CN104283576B - 包括可变调谐元件的无线电子设备 - Google Patents

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Abstract

包括可变调谐元件的无线电子设备。本申请提供了一种无线电子设备。该无线电子设备可包括接地面以及接地面周围的金属外围。金属外围可包括天线。另外，无线电子设备可包括耦接至金属外围并被配置为调谐天线的谐振频率的可变调谐元件。

Description

包括可变调谐元件的无线电子设备
技术领域
本发明性概念总体涉及通信领域，更具体地，涉及天线以及包括天线的无线电子设备。
背景技术
无线电子设备可以包括暴露给无线电子设备的用户的金属外围(metalperimeter)。尽管该金属外围可以被用作天线，但是在某些频带中，该天线的性能会相对较弱。
发明内容
本发明性概念的多种实施方式包括无线电子设备。所述无线电子设备可包括接地面周围的金属外围，并且所述金属外围可包括多频带蜂窝天线。另外，所述无线电子设备可包括与所述金属外围耦接的可变调谐元件，所述可变调谐元件被配置为响应于来自所述无线电子设备的处理器(例如控制器)的信号来调谐多频带蜂窝天线的谐振频率。
在多种实施方式中，可变调谐元件可被配置为在与多个相应的负载元件相对应的多个可选的状态中进行选择。在所述多个可选的状态中的每一个中，所述可变调谐元件可被配置为不同地调谐多频带蜂窝天线的谐振频率。所述多个负载元件可包括用于对多频带蜂窝天线的谐振频率进行不同的调谐的多个相应的电容值或阻抗值。在某些实施方式中，所述可变调谐元件可包括调谐开关，调谐开关被配置为在所述多个不同的电容值或阻抗值之间进行切换，以调谐多频带蜂窝天线的谐振频率。
根据多种实施方式，可变调谐元件可位于金属外围和接地面之间的狭槽(和/或间隙)中。在某些实施方式中，多频带蜂窝天线可以是金属外围的非平面天线。另选地或附加地，无线电子设备可包括多频带蜂窝天线的接地点和馈电点。可变调谐元件可与接地点和馈电点间隔开，并邻近接地点和馈电点之间的中点。另选地，可变调谐元件可位于接地点附近。
在多种实施方式中，多频带蜂窝天线可包括金属外围的第一天线，并且所述金属外围可包括第二天线。来自处理器的信号可以是来自处理器的第一信号。可变调谐元件可以是与金属外围的第一天线耦接的第一可变调谐元件。第一可变调谐元件的调谐可以由来自处理器的第一信号控制。无线电子设备可包括与金属外围的第二天线耦接的第二可变调谐元件。第二可变调谐元件的调谐可以由来自处理器的第二信号控制。在某些实施方式中，第一天线和第二天线可以分别是第一非平面天线和第二非平面天线。
根据多种实施方式，金属外围可包括包含有多频带蜂窝天线的至少一部分的非平面部。另外，无线电子设备可包括接地面上的显示屏，并且收发器电路与多频带蜂窝天线耦接并被配置为针对无线电子设备提供通信。
根据多种实施方式，无线电子设备可包括接地面、接地面上的显示屏以及接地面周围的金属外围。所述金属外围可包括第一天线和第二天线。另外，无线电子设备可包括：可变调谐元件，其与金属外围耦接，并被配置为响应于来自所述无线电子设备的处理器(例如控制器)的信号来调谐所述第一天线的谐振频率；以及收发器电路，其与所述第一天线和第二天线中的至少一个耦接，并被配置为针对所述无线电子设备提供通信。
在多种实施方式中，可变调谐元件可被配置为在对应于多个相应的负载元件的多个可选的状态中进行选择。在所述多个可选的状态中的每一个中，所述可变调谐元件可被配置为不同地调谐第一天线的谐振频率。多个负载元件可包括对第一天线的谐振频率进行不同的调谐的多个相应的电容值或阻抗值。所述可变调谐元件可包括调谐开关，调谐开关被配置为在所述多个电容值或阻抗值之间切换，以调谐第一天线的谐振频率。
根据多种实施方式，可变调谐元件可包括第一可变调谐元件。另外，无线电子设备可包括第二可变调谐元件，第二可变调谐元件与金属外围耦接，并被配置为调谐第二天线的谐振频率。另选地或附加地，第一天线可以是非平面初级(即，主)蜂窝天线，并且第二天线可以是非平面次级蜂窝天线。
在多种实施方式中，无线电子设备可包括第一天线的接地点和馈电点。在某些实施方式中，可变调谐元件可与第一天线的接地点和馈电点间隔开，并邻近所述接地点和馈电点之间的中点。另外，可变调谐元件可邻近第一天线的接地点。
在阅读下述附图和详细说明后，本发明性概念的各种实施方式的其他设备和/或系统对于本领域技术人员来说将是显而易见的。应当注意到，所有这些其他设备和/或系统都应被包括在本说明书中、落入本发明性概念的范围并由所附权利要求所保护。另外，应当注意到，本文公开的所有实施方式均可以单独实施，或者以任何方式和/或组合方式组合。
附图说明
图1是例示了根据本发明性概念的各种实施方式的用于向无线电子设备提供服务的无线通信网络的示意性例示。
图2A和图2B分别例示了根据本发明性概念的各种实施方式的无线电子设备的前视图和后视图。
图3是例示了根据本发明性概念的各种实施方式的无线电子设备的框图。
图4A和图4B例示了根据本发明性概念的各种实施方式的无线电子设备的金属外围的详细视图。
图5A例示了现有技术中的无线电子设备的电压驻波比(VSWR)图。图5B和图5C例示了根据本发明性概念的各种实施方式的无线电子设备的VSWR和回波损耗图。
图6A例示了现有技术中的无线电子设备的增益的图。图6B和图6C例示了根据本发明性概念的各种实施方式的无线电子设备的增益的图。
图7例示了针对根据本发明性概念的各种实施方式的无线电子设备的仿真的回波损耗图以及史密斯圆图(Smith chart)。
图8A和图8B例示了根据本发明性概念的各种实施方式的无线电子设备的VSWR和回波损耗图。
图9A和图9B例示了根据本发明性概念的各种实施方式的无线电子设备的史密斯圆图。
具体实施方式
下面将参考附图更全面地描述本发明性概念，附图例示了本发明性概念的各种实施方式。但是，本申请不应当被解释为仅限于本文描述的实施方式。提供这些实施方式的目的在于使本公开更全面完整，这些实施方式将向本领域技术人员传达实施方式的范围。全文中相同的标号代表相同的元件。
本文所使用的措辞只是为了描述具体的实施方式，并不是为了限制实施方式。本文所使用的单数形式“一”和“该”也包括复数形式，除非上下文中明确表示不代表复数形式。还应当理解，本文使用的措辞“包括”和/或“包含”意思是包括已经描述的特征、步骤、操作、元件和/或部件，并且不排除包含或增加一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。
应当理解，当描述一个元件被“耦接”、“连接”至或“响应”于其他元件时，该元件可以被直接耦接、连接至或响应于所述其他元件，或者也可以存在介于中间的元件。相反，当描述一个元件被“直接耦接”、“直接连接”至或“直接响应”于其他元件时，就不存在介于中间的元件。本文使用的措辞“和/或”包括一个或多个相关的已经列出的项目的任意以及全部组合。
为了便于描述附图中所示的一个元件或特征与另一个(或另一些)元件或特征之间的关系，本文使用了空间上的相对措辞，例如“上面”、“下面”、“上部”、“下部”等。应当理解，除了附图中所示的方位以外，空间上的相对措辞应包括使用或操作中的设备的不同的方位。例如，如果附图中的设备被颠倒，被描述为位于其他元件或特征“下面”的元件将会被定位在所述其他元件或特征“上面”。因此，示例性措辞“下面”能够包括上面和下面的方位。所述设备还能以其他方式定位(例如被旋转90度或者位于其他方位)，这里空间上的相对描述语也可以被相应地解释。为了简洁和/或清楚起见，本文可以不详细描述公知的功能或结构。
应当理解，本文中的措辞“第一”和“第二”等可以描述多种元件，但是这些元件并不受上述措辞的限制。这些措辞仅用于区分这些元件。因此，在不背离本文的实施方式的教导的情况下，第一元件也可以被描述为第二元件。
除非另有定义，本文所使用的所有术语(包括科技术语)都具有本文的实施方式所属领域的普通技术人员通常理解的意思。还应当理解，这些术语(例如通常使用的字典中定义的术语)应当被解释为具有与相关技术的上下文中的意思一致的意思，并且不能以理想化的形式或者过于正式的形式解释，除非本文有明确定义。
为了便于例示和解释，本发明性概念的各种实施方式在本文中以“无线电子设备”的背景描述。除了其他设备/系统以外，无线电子设备还可以包括用于在多于一个频带中执行蜂窝式通信(例如蜂窝式语音和/或数据通信)的多频带无线通信终端(例如便携式电子设备/无线终端/移动终端/终端)。但是，应当理解，本发明性概念不限于这些实施方式，还可被一般地体现为用于在一个或多个频带中发送和接收的任何设备和/或系统。另外，本文中使用的措辞“大约”和“基本上”是指列出的数目或数值可以变化达±25％。
尽管无线电子设备外围的金属外围可用作天线，但是通过增益或频宽测量的天线的性能在低频带中会相对较差。例如，尽管这种无线电子设备的金属外围表面可以为无线电子设备的用户提供期望的外观和触感，但是在频带17(例如包括704-746兆赫兹(MHz)频率)中天线相关性能会相对较差，但是在其他频带中会相对较好。另外，天线的自由空间性能(例如当无线电子设备不接触任何物体时的性能)会较差，而通过用户的手接触无线电子设备时的天线损耗会适中。但是，通过使用用于调谐金属外围天线的谐振频率的可变调谐部件，本文描述的无线电子设备的各种实施方式可以提高低频带天线性能。
图1例示了支持通信的无线通信网络110，其中能够使用本发明性概念的各种实施方式的无线电子设备100。网络110包括小区101、102和相应的小区101、102中的基站130a、130b。网络110一般用于向使用各种无线电接入标准/技术的用户提供语音和数据通信。网络110可包括可与基站130a、130b通信的无线电子设备100。网络110中的无线电子设备100还可与下述设备通信：全球定位系统(GPS)卫星174、无线局域网络170、移动电话交换中心(MTSC)115和/或公共服务电话网络(PSTN)104(即“陆上线路”网络)。
无线电子设备100可通过移动电话交换中心(MTSC)115互相通信。无线电子设备100还可以通过与网络110耦接的PSTN104与其他设备/终端(例如终端126、128)通信。如图1所示，MTSC115通过网络130(例如，互联网)与计算机服务器135耦接。
网络110由小区101、102组成，小区101、102能共同地为更广阔的地理区域提供服务。具体地，小区101、102各自能向包括在网络110所覆盖的更广阔的地理区域中的相关的子区域(例如图1中的小区101、102所示的六边形面积中的地区)提供服务。网络110可包括更多或更少的小区，小区101、102的覆盖区域可以重叠。小区101、102各自的覆盖区域的形状可以互不相同，并不限于图1所示的六边形形状。相应的小区101、102中的基站130a、130b能够提供小区之间的无线通信，也能够为网络110所覆盖的相关的地理区域中的多个无线电子设备100提供无线通信。
基站130a、130b中的每一个都能通过相关的控制信道向无线电子设备100发送数据或者从无线电子设备100接收数据。例如，小区101中的基站130a能够通过控制信道122a与小区101中的一个无线电子设备100进行通信。例如，控制信道122a能够用于响应于针对无线电子设备100的呼叫来寻呼无线电子设备100，或者能够向进行相关的呼叫的无线电子设备100发送业务信道分配。
无线电子设备100还能够通过各个控制信道122a接收来自网络110的消息。在根据该本发明性概念的多种实施方式中，无线电子设备100接收短消息服务(SMS)、增强消息服务(EMS)、多媒体消息服务(MMS)和/或SmartmessagingTM格式的消息。
GPS卫星174能够向包括小区101、102的地理区域提供GPS信息，使得无线电子设备100可以确定位置信息。网络110也可以提供网络位置信息，作为由无线电子设备100应用的位置信息的基础。另外，位置信息也可以直接提供给服务器135，而不是提供给无线电子设备100并接着提供给服务器135。另选地或附加地，无线电子设备100可以与无线局域网络170通信。
图2A和图2B分别例示了根据本发明性概念的各种实施方式的无线电子设备100的前视图和后视图。因此，图2A和图2B例示了无线电子设备100的相对的面。具体地，尽管为了例示无线电子设备100的可变调谐元件211、221而在图2B中移除了无线电子设备100的背板，但是应当理解，无线电子设备100的用户能够看到和/或接触背板的外表面。相反，背板的内表面可以面对无线电子设备100的内部，例如收发器电路。
图2B进一步例示了无线电子设备100的接地面202周围的第一天线210和第二天线220。接地面202可位于无线电子设备100的背板和前外表面(例如显示器)之间。第一天线210和第二天线220可形共同形成接地面202周围的金属外围的至少一部分。应当理解，金属外围可形成无线电子设备100的外表面边缘(例如边)，并且所述外表面边缘可充分地垂直于无线电子设备100的背板的外表面。还应当理解，本文所描述的接地面202“周围”的金属外围可围绕接地面202充分地连续地延伸。例如，除了由于无线电子设备100的按钮/开关以及输入/输出连接(例如音频/视频和/或电源连接)而存在的不连续之外，金属外围可以是连续的。另外，仍然参照图2B，接地连接/接地点G以及馈电连接/馈电点F可将第一天线210和第二天线220连接至接地面202。
应当理解，第一天线210和第二天线220可包括用于无线通信的各种天线。例如，第一天线210和第二天线220中的至少一个可以是多频带天线，并且/或者可以被配置为利用蜂窝和/或非蜂窝频率进行通信。作为示例，第二天线220可以是初级蜂窝天线，而第一天线210可以是次级蜂窝天线。另外，第一天线210和第二天线220中的至少一个可以是由无线电子设备100的金属外围的一部分限定的非平面(即弯曲的)天线。换言之，无线电子设备100的金属外围可包括一个或多个非平面部分，并且非平面部分可包括一个或多个第一天线210和第二天线220的至少一部分。
还应当理解，无线电子设备100的金属外围可包括多于或少于两个的天线210、220。例如，在某些实施方式中，金属外围可包括第三天线。另外，金属外围可以只包括一个天线(例如天线220)。尽管例示的第一天线210和第二天线220分别包括金属外围的顶部和底部的部分，但是第一和第二(或第一至第三等)金属外围天线可被重新设置在金属外围的不同位置上。另外，天线中的任意一个可包括初级蜂窝天线、分集蜂窝天线、全球定位系统(GPS)天线和/或WiFi/蓝牙天线。
参照图2B，尽管例示了两个可变调谐元件211、221，但是无线电子设备100可包括多于或少于两个可变调谐元件211、221。例如，在某些实施方式中，无线电子设备100可仅具有可变调谐元件211、221中的一个。另选地，在某些实施方式中，无线电子设备100可包括三个或更多个可变调谐元件。
可变调谐元件211、221可以是各种可变调谐元件。例如，可变调谐元件211、221中的至少一个可包括被配置为在多个不同的电气值(例如不同的电容值或不同的阻抗值)之间进行切换的调谐开关。作为示例，可变调谐元件211、221中的至少一个可包括单刀双掷(SPDT)调谐开关(即双向开关)。另选地，根据所需的带宽，可以配置附加的切换位置。作为示例，调谐开关可以是三向开关、四向开关或更多向开关。另外，可变调谐元件211、221中的至少一个可以是被配置为在多个不同的电气值之间进行切换的分路元件。
调谐开关(例如可变调谐元件211、221中的一个)可被配置为通过调谐开关在不同的负载元件之间的切换来调谐天线(例如天线210、220中的一个)的谐振频率。例如，调谐开关的输出端口可被连接至多个不同的电容器。因此，调谐开关可以在多个不同的电容值之间切换。另选地，调谐开关可以在多个不同的阻抗值之间切换。另外，尽管本文描述了调谐开关的示例，但是应当理解，可变调谐元件211、221中的至少一个可以另选地是能够在不同的电容值或不同的阻抗值之间进行选择的自适应电容器阵列、模拟可调谐电容器或其他调谐元件。
可变调谐元件211、221的输入端口可以是无线电子设备100的金属外围。因此，将理解的是，可变调谐元件211、221可以被直接地、物理地连接至金属外围，并因而确定金属外围要连接至的负载(例如与具体的电容值或阻抗值对应的负载元件)。
参照图3，框图例示了根据本发明性概念的各种实施方式的无线电子设备100。如图3所示，无线电子设备100可包括多频带天线系统346、收发器342以及处理器351。无线电子设备100还可包括显示器354、键盘352、扬声器356、存储器353、麦克风350和/或相机358。
收发器342的发送器部将由无线电子设备100发送的信息转换为适于无线电通信的电磁信号(例如发送给图1所示的网络110)。收发器342的接收器部将无线电子设备100从网络110接收到的电磁信号解调，以无线电子设备100的用户能够理解的格式提供包含在所述信号中的信息。收发器342可包括发送/接收电路(TX/RX)，所述发送/接收电路通过多频带天线系统346的不同的辐射部件各自的RF馈送向多频带天线系统346的不同的辐射部件提供用于供应/接收RF信号的单独的通信路径。因此，当多频带天线系统346包括两个主动天线部件(例如第一天线210和第二天线220)时，收发器342可包括通过相应的RF馈送连接至不同的天线部件的两个发送/接收电路343、345。
在操作上与处理器351协作的收发器342可被配置为根据两个或更多个频率范围中的至少一种无线电接入技术进行通信。所述至少一种无线电接入技术可包括但不限于WLAN(例如802.11/WiFi)、WiMAX(微波接入全球互操作性)、TransferJet、3GPP LTE(第三代合作伙伴项目长期演进)、4G、时分LTE(TD LTE)、通用移动通信系统(UMTS)、移动全球标准(GSM)通信、通用分组无线业务(GPRS)、GSP演进的增强数据速率(EDGE)、DCS、PDC、PCS、码分多址(CDMA)、宽带CDMA和/或CDMA2000。所述无线电接入技术可利用这样的频带进行操作，例如700-800MHz、824-894MHz、880-960MHz、1710-1880MHz、1820-1990MHz、1920-2170MHz、2300-2400MHz以及2500-2700MHz。根据本发明性概念的多种实施方式还可使用其他无线电接入技术和/或频率。多种实施方式可涵盖非蜂窝频带，例如GPS(全球定位系统)、WLAN和/或蓝牙频带。作为示例，在根据本发明性概念的多种实施方式中，无线局域网络170(如图1所示)是符合WLAN的网络。在根据本发明性概念的其他实施方式中，无线局域网络170是符合蓝牙标准的接口。
无线电子设备100不限于键盘352和显示器354的任何特定的组合/设置。作为示例，应当理解，键盘352和显示器354的功能可以由触摸屏提供，用户通过触摸屏可以查看信息(例如计算机可显示的文件)、向触摸屏提供输入或者控制无线电子设备100。另选地或附加地，无线电子设备100可包括单独的键盘352和显示器354。
应当理解，第一天线210和第二天线220可以在背板和显示器354之间提供无线电子设备100的边/边缘的大部分。另外，应当理解，显示器354可以是在(例如，位于)接地面202上的显示屏/显示设备。
仍然参照图3，存储器353可存储这样的计算机程序指令，即，当被处理器电路351执行时，所述计算机程序指令能够实施无线电子设备100的操作。例如，处理器电路351可确定在给定的操作频率应当选择可变调谐元件221的哪个负载元件，并且处理器电路351可向可变调谐元件221发送信号，以控制可变调谐元件221对谐振频率的调谐。另外，例如，存储器353可以是非易失性存储器，例如EEPROM(闪存存储器)，当存储器353被断电时，存储器353能够保持所存储的数据。
参照图2B和图3，第一天线210和第二天线220中的每一个都可以(例如通过一个或多个馈电点F)连接至无线电收发器/源收发器。作为示例，第一天线210和第二天线220中的每一个都可以被连接至图3中的收发器电路342。收发器电路342可包括被配置为利用第一天线210和第二天线220提供通信的各个收发器(例如收发器343、345等)。另外，应当理解，各个收发器中的一个或更多个可以是不包含在收发器电路342中的单独的收发器电路。
参照图4A和图4B，例示了根据本发明性概念的各种实施方式的无线电子设备100的金属外围的详细视图。例如，图4A例示了无线电子设备100的可变调谐元件221可位于不同于如图2B所示的位置。作为示例，接地面202和金属外围可以被分开，使得位于接地面202和金属外围之间的狭槽(例如间隙/空隙)包括可变调谐元件221。在某些实施方式中，所述狭槽可包括在金属外围的顶部(例如包括第一天线210的一部分)和接地面202之间的至少为约2.0毫米(mm)至6.0毫米的距离，以及金属外围的底部(例如包括第二天线220的一部分)和接地面202之间的至少为约6.0mm至9.0mm的距离。
狭槽中的可变调谐元件221的位置可以影响可变调谐元件221的操作。例如，如图2B所示的可变调谐元件221距离接地点G比如图4A所示的可变调谐元件221距离接地点G更近。因此，图2B所示的可变调谐元件221可以曝露于更低的电压，并且可以经受更少的由在负载元件之间的切换所引起的辐射杂散发射(RSE)问题。另一方面，更低的电压会使负载元件之间的切换更加困难，并且会降低无线电子设备100能够覆盖所有的低频带频率(例如704-960MHz之间的所有频率)的可能性。
与图2B所示的可变调谐元件221相比，图4A所示的可变调谐元件221距离第二天线220的接地点G更远，并且距离第二天线220的接地点G和馈电点F之间的狭槽中的中点更近。因此，图4A所示的可变调谐元件221的电压更高，并因此经受更多的由在负载元件之间的切换所引起的RSE问题。作为示例，当第二天线220在GSM900的第三谐波(例如在2707MHz)中发射时，RSE值会无法达到期望的/指定的值(例如根据监管要求)30分贝(dB)。另一方面，向图4A所示的可变调谐元件221施加更高的电压，可以使负载元件之间的切换变得更容易(例如可以提供更强的切换控制、更高的切换精度)，可以降低切换损耗，并且在切换时能够提供更宽的频率范围。换言之，尽管在某些实施方式中，监管要求会指定可变调谐元件221的位置(例如，指定为可变调谐元件221将被曝露于相对更低的电压的位置，从而减少谐波)，但是应当理解，在某些实施方式中，可变调谐元件221能够被定位于使用更高电压的位置但是仍然能够满足监管要求，可变调谐元件221可改善切换控制、损耗和范围。
因此，应当理解，可变调谐元件221可位于无线电子设备100的狭槽中的不同位置处，以实现(可变调谐元件221可以被电耦接/物理地耦接到的)第二天线220的不同的性能特性。类似地，可变调谐元件211可位于无线电子设备100的不同位置处，以实现(可变调谐元件211可以被电耦接/物理地耦接到的)第一天线210的不同的性能特点。
参照图4B，在某些实施方式中，可变调谐元件211可以位于第一天线210的馈电点F处。例如，在第一天线210是分集式仅接收天线(例如对于某些3G、4G模式)的实施方式中，可变调谐元件211的输入端口可以被物理地耦接/电耦接至第一天线210的馈电点F。另选地或附加地，在某些实施方式中，可变调谐元件221的输入端口可以被物理地耦接/电耦接至第二天线220的接地点G。但是，如图2B和4A所示，多种实施方式可提供可变调谐元件211和/或与接地点G和馈电点F分开的可变调谐元件221。
现在参照图5A，例示了现有技术中的无线电子设备的电压驻波比(VSWR)图。尽管对于无线电子设备来说，3.0或更低的VSWR相对较好，但是，如图5A所示，没有可变调谐元件211或可变调谐元件221的无线电子设备(例如图2B所示)在更低的频率可以提供相对较差的VSWR特性。具体地，图5A例示了针对704MHz至960MHz之间的所有的频率，VSWR在3.0之上。
与图5A相比，图5B和图5C例示了根据本发明性概念的各种实施方式的无线电子设备100的VSWR和回波损耗图。例如，如图5B所示，无线电子设备100包括物理地耦接/电耦接至第二天线220的可变调谐元件221(例如，如图2B所示)，通过将可变调谐元件221从状态1切换到状态2或者执行相反的操作，无线电子设备100可以调谐(例如，改变/切换)第二天线220的谐振频率。例如，可变调谐元件221的状态1可选择第一负载电容(例如，0.2皮法(pF))，而状态2可选择不同于第一负载电容的第二负载电容(例如，0.5pF)。因此，通过在状态1和状态2之间切换，可变调谐元件221可调谐第二天线220的谐振频率，并因此覆盖更宽的带宽。
作为另一示例，图5C例示了无线电子设备100包括物理地耦接/电耦接至第一天线210的可变调谐元件211(例如，如图2B所示)，通过将可变调谐元件211从状态1切换到状态2，或者执行相反的操作，无线电子设备100可以调谐(例如，改变/切换)第一天线210的谐振频率。
现在参照图6A，例示了现有技术中的无线电子设备的增益图。尽管对于无线电子设备来说，50％或更高的平均效率(例如，-3.0分贝(dB)的增益)相对较好，但是，如图6A所示，没有可变调谐元件211或可变调谐元件221的无线电子设备在更低的频率可以提供相对较差的平均效率特性。具体地，如图6A所示，704MHz和960MHz之间的大部分频率的平均效率低于25％(例如，低于-6.0dB的增益)。
与图6A相比，图6B和图6C分别例示了根据本发明性概念的各种实施方式的无线电子设备100的第二天线220和第一天线210的增益图。例如，如图6B所示，无线电子设备100包括耦接至第二天线220的可变调谐元件221(例如，如图2B所示)，对于大部分低频带频率，无线电子设备100能够为第二天线220提供至少1.0-3.0dB的增益的增加。作为另一示例，如图6C所示，无线电子设备100包括耦接至第一天线210的可变调谐元件211，对于许多低频带频率，无线电子设备100能够为许多低频带频率提供接近或大于-6.0dB的增益。
图7例示了针对根据本发明性概念的各种实施方式的无线电子设备100的第一天线210(例如次级天线)的仿真的回波损耗图以及史密斯圆图。具体地，回波损耗图例示了耦接至第一天线210的可变调谐元件211的状态1和状态2之间的谐振频率的切换。作为示例，可变调谐元件211可在对应于可变调谐元件211的状态1和状态2中相应的状态的不同的负载电容值(例如，2.7pF对4.0pF)之间进行切换。具体地，图7例示了频带5(例如824-894MHz)可由状态1提供，并且频带8(例如880-960MHz)可由状态2提供。因此，图7中的回波损耗图例示了谐振频率相对较小的切换。另外，图7中的史密斯圆图例示了状态1和状态2之间的阻抗的变化。
图8A和图8B例示了根据本发明性概念的各种实施方式的无线电子设备100的第一天线210(例如次级天线)的被动(例如，实际)测量的VSWR和回波损耗图。具体地，图8A例示了针对耦接至第一天线210的可变调谐元件211的状态1的VSWR和回波损耗图，并且图8B例示了针对耦接至第一天线210的可变调谐元件211的状态2的VSWR和回波损耗图。具体地，与图7中提供的仿真结果相比，图8A和图8B例示了表明状态1和状态2之间的谐振频率的切换的实际测量结果。
现在参照图9A和图9B，例示了根据本发明性概念的各种实施方式的无线电子设备100的史密斯圆图。具体地，图9A和图9B例示了分别对应于图8A和图8B所示的第一天线210的测量结果的史密斯圆图。换言之，与图7中提供的仿真结果相比，图9A和图9B例示了表明耦接至第一天线210的可变调谐元件211的状态1和状态2之间的阻抗的变化的实际测量结果。
本文所描述的各种实施方式可分别使用可变调谐元件211和/或可变调谐元件221来调谐无线电子设备100的金属外围的第一天线210和/或第二天线220的谐振频率。这种谐振频率调谐可将低频带频率中的匹配和自由空间特性改善至少1.0-3.0dB。另外，可变调谐元件211和/或可变调谐元件221可以被设置在无线电子设备100中，以便减少RSE问题，或者改善切换控制、损耗和范围。
本文结合上述说明和附图公开了诸多不同的实施方式。应当理解，用文字描述和例示这些实施方式的每一种组合和子组合将是累赘和混乱的。因此，本说明书(包括附图)应当被解释为构成了本文所述的实施方式的所有组合和子组合以及制造和使用它们的方式和过程的完整的书面描述，并且将针对任何上述组合和子组合支持权利要求。
在附图和说明书中，公开了各种实施方式，以及尽管使用了具体的术语，它们仅仅是概括性和描述性的，并且不用于限制目的。

Claims (18)

1.一种无线电子设备，所述无线电子设备包括：
接地面；
金属外围，所述金属外围位于所述接地面周围，并且所述金属外围包括多频带蜂窝天线，其中，所述多频带蜂窝天线包括所述金属外围的第一天线，所述金属外围还包括第二天线；
处理器；
第一可变调谐元件，所述第一可变调谐元件耦接至所述金属外围，并被配置为响应于来自所述处理器的第一信号来调谐所述第一天线的谐振频率，其中，所述第一可变调谐元件耦接至所述金属外围的所述第一天线，所述第一可变调谐元件的调谐被配置为被来自所述处理器的所述第一信号所控制；以及
第二可变调谐元件，所述第二可变调谐元件耦接至所述金属外围，并被配置为响应于来自所述处理器的第二信号来调谐所述第二天线的谐振频率，其中，所述第二可变调谐元件耦接至所述金属外围的所述第二天线，所述第二可变调谐元件的调谐被配置为被来自所述处理器的所述第二信号所控制，
其中，所述无线电子设备还包括所述第一天线的接地点和馈电点以及所述第二天线的接地点和馈电点，
所述第一可变调谐元件位于所述第一天线的接地点和馈电点之间，所述第二可变调谐元件位于所述第二天线的接地点和馈电点之间，并且
所述可变调谐元件均位于所述金属外围的最长侧壁和所述接地面之间的狭槽和/或间隙中。
2.根据权利要求1所述的无线电子设备，其中：
所述第一可变调谐元件被配置为，在对应于多个相应的负载元件的多个状态中进行选择；并且
在各个可选的状态中，所述第一可变调谐元件被配置为不同地调谐所述多频带蜂窝天线的谐振频率。
3.根据权利要求2所述的无线电子设备，其中，多个所述负载元件包括对所述多频带蜂窝天线的谐振频率进行不同的调谐的多个相应的电容值或阻抗值。
4.根据权利要求3所述的无线电子设备，其中，所述第一可变调谐元件包括调谐开关，所述调谐开关被配置为在所述多个相应的电容值或阻抗值之间进行切换，以调谐所述多频带蜂窝天线的谐振频率。
5.根据权利要求1所述的无线电子设备，其中，所述多频带蜂窝天线包括所述金属外围的非平面天线。
6.根据权利要求1所述的无线电子设备，其中，所述第一天线和所述第二天线分别包括第一非平面天线和第二非平面天线。
7.根据权利要求1所述的无线电子设备，其中：
所述第一可变调谐元件与所述第一天线的所述接地点和所述馈电点间隔开，并邻近所述第一天线的所述接地点和所述馈电点之间的中点。
8.根据权利要求1所述的无线电子设备，其中：
所述第一可变调谐元件邻近所述第一天线的所述接地点。
9.根据权利要求1所述的无线电子设备，其中：
所述金属外围包括非平面部，所述非平面部包括所述多频带蜂窝天线的至少一部分；并且
所述无线电子设备还包括：
位于所述接地面上的显示屏；以及
收发器电路，所述收发器电路耦接至所述多频带蜂窝天线，并被配置为针对所述无线电子设备提供通信。
10.根据权利要求1所述的无线电子设备，其中：
所述第一可变调谐元件位于与所述金属外围的角部对应的位置处。
11.一种无线电子设备，所述无线电子设备包括：
接地面；
位于所述接地面上的显示屏；
处理器；
金属外围，所述金属外围位于所述接地面周围，并包括第一天线和第二天线；
第一可变调谐元件，所述第一可变调谐元件耦接至所述金属外围，并被配置为响应于来自所述处理器的第一信号来调谐所述第一天线的谐振频率，其中，所述第一可变调谐元件耦接至所述金属外围的所述第一天线，所述第一可变调谐元件的调谐被配置为被来自所述处理器的所述第一信号所控制；
第二可变调谐元件，所述第二可变调谐元件耦接至所述金属外围，并被配置为响应于来自所述处理器的第二信号来调谐所述第二天线的谐振频率，其中，所述第二可变调谐元件耦接至所述金属外围的所述第二天线，所述第二可变调谐元件的调谐被配置为被来自所述处理器的所述第二信号所控制；以及
收发器电路，所述收发器电路耦接至所述第一天线和所述第二天线中的至少一个，并被配置为针对所述无线电子设备提供通信，
其中，所述无线电子设备还包括所述第一天线的接地点和馈电点以及所述第二天线的接地点和馈电点，
所述第一可变调谐元件位于所述第一天线的接地点和馈电点之间，所述第二可变调谐元件位于所述第二天线的接地点和馈电点之间，并且
所述可变调谐元件均位于所述金属外围的最长侧壁和所述接地面之间的狭槽和/或间隙中。
12.根据权利要求11所述的无线电子设备，其中：
所述第一可变调谐元件被配置为在与多个相应的负载元件相对应的多个状态之间进行选择；并且
在每个可选的状态中，所述第一可变调谐元件被配置为不同地调谐所述第一天线的谐振频率。
13.根据权利要求12所述的无线电子设备，其中，多个所述负载元件包括对所述第一天线的谐振频率进行不同的调谐的多个相应的电容值或阻抗值。
14.根据权利要求13所述的无线电子设备，其中，所述第一可变调谐元件包括调谐开关，所述调谐开关被配置为在所述多个相应的电容值或阻抗值之间进行切换，以调谐所述第一天线的谐振频率。
15.根据权利要求11所述的无线电子设备，其中：
所述第一天线包括非平面初级蜂窝天线；并且
所述第二天线包括非平面次级蜂窝天线。
16.根据权利要求11所述的无线电子设备，其中：
所述第一可变调谐元件与所述第一天线的所述接地点和所述馈电点间隔开，并邻近所述第一天线的所述接地点和所述馈电点之间的中点。
17.根据权利要求11所述的无线电子设备，其中：
所述第一可变调谐元件邻近所述第一天线的所述接地点。
18.根据权利要求11所述的无线电子设备，其中：
所述第一可变调谐元件位于与所述金属外围的角部对应的位置处。
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