CN103311645B

CN103311645B - 使用过耦合用于宽带运行的天线

Info

Publication number: CN103311645B
Application number: CN201310169664.6A
Authority: CN
Inventors: 柳江平
Original assignee: Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute ASTRI
Current assignee: Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute ASTRI
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2033-05-09
Also published as: CN103311645A; US20140240189A1; US9077087B2

Abstract

本发明提供一种系统和方法，其中天线系统结构在多个天线元件之间使用过耦合，而有效地提供宽带运行。该过耦合结构包括多个天线元件结构，其中适应性地改变一个天线元件（如一个影响型天线元件）会导致第二个天线元件（如响应型天线元件）的运行频带也改变。过耦合导致第二个天线上产生频分，因此天线元件的谐振频率被分成多个频带。通过在窄带天线元件上实现频分，可以制作该过耦合天线系统而有效地提供宽带运行。

Description

使用过耦合用于宽带运行的天线

【技术领域】

本发明涉及无线通信，特别涉及在多个天线元件之间使用过耦合而提供宽带运行的天线结构。

【背景技术】

在现代社会里无线通信的使用变得越来越常见。商业、个人、政府等等日常都使用无线系统来提供语音和数据通信。例如，手机，特别是具有先进处理能力和通信能力的“智能手机”已经被广泛用于各行各业人们的日常生活中。

随着无线通信的发展迅猛，人们也逐渐认识到从接触辐射到高水平辐射能量对人体组织有伤害。因此，对于进入无线设备使用者身体的辐射能量，多个政府对无线设备的辐射量都设置有限值。例如，美国联邦通信委员会（FCC）已经将手机和其他个人通信设备的辐射限值设为1.6毫瓦特/克（mW/g），这个数字也称作比吸收率（SAR）。类似地，欧洲电工标准化委员会（CENELEC）将上述个人通信设备的SAR设定为2.0mW/g（在10g质量中）。这些政府实体提出的标准不仅设定了可接受的SAR值，而且还规定了要测量SAR的人体部位。特别是，FCC和CENELEC都要求在人体耳部测量SAR。

尽管目前设定的SAR要求通常很容易被采用窄带天线结构的通信设备满足，但是这种窄带天线结构并不能很好地适用于现代通信设备。例如，上面提到过的智能手机通常都能提供语音和高速数据通信，通常都使用第三代（3G）、第四代（4G）、和长期演进（LTE）通信协议。而且，个人通信设备在全世界都通用，通常一个用户在多个国家都使用他/她的通信设备。这种通信一般都是通过使用该通信设备的宽带天线结构来适应的，如适应语音和数据通信频带，适应不同标准和不同地理区域/国家的通信频带，等等。

遗憾的是，当采用宽带天线结构时，要满足一个或多个政府实体提出的SAR要求，特别是FCC的SAR要求，是有困难的。特别是，这些通信设备为了方便运行诸如适应语音和高速数据、运行如3G、4G、LTE等协议、和/或可全球通用，这些设备采用的宽带天线通常都比窄带天线产生更高的SAR水平。例如，使用当前智能手机普遍采用的平面单极天线在1800MHz下传输信号，根据FCC SAR标准，在10mm深度1g软组织模拟样本上测量，得到SAR测量值3.4，远远高于FCC限值1.6。类似地，使用平面单极天线在1800MHz下传输信号，根据CENELEC标准，在10mm深度10g软组织模拟样本上测量，得到SAR测量值1.9，紧贴在CENELEC限值2.0内。

因此，个人通信设备诸如智能手机厂商都采用这样的设计：将宽带天线物理放置在远离要进行SAR测量的位置上，以确保符合条件。具体地，因为SAR通常规定在用户的耳朵位置进行测量，所以厂商都采用这样的结构：个人通信设备的天线置于远离听筒的一端（即靠近话筒或麦克风的那一端）。

尽管对于采用宽带天线结构的要符合各种SAR要求的个人通信系统来说，以上技术通常是可接受的，但是这个解决方案并不是没有缺点的。例如，如果需要采用多于一个的传输天线，如多输入多输出（MIMO）协议，那么额外的天线元件就会置于更靠近要进行SAR测量的位置上，因此很可能导致无法符合SAR要求。

对于那些既提供宽带通信支持又满足SAR要求的通信设备结构来说，也可以考虑其他技术。但是，每个可能的替代方案都有可能有其他缺点。

例如，关于能提供合适SAR性能的天线结构，已经考虑过使用超材料（meta-material）。但是，超材料本质上是窄带的，结果它们会有效地形成一个LC陷波谐振器（LC trap resonator）。为了使用该超材料而提供宽带天线结构，天线元件通常必须相当大，那么对于相当小尺寸的个人通信设备来说，这个方案就有问题。

另外一个例子，可以考虑使用有源电路，籍此天线系统的运行频率可以根据信号传送/接收需要而调谐。但是，多种现代个人通信系统诸如智能手机，都必须监控多个不同频率（如切换、载波聚合等）。因此，就需要适应性的电路去非常快速地切换，以提供必须的运行。但是，如此快速的切换适应性电路既不便宜也不小，所以该方案并不适用于个人通信设备。

满足SAR要求的另一个替代方案可以是实施一个基带方案。例如，某些运行如数据传输，可以在该通信设备靠近用户头部时（如语音通话时）断开，因此降低SAR。但是，这个方案通常都令通信设备用户反感，因为设备性能降低了。

【发明概述】

本发明提供一种系统和方法，其中天线系统结构在多个天线元件之间使用过耦合，从而有效地提供宽带运行。此处使用的过耦合结构包括多个天线元件结构，其中适应性地改变一个天线元件（如一个影响型天线元件）会导致该过耦合天线系统中的第二个天线元件（如响应型天线元件）的运行频带也改变。根据本发明实施例，过耦合导致第二个天线上产生频分，因此天线元件的谐振频率被分成多个频带。通过在窄带天线元件上实现频分，可以制作该过耦合天线系统而有效地提供宽带运行。例如，通常提供窄带运行（如大约12％带宽）的天线元件结构（如平面天线元件，诸如平面倒F天线（PIFA））可以适应性地改变而得到一个过耦合天线系统，从而提供宽带运行（如大约38％带宽）。

根据实施例，在提供一个天线系统结构实施过耦合时，设置多个天线元件（如包括PIFA天线元件）使得相互之间在一个耦合距离内（即选择一个间隔距离，使得影响型和响应型天线元件对之间产生耦合）。根据实施例，通过内嵌一个多极带阻器滤波在影响型天线元件中，天线系统中的影响型天线元件可以使得天线系统中的响应型天线元件上产生频分，所述多极带阻滤波器适用于过耦合运行。特别地，通过选择带阻滤波器的特性以引起影响型和响应型天线元件之间产生耦合，该内嵌的带阻滤波器适用于过耦合运行。

在一个过耦合天线系统的响应型天线元件上实现的频分，最好是通过改变内嵌在相应的影响型天线元件上的带阻滤波器来选择，以提供天线频率响应，当所述天线频率响应和影响型天线元件的频率响应综合起来，便能有效地提供宽带运行给该过耦合天线系统。应该理解，实施例中过耦合天线系统实施的综合频率响应并不受限于第一天线元件的谐振频带和第二天线元件的多个分离的谐振频带，例如，一个过耦合天线系统可以包括两个以上天线元件，其中多个影响型天线元件可以引起相应的响应型天线元件产生频分，因此所有这些天线元件的综合频率响应都用于提供需要的宽带运行。而且，除了使用过耦合技术提供宽带运行，也可以直接使用天线元件来提供宽带运行。例如，过耦合天线系统中的一个平面天线元件可以包括缝隙或其他自身改变以适应性地运行在一个或多个谐振频带内。

本发明的过耦合天线系统提供一个相当小的天线结构，且可以用于满足SAR要求。例如，采用PIFA天线元件的结构可以用于提供一个频率范围内的宽带运行，而且天线系统的占用面积适合用于个人通信设备，如智能手机。这样的过耦合天线系统可以置于个人通信设备中，甚至放置在靠近用户耳朵的位置上，仍然可以提供可接受的SAR。因此，此处的过耦合天线系统可以置于个人通信设备中（如靠近听筒的位置），并和更传统的天线系统（如一个位于远离听筒那一端的平面单极天线）结合起来，以促进多传输MIMO运行或其他通信协议（如LTE rel.10版本）。

前述已经相当广泛地阐述了本发明的特征和技术优势，由此将更加容易理解以下本发明的详细描述。本发明的其他特征和优势将在其后描述，此构成本发明的权利要求部分。本领域普通技术人员应该理解，在此披露的概念和特定实施例可以作为一个基础，用来修改或设计其它结构来执行本发明的相同目的。本领域普通技术人员也应该认识到，这种等同的构造没有脱离由所附权利要求阐述的本发明精神和范围。被看作本发明特征的新颖性特征，无论是其组织还是运行方法，与其它目的和优势一起，通过以下的描述并结合附图，将会得到更好的理解。但是，需要强调的是，每个附图仅是用作描述和叙述，并不是意图限制本发明。

【附图说明】

为了更完整地理解本发明，现结合附图参照以下的描述，其中：

图1A显示本发明实施例的过耦合天线系统；

图1B和1C显示过耦合天线系统的一个具体实施例；

图2显示本发明实施例过耦合天线元件产生的频分；

图3显示本发明实施例过耦合天线系统的宽带综合频率响应。

【发明详述】

图1A显示本发明实施例的过耦合天线系统100。所示实施例的过耦合天线系统100在其天线元件110和120之间发生过耦合，有效提供宽带运行。特别是，在图1A所示的过耦合结构中，天线元件110（此处是一个“影响型天线元件”）会导致过耦合天线系统100中的天线元件2（此处是一个“响应型天线元件”）的运行频带变化（frequency band adaptation）。

为了帮助理解概念，尽管根据本发明实施例可以使用各种天线元件结构，但是所述实施例显示的结构是，天线元件110和120是平面天线元件。因此，天线元件110和120都显示为平面导体，其关于地平面（此处显示为地平面101）而放置，并通过一介电材料（显示为介电材料102）而分离。因此，所示实施例的天线元件110和120提供微带或贴片天线结构，这是现有技术中熟知的。例如，天线元件110和/或天线元件120可以是平面倒F天线（PIFA）。无论如何，天线元件110和120都是有源天线元件，都有与其相连的信号馈电网络，因此不会和这样的结构相混淆：其中有源天线元件使用一个或多个相应的无源元件（如使用反射器和/或指向器而提供方向性或波束成型）。

尽管在图1A中没有显示，应该理解天线系统100可以和各种通信电路相连。例如，天线元件110和120的信号馈电线可以连接到一个或多个无线接收器和/或无线发射器上（包括无线收发器）。另外，诸如组合器/分离器、匹配网络、放大器、滤波器等等的电路都可以连接到该天线元件以提供需要的运行。

根据本实施例，过耦合天线系统100的天线元件是为了提供一个实施过耦合的天线系统结构。例如，如以下详细描述，天线元件靠近放置而提供耦合，并且影响型天线元件特别地使得响应型天线元件上产生运行频带变化。

如图1A所示，天线元件110和120相互分开一个耦合距离Dc。根据本发明实施例，耦合距离要小于λ/4（即D_c<λ/4），其中λ是响应型天线元件谐振频率对应的谐振波长。因此，所示实施例的天线元件110和120的边缘到边缘的间隔就是耦合距离D_e，其小于λ/4。例如，根据此处实施例，耦合距离可以是λ/8。

应该理解，除了将影响型和响应型天线元件分开放置，并且分开距离的选择要使得天线元件之间产生耦合（在传统天线系统设计中，是要避免这种做法的），所示实施例的过耦合天线系统100还包括这样的技术特征：进一步助长天线元件之间的耦合。例如，地平面101是影响型天线元件110和响应型天线元件120共同的地平面，尽管在传统天线系统设计中，通常的做法是分离天线元件的地平面以提供隔离。

影响型天线元件110使得过耦合天线系统100中的响应型天线元件120上适应地产生运行频带变化。在所示实施例中，经过影响型天线元件110的一个或多个特征的运行，影响型天线元件110使得响应型天线元件120上产生了一个频分（frequency split）。特别地，所示实施例的影响型天线元件110包括内嵌的带阻滤波器111，其适应地产生上述频分在响应型天线元件120上。

所示实施例的带阻滤波器111是一个多极带阻滤波器，包括缝隙111a和缝隙111b，其中缝隙111a提供多极带阻滤波器的第一极，缝隙111b提供第二极。通过为带阻滤波器的每个极选择反谐振频率，使得其在带阻滤波器另一极的反谐振频率的40％内（如缝隙111a的长度和缝隙111b的长度可以互相在40％内），通过选择这些反谐振频率在响应型天线元件的谐振频率区域内、或者靠近响应型天线元件的谐振频率区域（如带阻滤波器截止频率在响应型天线元件谐振频率区域之外，但是带阻滤波器截止频率在响应型天线元件谐振频率区域的最近截止的±20%内），带阻滤波器111就适用于过耦合运行。例如，响应型天线元件120结构上没有过耦合运行的地方，将提供一个谐振中心频率1.95GHz，和一个运行频带1.80-2.05GHz，带阻滤波器111可以适应性地使得缝隙111a和缝隙111b对应的极的反谐振频率大约在1.8GHz和2.0GHz，因此分别提供反谐振频率互相在40％内（在此例子中是在25％内），并落在响应型天线元件谐振频带内。

通过对过耦合天线系统实施例的具体的、非限制性的例子，可以按以下描述来设计双天线元件系统，如图1B和1C所示，其中所有显示尺寸都是以毫米为单位：在所示实施例中，影响型天线（天线1）的尺寸是为阻抗谐振1040MHz（使得50Ω匹配谐振是900MHz）而设计，长宽高尺寸是{L₁,W₁,H₁}={30mm,35mm,8mm}，其中类似地，响应型天线（天线2）的尺寸是为阻抗谐振f₁ ^ant2=2.1GHz而设计，长宽高尺寸是{L₂,W₂,H₂}={20mm,7mm,8mm}，其中因为天线高度和天线宽度相当，所以天线高度就形成该天线的部分谐振长度。在影响型天线中，两个缝隙位于馈电和地连接之间，使得f₁ ^ant2被切口反谐振f^ant2 _notch(notch antiresonance)分成两个谐振频率。在此设计中，最优的切口反谐振稍稍偏移了最初的阻抗谐振：f^ant2 _notch＝f₁ ^ant2+Δf，其中Δf=20MHz左右。最终尺寸是l_缝隙1=27mm,l_缝隙2=25mm,以及d₁₂=5mm。过耦合双天线的上述实施例有一个谐振频率在1GHz频带内，一个谐振频率在3GHz频带内，以及四个谐振频率在2GHz频带内。

在本发明实施例的运行中，上述过耦合导致在第二个天线上产生了频分，天线元件的谐振频率被分成多个频带。该频分在图2中有描述，其中曲线201表示没有上述过耦合的响应型天线元件120的S11（即衡量从天线元件中有多少能量被反射入电路中的一个参数）响应，曲线202表示具有与影响型天线元件110过耦合的响应型天线元件120的S11响应。从图2中可以看出，响应型天线元件120的频率响应从一个具有中心频率大约1.95GHz的单个谐振频带分成了两个频带，其中一个的中心频率大约是1.10GHz，另一个的中心频率大约是2.41GHz。在产生图2所示结果中使用的带阻滤波器111包括一个多极结构，其中一个极的反谐振频率是1.9GHz，另一极的反谐振频率是2.3GHz。

通过实现频分，可以制作包括两个窄带天线元件（例如它们能提供相当好的SAR特性）的过耦合天线系统，而有效地提供宽带运行。例如，在一个过耦合天线系统的响应型天线元件上实现的频分，最好是通过改变内嵌在相应的影响型天线元件上的带阻滤波器来选择，以提供天线频率响应，当所述天线频率响应和影响型天线元件的频率响应综合起来，便能有效地提供宽带运行给该过耦合天线系统。

过耦合天线系统提供的综合的频率响应显示在图3中。具体地，曲线301表示影响型天线元件110的S11响应，曲线302表示响应型天线元件120的S21响应。从图3中可以看出，影响型天线元件110的谐振频率峰值301a（其峰值大约是1.97GHz，相关谐振频带大约是1.95-2.10GHz）和谐振频率峰值302a（其峰值大约是1.87GHz，相关谐振频带大约是1.75-1.95GHz）和302b（其峰值大约是2.25GHz，相关谐振频带大约是1.95-2.17GHz）提供了一个综合频率响应，大约是1.75-2.17GHz。

应该理解，本实施例过耦合天线系统提供的综合频率响应并不受限于第一天线元件的谐振频带和第二天线元件的多个分割的谐振频带。例如，除了此处使用的过耦合技术来提供宽带运行，也可以直接改变天线元件来提供宽带运行。例如，影响型天线元件110可以有缝隙或其他自身改变而适应于在一个或多个谐振频带内运行。这种多个自谐振在图3中也有描述。特别是，显示影响型天线元件110S11响应的曲线301除了包括上述谐振频率峰值301a，还包括谐振频率峰值301b。这种多个谐振频带可以用于上述综合频率响应，以提供过耦合天线系统100需要的频率响应。

另外，过耦合天线系统可以包括两个以上的天线元件。因此，可以有多个影响型天线元件，其中每个都引起在对应的响应型天线元件（其自身可以是与另一个响应型天线元件相关的影响型天线元件）上产生频分，因此所有这些天线元件的综合频率响应可以用于提供需要的宽带运行。

从以上可以理解，通常提供窄带运行的天线元件结构（如PIFA）可以被改变，而形成一个能提供宽带运行的过耦合天线系统。这在图3中有显示，其中所示过耦合天线系统的综合频率响应带宽大约是38％带宽，其中带宽是由运行频率范围高频截止和低频截止之间的差值除以中心频率而决定（带宽=(f_High-f_Low)/f_Center)）。该综合频率响应相当于一个可以提供大约12％带宽而没有过耦合运行的平面天线元件结构。应该理解，在手机中，带宽小于或等于大约15％的天线被认为是窄带天线，而带宽大于大约25％的天线被认为是宽带天线。因此，本实施例中的过耦合天线系统100提供的综合频率响应至少在手机应用中是宽带的。

应该理解，在此通过过耦合而得到的综合频率响应不需要是邻接的。例如，在一个过耦合天线系统的响应型天线元件上实现的频分，可以用以提供一个中间频带，在该频带上，天线系统不谐振，例如避免干扰信号等。这在图3中也有显示，其中与响应型天线元件120分频谐振频率峰值302b相关的谐振频带的高截止频率和与影响型天线元件110自谐振频率峰值301b相关的谐振频带的低截止频率确定了一个非谐振中间频带，大约是2.17-2.30GHz。该非谐振中间频带可以是有用的，例如，在手机系统上用于避免潜在地干扰信号而提供宽带手机运行（如当前LTE并不提供在此中间频带内的通信）。该中间频带，不管是在两个天线元件的谐振频带之间，还是在单个天线元件的分频之间，都可以用于避免各种干扰信号，如GPS信号、竞争载波的信号、雷达装置等等。

本实施例过耦合天线系统100提供了一个相当小的天线结构，其可以用于满足相当高的SAR要求。特别是，其中天线元件采用PIFA结构的实施例采用这样一种构造：其中地平面提供的电流分布会在用户软组织中产生相当小的SAR。虽然PIFA天线元件通常是窄带的，因此尽管它们相当好的SAR性能并不能普遍用于个人通信系统的宽带通信，但是此处描述的过耦合技术克服了PIFA天线元件的该问题。因此，采用PIFA天线元件的结构可以用于提供一个频率范围内的宽带运行（如1.8-2.8GHz适用于全球智能手机运行），而且天线系统占用面积适合个人通信设备，如智能手机。

下面的表格显示图3所示过耦合天线系统的示例性SAR测量值。从以下SAR测量值可以看出，这样的过耦合天线系统可以置于个人通信设备中，甚至放在靠近用户耳朵的位置上，依然能提供可接受的SAR（如根据FCC SAR标准，在10mm深度1g软组织模拟样本上测量，1900MHz下，得到SAR测量值1.3；根据CENELEC标准，在10mm深度10g软组织模拟样本上测量，1900MHz下，得到SAR测量值0.8）。因此，过耦合天线系统可以置于个人通信设备中（如靠近听筒的位置），并和更传统的天线系统联合使用（如置于远离听筒那一端上的平面单极天线），以促进多传输MIMO运行或其他通信协议（如LTE rel.10版本）。

当然，本发明过耦合天线系统可以用于除上述个人通信设备之外的通信设备。例如，本发明过耦合天线系统提供的宽带运行可以用于提供与正交频分复用（OFDM）通信相关的宽带通信，如可以用于宽带数据通信（如WiMAX）。

尽管本实施例已经描述了使用平面天线元件结构，但是实施例也可以使用其他结构天线元件。例如，过耦合天线系统可以使用一个平面天线元件作为一个天线元件（如影响型天线元件），使用一个偶极天线作为另一个天线元件（如响应型天线元件）。

尽管已经详细描述了本发明及其优势，但应该明白，可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离由所附权利要求定义的本发明精神和范围。此外，本发明应用的范围不受限于说明书里描述的过程、机器、制造、物质组成、方法和步骤的特定实施例。从本发明的披露，本领域普通技术人员将会容易明白，可以使用当前已有的或未来开发的且能够执行与在此所述对应实施例相同的功能或获得相同的结果的过程、机器、制造、物质组成、方法、或步骤。因此，所附权利要求意在包括这些过程、机器、制造、物质组成、方法和步骤在其范围内。

Claims

1.一种天线系统，包括：

有源的第一天线元件；和

有源的第二天线元件，其中所述第一天线元件和所述第二天线元件提供一个过耦合结构，所述过耦合结构包括：改变所述第一天线元件的至少一个特征以适应性地改变所述第二天线元件的运行频带，用于宽带综合频率响应，其中所述适应性地改变所述第二天线元件的运行频带包括提供关于所述第二天线元件的频分，因而在所述第二天线元件运行中提供多个谐振频带，其中将所述第一天线元件放置在离所述第二天线元件的一个耦合距离D_c内，将一个多极带阻滤波器嵌入所述第一天线元件中，其中通过为所述带阻滤波器的部分极选择反谐振频率，使其在所述带阻滤波器另一极的反谐振频率的40％内，并选择这些反谐振频率靠近所述第二天线元件的谐振频率范围，使得所述多极带阻滤波器适用于过耦合运行。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一天线元件和所述第二天线元件中至少一个是平面天线元件。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一天线元件和所述第二天线元件中至少一个是平面倒F天线(PIFA)元件。

4.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一天线元件和所述第二天线元件中至少一个是微带天线元件。

5.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一天线元件和所述第二天线元件中至少一个是偶极天线元件。

6.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一天线元件和所述第二天线元件共享同一地平面。

7.根据权利要求1所述的系统，其中选择所述第一天线元件的至少一个特征的一个或多个特点，导致所述多个谐振频带具有需要的频率范围。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述D_c是所述第一天线元件和所述第二天线元件之间边缘到边缘的距离，其小于λ/4，其中λ是所述第二天线元件谐振频率对应的谐振波长。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述D_c是所述第一天线元件和所述第二天线元件之间边缘到边缘的距离，其小于或等于λ/8，其中λ是所述第二天线元件谐振频率对应的谐振波长。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述带阻滤波器是由位于所述第一天线元件一个表面上的两个或多个缝隙构成。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述两个或多个缝隙中，部份缝隙的长度都在所述两个或多个缝隙中另一个的长度的40％内。

12.根据权利要求1所述的系统，还包括：

第三天线元件，其中所述第三天线元件和包括所述第一、第二、第三天线元件的天线系统中另一个天线元件提供过耦合结构。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述另一个天线元件是所述第一天线元件。

14.根据权利要求12所述的系统，还包括：

第四天线元件，其中所述另一个天线元件是所述第四天线元件。

15.一种使天线宽带运行的方法，包括：

提供一个天线系统，其包括有源的第一天线元件和有源的第二天线元件在一个过耦合结构中，其中将所述第一天线元件放置在离所述第二天线元件的一个耦合距离D_c内；

通过一个通信设备使用所述天线系统，以提供宽带运行，其中所述宽带运行包括：所述第一天线元件的至少一个特征使得所述第二天线元件的运行频带适应性地改变，用于所述天线系统的宽带综合频率响应，其中使得所述第二天线元件的运行频带适应性地改变包括提供关于所述第二天线元件的频分，因而在所述第二天线元件运行中提供多个谐振频带，其中所述过耦合结构包括一个内嵌在所述第一天线元件中的多极带阻滤波器，其中通过为所述带阻滤波器的部分极选择反谐振频率，使其在所述带阻滤波器另一极的反谐振频率的40％内，并选择这些反谐振频率靠近所述第二天线元件的谐振频率范围，使得所述多极带阻滤波器适用于过耦合运行。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述通信设备包括个人通信设备。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述天线系统放置在所述通信设备靠近听筒的位置上，其中所述宽带运行导致在10mm深度的软组织模拟样本上测量的比吸收率(SAR)小于或等于1.6毫瓦每克(mW/g)。

18.根据权利要求16所述的方法，还包括：

在所述个人通信设备中除所述线系统外，还提供一个宽带天线，其中所述宽带天线和所述天线系统都用于提供双传输通信能力给所述个人通信设备。

19.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一天线元件和所述第二天线元件中至少一个是平面天线元件。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述第一天线元件和所述第二天线元件中至少一个是选自：平面倒F天线(PIFA)元件、微带天线元件。

21.根据权利要求15所述的方法，其中选择所述第一天线元件的至少一个特征的一个或多个特点，导致所述多个谐振频带具有需要的频率范围。

22.根据权利要求15所述的方法，其中其中所述D_c是所述第一天线元件和所述第二天线元件之间边缘到边缘的距离，其小于λ/4，其中λ是所述第二天线元件谐振频率对应的谐振波长。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述D_c是所述第一天线元件和所述第二天线元件之间边缘到边缘的距离，其小于或等于λ/8。

24.根据权利要求15所述的方法，其中所述带阻滤波器是由位于所述第一天线元件一个表面上的两个或多个缝隙构成。

25.根据权利要求24所述的方法，其中所述两个或多个缝隙中，部分缝隙的长度都在所述两个或多个缝隙中另一个的长度的40％内。

26.一种为通信设备提供宽带运行的过耦合天线系统，所述过耦合天线系统包括：

有源的第一天线元件，其中嵌有多极带阻滤波器；

有源的第二天线元件，其中所述第一天线元件和所述第二天线元件相互间隔一个耦合距离D_c放置，其中D_c是所述第一天线元件和所述第二天线元件之间边缘到边缘的距离，其小于λ/4，其中λ是所述第二天线元件谐振频率对应的谐振波长，其中选择内嵌在所述第一天线元件中的多极带阻滤波器的至少一个特性，以适应性地改变所述第二天线元件运行频带，用于综合频率响应以提供宽带运行，其中所述适应性地改变所述第二天线元件运行频带包括提供关于所述第二天线元件的频分，因而在所述第二天线元件运行中提供多个谐振频带，其中为所述带阻滤波器的部分极选择反谐振频率，使其在所述带阻滤波器另一极的反谐振频率的40％内，并选择所述反谐振频率靠近所述第二天线元件的谐振频率范围。

27.根据权利要求26所述的系统，其中所述第一天线元件和所述第二天线元件中至少一个是平面天线元件。

28.根据权利要求26所述的系统，其中所述D_c是所述第一天线元件和所述第二天线元件之间边缘到边缘的距离，其小于或等于λ/8。

29.根据权利要求26所述的系统，其中所述带阻滤波器是由位于所述第一天线元件一个表面上的两个或多个缝隙构成。

30.根据权利要求29所述的系统，其中所述两个或多个缝隙中，部分缝隙的长度都在所述两个或多个缝隙中另一个的长度的40％内。