CN110858682B - 无线通信的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的方面提供一种装置，所述装置包括电磁波接口设备，能够辐射和感测电磁波，所述电磁波接口设备包括馈电端口、耦接到电接地的第一接地端口以及耦接到所述电接地的第二接地端口，其中在所述馈电端口和所述第一接地端口之间连接的第一导电路径形成闭环天线，以及在所述馈电端口和所述第二接地端口之间连接的第二导电路径形成非辐射性闭环路径。通过利用本发明，可以更好地进行无线通信。

Description

无线通信的方法及装置
技术领域
本发明总体有关于天线设计，且尤其有关于具有多个接地点(grounding point)的闭环天线(closed-loop antenna)的各种设计。
背景技术
除非另有指示，否则本部分描述的方法并非随附的权利要求的现有技术，且不因包含在本部分中而被承认是现有技术。
随着移动通信从一代发展到新的一代(比如从第四代(4th Generation，4G)发展到第五代(5th Generation，5G))，更宽的带宽和更多的层被用来满足对新一代移动通信的更高性能的新需求。因此，移动通信设备中天线的设计将需要进行改变以适应新的需求。然而，设计新的天线却存在一些挑战，诸如有限的印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)面积和阻抗匹配(impedance matching)。
发明内容
本发明的方面提供一种装置，所述装置包括电磁波接口设备，能够辐射和感测电磁波，所述电磁波接口设备包括馈电端口、耦接到电接地的第一接地端口以及耦接到所述电接地的第二接地端口，其中在所述馈电端口和所述第一接地端口之间连接的第一导电路径形成闭环天线，以及在所述馈电端口和所述第二接地端口之间连接的第二导电路径形成非辐射性闭环路径。
本发明的方面提供一种无线通信的方法，包括使用电磁波接口设备的闭环天线进行无线通信，其中所述电磁波接口设备包括馈电端口、耦接到电接地的第一接地端口以及耦接到所述电接地的第二接地端口，其中在所述馈电端口和所述第一接地端口之间连接的第一导电路径形成所述闭环天线，以及在所述馈电端口和所述第二接地端口之间连接的第二导电路径形成非辐射性闭环路径。所述无线通信包括以下任一项或两项：辐射输出电磁波；以及感测输入电磁波。
通过利用本发明，可以更好地进行无线通信。
附图说明
附图被包括在内以提供对本发明的进一步理解，附图被并入且构成本发明的一部分。附图例示了本发明的实施方式，且和描述一起用来解释本发明的原理。能理解的是，附图不一定是按比例的，因为为了清楚地例示本发明的概念，一些组件显示的尺寸可能会与实际实施中的尺寸不成比例。
图1是根据本发明一实施方式的示范性设计的示意图。
图2是根据本发明一实施方式的示范性设计的示意图。
图3是根据本发明一实施方式的示范性设计的示意图。
图4是根据本发明一实施方式的示范性设计的示意图。
图5A是根据本发明一实施方式的示范性设计的示意图。
图5B是根据本发明一实施方式的示范性设计的示意图。
图6是根据本发明一实施方式的示范性设计的示意图。
图7是根据本发明一实施方式的示范性设计的示意图。
图8是根据本发明一实施方式的示范性设计的示意图。
图9是根据本发明一实施方式的示范性设计的示意图。
图10A是根据本发明一实施方式的示范性设计的示意图。
图10B是根据本发明一实施方式的示范性设计的示意图。
图11A是根据本发明一实施方式的示范性设计的示意图。
图11B是根据本发明一实施方式的示范性设计的示意图。
图12是根据本发明一实施方式所提出的天线与传统天线相对比的示范性场景的示意图。
图13是根据本发明一实施方式所提出的天线的各种设计的样本的示意图。
图14是根据本发明一实施方式的示范性装置的框图。
图15是根据本发明一实施方式的示范性处理的流程图。
具体实施方式
本发明公开了所要求保护主题的详细实施例和实施方式。然而应该理解，本发明公开的实施例和实施方式仅仅是对要求保护的主题的说明，要求保护的主题可以以各种形式实施。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于本发明所描述的示范性实施例和实施方式。相反，提供这些示范性实施例和实施方式，使得对本发明的描述是彻底的和完整的，并且可以把本发明的范围充分传达给本领域的技术人员。在下面的描述中，公知的特征和技术细节可能会省略，以避免不必要地模糊本发明的实施例和实施方式。
概述
根据本发明的实施方式与移动通信中关于闭环天线设计有关的各种技术、方法、方案和/或办法相关。根据本发明，若干可能的办法可以分开实施或者联合实施。也就是说，虽然这些可能的办法可能在下面分开描述，但是这些可能办法中的两个或多个办法可以以一种组合或另一种组合来实施。
本发明提出具有多个接地点的闭环天线的若干设计。特别地，根据本发明的闭环天线可以至少包含第一接地路径(grounding path)和第二接地路径，其中第一接地路径是可以用来作为闭环天线路径的谐振路径(resonant path)，第二接地路径可以用来作为匹配调谐路径(matching tuning path)。在所提出的具有至少两个环的至少两个接地点的设计中，在用来作为闭环天线路径(或谐振路径)的第一接地路径上可能存在电流零点(current null)，而第二接地路径(或匹配调谐路径)可改善闭环天线的阻抗匹配。与具有相同(identical)尺寸的传统设计(诸如具有单个接地点的闭环天线和平面倒F天线(Planar Inverted-F Antenna，PIFA))相比，相信所提出的具有多个接地点的闭环天线将会具有更高的性能(至少就天线效率和散布矩阵(scattering matrix)(也称为S参数)而言)。相应地，根据本发明的一个或多个闭环天线(比如这些天线中的两个)可以被集成(integrate)，以用于具有紧凑(compact)尺寸的多入多出(Multiple-Input andMultiple-Output，MIMO)应用。
图1例示了根据本发明一实施方式的示范性设计100。图1的(A)部分示出了装置(比如便携式装置(诸如智能手机))中的设计100的示范性实施方式，其中装置具有闭环天线，设计100的闭环天线具有多个接地点，其中多个接地点电耦接至该装置的金属边框(metal bezel)，该装置的金属边框连接至系统接地(system ground)。图1的(B)部分示出了设计100的原理图。
参考图1的(B)部分，设计100可以包含馈电端口(feeding port)和两个接地端口——称为第一接地端口和第二接地端口(分别如图1中的“接地端口1”和“接地端口2”所示)。在馈电端口和第一接地端口之间连接的第一导电路径(electrically-conductivepath)(或者第一接地路径)可以形成闭环天线。在馈电端口和第二接地端口之间连接的第二导电路径(或者第二接地路径)可以形成非辐射性(non-radiative)闭环路径。第一接地路径的长度大于第二接地路径的长度。利用第二接地路径，可以改善闭环天线的天线匹配。由于不需要金属边框上的开口(slit)作为天线设计的一部分，相信设计100可以对使用金属边框的移动设备有益。
图2例示了根据本发明一实施方式的示范性设计200。图2的(A)部分示出了装置(比如便携式装置(诸如智能手机))中的设计200的示范性实施方式，其中装置具有两个闭环天线，设计200的每个闭环天线具有多个接地点，其中多个接地点电耦接至该装置的金属边框，该装置的金属边框连接至系统接地。图2的(B)部分示出了设计200的原理图。
参考图2的(B)部分，设计200可以包含两个馈电端口和四个接地端口——称为第一馈电端口、第二馈电端口、第一接地端口、第二接地端口、第三接地端口和第四接地端口(分别如图2中的“馈电端口1”、“馈电端口2”、“接地端口1”、“接地端口2”、“接地端口3”和“接地端口4”所示)。在第一馈电端口和第一接地端口之间连接的第一导电路径(或者第一接地路径)可以形成闭环天线。在第一馈电端口和第二接地端口之间连接的第二导电路径(或者第二接地路径)可以形成非辐射性闭环路径。在第二馈电端口和第三接地端口之间连接的第三导电路径(或者第三接地路径)可以形成附加的闭环天线。在第二馈电端口和第四接地端口之间连接的第四导电路径(或者第四接地路径)可以形成附加的非辐射性闭环路径。第一接地路径的长度大于第二接地路径的长度，第三接地路径的长度大于第四接地路径的长度。利用第二接地路径和第四接地路径，可以改善两个闭环天线中每一个的天线匹配。
值得注意的是，虽然设计200中示出了两个天线，但是在各种实施方式中可以有两个以上闭环天线，其中各闭环天线具有多个接地点。此外，设计200的多个天线可以在金属边框附近或周围使用，以用于MIMO操作。
图3例示了根据本发明一实施方式的示范性设计300。图3的(A)部分示出了装置(比如便携式装置(诸如智能手机))中的设计300的示范性实施方式，其中装置具有两个闭环天线，设计300的每个闭环天线具有多个接地点，其中多个接地点电耦接至该装置的金属边框，该装置的金属边框连接至系统接地。图3的(B)部分示出了设计300的原理图。
参考图3的(B)部分，设计300可以包含馈电端口和三个接地端口——称为第一接地端口、第二接地端口和第三接地端口(分别如图3中的“接地端口1”、“接地端口2”和“接地端口3”所示)。在馈电端口和第一接地端口之间连接的第一导电路径(或者第一接地路径)可以形成闭环天线。在馈电端口和第二接地端口之间连接的第二导电路径(或者第二接地路径)可以形成非辐射性闭环路径。在馈电端口和第三接地端口之间连接的第三导电路径(或者第三接地路径)可以形成附加的闭环天线。第一接地路径的长度大于第二接地路径的长度，第三接地路径的长度大于第二接地路径的长度。利用第三接地路径，可以形成附加的谐振模式(比如与第一接地路径之间的第一谐振模式以及与第二接地路径之间的第二谐振模式)。
图4例示了根据本发明一实施方式的示范性设计400。图4的(A)部分示出了装置(比如便携式装置(诸如智能手机))中的设计400的示范性实施方式，其中装置具有闭环天线，设计400的闭环天线具有多个接地点，其中多个接地点电耦接至该装置的金属边框，该装置的金属边框连接至系统接地。图4的(B)部分示出了设计400的原理图。
参考图4的(B)部分，设计400可以包含馈电端口和三个接地端口——称为第一接地端口、第二接地端口和第三接地端口(分别如图4中的“接地端口1”、“接地端口2”和“接地端口3”所示)。在馈电端口和第一接地端口之间连接的第一导电路径(或者第一接地路径)可以形成闭环天线。在馈电端口和第二接地端口之间连接的第二导电路径(或者第二接地路径)可以形成非辐射性闭环路径。在馈电端口和第三接地端口之间连接的第三导电路径(或者第三接地路径)可以形成附加的非辐射性闭环路径。第一接地路径的长度大于第二接地路径和第三接地路径中每一个的长度。利用第三接地路径，可以改善闭环天线的匹配调谐。
图5A例示了根据本发明一实施方式的示范性设计500A。图5A的(A)部分示出了装置(比如便携式装置(诸如智能手机))中的设计500A的示范性实施方式，其中装置具有闭环天线，设计500A的闭环天线具有多个接地点，其中多个接地点电耦接至该装置的金属边框，该装置的金属边框连接至系统接地。图5A的(B)部分示出了设计500A的原理图。
参考图5A的(B)部分，设计500A可以包含馈电端口和两个接地端口——称为第一接地端口和第二接地端口(分别如图5A中的“接地端口1”和“接地端口2”所示)。在馈电端口和第一接地端口之间连接的第一导电路径(或者第一接地路径)可以形成闭环天线。在馈电端口和第二接地端口之间连接的第二导电路径(或者第二接地路径)可以形成非辐射性闭环路径。第一接地路径的长度大于第二接地路径的长度。利用第二接地路径，可以改善闭环天线的天线匹配。
与设计100不同，另一设计可以包含一个或多个能够对闭环天线进行匹配调谐的谐振电路。一个或多个谐振电路中的每一个可以包含LC电路，其中LC电路具有一个或多个电感(L)和电容(C)元件。根据本发明，一个或多个谐振电路可以被布置(dispose)在闭环天线的一个或多个接地点处，以用于匹配调谐。举例来讲，各接地路径可以配置有各自的谐振电路。在设计500A中，谐振电路(如图5A中的“LC元件”所示)可以被布置在第一接地路径上，以便馈电端口可以通过谐振电路电连接至第一接地端口。
图5B例示了根据本发明一实施方式的示范性设计500B。图5B的(A)部分示出了装置(比如便携式装置(诸如智能手机))中的设计500B的示范性实施方式，其中装置具有闭环天线，设计500B的闭环天线具有多个接地点，其中多个接地点电耦接至该装置的金属边框，该装置的金属边框连接至系统接地。图5B的(B)部分示出了设计500B的原理图。
参考图5B的(B)部分，设计500B可以包含馈电端口和两个接地端口——称为第一接地端口和第二接地端口(分别如图5B中的“接地端口1”和“接地端口2”所示)。在馈电端口和第一接地端口之间连接的第一导电路径(或者第一接地路径)可以形成闭环天线。在馈电端口和第二接地端口之间连接的第二导电路径(或者第二接地路径)可以形成非辐射性闭环路径。第一接地路径的长度大于第二接地路径的长度。利用第二接地路径，可以改善闭环天线的天线匹配。
与设计100不同，另一设计可以包含一个或多个能够对闭环天线进行匹配调谐的谐振电路。一个或多个谐振电路中的每一个可以包含LC电路，其中LC电路具有一个或多个电感(L)和电容(C)元件。根据本发明，一个或多个谐振电路可以被布置在闭环天线的一个或多个接地点处，以用于匹配调谐。举例来讲，各接地路径可以配置有各自的谐振电路。在设计500B中，谐振电路(如图5B中的“LC元件”所示)可以被布置在第二接地路径上，以便馈电端口可以通过谐振电路电连接至第二接地端口。
图6例示了根据本发明一实施方式的示范性设计600。图6的(A)部分示出了装置(比如便携式装置(诸如智能手机))中的设计600的示范性实施方式，其中装置具有闭环天线，设计600的闭环天线具有多个接地点，其中多个接地点电耦接至该装置的金属边框，该装置的金属边框连接至系统接地。图6的(B)部分示出了设计600的原理图。
参考图6的(B)部分，设计600可以包含馈电端口和两个接地端口——称为第一接地端口和第二接地端口(分别如图6中的“接地端口1”和“接地端口2”所示)。在馈电端口和第一接地端口之间连接的第一导电路径(或者第一接地路径)可以形成闭环天线。在馈电端口和第二接地端口之间连接的第二导电路径(或者第二接地路径)可以形成非辐射性闭环路径。第一接地路径的长度大于第二接地路径的长度。利用第二接地路径，可以改善闭环天线的天线匹配。由于不需要金属边框上的开口作为天线设计的一部分，相信设计600可以对使用金属边框的移动设备有益。
在设计600中，第一接地路径可以配置有切换电路(switching circuit)，其中切换电路能够将闭环天线工作的频带设置或者选择或切换至多个频带中的一个。举例来讲，馈电端口可以通过切换电路电连接至第一接地端口。切换电路可以包含单刀多掷(Single-Pole Multiple-Throw，SPnT)开关(switch)，其中n为大于等于2的正整数。图6所示的示例示出了单刀双掷(Single-Pole Double-Throw，SP2T)开关，但是也可以使用另一切换电路，诸如SP3T或SP4T开关。
图7例示了根据本发明一实施方式的示范性设计700。图7的(A)部分示出了装置(比如便携式装置(诸如智能手机))中的设计700的示范性实施方式，其中装置具有闭环天线，设计700的闭环天线具有多个接地点，其中多个接地点电耦接至该装置的金属边框，该装置的金属边框连接至系统接地。图7的(B)部分示出了设计700的原理图。
参考图7的(B)部分，设计700可以包含馈电端口和两个接地端口——称为第一接地端口和第二接地端口(分别如图7中的“接地端口1”和“接地端口2”所示)。在馈电端口和第一接地端口之间连接的第一导电路径(或者第一接地路径)可以形成闭环天线。在馈电端口和第二接地端口之间连接的第二导电路径(或者第二接地路径)可以形成非辐射性闭环路径。第一接地路径的长度大于第二接地路径的长度。利用第二接地路径，可以改善闭环天线的天线匹配。由于不需要金属边框上的开口作为天线设计的一部分，相信设计700可以对使用金属边框的移动设备有益。
在设计700中，第一接地路径可以配置有切换电路，其中切换电路能够将闭环天线工作的频带设置或者选择或切换至多个频带中的一个。举例来讲，馈电端口可以通过切换电路电连接至第一接地端口。切换电路可以包含单刀多掷(SPnT)开关，其中n为大于等于2的正整数。图7所示的示例示出了单刀双掷(SP2T)开关，但是也可以使用另一切换电路，诸如SP3T或SP4T开关。
此外，设计700也可以包含天线调谐器(antenna tuner)，其中天线调谐器能够对闭环天线进行适应性的(adaptive)天线调谐。天线调谐器可以布置为接近或靠近馈电端口。举例来讲，天线调谐器可以耦接在馈电端口和切换电路和第一接地端口之间，以及在馈电端口和第二接地端口之间。
图8例示了根据本发明一实施方式的示范性设计800。图8的(A)部分示出了装置(比如便携式装置(诸如智能手机))中的设计800的示范性实施方式，其中装置具有闭环天线，设计800的闭环天线具有多个接地点，其中多个接地点电耦接至该装置的金属边框，该装置的金属边框连接至系统接地。图8的(B)部分示出了设计800的原理图。
参考图8的(B)部分，设计800可以包含馈电端口、附加的馈电端口和三个接地端口——称为第一接地端口、第二接地端口和第三接地端口(分别如图8中的“馈电端口1”、“馈电端口2”、“接地端口1”、“接地端口2”和“接地端口3”所示)。在馈电端口和第一接地端口之间连接的第一导电路径(或者第一接地路径)可以形成闭环天线。在馈电端口和第二接地端口之间连接的第二导电路径(或者第二接地路径)可以形成非辐射性闭环路径。在附加的馈电端口和第一接地端口之间连接的第三导电路径(或者第三接地路径)可以形成附加的闭环天线。在附加的馈电端口和第三接地端口之间连接的第四导电路径(或者第四接地路径)可以形成附加的非辐射性闭环路径。第一接地路径的长度大于第二接地路径的长度。类似地，第三接地路径的长度大于第四接地路径的长度。
利用设计800，两个闭环天线在主动元件的协助下可以具有至少两种工作模式。举例来讲，设计800也可以包含切换电路。通过切换电路，第三接地路径和第四接地路径可以选择性地连接至附加的馈电端口或者电接地(electric ground)之一。切换电路可以包含单刀多掷(SPnT)开关，其中n为大于等于2的正整数。图8所示的示例示出了单刀双掷(SP2T)开关，但是也可以使用另一切换电路，诸如SP3T或SP4T开关。
图9例示了根据本发明一实施方式的示范性设计900。图9的(A)部分示出了装置(比如便携式装置(诸如智能手机))中的设计900的示范性实施方式，其中装置具有闭环天线，设计900的闭环天线具有多个接地点，其中多个接地点电耦接至该装置的金属边框，该装置的金属边框连接至系统接地。图9的(B)部分示出了设计900的原理图。
参考图9的(B)部分，设计900可以包含馈电端口和两个接地端口——称为第一接地端口和第二接地端口(分别如图9中的“接地端口1”和“接地端口2”所示)。在馈电端口和第一接地端口之间连接的第一导电路径(或者第一接地路径)可以形成闭环天线。在馈电端口和第二接地端口之间连接的第二导电路径(或者第二接地路径)可以形成非辐射性闭环路径。第一接地路径的长度大于第二接地路径的长度。利用第二接地路径，可以改善闭环天线的天线匹配。由于不需要金属边框上的开口作为天线设计的一部分，相信设计900可以对使用金属边框的移动设备有益。
设计900也可以包含从馈电端口延伸(extend)的导电性开口路径(open-endpath)。开口路径可以用来作为调谐枝节(tuning stub)或单极天线(monopole antenna)。相信设计900的结构可以改善闭环天线的效率。
图10A例示了根据本发明一实施方式的示范性设计1000A。图10A的(A)部分示出了装置(比如便携式装置(诸如智能手机))中的设计1000A的示范性实施方式，其中装置具有闭环天线，设计1000A的闭环天线具有多个接地点，其中多个接地点电耦接至该装置的金属边框，该装置的金属边框连接至系统接地。图10A的(B)部分示出了设计1000A的原理图。
参考图10A的(B)部分，设计1000A可以包含馈电端口和两个接地端口——称为第一接地端口和第二接地端口(分别如图10A中的“接地端口1”和“接地端口2”所示)。在馈电端口和第一接地端口之间连接的第一导电路径(或者第一接地路径)可以形成闭环天线。在馈电端口和第二接地端口之间连接的第二导电路径(或者第二接地路径)可以形成非辐射性闭环路径。第一接地路径的长度大于第二接地路径的长度。利用第二接地路径，可以改善闭环天线的天线匹配。由于不需要金属边框上的开口作为天线设计的一部分，相信设计1000A可以对使用金属边框的移动设备有益。
设计1000A也可以包含能够耦接到第二接地路径的导电性开口路径。开口路径可以用来作为支持闭环天线在更多频带中进行无线通信的耦接型天线(couple-typeantenna)。
图10B例示了根据本发明一实施方式的示范性设计1000B。图10B的(A)部分示出了装置(比如便携式装置(诸如智能手机))中的设计1000B的示范性实施方式，其中装置具有闭环天线，设计1000B的闭环天线具有多个接地点，其中多个接地点电耦接至该装置的金属边框，该装置的金属边框连接至系统接地。图10B的(B)部分示出了设计1000B的原理图。
参考图10B的(B)部分，设计1000B可以包含馈电端口和两个接地端口——称为第一接地端口和第二接地端口(分别如图10B中的“接地端口1”和“接地端口2”所示)。在馈电端口和第一接地端口之间连接的第一导电路径(或者第一接地路径)可以形成闭环天线。在馈电端口和第二接地端口之间连接的第二导电路径(或者第二接地路径)可以形成非辐射性闭环路径。第一接地路径的长度大于第二接地路径的长度。利用第二接地路径，可以改善闭环天线的天线匹配。由于不需要金属边框上的开口作为天线设计的一部分，相信设计1000B可以对使用金属边框的移动设备有益。
设计1000B也可以包含能够耦接到闭环天线的导电性开口路径。开口路径可以用来作为支持闭环天线在更多频带中进行无线通信的耦接型天线。
图11A例示了根据本发明一实施方式的示范性设计1100A。图11A的(A)部分示出了装置(比如便携式装置(诸如智能手机))中的设计1100A的示范性实施方式，其中装置具有闭环天线，设计1100A的闭环天线具有多个接地点，其中多个接地点电耦接至该装置的金属边框，该装置的金属边框连接至系统接地。图11A的(B)部分示出了设计1100A的原理图。
参考图11A的(B)部分，设计1100A可以包含馈电端口和两个接地端口——称为第一接地端口和第二接地端口(分别如图11A中的“接地端口1”和“接地端口2”所示)。在馈电端口和第一接地端口之间连接的第一导电路径(或者第一接地路径)可以形成闭环天线。在馈电端口和第二接地端口之间连接的第二导电路径(或者第二接地路径)可以形成非辐射性闭环路径。第一接地路径的长度大于第二接地路径的长度。利用第二接地路径，可以改善闭环天线的天线匹配。由于不需要金属边框上的开口作为天线设计的一部分，相信设计1100A可以对使用金属边框的移动设备有益。
设计1100A也可以包含与第二接地路径邻近的具有短路单极(shorted monopole)的共同结构(co-structure)。短路单极可以用来作为支持闭环天线在更多频带进行无线通信的寄生天线(parasitic antenna)。
图11B例示了根据本发明一实施方式的示范性设计1100B。图11B的(A)部分示出了装置(比如便携式装置(诸如智能手机))中的设计1100B的示范性实施方式，其中装置具有闭环天线，设计1100B的闭环天线具有多个接地点，其中多个接地点电耦接至该装置的金属边框，该装置的金属边框连接至系统接地。图11B的(B)部分示出了设计1100B的原理图。
参考图11B的(B)部分，设计1100B可以包含馈电端口和两个接地端口——称为第一接地端口和第二接地端口(分别如图11B中的“接地端口1”和“接地端口2”所示)。在馈电端口和第一接地端口之间连接的第一导电路径(或者第一接地路径)可以形成闭环天线。在馈电端口和第二接地端口之间连接的第二导电路径(或者第二接地路径)可以形成非辐射性闭环路径。第一接地路径的长度大于第二接地路径的长度。利用第二接地路径，可以改善闭环天线的天线匹配。由于不需要金属边框上的开口作为天线设计的一部分，相信设计1100B可以对使用金属边框的移动设备有益。
设计1100B也可以包含与闭环天线邻近的具有短路单极的共同结构。短路单极可以用来作为支持闭环天线在更多频带进行无线通信的寄生天线。
图12例示了根据本发明一实施方式所提出的天线与传统天线相对比的示范性场景1200。如图12所示，所提出的天线(具有多个接地点的闭环天线)可以在无线通信装置(比如智能手机)中实施。与传统设计(诸如具有单个接地点的闭环天线和PIFA)相比，所提出的天线趋向于比传统设计具有更高的性能(至少就S参数和天线效率而言)。
图13例示了根据本发明一实施方式所提出的天线的各种设计的样本1300。图13的(A)部分示出了根据本发明的具有多个接地点的闭环天线的数个示例。图13的(B)部分示出了采用根据本发明的具有多个接地点的两个闭环天线以用于MIMO操作(比如用于5G移动通信)的示例，尽管两个天线具有不同的形状和尺寸。
鉴于以上所述，值得注意的是，根据本发明的闭环天线可以包含一个或多个第一接地路径和一个或多个第二接地路径。一个或多个第一接地路径中的每一个可以是用来作为各自闭环天线的谐振路径。一个或多个第二接地路径中的每一个可以用来作为各自的匹配调谐路径。在各种实施方式中，上述设计可以具有一个馈电端口或一个以上馈电端口。一个或多个第一接地路径中的至少一个和/或一个或多个第二接地路径中的至少一个可以配置有各自的谐振电路(比如一个或多个LC元件)。一个或多个第一接地路径中的至少一个可以配置有切换电路(比如SPnT开关)，其中切换电路可设置或者选择闭环天线工作的多个频带中的一个。在各种实施方式中，上述设计也可以包含作为调谐枝节、单极天线、耦接型天线或者寄生天线工作的开口路径。
例示性实施方式
图14例示了根据本发明一实施方式的示范性装置1400。装置1400可以配备(equip)有根据本发明的具有多个接地点的闭环天线。装置1400可以是电子装置的一部分，其中电子装置可以是诸如便携式或移动装置、可穿戴装置、无线通信装置或计算装置的用户设备。举例来讲，装置1400可以作为智能手机、智能手表、个人数字助理、数码相机或计算设备(诸如平板电脑、手提电脑或笔记本电脑)或者在上述装置中实施。装置1400也可以是机器型装置的一部分，其中机器型装置可以是物联网(Internet of Things，IoT)或窄带物联网(Narrow Band IoT，NB-IoT)装置(诸如非移动或静态装置)、家居装置、无线通信装置或计算装置。举例来讲，装置1400可以作为智能恒温器(thermostat)、智能冰箱、智能门锁、无线扬声器或家庭控制中心或者在上述装置中实施。
装置1400可以包含图14所示组件中的至少一些，诸如电磁(Electromagnetic，EM)波接口(interface)设备1410、收发机1430和处理器1440。装置1400还可以包含与本发明所提出的方案无关的一个或多个其他组件(比如内部电源(internal power supply)、显示设备)，因此为简单和简洁起见，装置1400的这些组件既不在图14中示出，也不在下面进行描述。
一方面，处理器1440可以以一个或多个集成电路(Integrated-Circuit，IC)芯片的形式实施，诸如例如但不限于一个或多个单核处理器、一个或多个多核处理器或一个或多个复杂指令集计算(Complex-Instruction-Set-Computing，CISC)处理器。也就是说，虽然本文使用单数术语“处理器”来表示处理器1440，但是根据本发明，处理器1440可以在一些实施方式中包含多个处理器，在其他实施方式中包含单个处理器。另一方面，处理器1440可以以具有电子组件的硬件(以及固件，可选)的形式实施，其中电子组件包含例如但不限于一个或多个晶体管、一个或多个二极管、一个或多个电容器、一个或多个电阻器、一个或多个电感器、一个或多个忆阻器(memristor)和/或一个或多个变容二极管(varactor)，上述电子组件被配置和布置以实现根据本发明的特定目的。换句话说，根据本发明的各种实施方式，在至少一些实施方式中，处理器1440是专门设计、布置和配置来利用EM波接口设备1410进行操作的专用机器。特别地，EM波接口设备1410可以是上述设计100、200、300、400、500A、500B、600、700、800、900、1000A、1000B、1100A和1100B中的一个或任意组合的示范性实施方式。
在一些实施方式中，收发机1430能够通过使用EM波接口设备1410辐射输出EM波以及通过使用EM波接口设备1410感测(sense)输入EM波来无线传送和接收数据。在一些实施方式中，收发机1430可包含传送器1432和接收器1434。在一些实施方式中，装置1400也可以包含耦接到处理器1440并且能够为装置1400的各种组件供电的电池1450。在一些实施方式中，装置1400还可以包含用户界面设备1460，其中用户界面设备1460耦接到处理器1440并且能够向用户提供信息(比如文字、音频、图像和/或视频信息)以及从用户接收用户输入。在一些实施方式中，用户介面设备1460可以包含触摸感测面板(touch sensing panel)、感测垫(sensing pad)、键盘、小键盘(keypad)、跟踪设备、传感器、麦克风(microphone)、扬声器和/或显示面板。
在一些实施方式中，EM波接口设备1410可以包含馈电端口、耦接到电接地的第一接地端口和耦接到电接地的第二接地端口。在馈电端口和第一接地端口之间连接的第一导电路径(或第一接地路径)可以形成闭环天线1420。在馈电端口和第二接地端口之间连接的第二导电路径(或第二接地路径)可以形成非辐射性闭环路径。
在一些实施方式中，第一导电路径的长度可以大于第二导电路径的长度。
在一些实施方式中，装置1400也可以包含金属边框1405，其中金属边框电连接至装置1400的系统接地以形成天线接地。而且，EM波接口设备1410的第一接地端口和第二接地端口可以连接至金属边框1405。
在一些实施方式中，EM波接口设备1410也可以包含附加的馈电端口、耦接到电接地的第三接地端口和耦接到电接地的第四接地端口。在附加的馈电端口和第三接地端口之间连接的第三导电路径可以形成附加的闭环天线。此外，在附加的馈电端口和第四接地端口之间连接的第四导电路径可以形成附加的非辐射性闭环路径。在一些实施方式中，第三导电路径的长度可以大于第四导电路径的长度。
或者，EM波接口设备1410也可以包含耦接到电接地的第三接地端口。在馈电端口和第三接地端口之间连接的第三导电路径可以形成附加的闭环天线。第一导电路径的长度可以大于第二导电路径的长度。另外，第三导电路径的长度可以大于第二导电路径的长度。
或者，EM波接口设备1410也可以包含耦接到电接地的第三接地端口。在馈电端口和第三接地端口之间连接的第三导电路径可以形成附加的非辐射性闭环路径。此外，第一导电路径的长度可以大于第二导电路径的长度。另外，第一导电路径的长度可以大于第三导电路径的长度。
或者，EM波接口设备1410也可以包含能够对闭环天线进行匹配调谐的谐振电路。馈电端口可以通过谐振电路电连接至第一接地端口。
或者，EM波接口设备1410也可以包含能够对闭环天线进行匹配调谐的谐振电路。馈电端口可以通过谐振电路电连接至第二接地端口。
或者，EM波接口设备1410也可以包含切换电路，其中切换电路能够将闭环天线工作的频带设置为多个频带中的一个。馈电端口可以通过切换电路电连接至第一接地端口。在一些实施方式中，切换电路可以包含单刀多掷(SPnT)开关，其中n为大于等于2的正整数。在一些实施方式中，EM波接口设备1410还可以包含能够对闭环天线进行适应性的天线调谐的天线调谐器，其中天线调谐器耦接在馈电端口和切换电路之间。
或者，EM波接口设备1410也可以包含附加的馈电端口和耦接到电接地的第三接地端口。在附加的馈电端口和第一接地端口之间连接的第三导电路径可以形成附加的闭环天线。另外，在附加的馈电端口和第三接地端口之间连接的第四导电路径可以形成附加的非辐射性闭环路径。在一些实施方式中，第一导电路径的长度可以大于第二导电路径的长度，第三导电路径的长度可以大于第四导电路径的长度。在一些实施方式中，EM波接口设备1410还可以包含切换电路。在这种情况下，第三导电路径和第四导电路径可以通过切换电路选择性地连接至附加的馈电端口或者电接地之一。
或者，EM波接口设备1410也可以包含从馈电端口延伸的导电性开口路径。开口路径可以用来作为调谐枝节或单极天线。
或者，EM波接口设备1410也可以包含能够耦接到第二导电路径的导电性开口路径。开口路径可以用来作为支持多个频带中的无线通信的耦接型天线。
或者，EM波接口设备1410也可以包含能够耦接到闭环天线的导电性开口路径。开口路径可以用来作为支持多个频带中的无线通信的耦接型天线。
或者，EM波接口设备1410也可以包含与第二导电路径邻近的导电性短路单极，短路单极可以用来作为支持多个频带中的无线通信的寄生天线。
或者，EM波接口设备1410也可以包含与闭环天线邻近的导电性短路单极，短路单极可以用来作为支持多个频带中的无线通信的寄生天线。
例示性处理
图15例示了根据本发明一实施方式的示范性处理1500。处理1500可以是上述所提出的与根据本发明的具有多个接地点的闭环天线有关的方案的示范性实施方式。处理1500可以代表装置1400的特征的一方面实施方式。处理1500可以包含由方框1510和子框1520以及1530中的一个或多个所例示的一个或多个操作、动作或功能。虽然例示为分离方框，但是根据所需要的实施方式，处理1500的各种方框可以划分成附加的方框、组合成更少的方框或者消除。此外，处理1500的方框可以按照图15所示的顺序执行，或者也可以按照不同的顺序执行。处理1500也可以部分地或者全部地重复执行。处理1500可以由装置1400和/或任意合适的无线通信设备、用户设备(User Equipment，UE)、基站或机器型设备实施。下面在装置1400的上下文中对处理1500进行描述，但这仅仅是例示性的，并非是限制性的。处理1500可以从方框1510开始。
在1510，处理1500可以涉及装置1400的处理器1440使用EM波接口设备1410的闭环天线1420进行无线通信，其中闭环天线1420包含馈电端口、耦接到电接地的第一接地端口和耦接到电接地的第二接地端口，以便：(a)在馈电端口和第一接地端口之间连接的第一导电路径可以形成闭环天线，以及(b)在馈电端口和第二接地端口之间连接的第二导电路径可以形成非辐射性闭环路径。
在无线通信中，处理1500可以涉及处理器1440执行如子框1520和1530所代表的一个或多个操作。在1520，处理1500可以涉及处理器1440使用EM波接口设备1410的闭环天线1420辐射输出EM波。在1530，处理1500可以涉及处理器1440使用EM波接口设备1410的闭环天线1420感测输入EM波。因此，在无线通信中，处理1500可以包含处理器1440执行1520和1530中的任一个或两者。
在一些实施方式中，第一导电路径的长度大于第二导电路径的长度。
附加说明
本发明描述的主题有时例示了不同的组件包含于或连接至不同的其他组件。需要理解的是，这样描述的架构仅仅是示范性的，实际上也可以实施能够实现相同功能的其它架构。从概念上讲，实现相同功能的任何组件的布置被有效地“关联”起来，以实现期望的功能。因此，无论架构或中间组件如何，任何两个在此被组合以实现特定功能的组件可以视为彼此“关联”，以实现期望的功能。同样，任何两个如此关联的组件也可以被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地耦接”以实现期望的功能，并且任何两个能够如此关联的组件也可以被视为彼此“可操作可耦接地”以实现期望的功能。可操作可耦接的具体示例包括但不限于物理上可匹配的和/或物理上交互的组件和/或无线可交互的和/或无线交互的组件和/或逻辑交互的和/或逻辑可交互的组件。
而且，关于本发明中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以根据上下文和/或应用，适当地将复数变换为单数和/或将单数变换为复数。为了清楚起见，本发明可明确地阐述各种单数/复数的置换。
此外，本领域技术人员应该理解，一般来说，本发明所使用的术语，尤其是权利要求(比如权利要求的主体)中所使用的术语，通常旨在作为“开放式”术语，比如术语“包含”应当解释为“包含但不限于”，术语“具有”应当解释为“至少具有”，术语“包括”应当解释为“包括但不限于”等。本领域技术人员还应该理解，如果意图引用具体数量的权利要求陈述，则该意图将明确地记述在权利要求中，并且在不存在这种陈述的情况下，则不存在这样的意图。例如，为辅助理解，权利要求可能包含了引导性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引入权利要求陈述。然而，这种短语的使用不应解释为暗指通过不定冠词“一”或“一个”引入权利要求陈述将包含该所引入的权利要求陈述的任何特定权利要求局限于仅包含一个该陈述的实施方式，即使当同一权利要求包括了引入性短语“一个或多个”或“至少一个”以及诸如不定冠词“一”或“一个”时(比如“一”和/或“一个”应当解释为表示“至少一个”或“一个或多个”)；这同样适用于引导权利要求记述项的定冠词的使用。另外，即使明确地记述了被引入的权利要求陈述的具体数量，本领域技术人员应该认识到这些陈述应当解释为至少表示所陈述的数量(比如没有其它修饰语的陈述“两个陈述物”表示至少两个陈述物或两个或多个的陈述物)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的习惯用法的实例中，通常这样的构造旨在表达本领域技术人员理解的该习惯用法的含义，比如“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B和C等等的系统。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的习惯用法的实例中，通常这样的构造旨在表达本领域技术人员理解的该习惯用法的含义，比如“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B和C等等的系统。本领域技术人员还应理解，无论是在说明书、权利要求或附图中，呈现两个或多个可选项的几乎任何转折词和/或短语都应当理解为包括一项、任一项或两项的可能性。例如，术语“A或B”应当理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
通过前面的论述应当理解，本发明为了例示的目的描述了本发明的各种实施方式，并且可以在不偏离本发明的范围和实质的情况下进行各种改进。因此，本发明所公开的各种实施方式不旨在限制，真正的保护范围和实质由权利要求指示。

Claims (19)

1.一种用于无线通信的装置，所述装置包括：
电磁波接口设备，能够辐射和感测电磁波，所述电磁波接口设备包括：
馈电端口；
耦接到电接地的第一接地端口；
耦接到所述电接地的第二接地端口，以及
耦接到所述电接地的第三接地端口，
其中在所述馈电端口和所述第一接地端口之间连接的第一导电路径形成闭环天线，
在所述馈电端口和所述第二接地端口之间连接的第二导电路径形成非辐射性闭环路径，以及
在所述第三接地端口和所述馈电端口或者附加的馈电端口之间连接的第三导电路径的至少一部分不与所述第一导电路径和所述第二导电路径重合。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一导电路径的长度大于所述第二导电路径的长度。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
金属边框，所述金属边框电连接至所述装置的系统接地以形成天线接地，
其中所述第一接地端口和所述第二接地端口连接至所述金属边框。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁波接口设备还包括：
所述附加的馈电端口；以及
耦接到所述电接地的第四接地端口，
其中在所述附加的馈电端口和所述第三接地端口之间连接的所述第三导电路径形成附加的闭环天线，以及
其中在所述附加的馈电端口和所述第四接地端口之间连接的第四导电路径形成附加的非辐射性闭环路径。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第三导电路径的长度大于所述第四导电路径的长度。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
其中在所述馈电端口和所述第三接地端口之间连接的所述第三导电路径形成附加的闭环天线，
其中所述第一导电路径的长度大于所述第二导电路径的长度，以及
其中所述第三导电路径的长度大于所述第二导电路径的所述长度。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
其中在所述馈电端口和所述第三接地端口之间连接的所述第三导电路径形成附加的非辐射性闭环路径，
其中所述第一导电路径的长度大于所述第二导电路径的长度，以及
其中所述第一导电路径的所述长度大于所述第三导电路径的长度。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁波接口设备还包括：
谐振电路，能够对所述闭环天线进行匹配调谐，
其中所述馈电端口通过所述谐振电路电连接至所述第一接地端口或者所述第二接地端口。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁波接口设备还包括：
切换电路，能够将所述闭环天线工作的频带设置为多个频带中的一个，
其中所述馈电端口通过所述切换电路电连接至所述第一接地端口。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述切换电路包括单刀多掷SPnT开关，其中n为大于等于2的正整数。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述电磁波接口设备还包括：
天线调谐器，能够对所述闭环天线进行适应性的天线调谐，
其中所述天线调谐器耦接在所述馈电端口和所述切换电路之间。
12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁波接口设备还包括：
所述附加的馈电端口；以及
耦接到所述电接地的第四接地端口，
其中在所述附加的馈电端口和所述第一接地端口之间连接的第四导电路径形成附加的闭环天线，以及
在所述附加的馈电端口和所述第四接地端口之间连接的第五导电路径形成附加的非辐射性闭环路径。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第一导电路径的长度大于所述第二导电路径的长度，以及所述第四导电路径的长度大于所述第五导电路径的长度。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述电磁波接口设备还包括：
切换电路，
其中所述第四导电路径和所述第五导电路径通过所述切换电路选择性地连接至所述附加的馈电端口或者所述电接地。
15.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁波接口设备还包括：
从所述馈电端口延伸的导电性开口路径，
其中所述开口路径用来作为调谐枝节或单极天线。
16.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁波接口设备还包括：
导电性开口路径，能够耦接到所述闭环天线，
其中所述开口路径用来作为支持多个频带中的无线通信的耦接型天线。
17.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁波接口设备还包括：
导电性短路单极，与所述闭环天线邻近，且用来作为支持多个频带中的无线通信的寄生天线。
18.一种无线通信的方法，包括：
使用电磁波接口设备的闭环天线进行无线通信，其中所述电磁波接口设备包括：
馈电端口；
耦接到电接地的第一接地端口；
耦接到所述电接地的第二接地端口，以及
耦接到所述电接地的第三接地端口，
其中在所述馈电端口和所述第一接地端口之间连接的第一导电路径形成所述闭环天线，
在所述馈电端口和所述第二接地端口之间连接的第二导电路径形成非辐射性闭环路径，以及
在所述第三接地端口和所述馈电端口或者附加的馈电端口之间连接的第三导电路径的至少一部分不与所述第一导电路径和所述第二导电路径重合，以及
所述无线通信包括以下任一项或两项：
辐射输出电磁波；以及
感测输入电磁波。
19.如权利要求18所述的无线通信的方法，其特征在于，所述第一导电路径的长度大于所述第二导电路径的长度。
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