CN105594059A - 电子设备壳体上使用设计元件的可重构天线的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了用于提供电子设备(700)的系统和方法，该电子设备(700)包括至少部分地由多个分立天线元件(706)形成的背壳体(702)和用于将天线元件中的两个或更多选择性地耦合到天线馈电线(723)的天线开关模块(701)。耦合天线元件形成用于发射和/或接收无线通信信号的天线。该天线开关模块包括多个开关(716)，其被配置成将天线元件中的两个或更多选择性地耦合在一起；被耦合到开关的多个电柱(729)；分别地耦合到电柱的多个射频扼流圈(735)；以及偏置模块(725)，其被耦合到射频扼流圈以便向开关选择性地施加偏压。

Description

电子设备壳体上使用设计元件的可重构天线的系统和方法

技术领域

本申请一般地涉及无线通信设备。特别地，本申请涉及用于在无线通信设备中提供可重构天线的平台和技术。

背景技术

包括移动电话及其它便携式无线电通信设备的现代无线通信设备提供扩展的特征集，其越来越依赖于带宽并要求复杂的电路以便执行使得能够实现那些特征的大量功能。一个此类特征是在多个通信标准下和/或跨多个操作波段进行操作以使得能够实现现有和新兴无线电接入技术(RAT)之间的互操作性和/或适应国际商务和休闲旅行者的灵活性。另一特征是提供高速度高数据速率无线通信以便满足越来越移动性的世界中对连接的增长的需求的能力。

为了提供至少这些特征，移动通信设备现在具有越来越多数目的天线，覆盖多个频带及蜂窝式RAT和非蜂窝式RAT两者。蜂窝式RAT可包括例如GSM(全球移动通信系统)、EDGE(GSM增强数据速率演进)、UMTS(通用移动电信系统)以及LTE(长期演进)。请注意，可将这些RAT中的每一个视为同一平台的演进，并且分别通俗地称为2G、2.5G、3G以及4G技术。CDMA(码分多址)是另一蜂窝式RAT，并且可以视为混合到LTE的4G技术中的竞争性3G技术。非蜂窝式RAT可包括例如近场通信(NFC)、无线局域网(WLAN，也称WiFi)、无线城域网(WMAN，也称WiMax)、射频识别(RFID)、全球定位系统(GPS)等。越来越多数目的天线已产生与隔离、效率、带宽、阻抗匹配、插入损耗及其它相关因素有关的越来越多数目的天线设计挑战。

此外，由于每个RAT可支持一个或多个频带，并且可将特定频带分配给世界上不同地区中的不同RAT和/或不同无线通信载波，所以全球的移动设备制造商常常创建其移动设备的多个载波、地区和/或RAT特定版本或变体，以便出现在全球的各种市场中。这些变体中的每一个可包括天线和伴随的无线通信电路(例如，交换机、功率放大器、滤波器、双工机、信号路径、收发机等)，其被针对变体所支持的特定RAT和/或频带而具体地调谐或优化，因此增加成本和制造复杂性。例如，某些移动设备制造商可基于与载波相关联的特定RAT和/或频带而针对每个无线通信载波设计不同的天线。

与对移动设备的无线电部分的增加的需求竞争一直是使移动设备的尺寸、重量、耗电以及成本最小化的推动力。用于使这些特性最小化的技术包括减少设备内的部件和/或连接的数目并使用相同的部件执行多个功能。为此，某些市售移动设备包括能够每次选择性地在多个频带中的一个中操作的一个或多个多波段天线。此布置在针对每个具有固定且较窄的带宽的更多数量的天线的替换方案相比较时减小了要求的总天线体积。

然而，多波段天线也增加无线电部分的设计复杂性。例如，每个多波段天线通常要求天线匹配电路或天线开关模块作为天线与无线通信电路之间的接口以便在每个操作频率上提供适当的阻抗匹配。被移动设备覆盖的频带越多，天线匹配电路越复杂。鉴于这些天线设计挑战，大多数市售移动设备包括只能在预置的一组频带中操作和/或具体地针对预置的一组频带优化的无线电部分。

附图说明

其中相同附图标记遍及单独的视图指代相同或功能上类似元素的附图连同以下具体实施方式一起被结合在本说明书中并构成其一部分，并且用于进一步举例说明包括要求保护的实施例的概念的实施例，并解释那些实施例的各种原理和优点。

图1A图示出根据某些实施例的包括背壳体的示例电子设备的后透视图。

图1B图示出图1A中所示的背壳体的下部的详细视图。

图2A图示出根据某些实施例的包括背壳体的示例电子设备的后透视图。

图2B图示出图2A中所示的背壳体的下部的详细视图。

图3A图示出根据某些实施例的包括背壳体的示例电子设备的后透视图。

图3B图示出图3A中所示的背壳体的下部的详细视图。

图4A、4B和4C图示出根据某些实施例的电子设备的示例背壳体的下部中的示例天线配置。

图5图示出根据某些实施例的电子设备的示例背壳体的框图。

图6图示出根据某些实施例的电子设备的示例背壳体的框图。

图7图示出根据某些实施例的电子设备的示例电路的横截面视图的示意图。

图8图示出根据某些实施例的电子设备中的示例电路的示意图。

图9是根据某些实施例的包括天线模块和无线通信电路的示例电子设备的框图。

图10是根据某些实施例的描绘可重构天线的控制的流程图。

具体实施方式

提出的一个用于提供多波段多模式天线的技术是可重构天线，其包括天线元件阵列和用于将天线元件选择性地耦合在一起以形成天线的开关。该天线是“可重构的”，因为可以通过改变被耦合在一起的天线元件的数目和放置来调整天线的天线辐射图、天线类型和/或谐振频率。然而，这种技术的现有实施方式受到多个因素的困扰，包括天线低效、不期望的天线耦合以及超高的制造成本和复杂性水平(例如，要求单片集成)。

本文公开的系统和方法提供了通过将在电子设备的外表面上美观地布置的分立导电元件耦合而形成的可重构天线。在实施例中，导电元件可以是在电子设备的背壳体上以马赛克图案布置的小的三维岛。可使用位于在背壳体内和/或其附近的多个开关将该导电元件选择性地连接到相邻导电元件或与其断开连接。在实施例中，取决于期望的操作频率和/或期望的天线类型将导电元件的某些组合耦合以形成天线。在本文中公开的系统以及方法通过提供用于将开关激活的技术来克服上述天线设计约束，包括通过耦合在背壳体与位于电子设备内的印刷电路板之间的电柱向开关施加偏压。在实施例中，每个电柱在印刷电路板与背部壳体之间垂直对准，并且在每个电柱与开关之间耦合射频扼流圈，从而减少不期望的天线耦合并改善电线效率。

图1A和1B描绘了与某些实施例一致的示例电子设备100。应认识到的是如所描绘的电子设备100仅仅是示例且可以包括硬件和/或软件部件的各种组合。根据某些实施例，电子设备100可以是移动计算设备，诸如例如，智能电话或任何其它类型的移动通信设备、平板电脑、电子阅读器、便携式游戏设备、便携式媒体播放器、个人数字助理、膝上型计算机、台式计算机或包括一个或多个无线通信设备的任何其它移动或电子设备。在图1A和1B中，将电子设备100描绘成移动设备。

具体地，图1A描绘了电子设备100的后透视图。如所示，电子设备100包括后壳体102(在本文中也称为背壳体102)。后壳体102可耦合到电子设备100的主壳体(未示出)的背面。该主壳体可容纳包括在设备100中的大多数电子部件。在某些实施例中，后壳体102可使用许多已知附接机制中的任何一个可拆卸地耦合到主壳体，包括但不限于机械部件(例如，卡扣式、旋入式)、磁体、基于摩擦的部件(例如，推进式)、粘合剂等。

如图1A中且更清楚地图1B的详细视图中所示，后壳体102包括具有以一定图案布置的多个美观元件106的设计部件104。美观元件106可以以任何类型的图案布置，并且可在物理特性(例如，形状、设计、色彩、尺寸、维度(例如，二维或三维)等)方面变化。以下段落提供了在本文中设想的变化的某些示例，但绝不会使本公开局限于此类示例。

在所示实施例中，将美观元件106成形为菱形，并以将元件106并排定位的马赛克式图案布置。在此图案中，每个元件106具有至少两个与相邻元件106的侧边平行的侧边。用本文公开的技术还可设想具有其它马赛克式图案或非马赛克图案的设计部件。例如，图4A描绘了示例设计部件404，其具有以将元件406角对角定位的马赛克式图案布置的多个菱形美观元件406。在图4A的此图案中，每个元件406不具有与相邻元件406平行的侧边。

在某些实施例中，作为菱形美观元件106的替代或除此之外，设计部件104可具有其它形状或设计的元件106，包括例如三角形、矩形、圆形、正方形、六边形、星形、心形、马蹄形等。例如，图2A和2B描绘了具有六边形美观元件206的示例设计部件204。作为另一示例，图3A和3B描绘了具有多边形美观元件306的示例设计部件304。作为另一示例，图5描绘了具有正方形美观元件506的示例背壳体502。在某些实施例中，设计部件104可以包括具有超过一种类型的形状(例如，星形和三角形、六边形和五边形)的美观元件106。

在某些实施例中，美观元件在尺寸和形状方面是基本上统一的(例如，如图4A和5中所示)。在其它实施例中，美观元件在形状方面是基本上统一的但在尺寸方面是不统一的(例如，如图1A、2A和3A中所示)。在实施例中，可以按美观元件在形状和/或尺寸方面的统一性或其缺失以及用来布置元件的图案类型来确定设计图案内的邻近元件之间的距离或间距。此外，元件之间的空间尺寸可取决于元件的形状和/或美观元件106被相对于彼此如何布置而变化。例如，在图4A中，由于美观元件406是形状和尺寸统一的并以点对点马赛克图案布置，所以元件406之间的间距414也是统一的。

作为另一示例，在图1A中，美观元件106具有基本上相同的形状，但是在背壳体102的上边缘130和下边缘132附近在尺寸方面逐渐改变。例如，在图1A中，美观元件106在背壳体102的大部分中(例如，中间段)是尺寸基本上相同的。随着元件106接近上边缘130或下边缘132，其在尺寸方面逐渐减小，例如从最大尺寸元件108(例如，在中间段中)到中等尺寸元件110(例如，在中间段与边缘之间)并最后到最小尺寸元件112(例如，在上边缘130和/或下边缘132处)。虽然在图1A和1B中未示出，但除所示的垂直改变之外，尺寸改变还可在横向方向(即，并排)上发生。当然，可使用美观元件106及其尺寸、间距以及放置方面的变化来开发其它总体图案。

在图1A中，由于美观元件106是以并排图案布置的，所以具有不统一尺寸的元件106之间的间距114也是不统一的。在实施例中，尺寸方面的此逐渐减小相应地引起邻近的不同尺寸元件106之间的间距的逐渐增加。如图1B中所示，例如，邻近最大尺寸元件108之间的间距114小于邻近中等尺寸元件110之间的间距114，后者小于邻近最小尺寸元件112之间的间距114。如将认识到的，最小尺寸元件112之间的较大间距114提供元件112之间的较大隔离，并且因此可导致比例如被较少隔离的最大尺寸元件108更好的天线性能。作为示例，在一个实施例中，最大尺寸元件108可具有约两毫米宽乘两毫米高的大小，并且邻近元件108之间的间距114或间隙可以是约0.5毫米。并且最小尺寸元件112可具有约1毫米宽乘一毫米高的大小，并且邻近元件112之间的间距114可以是约1毫米。

根据实施例，可以使用许多技术中的任何一个将设计部件104嵌入到或成型进、附接到或者另外包括在背壳体102的外表面中或其上面。作为示例，可以将设计部件104的美观元件106集成或结合到背壳体102中，使得设计部件104和背壳体102形成一个单元。在某些实施例中，背壳体102包括被包覆成型到设计部件104的外壳部分126。例如，外壳部分126可通过向包含设计部件104的模具中灌注或注入材料(例如，塑料、硅酮、橡胶等)，使得该材料填充设计部件104的空的空间，诸如例如，元件106之间的间距114，而制成。同样地，可将间距114视为外壳126的一部分。外壳126还可包括用于附接到电子设备100的主壳体的凹槽和沟道及用于容纳电子设备100的一个或多个按钮、开关、照相机和/或闪光设备的开口150。

在某些实施例中，可将背壳体102制造成使得设计部件104的至少一部分保持在外壳126的外表面之上提高或者从该外表面突出。在此类实施例中，美观元件106可以是背壳体102的三维特征，而包括间距114的外壳126可以是其二维(例如，平面或曲平面)特征。如将认识到的，可使用许多制造技术中的任何一个来创造具有集成设计部件104的背壳体102，包括例如压印、蚀刻、雕刻、浇铸和/或三维(3D)打印。

在实施例中，背壳体102的部件可以由两种不同材料制成。具体地，外壳126可以由不导电材料构成，诸如例如塑料，并且设计部件104可以由导电材料构成，诸如例如金属。在此类实施例中，可以将背壳体102的美观元件106视为“金属岛”，因为元件106被外壳126的不导电材料相互隔离。在实施例中，这些金属岛(在本文中也称为导电元件106)可以例如在被耦合在一起而形成天线之后选择性地充当天线元件，如下所述。同样地，可以将导电元件106配置成针对电子设备100起到两个不同作用(1)装饰作用，作为背壳体102的美观元件106，以及(2)功能作用，作为可耦合在一起而形成用于电子设备100的可重构天线的天线元件106。

图4A、4B以及4C每个分别地描绘了根据本文公开的技术被耦合在一起而形成天线418、420、422的美观元件406的示例配置。如上文所讨论的，图4A、4B以及4C示出了设计部件404的底部，其被包括在电子设备400的背壳体402中，并包括导电美观元件406(在本文中也称为天线元件406)和位于元件406之间的不导电间距414。虽然图4A、4B和4C仅示出了背壳体402的底部，但天线元件406可跨整个背壳体402延伸，并且可连接而在背壳体402的其它部分中形成天线，包括例如在背壳体402的顶部(未示出)处。此外，虽然图4A、4B以及4C示出了三个特定配置，但可通过将美观元件406的其它和/或不同组合耦合在一起来形成任何数目的天线配置(例如，如图5和6中所示)。美观元件406的精确配置可取决于许多因素，包括例如期望操作频率、谱可用性、设备400位于其中的地区、与设备400相关联的无线载波、要形成的天线结构的类型、要形成的天线的数目以及其它考虑，如下面更详细地讨论的。

在图4A、4B以及4C中的每一个中，由多个已激活开关416将不同数目的相邻天线元件406耦合在一起而形成天线418、420、422。如所示，每个开关416被选择性地耦合到两个相邻天线元件406。开关416可以响应于从电子设备400的控制模块(例如，类似于控制模块750、850)接收到控制信号而被激活。如下面更详细地讨论的，控制信号可指示识别例如开关416中的哪些将接通或激活、天线元件406中的哪些将链接在一起和/或要形成的天线的谐振频率的信息和/或可基于此信息而生成控制信号。同样地，控制信号的内容可以确定天线418、420、422中的哪些被形成，并且从而可以促进电子设备400的可重构天线的主动调谐(activetuning)。

由天线元件406形成的天线，诸如例如天线418、420、422可以支持各种类型的无线通信(或RAT)，包括非蜂窝式网络通信(例如，GPS、NFC、蓝牙、WiFi等)及语音和数据蜂窝式电话通信(例如，GSM、CDMA、UMTS、LTE等)。此外，由天线元件406形成的天线可以在与电子设备400所支持的RAT相关联的一个或多个频带中运行。根据实施例，可以使用天线元件406来形成可在任何频带中操作的天线，所述频带包括例如任何美洲LTE波段。例如，图4A中所示的天线418可被配置成在700MHz下操作，图4B中所示的天线420可被配置成在850MHz下操作，并且图4C中所示的天线422可被配置成在1900MHz下操作。

此外，由天线元件406形成的天线418、420、422可以充当仅发送语音和/或数据通信的发射(Tx)天线、仅接收语音和/或数据通信的接收(Rx)天线或者发送且接收语音和/或数据通信的发射/接收(Tx/Rx)天线。由天线元件406形成的任何天线的特定功能可至少部分地取决于电子设备400的特定通信需要，诸如例如设备400所支持的不同RAT、频带、地区和/或无线载波。天线的功能可进一步取决于天线元件406相对于电子设备406内的电子部件(未示出)的放置和/或在电子设备400内可用的天线体积的尺寸、几何结构和/或布局。例如，Tx/Rx天线一般地要求比例如Tx天线或Rx天线更多的天线体积，至少因为Tx/Rx天线需要更多的带宽以便覆盖发射和接收功能两者。作为另一示例，Tx天线一般地要求比例如Rx天线更多的天线体积，至少因为Tx天线需要较高天线效率以便满足性能要求。此外，较大的天线体积可以允许天线波段确定中有更多的灵活性(例如，能够被调谐到更多的频率)。因此，可在可用的最大、分立天线体积内形成电子设备的主Tx/Rx天线。例如，在实施例中，天线418、420、422中的每一个可充当Tx/Rx天线，因为电子设备400的最大天线体积被放置在图4A、4B和4C中所示的背壳体402的底部附近。

根据实施例，通过将天线元件406连接在一起而形成的可重构天线可以通过动态地重构天线元件406之间的连接而随着电子设备400的谱需要改变被主动地调谐。例如，当电子设备400从支持第一操作频率的一个网络移动至支持第二操作频率的第二网络时，可将开关416的不同组合激活以便形成能够支持新网络的谱要求的天线。在某些情况下，可通过取决于新操作频率高于还是低于当前操作频率而将一个或多个新开关416激活、将当前活动开关416中的一个或多个去激活和/或将当前活动开关416中的一个或多个保持活动来形成新的天线。例如，在确定电子设备400的谱需要已从850MHz变成1900MHz时，控制模块可发送控制信号以将图4B中所示的六个最左侧开关416断开或去激活，以便缩短天线420并形成图4C中所示的天线422。

根据实施例，在天线418、420、422的谐振频率与天线的长度或者在这种情况下的被耦合在一起而形成天线的天线元件406的相应数目之间存在反比关系。例如，在图4A中，提供低波段覆盖的天线418是通过将相对大量的天线元件406(例如，二十三个)连接或链接在一起而形成的，而提供高波段覆盖的天线422是通过将相对少量的天线元件406(例如，十四个)链接在一起而形成的。此外，可以通过缩短天线长度，例如通过经由被耦合到一个或多个天线元件406的开关416的去激活来将那些元件406断开连接，而将天线418、420、422调谐到较高谐振频率。同样地，可以通过延长天线，例如通过经由被耦合到附加天线元件406的附加开关416的激活来将附加元件406连接，而将天线418、420、422调谐到较低谐振频率。下面相对于图6出现关于与每个天线元件相关联的带宽的更多讨论。

现在转到图5，所示的是电子设备500的一部分，其具有包括多个导电、美观元件506(在本文中也称为天线元件506)和将天线元件506从相邻元件506隔离的不导电外壳526。同样如图5中所示，第一元件506的群组534(例如，如阴影线填充所指示的)被第一激活开关516集合耦合或链接在一起而形成示例性低波段天线518，并且第二元件506的群组536(例如，如线纹填充所指示的)被第二激活开关516集合耦合在一起而形成示例性高波段天线520。其余天线元件506在本示例中未被用来形成天线，但是可以通过将被耦合到未使用元件506的开关516(未示出)中的一个或多个激活而添加到天线518、520中的任一个。图5中所示的低和高频带天线的分离可允许更高效地使用电子设备500的底部处的天线体积，尤其是因为被调谐到较低频带的天线要求更多的天线体积(例如，如从群组534中的与群组536相比数目更大的元件506可以认识到的)。

根据实施例，可以在将天线元件506连接而形成天线时形成任何适当类型的天线结构，例如包括单极、双极、双臂、倒L形天线、双倒L形天线、倒F形天线或这些天线结构的混合体。例如，在图5中，第一群组534中的天线元件506具有对应于平面倒F形天线的总体形状或布局。作为另一示例，在图4B中，天线元件406具有对应于倒L形天线的总体布局。根据某些方面，在天线元件506之间的连接被重构而形成新天线之后，天线结构的类型也可以改变。在某些实施例中，除识别要连接哪些天线元件506、要激活哪些开关516和/或要形成的天线的谐振频率之外或作为其替代，控制信号还可指示要形成的天线结构的类型。

图6描绘了具有包括多个导电、美观元件606(在本文中也称为天线元件606)的示例背壳体602的电子设备600。所述多个天线元件606包括多个大天线元件608和多个小天线元件612。同样如图6中所示，选择已被多个激活开关616耦合或链接在一起的天线元件606而形成示例性天线620。具体地，形成天线620的天线元件606包括小天线元件612中的一个或大天线元件614中的六个。背壳体602还包括将天线元件606从相邻元件606隔离的不导电外壳626。

根据实施例，在操作期间，可以通过根据需要将某些天线元件606连接或断开连接以实现特定谐振频率来主动地调谐天线620。例如，可以将包括在天线620中的每个天线元件606与影响天线620的谐振频率的特定带宽相关联。每个天线元件606所表示的精确带宽可取决于各种因素而变化，包括例如天线元件606的形状和/或尺寸。根据某些实施例，较大尺寸天线元件608可以对应于较大频移效果，并且较小尺寸天线元件612可以对应于较小频移效果。作为示例，添加每个大的天线元件608可表示50MHz频移，并且每个小的天线元件612可表示频率方面的20MHz移动。小天线元件612可用来对天线微调，例如，在谐振频率方面的改变小于50MHz的情况下。例如，1900MHz天线可通过添加小天线元件612而被调谐到1880MHz，并通过添加另一小天线元件612而被调谐到1860MHz等等。作为另一示例，向1900MHz天线添加一个大的天线元件608将天线调谐到1850MHz。(如相对于图4A—4C所解释的，用来高效地形成天线的天线元件606的数目与该天线的谐振频率逆相关。)

理想地，如果使得所有天线元件606较小，则将得到被更精细微调的天线。然而，这将急剧地增加天线的处理负荷，因为将需要较大数目的元件606来覆盖背壳体602的表面。一个优选解决方案包括实现尺寸与处理效率之间的平衡。例如，在图4A、4B和4C中，所有天线元件606可以是两毫米宽和两毫米高的统一尺寸。作为另一示例，在图6中，大天线元件608也可以是两毫米宽和两毫米高，但是为了改善天线调谐能力，小天线元件612可以是一毫米宽和一毫米高。

为了进一步使处理负荷最小化，在某些实施例中，天线元件606可包括放置在有利位置上的有限数目的小天线元件612。例如，可将小元件612放置在背壳体602的特定区域中，其对应于预期形成天线处和/或关联电子设备600内的较大天线体积的位置。例如，在图6中，将小天线元件612邻近于背壳体602的外周界638放置，并且大天线元件608占据背壳体602的中央大部分。作为另一示例，在图1A和1B中，最大尺寸元件108跨背壳体602的中心放置，并且中等尺寸元件110和最小尺寸元件112在背壳体102的上边缘130和下边缘132附近放置。

在某些实施例中，背壳体602可被设计成仅容纳预定义天线配置。例如，作为遍及背壳体602的范围放置开关616的替代，可将开关616与已经例如基于优选谐振频率和/或天线结构类型针对天线形成而预先选择的特定天线元件606放置在一起。作为另一示例，为了促进最佳天线放置，可将开关616放置在对应于电子设备内的较大天线体积的区域中(例如，在背壳体602的底部和顶部部分附近)。开关的选择性放置可以降低天线模块的复杂性和设备的总成本。

图7描绘了用于提供本文公开的开关天线技术的示例天线开关电路701的横截面示意图。可将天线开关电路701(在本文中称为天线开关模块)包括在电子设备700中。应认识到的是如所述的电子设备700仅仅是示例，并且可以包括硬件和/或软件部件的各种组合。根据某些实施例，电子设备700可以是移动计算设备，诸如例如智能电话或任何其它类型的移动通信设备、平板电脑、电子阅读器、便携式游戏设备、便携式媒体播放器、个人数字助理、膝上型计算机、台式计算机或包括一个或多个无线通信部件的任何其它移动或电子设备。在图7中，电子设备700是与电子设备100、200、300、400、500或600中的一个类似的移动设备。

如所示，天线开关电路701被耦合到电子设备700的背壳体702的内表面703。在实施例中，背壳体702可表示背壳体102、202、302、402、502或602中的一个或其一部分。背壳体702在背壳体702的外表面707(与内表面703相反)上包括多个天线元件706。在实施例中，天线元件706可表示美观元件106、206、306、406、506或606中的任何一个。天线元件706可由诸如金属之类的导电材料构成。背壳体702还可包括由诸如塑料之类的不导电材料构成的不导电外壳726。天线元件706可被至少部分地嵌入不导电外壳726中。例如，如所示，天线元件706可从背壳体702的外表面707突出或在其之上提高。在这方面，天线元件706可在背壳体702上形成三维结构。

在实施例中，可将天线元件706在背壳体702上布置成行和/或列。图7的横截面图可表示天线元件706的任何行或列，其中每个行或列包括n+1天线元件706或元件0、元件1、元件2、...、元件n。如图7中所示，可通过一个或多个电接点727将每个天线元件706电耦合到天线开关电路701。可将电接点727至少部分地嵌入到天线元件706与背壳体702的内表面703之间的不导电外壳726中。

在实施例中，天线匹配电路701可以包括分别地经由电接点727耦合到所述多个天线元件706中的至少一个的多个开关716。通过将适当的开关716激活，天线开关电路701可以将天线元件706中的两个或更多选择性地连接到天线馈电线723，从而由耦合天线元件706形成用于发射和/或接收无线通信信号。开关716可包括可在移动通信设备中使用的任何类型的开关技术，包括例如场效应晶体管(FET)开关，诸如砷化镓(GaAs)和CMOS；机械开关，诸如超小型继电器和微机电(MEMS)；PIN二极管；以及变抗器。在一个实施例中，开关716包括具有两个可选择级(例如ON和OFF)的PIN二极管开关。在另一实施例中，开关716包括MEMS开关。通过将天线元件706中的两个或更多耦合在一起形成的可重构天线可以是任何适当类型的天线，包括例如单极天线、双臂单极天线、倒L形天线、双倒L形天线、倒F形天线或这些天线结构的混合体。在某些实施例中，天线可以是基本上平面类型的天线，诸如例如平面倒F形天线。

如图7中所示，根据实施例，在天线元件706的每个行或列中，元件1...n中的每一个经由电接点727中的相应的一个被耦合到n个开关716或开关D1、D2、D3、…、Dn中的相应的一个。每个行或列中的元件0通过电接点727中的一个被电耦合到接地平面721(例如，经由GND线)并通过电接点727中的另一个耦合到天线馈电线723(例如，经由FEED线)。在实施例中，与天线元件706的每个行或列相关联的返回电流可经由GND线经过元件0至接地平面721。在某些实施例中，接地平面721也可充当用于电子设备700中的其它电路的接地平面。例如，在所示实施例中，接地平面721是电子设备700的印刷电路板(PCB)741的一部分，如下面更详细地讨论的。可将天线馈电线723耦合到电子设备700的信号源(未示出)。该信号源可以是用于经由由天线元件706形成的一个或多个天线来接收和/或发射语音和/或数据信号的发射机、接收机或收发机(诸如例如，图9中的蜂窝式收发机963)。可以将其它电子部件(未示出)耦合在天线元件706与天线开关电路701之间，该天线开关电路701包括例如RLC电路、RF前端架构、阻抗匹配网络电路等。

开关D1、...、Dn中的每一个可以将相应元件1、...、n选择性地耦合到天线馈电线723以形成天线或天线的一部分，其中，天线包括来自一个或多个行或列(例如，如图5和6中所示)的天线元件706。如所示，元件1、...、n被连续地耦合到开关D1、...、Dn。因此，为了形成包括例如元件1至n的天线，可将开关D1、...、Dn中的每一个激活(例如，接通)以便将元件n和接连地在元件n之前的每个元件连接到天线馈电线723。作为另一示例，为了通过将元件1和2连接到天线馈电线723来形成天线，可将开关D2和D1激活，使得开关D2将元件2耦合到元件1，并且开关D1将元件1耦合到元件0，该元件0被连接到天线馈电线723。

天线开关电路701还包括偏置模块725，其被配置成向所述多个开关716中的一个或多个选择性地施加偏压以便将开关716激活或接通。在实施例中，可经由包括在天线开关电路701中的多个偏置柱729(在本文中也称为电柱)将偏置模块725耦合到开关716。在实施例中，偏置模块725包括被配置成通过偏置柱729向每个开关716提供偏压的电压源731(在本文中也称为驱动电路)。在某些实施例中，偏置模块725还包括多个偏置电阻器733，其被配置成调节向每个开关716施加的电压。可将偏置柱729中的每一个耦合到偏置电阻器733中的相应的一个。

此外，在实施例中，天线开关电路701包括多个射频扼流圈(RFC)735，其被配置成阻止由天线元件706接收和/或发射的无线通信信号进入偏置模块725和/或偏置柱729。可将每个射频扼流圈735耦合在相应开关716与相应偏置柱729之间以帮助阻止天线元件706耦合到偏置柱729。如图7中所示，在天线元件706的每个行或列中，开关D1、...、Dn中的每一个可被耦合到射频扼流圈735或扼流圈RFC1、RFC2、...、RFCn中的相应的一个，并且可将扼流圈RFC1、...、RFCn中的每一个耦合到偏置柱1、2、...、n中的相应的一个。在实施例中，可以将每个射频扼流圈735配置成具有在预定义频率下提供高阻抗的自谐振频率。该预定义频率可由天线开关电路701的各种特性确定，包括例如经由开关716耦合到扼流圈735的天线元件706的谐振频率。

在实施例中，可以将天线开关电路701进一步配置成通过将偏置柱729以垂直对准方式放置在天线元件706与接地平面721之间来减少由耦合天线元件形成的天线的失调。具体地，偏置柱729的垂直放置可以帮助限制天线元件706与偏置柱729之间的耦合。在某些此类实施例中，天线开关电路701可包括第一电路板737，其在电路板737的第一表面739上容纳开关716和射频扼流圈735。第一电路板737和印刷电路板741(在本文中也称为第二电路板)可以是相互平行地定位的平面板，使得包括接地平面721的电路板741的第一表面743平行于第一电路板737的第一表面739且在其下。如图7中所示，可以将每个偏置柱729的一端耦合到第一电路板737的第一表面739，同时可以将偏置柱729的相对端耦合到第二电路板741的接地平面721。在其它实施例中，天线开关模块可包括单个电路板，其被配置成承载开关716、扼流圈735、偏置模块725以及偏置柱729(例如，如图8中所示)。

在某些实施例中，偏置柱729可以是用于使得能够实现两个电路板737和741之间的垂直对准连接的弹簧针(pogopin)。此外，在某些实施例中，接地平面721可在偏置柱729与接地平面721之间的每个连接点处包括内置接地释放743以便减小偏置柱729与地线之间的电容。作为示例，接地释放743可以是第二电路板741的“禁止”区，其不包括导电元件，诸如例如铜线、电子部件等。

在某些实施例中，第一电路板737可以是在电子设备700内位于背壳体702下面且例如第二电路板741之上的刚性电路。在其它实施例中，第一电路板737可以是位于背壳体702下面或被耦合到其内表面703的柔性电路。在一个此类实施例中，柔性电路737可相对于与被预先选择用于天线形成的许多天线元件706相对应的背壳体702的预定区域定位。例如，可将柔性电路737放置在最适合于天线放置的区域中，诸如例如邻近于电子设备700的较大天线体积。在另一实施例中，可将柔性电路737仅放置在未使用天线元件706下或未被预先选择用于天线形成的美观元件106下面。在此类实施例中，偏置柱729相对于天线元件706可以是平面的或者水平地放置。在这种情况下，此类水平放置可不引起天线元件706与偏置柱729之间的不期望耦合，因为偏置柱729并未横跨被用于天线形成的天线元件706或者另外与之相干扰。

在所示实施例中，偏置模块725被示为包括在第二电路板741上。然而，在其它实施例中，可将偏置模块725包括在第一电路板737上。在一个实施例中，可将偏置模块725定位于第一电路板737的第一表面739上，并且可将开关716和扼流圈735定位于第一电路板737的第二表面745上。在此类实施例中，偏置柱729可在天线元件706与接地平面721之间垂直地对准。例如，偏置柱729可在柱729的第一端处连接到第一表面739上的扼流圈735，经过第一电路板737中的开口，耦合到第二表面745上的偏置电阻器733，并且然后在柱729的相对端处连接到接地平面721。

在某些实施例中，天线开关电路701可形成包括在电子设备700中的无线通信电路(未示出)的一部分。无线通信电路可被配置成在被电子设备700覆盖的所述多个频带中操作并向由天线元件706形成的天线传递信号和/或从其接收信号。无线通信电路可包括例如多个放大器、功率逆变器、滤波器、开关、匹配网络(例如，包括一个或多个电阻器、电感器和/或电容器)以及在移动通信设备的射频(RF)前端架构中通常使用的其它部件。

在实施例中，电子设备700还可包括控制模块750，其被配置成向天线开关电路701发送控制信号以控制开关716的操作并从而将天线元件706耦合在一起，从而形成在特定操作波段处谐振的天线。在某些实施例中，电子设备700和/或控制模块750的无线通信电路可基于例如由天线从一个或多个无线通信系统(例如，基站和/或接入点基础设施)接收到的关于谱可用性、区域特定信息、信号强度、载波信息等的信息来确定哪个(些)频带将用于经由电子设备700的天线来发射和/或接收信号。在一个实施例中，无线通信电路可进行此确定并向控制模块750提供频率信息，并且控制模块750可基于此将控制信号公式化。

在某些实施例中，基于频率信息，控制模块750可使用本文公开的技术确定哪些天线元件706将耦合在一起而形成在该操作波段处谐振的天线。例如，如果天线元件706包括不同尺寸的元件(例如，如图6中所示的大元件和小元件)，则控制模块750可被配置成在选择用于天线形成的天线元件706时除元件706的总数及其相对位置之外还确定天线元件706的尺寸。在某些实施例中，控制模块750可基于要形成的天线的类型(例如，倒F形、双倒L形等)来选择某些天线元件706。基于所选元件706，控制模块750可生成控制信号，其命令天线开关元件701将对应于或被耦合到所选天线元件706的开关716激活。在某些实施例中，用于形成在特定频带处谐振的天线的配置可以是预定的并存储在电子设备700的存储器中且被控制模块750访问以便生成控制信号。

在实施例中，控制模块750可包括在第二电路板741上。控制模块750可以是能够生成和/或向天线开关电路701提供一个或多个控制信号的任何类型的集成电路。根据某些实施例，控制模块750可包括处理器(诸如，例如，数字信号处理器、微控制器、微处理器等)、调制解调器、调制器、解调器和/或电源管理单元，或者被包括在其内。由控制模块750提供给天线开关电路701的一个或多个控制信号可以是控制逻辑信号(例如，“0”、“1”、低、高等)、MIPI(移动行业处理器接口)控制信号(例如，包括时钟信号和数据信号)或任何其它类型的控制信号。

在某些实施例中，天线开关电路701还可包括电容感测模块(例如，图8中的电容感测模块852)。可将电容感测模块配置成感测手在天线元件706中的一个或多个附近的放置并相应地调整天线配置，如下面更详细地讨论的。在某些实施例中，可将电容感测模块连同开关716、扼流圈735和/或偏置模块725一起包括在第一电路板737上。在其它实施例中，可将电容感测模块包括在第二电路板741上。

现在参考图8，示出了用于提供本文公开的开关天线技术的示例天线开关电路801的示意图。可将天线开关电路801(在本文中称为天线开关模块)包括在电子设备800中。应认识到的是如所述的电子设备800仅仅是示例，并且可以包括硬件和/或软件部件的各种组合。根据某些实施例，电子设备800可以是移动计算设备，诸如例如，智能电话或任何其它类型的移动通信设备、平板电脑、电子阅读器、便携式游戏设备、便携式媒体播放器、个人数字助理、膝上型计算机、台式计算机或包括一个或多个无线通信部件的任何其它移动或电子设备。在图8中，电子设备800是与电子设备100、200、300、400、500或600中的一个类似的移动设备。

如所示，天线开关电路801被耦合到电子设备800的背壳体802。在实施例中，背壳体802可表示先前描述的背壳体102、202、302、402、502或602中的一个。背壳体802包括多个天线元件806。在实施例中，天线元件806可表示美观元件106、206、306、406、506或606中的任何一个。天线元件806可由诸如金属之类的导电材料构成。背壳体802还可包括由诸如塑料之类的不导电材料构成的不导电外壳826。

在实施例中，可将天线元件806在背壳体802上布置成行和/或列。图8可表示天线元件806的任何行或列，其中每个行或列包括n+1天线元件806或元件0、元件1、元件2、...、元件n。每个天线元件806可以电耦合到天线开关电路801。特别地，天线匹配电路801可以包括分别地耦合到所述多个天线元件806中的至少一个的多个开关816。通过将适当的开关816激活，天线开关电路801可以将天线元件806中的两个或更多选择性地连接到天线馈电线823，从而由耦合天线元件806形成用于发射和/或接收无线通信信号的天线。开关816可包括可在移动通信设备中使用的任何类型的开关技术，包括例如场效应晶体管(FET)开关，诸如砷化镓(GaAs)和CMOS；机械开关，诸如超小型继电器和微机电(MEMS)；PIN二极管；以及变抗器。通过将天线元件806中的两个或更多耦合在一起形成的天线可以是任何适当类型的天线，包括例如单极天线、双臂单极天线、倒L形天线、双倒L形天线、倒F形天线或这些天线结构的混合体。

如图8中所示，根据实施例，在天线元件806的每个行或列中，元件1、...、n中的每一个被耦合到n个开关816或开关D1、D2、...、Dn中的相应的一个。每个行或列中的元件0被电耦合到接地平面821(例如，经由GND线822)和天线馈电线823(例如，经由FEED线)。在实施例中，与天线元件806的每个行或列相关联的返回电流可通过GND线经过元件0至接地平面821。在某些实施例中，接地平面821还可充当用于电子设备800中的其它电路的接地平面。天线馈电线823可耦合到电子设备800的信号源(未示出)。该信号源可以是用于经由由天线元件806形成的一个或多个天线来接收和/或发射语音和/或数据信号的发射机、接收机或收发机(诸如，例如图9中的蜂窝式收发机963)。可将其它电子部件(未示出)耦合在天线元件806与天线开关电路801之间，该天线开关电路801包括例如RLC电路、RF前端架构、阻抗匹配网络电路等。

开关D1、...、Dn中的每一个可以将相应元件1、...、n选择性地耦合到天线馈电线823以形成天线或天线的一部分，其中，天线包括来自一个或多个行或列(例如，如图5和6中所示)的天线元件806。如所示，元件1、...、n被连续地耦合到开关D1、...、Dn。因此，为了形成包括例如元件1至n的天线，可将开关D1、...、Dn中的每一个激活(例如，接通)以便将元件n和接连地在元件n之前的每个元件连接到天线馈电线823。作为另一示例，为了通过将元件1和2连接到天线馈电线823来形成天线，可将开关D2和D1激活，使得开关D2将元件2耦合到元件1，并且开关D1将元件1耦合到元件0，该元件0被连接到天线馈电线823。

天线开关电路801还包括偏置模块825，其被配置成向所述多个开关816中的一个或多个选择性地施加偏压以便将开关816激活或接通。在实施例中，可经由包括在天线开关电路801中的多个偏置柱829(在本文中也称为电柱)将偏置模块825耦合到开关816。在实施例中，偏置模块825包括被配置成通过偏置柱829向每个开关816提供偏压的电压源831(在本文中也称为驱动电路)。在某些实施例中，偏置模块825还包括多个偏置电阻器833，其被配置成调节向每个开关816施加的电压。可将偏置柱829中的每一个耦合到偏置电阻器833中的相应的一个。

此外，在实施例中，天线开关电路801包括多个射频扼流圈(RFC)835，其被配置成阻止由天线元件806接收和/或发射的无线通信信号进入偏置模块825和/或偏置柱829。可将每个射频扼流圈835耦合到相应开关816与相应偏置柱829以帮助阻止天线元件806耦合到偏置柱829。如图8中所示，在天线元件806的每个行或列中，开关D1、D2、…、Dn中的每一个可被耦合到射频扼流圈835或扼流圈RFC1、RFC2、…、RFCn中的相应的一个，并且可将扼流圈RFC1、RFC2、…、RFCn中的每一个耦合到偏置柱829BP1、BP2、...、BPn中的相应的一个。在实施例中，可以将每个射频扼流圈835配置成具有在预定义频率下提供高阻抗的自谐振频率。该预定义频率可由天线开关电路801的各种特性确定，包括例如经由开关816耦合到扼流圈835的天线元件806的谐振频率。

在实施例中，天线开关电路801可以被进一步配置成通过将偏置柱829垂直对准地放置在天线元件806与接地平面821之间来减少由耦合天线元件806形成的天线的失调。具体地，偏置柱829的垂直放置可以帮助限制天线元件806与偏置柱829之间的耦合。在某些实施例中，偏置柱829是用于使得能够实现垂直对准连接的弹簧针。在某些实施例中，接地平面821可在偏置柱829与接地平面821之间的每个连接点处包括内置接地释放(例如，图7中的接地释放743)以便减小偏置柱829与地线之间的电容。作为示例，接地释放可以是第二电路板的“禁止”区，其不包括导电元件，诸如例如铜线、电子部件等。

在某些实施例中，天线开关电路801可包括两个平面电路板(未示出)，例如，用于承载开关816和射频扼流圈835的第一电路板以及用于承载偏置模块825和接地平面821(例如，如图7中所示)的第二电路板。在此类实施例中，可将两个电路板相互平行地定位，并且每个偏置柱829的一端可以耦合到第一电路板，而偏置柱829的相对端可以耦合到第二电路板的接地平面821。

在其它实施例中，例如，如图8中所示，天线开关电路801可包括被配置成承载开关816、扼流圈835、偏置模块825以及偏置柱829的单个电路板837。电路板837可平行于接地平面821定位，并且偏置柱829可在电路板837与接地平面821之间垂直地对准。在某些实施例中，电路板837可以是位于电子设备800内的背壳体802下面、例如在接地平面821之上的刚性电路。在一个此类实施例中，电路板837可包括接地平面821。在其它实施例中，电路板837可以是位于背壳体802下面的柔性电路。

在某些实施例中，扼流圈835和开关816可位于电路板837的第一表面(未示出)上，并且偏置模块825可位于电路板837的第二表面上，其中，该第二表面被耦合到接地平面821。在此类实施例中，可通过使偏置柱829穿过电路板837来使偏置柱829在天线元件806与接地平面821之间垂直地对准。例如，可将每个偏置柱829的第一端耦合到电路板837的第一表面上的相应扼流圈835。偏置柱829可经过电路板837中的开口并耦合到电路板837的第二表面上的相应偏置电阻器833。并且，最后，可将柱829的相对端耦合到接地平面821。

在某些实施例中，天线开关电路801可形成包括在电子设备800中的无线通信电路(未示出)的一部分。无线通信电路可被配置成在被电子设备800覆盖的所述多个频带中操作并向由天线元件806形成的天线传递信号和/或从其接收信号。无线通信电路可包括例如多个放大器、功率逆变器、滤波器、开关、匹配网络(例如，包括一个或多个电阻器、电感器和/或电容器)以及在移动通信设备的射频(RF)前端架构中通常使用的其它部件。

在实施例中，电子设备800还可包括控制模块850，其被配置成向天线开关电路801发送控制信号以控制开关816的操作并从而将天线元件806耦合在一起，从而形成在特定操作波段处谐振的天线。在某些实施例中，电子设备800和/或控制模块850的无线通信电路可基于例如由天线从一个或多个无线通信系统(例如，基站和/或接入点基础设施)接收到的关于谱可用性、区域特定信息、信号强度、载波信息等的信息来确定哪个(些)频带将用于经由电子设备800的天线来发射和/或接收信号。在一个实施例中，无线通信电路可进行此确定并向控制模块850提供频率信息，并且控制模块850可基于此将控制信号公式化。

在某些实施例中，基于频率信息，控制模块850可使用本文公开的技术确定哪些天线元件806将耦合在一起而形成在该操作波段处谐振的天线。基于已识别元件806，控制模块850可生成控制信号，其命令天线开关电路801将对应于或被耦合到已识别天线元件806的开关816激活。在某些实施例中，控制模块850可基于要形成的天线的类型(例如，倒F形、双倒F形等)来选择某些天线元件806。

在实施例中，控制模块850可包括在第二电路板837上。控制模块850可以是能够生成和/或向天线开关电路801提供一个或多个控制信号的任何类型的集成电路。根据某些实施例，控制模块850可包括处理器(诸如，例如，数字信号处理器、微控制器、微处理器等)、调制解调器、调制器、解调器和/或电源管理单元，或者被包括在其内。由控制模块850提供给天线开关电路801的一个或多个控制信号可以是控制逻辑信号(例如，“0”、“1”、低、高等)、MIPI(移动行业处理器接口)控制信号(例如，包括时钟信号和数据信号)或任何其它类型的控制信号。

在某些实施例中，天线开关电路801还可包括电容感测模块852，如图8中所示。电容感测模块852可被配置成感测接近于被用来形成天线的天线元件806中的一个或多个的手的放置并引起手周围的天线配置的自动调整。例如，如果天线元件806被耦合而形成700MHz天线(例如，如图4A中所示)并接近于背壳体802的左下角检测到手，则可通过将被连接到在手附近的天线元件806的开关816去激活并将连接到在手上方和/或右侧的天线元件806的附加开关816激活来重构天线。

电容感测模块852可包括分别地耦合到多个天线元件806的多个电容感测器854。例如，如图8中所示，在天线元件806的每个行或列中，可将元件1...n中的每一个耦合到电容传感器CS1、CS2、...、CSn中的相应的一个。在某些实施例中，可将电容感测模块连同开关816、扼流圈835和/或偏置模块825一起包括在电路板837上，如图8中所示。

在实施例中，电容感测模块852可与控制模块850通信以便重构天线。例如，在检测到接近于一个或多个天线元件806的手放置时，电容感测模块852可向控制模块850发送指示手放置和/或接近于手的天线元件806的识别的信号。响应于来自电容感测模块852的信号，控制模块850可向天线开关电路801发送控制信号以将被耦合到接近于手的天线元件806的每个开关816去激活。此外，控制模块850可向天线开关电路801发送控制信号以将一个或多个新的开关816激活以便围绕着手放置重构天线。在实施例中，用于形成天线的替换配置可以是预定的并存储在电子设备800的存储器中并被控制模块850访问以便生成用于执行重构的控制信号。

现在参考图9，示出了其中可实现某些实施例的示例电子设备900。电子设备900可以包括处理器950(诸如例如控制模块750或850)、存储器955(例如，硬驱、闪存、MicroSD卡等)、电源模块956(例如，蓄电池、燃料电池、有线或无线充电电路等)、外围接口957以及一个或多个外部端口958(例如，通用串行总线(USB)、HDMI、Firewire等)。存储器955可以具有其中各种部件相互远离地定位但仍被处理器950访问的分布式架构。这些其它部件可常驻于在网络上的其它位置处或在云布置中的设备上。

电子设备900还可以包括被耦合到外围接口957的通信模块960。通信模块960可包括无线通信电路962和天线模块964。根据某些实施例，天线模块964可包括如在本文中讨论的多个可连接天线元件(未示出)。无线通信电路962可包括天线开关模块901(例如，类似于天线开关电路701或801)。根据某些实施例，天线开关模块901可包括可被选择性地耦合到天线模块964中的天线元件的一个或多个开关(未示出)。

无线通信电路962可以包括根据IEEE标准、3GPP标准或其它标准运行并被配置成经由一个或多个外部端口958来接收和发射数据的一个或多个收发机。无线通信电路962可包括被配置成与广域网通信的一个或多个WWAN收发机(诸如，例如，蜂窝式电话收发机963和964)，包括用以将电子设备900通信连接到附加设备或部件的一个或多个蜂窝点或基站。此外，无线通信电路962可以包括一个或多个WLAN和/或WPAN收发机，诸如WiFi收发机965和蓝牙收发机966，其被配置成将电子设备900连接到局域网和/或个域网，诸如WiFi网络和/或蓝牙网络。另外，无线通信电路962可以包括被配置成从诸如GPS系统的位置数据网络获得位置相关数据或GPS坐标的一个或多个位置数据接收机967。此外，无线通信电路962可以包括一个或多个点到点收发机(未示出)，其被配置成将电子设备900连接到近程通信网络，诸如，例如，近场通信(NFC)和/或射频识别(RFID)。

电子设备900还可包括音频模块970，其包括诸如用于输出音频的扬声器971和用于接收音频的扩音器972之类的硬件部件。在某些实施例中，扬声器971和扩音器972可以是压电部件。电子设备900还可以包括输入/输出(I/O)控制器975、显示屏976以及附加I/O部件977(例如，电容器、键、按钮、灯、LED、光标控制部件、触觉部件、触摸敏感部件等)。可将显示屏976、音频模块970以及附加I/O部件977视为形成用户接口的各部分(例如，与向用户呈现信息和/或从用户接收输入相关联的电子设备900的各部分)。

一般地，根据实施例的计算机程序产品包括具有包含在其中的计算机可读程序代码的计算机可用存储介质(例如，标准随机存取存储器(RAM)、光盘、通用串行总线(USB)驱动等)，其中，计算机可读程序代码适合于由处理器950(例如，与操作系统相结合地工作)执行以实现用于从多个分立天线元件选择性地配置用于电子设备的天线的方法，如下面参考图10所述。在这方面，程序代码可用任何期望语言来实现，并且可实现为机器代码、汇编代码、字节代码、可解释源代码等(例如，经由C、C++、Java、Actionscript、Objective-C、Javascript、CSS、XML等)。

图10是用于控制与从包括在电子设备(例如，电子设备700、800)的背壳体(例如，背壳体702、802)上的多个分立天线元件(例如，天线元件706、806)选择性地配置用于电子设备的天线相关联的功能的方法1000的流程图。电子设备还可包括控制模块(例如，控制模块750、850)和天线开关模块(例如，天线开关电路701、801)，其包括多个开关(例如，开关716、816)，每个开关被选择性地耦合到两个或更多天线元件。应理解的是图10所描绘的流程图的步骤的顺序可以按照任何顺序，并且取决于实施方式，可以消除某些步骤和/或可以添加某些其它的步骤。

方法1000在步骤1002处开始，其中从控制模块接收识别包括在天线开关模块中的开关的数目【和位置】的第一控制信号。可基于电子设备的操作波段来确定开关的数目。方法1000还包括步骤1004，其包括通过使用包括在天线开关模块中的偏置模块(例如，偏置模块725、825)向每个开关施加偏压来将由第一控制信号识别的每个开关激活。开关的激活形成被耦合到开关的两个或更多天线元件之间的连接，从而形成天线。

在步骤1006处，具有在操作波段内的频率的无线通信信号经过被已识别开关耦合的天线元件。方法1000还包括步骤1008，其中使用分别地耦合到所述多个开关的多个射频扼流圈(例如，射频扼流圈735、835)来阻止无线通信信号进入天线开关模块。在某些实施例中，电子设备的操作波段包括美国LTE波段中的任何一个。在一个实施例中，耦合天线元件形成平面天线。在一个实施例中，耦合天线元件形成倒F形天线。在另一实施例中，耦合天线元件形成双倒L形天线。

在某些实施例中，方法1000还可包括步骤1009，其中从控制模块接收识别由第一控制信号识别的一个或多个开关中的至少一个的第二控制信号。可生成第二控制信号以增加电子设备的操作波段。在步骤1010处，方法1000包括通过去除向所述至少一个开关施加的偏压来将由第二控制信号识别的所述至少一个开关去激活，从而减少形成天线的耦合天线元件的数目。在实施例中，所述多个天线元件包括多个小天线元件和多个大天线元件，并且连接两个大天线元件与连接两个小天线元件相比引起电子设备的操作波段中的更大变化。

在某些实施例中，方法1000包括步骤1012，其中从控制模块接收识别除由第一控制信号识别的一个或多个开关之外的至少一个开关的第三控制信号。可生成第三控制模块以减小电子设备的操作波段。在步骤1014处，通过向所述至少一个附加开关施加偏压来将由第三控制信号识别的所述至少一个开关激活，从而增加形成天线的耦合天线元件的数目。

在某些实施例中，方法1000还包括步骤1016，其包括例如从电容感测模块852接收信号，该信号指示接近于所述多个天线元件中的一个或多个的手的放置。在步骤1018处，方法1000包括将被耦合到一个或多个天线元件的每个开关去激活。并且在步骤1020处，方法1000包括将并未接近于手的至少一个附加开关激活，从而引起天线的重构以减少由手放置引起的失调。

本公开意图解释如何适应和使用根据本技术的各种实施例而不限制其主旨、意图且合理的范围和精神。先前的描述并不意图是穷举的或局限于公开的精确形式。根据上述教导可以进行修改或变更。选择并描述实施例以提供所述技术的原理及其实际应用的最佳举例说明，并且使得本领域的技术人员能够在各种实施例中且以适合于设想的特定用途的各种修改利用本技术。所有此类修改和变更在可在本专利申请的待决期间修改的所附权利要求及其所有等价物确定(当根据其被合理地、合法地且公正地授予的范围内解释时)的实施例的范围内。

Claims (29)

1.一种电子设备，包括：

背壳体，所述背壳体至少部分地由多个分立天线元件形成；以及

天线开关模块，所述天线开关模块用于将所述多个分立天线元件中的两个或更多选择性地耦合到天线馈电线，耦合天线元件形成用于发射和/或接收无线通信信号的天线，其中，所述天线开关模块包括：

多个开关，每个开关被配置成将所述多个分立天线元件中的两个选择性地耦合，

多个电柱，每个电柱被耦合到所述多个开关中的至少一个，

多个射频扼流圈，每个射频扼流圈被耦合到所述多个电柱中的相应的一个，以及

偏置模块，所述偏置模块被耦合到所述多个射频扼流圈中的每一个，所述偏置模块被配置成通过被耦合到所述多个开关中的一个或多个的所述多个电柱向所述多个开关中的一个或多个选择性地施加偏压，

其中，所述多个射频扼流圈被配置成阻止所述无线通信信号进入所述偏置模块。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述天线开关模块还包括电路板，所述电路板在第一表面上至少包括所述多个开关和所述多个射频扼流圈。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述电路板还包括所述偏置模块。

4.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述电路板还包括与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面被耦合到接地平面。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其中，所述多个电柱在所述电路板的所述第一表面与所述接地平面之间垂直地对准。

6.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述电路板是柔性电路板。

7.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：控制模块，所述控制模块被配置成提供控制信号，所述控制信号指示将被天线开关模块连接的至少一个开关。

8.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述偏置模块包括：

电压源，所述电压源被配置成提供所述偏压，以及

多个偏置电阻器，所述多个偏置电阻器被配置成调节向每个开关施加的所述偏压。

9.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述多个开关包括微机电系统开关。

10.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：电容感测模块，所述电容感测模块用于感测接近于一个或多个天线元件的手的放置。

11.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述天线开关模块还包括所述电容感测模块的至少一部分。

12.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述多个分立天线元件被布置成在所述背壳体上产生马赛克图案。

13.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述多个分立天线元件在形状方面是统一的并且在尺寸和/或间距方面是不统一的。

14.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述多个分立天线元件包括多个小天线元件和多个大天线元件。

15.根据权利要求14所述的电子设备，其中，所述多个小天线元件被沿着所述背壳体的外周界布置。

16.根据权利要求15所述的电子设备，其中，所述多个大天线元件被布置在所述背壳体的所述外周界内。

17.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述耦合天线元件形成平面天线。

18.根据权利要求17所述的电子设备，其中，所述耦合天线元件形成倒F形天线。

19.根据权利要求17所述的电子设备，其中，所述耦合天线元件形成双倒L形天线。

20.一种从多个分立天线元件选择性地配置用于电子设备的天线的方法，所述多个分立天线元件形成所述电子设备的背壳体的至少一部分，所述电子设备还包括控制模块和包括多个开关的天线开关模块，每个开关被选择性地耦合到两个或更多天线元件，所述方法包括：

从所述控制模块接收第一控制信号，所述第一控制信号识别在所述天线开关模块中包括的所述多个开关的数目，所述数目由所述电子设备的操作波段确定；

通过使用在所述天线开关模块中包括的偏置模块向每个开关施加偏压来将由所述第一控制信号识别的每个开关激活，其中每个开关的激活形成被耦合到所述开关的所述两个或更多天线元件之间的连接；

具有在所述操作波段内的频率的无线通信信号经过被所述数目的所述多个开关耦合的所述两个或更多天线元件，所述两个或更多天线元件形成所述天线；以及

使用分别地耦合到所述多个开关的多个射频扼流圈来阻止所述无线通信信号进入所述偏置模块。

21.根据权利要求20所述的方法，还包括：

从所述控制模块接收识别由所述第一控制信号识别的所述多个开关中的至少一个的第二控制信号，所述第二控制信号被生成以增加所述电子设备的所述操作波段；以及

通过去除向所述多个开关中的所述至少一个施加的所述偏压来将由所述第二控制信号识别的所述多个开关中的所述至少一个去激活，从而减小形成所述天线的耦合天线元件的数目。

22.根据权利要求20所述的方法，还包括：

从所述控制模块接收识别除由所述第一控制信号识别的所述多个开关之外的至少一个开关的第三控制信号，所述第三控制信号被生成以减小所述电子设备的所述操作波段；以及

通过向所述至少一个开关施加所述偏压来将由所述第三控制信号识别的所述至少一个开关激活，从而增加形成所述天线的耦合天线元件的数目。

23.根据权利要求20所述的方法，还包括：

接收指示接近于所述多个分立天线元件中的一个或多个的手的放置的信号；以及

将被耦合到所述多个分立天线元件中的一个或多个的每个开关去激活。

24.根据权利要求23所述的方法，还包括：将并未接近于所述手的至少一个附加开关激活。

25.一种电子设备，包括：

背壳体，所述背壳体至少部分地由多个分立天线元件形成；以及

天线开关模块，所述天线开关模块用于将所述多个分立天线元件中的两个或更多选择性地耦合到天线馈电线，耦合天线元件形成用于发射和/或接收无线通信信号的天线，其中，所述天线开关模块包括：

第一电路板，所述第一电路板包括多个开关和多个射频扼流圈，每个开关被配置成选择性地耦合所述多个分立天线元件中的两个；

多个电柱，每个电柱的第一端被耦合到所述第一电路板；以及

第二电路板，所述第二电路板被耦合到每个电柱的相对端并且包括被配置成向所述多个开关中的一个或多个选择性地施加偏压的偏置模块，

其中，所述多个射频扼流圈被配置成阻止无线通信信号进入所述偏置模块。

26.根据权利要求25所述的电子设备，其中，所述第一电路板是柔性电路板。

27.根据权利要求25所述的电子设备，其中，所述第二电路板是刚性电路板。

28.根据权利要求25所述的电子设备，其中，所述第二电路板还包括控制模块，所述控制模块被配置成提供指示将被所述天线开关模块连接的所述多个开关的控制信号。

29.根据权利要求25所述的电子设备，其中，所述天线开关模块还包括电容感测模块，所述电容感测模块用于感测接近于一个或多个天线元件的手的放置。