CN108292795B

CN108292795B - 天线部分

Info

Publication number: CN108292795B
Application number: CN201680066858.5A
Authority: CN
Inventors: S·吴; P·赖特
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2021-09-14
Anticipated expiration: 2036-02-19
Also published as: EP3353852B1; US20190067817A1; EP3353852A1; TW201731165A; TWI647878B; EP3353852A4; WO2017142561A1; US10854974B2; CN108292795A

Abstract

在一个示例实现中，天线系统可以包括天线部分，所述天线部分包括天线的第一部分以接收射频(RF)信号。天线可以包括电容性地耦合到第一部分的第二部分，其中第二部分到第一部分的电容耦合增加了高频带谐振。天线可以包括连接到连接器的天线的第三部分。第三部分可以电容耦合到第一部分以激发宽的低频带谐振和高频带谐振。连接器可以是第三部分的接地。

Description

天线部分

背景技术

天线可以用于促进无线通信。天线可以与计算设备结合使用以促进计算设备的无线通信。

附图说明

图1示出了根据本公开的系统的示例的图。

图2示出了根据本公开的包括天线部分的计算设备的示例的图。

图3示出了根据本公开的包括天线部分的计算设备的示例的图。

图4示出了根据本公开的包括天线部分的计算设备的示例的图。

图5示出了根据本公开的用于天线部分的方法的示例的流程图。

具体实施方式

由于计算设备规范改变，所以计算设备内的空间分配可能改变。例如，由于移动和/或便携式计算设备（在本文中通常称为“计算设备”）变得更小、更薄和/或更轻，所以设备内的部件放置可能带来挑战。例如，当与计算设备相关联的天线布置在计算设备的麦克风、扬声器、端口（例如，通用串行总线）等附近时，可能出现涉及天线放置的挑战。如本文使用的计算设备包括智能电话、平板电话（phablet）、手持式计算机、个人数字助理、电子计算机（carputer）、可穿戴计算机、膝上型计算机、平板计算机、膝上型计算机/平板计算机混合物等等。

在一些示例中，可能期望提供计算设备的宽带和多频带天线。然而，天线的设计可能会受到天线此类大小的限制。另外，对于包括位于计算设备底部上的USB（通用串行总线）端口的、具有薄外形的计算设备而言，计算设备的体积可以增加或者辐射性能可以降低。增加天线体积可以负面地影响计算设计的工业设计。值得注意的是，本文描述的示例可以允许USB端口被用作相对于天线部件的特定朝向的辐射结构，以便避免这种负面结果。

计算设备可以包括天线以发送和/或接收信号。例如，天线可以与计算设备结合使用以促进语音和/或数据传输。在一些示例中，天线可以与计算设备结合使用以促进电话通信、web访问、IP语音、游戏、高清晰度移动电视、视频会议等。然而，与某些计算设备形状因数相关联的空间约束和/或一些材料选择可能影响天线放置和/或天线性能。

本公开的示例包括采用天线的方法、系统和装置。例如，一种系统可以包括计算设备和包括第一天线部分（例如，馈电臂（feeding arm））、第二天线部分（例如，寄生臂）和第三天线部分（例如，耦合臂）的天线。在一些示例中，第一天线部分可以电容性地耦合到第二天线部分，并且第一天线部分可以电容性地耦合到第三天线部分。在一些示例中，系统可以进一步包括用作将第三天线部分（例如，天线的耦合臂）接地的辐射结构的USB。

图1示出了根据本公开的系统100的示例的图。如图1的示例中所示，系统100可以包括天线的第一天线部分110、天线的第二天线部分112以及天线的第三天线部分114。第一天线部分110包括第一部分110-1和第二部分110-2。第一部分110-1可以与馈电111连通（communication）。第一天线部分110可以指代天线的馈电臂。可以通过射频（RF）信号源直接激发（excite）馈电臂。射频信号源可以包括射频的源。RF是指位于从大约3kHz至300 GHz范围内的任何电磁波频率。RF可以指电振荡。

第二天线部分112包括第一部分112-1和第二部分112-2。第二天线部分112可以指代天线的寄生臂。在132处，馈电臂的第一部分110-1和寄生臂的第一部分112-1可以电容性地耦合在一起。例如，第一部分110-1与第一部分112-1之间的电磁耦合场可以允许第一部分110-1和第一部分112-1电磁（EM）连通（in electromagnetic（EM）communication）。天线的两个部分之间的EM连通可以基于两个部分的特定距离和/或朝向。例如，当第一部分110-1距第一部分112-1特定距离时，EM连通可以是特定的强度。响应于两个部分进一步分开，根据与特定距离相关的场，EM连通可以被削弱和/或加强。电容性地耦合到第一天线部分110的第二天线部分（例如，寄生臂）112在RF信号源的高频带中产生多谐振以扩展由第一天线部分110和第三天线部分114产生的高频带谐振，这将在本文中进一步描述。

第三天线部分114包括第一部分114-1、第二部分114-2和第三部分114-3。第一部分114-1的前端可以被接地128到连接器（例如，通用串行总线（USB）端口）130。连接器130可以是通用串行总线（USB），或能够向和/或从计算设备提供通信和/或电力供应的其他端口或总线。第三天线部分（例如，耦合臂）114可以电容性地耦合到第一天线部分110，以便在低频带和高频带频率范围中产生多谐振。由第三天线部分114产生的高频带谐振由第一天线部分110和第二天线部分112产生的高频带谐振进一步扩展。

第二天线部分112和/或第三天线部分114的至少一部分可以连接到与计算设备相关联的系统接地108。在一些示例中，第三天线部分114可以与连接到系统接地108的端口130物理接触。端口可以是通用串行总线（USB），或能够向和/或从计算设备提供通信和/或电力供应的其他端口或总线。

图2示出了根据本公开的包括天线的计算设备的示例的图。如图2的示例中所示，计算设备202可以包括天线的第一天线部分210、天线的第二天线部分212以及天线的第三天线部分214。第一天线部分210包括第一部分210-1和第二部分210-2。第一部分210-1可以在馈电211处开始并且沿着计算设备202的所示顶部行进，以大致（general）90度转弯向下弯曲（curve down）（例如，导致大致正交关系），并且然后沿着计算设备202的前部侧向（sideways）行进。如图所示，第一部分210-1形成L，并且继续作为第二部分210-2。第一部分210-1可以与馈电211连通。部分部分210-2在侧向方向上朝第一部分210-1向回弯曲，形成“U”。第一天线部分210可以指天线的馈电臂。可以通过射频（RF）信号源直接激发馈电臂。

第二天线部分212包括第一部分212-1和第二部分212-2。第一部分212-1可以沿着计算设备202的顶部、在第一部分210-1旁边行进，并且沿着计算设备202的前侧以大致90度转弯类似地向下弯曲（导致大致正交关系，如图所示）。然后，第一部分212-1可以在远离第一部分210-1的方向上侧向转弯。然后，第一部分212-1变成第二部分212-2并且以大致90度的转弯（例如，如所示的两个45度转弯，但不限于这些具体转弯）向回转弯以与计算设备202的前侧重新接合（rejoin）。第二天线部分212可以指代天线的寄生臂。在232处，第一部分210-1和第一部分212-1可以电容性地耦合在一起。例如，电容性场可以允许第一部分210-1和第一部分212-1通过它们之间的电容场连通。电容性地耦合到第一天线部分210的第二天线部分（例如，寄生臂）212在RF信号源的高频带中产生多谐振，以扩展由第一天线部分210和第三天线部分214产生的高频带谐振。

第三天线部分214包括第一部分214-1、第二部分214-2和第三部分214-3。第一部分214-1可以与第二部分210-2平行地并且接近第二部分210-2地沿着计算设备202的顶部行进。第二部分214-2是在第二部分214-2远离第一天线部分210和第二天线部分212行进的180度转弯和/或枢轴点（pivot point）之后的第一部分214-1的延续。第二部分214-2也可以在连接器230的顶部上方并在其旁边行进。第二部分214-2可以构成向下的路径并且继续延伸到计算设备的侧部。

第三部分214-3可以是第二部分214-2的延续并且在计算设备202的侧部处构成两个尖锐的90度转弯，并且然后在形成U并且朝向侧部向回转弯之前朝向连接器230向回转弯，如图所示那样。第一部分214-1可以被接地到连接器（例如，通用串行总线（USB）端口）230。连接器230可以是通用串行总线（USB），或能够向和/或从计算设备提供通信和/或电力供应的其他端口或总线。第三天线部分（例如，耦合臂）214可以在234处电容性地耦合到第一天线部分210，以便在低频带和高频带频率范围中产生多谐振。进一步通过第一天线部分210和第二天线部分212产生的高频带谐振扩展由第三天线部分214产生的高频带谐振。

图3示出了根据本公开的包括天线的计算设备的示例的图。如图3的示例中所示，计算设备可以是类似的并且镜像图2中的计算设备202。例如，如图2中所示，第二天线部分212被图示在计算设备202的左侧。在图3中，第二天线部分312被图示在右侧。基于多个其他组件（例如，USB端口、金属部件、扬声器系统等）可以将天线部分放置在特定位置，以便最大化天线的效率、最小化干扰等。第一天线部分310位于连接器330的右侧，并且第三天线部分314被图示在连接器330的左侧。第二天线部分312在计算设备的最右边缘上。

第一天线部分310可以电容性地耦合到第二天线部分312。第一天线部分310可以电容性地耦合到第三天线部分314。即使天线部件从一侧向另一侧重新排列和/或翻转（flip），耦合和/或相互作用可以与关联图2描述的那些相同。图3的窗口340可以被扩展为图4中的440。

图4示出了包括天线的计算设备的部分440的示例的图。天线可以包括在428处被接地到连接器430的部分414（例如图2和图3中的第三天线部分214和314）。连接器430可以是通用串行总线（USB）端口。该USB可以耦合到PCB 408。

图5示出了根据本公开的用于天线的方法505的示例的流程图。在550处，方法505可以包括将接收射频（RF）信号的天线的部分定位在天线的附加部分近侧（proximal to）。天线的附加部分（例如，图3中的第三天线部分314）可以位于接收RF信号以将它们电容性地耦合在一起的部分的旁边。

在552处，方法505可以包括以电抗部件装载（load）天线的附加部分（例如，在图4中的428处）。附加部分可以装载有电容器和/或电感器，而不是被接地。多个电抗部件可以装载到附加部分上。电抗部件的数量可以与低频带谐振调整的调整水平相关联。低频带谐振调整可以被调整到低频带频率。在一些示例中，低频带频率可以指700 MHz-1GHz范围内的无线电频率。

在554处，方法505可以包括调整附加部分的电长度。对电长度的调整可以影响低频带谐振频率范围。在556处，方法505可以包括调谐附加部分的低频带频率。例如，耦合臂的长度（诸如电长度）可以是用于低频带频率的主要调谐参数。可以在不影响高频带频率的情况下执行低频带频率的调谐。调谐可以包括放大一个和/或多个特定频带内的RF振荡。调谐可以包括减少在一个和/或多个特定频带之外的其他RF频率处的振荡。

在一些示例中，该方法可以包括将天线的一部分（例如，馈电臂）电容性地耦合到附加部分（例如，寄生臂）。在一些示例中，该方法可以包括将天线的第三部分（例如，耦合臂）定位在该部分（例如，馈电臂）的近侧。该方法可以包括将第三部分（例如，耦合臂）电容性地耦合到该部分（例如，馈电臂）。该方法可以包括使用是电容器的电抗部件。在一些示例中，该方法可以包括使用是电感器的电抗部件。电容器或电感器的使用可以允许低频带频率的调整。

以该方式，本公开描述了一种独特的天线结构，其使用USB端口作为辐射结构以克服由于USB端口组件导致的可能的负辐射性能。另外，可以使用上述天线的部分的特定配置和/或朝向来建立低外形（low-profile）配置。这虑及计算设备的更广泛的工业设计。另外，实现了更宽的带宽。

在本公开的前述具体实施方式中，参考了形成其一部分的附图，并且其中以说明方式示出了可如何实践本公开的示例。足够详细地描述了这些示例以使得本领域的普通技术人员能够实践本公开的示例，并且应当理解，可以使用其他示例并且可以进行过程、电和/或结构改变而不偏离本公开的范围。

本文中的图遵循编号惯例，其中第一位数字对应于附图图号，并且其余位数字标识附图中的元件或部件。例如，附图标记110可以指图1中的元件“10”，并且类似的元件可以由图2中的附图标记210来标识。本文各个图中所示的元素可以被添加、交换和/或消除，从而提供本公开的多个附加示例。另外，附图中提供的元素的比例和相对规模（scale）旨在说明本公开的示例，并且不应被视为具有限制意义。此外，如本文所使用的，“多个”元素和/或特征可以指代这样的元素和/或特征中一个或多个。

如本文所使用的，“基本上”和/或“大致”是指与绝对特性足够接近以实现相同功能的特性。例如，基本上正交的方向可以是这样的方向：即使没有完全以90度对齐，也足够接近90度以实现90度的特性。

Claims

1.一种天线系统，包括：

天线的第一部分，用以接收射频（RF）信号；

电容性地耦合到第一部分的第二部分，其中第二部分到第一部分的电容性耦合增加了高频带谐振；和

天线的第三部分，其连接到连接器，所述连接器是通用串行总线（USB），或能够向和/或从计算设备提供通信和/或电力供应的其他端口或总线，其中：

第三部分电容性地耦合到第一部分以激发宽的低频带谐振和高频带谐振；和

连接器是第三部分的接地。

2.根据权利要求1所述的天线系统，其中第一部分是天线的馈电臂。

3.根据权利要求1所述的天线系统，其中第二部分是天线的寄生臂。

4.根据权利要求1所述的天线系统，其中第三部分是天线的耦合臂。

5.根据权利要求1所述的天线系统，其中连接器被用作天线的辐射结构。

6.一种计算设备，包括：

天线，其中所述天线包括：

馈电臂，用以接收射频（RF）信号；

耦合臂，其连接到连接器，所述连接器是通用串行总线（USB），或能够向和/或从计算设备提供通信和/或电力供应的其他端口或总线，使得连接器使耦合臂接地，其中：

接地到连接器的耦合臂的第一部分在馈电臂近侧；

耦合臂的第二部分在连接器的侧部之上行进；和

耦合臂的第三部分在馈电臂远侧；和

寄生臂，其中所述寄生臂的第一部分在馈电臂近侧并且寄生臂的第二部分在耦合臂近侧。

7.根据权利要求6所述的计算设备，其中寄生臂的第一部分电容性地耦合到馈电臂。

8.根据权利要求6所述的计算设备，其中寄生臂的第二部分电容性地耦合到耦合臂。

9.根据权利要求6所述的计算设备，其中馈电臂、耦合臂和寄生臂围绕计算设备的边缘部分弯曲。

10.根据权利要求6所述的计算设备，

接地到连接器的耦合臂的第一部分在馈电臂近侧。

11.一种用于天线的方法，包括：

将接收射频（RF）信号的天线的一部分定位在天线的附加部分近侧；

用电抗部件装载天线的附加部分；

调整附加部分的电长度；

基于电长度调谐附加部分的低频带频率而不影响高频带频率；

将天线的第三部分定位在所述部分近侧；以及

将第三部分电容性地耦合到所述部分以激发宽的低频带谐振和高频带谐振，

其中第三部分连接到连接器，所述连接器是通用串行总线（USB），或能够向和/或从计算设备提供通信和/或电力供应的其他端口或总线。

12.根据权利要求11所述的方法，包括将所述部分电容性地耦合到附加部分。

13.根据权利要求11所述的方法，其中电抗部件是电容器和电感器中的一个。