)或有线网络连接的路由器的数据信号中的一部分数据信号的数据。然后,无线设备100可以对该数据进行转换并且无线地发射给一个或更多个远程接收节点(例如,接收节点110至140)。无线设备100还可以接收从节点110至140中的一个或更多个节点无线传输的数据,对所接收的数据进行转换,并且使得经转换的数据能够经由前述的路由器或某个其他的有线设备通过因特网被传输。无线设备100还可以形成使得能够在节点110至140中的两个或更多个节点之间进行通信的无线局域网(LAN)的一部分。
例如,节点110可以为具有WiFi能力的移动设备。节点110(移动设备)可以与节点120通信,节点120可以为包括WiFi卡或无线芯片组的膝上型计算机。借助于节点110和节点120的通信以及在节点110与节点120之间的通信可以通过无线设备100被路由,无线设备100通过发射RF且遵循802.11的信号来产生无线LAN环境。
对无线设备100的高效制造对于在市场中提供有竞争性的产品是重要的。制造无线设备100通常包括构造一个或更多个电路板和一个或更多个天线元件。天线元件可以被构建到电路板中或手动地安装到无线设备。在手动安装时,天线元件附接在电路板的表面并且通常被焊接,尽管这些元件可以通过其他的方式来附接。
在表面安装的天线元件用于无线设备中的情况下,该设备内的电路板的接地层耦接到天线元件。将表面安装的天线元件耦接到具有大的面积的接地层需要对天线元件进行适当的操作。构建到电路板中的偶极天线元件在被定位成紧邻接地层的情况下不能很好地工作。因此,在无线设备中大的接地层用于与表面安装的天线元件适配的情况下,接地层的存在影响了嵌入在电路板内的任何偶极天线元件的性能,并且通常阻碍这些偶极天线元件在这种设备内的用途。较小的接地层会使嵌入的偶极天线的性能较好,但是会降低表面安装的天线元件的效率。因为该权衡,具有表面安装的天线元件和嵌入的偶极天线元件二者的无线设备不提供高效的双极化操作。
发明内容
在一个要求保护的实施方式中,用于对辐射信号进行发射的无线设备可以包括电路板、天线阵列和无线电调制器/解调器。电路板可以容置用于以第一频率进行辐射的可安装天线元件。天线阵列可以耦接到电路板。无线电调制器/解调器可以将射频(RF)信号提供给第一可安装天线和天线阵列。
在另一个要求保护的实施方式中,用于对辐射信号进行发射的电路板可以包括耦接元件、天线阵列、短截线和无线电调制器/解调器。耦接元件可以耦接到可安装天线元件。短截线可以被定位成接近天线阵列并且使得天线阵列中生成阻抗。无线电调制器/解调器可以将RF信号提供给第一可安装天线和天线阵列。
在又一个要求保护的实施方式中,用于对辐射信号进行发射的无线设备可以包括通信电路、多个天线元件、可安装天线耦接元件和切换网络。通信电路位于电路板内并且生成RF信号。多个天线元件被布置成接近电路板的边缘。每个天线元件可以在耦接到通信电路并且受到所生成的阻抗的影响时形成辐射图形。可安装天线耦接元件被配置在电路板上并且将可安装天线元件耦接到电路板。切换网络将多个天线元件中的一个或更多个天线元件和可安装天线耦接元件选择性地耦接到通信电路。
附图说明
图1是与一个或更多个远程设备通信的无线设备的框图。
图2是无线设备的框图。
图3示出了包括有水平极化的天线阵列并且被配置成容置表面安装的天线元件的电路板封装。
图4是双极化的天线阵列的圆形配置的一部分。
图5是可安装天线元件的立体图。
图6是可安装反射器的立体图。
图7是可安装天线元件的替代实施方式的立体图。
图8是可安装反射器的替代实施方式的立体图。
具体实施方式
本发明的实施方式使得能够使用具有在无线设备内的电路板上同时高效地工作的可安装天线元件和天线阵列的无线设备。可安装天线元件可以耦接到电路板的接地层。天线阵列可以包括结合在电路板内并且定位成紧邻接地层的偶极天线。一个或更多个短截线可以以靠近偶极天线阵列的方式实现在电路板上。每个天线短截线可以使得偶极元件中产生阻抗,这使得天线元件在定位成紧邻电路板接地层的情况下能够高效地工作。
短截线可以耦接到电路板接地层或者被构造为电路板接地层的延伸。短截线可以与偶极天线元件或接地部分并排地延伸并且使得沿着偶极天线元件的一点处生成高阻抗。高阻抗点使得天线偶极能够在没有任何由接地平面引起的不利的辐射作用的情况下工作。没有短截线,接地平面会使紧邻接地平面的天线元件的辐射场终止。短截线使得天线元件能够好像对于从天线元件辐射的能量来说接地平面不存在或者是“不可见的”似的进行辐射。
可安装天线元件可以由单片材料构造为单个元件或实物,可以配置成发射以及接收RF信号,实现最佳的阻抗值,并且在并行双频带系统中工作。可安装天线元件可以具有一个或更多个腿部、RF信号馈送件和一个或更多个阻抗匹配元件。腿部和RF信号馈送件可以耦接到电路板。可安装天线还可以包括一个或更多个下述天线短截线,所述天线短截线使得可安装天线元能够用于在并行双频带操作中使用以供无线设备使用。
反射器也可以安装到具有可安装天线元件的电路板。反射器可以反射由天线元件发出的辐射。反射器可以由单片材料构造为元件或对象,并且可以以适于对由天线元件发出的辐射进行反射的位置安装到电路板。
图2是无线设备200的框图。图2中的无线设备200可以以与图1所示的且关于图1所描述的无线设备100的使用方式类似的方式被使用。无线设备200的部件可以被实现在一个或更多个电路板上。图2中的无线设备200包括:数据输入/输出(I/O)模块205,数据处理器210,无线电调制器/解调器220,天线选择器215,二极管开关225、230、235和天线阵列240。
无线设备可以包括通信电路以生成RF信号并且将RF信号导向到天线阵列240。图2中的数据I/O模块205接收来自外部源例如路由器的数据信号。数据I/O模块205将信号提供给无线设备电路以用于向远程设备(例如,图1中的节点110至节点140)进行无线传输。有线数据信号可以被数据处理器210和无线电调制器/解调器220处理。然后,经处理和调制的信号可以经由下面进一步详细描述的天线阵列240内的一个或更多个天线元件被发射。数据I/O模块205可以为硬件或与硬件结合工作的软件的任意组合。通信电路可以包括数据处理器、无线电调制器/解调器和其他部件中的任何。
图2中的天线选择器215可以作为切换网络以选择天线阵列240内的一个或更多个天线元件来辐射经处理和调制的信号。天线选择器215被连接以控制二极管开关225、230或235中的一个或更多个,以将经处理的数据信号导向给天线阵列240内的一个或更多个天线元件。天线元件可以包括含有偶极天线和可安装天线元件中的一部分的元件。由天线选择器215控制的二极管开关的数目可以小于或大于图2中所示的三个二极管开关。例如,受控制的二极管开关的数目可以对应于天线阵列240中天线元件和/或反射器/导向器的数目。天线选择器215还可以选择一个或更多个反射器/导向器以用于使信号沿着想要的方向反射。在题为“Circuit BoardHaving a Peripheral Antenna Apparatus with Selectable AntennaElements”的美国专利第7,193,562号中详细地描述了对数据信号进行处理和将经处理的信号馈送给一个或更多个所选择的天线元件。
天线阵列240可以包括天线元件阵列、可安装天线元件和反射器。天线元件阵列可以包括具有两个或更多个天线元件的水平天线阵列。天线元件可以被配置成以2.4GHz和5.0GHz的频率工作。天线阵列240还可以包括反射器/控制器阵列。每个可安装天线可以配置成以特定的频率如2.4GHz或5.0GHz进行辐射。可安装天线元件和反射器可以位于无线设备的电路板上的各种位置处,包括在电路板的中心附近。
图3示出了包括有水平极化的天线阵列并且被配置成容置表面安装的天线元件的电路板封装。电路板具有下述圆形配置,该圆形配置包括具有第一侧面和基本上会与第一侧面平行的第二侧面的基底。基底可以包括例如如FR4、Rogers4003或一些其他介电材料的PCB。
结合到电路板中的天线阵列包括射频馈送端口310,所述射频馈送端口310选择性地耦接到天线元件320、330、340、350、360和370。虽然图3中描绘了六个天线元件,但是可以实现更多或更少的天线元件。此外,虽然图3中的天线元件320至天线元件370基本上位于圆形形状基底的边缘,但是也可以实现对称的和不对称的其他的形状和布局。
在电路板内,如图3中的虚线所描绘的那样,天线阵列300还包括接地部件,所述接地部件包括接地部分325、335、345、355、365和375。每个接地部分可以与相应的天线元件形成偶极。例如,接地部件的接地部分325可以配置成与天线元件320结合来形成经修改的偶极。接地部件中的每一个接地部件都可以选择性地耦接到基底中的接地平面(未示出)。如图3所示,天线元件320至天线元件370中的每一个天线元件分别通过在与之相反的方向上延伸的相应的导电迹线325至导电迹线375来实现偶极。所得到的经修改的偶极提供水平极化定向辐射图形(即基本上在电路板的平面中)。
每个天线元件320、330、340、350、360及370和相应的接地部分可以具有约相同的长度。如图3所示,在射频馈送端口310位于不同于电路板中心的位置处的情况下,一个或更多个天线元件可以沿着非直线方向远离馈送端口310延伸(例如,天线元件330和天线元件360在电路板300内具有稍弯曲的路径,而天线元件340和天线元件350具有比天线元件330和天线元件360的路径更弯曲的路径)。实现天线元件320、330、340、350、360和370的不同路径,以将各个天线元件配置成具有约相同的长度。
为了使天线阵列的尺寸最小化或减小,经修改的偶极中的每一个经修改的偶极(例如,天线元件320和接地部件的部分325)可以结合一个或更多个负载结构390(loading structure)。为了清楚描述,图3中仅对用于由天线元件320和部分325形成的经修改的偶极的负载结构390进行编号。通过配置负载结构390以使电子减速并且改变每个经修改的偶极的共振,经修改的偶极在电方面变得更短。换言之,在给定的工作频率下,提供负载结构390会使经修改的偶极的大小减小。给天线阵列300的经修改的偶极中的一个或更多个经修改的偶极提供负载结构390使负载结构390的尺寸最小化。
图2中的天线选择器215可以用于将射频馈送端口310耦接到电路板300上的天线元件阵列内的天线元件中的一个或更多个天线元件。天线选择器215可以包括诸如图2中的二极管开关225、230和235或GaAs FET的RF切换设备或其他的RF切换设备,以选择天线元件阵列中的一个或更多个天线元件。对于图3所示的示例性水平天线阵列,天线元件选择器可以包括六个PIN二极管,每个PIN二极管将天线元件320至天线元件370(图3)中之一连接到射频馈送端口310。在本实施方式中,PIN二极管包括单极单掷开关以使每个天线元件接通或断开(即将天线元件320至天线元件370中的每一个天线元件耦接到射频馈送端口310或与射频馈送端口310去耦接)。
一系列控制信号可以用于使每个PIN二极管偏置。随着PIN二极管正向偏置并且传导直流(DC)电流,PIN二极管开关接通,并且相应的天线元件被选择。随着二极管反向偏置,PIN二极管开关断开。在本实施方式中,射频馈送端口310和天线元件选择器的PIN二极管在基底的具有天线元件320至天线元件370的侧面上,然而,其他实施方式分隔了射频馈送端口310、天线元件选择器和天线元件320至天线元件370。
一个或更多个发光二极管(LED)(未示出)可以耦接到天线元件选择器。LED作用为对天线元件320至天线元件370中的哪一个被接通或断开的视觉指示器。在一个实施方式中,LED被放置于具有PIN二极管的电路中,以使得当相应的天线元件被选择时LED变亮。
可安装天线元件可以通过使用耦接元件例如耦接垫380和382而被耦接到电路板300。用于对所安装的天线元件的辐射进行反射或导向的反射器可以在耦接垫384处耦接到电路板。耦接垫为连接到电路板电路(例如开关或地)的并且天线元件可以例如经由焊料连接到其的衬垫。天线元件可以包括具有下述表面的耦接板,所述表面在安装到电路板时与电路板耦接垫380和382粗略平行并且接触。反射器可以包括用于将反射器耦接到耦接垫384的耦接板。耦接板是可以用于将天线元件连接到耦接垫的天线元件表面(例如天线元件腿部的端部处的表面)。图6和图8中示出了具有耦接板(例如耦接板670)的天线元件。天线元件耦接板可以(例如通过焊料)耦接到耦接垫380和382,以使得天线元件机械耦接到并且电耦接到耦接垫380和382。
耦接垫380和384可以连接到地,耦接垫382可以通过二极管开关(例如二极管开关230)连接到无线电调制器/解调器220。耦接垫380、382和384可以包括一个或更多个耦接垫孔用于容置天线元件引脚,以帮助将天线元件固定到电路板。2009年8月21日提交的题为“Mountable AntennaElements for Dual Band Antenna”的美国专利申请第12/545,758号中更详细地描述了可安装天线元件、反射器和被配置成容置元件和反射器的电路板。
天线部件(例如,天线元件320至天线元件370、接地部件325至接地部件375、可安装天线元件以及用于天线元件和可安装天线元件的任何反射器/导向器)由RF传导材料形成。例如,天线元件320至天线元件370和接地部件325至接地部件375可以由金属或其他的RF传导材料形成。各个天线元件320至370分别与接地部件325至375共面,而不是如图3所示的那样设置在基底的相对的面上。
天线部件可以保形地安装到壳体。在这样的实施方式中,天线元件选择器包括与天线元件320至天线元件370分隔的分隔结构(未示出)。天线元件选择器可以安装到相对小的PCB上,并且PCB可以电耦接到天线元件320至天线元件370。在一些实施方式中,开关PCB被直接焊接到天线元件320至天线元件370。
天线元件320至天线元件370可以被选择以产生与单个天线元件的辐射图形相比具有更少定向性的辐射图形。例如,选择天线元件320至天线元件370中的所有天线会导致与单个天线元件的定向辐射图形相比具有更少定向性的基本全向的辐射图形。类似地,选择两个或更多个天线元件会导致基本全向的辐射图形。照这样,选择天线元件320至天线元件370的子集或者选择天线元件320至天线元件370中基本上所有的天线元件会导致天线阵列的基本全向的辐射图形。
反射器/导向器也可以实现在电路板300中以在方位上约束天线元件320至天线元件370中的一个或更多个天线元件的定向辐射图形。2005年1月21日提交的题为“System and Method for a Minimized AntennaApparatus with Selectable Elements”的美国专利申请第11/041,145号中公开了关于可选择的配置的其他好处。
图4示出了电路板300的包括水平极化的天线阵列的一部分。图4所示出的部分与图3中由虚线指示的电路板部分400对应。图4包括电路板部分415、接地层420、天线元件320、接地部件325、负载结构390和395、以及短截线430和435。短截线430和435可以耦接到接地部件325并且沿着各个负载结构390和395延伸。
短截线使得在天线元件或接地元件内的一定位置处产生高阻抗点。高阻抗点导致在相应的天线元件或接地元件中无电流。例如,对于接地部分325,高阻抗点可以在远离天线元件320突出的接地部分325内约一半的点处生成,或在接地部分325上的在两个中间的负载结构之间的点处生成。高阻抗点使得接地平面420能够紧邻偶极而不影响偶极的辐射。
通过产生高阻抗点,短截线使天线元件能够定位成紧邻接地平面420,而不影响天线元件的工作(即辐射)。这克服了与接地平面相关联的在接地平面太靠近偶极天线元件和相应的接地部分时使偶极的辐射场终止的问题。短截线使得较大的接地平面能够用于在具有偶极和可安装天线元件的电路板中使用,这是想要的,因为可安装天线元件的正常操作需要较大的接地平面。
短截线的长度可以基于其中实现有短截线的电路的设计来选择。短截线可以定位在距接地平面四分之一波长的距离处,其中波长可以由偶极天线元件辐射频率导出。短截线的长度可以基于在天线元件或接地元件中应该生成阻抗点的位置来选择。对于具有以2.4GHz进行辐射的天线阵列的电路,短截线可以具有为约595密耳(mil)(一英寸的千分之一)的长度和为约20mil的缝隙宽度(接地平面420与短截线之间的缝隙的宽度)。在此配置下,偶极可以在接地平面的约300mil内。短截线、偶极和负载结构可以包括延伸单元以用于延伸它们的长度。例如,延伸单元可以包括在制造或测试电路期间耦接到短截线、偶极或负载结构的端部的零欧姆电阻器。
图5是可安装天线元件500的立体图。图5中的可安装天线元件500可以被配置成以例如2.4GHz的频率进行辐射。从天线元件500的上表面的中心向外水平延伸的是上表面部分505、510、515和520。从每个上表面部分向下延伸的是腿部(例如555)和每个腿部的每侧的侧构件(例如侧构件550和560)。如图5所示,每一组的腿部和两个侧构件从由上表面部分505至上表面部分520形成的平面向下以约90度的角延伸。
天线元件腿部可以用于将天线元件耦接到电路板300(图3)。天线元件腿部可以包括耦接板570或腿部引脚565。耦接板570可以通过焊料附接到电路板300上的耦接垫380。天线元件腿部也可以通过腿部引脚565附接到电路板300。腿部引脚565可以插入到电路板300中的耦接垫孔中。天线元件可以通过将腿部引脚插入在一组匹配的耦接垫孔中并且然后将每个腿部(耦接板和引脚二者)焊接到它们相应的耦接垫380而定位在电路板上。
在天线元件耦接板570连接到电路板耦接垫380并且将耦接垫380连接到无线电调制器/解调器220的开关断开的情况下,所安装的天线元件不发射或接收辐射图形。在开关接通的情况下,所安装的天线元件连接到无线电调制器/解调器220并且可以发射和接收RF信号。侧构件550和560的长度可以在制造时基于正从其接收辐射的天线元件的频率来选择。
从上表面505、510、515、520的中心附近向下延伸的是阻抗匹配元件525、530和535。如图5所示的阻抗匹配元件525、530和535从上表面向下延伸,例如阻抗匹配元件530在上表面部分515与上表面部分520之间向下延伸,而阻抗匹配元件535在上表面部分520与上表面部分505之间向下延伸。
阻抗匹配元件525和535向下朝向电路板300内的接地层延伸并且使得在阻抗匹配元件与接地层之间形成电容。通过与电路板300的接地层形成电容,阻抗匹配元件以想要的天线元件的频率来实现阻抗匹配。为了实现阻抗匹配,阻抗匹配元件的长度和电路板接地层与向下定位的阻抗匹配元件的最近的边缘之间的距离可以基于天线元件的工作频率来选择。例如,在天线元件500被配置成以约2.4GHz进行辐射的情况下,每个阻抗匹配元件可以为约8毫米长并且被定位成使得最靠近电路板的边缘距电路板内的接地层的距离为约2至6毫米(例如,约3.6毫米)。
可安装天线元件还可以包括射频(RF)馈送元件,所述RF馈送元件从上表面的中心向下延伸处于阻抗匹配构件425与阻抗匹配构件430之间并且可以耦接到电路板300上的耦接垫382。RF馈送元件包括可以经由焊料或一些其他的工艺被耦接的板,以用于产生可以通过其传播RF信号的在耦接垫382与天线元件400之间的连接。
图6是可安装反射器600的立体图。反射器600包括以彼此成约90度的角布置的第一侧部605和第二侧部610。两个侧部605和610在基端部处相接且分别延伸到各自的外端部。侧部605的基端部包括两个安装引脚615。安装引脚可以用于将反射器600定位在电路板300的安装垫384的孔330中。侧部610的基端部包括耦接板620用于(例如通过焊料)将反射器耦接到安装垫384。引脚615也可以经由焊料耦接到安装垫384。当如图6所示的那样引脚615插入到孔330中并且耦接板620与安装垫384接触时,反射器600就可以竖直地立在安装区域320之上,而不需要附加的支承。
与天线元件500的构造类似,反射器600可以被构造为由单片材料例如锡形成的实物。除了引脚615与板620之外,反射器600可以是对称的。因此,用于反射器600的材料可以被构建成是扁平的且近似为“T”形的单元,其中,中心部分具有从中心部分的任一侧伸出的臂。然后,扁平元件可以例如自基部的中心向下弯,以使得每个臂具有约相等的尺寸并且以与另一个臂成约90度的角延伸。
图7是可安装天线元件的替代实施方式的立体图。可安装天线元件700的替代实施方式可以配置成在垂直极化的情况下以约5.0GHz的频率进行辐射。从天线元件700的上表面的中心向外水平延伸的是上表面部分705、710、715和720。从每个上表面部分向下延伸的是腿部735、740和745,例如从上表面部分715伸出的腿部740。
在图7中与腿部740相对定位并且从上表面部分705伸出的第四腿部是不可见的。每个腿部可以从由上表面部分705至上表面部分720形成的平面向下以约90度的角延伸。
天线元件腿部可以用于通过例如经由焊料将耦接板附接到电路板300上的耦接垫380来将天线元件耦接到电路板300(图3)。天线元件腿部也可以通过将天线元件腿部上的腿部引脚插入在相应的耦接垫孔中并且将每个腿部(耦接板和引脚二者)焊接到其相应的耦接垫380来被附接到电路板300。
从靠近上表面的中心向下延伸的是阻抗匹配元件725和730。第三阻抗匹配元件被定位成与阻抗匹配元件730相对,但是第三阻抗匹配元件在图7中是不可见的。阻抗匹配元件725和730可以在每个上表面部分的内部部分之间延伸,例如,阻抗匹配元件730在上表面部分715与上表面部分720之间向下延伸,而阻抗匹配元件725在上表面部分710与上表面部分715之间向下延伸。
可安装天线元件700可以包括向下朝向地延伸的并且与阻抗匹配元件725相对地定位在天线元件700的上表面的中心附近的RF馈送元件。RF馈送元件可以耦接到电路板300上的耦接垫382。RF馈送元件可以包括要被经由焊料或一些其他的工艺耦接到耦接垫382的耦接板,以用于产生RF源与天线元件700之间的连接。
阻抗匹配元件725和730从上表面向下朝向电路板300内的接地层延伸并且使得在阻抗匹配元件与接地层之间形成电容。基于阻抗匹配元件的长度和电路板接地层与向下定位的阻抗匹配元件的最近的边缘之间的距离,阻抗匹配元件以想要的频率来实现阻抗匹配。例如,在天线元件700被配置成以约5.0GHz进行辐射的情况下,每个阻抗匹配元件可以为约5毫米长并且被定位成使得最靠近电路板的边缘距电路板内的接地层的距离在2至6毫米之间(例如,约2.8毫米)。
图8是可安装反射器800的替代实施方式的立体图。可安装反射器800在连接到地时可以用于反射具有5.0GHz频率的信号,例如,由天线元件700辐射的信号。反射器800包括两个侧部815和820。这两个侧部形成基部部分并且分别形成侧部延伸部805和810。侧部延伸部被配置成彼此成约90度地延伸。基部815包括两个安装引脚830。安装引脚可以用于例如经由焊料将反射器800定位在电路板300的安装垫384的孔中。
基部820包括安装板825。安装板825可以用于经由焊料将反射器800耦接到电路板300。除安装板825之外,引脚815也可以焊接到安装垫384。当引脚830插入到耦接垫内的孔中并且耦接板825与安装垫的表面接触时,反射器800就可以竖立地立着而不需要附加的支承,这使得该反射器的安装与不具有安装引脚830和安装板825的通常的反射器相比更容易。
反射器800可以由单片材料例如一片锡构造为实物。除了引脚830与板825之外,反射器800可以是对称的。因此,用于反射器800的材料可以被构建成是扁平的并且近似为“T”形的单元。然后,扁平元件可以自中心向下弯,以使得每个臂具有约相等的尺寸并且以与另一个臂成约90度的角延伸。
本技术可以与各种电路、电路板和天线技术一起使用,例如2008年9月18日提交的美国专利申请第12/212,855号中所描述的技术,美国专利申请第12/212,855号是2007年11月9日提交的要求2006年11月9日提交的美国临时申请60/865,148的优先权的美国专利申请第11/938,240号即现在的美国专利第7,646,343号的继续申请;美国专利申请第11/938,240号又是2006年4月28日提交的要求2005年6月24日提交的美国临时申请第60/694,101号的优先权的美国专利申请第11/413,461号的部分继续申请。
虽然此处描述了有限数目的可安装天线元件,但是在本技术的范围内还考虑单片构造的可安装天线元件的其他变化。例如,如图4所示的那样,天线元件400通常具有有着突出的腿部和侧构件的大体为正方形形状的外形。其他形状包括三角形和圆形也可以用于形成具有一个或更多个腿部和阻抗匹配元件并且可选地具有一个或更多个侧构件的单片天线元件,以使得能够与其他天线元件一起高效地工作。另外,其他形状和配置可以用于实现与每个天线元件一起的一个或更多个反射器。
此处公开的实施方式是说明性的。对本领域技术人员来说,此处所描述的结构和方法的各种变型或适应性修改变得明显。依赖于本公开内容的教示并且这些教示借助于其使得现有技术提高了的这样的变型、适应性修改和/或变化都被认为在本发明的精神和范围内。因此,此处的描述和附图应该通过参考此处所附权利要求中阐述的具体限定而被限定。

Claims (22)

1.一种用于对辐射信号进行发射的无线设备,包括:
电路板,所述电路板容置用于以第一频率进行辐射的可安装天线元件;
天线阵列,所述天线阵列耦接到所述电路板;以及
无线电调制器/解调器,所述无线电调制器/解调器将射频(RF)信号提供给所述可安装天线元件和所述天线阵列。
2.根据权利要求1所述的无线设备,包括短截线,所述短截线被定位成接近所述天线阵列,并且所述短截线使得所述天线阵列中生成阻抗。
3.根据权利要求2所述的无线设备,其中,所述短截线被实现为所述电路板内的接地层的一部分。
4.根据权利要求2所述的无线设备,其中,所述短截线的长度为与所述天线阵列的辐射频率有关的波长的约四分之一。
5.根据权利要求1所述的无线设备,其中,所述电路板具有耦接到所述可安装天线元件的接地层。
6.根据权利要求1所述的无线设备,其中,所述电路板通过所述可安装天线元件的多个腿部和RF馈送件耦接到所述可安装天线元件。
7.根据权利要求1所述的无线设备,其中,所述可安装天线元件生成具有与所述电路板的平面垂直的极化的辐射图形。
8.根据权利要求1所述的无线设备,其中,所述天线阵列生成具有在所述电路板的平面中的极化的辐射图形。
9.根据权利要求1所述的无线设备,还包括反射器,所述反射器被定位成接近所述电路板以反射所述可安装天线元件的辐射图形。
10.根据权利要求1所述的无线设备,其中,所述电路板向所述可安装天线元件和所述天线阵列提供射频信号用于同时辐射。
11.一种用于对辐射信号进行发射的电路板,包括:
耦接元件,所述耦接元件用于耦接到可安装天线元件;
天线阵列;
短截线,所述短截线被定位成接近所述天线阵列,所述短截线使得所述天线阵列中生成阻抗;以及
无线电调制器/解调器,所述无线电调制器/解调器将射频(RF)信号提供给所述可安装天线和所述天线阵列。
12.根据权利要求11所述的电路板,其中,所述短截线被实现为所述电路板内的接地层的一部分。
13.根据权利要求11所述的电路板,其中,所述短截线的长度为与所述天线阵列的辐射频率有关的波长的约四分之一。
14.根据权利要求11所述的电路板,其中,接地层耦接到所述可安装天线元件的一部分。
15.根据权利要求11所述的电路板,其中,反射器反射第一可安装天线的辐射图形,所述电路板耦接到所述反射器。
16.一种用于对辐射信号进行发射的无线设备,包括:
通信电路,所述通信电路位于电路板内,所述通信电路生成射频(RF)信号;
多个天线元件,其中,所述多个天线元件中的一个或更多个天线元件被布置成接近所述电路板的边缘,所述多个天线元件中的所述一个或更多个天线元件中的每个天线元件在耦接到所述通信电路并且受到在所述天线元件内生成的阻抗的影响时形成辐射图形;以及
切换网络,所述切换网络将所述多个天线元件中的一个或更多个天线元件和可安装天线耦接元件选择性地耦接到所述通信电路。
17.根据权利要求16所述的无线设备,包括短截线,所述短截线被定位成接近所述天线阵列,并且所述短截线使得所述多个天线元件中的天线元件中生成阻抗。
18.根据权利要求17所述的无线设备,其中,所述短截线被实现为所述无线设备的电路板内的接地层的一部分。
19.根据权利要求17所述的无线设备,其中,所述短截线的长度为所生成的RF信号的波长的约四分之一。
20.根据权利要求15所述的无线设备,还包括反射器,所述反射器接近所述电路板以反射所述可安装天线元件的辐射图形。
21.根据权利要求20所述的无线设备,其中,所述电路板容置所述反射器。
22.根据权利要求8所述的无线设备,其中,所述电路板容置所述反射器。
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