CN104143691B - 具有可调谐的高频带寄生元件的天线 - Google Patents

具有可调谐的高频带寄生元件的天线 Download PDF

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Abstract

本公开内容涉及具有可调谐的高频带寄生元件的天线。可以提供包括射频收发器电路系统和天线的电子设备。天线可由天线谐振元件和天线接地形成。天线谐振元件可具有在较高的通信频带频率处谐振的较短部分和在较低的通信频带频率处谐振的较长部分。谐振元件可由外围导电的电子设备壳体结构形成，该壳体结构通过缺口与天线接地分开。寄生单极天线谐振元件或寄生环形天线谐振元件可位于该缺口中。可使用寄生元件中的可调节电感器实现在较高通信频带中的天线调谐。可使用将天线谐振元件耦接到天线接地的可调节电感器实现在较低通信频带中的天线调谐。

Description

具有可调谐的高频带寄生元件的天线
本申请要求2013年5月8日提出的美国专利申请号13/890,013的优先权，其全部内容通过引用并入于此。
技术领域
本文大体上涉及电子设备，更特别地涉及用于具有无线通信电路系统的电子设备的天线。
背景技术
诸如便携式计算机和蜂窝电话的电子设备通常设置有无线通信能力。例如，电子设备可使用诸如蜂窝电话电路系统的长距离无线通信电路系统来使用蜂窝电话频带进行通信。电子设备可使用诸如无线局域网通信电路系统的短距离无线通信电路系统来处理与附近装置的通信。电子设备也可设置有卫星导航系统接收器和其它的无线电路系统。
为了满足消费者对小形状因数的无线设备的需求，厂商不断地致力于使用紧凑结构来实现诸如天线组件的无线通信电路系统。同时，在电子设备中可能需要包括诸如金属设备壳体组件的导电结构。因为导电结构可影响射频性能，所以在将天线并入到包括导电结构的电子设备中时，必须要小心。此外，必须要小心以确保设备中的天线和无线电路系统能够在工作频率的范围内表现出令人满意的性能。
因此，能够提供用于无线电子设备的改进的无线通信电路系统将是所需要的。
发明内容
电子设备可被设置为包含无线通信电路系统。无线通信电路系统可包括射频收发器电路系统和天线。天线可由天线谐振元件臂和天线接地形成。天线谐振元件臂可具有在较高的通信频带频率处谐振的较短部分和在较低的通信频带频率处谐振的较长部分。谐振元件臂可由外围导电电子设备壳体结构形成，该壳体结构通过缺口与天线接地分开。
寄生单极天线谐振元件或寄生环形天线谐振元件可位于该缺口中。可使用寄生元件中的可调节电感器实现在较高通信频带中的天线调谐。可使用将天线谐振元件耦接到天线接地的可调节电感器实现在较低通信频带中的天线调谐。
根据以下对优选实施例的详细描述和附图，本发明进一步的特征、其性质和各种优点将更加明晰。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的具有无线通信电路系统的说明性电子设备的立体图。
图2是根据本发明的实施例的具有无线通信电路系统的说明性电子设备的示意图。
图3是根据本发明的实施例的图1所示类型的说明性电子设备的顶视图，其中天线可使用诸如外围导电壳体构件的部分的导电壳体结构而形成。
图4是示出根据本发明的实施例的图1的电子设备中的天线可以如何耦接到射频收发器电路系统的电路图。
图5是根据本发明的实施例的具有天线谐振元件的说明性天线的示意图，该类型的天线谐振元件可由外围导电壳体构件的分段形成并且具有支持低频带和高频带中的通信的部分。
图6是根据本发明的实施例的在其中将双频带倒F型天线的天线性能绘制为工作频率的函数的图。
图7是根据本发明的实施例的可用于可调谐的天线中的基于单个固定电感器的说明性可调节电感器的示图。
图8是根据本发明的实施例的可用于可调谐的天线中的基于多个固定电感器的说明性可调节电感器的图。
图9是根据本发明的实施例的具有寄生单极天线谐振元件和用于向天线提供可调谐的低频带响应和高频带响应的可调节组件的说明性天线的图。
图10是根据本发明的实施例的具有寄生环形天线谐振元件和用于向天线提供可调谐的低频带响应和高频带响应的可调节组件的说明性天线的图。
具体实施方式
诸如图1的电子设备10的电子设备可设置有无线通信电路系统。无线通信电路系统可用于支持多个无线通信频带中的无线通信。无线通信电路系统可包括一个或多个天线。
天线可包括环形天线、倒F型天线、带状天线、平面倒F型天线、缝隙(slot)天线、包括多于一种类型的天线结构的混合天线、或其它合适的天线。如果需要的话，用于天线的导电结构可由导电的电子设备结构形成。导电的电子设备结构可包括导电壳体结构。壳体结构可包括绕电子设备的外围设置的外围导电构件。外围导电构件可用作用于诸如显示器的平面结构的边框，可用作用于设备壳体的侧壁结构，和/或可形成其它的壳体结构。外围导电构件中的间隙(gap)可与天线相关联。
电子设备10可以是便携式电子设备或其它合适的电子设备。例如，电子设备10可以是膝上型计算机、平板计算机、稍小的设备(诸如手表设备、吊坠设备、耳机设备、耳塞设备、或者其它可穿戴或微型设备)、蜂窝电话或媒体播放器。设备10也可以是电视、机顶盒、桌上型计算机、已将计算机集成到其中的计算机监视器、或其它合适的电子装置。
设备10可包括诸如壳体12的壳体。壳体12有时可被称为外壳，可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如不锈钢、铝等)、其它适当的材料、或这些材料的组合而形成。在某些情况下，壳体12的部分可由电介质或其它低电导率的材料形成。在其它情况下，壳体12或组成壳体12中的结构的至少一些可由金属元件形成。
如果需要的话，设备10可具有诸如显示器14的显示器。显示器14例如可以是并入了电容式触摸电极的触摸屏。显示器14可包括由发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、等离子体单元、电润湿像素、电泳像素、液晶显示(LCD)组件、或其它合适的图像像素结构形成的图像像素。由透明玻璃、透明塑料或其它透明电介质形成的显示器盖层可覆盖显示器14的表面。诸如按钮19的按钮可通过显示器盖层中的缺口(opening)。盖层也可具有其它缺口，诸如用于扬声器端口26的缺口。
壳体12可包括诸如构件16的外围构件。构件16可以绕显示器14和设备10的外围而设置。在其中设备10和显示器14具有矩形形状的配置中，构件16可具有矩形环状(作为例子)。构件16或构件16的部分可用作显示器14的边框(例如，围绕显示器14的所有四个侧面和/或帮助相对设备10保持显示器14的装饰边)。如果需要的话，构件16也可形成设备10的侧壁结构(例如，通过形成具有围绕设备10的外围的垂直侧壁的金属带等)。
构件16可由导电材料形成，并因此有时可被称为外围导电构件、外围导电壳体构件或导电壳体结构。构件16可由诸如不锈钢、铝或其它适当材料的金属而形成。一个、两个或多于两个的分开的结构(例如分段)可用于形成构件16。
构件16并不必要具有一致的横断面。例如，如果需要的话,构件16的顶部可具有帮助将显示器14保持在适当位置的向内凸出的凸缘(lip)。如果需要的话，构件16的底部也可具有增大的凸缘(例如在设备10的后表面的平面中)。在图1的示例中，构件16具有基本直的垂直侧壁。这只是说明性的。构件16的侧壁可以是弯曲的或可以具有任何其它的合适的形状。在一些配置中(例如当构件16用作显示器14的边框时)，构件16可绕壳体12的凸缘设置(即，构件16可以仅覆盖外壳12的围绕显示器14的边缘，而不覆盖壳体12的后边缘和壳体12的侧壁)。如果需要的话，形成构件16的金属结构的整体部分可在设备10的后部上延伸(例如，壳体12可以具有平坦的后部，且外围导电构件16的一些部分可由从该平坦的后部垂直向上延伸的侧壁部分而形成)。
显示器14可包括导电结构，诸如电容式电极的阵列、用于寻址像素原件的导电线、驱动电路等。壳体12可包括内部结构，诸如金属框构件、跨越壳体12的壁的平面壳体构件(有时称为板块中部)(即，在构件16的相对侧面之间焊接或以其它方式连接的基本矩形的构件)、印刷电路板、及其它内部导电结构。这些导电结构可在显示器14之下位于壳体12的中央(作为例子)。
在区域22和20中，可在设备10的导电结构内(例如，在外围导电构件16与诸如设备10中的导电电气组件、与印刷电路板相关联的导电接地面、导电壳体结构之类的相对的导电结构之间)形成缺口。这些缺口可填充有空气、塑料和其它电介质。设备10中的导电壳体结构和其它导电结构可用作设备10中的天线的接地面。区域20和22中的缺口可用作开口的(open)或封闭的(closed)缝隙天线中的缝隙，可用作环形天线中的由材料的导电路径围绕的中央电介质区域，可用作将诸如带状天线谐振元件或倒F型天线谐振元件的天线谐振元件与接地面相分离的空间，或可以以其它方式用作在区域20和22中形成的天线结构的一部分。
一般而言，设备10可包括任何适当数目的天线(例如一个或多个，两个或更多，三个或更多，四个或更多等)。设备10中的天线可位于纵长的设备壳体的相对的第一端和第二端处、沿着设备壳体的一个或多个边缘、在设备壳体的中央、在其它合适的位置、或在这样的位置中的一个或多个中。图1的布置只是说明性的。
构件16的一些部分可设置有间隙结构。例如，构件16可设置有诸如间隙18的一个或多个间隙，如图1所示。间隙可填充有电介质，诸如聚合物、陶瓷、玻璃、空气、其它电介质材料、或这些材料的组合。间隙18可将构件16分为一个或多个外围导电构件分段。例如，可以有构件16的两个分段(例如在有两个间隙的布置中)、构件16的三个分段(例如在有三个间隙的布置中)、构件16的四个分段(例如在有四个间隙的布置中)。以这种方式形成的外围导电构件16的分段可以形成设备10中的天线的部分。
在典型方案中，设备10可具有上天线和下天线(作为例子)。例如，上天线可以在区域22中形成在设备10的上端处。例如，下天线可以在区域20中形成在设备10的下端处。天线可分别用以覆盖相同的通信频带、重叠的通信频带或分开的通信频带。天线可用于实现天线分集方案或多输入多输出(MIMO)天线方案。
设备10中的天线可用于支持感兴趣的任何通信频带。例如，设备10可包括用于支持局域网络通信、语音和数据蜂窝电话通信、全球定位系统(GPS)通信或其它卫星导航系统通信、通信等的天线结构。
图2示出了可用于电子设备10的说明性配置的示意图。如图2所示，电子设备10可包括诸如存储和处理电路系统28的控制电路系统。存储和处理电路系统28可包括诸如硬盘驱动器存储设备、非易失性存储器(例如闪存或被配置为形成固态驱动器的其它电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如静态或动态随机存取存储器)等的存储设备。存储和处理电路系统28中的处理电路系统可用于控制设备10的操作。处理电路系统可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、电源管理单元、音频编解码芯片、专用集成电路等。
存储和处理电路系统28可用于在设备10上运行软件，诸如因特网浏览应用、基于因特网协议的语音(VOIP)电话呼叫应用、电子邮件应用、媒体回放应用、操作系统功能等。为了支持与外部装置的交互，存储和处理电路系统28可用于实现通信协议。可通过使用存储和处理电路系统28来实现的通信协议包括因特网协议、无线局域网协议(例如IEEE802.11协议——有时称为)、诸如协议的用于其它短距离无线通信链路的协议、蜂窝电话协议等。
可配置电路系统28以实现控制天线在设备10中的使用的控制算法。例如，电路系统28可执行信号质量监视操作、传感器监视操作和其它数据收集操作，并且响应于所收集的数据和关于在设备10中要使用哪些通信频带的信息，可控制设备10内的哪些天线结构要被用于接收和处理数据，以及/或者可调节设备10中的一个或多个开关、可调谐的元件、或其它可调节的电路以调节天线性能。作为例子，电路系统28可控制两个或更多个天线中的哪个要被用于接收到来的射频信号，可控制两个或更多个天线中的哪个要被用于发送射频信号，可控制在设备10中并行路由在两个或更多个天线之上到来的数据流的处理，可调谐天线以覆盖所需的通信频带等。在执行这些控制操作时，电路系统28可打开和闭合开关，可开启和关闭接收器和发射器，可调整阻抗匹配电路，可配置介于射频收发器电路系统和天线结构之间的前端模块(FEM)射频电路(例如用于阻抗匹配和信号路由的滤波和开关电路)中的开关，可调节开关、可调谐的电路和形成为天线的一部分或者耦接到天线或与天线相关联的信号路径的其它可调节的电路元件，并且可以以其它方式控制和调节设备10的组件。
输入输出电路系统30可用于允许将数据提供给设备10以及允许将数据从设备10提供到外部设备。输入输出电路系统30可包括输入/输出设备32。输入/输出设备32可包括触摸屏、按钮、游戏杆、单击轮、滚动轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、扬声器、音频发生器、振动器、摄像机、传感器、发光二极管和其它状况指示器、数据端口等。用户可通过经由输入/输出设备32提供命令来控制设备10的操作，并且可以使用输入输出设备32的输出资源来从设备10接收状况信息和其它输出。
无线通信电路系统34可包括由一个或多个集成电路、功率放大器电路系统、低噪声输入放大器、无源RF组件、一个或多个天线、和用于处理RF无线信号的其它电路系统而形成的射频(RF)收发器电路系统。也可以使用光(例如使用红外通信)发送无线信号。
无线通信电路系统34可包括卫星导航系统接收器电路系统，诸如全球定位系统(GPS)接收器电路系统35(例如用于接收1575MHz处的卫星定位信号)或与其它卫星导航系统相关联的卫星导航系统接收器电路系统。收发器电路系统36可处理无线局域网通信。例如，收发器电路系统36可处理用于(IEEE802.11)通信的2.4GHz和5GHz的频带，可处理2.4GHz的通信频带。电路系统34可使用蜂窝电话收发器电路系统38来处理在蜂窝电话频带中的无线通信，蜂窝电话频带诸如在约700MHz到约2700MHz的频率范围中的频带或在更高或更低频率处的频带。如果需要的话，无线通信电路系统34可包括用于其它短距离和长距离无线链路的电路系统。例如，无线通信电路系统34可包括用于接收无线电和电视信号的无线电路系统、寻呼电路等。在链路以及其它短距离无线链路中，无线信号通常用于将数据传递几十或几百英尺。在蜂窝电话链路和其它长距离链路中，无线信号通常用于将数据传递数千英尺或数千英里。
无线通信电路系统34可包括一个或多个天线40。可使用任何合适的天线类型来形成天线40。例如，天线40可包括具有由环形天线结构、贴片天线结构、倒F型天线结构、封闭的和开口的缝隙天线结构、平面倒F型天线结构、螺旋天线结构、带状天线、单极子、偶极子、这些设计的混合等形成的谐振元件的天线。不同类型的天线可用于不同的频带和频带组合。例如，一种类型的天线可用于形成本地无线链路天线，另一种类型的天线可用于形成远程无线链路天线。
如果需要的话，天线40中的一个或多个可设置有可调谐的电路系统。可调谐电路系统可包括基于一个或多个开关的开关电路系统。开关电路系统可以例如包括可置于打开或闭合位置中的开关。当设备10的控制电路系统28将该开关置于其打开位置中时，天线可表现出第一频率响应。当设备10的控制电路系统28将该开关置于其闭合位置中时，该天线可表现出第二频率响应。一个或多个天线40的可调谐电路系统也可基于可以将所选取的电路组件切换为使用的开关电路系统。例如，可调节的电感器可操作于在其中第一电感器被切换为使用的第一模式中和在其中第二电感器被切换为使用的第二模式中。可调节的电感器也可以可选地切换到在其中短路被切换为使用或在其中形成开路的模式中。
使用诸如这些或其它的可调节电路组件的可调节电感器，天线40的性能可实时调节以覆盖感兴趣的工作频率。
天线40可表现出低频带响应和高频带响应两者。作为例子，天线40可操作在从700MHz到960MHz的低频带通信频率处，并且可操作在1710MHz以上(例如从1710到2700MHz)的高频带通信频率处。可调节电感器或其它可调节电路组件的状态的调节可用于调谐天线的低频带响应而不显著影响高频带响应，并且可用于调谐天线的高频带响应而不显著影响低频带响应。调节天线的低和/或高频带响应的能力可使得天线能够覆盖感兴趣的通信频率。
图3示出了处于一配置中的设备10的内部顶视图，在该配置中，设备10具有诸如图1的壳体构件16的含有一个或多个间隙18的外围导电壳体构件。如图3所示，设备10可具有诸如天线接地面52的天线接地面。接地面52可由以下形成：印刷电路板(例如刚性印制电路板和柔性印刷电路板)上的迹线、设备10内部中的导电平面支撑结构、形成壳体12的外部部分的导电结构、作为设备10中的一个或多个电气组件的部分的导电结构(例如连接器、开关、摄像机、扬声器、麦克风、显示器、按钮等的部分)、或其它导电的设备结构。诸如间隙(缺口)82的间隙可填充有空气、塑料和其它电介质。
外围导电构件16的一个或多个分段可用作设备10中天线的天线谐振元件。例如，区域22中的外围导电构件16最上面的分段可用作设备10中的上天线的天线谐振元件，区域20中的外围导电构件16最下面的分段(即分段16’，其在间隙18A和间隙18B之间延伸)可用作设备10中的下天线的天线谐振元件。外围导电构件16的导电材料、接地面52的导电材料和电介质缺口82(以及间隙18)可用于形成设备10中的一个或多个天线，诸如区域22中的上天线和区域20中的下天线。在本文中有时作为例子描述了在其中使用可调谐的频率响应配置实现下面区域20中的天线的配置。
图4是示出了诸如路径44的射频信号路径可如何用于在天线40和射频收发器42之间传递射频信号。天线40可以是图2的天线40之一。射频收发器42可以是无线通信电路系统34(图2)中的接收器和/或发射器，诸如接收器35、无线局域网收发器36(例如操作在2.4GHz、5GHz、60GHz、或其它合适的频率处的收发器)、蜂窝电话收发器38、或用于接收和/或发送射频信号的其它射频收发器电路系统。
信号路径44可包括一个或多个传输线，诸如同轴电缆的一个或多个分段、微带传输线的一个或多个分段、条线传输线的一个或多个分段、或其它传输线结构。信号路径44可包括诸如正信号线44A的正导体，并且可包括诸如接地信号线44B的接地导体。天线40可具有天线馈电件(feed)，诸如具有正天线馈电端子“+”和接地天线馈电端子“-”的馈电件92。如果需要的话，诸如滤波器、阻抗匹配电路、开关、放大器和其它电路的电路系统可介于路径44内。
图5是示出了可如何使用诸如图3的外围导电构件分段16’的结构来形成天线40的图。在图5的说明性配置中，天线40包括天线谐振元件90和天线接地52。天线谐振元件90可具有由外围导电构件16’(例如图1的外围导电构件16的分段)形成的主谐振元件臂部分。诸如间隙18A和18B的间隙可介于谐振元件臂结构16’的端部和接地52之间，并可与各自的电容C1和C2相关联。短路分支94(有时称为天线40的返回路径)可耦接在臂结构16’和接地52之间。天线馈电分支(天线馈电件)92可与短路分支94并联地耦接在臂结构16’和接地52之间。天线馈电分支92可包括正天线馈电端子“+”和接地天线馈电端子“-”。如结合图4所描述的，信号路径44中的线44A和44B可分别耦接到天线馈电件92中的端子“+”和“-”。
谐振元件臂结构16’可具有与低频带响应LB相关联并可用于处理低频带无线通信的较长部分(臂)。谐振元件臂结构16’还可具有与高频带响应HB相关联并可用于处理高频带无线通信的较短部分(臂)。谐振元件臂结构16’的低频带部分例如可用于处理700MHz至960MHz(作为例子)的频率处的信号。臂结构16’的高频带部分例如可用于处理1710MHz至2700MHz(作为例子)的频率处的信号。
在图6中示出了其中天线40的天线性能(例如驻波比SWR)已被绘制为工作频率f的函数的图。如图6所示，天线40可表现出低频带谐振LB和高频带谐振HB。如由箭头100所指示的，可使用天线调谐来确保天线40覆盖低频带LB和/或高频带HB。低频带LB可位于约700MHz至960MHz的频率范围中，高频带HB可位于约1710MHz至2700MHz的频率范围中。这些只是天线40的说明性的低频带和高频带工作频率。一般来说，天线40可被配置为处理设备10的任何感兴趣的适当频率。如果需要的话，可以将一个或多个可调节电感器或其它可调谐的电路元件并入到天线40中以帮助天线40覆盖频带LB和HB(例如以如箭头100所指示地调谐天线40)。
当使用调谐时，天线40可表现出比所需的感兴趣的频率频带窄的天线谐振。例如，频带LB中的谐振可以比频带LB的宽度窄。LB谐振的调谐则可用于确保天线40可以处理频带LB中所有所需的频率。类似地，频带HB中的天线谐振的带宽可比频带HB窄，但可使用天线调谐以在操作期间根据需要在频带HB中移动天线谐振来确保天线40可以覆盖频带HB中感兴趣的所有频率。
可调节组件可由诸如图2的存储和处理电路系统28的控制电路系统来控制。在设备10的操作期间，控制电路系统28可通过向诸如可调节电感器，可调节电容器，可调节电阻器，开关，可调节电感器、可调节电容器和可调节电阻器中的开关，可调节组件(诸如可变电感器、变容二极管(varactor)和可变电阻器)，包括两个或更多个这些组件和/或固定电感器、电容器和电阻器的组合之类的可调节电路的可调节组件提供控制信号或通过向其它可调节电路系统提供控制信号而进行天线调节。可响应于标识哪些通信频带是活动的信息，响应于关于信号质量或其它性能度量的反馈、传感器信息或其它信息，实时进行天线频率响应调节。
如果需要的话，天线40可包括一个或多个由控制电路系统28控制的可调节电感器电路。图7是可用于调谐天线40的类型的说明性可调节电感器电路系统110的示意图。在图7的例子中，可调节电感器电路系统110可被调节以在端子122和端子124之间产生不同的电感量。开关120由控制输入112上的控制信号来控制。当开关120置于闭合状态时，电感器L被切换为使用，可调节电感器110在端子122和124之间表现出电感L。当开关120置于打开状态时，电感器L被切换为不使用，可调节电感器110在端子122和124之间表现出开路。
图8是在一配置中的可调节电感器电路系统110的示意图，在该配置中，使用多个电感器来提供可调节的电感量。通过使用控制输入112上的控制信号来控制诸如开关120(例如单刀双掷开关)的开关电路系统的状态，图8的可调节电感器电路系统110可被调节以在端子122和124之间产生不同的电感量。例如，路径112上的控制信号可用于将电感器L1在端子122和124之间切换为使用而将电感器L2切换为不使用，可用于将电感器L2在端子122和124之间切换为使用而将电感器L1切换为不使用，可用于将电感器L1和L2两者切换为在端子122和124之间并行使用，或者可用于将电感器L1和L2两者切换为不使用。因此，图8的可调节电感器110的开关电路系统布置能够产生诸如L1、L2及与并行操作L1和L2相关联的电感值的电感值，以及开路(当L1和L2同时被切换为不使用时)。
天线40可包括寄生天线谐振元件。寄生天线元件可例如用于增强天线40在高频带HB(作为例子)中的频率响应。调谐电路系统可用于调谐寄生天线谐振元件的谐振行为，并由此调谐天线40在高频带HB中的性能。
图9是可使用寄生天线谐振元件来实现的类型的说明性天线的图。如图9所示，可由外围导电壳体结构16的部分来形成双臂倒F型天线谐振元件90。具体地，可由外围导电壳体结构16的相应部分形成用于在高频带(HB)频率范围中产生天线响应的谐振元件臂部分(臂)202和用于在低频带(LB)频率范围中产生天线响应的谐振元件臂部分(臂)200。天线接地52可由金属片(例如壳体12中的壳体后壁和/或一个或多个壳体板块中部构件)形成，可由印制电路的部分形成，可由导电的设备组件形成，或者可由设备10的其它金属部分形成。
天线40可由耦接在馈电路径92中的天线馈电件而馈送。馈电路径92可包括由诸如正天线馈电端子“+”和接地天线馈电端子“-”的天线馈电端子形成的天线馈电件。传输线44(图4)可具有耦接到端子“+”的正信号线和耦接到端子“-”的接地信号线。如果需要的话，阻抗匹配电路和其它电路系统(例如滤波器、开关等)可并入到馈电路径92或传输线44中。
诸如电感器L’和L”的可选电感器(例如固定电感器或可调谐电感器)可跨间隙18A和18B耦接以反作用于与间隙18A和18B相关联的电容(C1和C2)，并由此确保天线40操作在感兴趣的频率处(即，使得天线40表现出在690MHz之上的低频带响应)。短路路径94可用于将谐振元件臂202短路到接地52或者可被省略(例如在其中电感L”用于形成天线40的返回路径的配置中)。
可调节电感器110-1可具有诸如开关120-1的开关电路系统，其在输入112-1上接收来自控制电路系统28的控制信号。当电感器L被切换为使用时，天线40可被配置以使得天线40的低频带谐振覆盖低频带LB的上部(例如上至960MHz的频率)。当电感L被切换为不使用时，天线40可被配置以使得天线40的低频带谐振覆盖低频带LB的下部(例如低至约700MHz的频率)。如果需要的话，可使用其它类型的可调谐电路系统来调节天线40的低频带性能。使用诸如可调节电感器110-1的耦接在谐振元件90和接地52之间的电感器来调谐天线40在低频带LB中的性能只是说明性的。
寄生天线谐振元件204可具有L型或其它适合的形状。寄生天线谐振元件204可以例如是具有耦接到接地52的第一端(诸如端部206)和在缺口82中悬空(floating)的第二端(诸如端部208)的寄生单极天线谐振元件。单极天线谐振元件204的长度可大约为感兴趣的频率(即在频带HB中的想要在其处使用与寄生天线谐振元件204相关联的天线谐振以增强天线性能的频率)处波长的四分之一。
寄生天线谐振元件204可具有诸如可调节电感器110-2的可调谐电路系统。电感器110-2可由输入112-2上的命令调节。可调节电感器110-2可具有多个电感器和开关电路系统，开关电路系统可被配置为选择性地将电感器切换为使用和不使用以在端子122-2和124-2之间产生所需的电感量。例如，可调节电感110-2可具有诸如图8的开关电路系统120的开关电路系统和诸如图8的电感器L1和L2的一对电感器(作为例子)。
电感器110-2的调节可用于调节天线40的性能。例如，调节由寄生天线谐振元件204中的可调节电感器110-2产生的电感值可以调节高频带天线谐振在图6的高频带HB中所位于的位置,如高频带HB中的箭头100所指示的。诸如电感器110-2和/或电感器110-1的电感器可使用固定电感器来实现，或者其它类型的可调节电路系统可用于调谐天线40。图9的使用可调节电感器来调谐天线40只是说明性的。
如果需要的话，天线40可包含寄生环形天线谐振元件，如图10的说明性天线40所指示的。如图10所示，天线40可具有寄生环形天线谐振元件220。寄生环形天线谐振元件220可具有在第一位置处耦接到接地52的第一端(诸如端部224)，并且可具有在第二位置处耦接到接地52的第二端(诸如端部226)。寄生环形天线谐振元件220可电磁地耦合(近场耦合)到天线谐振元件90，如图10中的耦合电磁场222所指示的。
图10的天线40可具有诸如由外围导电壳体结构16的部分形成的双臂倒F型天线谐振元件90的谐振元件。谐振元件臂部分202可产生高频带HB中的天线响应，谐振元件臂部分200可产生低频带LB中的天线响应。天线40也可具有天线接地52。天线接地52可由金属片(例如壳体12中的壳体后壁和/或一个或多个壳体板块中部构件)形成，可由印制电路的部分形成，可由导电的设备组件形成，或者可由设备10的其它金属部分形成。
天线40可由耦接在馈电路径92中的天线馈电件而馈送。馈电路径92可包括由诸如正天线馈电端子“+”和接地天线馈电端子“-”的天线馈电端子形成的天线馈电件。传输线44(图4)可具有耦接到端子“+”的正信号线和耦接到端子“-”的接地信号线。如果需要的话，阻抗匹配电路和其它电路系统(例如滤波器、开关等)可并入到馈电路径92或传输线44中。
与图9的天线40中的电感器L’和L”一样，图10的天线40中的诸如电感器L’和L”的可选电感器可跨间隙18A和18B耦接以反作用于与间隙18A和18B相关联的电容(C1和C2)，并由此确保天线40操作在感兴趣的频率处(即，使得天线40表现出在690MHz之上的低频带响应)。短路路径94可用于将谐振元件臂202短路到接地52或者可被省略(例如在其中电感L”用于形成天线40的返回路径的配置中)。
可以使用诸如可调节电感器110-1的可调谐电路系统来实现图10的天线40的低频带调谐。可调节电感器110-1可具有诸如开关120-1的开关电路系统，其在输入112-1上接收来自控制电路系统28的控制信号。当电感器L被切换为使用时，天线40可被配置以使得天线40的低频带谐振覆盖低频带LB的上部(例如上至960MHz的频率)。当电感L被切换为不使用时，天线40可被配置以使得天线40的低频带谐振移动到较低频率并覆盖低频带LB的下部(例如低至约700MHz的频率)。如果需要的话，可使用其它类型的可调谐电路系统来调节低频带性能。图10的使用可调节电感器110-1来调谐天线40在低频带LB中的性能只是说明性的。
寄生环形天线谐振元件220的长度可被配置为在感兴趣的频率(即在频带HB中的想要在其处使用与寄生环形天线谐振元件220相关联的天线谐振以增强天线性能的频率)处表现出天线谐振。
寄生环形天线谐振元件220可具有诸如可调节电感器110-2的可调谐电路系统。来自控制电路系统28的控制信号可被施加到输入112-2以调节电感器110-2。可调节电感器110-2可具有多个电感器和开关电路系统，开关电路系统可被配置为选择性地将电感器切换为使用和不使用以在端子122-2和124-2之间产生所需的电感量。例如，可调节电感器110-2可具有诸如图8的开关电路系统120的开关电路系统和诸如图8的电感器L1和L2的一对电感器(作为例子)。对电感器110-2的调节可用于调节图10的天线40的性能。例如，调节由寄生环形天线谐振元件220中的可调节电感器110-2产生的电感值可以调谐高频带天线谐振在图6的高频带HB中所位于的位置,如高频带HB中的箭头100所指示的。诸如电感器122-2和/或电感器110-1的电感器可使用固定电感器来实现，或者其它类型的可调节电路系统可用于调谐天线40。图10的使用可调节电感器来调谐天线40只是说明性的。
根据实施例，提供了一种电子设备，其包括控制电路系统和由所述控制电路系统调谐的天线，所述天线具有被配置为至少在第一通信频带以及频率高于所述第一通信频带的第二通信频带中谐振的天线谐振元件和天线接地，并且所述天线具有寄生单极天线谐振元件。
根据另一个实施例，所述电子设备包括所述寄生单极天线谐振元件中的可调节电气组件，其由所述控制电路系统调节。
根据另一个实施例，所述可调节电气组件包括可调节电感器。
根据另一个实施例，所述电子设备包括外围导电壳体构件，所述天线谐振元件包括所述外围导电壳体构件的一部分。
根据另一个实施例，所述外围导电壳体构件通过缺口与所述天线接地分开，所述寄生单极天线谐振元件位于所述缺口中。
根据另一个实施例，所述寄生单极天线谐振元件包括L型谐振元件，其具有耦接到所述天线接地的第一端和在所述缺口中悬空的相对的第二端。
根据另一个实施例,所述电子设备包括耦接在所述天线谐振元件和所述天线接地之间的附加的可调节电感器，所述可调节电感器在所述第二通信频带中调谐所述天线，所述附加的可调节电感器在所述第一通信频带中调谐所述天线。
根据另一个实施例，所述电子设备包括所述天线谐振元件和所述天线接地之间的与第一电容相关联的第一间隙，跨所述第一间隙耦接的第一电感器，所述天线谐振元件和所述天线接地之间的与第二电容相关联的第二间隙，和跨所述第二间隙耦接的第二电感器。
根据另一个实施例，所述天线谐振元件包括双臂倒F型天线谐振元件，所述电子设备还包括在所述天线接地和所述双臂倒F型天线谐振元件之间耦接的天线馈电件。
根据实施例，提供了一种电子设备，其包括控制电路系统和由所述控制电路系统调谐的天线，所述天线具有被配置为至少在第一通信频带以及频率高于所述第一通信频带的第二通信频带中谐振的天线谐振元件和天线接地，并且所述天线具有寄生环形天线谐振元件。
根据另一个实施例，所述寄生环形天线谐振元件具有耦接到所述天线接地的第一端和耦接到所述天线接地的第二端。
根据另一个实施例，所述电子设备包括所述寄生环形天线谐振元件中的可调节电感器，其由所述控制电路系统调节以调谐所述天线。
根据另一个实施例，所述电子设备包括外围导电壳体构件，所述天线谐振元件包括所述外围导电壳体构件的一部分。
根据另一个实施例，所述电子设备包括通过缺口与所述天线接地分开的外围导电壳体构件，所述天线谐振元件由所述外围导电壳体构件的分段形成，并且所述环形天线谐振元件位于所述缺口中。
根据另一个实施例，所述电子设备包括：所述寄生环形天线谐振元件中的第一可调节电感器，其由所述控制电路系统调节以在所述第二通信频带中调谐所述天线；以及将所述外围导电壳体构件耦接到所述天线接地的第二可调节电感器，其由所述控制电路系统调节以在所述第一通信频带中调谐所述天线。
根据另一个实施例，外围导电壳体构件具有通过间隙与所述天线接地分开的至少一端，所述电子设备还包括跨所述间隙耦接的电感器。
根据实施例，提供了一种天线，其包括倒F型天线谐振元件、天线接地、寄生天线谐振元件和所述寄生天线谐振元件中的调谐所述天线的可调节电感器。
根据另一个实施例，倒F型天线谐振元件包括外围导电电子设备壳体结构的一部分。
根据另一个实施例，所述天线被配置为在第一通信频带和相比所述第一通信频带的较高频率处的第二通信频带中操作，所述寄生天线谐振元件包括寄生单极天线谐振元件，并且所述可调节电感器在所述第二通信频带中调谐所述天线。
根据另一个实施例，所述天线被配置为在第一通信频带和相比所述第一通信频带的较高频率处的第二通信频带中操作，所述寄生天线谐振元件包括寄生环形天线谐振元件，并且所述可调节电感器在所述第二通信频带中调谐所述天线。
上述对本发明原则的描述只是说明性的，本领域的技术人员可以做出各种修改而不偏离本发明的范围和精神。

Claims (15)

1.一种电子设备，包括：
控制电路系统；
由所述控制电路系统调谐的天线，其中，所述天线具有被配置为至少在第一通信频带以及频率高于所述第一通信频带的第二通信频带中谐振的天线谐振元件和天线接地，并且其中，所述天线具有寄生单极天线谐振元件；和
外围导电壳体构件，其中，所述天线谐振元件包括所述外围导电壳体构件的一部分，所述外围导电壳体构件通过缺口与所述天线接地分开，并且所述寄生单极天线谐振元件位于所述缺口中。
2.如权利要求1所述的电子设备，还包括所述寄生单极天线谐振元件中的可调节电气组件，所述可调节电气组件由所述控制电路系统调节。
3.如权利要求2所述的电子设备，其中，所述可调节电气组件包括可调节电感器。
4.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述寄生单极天线谐振元件包括L型谐振元件，所述L型谐振元件具有耦接到所述天线接地的第一端和在所述缺口中悬空的相对的第二端。
5.如权利要求3所述的电子设备，还包括耦接在所述天线谐振元件和所述天线接地之间的附加的可调节电感器，其中，所述可调节电感器在所述第二通信频带中调谐所述天线，并且其中，所述附加的可调节电感器在所述第一通信频带中调谐所述天线。
6.如权利要求5所述的电子设备，还包括：
所述天线谐振元件和所述天线接地之间的与第一电容相关联的第一间隙；
跨所述第一间隙耦接的第一电感器；
所述天线谐振元件和所述天线接地之间的与第二电容相关联的第二间隙；和
跨所述第二间隙耦接的第二电感器。
7.如权利要求6所述的电子设备，其中，所述天线谐振元件包括双臂倒F型天线谐振元件，所述电子设备还包括在所述天线接地和所述双臂倒F型天线谐振元件之间耦接的天线馈电件。
8.一种电子设备，包括：
控制电路系统；
由所述控制电路系统调谐的天线，其中，所述天线具有被配置为至少在第一通信频带以及频率高于所述第一通信频带的第二通信频带中谐振的天线谐振元件和天线接地，所述天线具有寄生环形天线谐振元件，所述寄生环形天线谐振元件具有耦接到所述天线接地的第一端和耦接到所述天线接地的第二端；和
通过缺口与所述天线接地分开的外围导电壳体构件，其中，所述天线谐振元件由所述外围导电壳体构件的分段形成，并且所述寄生环形天线谐振元件位于所述缺口中。
9.如权利要求8所述的电子设备，还包括所述寄生环形天线谐振元件中的可调节电感器，所述可调节电感器由所述控制电路系统调节以调谐所述天线。
10.如权利要求9所述的电子设备，还包括外围导电壳体构件，其中，所述天线谐振元件包括所述外围导电壳体构件的一部分。
11.如权利要求8所述的电子设备，还包括：
所述寄生环形天线谐振元件中的第一可调节电感器，其由所述控制电路系统调节以在所述第二通信频带中调谐所述天线；和
将所述外围导电壳体构件耦接到所述天线接地的第二可调节电感器，其由所述控制电路系统调节以在所述第一通信频带中调谐所述天线。
12.如权利要求11所述的电子设备，其中，所述外围导电壳体构件具有通过间隙与所述天线接地分开的至少一端，所述电子设备还包括跨所述间隙耦接的电感器。
13.一种天线，包括：
倒F型天线谐振元件；
天线接地；
寄生天线谐振元件；和
所述寄生天线谐振元件中的调谐所述天线的可调节电感器，其中，所述倒F型天线谐振元件包括通过缺口与所述天线接地分开的外围导电电子设备壳体结构的一部分，所述寄生天线谐振元件位于所述缺口中。
14.如权利要求13所述的天线，其中，所述天线被配置为在第一通信频带和相比所述第一通信频带的较高频率处的第二通信频带中操作，其中，所述寄生天线谐振元件包括寄生单极天线谐振元件，并且其中，所述可调节电感器在所述第二通信频带中调谐所述天线。
15.如权利要求13所述的天线，其中，所述天线被配置为在第一通信频带和相比所述第一通信频带的较高频率处的第二通信频带中操作，其中，所述寄生天线谐振元件包括寄生环形天线谐振元件，并且其中，所述可调节电感器在所述第二通信频带中调谐所述天线。
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