CN107851904A - 具有针对蓝牙和wifi共存的高隔离性的低剖面天线 - Google Patents

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Abstract

一种低剖面、平面天线结构包括平面介质基板、被放置在该平面介质基板下面的接地层；被放置在该平面介质基板上面的圆形平面辐射元件；以及被均匀间隔分开并且围绕该圆形平面辐射元件的四个圆弧形寄生元件，所述四个圆弧形寄生元件和该圆形平面辐射元件被配置为作为第一平面天线、第二平面天线和贴片天线一起操作。该平面天线结构可以包括四个凹槽，其在该圆形平面辐射元件中构成，并且从该圆形平面辐射元件的圆周上的四个各自均匀间隔的点辐射状地向内朝向该圆形平面辐射元件的中心延伸。

Description

具有针对蓝牙和WIFI共存的高隔离性的低剖面天线
技术领域
概括地说，本示例性实施例涉及天线，具体地说，涉及允许多个天线在紧凑并且低剖面结构中共存的天线结构。
背景技术
无线设备(比如接入点(AP)和/或移动站(STA))可以采用多输入和多输出(MIMO)通信技术以增加数据吞吐量、增加信道分集和/或增加范围。一般来讲，MIMO可以指的是无线设备中多个天线的使用以实现天线分集。天线分集可以允许该无线设备使用多个空间流发送和/或接收信号，继而可以增加吞吐量并降低多径干扰的影响。
天线分集还可以允许无线设备使用多个通信协议和/或使用与不同频带相关联的信号与其它无线设备通信。例如，无线设备可以使用与蓝牙协议相关联的信号、使用与Wi-Fi协议相关联的信号和/或使用与另一个适用协议相关联的信号与其它无线设备交换信号。对于具有小外形规格的无线设备(例如，比如智能电话之类的移动设备)，将多个天线以相互非常靠近的方式进行共置可能非意欲地降低该多个天线之间的隔离性，继而可能使性能劣化。
因此，需要改进多个共置的天线之间的隔离性而不增加天线结构的尺寸。
发明内容
提供这一简要概述以简化的形式介绍下面的具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这一简要概述并不意在识别所声明主题的关键特征或必要特征，也不意在限制所声明主题的范围。
公开了一种紧凑的并且低剖面的天线结构，其可以允许同时在一个或多个频带中和/或根据一个或多个无线通信协议操作的多个天线的共存。举一个示例性实施例，该天线结构包括接地层；被放置在所述接地层上的圆形平面辐射元件；以及被均匀间隔分开并且围绕所述圆形平面辐射元件的四个圆弧形寄生元件，所述四个圆弧形寄生元件和所述圆形平面辐射元件被配置为作为第一平面天线、第二平面天线和贴片天线一起同时操作。所述四个圆弧形寄生元件是与所述圆形平面辐射元件共面的并且与之电容地耦合的。对于一些实现，所述圆形平面辐射元件中的至少一部分由所述第一平面天线、所述第二平面天线和所述贴片天线共享。
所述天线结构可以包括四个凹槽，其在所述圆形平面辐射元件中构成，并且从所述圆形平面辐射元件的圆周上的四个各自均匀间隔的点辐射状地向内朝向所述圆形平面辐射元件的中心延伸。所述四个圆弧形寄生元件之间的所述间隔中的每一个间隔与所述四个凹槽中的对应一个凹槽对齐。
对于一些实现，所述第一平面天线被配置为发送或接收蓝牙信号；所述第二平面天线被配置为在第一频带中发送或接收Wi-Fi信号；以及所述贴片天线被配置为在不同于所述第一频带的第二频带中发送或接收Wi-Fi信号。对于一些实现，所述第一频带可以是2.4GHz频带，并且所述第二频带可以是5GHz频带。对于其它实现，所述第一和第二频带可以与其它频率范围相关联。
对于其它实现，所述第一平面天线被配置为在所述2.4GHz频带中发送或接收第一Wi-Fi信号；所述第二平面天线被配置为在所述2.4GHz频带中发送或接收第二Wi-Fi信号；并且所述贴片天线被配置为在所述5GHz频带中发送或接收Wi-Fi信号。
附图说明
示例性实施例是以举例说明的方式描绘的并且并不意在受到附图的限制，其中：
图1A描绘了垂直极化偶极天线的辐射图。
图1B描绘了水平极化偶极天线的辐射图。
图2A示出了根据示例性实施例的平面天线结构的提升透视图
图2B和2C示出图2A的平面天线结构的俯视图。
图2D示出图2A的平面天线结构的底部视图。
图3描绘了与图2A-2D的平面天线结构的端口相关联的示例性返回损失。
图4A描绘了与不同频带相关联的图2A-2D的平面天线结构的端口之间的示例性隔离。
图4B描绘了与相似频带相关联的图2A-2D的平面天线结构的端口之间的示例性隔离。
图5描绘了图2A-2D的平面天线结构的第一平面天线的三维辐射图。
图6描绘了图2A-2D的平面天线结构的第二平面天线的三维辐射图。
图7描绘了图2A-2D的平面天线结构的贴片天线的三维辐射图。
图8示出可以在其中实现示例性实施例的无线网络的框图。
图9示出可以在其中实现示例性实施例的无线设备的框图。
图10是描绘用于构造图2A-2D的平面天线结构的示例方法的示例性流程图。
贯穿附图相似的附图标记指代对应的部件。
具体实施方式
下面仅仅为了简化在针对Wi-Fi信号和蓝牙信号的天线结构的上下文中讨论示例性实施例。要理解的是，示例性实施例同样可应用于其他无线通信技术和/或标准的信号。如本文中所使用的，术语“WLAN”和可以包括由IEEE 802.11标准家族、HiperLAN(无线标准集合，与IEEE802.11标准相比较主要用在欧洲)和具有相对短无线电传播范围的其它技术管理的通信。因此，术语“WLAN”和“Wi-Fi”可以在本文中替换使用。术语(下文中称为蓝牙或“BT”)可以包括由IEEE 802.15标准家族管理的通信和/或由蓝牙特别兴趣小组管理的通信。
在下面的描述中，提出很多具体细节，比如具体组件、电路和处理的示例，以提供对示例性公开内容的透彻理解。本文中使用的术语“耦合”意为直接连接到或通过一个或多个中间组件或电路连接的。
如本文中使用的术语“水平面”和“方位面”是可以替换的，并且指的是平行于地球表面的二维平面(例如，如由x轴和y轴定义的)。如本文中使用的术语“垂直面”指的是垂直于该水平面的二维平面(例如，对称于z轴)。
如本文中所使用的术语“辐射图”指的是由不同空间位置处的发射天线发出的相对电场强度的几何表示。例如，辐射图可以形象化地表示为三维辐射图的一个或多个二维交叉分区。由于互易原则，可以知道的是一个天线在被用作接收天线时具有与其被用作发射天线时相同的辐射图。因此，术语辐射图在本文中理解为也可以应用于接收天线，在接收天线中其表示该接收天线和不同空间位置处的电场之间的电磁耦合的相对量。因此，如本文中使用的术语“方位面中的全方向辐射图”意为覆盖地平面上所有入射角度的辐射图。
如本文中使用的术语“极化”指的是由发射天线产生的电场的空间定向，或者替代地是引发接收天线的基本上最大共振的电场和磁场的空间定向。例如，在没有反射表面的情况中，偶极天线辐射电场，该电场的方向平行于该天线的辐射体。如本文中使用的术语“水平极化”指的是与在水平方向上(例如，水平面上一侧到另一侧)振荡的电场(E-field)相关联的电磁波(例如，RF信号)，并且如本文中使用的术语“垂直极化”指的是与在垂直方向上(例如，垂直面中上下来回)振荡的E-field相关联的电磁波(例如，RF信号)。
并且，在下面的描述中为了解释说明的目的，给出具体命名以提供对示例性实施例的透彻理解。但是，对于本领域的技术人员显而易见的是，为了实现所述示例性实施例可以不要求这些具体细节。在其它实例中，以框图形式示出公知的电路和设备以避免模糊本示例性公开内容。所述示例性实施例不应被解释为限于本文中描述的具体示例，而是将由所附权利要求定义的所有实施例包括在其范围内。
仅仅为了方便和清楚的目的，可以关于附图或特定实施例使用比如顶部、底部、左、右、上、下、之上、上方、之下、在下方、在后方、后、前和穿过之类的方向性术语。这些和类似的方向性术语不应该被解释为以任何方式限制本公开内容的范围，并且可以根据上下文改变。而且，比如第一和第二之类的序列性术语可以用于区分类似的元件，但是可以以其它顺序使用或者也可以根据上下文改变。
图1A示出沿着z轴在垂直方向上延伸的典型垂直极化偶极天线111的辐射图110的截面视图。该辐射图110是关于z轴对称并且在水平面(例如，如由x轴和y轴所定义的)上为全方向的圆环面。更具体地，该辐射图110在水平面上具有最大增益，而在从天线111的每个末端延伸的垂直方向上具有空值。因此，天线111可以接收来源于水平面的信号，而不能接收来源于垂直方向的信号(例如，由于从该天线111的轴延伸的空值)。而且，由于天线111是垂直极化的，因此天线111可能只捕捉接收信号中的垂直极化分量。因此，尽管天线111在水平面上具有全方向辐射图110，但是天线111可能接收不到来源于水平面的水平极化信号。
图1B示出在水平方向(例如，沿着y轴)上延伸的典型水平极化偶极天线121的辐射图120的截面视图。该辐射图120是关于y轴对称并且在垂直面上为全方向的圆环面。更具体地，该辐射图120在垂直面上具有最大增益并且在从天线121的每个末端延伸的方向上(例如，沿着y轴)的水平面中具有空值。因此，天线121可能接收不到来源于水平面上沿着y轴的路径的信号。而且，由于天线121是水平极化的，因此天线121可能只捕捉接收信号中的水平极化分量。因此，尽管天线121在垂直面上具有全方向辐射图120，但是天线121可能接收不到垂直极化信号。
而且，尽管垂直极化天线111和水平极化天线121可以按照交叉配置而排列在一起，但是得到的交叉偶极天线结构可能无法向/从水平面上所有角度发送/接收水平极化信号(尽管它可能能够向/从水平面上所有角度发送/接收垂直极化信号)。要注意的是，上面关于图1A-1B的描述仅仅是举例说明，并且并不意在表示与示例性实施例相关联的辐射图。
在多个天线共置于同一设备上时，该多个天线之间的非期望的耦合可能造成该多个天线相互干扰。例如，如果图1A的天线111和图1B的天线121相互相邻，则垂直极化天线111可能不令人期望地辐射一些水平极化的信号(例如，从而干扰水平极化天线121对水平极化信号的接收)，而水平极化天线121可能不令人期望地辐射一些垂直极化信号(例如，从而干扰垂直极化天线111对垂直极化信号的接收)。因此，在多个天线共置于一个无线设备上时，期望的是将该多个天线相互隔离(例如，以减少该多个天线之间的干扰)，同时减小该天线消耗的整体尺寸和/或空间。这些是本发明示例性实施例要解决的至少一些技术问题。
图2A示出根据示例性实施例的平面天线结构200的提高透视图。平面天线结构200可以包括在任何适用的主机无线设备中或附着在其上，例如用于向其它无线设备发送无线信号和/或从其它无线设备接收无线信号(为了简化图2A中未示出该主机无线设备和其它无线设备)。该平面天线结构200可以形成在介质基板201上。如图所示，平面天线结构200可以包括接地层210、圆形平面辐射元件220、四个圆弧形寄生元件230A-230D和三个激励端口P1-P3。这三个激励端口P1-P3可以向集成在该平面天线结构200中的三个对应天线ANT1-ANT3提供信号和/或从其接收信号，如下面关于图2B更详细描述的。
接地层210可以由任何适用材料构成，其提供天线结构200的接地和/或反射表面。对于示例性实施例，接地层210可以由导电金属构成。在一些实施例中，接地层210和其它天线元件可以形成在介质基板201上，介质基板201可以是例如具有大约1.5mm厚度的FR4基板(但是针对其它实施例，该介质基板201可以具有另一个合适的厚度)。在一些实施例中，接地层210可以具有大约17μm或32μm的厚度(但是针对其它实施例，该接地层210可以具有另一个合适的厚度)。
圆形平面辐射元件220和四个圆弧形寄生元件230A-230D可以由任何适用的导电材料构成。例如，该圆形平面辐射元件220和四个圆弧形寄生元件230A-230D可以由具有大约17μm或32μm的厚度的导电金属构成(但是在一些其它实施例中，这些组件可以具有另一种合适的厚度)。对于至少一些示例性实施例，接地层210、圆形平面辐射元件220和四个圆弧形寄生元件230A-230D可以是被印制在或者以其它方式被放置在该基板201上的导电薄膜。
该平面天线结构200包括在该圆形平面辐射元件220中构成的四个凹槽221(1)-221(4)。这四个凹槽221(1)-221(4)从该圆形平面辐射元件220的圆周上的四个各自均匀间隔的点或位置221(1)-222(4)辐射状地向内向该圆形平面辐射元件220的中心延伸。还参考图2B，这四个凹槽221(1)-221(4)可以定义四个外部区域220A-220D和该圆形平面辐射元件220的基本圆形内部区域220E。例如，凹槽221(1)可以将外部区域220A-220B的部分彼此分开，凹槽221(2)可以将外部区域220B-220C的部分彼此分开，凹槽221(3)可以将外部区域220C-220D的部分彼此分开，并且凹槽221(4)可以将外部区域220D-220A的部分彼此分开。
四个圆弧形寄生元件230A-230D可以具有相同的尺寸和形状，并且可以围绕该圆形平面辐射元件220的圆周放置。因此，如图2A-2B中描绘的，这四个圆弧形寄生元件230A-230D环绕该圆形平面辐射元件220。这四个圆弧形寄生元件230A-230D电容地耦合到圆形平面辐射元件220，并且可以分别与该圆形平面辐射元件220的四个外部区域220A-220D对齐。例如该第一圆弧形寄生元件230A与圆形平面辐射元件220的第一外部区域220A对齐并与之电容地耦合，该第二圆弧形寄生元件230B与圆形平面辐射元件220的第二外部区域220B对齐并与之电容地耦合，该第三圆弧形寄生元件230C与圆形平面辐射元件220的第三外部区域220C对齐并与之电容地耦合，并且该第四圆弧形寄生元件230D与圆形平面辐射元件220的第四外部区域220D对齐并与之电容地耦合。
四个圆弧形寄生元件230A-230D可以相互均匀间隔分开，并且该四个圆弧形寄生元件230A-230D之间的间隔可以与该圆形平面辐射元件220中构成的对应凹槽221对齐。更具体地，对于图2A中描述的示例性实施例，将寄生元件230A-230B分隔开的第一间隔231(1)与第一凹槽221(1)对齐，将寄生元件230B-230C分隔开的第二间隔231(2)与第二凹槽221(2)对齐，将寄生元件230C-230D分隔开的第三间隔231(3)与第三凹槽221(3)对齐，并且将寄生元件230D-230A分隔开的第四间隔231(4)与第四凹槽221(4)对齐。
根据该示例性实施例，圆形平面辐射元件220和四个圆弧形寄生元件230A-230D可以构成(并且一起同时操作为)两个平面天线和一个贴片天线。更具体地，参考图2B，可以包括内部区域220E和外部区域220A和220C的该圆形平面辐射元件220的第一连续区域可以构成并操作为第一平面天线ANT1的至少一部分，可以包括内部区域220E和外部区域220B和220D的该圆形平面辐射元件220的第二连续区域可以构成并操作为第二平面天线ANT2的至少一部分，并且该圆形平面辐射元件220的大部分可以构成并操作为贴片天线ANT3的至少一部分。对于本文中描述的示例性实施例，该第一平面天线ANT1、第二平面天线ANT2和贴片天线ANT3可以共享圆形平面辐射元件220的至少内部区域220E。因此，如下面更详细描述的，该第一平面天线ANT1、第二平面天线ANT2和贴片天线ANT3可以具体实现(例如，集成到一起)在该圆形平面辐射元件220和该四个圆弧形寄生元件230A-230D中。通过使用该圆形平面辐射元件220和该四个圆弧形寄生元件230A-230D的公共部分构成并操作为三个单独的天线ANT1-ANT3，示例性实施例的平面天线结构200所消耗的区域可以被减少(例如，相比于常规的三天线结构)。
该第一平面天线ANT1可以由第一激励端口P1激励，P1可以位于第一外部区域220A中的在沿着x轴的方向上在凹槽221(1)和221(4)之间近似等距的并且在沿着y轴的方向上在内部区域220E和圆形平面辐射元件220的圆周之间近似等距的点处。更具体地，该第一平面天线ANT1可以基于由第一激励端口P1提供的第一激励信号向其它无线设备发送(例如，辐射)第一无线信号，并且可以将从其它无线设备接收到的(例如，捕捉到的)无线信号提供给第一激励端口P1。上面提到为电容地耦合到该圆形平面辐射元件220的相应外部区域220A和220C的寄生元件230A和230C，可以构成该第一平面天线ANT1的一部分和/或可以至少部分地确定与该第一平面天线ANT1相关联的频率带宽。
例如，在第一平面天线ANT1被由第一激励端口P1提供的第一激励信号激励时，圆形平面辐射元件220中作为第一平面天线ANT1操作的区域可以向自由空间辐射电磁波(例如，RF信号)。另外，作为对该第一激励信号的响应而沿着外部区域220A和220C的外部边缘流动的电流可以分别激励寄生元件230A和230C，230A和230C继而也可以向自由空间辐射RF信号。因此，该第一平面天线ANT1的辐射图可以由圆形平面辐射元件220和寄生元件230A和230C的几何来确定。
该第二平面天线ANT2可以由第二激励端口P2激励，P2位于第二外部区域220B中的在沿着y轴的方向上在凹槽221(1)和221(2)之间近似等距的并且在沿着x轴的方向上在内部区域220E和圆形平面辐射元件220的圆周之间近似等距的点处。更具体地，该第二平面天线ANT2可以基于由第二激励端口P2提供的第二激励信号向其它无线设备发送(例如，辐射)第二无线信号，并且可以将从其它无线设备接收到的(例如，捕捉到的)无线信号提供给第二激励端口P2。上面提到为电容地耦合到该圆形平面辐射元件220的相应外部区域220B和220D的寄生元件230B和230D，可以构成该第二平面天线ANT2的一部分和/或可以至少部分地确定与该第二平面天线ANT2相关联的频率带宽。
例如，在第二平面天线ANT2被由第二激励端口P2提供的第二激励信号激励时，圆形平面辐射元件220中作为该第二平面天线ANT2来操作的区域可以向自由空间辐射电磁波(例如，RF信号)。另外，作为对该第二激励信号的响应而沿着外部区域220B和220D的外部边缘流动的电流可以分别激励寄生元件230B和230D，230B和230D继而也可以向自由空间辐射RF信号。因此，该第二平面天线ANT2的辐射图可以由圆形平面辐射元件220和寄生元件230B和230D的几何来确定。
该贴片天线ANT3可以由第三激励端口P3激励，P3位于该圆形平面辐射元件220的中心处。更具体地，该贴片天线ANT3可以基于由第三激励端口P3提供的第三激励信号向其它无线设备发送(例如，辐射)第三无线信号，并且可以将从其它无线设备接收到的(例如，捕捉到的)无线信号提供给第三激励端口P3。上面提到为电容地耦合到该圆形平面辐射元件220的寄生元件230A和230D，可以构成该贴片天线ANT3的一部分，例如通过作为该贴片天线ANT3的外围辐射元件来操作。另外，该寄生元件230A-230D可以至少部分地确定与该贴片天线ANT3相关联的频率带宽(例如，并且还可以至少部分地确定与该平面天线ANT1-ANT2相关联的频率带宽)。
例如，在贴片天线ANT3被由第三激励端口P3提供的第三激励信号激励时，圆形平面辐射元件220中作为该贴片天线ANT3操作的区域可以向自由空间辐射电磁波(例如，RF信号)。另外，作为对该第三激励信号的响应而沿着外部区域220A-220D的外部边缘流动的电流可以激励寄生元件230A-230D，230A-230D继而也可以向自由空间辐射RF信号。因此，该贴片天线ANT3的辐射图可以由圆形平面辐射元件220和寄生元件230A-230D的几何来确定。
图2C是描绘平面天线结构200的各个元件的示例性几何关系的平面天线结构200的顶视图。具体来讲，第三激励端口P3位于圆形平面辐射元件220的中心处。该第一激励端口P1所在位置沿着y轴距圆形平面辐射元件220的中心是距离d0，并且第二激励端口P2所在位置沿着x轴距圆形平面辐射元件220的中心是距离d0。由于该第一和第二激励端口P1和P2被放置在该圆形平面辐射元件220上相距大约90度，该第一和第二平面天线ANT1和ANT2在方位面中相对于彼此是正交定向的。如下面更详细描述的，该第一和第二平面天线ANT1和ANT2在圆形平面辐射元件220上的正交定向可能导致该第一和第二平面天线ANT1和ANT2呈现形状上类似但是正交极化的辐射图。该第一和第二平面天线ANT1和ANT2的正交极化可以提供该第一和第二平面天线ANT1和ANT2之间的相对高的隔离度。
位于该圆形平面辐射元件220的中心处的该第三激励端口P3距每个凹槽221的最里面的点是距离d1。该圆形平面辐射元件220具有被表示为距离d2的半径。该平面天线结构200具有从该圆形平面辐射元件220的中心到寄生元件230的外部边缘测量的半径，表示为距离d3。凹槽221从圆形平面辐射元件220的圆周向内辐射状地延伸距离d4。该寄生元件230从圆形平面辐射元件220分离开距离d5，并且相互分开一个角度宽度(α)。
这四个圆弧形寄生元件230A-230D可以改变与该圆形平面辐射元件220上构成的天线ANT1-ANT3的部分相关联的共振频率，例如以便增加天线ANT1-ANT3的带宽。该圆弧形寄生元件230A-230D中的相邻两个之间的分离(α)也可能影响天线ANT1-ANT 3的带宽。因此，天线ANT1-ANT3的带宽和/或频率响应可以通过改变该圆弧形寄生元件230A-230D之间的距离来调整。
对于至少一个示例性实施例，距离d1可以是大约8毫米(mm)，距离d2可以是大约15mm，距离d3可以是大约26.5mm，距离d4可以是大约7mm，距离d5可以是大约1mm，并且α的值可以是大约12度。另外，对于至少一个实施例，该介质基板201可以具有大约1.5mm的厚度。为了本公开内容的目的，术语“大约”意为针对实际实施例，距离d1-d5的值和/或α的值均可以落在以本文中指定的对应距离为中心的±10％范围内。该接地层210、圆形平面辐射元件220和四个圆弧形寄生元件230A-230D均可以具有17μm或32μm的厚度(对于其它实施例，平面天线结构200可以具有其它维度、几何和/或各个元件之间的相对距离)。因此，由于该平面天线结构200具有非常低的剖面(例如，大约1.5mm厚)并且消耗相对很小的平面区域(例如，具有大约26.5mm半径的圆形)，该平面天线结构200适合用于具有很小外形规格的无线设备中。另外，如下面更详细描述的，平面天线结构200提供第一和第二平面天线ANT1-ANT2之间的相对高的隔离度，并且提供平面天线ANT1-ANT2和贴片天线ANT3之间的相对高的隔离度，例如由于该第一频带和第二频带之间的频率分隔。三个天线ANT1-ANT3之间的这些相对高的隔离度可以允许这三个天线ANT1-ANT3共置于同一结构中，并且以相对很小的相互干扰同时操作。这些是示例性实施例针对上面提到的技术问题提供的至少一些技术解决方案。
如上提到的，平面天线结构200可以具有除了上述示例之外的尺寸、几何和/或各个元件之间的相对距离。更具体地，对于其它实施例，该平面天线结构200的尺寸可以按照以下这种方式来改变(例如，增加或减少)：允许该平面天线结构200能够用于具有不同外形规格和/或操作在若干不同频带中的不同设备中。对于一个示例性实现，该平面天线结构200的尺寸可以被减少，使得该平面天线结构200可以适合于用在移动设备中(例如，智能电话或平板电脑)。减少该平面天线结构200的尺寸可能减少第一和第二平面天线ANT1-ANT2和贴片天线ANT3的有效长度，继而可能增加与该天线ANT1-ANT3的每一个天线相关联的辐射频率(例如，使得该第一和第二平面天线ANT1-ANT2可以按照比与2.4GHz信号相关联的那些频率更高的频率来进行辐射，并且贴片天线ANT3可以按照比与5GHz信号相关联的那些频率更高的频率来进行辐射)。各个元件之间的相对距离和/或各个元件的几何也可以被调整，例如以便最大化天线ANT1-ANT3之间的隔离。
对于另一个示例性实现，该平面天线结构200的尺寸可以被增加，使得该平面天线结构200可以适合用在具有更大外形规格的无线设备中。增加该平面天线结构200的尺寸可以增加该第一和第二平面天线ANT1-ANT2和贴片天线ANT3的有效长度，继而可以减少与该天线ANT1-ANT3中的每一个天线相关联的辐射频率(例如，使得该第一和第二平面天线ANT1-ANT2可以按照比与2.4GHz信号相关联的那些频率更低的频率进行辐射，并且贴片天线ANT3可以按照比与5GHz信号相关联的那些频率更低的频率进行辐射)。各个元件之间的相对距离和/或各个元件的几何也可以被调整，例如以便最大化天线ANT1-ANT3之间的隔离。
图2D是该平面天线结构200的底部视角视图。对于图2D的示例性实施例，激励端口P1-P3中的每一个可以在接地层210之下的向下方向上延伸并且可以在向该圆形平面辐射元件220的顶表面的向上方向上延伸(也见图2A-2C)。激励端口P1-P3均可以经由合适的连接器耦合到该主机无线设备上的处理电路(为了简单，没有在图2D中示出该处理电路和连接器)。适用的连接器可以包括(但是并不仅限于)U.FL连接器、同轴连接器、具有接触端子的传输线连接器等等。如图2D中所描绘的，激励端口P1-P3中的每一个可以放置在接地层210上的对应环形间隙211中。例如，该第一激励端口P1可以被放置在第一环形间隙211(1)中，第二激励端口P2可以被放置在第二环形间隙211(2)中，并且第三激励端口P3可以被放置在第三环形间隙211(3)中。
再次参考图2A-2B，第一平面天线ANT1、第二平面天线ANT2和贴片天线ANT3可以具体实现在圆形平面辐射元件220和四个圆弧形寄生元件230A-230D中。尽管所有三个天线ANT1-ANT3共享该圆形平面辐射元件220的圆形内部区域220E，但是三个天线ANT1-ANT3中的每一个可以同时并且相互独立地操作。对于示例性实施例，平面天线ANT1-ANT2可以被配置为在第一频带中发送/接收信号，并且贴片天线ANT3可以被配置为在不同于该第一频带的第二频带中发送/接收信号。对于一些实现，该第一频带可以是2.4GHz频带，该第二频带可以是5GHz频带。对于其它实现，该第一和第二频带可以与其它频率范围相关联。
例如，在一种实现中，该第一平面天线ANT1可以被配置为发送/接收蓝牙信号(例如，在大约2400和2484MHz之间的频带中使用跳频技术进行发送)，该第二平面天线ANT2可以被配置为发送/接收2.4G Wi-Fi信号(例如，在大约2400和2484MHz之间的2.4GHz频带中进行发送)，并且该贴片天线ANT3可以被配置为发送/接收5G Wi-Fi信号(例如，在大约4915和5825MHz之间的5GHz频带中进行发送)。以此方式，该平面天线结构200可以允许该主机无线设备同时使用蓝牙信号、2.4G Wi-Fi信号和5G Wi-Fi信号进行操作。
在另一个实现中，第一平面天线ANT1可以被配置为发送/接收2.4G Wi-Fi信号，第二平面天线ANT2也可以被配置为发送/接收2.4G Wi-Fi信号，并且贴片天线ANT3可以被配置为发送/接收5G Wi-Fi信号。以此方式，该平面天线结构200可以允许主机无线设备实现多输入多输出(MIMO)功能(例如，在2.4G Wi-Fi频带中)并且作为双频带无线设备来操作(例如，通过操作在2.4G Wi-Fi频带和5G Wi-Fi频带二者中)。
图3是描绘了与图2A-2D的平面天线结构的三个激励端口P1-P3相关联的示例性反射系数(以分贝为单位，作为频率的函数)的图表300。该反射系数可以是天线性能的重要测量，例如由于天线的反射系数指示提供给激励端口的能量的哪些部分被反射回该发送者(例如，该主机无线设备的模拟前端)。天线的反射系数(RC)的一般测量可以以分贝(dB)表示为：其中，术语“Pr”指示反射的功率量(例如，从天线反射的功率的量)，而术语“Pi”指示入射功率量(例如，提供给该天线的功率量)。因此，有效天线设计应该具有满足主机设备或系统的各种要求的反射系数。
示例性图表300包括表示第一和第二激励端口P1-P2的反射系数的第一曲线310，并且包括表示第三激励端口P3的反射系数的第二曲线330。与该第一和第二激励端口P1-P2相关联的反射系数是相同或相似的，例如分别由于该第一和第二平面天线ANT1-ANT2之间的对称性。如图3中所描绘的，由对应激励端口P1-P2激励的第一和第二平面天线ANT1-ANT2，可以实现2.4GHz频带中的大约200MHz的带宽(该200MHz带宽在图3中表示为区域311，其中，端口P1-P2的反射系数小于大约-6dB)。对于一个示例性实施例，端口P1-P2可以在大约2.58GHz的频率处具有大约-15dB的最小反射系数，如图3中所描绘的。
由激励端口P3激励的贴片天线ANT3，可以实现5GHz频带中的大约880MHz的带宽(该880MHz带宽在图3中表示为区域331，其中，端口P3的返回损失小于大约-6dB)。对于一个示例性实现，如图3中所描绘的，端口P3可以在大约5.2GHz的频率处具有大约-31dB的最小反射系数。
如上所提到的，三个天线ANT1-ANT3中的每一个可以同时并且相互独立地操作，例如由于在这三个激励端口P1-P3之间提供的隔离(例如，由平面天线结构200的唯一性结构和几何所产生的)。该平面天线ANT1-ANT2和贴片天线ANT3共享圆形平面辐射元件220的至少一些公共部分，并且因此具有最小的空间分集。因此，在天线ANT1-ANT3之间提供相对高的隔离度对于减少天线ANT1-ANT3之间的干扰是期望的。更具体地，由于该第一和第二平面天线ANT1-ANT2可以操作在相同频带(例如，2.4GHz频带)中，因此相对高的隔离度—或者换句话说相对低的耦合量—在该第一和第二平面天线ANT1-ANT2之间是有必要的。
还参考图2A-2D，该第一平面天线ANT1相对于该第二平面天线ANT2的正交定向可以使得该第一和第二平面天线ANT1-ANT2具有正交的极化。得到的该第一和第二平面天线ANT1-ANT2之间的极化分集可以提供足够的隔离，以允许该第一和第二平面天线ANT1-ANT2在相同频带中的共存和同时操作。
图4A示出描绘平面天线结构200的端口P1/P2和端口P3之间的示例性耦合(以分贝为单位，作为频率的函数)的图表400。更具体地，示例性图表400包括表示第一激励端口P1和第三激励端口P3之间的耦合的第一曲线410(例如，并且因此曲线410表示第一平面天线ANT1和贴片天线ANT3之间的耦合)，并且包括表示第二激励端口P2和第三激励端口P3之间的耦合的第二曲线411(例如，并且因此曲线411表示第二平面天线ANT2和贴片天线ANT3之间的耦合)。要注意的是，由于端口P1-P2可以具有基本相似的响应(例如，由这两个相应平面天线ANT1-ANT2的相似结构所产生的)，因此曲线410和411可能相似或相同。
如图4A中所描绘的，平面天线端口P1/P2和贴片天线端口P3之间的耦合对于2GHz和6.5GHz之间的整个频谱带而言可以大约为-20dB(或更好)。图4A中标记为420的平面天线端口P1/P2和贴片天线端口P3之间的在2.4GHz频带中的耦合可以超过-26dB。该相对高的隔离度可以允许天线ANT1-ANT3共置于相同的导体元件上(例如，圆形平面辐射元件220)，并且在一个或多个频带中和/或使用一个或多个无线通信协议同时操作。更具体地，该相对高的隔离度可以允许平面天线ANT1-ANT2操作在相对较低的频带中(例如，2.4GHz频带)，同时贴片天线ANT3操作在相对较高的频带中(例如，5GHz频带)。而且，由于该2.4GHz信号的二次谐波具有5GHz频带中的频率分量，因此在该2.4GHz端口(例如，端口P1-P2)和5GHz端口(例如，端口P3)之间提供大约-20dB的隔离意味着该2.4GHz信号的任何非期望的二次谐波可以具有比目标5GHz信号低大约20dB的功率。要注意的是，如图4A中由箭头421标记的，平面天线端口P1/P2和贴片天线端口P3之间的针对大约2.6GHz附近的频率的相对低耦合可能在感兴趣的频率之外(例如，在通常由Wi-Fi和蓝牙协议使用的2400和2484MHz之间的频率范围之外)。
图4B示出描绘平面天线结构200的端口P1和P2之间的示例性耦合(以分贝为单位，作为频率的函数)的图表401。更具体地，示例性图表401包括表示第一激励端口P1和第二端口P2之间的耦合的曲线450(例如，并且因此曲线450表示第一平面天线ANT1和第二平面天线ANT2之间的耦合)。如图4B中所描绘的，平面天线端口P1和P2之间的耦合对于大约2.318GHz和2.470GHz之间的频率范围(例如，图4B中标记为范围451)而言可以大约为-25dB(或更好)。平面天线端口P1和P2之间的耦合在2.4GHz附近频率处可以超过-35dB。平面天线端口P1和P2之间的该相对高的隔离度可以允许共置的平面天线ANT1-ANT2以最小的共存干扰同时操作在相同频带中(例如，2.4GHz频带)。因此，包括平面天线结构200的无线设备可以用本示例性实施例的紧凑的并且低剖面天线结构使用蓝牙信号和2.4GHz Wi-Fi信号与其它无线设备同时通信(或者替代地可以通过天线ANT1-ANT2之间的最小共存干扰实现2x2MIMO功能)。要注意的是，如图4B中由箭头452标记的，平面天线端口P1和P2之间的针对大约2.6GHz附近的频率的相对低耦合可能在感兴趣的频率之外(例如，在通常由Wi-Fi和蓝牙协议使用的2400和2484MHz之间的频率范围之外)。
图5描绘了图2A-2D的平面天线结构200的第一平面天线ANT1的三维辐射图500。如图5中所描绘的，图500的较暗区域对应于更大的增益。因此，该第一平面天线ANT1可以在法线方向(例如，沿着z轴)上具有峰值增益。对于至少一些实施例，该第一平面天线ANT1可以针对2.4GHz频带具有大约5.3dBi的峰值增益和大约70％的效率(相比之下，大于40％的效率对于很多无线通信是可接受的)。
图6描绘了图2A-2D的平面天线结构200的第二平面天线ANT2的三维辐射图600。如图6中所描绘的，图600的较暗区域对应于更大的增益。因此，该第二平面天线ANT2可以在法线方向(例如，沿着z轴)上具有峰值增益。对于至少一些实施例，该第二平面天线ANT2可以针对2.4GHz频带具有大约5.3dBi的峰值增益和大约70％的效率。
要注意的是，尽管第一平面天线ANT1和第二平面天线ANT2的相应辐射图500和600可能是相似的，但是辐射图500和600的极化是相互正交的，例如分别源自于该第一平面天线ANT1和第二平面天线ANT2的端口P1和P2之间的90度的旋转。所得到的该第一和第二平面天线ANT1-ANT2之间的极化分集可以在对应天线端口P1-P2之间提供相对高的隔离度，如图4B中所描绘的，可以将该第一和第二平面天线ANT1-ANT2之间的干扰减少到允许平面天线ANT1-ANT2在相同(或相似)频带中同时操作的水平。
图7描绘了图2A-2D的平面天线结构200的贴片天线ANT3的三维辐射图700。如图7中所描绘的，图700的较暗区域对应于更大的增益。因此，如图7中所描绘的，该贴片天线ANT3在法线方向(例如，沿着z轴)上具有空值。对于至少一些实施例，该贴片天线ANT3可以针对5GHz频带具有大约5.5dBi的峰值增益和大约90％的效率。
再次参考图5-6，由于该第一和第二平面天线ANT1-ANT2在相同方向上(例如，沿着z轴)具有峰值增益，贴片天线ANT3在该方向上具有空值，因此平面天线结构200提供该平面天线ANT1-ANT2和贴片天线ANT3之间的方向图分集。所得出的该平面天线ANT1-ANT2和贴片天线ANT3之间的方向图分集可以在该平面天线端口P1/P2和贴片天线端口P3之间提供相对高的隔离度，如图4A中所描绘的，可以将该平面天线ANT1-ANT2和贴片天线ANT3之间的干扰减少到允许平面天线ANT1-ANT2在一个频带中同时操作同时贴片天线ANT3在不同频带中操作的水平(例如，从而允许双频带操作)。
如上所提到的，平面天线结构200的示例性实施例可以在无线设备中提供，例如以允许可以根据一个或多个无线通信协议(例如，Wi-Fi和蓝牙)和/或在一个或多个不同频带(例如，2.4GHz频带和5GHz频带)中同时操作的多个天线在一个紧凑并且低剖面的结构中共存。可以采用平面天线结构200的示例性实施例的无线设备可以包括无线接入点、无线站和/或其它无线通信设备。
例如，图8是可以在其中实现示例性实施例的无线系统800的框图。无线系统800被示为包括四个无线站STA1-STA4、无线接入点(AP)810和无线局域网(WLAN)820。该WLAN 820可以由根据IEEE 802.11标准家族(或根据其它适用无线协议)操作的多个Wi-Fi接入点(AP)构成。因此，尽管为了简化在图8中只示出了一个AP 810，但是应该理解的是，WLAN 820可以由任何数量的接入点(比如AP 810)构成。该AP 810被指派唯一的MAC地址，该MAC地址例如由该接入点的制造商编程在其中。类似的，STA1-STA4中的每一个也可以被指派唯一的MAC地址。对于一些实施例，无线系统800可以对应于多输入多输出(MIMO)无线网络。而且，尽管WLAN 820在图8中描绘为基础服务集(BSS)，但是对于其它示例性实施例，WLAN 820可以是基础设施BSS(IBSS)、自组织网络或对等(P2P)网络(例如，根据Wi-Fi直连协议操作)。
站STA1-STA4中的每一个可以是任何适用的具有Wi-Fi功能的无线设备，包括例如手机、个人数字助理(PDA)、平板设备、膝上型计算机等等。每个站STA还可以被称为用户设备(UE)、用户站、移动单元、用户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动用户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手机、用户代理、移动客户端、客户端或一些其它适用的术语。对于至少一些实施例，每个站STA可以包括一个或多个收发机、一个或多个处理资源(例如，处理器和/或ASIC)、一个或多个存储资源和电源(例如，电池)。存储资源可以包括存储用于操作示例性实施例的平面天线结构200的指令的非临时性计算机可读介质(例如，一个或多个非易失性存储元件，比如EPROM、EEPROM、闪存、硬盘驱动等等)。
该AP 810可以是允许一个或多个无线设备使用Wi-Fi、蓝牙或任何其它适用的无线通信标准或协议经由AP 810连接到网络(例如，局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)和/或互联网)的任何适用设备。对于至少一个实施例，AP 810可以包括一个或多个收发机、一个或多个处理资源(例如，处理器和/或ASIC)、一个或多个存储资源和电源。该存储资源可以包括存储用于操作示例性实施例的平面天线结构200的指令的非临时性计算机可读介质(例如，一个或多个非易失性存储元件，比如EPROM、EEPROM、闪存、硬盘驱动等等)。
对于站STA1-STA4和/或AP 810，该一个或多个收发机可以包括Wi-Fi收发机、蓝牙收发机、蜂窝收发机和/或其它适用的射频(RF)收发机(为了简化未示出)以发送和接收无线通信信号。每个收发机可以在不同的操作频带中和/或使用不同的通信协议与其它无线设备通信。例如，Wi-Fi收发机可以根据IEEE 802.11标准家族在900MHz频带、2.4GHz频带、5GHz频带和/或60GHz频带中通信。蓝牙收发机可以在根据蓝牙特别兴趣小组和/或IEEE802.15标准家族的各种RF频带中通信。蜂窝收发机可以在根据第三代合作伙伴计划(3GPP)描述的4G长期演进(LTE)协议(例如，在大约700MHz和大约3.9GHz之间)和/或根据其它蜂窝协议(例如，全球移动通信系统(GSM)协议)的各个RF频带中通信。在其它实施例中，包括在该STA中的收发机可以是任何技术可行的收发机，比如来自ZigBee规范的规范描述的ZigBee收发机、WiGig收发机和/或来自HomePlug联盟的规范描述的HomePlug收发机。
图9示出根据示例性实施例的无线设备900的框图。无线设备900示出为包括收发机910、处理器920、存储器930和平面天线结构200的三个天线ANT1-ANT3。收发机910被示出为包括三个收发机链911-913。对于图9的示例，第一收发机链911可以耦合到第一平面天线ANT1，第二收发机链912可以耦合到第二平面天线ANT2，并且第三收发机链913可以耦合到贴片天线ANT3。尽管在图9中只描绘了三个天线ANT1-ANT3和三个收发机链911-919，但是无线设备900可以包括额外的天线结构和/或额外的收发机链。而且，尽管为了简化在图9中未示出，但是收发机链911-913可以选择性地通过适用天线选择电路耦合到天线ANT1-ANT3。对于其它实施例，收发机链911-913中的一个或多个可以共享天线ANT1-ANT3中的一个或多个。除此之外或者作为替代，收发机链911-913中的一个或多个可以共享一个或多个内部组件(为了简化未示出)，比如本地振荡器信号。
收发机910可以用于直接或经由一个或多个中间网络与关联于图8的WLAN 820的其它无线设备或WLAN服务器(未示出)通信。耦合到收发机910和存储器930的处理器920可以是能够执行存储在设备900中(例如，在存储器930中)的一个或多个软件程序的脚本或指令的任何适用一个或多个处理器。处理器920可以管理无线设备900的无线电功能(例如，用于生成要从无线设备900发送的信号和/或处理由无线设备900接收到的信号)。存储器930可以包括存储用于由处理器920执行的指令的非临时性计算机可读介质(例如，一个或多个非易失性存储元件，比如EPROM、EEPROM、闪存、硬盘驱动等等)。
图10是描绘构造该平面天线结构200的一个实施例的示例方法的说明性流程图1000。还参考图2A-2D，首先提供平面介质基板201(1001)。然后，将接地层210放置在该介质基板的下面(1002)。接下来，在该介质基板201上面放置圆形平面辐射元件220(1003)。接下来，围绕该圆形平面辐射元件220放置均匀间隔开的四个圆弧形寄生元件230A-230D，例如使得该四个圆弧形寄生元件230A-230D与该圆形平面辐射元件220共面并且被配置为与其电容地耦合(1004)。接下来，在该圆形平面辐射元件220中构成四个凹槽221(1)-221(4)，该四个凹槽221(1)-221(4)从该圆形平面辐射元件220的圆周上的四个各自均匀间隔的点222(1)-222(4)辐射状地向内向该圆形平面辐射元件220的中心延伸(1005)。然后，该四个圆弧形寄生元件230A-230D之间的间隔231(1)-231(4)中的每一个间隔与四个凹槽221(1)-221(4)中的对应一个凹槽对齐(1006)。
本领域的技术人员应该了解的是，可以使用各种不同技艺和技术中的任意一种来表示信息和信号。例如，可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或它们的任何组合来表示贯穿上面的描述引用的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片。
并且，本领域的技术人员应该了解的是，结合本文中公开的方面描述的各个示例性逻辑快、模块、电路和算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地解释说明硬件和软件的这一可替换性，上面已经概要地围绕它们的功能描述了各个示例性组件、块、模块、电路和步骤。至于该功能是实现为硬件还是软件取决于特定应用和施加在该整个系统上的设计约束。熟练的技术人员可以针对每个特定应用以不同方式实现所描述的功能，但是这些实现决策不应该解释为造成对本公开内容的范围的背离。
结合本文中公开的方面描述的方法、序列或算法可以具体直接实现在硬件中、由处理器执行的软件中或二者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动盘、CD-ROM或本领域内公知的任何其它形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器，使得该处理器能够从该存储介质读取信息并向其写入信息。作为替代，该存储介质可以整合到该处理器中。
在上面的描述中，已经参考其具体示例性实施例描述了示例性实施例。但是，显而易见的是可以在不脱离本文中提出的公开内容的更广泛范围的前提下对其做出各种修改和改变。该描述和附图相应地应该被认为是举例说明性意义而不是限制性意义。

Claims (30)

1.一种天线结构，包括：
平面介质基板；
被放置在所述平面介质基板下面的接地层；
被放置在所述平面介质基板上面的圆形平面辐射元件；以及
被均匀间隔分开并且围绕所述圆形平面辐射元件的四个圆弧形寄生元件，所述四个圆弧形寄生元件和所述圆形平面辐射元件被配置为作为第一平面天线、第二平面天线和贴片天线一起同时操作。
2.如权利要求1所述的天线结构，其中，所述圆形平面辐射元件中的至少一部分由所述第一平面天线、所述第二平面天线和所述贴片天线共享。
3.如权利要求1所述的天线结构，其中，所述天线中的至少一个天线的带宽是至少部分地基于所述四个圆弧形寄生元件和所述圆形平面辐射元件之间的距离的。
4.如权利要求1所述的天线结构，其中，所述第一平面天线、所述第二平面天线和所述贴片天线被配置为同时发送不同的无线信号。
5.如权利要求1所述的天线结构，其中，所述四个圆弧形寄生元件是与所述圆形平面辐射元件共面的并且电容地耦合的。
6.如权利要求1所述的天线结构，其中：
所述圆弧形寄生元件中的第一对作为所述第一平面天线的对端部分操作；
所述圆弧形寄生元件中的第二对作为所述第二平面天线的对端部分操作；
所有所述圆弧形寄生元件作为所述贴片天线的外围辐射元件操作。
7.如权利要求1所述的天线结构，还包括：
四个凹槽，其在所述圆形平面辐射元件中构成，并且从所述圆形平面辐射元件的圆周上的四个各自均匀间隔的点辐射状地向内朝向所述圆形平面辐射元件的中心延伸。
8.如权利要求7所述的天线结构，其中，所述圆形平面辐射元件具有大约15mm的半径，所述凹槽中的每一个凹槽向所述圆形平面辐射元件辐射状地延伸大约7mm，所述四个圆弧形寄生元件之间的所述间隔均具有大约12度的角度宽度，并且所述四个圆弧形寄生元件距离所述圆形平面辐射元件大约1mm。
9.如权利要求8所述的天线结构，其中，所述四个圆弧形寄生元件之间的所述间隔中的每一个间隔与所述四个凹槽中的对应一个凹槽对齐。
10.如权利要求1所述的天线结构，其中：
所述第一平面天线被配置为发送或接收蓝牙信号；
所述第二平面天线被配置为在第一频带中发送或接收Wi-Fi信号；以及
所述贴片天线被配置为在不同于所述第一频带的第二频带中发送或接收Wi-Fi信号。
11.如权利要求10所述的天线结构，其中，所述第一频带包括2.4GHz频带，并且所述第二频带包括5GHz频带。
12.一种天线结构，包括：
平面介质基板；
被放置在所述平面介质基板下面的接地层；
圆形平面辐射元件，其被放置在所述平面介质基板上面，并且耦合到第一激励端口、第二激励端口和第三激励端口；以及
周围的四个圆弧形寄生元件，其被电容地耦合到所述圆形平面辐射元件并且与其共面，
所述天线结构被配置为同时发送从所述第一激励端口接收的第一信号、发送从所述第二激励端口接收的第二信号并且发送从所述第三激励端口接收的第三信号。
13.如权利要求12所述的天线结构，其中，所述第一信号包括蓝牙信号，所述第二信号包括第一频带中的Wi-Fi信号，并且所述第三信号包括不同于所述第一频带的第二频带中的Wi-Fi信号。
14.如权利要求13所述的天线结构，其中，所述第一频带包括2.4GHz频带，并且所述第二频带包括5GHz频带。
15.如权利要求12所述的天线结构，其中，所述第一信号包括第一频带中的第一Wi-Fi信号，所述第二信号包括所述第一频带中的第二Wi-Fi信号，并且所述第三信号包括不同于所述第一频带的第二频带中的第三Wi-Fi信号。
16.如权利要求12所述的天线结构，其中，所述圆形平面辐射元件和所述四个圆弧形寄生元件构成耦合到所述第一激励端口的第一平面天线，构成耦合到所述第二激励端口的第二平面天线，并且构成耦合到所述第三激励端口的贴片天线。
17.如权利要求16所述的天线结构，其中，所述第一平面天线和所述第二平面天线均在基本相同方向上具有峰值增益，在该方向上所述贴片天线具有空值。
18.如权利要求12所述的天线结构，还包括：
四个凹槽，其在所述圆形平面辐射元件中构成，并且从所述圆形平面辐射元件的圆周上的四个各自均匀间隔的点辐射状地向内朝向所述圆形平面辐射元件的中心延伸。
19.如权利要求18所述的天线结构，其中，所述四个圆弧形寄生元件之间的所述间隔中的每一个间隔与所述四个凹槽中的对应一个凹槽对齐。
20.如权利要求19所述的天线结构，其中，所述圆形平面辐射元件具有大约15mm的半径，所述凹槽中的每一个凹槽向所述圆形平面辐射元件辐射状地延伸大约7mm，所述四个圆弧形寄生元件之间的所述间隔均具有大约12度的角度宽度，并且所述四个圆弧形寄生元件距离所述圆形平面辐射元件大约1mm。
21.一种无线设备，包括：
数个收发机链；以及
耦合到所述数个收发机链的天线结构，所述天线结构包括：
平面介质基板；
被放置在所述平面介质基板下面的接地层；
被放置在所述平面介质基板上面的圆形平面辐射元件；以及
被均匀间隔分开并且围绕所述圆形平面辐射元件的四个圆弧形寄生元件，所述四个圆弧形寄生元件和所述圆形平面辐射元件彼此之间共面并且被配置为一起作为第一平面天线、第二平面天线和贴片天线操作。
22.如权利要求21所述的无线设备，其中，所述天线结构还包括：
四个凹槽，其在所述圆形平面辐射元件中构成的，并且从所述圆形平面辐射元件的圆周上的四个各自均匀间隔的点辐射状地向内朝向所述圆形平面辐射元件的中心延伸。
23.如权利要求22所述的无线设备，其中，所述四个圆弧形寄生元件之间的所述间隔中的每一个间隔与所述四个凹槽中的对应一个凹槽对齐。
24.如权利要求21所述的无线设备，其中，所述圆形平面辐射元件中的至少一部分由所述第一平面天线、所述第二平面天线和所述贴片天线共享。
25.如权利要求21所述的无线设备，其中，并发地，所述第一平面天线被配置为发送由所述收发机链中的第一个收发机链提供的蓝牙信号，所述第二平面天线被配置为发送由所述收发机链中的第二收发机链提供的2.4GHz Wi-Fi信号，并且所述贴片天线被配置为发送由所述收发机链中的第三收发机链提供的5GHz Wi-Fi信号。
26.如权利要求21所述的无线设备，其中，并发地，所述第一平面天线被配置为发送由所述收发机链中的第一个收发机链提供的第一2.4GHz Wi-Fi信号，所述第二平面天线被配置为发送由所述收发机链中的第二收发机链提供的第二2.4GHz Wi-Fi信号，并且所述贴片天线被配置为发送由所述收发机链中的第三收发机链提供的5GHz Wi-Fi信号。
27.一种构造平面天线结构的方法，所述方法包括：
提供平面介质基板；
在所述平面介质基板下面放置接地层；
在所述平面介质基板上面放置圆形平面辐射元件；以及
均匀间隔分开并且围绕所述圆形平面辐射元件放置四个圆弧形寄生元件，使得所述四个圆弧形寄生元件和所述圆形平面辐射元件共面并且所述四个圆弧形寄生元件被配置为电容地耦合到所述圆形平面辐射元件，所述四个圆弧形寄生元件和所述圆形平面辐射元件被配置为作为第一平面天线、第二平面天线和贴片天线一起同时操作。
28.如权利要求27所述的方法，其中，所述圆形平面辐射元件中的至少一部分由所述第一平面天线、所述第二平面天线和所述贴片天线共享。
29.如权利要求27所述的方法，还包括：
在所述圆形平面辐射元件中构成从所述圆形平面辐射元件的圆周上的四个各自均匀间隔的点辐射状地向内朝向所述圆形平面辐射元件的中心延伸的四个凹槽。
30.如权利要求29所述的方法，其中，所述四个圆弧形寄生元件之间的所述间隔中的每一个间隔与所述四个凹槽中的对应一个凹槽对齐。
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