CN110870135A - 多输入多输出天线结构 - Google Patents

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Abstract

电子设备可包括外壳和在所述外壳的相应拐角处的四个天线。蜂窝电话收发器电路可使用多输入多输出(MIMO)方案通过所述四个天线中的一个或多个以一种或多种相同频率来同时传送信号。为了隔离相邻天线，电介质填充开口可形成在所述外壳的导电壁中，以将所述壁分成用于形成所述天线的谐振元件臂的区段。如果需要，第一天线和第二天线可包括由不具有任何间隙的壁形成的谐振元件臂。所述第一天线和所述第二天线可包括相邻返回路径。与所述第一天线的电流相关联的磁场可抵消与所述第二天线的电流相关联的磁场，从而使所述第一天线和所述第二天线电磁隔离。

Description

多输入多输出天线结构
本专利申请要求提交于2017年7月21日的美国专利申请No.15/657,001的优先权，该美国专利申请以引用的方式全文并入本文。
背景技术
本发明整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有无线通信电路的电子设备。
电子设备通常包括具有天线的无线电路。例如，蜂窝电话、计算机和其他设备通常包含用于支持无线通信的天线。
形成具有期望属性的电子设备天线结构可具有挑战性。在一些无线设备中，天线的体积较大。在其他设备中，天线是紧凑型的，但是对于天线相对于外部对象的位置是敏感的。在无线设备中使用单个天线以令人满意的数据速率(数据吞吐量)执行无线通信通常较为困难，尤其是当由无线设备执行的软件应用程序需要大量数据时。为了增加无线设备可能的数据速率，无线设备可包括以相同频率传送射频信号的多个天线。然而，电磁隔离以相同频率操作的多个天线可能较为困难，这可能导致由每个天线传送的射频信号之间的干扰以及无线设备射频性能的退化。
因此，期望能够为电子设备诸如包括多个天线的电子设备提供改善的无线电路。
发明内容
本发明公开了可提供有无线电路的电子设备。无线电路可包括多个天线和收发器电路。电子设备可包括外壳，该外壳具有相对的第一端部和第二端部以及矩形外围，该矩形外围的第一拐角和第二拐角位于第一端部处，第三拐角和第四拐角位于第二端部处。
天线可包括在第一拐角处的第一天线、在第二拐角处的第二天线、在第三拐角处的第三天线以及在第四拐角处的第四天线。第一天线和第四天线可比第一天线和第二天线占据更大的空间体积。收发器电路诸如蜂窝电话收发器电路可使用多输入多输出(MIMO)方案通过第一天线、第二天线、第三天线和/或第四天线以一种或多种相同频率来同时传送射频信号。例如，收发器电路可使用第一天线和第四天线以第一频率并且使用第一天线、第二天线、第三天线和第四天线以大于第一频率的第二频率来传送射频信号。如果需要，收发器电路还可使用第一天线和第四天线或使用全部第一天线、第二天线、第三天线和第四天线以大于第二频率的第三频率来同时传送射频信号。
外壳可包括外围导电外壳壁。天线可各自包括由外围导电外壳壁形成的谐振元件臂。为了确保在以相同频率操作时相邻天线被电磁隔离，给定外围导电壁中的电介质填充开口可将壁分成第一区段和第二区段，第一区段和第二区段分别用于形成用于第一天线和第二天线的谐振元件臂。类似地，电介质填充开口可形成于附加导电壁中，该电介质填充开口将附加壁分成第三区段和第四区段，第三区段和第四区段分别用于形成用于第三天线和第四天线的谐振元件臂。如果需要，切换电路可耦接在第一天线和第二天线之间以及第三天线和第四天线之间。切换电路可具有一种模式，在该模式下第一天线和第二天线被配置为形成单个第五天线，第三天线和第四天线被配置为形成单个第六天线。如果需要，收发器电路可使用MIMO方案通过第五天线和第六天线以相同频率中的一个或多个来同时传送射频信号。
在另一种合适的布置中，第一天线和第二天线可包括由不具有任何电介质填充间隙的导电外壳壁的部分形成的谐振元件臂。在该示例中，第一天线和第二天线可包括耦接在外壳壁和内部接地层之间的相邻返回路径。尽管第一天线和第二天线均由单个连续外壳壁形成，但随着电流流过相邻返回路径，与第一天线的电流相关联的磁场可抵消与第二天线的电流相关联的磁场，从而使第一天线和第二天线电磁隔离。
附图说明
图1为根据一个实施方案的电子设备中的例示性电路的示意图。
图2为根据一个实施方案的例示性无线电路的示意图。
图3为根据一个实施方案的包括用于执行多输入多输出(MIMO)通信的多个天线的例示性无线电路的图示。
图4为根据一个实施方案的示出图3所示类型的例示性天线可如何在多个频带中执行无线通信的图。
图5为根据一个实施方案的例示性电子设备的透视图。
图6为根据实施一个方案的例示性倒F形天线的示意图。
图7为根据实施一个方案的例示性隙缝天线的示意图。
图8为根据一个实施方案的具有用于执行MIMO通信的相邻返回路径的例示性第一天线和第二天线的示意图。
图9为根据一个实施方案的具有用于执行MIMO通信的相邻返回路径并具有由连续导电电子设备外壳壁形成的谐振元件的例示性第一天线和第二天线的图示。
图10为根据一个实施方案的示出图8和图9所示类型的例示性天线可如何在执行MIMO通信的同时彼此电磁隔离的图示。
图11为根据一个实施方案的具有用于执行MIMO通信的机械分离的谐振元件的例示性第一天线和第二天线的示意图。
图12为根据一个实施方案的具有由导电电子设备外壳壁形成的机械分离的谐振元件并具有用于在第一MIMO模式和第二MIMO模式之间切换的切换电路的例示性第一天线和第二天线的图示。
图13为根据一个实施方案的可用于在第一MIMO模式和第二MIMO模式之间来回切换图11和图12所示类型的天线的切换电路的图示。
图14为根据一个实施方案的图8至图13所示类型的例示性天线结构的天线性能(天线效率)的曲线图。
具体实施方式
电子设备(诸如图1的电子设备10)可设置有无线通信电路。该无线通信电路可用于支撑多个无线通信频带中的无线通信。
无线通信电路可包括一个或多个天线。无线通信电路的天线可包括环形天线、倒F形天线、带状天线、平面倒F形天线、隙缝天线、偶极天线、单极天线、螺旋天线、贴片天线、包括不止一种类型的天线结构的混合天线或其他合适的天线。如果需要，天线的导电结构可由导电电子设备结构形成。
该导电电子设备结构可包括导电外壳结构。该外壳结构可包括围绕电子设备的周边延伸的外围结构诸如外围导电结构。该外围导电结构可用作平面结构诸如显示器的框，可用作设备外壳的侧壁结构，可具有从一体平坦后部外壳向上延伸的部分(例如，以形成垂直的平坦侧壁或弯曲侧壁)，和/或可形成其他外壳结构。
可在外围导电结构中形成将外围导电结构分成外围区段的间隙。区段中的一个或多个区段可用于形成电子设备10的一个或多个天线。天线还可使用由导电外壳结构诸如金属外壳中间板结构和其他内部设备结构形成的天线接地层来形成。后部外壳壁结构可用于形成天线结构诸如天线接地部。
电子设备10可为便携式电子设备或其他合适的电子设备。例如，电子设备10可为便携式电子设备，诸如膝上型计算机、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器、遥控设备、可穿戴设备(诸如腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备、虚拟或增强现实头戴式耳机设备、嵌入佩戴在用户头部上的眼镜或其他装置中的设备或其他可穿戴或微型设备)、游戏控制器、计算机鼠标、键盘、鼠标垫、导航设备或触控板或触摸板设备，或者电子设备10可为较大的设备，诸如电视机、包括嵌入式计算机的计算机监视器、不包括嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、嵌入式系统(诸如电子设备安装在信息亭、建筑物、车辆或汽车中的系统)、无线接入点或基站、台式计算机、实现这些设备中两个或更多个设备的功能的装置或者其他电子设备。如果需要，其他配置可用于设备10。图1的示例仅为例示性的。
设备10可包括外壳诸如外壳12。外壳12(有时可被称为壳体)可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料、或这些材料的组合形成。在一些情况下，外壳12的部分可由电介质或其他低导电率材料来形成。在其他情况下，外壳12或构成外壳12的结构中的至少一些结构可由金属元件形成。
图1为示出可在设备10中使用的例示性部件的示意图。如图1所示，设备10可包括控制电路诸如存储和处理电路28。存储和处理电路28可包括存储器，诸如硬盘驱动器存储器、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)等。存储和处理电路28中的处理电路可用于控制设备10的操作。该处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、专用集成电路等。
存储和处理电路28可用于运行设备10上的软件，诸如互联网浏览应用程序、互联网语音协议(VOIP)电话呼叫应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作系统功能等。为了支持与外部装置进行交互，存储和处理电路28可用于实现通信协议。可使用存储和处理电路28实现的通信协议包括互联网协议、无线局域网协议(例如，IEEE 802.11协议—有时称为
Figure BDA0002362582110000051
)、用于其他近程无线通信链路的协议(诸如
Figure BDA0002362582110000052
协议)、蜂窝电话协议(例如，长期演进(LTE)协议、LTE高级协议、全球移动通信系统(GSM)协议、通用移动通信系统(UMTS)协议或其他移动电话协议)、多输入多输出(MIMO)协议、天线分集协议、它们的组合等。
输入-输出电路30可包括输入-输出设备32。输入-输出设备32可用于允许将数据供应到设备10并允许将数据从设备10提供到外部设备。输入-输出设备32可包括用户接口设备、数据端口设备和其他输入-输出部件。例如，输入-输出设备32可包括触摸屏、不具备触摸传感器能力的显示器、按钮、操纵杆、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、相机、按钮、扬声器、状态指示器、光源、音频插孔和其他音频端口部件、数字数据端口设备、光传感器、运动传感器(加速度计)、电容传感器、接近传感器、指纹传感器(例如，与按钮(诸如图1的按钮24)集成的指纹传感器或代替按钮24的指纹传感器)等。
输入-输出电路30可包括用于与外部装置进行无线通信的无线通信电路34。无线通信电路系统34可包括由一个或多个集成电路、功率放大器电路、低噪声输入放大器、无源射频(RF)部件、一个或多个天线、传输线、和用于处理射频(RF)无线信号的其他电路形成的射频(RF)收发器电路。也可使用光(例如，使用红外通信)来发送无线信号。
无线通信电路34可包括用于处理各种射频通信频带的射频收发器电路42。例如，电路34可包括收发器电路44、46和48。收发器电路46可处理用于
Figure BDA0002362582110000054
(IEEE 802.11)通信或其他无线局域网(WLAN)频带的2.4Ghz和5Ghz频带，并且可处理2.4GHz
Figure BDA0002362582110000053
通信频带或其他无线个人局域网(WPAN)频带。电路34可使用蜂窝电话收发器电路48来处理以下频率范围内的无线通信，诸如从700MHz至960MHz的低通信频带，从1400MHz至1520MHz的低中频带，从1710MHz至2170MHz的中频带，以及从2300MHz至2700MHz的高频带，或介于700MHz至4000MHz之间的其他通信频带，或其他合适的频率(作为示例)。电路48可使用一个或多个蜂窝电话协议(例如，长期演进(LTE)协议、LTE高级协议、全球移动通信系统(GSM)协议、通用移动通信系统(UMTS)协议、其他移动电话协议等)来处理语音数据和非语音数据。
如果需要，无线通信电路34可包括用于其他近程和远程无线链路的电路。例如，无线通信电路34可包括60GHz收发器电路、用于接收电视信号和无线电信号的电路、寻呼系统收发器、近场通信(NFC)电路等。无线通信电路34可包括全球定位系统(GPS)接收器装置，诸如用于接收1575MHz下的GPS信号或用于处理其他卫星定位数据的GPS接收器电路44。在
Figure BDA0002362582110000061
和
Figure BDA0002362582110000062
链路以及其他近程无线链路中，无线信号通常用于在几十或几百英尺范围内输送数据。在蜂窝电话链路和其他远程链路中，无线信号通常用于在几千英尺或英里范围内传送数据。
无线通信电路系统34可包括天线40。可使用任何合适的天线类型来形成天线40。例如，天线40可包括具有谐振元件的天线，这些天线由环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、隙缝天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋天线结构、单极天线结构、偶极天线结构、这些设计的混合等形成。可针对不同的频带和频带组合使用不同类型的天线。例如，在形成本地无线链路天线时可使用一种类型的天线，并且在形成远程无线链路天线时可使用另一种类型的天线。
如图2所示，无线电路34中的收发器电路42可使用路径诸如路径50而耦接到天线结构40。无线电路34可耦接到控制电路28。控制电路28可耦接到输入-输出设备32。输入-输出设备32可从设备10提供输出并且可接收来自位于设备10外部的来源的输入。
为了提供具有覆盖感兴趣的通信频率的能力的天线结构诸如一个或多个天线40，一个或多个天线40可设置有电路诸如滤波器电路(例如，一个或多个无源滤波器和/或一个或多个可调谐滤波器电路)。可将离散部件诸如电容器、电感器和电阻器结合到滤波器电路中。电容结构、电感结构和电阻结构也可由图案化的金属结构(例如，天线的一部分)形成。如果需要，天线40可被设置有可调节电路诸如可调谐部件60，以在感兴趣的通信频带上对天线进行调谐。可调谐部件60可为可调谐滤波器或可调谐阻抗匹配网络的一部分，可为天线谐振元件的一部分，可跨越天线谐振元件与天线接地部之间的间隙等等。可调谐部件60可包括可调谐电感器、可调谐电容器或其他可调谐部件。可调谐部件诸如这些部件可基于以下各项的开关和网络：固定部件、产生相关联的分布式电容和电感的分布式金属结构、用于产生可变电容值和电感值的可变固态设备、可调谐滤波器或者其它合适的可调谐结构。在设备10的操作期间，控制电路28可在一个或多个路径诸如路径62上发布调节电感值、电容值或与可调谐部件60相关联的其他参数的控制信号，从而对天线结构40进行调谐以覆盖期望的通信频带。如果需要，部件60可包括固定的(不可调节的)调谐部件，诸如电容器、电阻器和/或电感器。
路径50可包括一个或多个传输线。例如，图2的信号路径50可为具有正信号导体诸如线52和接地信号导体诸如线54的传输线。线52和54可形成同轴电缆、带状线传输线和/或微带传输线的部件(作为示例)。由多个部件诸如固定或可调谐电感器、电阻器和电容器形成的匹配网络可用于使天线40的阻抗与传输线50的阻抗匹配。匹配网络部件可被提供作为离散部件(例如，表面安装技术部件)或者可由外壳结构、印刷电路板结构、塑料支架上的迹线等形成。部件诸如这些部件还可被用于形成天线40中的滤波器电路并且可为可调谐部件和/或固定部件(例如，部件60)。
传输线50可耦接到与天线结构40相关联的天线馈电结构诸如天线馈电部55。例如，天线结构40可形成倒F形天线、隙缝天线、混合倒F形隙缝天线、或者具有带有正天线馈电端子诸如端子56和接地天线馈电端子诸如接地天线馈电端子58的天线馈电部的其他天线。正传输线导体52可耦接到正天线馈电端子56并且接地传输线导体54可耦接到接地天线馈电端子58。如果需要，可使用其它类型的天线馈电布置。例如，天线结构40可使用多个馈电而被馈电。图2的例示性馈电配置仅为例示性的。
天线结构40可包括谐振元件结构、天线接地层结构、天线馈电部诸如馈电部55以及其他部件(例如，可调谐部件60)。天线结构40可被配置为形成任何合适类型的天线。利用一种合适的布置，在本文中有时被作为示例描述的天线结构40用于实现包括倒F形天线和隙缝天线谐振元件的混合倒F形隙缝天线。
如果需要，可在设备10中形成多个天线40。每个天线40可通过相应传输线50耦接到收发器电路42。如果需要，两个或更多个天线40可共享同一传输线结构50。图3为示出设备10可如何包括用于执行无线通信的多个天线40的图示。
如图3所示，设备10可包括两个或更多个天线40，诸如第一天线40-1、第二天线40-2、第三天线40-3和第四天线40-4。天线40可设置在设备10的外壳12内的不同位置处。例如，天线40-1和40-2可形成在外壳12的第一(上)端部处的区域66内，而天线40-3和40-4形成在外壳12的相对的第二(下)端部处的区域68内。在图3的示例中，外壳12具有矩形周边(例如，具有四个拐角的周边)，并且每个天线40形成在外壳12的相应拐角处。该示例仅仅是例示性的，并且一般来讲，天线40可形成在外壳12内的任何期望位置处。
无线电路34可包括输入-输出端口，诸如用于与存储和处理电路28(图1)中的数字数据电路对接的端口74。无线电路34可包括基带电路诸如基带(BB)处理器70和射频收发器电路诸如收发器电路42。
端口74可接收来自存储和处理电路28的数字数据，该数字数据将由收发器电路42传输。由收发器电路42和基带处理器70接收的传入数据可经由端口74提供到存储和处理电路28。
收发器电路42可包括一个或多个发射器和一个或多个接收器。例如，收发器电路42可包括多个远程无线收发器电路48(图1)，诸如第一收发器48-1、第二收发器48-2、第三收发器48-3和第四收发器48-4(例如，用于处理蜂窝电话通信频带中的语音和非语音蜂窝电话通信的收发器)。每个收发器48可通过对应传输线50耦接到相应天线40。例如，第一收发器48-1可通过传输线50-1耦接到天线40-1，第二收发器48-2可通过传输线50-2耦接到天线40-2，第三收发器48-3可通过传输线50-3耦接到天线40-3，第四收发器48-4可通过传输线50-4耦接到天线40-4。
射频前端电路76可插置在每个传输线50上(例如，第一前端电路76-1可插置在线50-1上，第二前端电路76-2可插置在线50-2上，第三前端电路76-3可插置在线50-3上等等)。前端电路76可各自包括切换电路、滤波器电路(例如双工器和/或双讯器电路、陷波滤波器电路、低通滤波器电路、高通滤波器电路、带通滤波器电路等)、用于将传输线50的阻抗与对应的天线40匹配的阻抗匹配电路、有源和/或无源部件(诸如图2的部件60)的网络、用于收集天线阻抗测量值的射频耦合器电路或任何其他期望的射频电路。如果需要，前端电路76可包括被配置为将天线40-1、40-2、40-3和40-4选择性地耦接到不同的相应收发器48-1、48-2、48-3和48-4的切换电路(例如，使得每个天线可基于前端电路76中的切换电路的状态来随时间处理不同收发器48的通信)。
如果需要，前端电路76可包括允许对应天线40(例如，使用频域双工(FDD)方案)同时发射和接收射频信号的滤波电路(例如，双工器和/或双讯器)。天线40-1、40-2、40-3和40-4可在相应的时隙中发射和/或接收射频信号，或者天线40-1、40-2、40-3和40-4中的两个或更多个可同时发射和/或接收射频信号。一般来讲，收发器48-1、48-2、48-3和48-4的任何期望组合可在给定时间使用对应天线40发射和/或接收射频信号。在一种合适的布置中，当收发器48-1、48-2、48-3和48-4中给定的一个在给定时间发射射频信号时，收发器48-1、48-2、48-3和48-4中的每一个可接收射频信号。
放大器电路诸如一个或多个功率放大器可插置在传输线50上和/或形成在收发器电路42内，以便在通过天线40传输之前放大由收发器48输出的射频信号。放大器电路诸如一个或多个低噪声放大器可插置在传输线50上和/或形成在收发器电路42内，以便在将天线40所接收的射频信号传送到收发器48之前放大所接收的信号。
在图3的示例中，在每个传输线50上形成单独的前端电路76。这仅是例示性的。如果需要，两个或更多个传输线50可共享同一前端电路76(例如，前端电路76可形成在同一基板、模块或集成电路上)。
收发器48中的每一个可例如包括用于将通过路径72从基带处理器70接收的基带信号转换为对应的射频信号的电路。例如，收发器48可各自包括用于在通过天线40传输之前将基带信号升压转换为射频的混频器电路。收发器48可包括用于在数字域与模拟域之间转换信号的数模转换器(DAC)电路和/或模数转换器(ADC)电路。收发器48中的每一个可包括用于将通过路径50从天线40接收的射频信号转换为对应的基带信号的电路。例如，收发器48可各自包括用于在将基带信号通过路径72传送到基带处理器70之前将射频信号降压转换为基带频率的混频器电路。
每个收发器48可形成在同一基板、集成电路或模块上(例如，收发器电路42可为具有基板或集成电路的收发器模块，收发器48中的每一个形成在该基板或集成电路上)，或者两个或更多个收发器48可形成在单独的基板、集成电路或模块上。基带电路70和前端电路76可形成在与收发器电路48相同的基板、集成电路或模块上，或者可形成在与收发器电路48不同的单独的基板、集成电路或模块上。在另一种合适的布置中，如果需要，收发器电路42可包括具有四个端口的单个收发器48，每个端口耦接到相应的传输线50。每个收发器48可包括用于发射和接收射频信号的发射器电路和接收器电路。在另一种合适的布置中，一个或多个收发器48可仅执行信号发射或信号接收(例如，电路48中的一个或多个可为专用发射器或专用接收器)。
在图3的示例中，天线40-1和40-4可比天线40-2和40-3占据更大的空间(例如，设备10内的更大面积或体积)。这可允许天线40-1和40-4以比天线40-2和40-3更长的波长(即，较低的频率)支持通信。这仅仅是例示性的，并且如果需要，天线40-1、40-2、40-3和40-4中的每一个可占据相同的体积或者可占据不同的体积。天线40-1、40-2、40-3和40-4可被配置为在至少一个公共频带中输送射频信号。如果需要，天线40-1、40-2、40-3和40-4中的一个或多个可在设备10中的一个或多个其他天线未覆盖的至少一个频带中处理射频信号。
如果需要，每个天线40和每个收发器48可在多个频带(例如，多个蜂窝电话通信频带)中处理射频通信。例如，收发器48-1、天线40-1、收发器48-4和天线40-4可在第一频带诸如介于700MHz至960MHz之间的低频带、第二频带诸如介于1700MHz至2200MHz之间的中频带和第三频带诸如介于2300MHz至2700MHz之间的高频带中处理射频信号。收发器48-2、天线40-2、收发器48-3和天线40-3可在介于1700MHz至2200MHz之间的第二频带和介于2300MHz至2700MHz之间的第三频带中处理射频信号(例如，天线40-2和天线40-3可能未占据足够支持低频带内的信号的体积)。
图3的示例仅为例示性的。一般来讲，天线40可覆盖任何期望的频带。收发器电路42可包括其他收发器电路，诸如耦接到一个或多个天线40的图1的一个或多个电路36。外壳12可具有任何期望的形状。在外壳12的不同拐角处形成天线40-1至40-4中的每一个可例如最大化由天线40输送的无线数据的多路径传播，以优化无线电路34的总体数据吞吐量。
当使用单个天线40操作时，可在设备10与外部通信装置(例如，一个或多个其他无线设备，诸如无线基站、接入点、蜂窝电话、计算机等)之间输送单个无线数据流。这可对与外部通信装置通信的无线通信电路34可获得的数据速率(数据吞吐量)施加上限。随着软件应用程序和其他设备操作的复杂性随时间推移而增加，需要在设备10与外部通信装置之间输送的数据量通常也会增加，使得单个天线40可能无法提供足够的数据吞吐量来处理期望的设备操作。
为了增加无线电路34的总体数据吞吐量，可使用多输入多输出(MIMO)方案来操作多个天线40。当使用MIMO方案操作时，设备10上的两个或更多个天线40可用于以相同频率输送多个独立的无线数据流。相对于仅使用单个天线40的场景，这样可显著增加设备10与外部通信装置之间的总体数据吞吐量。一般来讲，用于根据MIMO方案输送无线数据的天线40的数量越大，则电路34的总体吞吐量越大。
然而，如果不多加小心，则由多个天线40在相同频带中输送的射频信号可能会相互干扰，从而使电路34的总体无线性能劣化。确保以相同频率工作的天线彼此电磁隔离对于相邻天线40(例如，天线40-1和40-2，天线40-3和40-4等)和具有共同(共享)结构(例如，具有由外壳12的相邻或共享导电部分形成的谐振元件)的天线40而言尤其具有挑战性。
为了根据MIMO方案执行无线通信，天线40需要以相同频率输送数据。如果需要，无线电路34可执行所谓的双流(2X)MIMO操作(在本文中有时被称为2X MIMO通信或使用2XMIMO方案的通信)，其中两个天线40用于以相同的频率输送两个独立的射频信号流。无线电路34可执行所谓的四流(4X)MIMO操作(在本文中有时被称为4X MIMO通信或使用4X MIMO方案的通信)，其中四个天线40用于以相同的频率输送四个独立的射频信号流。执行4X MIMO操作可以支持比2X MIMO操作更高的总体数据吞吐量，因为4X MIMO操作涉及四个独立的无线数据流，而2X MIMO操作仅涉及两个独立的无线数据流。如果需要，天线40-1、40-2、40-3和40-4可在一些频带中执行2X MIMO操作，并且可在其他频带中执行4X MIMO操作(例如，根据哪些频带由哪个天线来处理)。例如，天线40-1、40-2、40-3和40-4可在一些频带中执行2XMIMO操作，同时在其他频带中执行4X MIMO操作。
作为一个示例，天线40-1和40-4(以及对应的收发器48-1和48-4)可通过在介于600MHz至960MHz之间的低频带中以相同频率传送射频信号来执行2X MIMO操作。同时，天线40-1、40-2、40-3和40-4可通过在介于1700MHz至2200MHz之间的中频带中以相同频率和/或在介于2300MHz至2700MHz之间的高频带中以相同频率传送射频信号来共同执行4X MIMO操作(例如，天线40-1和40-4可在低频带中执行2X MIMO操作，同时在中频带和/或高频带中执行4X MIMO操作)。
如果需要，天线40-1和40-2可包括由控制电路28调节的切换电路。控制电路28可控制天线40-1和40-2中的切换电路以配置天线40-1和40-2中的天线结构，从而在设备10的区域66中形成单个天线40U。类似地，天线40-3和40-4可包括由控制电路28调节的切换电路。控制电路28可控制天线40-3和40-4中的切换电路以在设备10的区域68中形成单个天线40L(例如，包括来自天线40-3和40-4的天线结构的天线40L)。天线40U可以例如形成在外壳12的上端处，因此在本文中有时可被称为上部天线40U。天线40L可以形成在外壳12的相对下端处，因此在本文中有时可被称为下部天线40L。
例如，当天线40-1和40-2被配置为形成上部天线40U，并且天线40-3和40-4被配置为形成下部天线40L时，无线电路34可在低频带、中频带和高频带中的一者、两者或每一者中使用天线40U和40L执行2X MIMO操作。如果需要，控制电路28可随时间将切换电路进行来回切换，以在第一模式与第二模式之间切换无线电路34，在第一模式中，天线40-1、40-2、40-3和40-4在低频带中执行2X MIMO操作并且在中频带和/或高频带中执行4X MIMO操作，在第二模式中，天线40-1、40-2、40-3和40-4被配置为形成在低频带、中频带和/或高频带中执行2X MIMO操作的天线40U和40L。
图4为示出天线40-1、40-2、40-3和40-4可如何覆盖用于执行MIMO操作的多个频带的图示。如图4所示，在水平轴线上绘制频率。覆盖块80表示在执行MIMO操作时可被天线40-1、40-2、40-3或40-4覆盖的频带。收发器48和天线40可在第一(低)频带LB(例如，介于600MHz至960MHz之间的蜂窝电话频带)、第二频带(中频带)MB(例如，介于1700MHz至2200MHz之间的蜂窝电话频带)和/或第三(高)频带HB(例如，介于2300MHz至2700MHz之间的蜂窝电话频带)中执行无线通信。
第一天线40-1和第四天线40-4可覆盖低频带LB、中频带MB和高频带HB(例如，天线40-1和40-4可各自发射和/或接收频带LB、MB和HB中的一个、两个或每个中的无线信号)。第一天线40-1和第四天线40-4可在低频带LB中以相同频率执行2X MIMO操作(例如，因为天线40-1和40-4均具有足够的体积并且均被配置为在低频带LB中处理信号)。第二天线40-2和第三天线40-3可各自覆盖中频带MB并任选地覆盖高频带HB(例如，天线40-2和40-3可各自在频带MB和HB中的一者或两者中发射和/或接收无线信号)。第一天线40-1、第二天线40-2、第三天线40-3和第四天线40-4可各自在中频带MB中以相同频率执行4X MIMO操作。第一天线40-1和第四天线40-4可在高频带HB中以相同频率执行2X MIMO操作，或者在天线40-2和40-3被配置为覆盖高频带HB的场景中，天线40-1、40-2、40-3和40-4可在高频带HB中以相同频率执行4X MIMO操作。
天线40可针对由每个天线覆盖的每个频率向与外部通信装置通信的无线电路34贡献对应量的数据吞吐量(例如，每个覆盖块80可表示通过对应天线添加到无线电路34的数据吞吐量能力)。例如，每个天线40可为每个覆盖块80贡献40MB/s的数据吞吐量。在这种场景中，如果天线40-2和40-3不覆盖高频带HB(例如，天线40-1和40-2在低频带LB和高频带HB中执行2X MIMO操作并且天线40-1至40-4在中频带MB中执行4X MIMO操作的情况)，则天线40可表现出320MB/s的数据吞吐量；并且如果天线40-2和40-3覆盖高频带HB(例如，天线40-1至40-4在中频带MB和高频带HB两者中执行4X MIMO操作并且天线40-1和40-4在低频带LB中执行2X MIMO操作的情况)，则该天线可表现出400MB/s的数据吞吐量。
如果需要，在有时称为载波聚合的方案中，无线通信电路34可利用一个或多个外部设备(例如，多个无线基站)上的多个天线输送无线数据。当使用载波聚合方案操作时，相同的天线40可以不同的相应频率(在本文中有时被称为载波频率、信道、载波信道或载波)利用多个天线(例如，不同无线基站上的天线)输送射频信号。例如，天线40-1可以第一频率(例如，低频带LB中的频率)从第一无线基站、以第二频率(例如，中频带MB中的频率)从第二无线基站以及以第三频率(例如，高频带HB中的频率)从第三基站接收射频信号。可同时处理(例如，通过收发器48-1)接收的处于不同频率的信号以增加收发器48-1的通信带宽，从而增加收发器48-1的数据速率。如果需要，天线40-1可输送多于三个基站的射频信号(例如，使用低频带LB、中频带MB和/或高频带HB中的多于一个频率)。类似地，天线40-4可以频带LB、MB和/或HB内的两个、三个或多于三个频率执行载波聚合，并且天线40-2和40-3可以频带MB和/或HB内的两个或更多个频率执行载波聚合。相对于不执行载波聚合的场景，这可以用于进一步增加无线电路34的总体数据吞吐量。例如，电路34的数据吞吐量可以针对所使用的每个载波频率(例如，频带LB、MB和HB内的每个载波频率)而增加(例如，对于与天线40-1、40-2、40-3和40-4中的每一者通信的每个无线基站)。
通过使用MIMO方案和载波聚合方案执行通信，无线电路34的数据吞吐量甚至可以比使用MIMO方案或载波聚合方案的情况更大。电路34的数据吞吐量可例如针对天线40使用的每个载波频率而增加(例如，每个载波频率可向电路34的总吞吐量贡献40MB/s或一些其他吞吐量)。作为一个示例，天线40-1和40-4可以在频带LB、MB和HB中的每个频带内的三个频率上执行载波聚合，并且天线40-3和40-4可以在频带MB和HB中的每个频带内的三个频率上执行载波聚合。同时，天线40-1和40-4可以在低频带LB中执行2X MIMO操作，并且天线40-1、40-2、40-3和40-4可以在频带MB和HB中的一者中执行4X MIMO操作。在这种场景中，利用每载波频率40MB/s的示例性吞吐量，无线电路34可表现出大约960MB/s的吞吐量。如果通过天线40-1、40-2、40-3和40-4在频带MB和HB两者中执行4X MIMO操作，则电路34可表现出甚至更大的大约1200MB/s的吞吐量。换句话讲，通过根据MIMO和载波聚合方案使用四个天线40-1、40-2、40-3和40-4执行通信，无线电路34的数据吞吐量可从与使用单个天线以单个频率传送信号相关联的40MB/s增加到大约1GB/s。这些示例仅仅是例示性的，并且如果需要，载波聚合可以在每个频带少于三个载波中执行，可以在不同频带上执行，或者可以针对天线40-1到40-4中的一个或多个而省略。如果需要，多对天线40-1、40-2、40-3和40-4可在频带MB或HB中执行2X MIMO操作，或者天线40-1至40-4可不在频带LB、MB和HB中的一者中执行MIMO操作(例如，如果需要，天线40-1、40-2、40-3和40-4无需利用它们的全部吞吐量容量)。
当天线40-1和40-2被配置为形成天线40U并且天线40-3和40-4被配置为形成天线40L时，天线40U和40L可各自在频带LB、MB和HB中的零者、一者、两者或全部三者中执行2XMIMO操作。如果需要，天线40U和40L可使用载波聚合方案(其使用一个或多个载波频率)在频带LB、MB和/或HB中的执行通信。如果需要，控制电路28可在第一模式和第二模式之间来回切换天线40-1、40-2、40-3和40-4以进一步增加电路34的总体数据吞吐量，在第一模式下，天线40-1、40-2、40-3和40-4在一些频带中执行2X MIMO操作，在其他频带中执行4XMIMO操作，在第二模式下，天线40U和40L随时间在一个或多个频带中执行2X MIMO操作。控制电路28还可在第一模式和第二模式之间切换以满足期望的天线效率或数据吞吐量要求。图4的示例仅为例示性的。如果需要，天线40可以任何期望频率覆盖任何期望数量的频带。如果需要，多于四个天线40或少于四个天线40可执行MIMO和/或载波聚合操作。
图5为具有用于执行MIMO通信的多个天线的设备10的透视图。如图5所示，如果需要，设备10可具有显示器诸如显示器92。显示器92可被安装在设备10的正面上。显示器92可为结合电容式触摸电极的或者可能对触摸不敏感的触摸屏。
显示器92可包括由发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、等离子体单元、电润湿像素、电泳像素、液晶显示器(LCD)部件、或其他合适的像素结构形成的像素。显示器覆盖层诸如透明玻璃或塑料层可覆盖显示器92的表面，或者显示器92的最外层可由滤色器层、薄膜晶体管层、或其他显示层形成。如果需要，按钮诸如按钮86可穿过该覆盖层中的开口或形成在该覆盖层下。如果需要，该覆盖层可具有开口诸如用于扬声器端口90的开口。
外壳12可包括外围外壳结构诸如结构88。结构88可围绕设备10和显示器92的外围延伸。在设备10和显示器92具有带有四条边的矩形形状的构型中，结构88可使用具有带有四条对应边的矩形环形状(作为示例)的外围外壳结构来实现。外围结构88或外围结构88的一部分可用作显示器92的框(例如，环绕显示器92的所有四侧并且/或者有助于保持设备10的显示器92的修形装饰)。如果需要，外围结构88还可形成设备10的侧壁结构(例如，通过形成具有垂直侧壁、弯曲侧壁的金属带等)。
外围外壳结构88可由导电材料诸如金属形成并且因此有时可被称为外围导电外壳结构、导电外壳结构、外围金属结构、或外围导电外壳构件(作为示例)。外围外壳结构88可由金属诸如不锈钢、铝、或其他合适的材料形成。一种、两种或多于两种单独结构可用于形成外围外壳结构88。
外围外壳结构88不一定具有均匀横截面。例如，如果需要，外围外壳结构88的顶部可具有有助于将显示器92保持在适当位置中的向内突起的唇缘。外围外壳结构88的底部还可具有加大的唇缘(例如，在设备10的背面的平面中)。外围外壳结构88可具有大致笔直的竖直侧壁，可具有弯曲侧壁，或者可具有其他合适的形状。在一些构型中(例如，在外围外壳结构88用作显示器92的框的情况下)，外围外壳结构88可围绕外壳12的唇缘延伸(即，外围外壳结构88可仅覆盖外壳12的环绕显示器92而非外壳12的侧壁的其余部分的边缘)。
如果需要，外壳12可具有导电背面。例如，外壳12可由金属诸如不锈钢或铝形成。外壳12的背面可位于与显示器92平行的平面中。在外壳12的背面由金属形成的设备10的构型中，可能期望将外围导电外壳结构88的一部分形成为形成外壳12的背面的外壳结构的一体部分。例如，设备10的后部外壳壁可由平面金属结构形成，并且外壳12的侧上的外围外壳结构88的部分可被形成为平面金属结构的竖直延伸的一体金属部分。如果需要，外壳结构诸如这些外壳结构可由金属块加工而成，和/或可包括被组装在一起以形成外壳12的多个金属件。外壳12的平坦后壁可具有一个或多个、两个或更多个、或三个或更多个部分。外壳12的外围导电外壳结构88和/或导电后壁可形成设备10的一个或多个外表面(例如，设备10的用户可见的表面)和/或可使用不形成设备10的外表面的内部结构来实现(例如，设备10的用户不可见的导电外壳结构，诸如覆盖有电介质(诸如玻璃、陶瓷、塑料)层的导电结构，或形成设备10的外表面和用于从用户的视角隐藏结构88的其他结构)。
显示器92可具有形成有效区域的像素阵列，该有效区域向设备10的用户显示图像。如果需要，无效边界区可沿着有效区域的外围边缘中的一个或多个延伸。显示器92可包括导电结构，诸如用于触摸传感器的电容电极阵列、用于寻址像素的导电线路、驱动器电路等。
外壳12可包括内部导电结构诸如金属框架构件和跨越外壳12的壁的平面导电外壳构件(有时被称为中间板)(即，由在构件88的相对侧之间焊接或以其他方式连接的一个或多个部件形成的或由为外壳12提供结构支撑的其他片材金属部分形成的大致矩形的片材)。设备10还可包括导电结构，诸如印刷电路板、被安装在印刷电路板上的部件、以及其他内部导电结构。可用于形成设备10中的接地层的这些导电结构可位于外壳12的中心，可在显示器92的有效区域或无效区域下延伸等等。
在区域66和68中，开口可在设备10的导电结构内形成(例如，在外围导电外壳结构88和相对的导电接地结构诸如导电外壳中间板或后部外壳壁结构、印刷电路板、以及显示器92和设备10中的导电电子部件之间)。有时可被称为间隙的这些开口可被填充有空气、塑料和其他电介质并可用于形成设备10中的一个或多个天线的隙缝天线谐振元件。
导电外壳结构和设备10中的其他导电结构诸如中间板、印刷电路板上的迹线、显示器92和导电电子部件可用作设备10中的天线的接地层。区域66和68中的开口可用作开放式或封闭式隙缝天线中的隙缝，可用作环形天线中由材料的导电路径环绕的中心电介质区域，可用作将天线谐振元件(诸如带状天线谐振元件或倒F形天线谐振元件)与接地层分离的间隙，可有助于寄生天线谐振元件的性能，或可以其他方式用作在区域66和68中形成的天线结构的一部分。如果需要，在设备10中的显示器92和/或其他金属结构下的接地层可具有延伸至设备10的端部的部件中的部分(例如，接地部可朝向区域66和68中的电介质填充开口延伸)，从而缩窄区域66和68中的隙缝。在具有沿设备10的边缘延伸的窄U形开口或其他开口的设备10的构型中，可加大设备10的接地层以容纳附加的电子部件(集成电路、传感器等)。
设备10中的天线40可沿设备外壳的一个或多个边缘而位于细长设备外壳12的相对的第一端部和第二端部处(例如，位于如图3和图5所示的设备10的端部66和68处)、位于设备外壳的中心中、位于其他合适位置中，或位于这些位置中的一个或多个位置中。图5的布置仅为例示性的。
外围外壳结构88的部分可设置有外围间隙结构。例如，外围导电外壳结构88可设置有一个或多个间隙诸如间隙84(如图5所示)。可利用电介质诸如聚合物、陶瓷、玻璃、空气、其他电介质材料、或这些材料的组合来填充外围外壳结构88中的间隙。间隙84可将外围外壳结构88分成一个或多个外围导电区段。例如，在外围外壳结构88中可存在两个外围导电区段(例如，在具有两个间隙84的布置中)、三个外围导电区段(例如，在具有三个间隙84的布置中)、四个外围导电区段(例如，在具有四个间隙84的布置中)等等。通过这种方式形成的外围导电外壳结构88的区段可形成设备10中的天线40的部分。
如果需要，外壳12中的开口诸如延伸到中途或完全穿过外壳12延伸的凹槽可以跨外壳12的后壁的宽度延伸，并且可刺穿外壳12的后壁以将后壁分成不同部分。这些凹槽还可延伸到外围外壳结构88中，并且可在设备10中形成天线隙缝、间隙84和其他结构。聚合物或其他电介质可填充这些凹槽和其他外壳开口。在一些情况下，形成天线隙缝和其他结构的外壳开口可填充有电介质诸如空气。
在典型的场景中，设备10可具有上部天线和下部天线(作为一个实例)。上部天线诸如图3的天线40-1、40-2和40U可例如形成在区域66中的设备10的上端部处。下部天线诸如图3的天线40-3、40-4和40L可例如形成在区域68中的设备10的下端部处。天线可单独用于覆盖相同的通信频带、重叠的通信频带或单独的通信频带。例如，天线可用于实现MIMO天线方案(例如，2X MIMO方案和/或4X MIMO方案)，其中两个或更多个天线覆盖相同的频率。
当形成天线诸如天线40-1、40-2、40-3和40-4以用于使用MIMO方案进行通信时，应注意确保以相同频率操作的天线彼此充分隔离。例如，在外壳12的部分被用于形成天线40-1、40-2、40-3和40-4的部分的场景中，如果不多加小心，则可能难以确保以相同频率操作的天线具有令人满意的彼此电磁隔离。例如，隔离不足可降低一个或多个天线40的总体天线效率，可减小总体数据吞吐量，可将错误引入发射的和接收的数据中，并且可导致与外部通信设备的无线连接被终止。
可使用任何期望的天线类型来形成设备10中的天线40。例如，天线40可包括具有谐振元件的天线，该天线由环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、隙缝天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋天线结构、单极天线结构、偶极天线结构、这些设计的混合等形成。图6为可用于实现用于设备10的天线40的例示性倒F形天线结构的图示。
如图6所示，天线40可包括倒F形天线谐振元件102和天线接地部(接地层)100。天线谐振元件102可具有主谐振元件臂，诸如臂104。可选择臂104的长度和/或臂104的部分，使得天线40以期望的操作频率谐振。例如，臂104的长度可为天线40的期望操作频率下的波长的四分之一。天线40还可在谐振频率上表现出谐振。
主谐振元件臂104可通过返回路径106耦接到接地部100。电感器或其他部件可插置在路径106中，并且/或者可调谐部件60(图2)可插置在路径106中。如果需要，可调谐部件60可与臂104与接地部100之间的路径106并联耦接。如果需要，附加返回路径106可耦接在臂108与接地部100之间。
可使用一个或多个天线馈电部对天线40馈电。例如，可使用天线馈电部55对天线40馈电。天线馈电55可包括正天线馈电端子56和接地天线馈电端子58，并且可平行于臂104和接地部100之间返回路径106延伸。如果需要，倒F形天线诸如图6的例示性天线40可具有不止一个谐振臂分支(例如，以产生多个频率谐振来支持多个通信频带中的操作)，或者可具有其他天线结构(例如，寄生天线谐振元件、支持天线调谐的可调谐部件等)。例如，臂104可具有从馈电部55和返回路径106向外延伸的左分支和右分支。多个馈电部可用于为天线诸如天线40馈电。
天线40可为包括一个或多个隙缝天线谐振元件的混合天线。如图7所示，例如，天线40可基于具有开口(诸如，形成在导电结构诸如天线接地部100内的隙缝108)的隙缝天线构型。可利用空气、塑料和/或其他电介质来填充隙缝108。隙缝108的形状可为笔直的，或者可具有一个或多个弯曲部(即，隙缝108可具有沿循曲折路径的细长形状)。馈电端子56和58可例如位于隙缝108的相对侧上(例如，位于相对的长侧上)。基于隙缝的天线谐振元件诸如图7的隙缝天线谐振元件108可在天线信号的波长等于隙缝的周长的频率下产生天线谐振。在窄隙缝中，隙缝天线谐振元件的谐振频率与隙缝长度等于波长的一半的信号频率相关联。
隙缝天线频率响应可使用一个或多个调谐部件(例如，图2的部件60)进行调谐。这些部件可具有耦接到隙缝的相对侧的端子(即，可调谐部件可桥接隙缝)。如果需要，可调谐部件可具有沿隙缝108的侧中的一个的长度耦接到相应位置的端子。也可使用这些布置的组合。如果需要，天线40可为混合隙缝倒F形天线，其包括图6和图7所示类型的谐振元件(例如，具有由谐振元件臂诸如图6的臂104和隙缝诸如图7的隙缝108所产生的谐振)。
虽然图6和图7的示例仅示出了单个天线40，但可由设备10内的这些结构形成多个天线40。图8为可用于执行MIMO操作的一对相邻天线诸如图3的天线40-1和40-2的示意图。
如图8所示，天线40-1和40-2可包括倒F形天线结构(例如，如图6所示)。天线40-1可包括通过短接路径106-1耦接到接地部100的谐振元件臂104-1。可使用第一天线馈电部55-1对天线40-1馈电。天线馈电部55-1可具有耦接到谐振元件臂104-1的第一馈电端子56-1以及耦接到接地部100的第二馈电端子58-1。天线40-2可包括通过短接路径106-2耦接到接地部100的谐振元件臂104-2。可使用第二天线馈电部55-2对天线40-2馈电，该第二天线馈电部具有耦接到谐振元件臂104-2的第一馈电端子56-2以及耦接到接地部100的第二馈电端子58-2。
在图8的示例中，天线40-1的返回路径106-1可插置在馈电部55-1的位置与天线40-2的返回路径106-2之间。类似地，天线40-2的返回路径106-2可插置在天线40-1的返回路径106-1与馈电部55-2之间。可通过馈电部55-1向/从天线40-1传送射频信号，并且可通过馈电部55-2向/从天线40-2传送射频信号。天线40-1的对应天线电流可流经天线40-1的主谐振元件臂104-1并且通过路径106-1短接到接地部100。类似地，天线40-2的天线电流可流经天线40-2的主谐振元件臂104-2并且通过路径106-2短接到接地部100。
当在相同频带内(例如，在中频带MB或高频带HB内)执行MIMO操作(例如，4X MIMO操作)时，如果不多加小心，来自天线40-1的天线电流可能会与来自天线40-2的天线电流进行电磁交互，从而使两个天线的射频性能劣化。然而，通过形成邻近天线106-2的短接路径106-1，来自天线40-1和40-2两者的天线电流的磁场可抵消，使天线40-1与40-2有效隔离。虽然在图8的电气原理图中臂104-1和104-2被示为电气上分离(例如，由于臂104-1和104-2之间的电磁隔离)，但在一种合适的布置中，臂104-1和104-2可由单个连续导体(例如，设备10的单个外壳壁88)形成，并且/或者短接路径106-1和106-2可由臂104-1和104-2与接地部100之间的单个连续导体形成(例如，不影响天线40-1和40-2之间的隔离)。虽然图8的示例描述了相邻天线40-1和40-2，但类似的天线结构也可用于形成图3的天线40-2和40-3(例如，在图8中天线40-4代替天线40-1并且天线40-3代替天线40-2的情况下)。
如果需要，臂104-1和104-2与接地部100之间的开口可向天线40-1和40-2贡献隙缝天线谐振(例如，天线40-1和40-2可为混合隙缝倒F形天线，其包括图6和图7所示类型的谐振元件)。图9为示出天线40-1和40-2可如何包括隙缝结构和倒F形天线结构两者并且可如何由设备外壳12的部分形成的图示。
如图9所示，天线40-1的谐振元件臂104-1和天线40-2的谐振元件臂104-2可由外围导电外壳结构88的区段形成。外围导电外壳结构88的形成谐振元件臂104-1和104-2的区段可在设备10的第一侧处的第一电介质间隙84-1与设备10的相对的第二侧处的第二电介质间隙84-2之间延伸。例如，结构88的区段可包括设备10的外围导电壁(例如，侧壁)。谐振元件臂104-1可由外围导电壁的第一部分形成，谐振元件臂104-2可由从第一部分的端部延伸的外围导电壁的第二部分形成(例如，第一部分和第二部分可直接连接并且由设备10的相同导电侧壁形成)。
外围导电外壳结构88的区段(例如，谐振元件臂104-1和104-2)可通过隙缝108与接地部100分离。隙缝108可由从间隙84-1延伸至间隙84-2的细长开口形成(例如，隙缝108的端部(有时可被称为开口端部)可由间隙84-1和84-2形成)。隙缝108可具有细长形状，该细长形状具有任何合适的长度(例如，约4-20cm、大于2cm、大于4cm、大于8cm、大于12cm、小于25cm、小于10cm等)和任何合适的宽度(例如，大约2mm、小于2mm、小于3mm、小于4mm、1-3mm等)。可利用电介质诸如空气或塑料来填充隙缝108。例如，可将塑料插入隙缝108的部分中，并且该塑料可与外壳12的外部齐平。接地部100可由设备10内的导电层、设备10的中间板构件、外壳12的后壁、外围导电结构88的部分和/或设备10内的任何其他期望的导电结构形成。
天线40-1的天线馈电部55-1可包括耦接到外围结构88的第一馈电端子56-1和耦接到接地部100的第二馈电端子58-1。天线馈电部55-2可包括耦接到外围结构88的第一馈电端子56-2和耦接到接地部100的第二馈电端子58-2。例如，可使用传输线50-1(图3)通过收发器电路48-1对馈电部55-1馈电，可使用传输线50-2通过收发器电路48-2对馈电部55-2馈电。
天线40-1的返回路径106-1可耦接在外围结构88和接地部100之间。天线40-2的返回路径106-2可邻近返回路径106-1耦接在外围结构88和接地部100之间。在一种合适的布置中，返回路径106-1和106-2可由耦接在区段88和接地部100之间的相同导电结构(例如，细长导电条、导电线、导电弹簧结构、刚性或柔性印刷电路上的金属迹线、金属螺钉或紧固件等)形成。
隙缝108的部分可向天线40-1和/或40-2贡献隙缝天线谐振。例如，在臂104-1和接地部100之间(例如，在馈电部55-1和间隙84-1之间)的隙缝108的一部分可为天线40-1贡献高频带HB中的谐振，在臂104-2和接地100之间的隙缝108的一部分可为天线40-2贡献高频带谐振HB。
在图9的示例中，天线40-1比天线40-2占据更大的体积，并且臂104-1长于臂104-2。可选择天线谐振元件臂104的长度，使得天线40-1和40-2以期望的频率谐振。例如，天线40-1在中频带MB中的谐振可与馈电端子56-1和间隙14-1之间沿外围导电结构88的距离相关联。天线40-1在低频带LB中的谐振可与馈电端子56-1和返回路径106-1之间沿外围导电结构88的距离相关联。天线40-2的臂104-2可能太短而不能支持低频带LB中的频率。然而，例如，天线40-2在中频带MB中的谐振可与返回路径106-2和间隙84-2之间沿外围导电结构88的距离相关联。
图9的示例仅为例示性的。如果需要，可调节部件(例如，图2的调谐部件60)诸如开关、电容器、电阻器和/或电感器可耦接在沿外围结构88和接地部100的不同位置之间。可调节部件可例如将天线40-1和40-2的中频带谐振和/或低频带谐振调谐至不同的期望频率。外围导电结构88可具有沿循设备10的外围的任何期望的形状。
当以这种方式配置时，两个天线40-1和40-2均可支持中频带MB和高频带HB中的通信，而天线40-1还支持低频带LB中的通信。因此，天线40-1和40-2可在中频带MB和/或高频带HB中使用MIMO方案执行通信(例如，图3的中频带MB和/或高频带HB中仅使用天线40-1和40-2的2X MIMO方案，或者中频带MB和/或高频带HB中一起使用天线40-3和40-4的4X MIMO方案)。当以相同频率以这种方式执行通信时，天线40-1中的天线电流可易受天线电流40-2的干扰。然而，即使谐振元件臂104-1和104-2均由相同的连续导电材料片(即，外围结构88)形成，天线结构在天线40-1和40-2内的布置也可将天线40-1和40-2配置为彼此充分隔离。同时，如果需要，天线40-1可在低频带LB中与天线40-4(图3)一起执行2X MIMO操作。
图10为示出天线40-1和40-2在具有由连续导体形成的谐振元件臂104-1和104-2的情况下可如何充分隔离的返回路径106-1和106-2(例如，图9的虚线区域105内)的图示。如图10所示，射频天线电流I1可通过返回路径106-1以及天线40-1的馈电端子之间的臂104-1流经接地层100。类似地，射频天线电流I2可通过返回路径106-2以及天线40-2的馈电端子之间的臂104-2流经接地层100。
天线40-1的天线电流I1可产生磁场B1，该磁场指向图10的在外围外壳结构88的外部的页面中并且指向结构88和接地层100之间的页面外(例如，在设备10的内部)。同时，天线40-2的天线电流I2可产生磁场B2，该磁场指向在外围外壳结构88的外部的页面外并且指向结构88和接地层100之间的页面中。这样，结构88外部的磁场B1可抵消结构88外部的磁场B2，结构88和接地部100之间的磁场B1可抵消结构88和接地部100之间的磁场B2。这可导致由电流I1产生的磁场在返回路径106-1和106-2的位置处抵消由电流I2产生的磁场，从而使天线40-1与天线40-2电磁隔离，即使臂104-1和104-2均由连续结构88形成。相对于将间隙用于隔离天线40-1和40-2的场景，由连续导体(例如，没有任何间隙诸如间隙84)形成臂104-1和104-2可例如增强用户对设备10的美观度的认可并且/或者可增强设备10的结构(机械)完整性。此外，如图10所示，返回路径106-1和106-2均可使用在外围结构88和接地部100之间延伸的相同导电结构107(例如，基板上的导电迹线、金属线、导电销、焊点、焊接处等)来形成，而不影响天线40-1和40-2之间的隔离。
虽然图8至图10的示例描述了相邻天线40-1和40-2，但类似的天线结构也可用于在如图3所示的设备10的下端部68处形成天线40-2和40-3(例如，在图10中天线40-4代替天线40-1并且天线40-3代替天线40-2的情况下)。虽然图8至图10的布置可在天线40-1和40-2之间提供令人满意的量的隔离，但在另一合适的布置中，可通过将天线40-1的臂104-1与天线40-2的臂104-2机械地分离来进一步隔离天线40-1和40-2。
图11为具有机械分离(隔离)的谐振元件的一对相邻天线诸如图3的天线40-1和40-2的示意图。如图11所示，天线40-1的谐振元件臂104-1可通过间隙109与天线40-2的谐振元件臂104-2机械地分离。间隙109可例如由外围导电结构88中的间隙84形成。天线40-1的馈电部55-1可插置在间隙109和返回路径106-1之间。返回路径106-1可在一位置处耦接到谐振元件臂104-1，该返回路径插置在臂104-1的与间隙109相对的端部和馈电部55-1的端子56-1之间。
天线40-2的返回路径106-2可耦接在与间隙109相邻的臂104-2的端部和接地部100之间。这仅是例示性的。如果需要，返回路径106-2可耦接在接地部100和臂104-2上的馈电端子56-2和间隙109之间的任何期望的位置之间。天线40-2的馈电部55-2可插置在返回路径106-2和臂104-2的与间隙109相对的端部之间。当以此方式配置时，间隙109可将臂104-1与臂104-2机械地分离并使天线40-1与天线40-2电磁隔离(例如，通过防止由馈电部55-1处理的天线电流的电磁场与由馈电部55-2处理的天线电流的电磁场显著地相互作用)。
图12为示出可如何由隙缝和倒F天线结构以及由设备外壳12的机械分离部分形成天线40-1和40-2的图示。天线40-1和40-2可为包括图6和图7两者所示类型的谐振元件的混合隙缝倒F形天线。
如图12所示，开口84(图5)诸如开口84-3可将外围导电外壳结构88分离成第一区段88-1和第二区段88-1。天线40-1的谐振元件臂104-1可由区段88-1形成。天线40-2的谐振元件臂104-2可由区段88-2形成。
区段88-1可在间隙84-3和间隙84-1之间延伸。区段88-2可在间隙84-3和间隙84-2之间延伸。天线40-1的馈电部55-1可跨隙缝108耦接在区段88-1和接地部100之间，而天线40-2的馈电部55-2跨隙缝108耦接在区段88-2和接地部100之间。区段88-1和接地部100之间的隙缝108的一部分可为天线40-1贡献隙缝天线谐振诸如高频带HB中的谐振。区段88-2和接地部100之间的隙缝108的一部分可为天线40-2贡献隙缝天线谐振诸如高频带HB中的谐振。
返回路径诸如图11的路径106-1和106-2可通过桥接隙缝108的固定导电路径或通过桥接隙缝108的可调节部件诸如部件110和114(例如，图2的可调节部件60)来形成。可调节部件110和114均可跨隙缝108耦接在区段88-1和接地部100之间，并且可形成天线40-1的可调节返回路径(例如，图11的返回路径106-1)。可调节部件114和可调节部件110在本文中有时可被称为调谐部件、可调谐部件、可调谐电路或可调节调谐部件。返回路径106-2可耦接在区段88-2和接地部100之间。返回路径106-2可包括可调节部件诸如开关或者可不含可调节部件。天线40-2的天线馈电端子56-2可在插置在返回路径106-2和间隙84-2之间的位置处耦接到区段88-2。
可调节部件114可沿隙缝108在第一位置处桥接隙缝108。例如，可调节部件114可在插置在馈电端子56-1和间隙84-1之间的位置处耦接到区段88-1。可调节部件110可沿隙缝108在第二位置处桥接隙缝108。例如，可调节部件110可在插置在间隙84-3和馈电端子56-1之间的一个或多个位置处耦接到区段88-1。
部件110和部件114可包括耦接到固定部件诸如电感器的开关(SW)，用于在接地部100和区段88-1之间提供可调节量的电感或开路。部件114中的开关可包括例如单刀双掷(SP2T)开关和两个电感器。部件110中的开关可包括例如耦接到四个电感器的单刀四掷(SP4T)开关。这个示例仅为例示性的，并且一般来讲，部件110和114可包括其他部件，诸如可调节返回路径开关、耦接到电容器的开关或任何其他期望的部件。部件110和114可包括任何期望数量的电感器。如果需要，部件110和/或114可包括不具有可选择性地耦接在区段88-1和接地部110之间的任何电感器的路径。例如，部件110和114(例如，对应开关的状态)可由控制电路28(图1)控制。部件110和114可例如形成天线40-1的返回路径(例如，如图11所示的一个或多个返回路径106-1)。
可选择天线谐振元件臂104的长度，使得天线40-1和40-2以期望的频率谐振。例如，天线40-1在中频带MB中的谐振可与部件114和间隙84-1之间沿区段88-1的距离相关联。例如，天线40-1在低频带LB中的谐振可与部件114和间隙84-3之间沿区段88-1的距离相关联。例如，天线40-2在中频带MB中的谐振可与返回路径106-2和间隙84-2之间沿区段88-2的距离相关联。如果需要，可调节部件诸如图2的部件60可桥接区段88-2和接地部100之间的隙缝108。
如果需要，控制电路28(图1)可调节部件114和110以调谐天线40-1的频率响应。例如，控制电路28可调节部件114(例如，通过将对应的电感器中的一个切换为使用)以调谐中频带MB内天线40-1的谐振频率。控制电路28可调节部件110以调谐低频带LB内天线40-1的谐振频率。
天线40-1和40-2可使用MIMO方案在中频带MB和/或高频带HB中执行通信。由间隙84-3提供的臂104-1与104-2之间的机械间距可用于在天线40以相同频率操作时(例如，在使用MIMO方案执行通信时)使天线40-1与天线40-2隔离。虽然图11和图12的示例描述了相邻天线40-1和40-2，但类似的天线结构也可用于在如图3所示的设备10的下端部68处形成天线40-2和40-3(例如，在图11和图12中天线40-4代替天线40-1并且天线40-3代替天线40-2的情况下)。
如果需要，如图12所示的天线40-1和40-2可使用2X MIMO方案在中频带MB和/或高频带HB中执行通信(例如，没有来自天线40-3和40-4的MIMO贡献)，或者使用4X MIMO方案在中频带MB和/或高频带HB中与天线40-3和40-4一起执行通信(例如，如图4所示)。当在中频带MB和/或高频带HB中执行MIMO操作时，天线40-1、40-2、40-3和40-4可以相同频率(例如，在中频带MB和/或高频带HB中)发射和/或接收独立数据流。尽管天线40-1和天线40-2以相同频率操作，但间隙84-3的存在可确保两个天线充分隔离。同时，如果需要，天线40-1可在低频带LB中与天线40-4(图3)一起执行2X MIMO操作。
在一些场景中，使用4X MIMO方案可实现的高数据吞吐量对于设备10和外部通信装置之间的通信可为不必要的。在这些场景中，设备10可执行2X MIMO通信，其中将两个天线用于以相同频率执行通信(例如，而不执行任何4X MIMO通信)。为了在这些场景中使两个天线之间的隔离最大化，用于执行2X MIMO操作的两个天线可位于设备10的相对侧(例如，侧66和68)处。为了在这些场景中进一步提高两个天线的天线效率(例如，通过利用尽可能多的天线体积)，天线40-1、40-2、40-3和40-4可被配置为形成用于执行2X MIMO操作的上部天线40U和下部天线40L(图3)。
如图12所示，如果需要，天线40-1和40-2可包括切换电路，该切换电路由控制电路28(图1)控制，以在第一操作模式和第二操作模式中的选定的一种模式下放置天线40-1和40-2。在第一操作模式(在本文中有时被称为4X MIMO模式或第一MIMO模式)下，天线40-1和40-2被间隙84-3隔离并且以相同频率传送单独的数据流(例如，使得天线40-1和40-2可与天线40-3和40-4一起执行4X MIMO操作)。在第二操作模式(在本文中有时被称为2X MIMO模式或第二MIMO模式)下，天线40-1和40-2被配置为形成单个天线诸如上部天线40U(例如，包括来自天线40-1和40-2两者的结构的单个天线40)。
在第二操作模式下，区段88-1可短接到区段88-2，返回路径106-2可与接地部100解耦，馈电部55-2可被禁用。随后可使用天线馈电部55-1对天线40U馈电。馈电部55-1和间隙84-2之间的距离可支持低频带LB中的谐振(如箭头118所示)，并且馈电部55-1和间隙84-1之间的距离可支持天线40U的中频带MB中的谐振(如箭头116所示)(例如，区段88-1和88-2两者可形成天线40U的单个谐振元件臂106的一部分)。天线40U的谐振元件臂与接地部110之间的隙缝108可支持高频带HB中的谐振。
在该示例中，可使用类似的结构来形成天线40-3和40-4(例如，在图12中天线40-4代替天线40-1并且天线40-3代替天线40-2的情况下)。从而天线40-3和40-4可在第一操作模式和第二操作模式之间被来回切换，在第一操作模式下天线40-3和40-4以相同频率独立地传送两个单独的数据流以与天线40-1和40-2一起执行4X MIMO操作，在第二操作模式下天线40-3和40-4形成单个下部天线40L(图3)。当天线40-1、40-2、40-3和40-4被置于第二操作模式以形成天线40U和40L时，天线40U和40L可通过在低频带LB、中频带MB和/或高频带HB中以相同频率发射和/或接收独立数据流来执行2X MIMO操作。
图13为可在设备10中形成的用于在第一操作模式和第二操作模式之间来回切换天线40-1和40-2的切换电路(例如，在图12的虚线区域112内)的图示。如图13所示，切换电路120耦接在天线40-1和天线40-2之间。切换电路120的状态可由从控制电路28接收的控制信号122控制。
切换电路120可包括跨间隙84-3耦接在谐振元件臂104-1(区段88-1)和谐振元件臂104-2(区段88-2)之间的第一开关120-1。当开关120-1闭合(打开)时，天线40-1的臂104-1可短接到天线40-2的臂104-2以形成天线40U的单个谐振元件臂106。
切换电路120可包括插置在天线40-2的返回路径106-2上的第二开关120-2(例如，开关106-2可耦接在天线40-2的臂104-2与接地部100之间)。当开关120-2闭合时，天线40-2的臂104-2可短接到接地部100(例如，用于支持天线40-2的中频带MB中的谐振)。当开关120-2打开时，可在臂104-2和接地部100之间形成开路(例如，使得天线40U的谐振元件臂不会短接到馈电部55-1和间隙84-2之间的接地部)。
切换电路120可包括插置在天线馈电部55-2的馈电端子56-2和谐振元件臂104-2之间的第三开关120-3。当开关120-3闭合时，馈电部56-2耦接到臂104-2并且天线40-2的射频天线信号可由天线40-2传送。当开关120-3打开时，通过将馈电端子56-2与臂104-2解耦而禁用馈电部55-2。
控制电路28可将切换电路120置于第一状态(例如，4X MIMO状态或第一MIMO状态)，在该第一状态下开关120-1打开，开关120-2和120-3闭合。当切换电路120处于第一状态时，天线40-1和40-2被置于第一操作模式。在第一操作模式下，天线40-1的臂104-1可通过间隙84-3与天线40-2的臂104-2隔离，天线40-2的返回路径106-2可耦接在臂104-2和接地部100之间，并且馈电部55-2可为有源的(例如，馈电端子56-2可耦接到臂104-2)。天线40-1和40-2可随后通过以与天线40-3和40-4(图3)相同的频率传送单独的数据流来执行4XMIMO操作。
控制电路28可将切换电路120置于第二状态(例如，2X MIMO状态或第二MIMO状态)，在该第二状态下开关120-1闭合，开关120-2和120-3打开。当切换电路120处于第二状态时，天线40-1和40-2被置于第二操作模式，在该第二操作模式下天线40-1和40-2中的结构形成单个天线40U。在第二操作模式下，天线40-1的臂104-1可跨间隙84-3短接到天线40-2的臂104-2以形成天线40U的谐振元件臂，返回路径106-2可在外围结构88和接地部100之间形成开路，并且馈电部55-2可被停用(例如，馈电端子56-2可与臂104-2解耦)。随后天线40U可通过以与天线40L(图3)相同的频率传送数据流来执行2X MIMO操作。
图13的示例仅为例示性的。如果需要，可省略开关120-1、120-2和120-3中的一者或多者，或者可在切换电路120内形成附加开关。在图13的示例中，开关120-1、120-2和120-3为SP2T开关。然而，一般来讲，可使用任何期望的开关，并且可以任何期望的方式将切换电路120中的开关布置在天线40-1和40-2之间。
执行2X MIMO操作(例如，在切换电路120处于第二状态时)可比执行4X MIMO操作(例如，在切换电路120处于第一状态时)涉及更低的吞吐量。然而，执行2X MIMO操作可比执行4X MIMO操作涉及更高的天线效率(例如，因为天线40U和40L形成在设备10的相对端部处并且因此彼此隔离，并且因为天线40U和40L比天线40-1、40-2、40-3或40-4占据更大的体积)。如果需要，当设备10的处理操作需要相对高的数据吞吐量(例如，用于流式传输高清视频、执行计算密集型云计算算法等)时，控制电路28可将天线40-1、40-2、40-3和40-4置于第一操作模式，并且当设备10的处理操作需要相对高的天线效率时(例如，当设备10和外部无线装置之间无线链路质量低时)，该控制电路可配置天线40-1、40-2、40-3和40-4以在第二操作模式下形成天线40U和40L。
图14为其中天线性能(天线效率)被绘制为随着图11至图13(例如，包括切换电路120)的天线40-1、40-2和/或40U的操作频率f变化的曲线图。如图14所示，曲线130绘制出当天线40U被置于第二操作模式时(例如，当切换电路120被置于第二状态时)的天线效率。当在第二模式下操作时，天线40U可在低频带LB、中频带MB和高频带HB中表现出峰值效率E1(例如，大约-3dB的峰值效率)。例如，低频带LB中的峰值可由天线40U的与图12的路径长度118相关联的谐振生成，中频带MB中的峰值可由天线40U的与路径长度116相关联的谐振生成，高频带HB中的峰值可由天线40U的与路径116和接地部100之间的隙缝108的一部分相关联的谐振生成。如果需要，可通过调节图12的部件110来调节天线40U在低频带LB内的频率响应。如果需要，可通过调节图12的部件114来调节天线40L在中频带MB内的频率响应。
曲线132绘制出当天线40-1在第一操作模式下操作时(例如，当切换电路120被置于第一状态时)的天线效率。当在第一操作模式下操作时，天线40-1可在低频带LB、中频带MB和高频带HB中表现出峰值效率E2，该峰值效率小于与曲线130相关联的效率E1(例如，由于每个有源天线之间的隔离减弱以及每个天线的空间体积减小)。例如，峰值效率E2可为大约-6dB。例如，低频带LB中的峰值可由天线40-1的与图12的部件114和间隙84-3之间的路径相关联的谐振生成，中频带MB中的峰值可由天线40-1的与部件114和间隙84-1之间的路径相关联的谐振生成，高频带HB中的峰值可由区段88-1和接地部100之间的隙缝108的谐振生成。可通过调节图12的部件110来调节曲线132在低频带LB内的频率响应。可通过调节部件114来调节曲线130在中频带MB内的频率响应。
曲线134绘制出当天线40-2被置于第一操作模式时(例如，当切换电路120被置于第一状态时)的天线效率。当在第一模式下操作时，天线40-2可在低中频带MB和高频带HB中表现出峰值效率E2。例如，中频带MB中的峰值可由天线40-2的与返回路径106-2和间隙84-2之间的距离相关联的谐振生成，高频带HB中的峰值可由区段88-2和接地部100之间的隙缝108的谐振生成。虽然在第一模式下操作使总体天线效率从E1降低至E2，但无线电路34在第一模式下的数据吞吐量也大于在第二模式下的数据吞吐量。
当被置于第一操作模式时，天线40-1和40-2可在中频带MB和高频带HB中的一者或两者中与天线40-3和40-4一起执行4X MIMO操作，并且可附加地或另选地在低频带LB中与天线40-4一起执行2X MIMO操作(例如，如图4中的天线40-1至40-4的覆盖块80所示)。如果需要，天线40-1、40-2、40-3和40-4可执行载波聚合，其中频带LB、MB和HB中的一者或多者中的多个载波频率被用于进一步增加数据吞吐量。
当被置于第二操作模式时，天线40U和40L可在频带LB、MB和HB中的一者、两者或全部中执行2X MIMO操作。如果需要，天线40U和40L可执行载波聚合，其中频带LB、MB和HB中的一者或多者中的多个载波频率被用于进一步增加数据吞吐量(例如，其中天线40U和40L中的每一个覆盖相同的载波频率，使得针对载波聚合方案中的每个载波频率执行2X MIMO操作)。
例如，虽然天线40-1和40-4可在被置于第一操作模式时在低频带LB中执行2XMIMO操作，但当这些天线被置于第二操作模式时，它们中的任一者均不可执行4X MIMO操作。这样，相对于仅使用单个天线的场景，可使用四个或更多个天线40来执行MIMO操作以增加总体数据吞吐量，同时还确保以相同频率操作的天线之间存在令人满意的电磁隔离，并且在图11至图13的示例中，同时还允许根据设备10对天线效率和数据吞吐量的要求来在不同模式之间动态地调节天线。
图14的示例仅为例示性的。一般来讲，效率曲线130、132和134可具有任何期望的形状。如果需要，曲线130、132和134可在多于三个频带、在少于三个频带或在任何其他期望的频带中的效率中表现出峰值。如果需要，类似的效率曲线还可用于表征图3的天线40-3、40-4和40L。
在天线40-1和40-2由连续导体形成并且天线40-3和40-4由连续导体形成(图8至图10)的场景中，曲线诸如图14的曲线132(或以略微较低的效率沿循曲线132的路径的类似曲线)可用于表征天线40-1和40-4的性能。类似地，曲线诸如曲线134(或以略微较低的效率沿循曲线134的路径的类似曲线)可用于表征图8至图10的布置中的天线40-2和40-3的性能。无论天线40-1和40-2是否具有由连续导体形成的谐振元件(图8至图10)或者无论间隙84-3是否形成在外壳壁88中(图11至图13)，天线40-1、40-2、40-3和40-4可在中频带MB和/或高频带HB中执行4X MIMO操作，并且/或者可在低频带LB中执行2X MIMO操作。如果需要，任意多对天线40-1、40-2、40-3和40-4可在频带LB、MB和/或HB中的一者或多者中执行2XMIMO操作(例如，天线40无需利用其全部数据吞吐量容量)。
根据一个实施方案，提供了一种便携式电子设备，该便携式电子设备包括：外壳，该外壳具有相对的第一端部和第二端部以及矩形外围，该矩形外围的第一拐角和第二拐角位于第一端部处，第三拐角和第四拐角位于第二端部处；在第一拐角处的第一天线；在第二拐角处的第二天线；在第三拐角处的第三天线；在第四拐角处的第四天线；以及蜂窝电话收发器电路，该蜂窝电话收发器电路耦接到第一天线、第二天线、第三天线和第四天线并且被配置为使用第一天线和第四天线以第一频率并且使用第一天线、第二天线、第三天线和第四天线以大于该第一频率的第二频率来同时传送射频信号。
根据另一个实施方案，便携式电子设备外壳包括围绕矩形外围延伸的外围导电结构，第一天线、第二天线、第三天线和第四天线各自包括由这些外围导电结构形成的相应的天线谐振元件臂。
根据另一个实施方案，该便携式电子设备包括显示器，该显示器具有从外壳的第一端部延伸至第二端部的显示器覆盖层。
根据另一个实施方案，外围导电结构包括在电子设备的第一端部处的导电侧壁，第一天线包括由该导电侧壁的第一部分形成的第一天线谐振元件臂，第二天线包括由该导电侧壁的从该第一部分的端部延伸的第二部分形成的第二天线谐振元件。
根据另一个实施方案，该外围导电结构包括在电子设备的第一端部处的导电侧壁，电介质填充间隙将该导电侧壁分成第一区段和通过该电介质填充间隙与第一区段分离的第二区段，第一天线包括由该第一区段形成的第一天线谐振元件臂，第二天线包括由该第二区段形成的第二天线谐振元件。
根据另一个实施方案，该便携式电子设备包括：第一切换电路，该第一切换电路耦接在第一天线和第二天线之间；第二切换电路，该第二切换电路耦接在第三天线和第四天线之间；以及外壳内的控制电路，该控制电路被配置为控制第一切换电路以形成包括第一天线和第二天线的天线谐振元件臂的第五天线并且被配置为控制第二切换电路以形成包括第三天线和第四天线的天线谐振元件臂的第六天线。
根据另一个实施方案，蜂窝电话收发器电路被配置为使用第五天线和第六天线以第三频率来同时传送射频信号。
根据另一个实施方案，该蜂窝电话收发器电路被配置为使用第一天线和第四天线以大于第二频率的第三频率来传送射频信号，同时使用第一天线和第四天线以第一频率来传送射频信号并且使用第一天线、第二天线、第三天线和第四天线以第二频率来传送射频信号。
根据另一个实施方案，该蜂窝电话收发器电路被配置为使用第一天线、第二天线、第三天线和第四天线以大于第二频率的第三频率来传送射频信号，同时使用第一天线和第四天线以第一频率来传送射频信号并且使用第一天线、第二天线、第三天线和第四天线以第二频率来传送射频信号。
根据另一个实施方案，第一频率位于介于700MHz至960MHz之间的第一蜂窝电话通信频带内，第二频率位于介于1700MHz至2200MHz之间的第二蜂窝电话通信频带内，第三频率位于介于2300MHz至2700MHz之间的第三蜂窝电话通信频带内。
根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括：外壳，该外壳具有外围导电壁；电介质填充开口，该电介质填充开口在该外围导电壁中并且将该外围导电壁分成第一区段和第二区段；天线接地部，该天线接地部通过隙缝与第一区段和第二区段分离；第一天线，该第一天线具有由第一区段形成的第一谐振元件臂和跨隙缝耦接在第一区段和天线接地部之间的第一天线馈电部；第二天线，该第二天线具有由第二区段形成的第二谐振元件臂和跨隙缝耦接在第二区段和天线接地部之间的第二天线馈电部；以及射频收发器电路，该射频收发器电路被配置为通过第一天线馈电部和第二天线馈电部两者以给定频率来同时传送射频信号。
根据另一个实施方案，第二天线包括耦接在第二区段上的位置和天线接地部之间的返回路径，在第二区段上的该位置插置在第二天线馈电部和电介质填充开口之间。
根据另一个实施方案，该射频收发器电路被配置为通过第一天线馈电部以附加频率来传送射频信号，同时通过第一天线馈电部和第二天线馈电部以给定频率来传送射频信号，并且不通过第二天线馈电部以附加频率来发射任何信号，附加频率低于给定频率。
根据另一个实施方案，该电子设备包括第一可调节部件和第二可调节部件，该第一可调节部件耦接在第一区段上的第一位置和天线接地部之间，该第二可调节部件耦接在第一区段上的第二位置和天线接地部之间，第一天线馈电部包括耦接到第一区段的第一馈电端子和耦接到天线接地部的第二馈电端子，该第一位置插置在第一馈电端子和第一区段的与电介质填充开口相对的端部之间，该第二位置插置在第一馈电端子和电介质填充开口之间，并且第二可调节部件被配置为调节第一天线在附加频率下的谐振。
根据另一个实施方案，该电子设备包括切换电路和控制电路，该切换电路耦接在第一天线和第二天线之间，该控制电路被配置为调节该切换电路以形成第三天线，该第三天线包括第三谐振元件臂，该第三谐振元件臂包括第一谐振元件臂、第二谐振元件臂、第一天线馈电部和天线接地部，该第三天线被配置为在给定频率和附加频率下表现出谐振。
根据另一个实施方案，第二天线馈电部包括耦接到第二区段的第三馈电端子和耦接到天线接地部的第四馈电端子，切换电路具有第一状态，在该第一状态下，返回路径使第二区段短接到天线接地部，第三馈电端子短接到第二区段，并且在第一区段和第二区段之间形成开路，该切换电路具有第二状态，在该第二状态下，返回路径在第二区段和天线接地部之间形成开路，第三馈电端子与第二区段解耦并且第一区段跨电介质填充开口短接到第二区段，并且控制电路被配置为通过将该切换电路置于第二状态来形成第三天线。
根据另一个实施方案，外围导电壁形成在外壳的第一端部处，该外壳包括形成在该外壳的第一端部的第二端部处的附加外围导电壁，该附加外围导电壁通过附加隙缝与天线接地部分离，该电子设备包括附加电介质填充开口、第三天线和第四天线，该附加电介质填充开口在该附加外围导电壁中并且将其分成第三区段和第四区段，该第三天线具有由第三区段形成的第三谐振元件臂以及跨该附加隙缝耦接在第三区段和天线接地部之间的第三天线馈电部，该第四天线具有由第四区段形成的第二谐振元件臂以及跨该附加隙缝耦接在第四区段和天线接地部之间的第四天线馈电部，射频收发器电路被配置为通过第一天线、第二天线、第三天线和第四天线以给定频率来同时传送射频信号。
根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括：导电外壳壁、天线接地部、第一天线、第二天线和射频收发器电路，该天线接地部通过隙缝与该导电外壳壁分离，该第一天线具有由该导电外壳壁的第一部分形成的第一谐振元件臂、耦接到该导电外壳壁上的第一位置的第一天线馈电端子、耦接到该天线接地部的第二天线馈电端子，以及跨该隙缝耦接在该导电外壳壁上的第二位置和该天线接地部之间的第一返回路径，该第二天线具有由该导电外壳壁的从该第一部分的端部延伸的第二部分形成的第二谐振元件臂、跨该隙缝耦接在该导电外壳壁上的第三位置和该天线接地部之间的第二返回路径、耦接到该导电外壳壁上的第四位置的第三天线馈电端子以及耦接到该天线接地部的第四天线馈电端子，第二位置插置在第一位置和第三位置之间，并且第三位置插置在第二位置和第四位置之间，该射频收发器电路耦接到第一天线和第二天线并且被配置为使用第一天线和第二天线两者以给定频率来同时传送射频信号。
根据另一个实施方案，射频收发器电路被配置为使用第一天线以低于给定频率的附加频率来传送射频信号，同时通过第一天线和第二天线以给定频率来传送射频信号。
根据另一个实施方案，该电子设备具有第一端部和与该第一端部相对的第二端部，并且导电外壳壁形成在该第一端部处，该电子设备还包括在该第二端部处的附加导电外壳壁、具有由附加外围导电壁的第一部分形成的第三谐振元件臂的第三天线以及具有由该附加外围导电壁的第二部分形成的第四谐振元件臂的第四天线，射频收发器电路被配置为通过第一天线、第二天线、第三天线和第四天线以给定频率并且通过第一天线和第四天线以附加频率来同时传送射频信号。
前文仅为例示性的，并且在不脱离所述实施方案的范围和实质的情况下，本领域的技术人员可作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种便携式电子设备，所述便携式电子设备包括：
外壳，所述外壳具有相对的第一端部和第二端部以及矩形外围，所述矩形外围的第一拐角和第二拐角位于所述第一端部处，第三拐角和第四拐角位于所述第二端部处；
在所述第一拐角处的第一天线；
在所述第二拐角处的第二天线；
在所述第三拐角处的第三天线；
在所述第四拐角处的第四天线；和
蜂窝电话收发器电路，所述蜂窝电话收发器电路耦接到所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线和所述第四天线，其中所述蜂窝电话收发器电路被配置为使用所述第一天线和所述第四天线以第一频率传送射频信号并且同时使用所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线和所述第四天线以大于所述第一频率的第二频率来传送射频信号。
2.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述外壳包括围绕所述矩形外围延伸的外围导电结构，并且所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线和所述第四天线各自包括由所述外围导电结构形成的相应的天线谐振元件臂。
3.根据权利要求2所述的便携式电子设备，还包括：
显示器，所述显示器具有从所述外壳的所述第一端部延伸至所述第二端部的显示器覆盖层。
4.根据权利要求2所述的便携式电子设备，其中所述外围导电结构包括在所述电子设备的所述第一端部处的导电侧壁，所述第一天线包括由所述导电侧壁的第一部分形成的第一天线谐振元件臂，并且所述第二天线包括由所述导电侧壁的从所述第一部分的端部延伸的第二部分形成的第二天线谐振元件。
5.根据权利要求2所述的便携式电子设备，其中所述外围导电结构包括在所述电子设备的所述第一端部处的导电侧壁，电介质填充间隙将所述导电侧壁分成第一区段和通过所述电介质填充间隙与所述第一区段分离的第二区段，所述第一天线包括由所述第一区段形成的第一天线谐振元件臂，并且所述第二天线包括由所述第二区段形成的第二天线谐振元件。
6.根据权利要求2所述的便携式电子设备，还包括：
第一切换电路，所述第一切换电路耦接在所述第一天线和所述第二天线之间；
第二切换电路，所述第二切换电路耦接在所述第三天线和所述第四天线之间；和
所述外壳内的控制电路，其中所述控制电路被配置为控制所述第一切换电路以形成包括所述第一天线和所述第二天线的所述天线谐振元件臂的第五天线并且被配置为控制所述第二切换电路以形成包括所述第三天线和所述第四天线的所述天线谐振元件臂的第六天线。
7.根据权利要求6所述的便携式电子设备，其中所述蜂窝电话收发器电路被配置为使用所述第五天线和所述第六天线以第三频率来同时传送射频信号。
8.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述蜂窝电话收发器电路被配置为与使用所述第一天线和所述第四天线以所述第一频率来传送所述射频信号以及使用所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线和所述第四天线以所述第二频率来传送所述射频信号同时地使用所述第一天线和所述第四天线以大于所述第二频率的第三频率来传送射频信号。
9.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述蜂窝电话收发器电路被配置为与使用所述第一天线和所述第四天线以所述第一频率来传送所述射频信号以及使用所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线和所述第四天线以所述第二频率来传送所述射频信号同时地使用所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线和所述第四天线以大于所述第二频率的第三频率来传送射频信号。
10.根据权利要求9所述的便携式电子设备，其中所述第一频率位于介于700MHz至960MHz之间的第一蜂窝电话通信频带内，所述第二频率位于介于1700MHz至2200MHz之间的第二蜂窝电话通信频带内，并且所述第三频率位于介于2300MHz至2700MHz之间的第三蜂窝电话通信频带内。
11.一种电子设备，所述电子设备包括：
外壳，所述外壳具有外围导电壁；
电介质填充开口，所述电介质填充开口在所述外围导电壁中并且将所述外围导电壁分成第一区段和第二区段；
天线接地部，所述天线接地部通过隙缝与所述第一区段和所述第二区段分离；
第一天线，所述第一天线具有由所述第一区段形成的第一谐振元件臂和跨所述隙缝耦接在所述第一区段和所述天线接地部之间的第一天线馈电部；
第二天线，所述第二天线具有由所述第二区段形成的第二谐振元件臂以及跨所述隙缝耦接在所述第二区段和所述天线接地部之间的第二天线馈电部；和
射频收发器电路，所述射频收发器电路被配置为通过所述第一天线馈电部和所述第二天线馈电部两者以给定频率来同时传送射频信号。
12.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述第二天线包括耦接在所述第二区段上的位置和所述天线接地部之间的返回路径，在所述第二区段上的所述位置插置在所述第二天线馈电部和所述电介质填充开口之间。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其中所述射频收发器电路被配置为与通过所述第一天线馈电部和所述第二天线馈电部以所述给定频率来传送所述射频信号同时地通过所述第一天线馈电部以附加频率来传送射频信号，并且不通过所述第二天线馈电部以所述附加频率来发射任何信号，其中所述附加频率低于所述给定频率。
14.根据权利要求13所述的电子设备，还包括：
第一可调节部件，所述第一可调节部件耦接在所述第一区段上的第一位置和所述天线接地部之间；和
第二可调节部件，所述第二可调节部件耦接在所述第一区段上的第二位置和所述天线接地部之间，其中所述第一天线馈电部包括耦接到所述第一区段的第一馈电端子和耦接到所述天线接地部的第二馈电端子，所述第一位置插置在所述第一馈电端子和所述第一区段的与所述电介质填充开口相对的端部之间，所述第二位置插置在所述第一馈电端子和所述电介质填充开口之间，并且所述第二可调节部件被配置为调节所述第一天线在所述附加频率下的谐振。
15.根据权利要求13所述的电子设备，还包括：
切换电路，所述切换电路耦接在所述第一天线和所述第二天线之间；和
控制电路，所述控制电路被配置为调节所述切换电路以形成第三天线，其中所述第三天线包括：
第三谐振元件臂，所述第三谐振元件臂包括所述第一谐振元件臂和所述第二谐振元件臂；
所述第一天线馈电部；以及
所述天线接地部，其中所述第三天线被配置为在所述给定频率和所述附加频率下表现出谐振。
16.根据权利要求15所述的电子设备，其中所述第二天线馈电部包括耦接到所述第二区段的第三馈电端子和耦接到所述天线接地部的第四馈电端子，所述切换电路具有第一状态，在所述第一状态下，所述返回路径使所述第二区段短接到所述天线接地部，所述第三馈电端子短接到所述第二区段，并且在所述第一区段和所述第二区段之间形成开路，所述切换电路具有第二状态，在所述第二状态下，所述返回路径在所述第二区段和所述天线接地部之间形成开路，所述第三馈电端子与所述第二区段解耦并且所述第一区段跨所述电介质填充开口短接到所述第二区段，并且所述控制电路被配置为通过将所述切换电路置于所述第二状态来形成所述第三天线。
17.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述外围导电壁形成在所述外壳的第一端部处，所述外壳包括形成在所述外壳的与所述第一端部相对的第二端部处的附加外围导电壁，并且所述附加外围导电壁通过附加隙缝与所述天线接地部分离，所述电子设备还包括：
附加电介质填充开口，所述附加电介质填充开口在所述附加外围导电壁中并且将所述附加外围导电壁分成第三区段和第四区段；
第三天线，所述第三天线具有由所述第三区段形成的第三谐振元件臂以及跨所述附加隙缝耦接在所述第三区段和所述天线接地部之间的第三天线馈电部；和
第四天线，所述第四天线具有由所述第四区段形成的第二谐振元件臂以及跨所述附加隙缝耦接在所述第四区段和所述天线接地部之间的第四天线馈电部，其中所述射频收发器电路被配置为通过所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线和所述第四天线以所述给定频率来同时传送所述射频信号。
18.一种电子设备，所述电子设备包括：
导电外壳壁；
天线接地部，所述天线接地部通过隙缝与所述导电外壳壁分离；
第一天线，所述第一天线具有由所述导电外壳壁的第一部分形成的第一谐振元件臂、耦接到所述导电外壳壁上的第一位置的第一天线馈电端子、耦接到所述天线接地部的第二天线馈电端子以及跨所述隙缝耦接在所述导电外壳壁上的第二位置和所述天线接地部之间的第一返回路径；
第二天线，所述第二天线具有由所述导电外壳壁的从所述第一部分的端部延伸的第二部分形成的第二谐振元件臂、跨所述隙缝耦接在所述导电外壳壁上的第三位置和所述天线接地部之间的第二返回路径、耦接到所述导电外壳壁上的第四位置的第三天线馈电端子以及耦接到所述天线接地部的第四天线馈电端子，其中所述第二位置插置在所述第一位置和所述第三位置之间，并且所述第三位置插置在所述第二位置和所述第四位置之间；和
射频收发器电路，所述射频收发器电路耦接到所述第一天线和所述第二天线并且被配置为使用所述第一天线和所述第二天线两者以给定频率来同时传送射频信号。
19.根据权利要求18所述的电子设备，其中所述射频收发器电路被配置为与通过所述第一天线和所述第二天线以所述给定频率来传送所述射频信号同时地使用所述第一天线以低于所述给定频率的附加频率来传送射频信号。
20.根据权利要求19所述的电子设备，其中所述电子设备具有第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，并且所述导电外壳壁形成在所述第一端部处，还包括：
在所述第二端部处的附加导电外壳壁；
第三天线，所述第三天线具有由所述附加外围导电壁的第一部分形成的第三谐振元件臂；和
第四天线，所述第四天线具有由所述附加外围导电壁的第二部分形成的第四谐振元件臂，其中所述射频收发器电路被配置为通过所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线和所述第四天线以所述给定频率来传送所述射频信号并且同时通过所述第一天线和所述第四天线以所述附加频率来传送所述射频信号。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112968285A (zh) * 2021-02-02 2021-06-15 维沃移动通信有限公司 电子设备
CN113839204A (zh) * 2021-09-18 2021-12-24 荣耀终端有限公司 移动终端及高隔离天线对

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10886607B2 (en) 2017-07-21 2021-01-05 Apple Inc. Multiple-input and multiple-output antenna structures
US10715187B2 (en) * 2017-09-29 2020-07-14 Intel Corporation Antenna bandwidth enhancement for an electronic device
CN108199728B (zh) * 2018-03-16 2020-05-19 Oppo广东移动通信有限公司 多路选择开关、射频系统和无线通信设备
US10868576B2 (en) 2018-04-27 2020-12-15 Board Of Trustees Of The University Of Illinois Frequency independence for synthesis within programmable non-reciprocal network circuit
US11171408B2 (en) * 2019-05-23 2021-11-09 Htc Corporation Communication device
CN112928445B (zh) * 2019-12-06 2023-01-10 北京小米移动软件有限公司 天线结构和电子设备
CN111294081B (zh) * 2020-01-22 2022-01-11 Oppo广东移动通信有限公司 射频系统和电子设备
KR20210101711A (ko) * 2020-02-10 2021-08-19 삼성전자주식회사 안테나 및 이를 구비한 전자 장치
CN113328233B (zh) * 2020-02-29 2022-11-08 华为技术有限公司 电子设备
KR20230004696A (ko) * 2020-05-15 2023-01-06 엘지전자 주식회사 안테나를 구비하는 전자 기기
US11296409B1 (en) * 2020-06-11 2022-04-05 Amazon Technologies, Inc. Embedded antenna for calibration for a phased array antenna
CN113839181B (zh) * 2020-06-23 2024-05-24 北京小米移动软件有限公司 一种天线模组和终端设备
US11228345B1 (en) * 2020-09-22 2022-01-18 Apple Inc. Electronic devices having differential-fed near-field communications antennas
FI129858B (fi) * 2021-03-19 2022-10-14 Teknoware Oy Itsesäätyvä virtalähde ja menetelmä itsesäätyvän virtalähteen lähdön säätämiseksi
CN113764888B (zh) * 2021-08-09 2022-07-29 荣耀终端有限公司 天线组合系统及终端设备
CN115313046A (zh) * 2022-08-31 2022-11-08 Oppo广东移动通信有限公司 一种电子设备
WO2024086945A1 (en) * 2022-10-28 2024-05-02 Institut National De La Recherche Scientifique Dielectric-loaded multiple-input-multiple-output tunable antenna

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120102516A (ko) * 2011-03-07 2012-09-18 애플 인크. 수신기 다이버시티를 갖는 튜닝 가능한 안테나 시스템
CN202917626U (zh) * 2012-09-10 2013-05-01 苏州云达通信科技有限公司 一种4g数据终端多输入多输出天线装置
GB201312904D0 (en) * 2013-07-19 2013-09-04 Nokia Corp Apparatus and methods for wireless communication
CN103339796A (zh) * 2010-04-13 2013-10-02 苹果公司 带有基于天线的接近度检测器的可调无线电路
US20140266922A1 (en) * 2013-03-18 2014-09-18 Apple Inc. Tunable Antenna With Slot-Based Parasitic Element
CN102683900B (zh) * 2012-05-22 2014-10-22 中国联合网络通信集团有限公司 多输入多输出天线系统和多输入多输出方法
US8947302B2 (en) * 2010-11-05 2015-02-03 Apple Inc. Antenna system with antenna swapping and antenna tuning
US9246221B2 (en) * 2011-03-07 2016-01-26 Apple Inc. Tunable loop antennas
US9385795B1 (en) * 2015-02-02 2016-07-05 Amazon Technologies, Inc. Four-by-four downlink (4×4 DL) multiple-input-multiple output (MIMO) with existing antenna structures
CN105789836A (zh) * 2014-12-24 2016-07-20 联想(北京)有限公司 天线系统和移动终端
CN106898865A (zh) * 2017-01-19 2017-06-27 瑞声科技(新加坡)有限公司 天线以及移动终端
CN106921032A (zh) * 2015-12-28 2017-07-04 广东欧珀移动通信有限公司 用于终端的天线和具有其的终端

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005069428A1 (en) 2003-12-24 2005-07-28 Molex Incorporated Transmission line having a transforming impedance
US8350761B2 (en) 2007-01-04 2013-01-08 Apple Inc. Antennas for handheld electronic devices
US7612725B2 (en) 2007-06-21 2009-11-03 Apple Inc. Antennas for handheld electronic devices with conductive bezels
FI20096251A0 (sv) 2009-11-27 2009-11-27 Pulse Finland Oy MIMO-antenn
US9070969B2 (en) 2010-07-06 2015-06-30 Apple Inc. Tunable antenna systems
US9673507B2 (en) 2011-02-11 2017-06-06 Pulse Finland Oy Chassis-excited antenna apparatus and methods
US9653813B2 (en) 2011-05-13 2017-05-16 Google Technology Holdings LLC Diagonally-driven antenna system and method
US20130016633A1 (en) 2011-07-14 2013-01-17 Lum Nicholas W Wireless Circuitry for Simultaneously Receiving Radio-frequency Transmissions in Different Frequency Bands
EP2735053B1 (en) 2011-07-18 2019-09-25 Sony Ericsson Mobile Communications AB Multi-band wireless terminals with metal backplates and coupling feed elements, and related multi-band antenna systems
US8941550B2 (en) 2011-09-09 2015-01-27 Blackberry Limited Mobile wireless communications device including a slot antenna and related methods
WO2013060683A1 (en) 2011-10-23 2013-05-02 Option Nv Antenna system for portable wireless device
US9214718B2 (en) * 2012-03-08 2015-12-15 Apple Inc. Methods for characterizing tunable radio-frequency elements
JP5723322B2 (ja) * 2012-06-08 2015-05-27 株式会社Ｎｔｔドコモ アンテナ装置
KR102013588B1 (ko) * 2012-09-19 2019-08-23 엘지전자 주식회사 이동 단말기
GB2509302B (en) 2012-11-08 2016-09-14 Microsoft Technology Licensing Llc Space saving multiband antenna
US20140192845A1 (en) 2013-01-10 2014-07-10 Motorola Mobility Llc Method and Apparatus For an Adaptive Multi-Antenna System
CN104037500B (zh) 2013-03-04 2019-06-25 联想(北京)有限公司 天线装置和用于设置天线装置的方法
US20140266968A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Acer Incorporated Communication device and antenna element therein
US9276319B2 (en) * 2013-05-08 2016-03-01 Apple Inc. Electronic device antenna with multiple feeds for covering three communications bands
US20140361941A1 (en) * 2013-06-06 2014-12-11 Qualcomm Incorporated Multi-type antenna
KR102050420B1 (ko) 2013-06-20 2020-01-08 한화테크윈 주식회사 영상신호 저장 방법
US9680212B2 (en) 2013-11-20 2017-06-13 Pulse Finland Oy Capacitive grounding methods and apparatus for mobile devices
US9236659B2 (en) 2013-12-04 2016-01-12 Apple Inc. Electronic device with hybrid inverted-F slot antenna
US9699784B2 (en) 2014-06-13 2017-07-04 Apple Inc. Systems and methods for establishing wireless communications between wireless circuitry and multiple base stations
US9577318B2 (en) 2014-08-19 2017-02-21 Apple Inc. Electronic device with fingerprint sensor and tunable hybrid antenna
US9337539B1 (en) 2014-12-05 2016-05-10 Amazon Technologies, Inc. Combined antenna element with multiple matched feeds for multiple component carrier aggregation
US9843091B2 (en) 2015-04-30 2017-12-12 Apple Inc. Electronic device with configurable symmetric antennas
KR102164704B1 (ko) * 2015-11-13 2020-10-12 삼성전자주식회사 금속 프레임 안테나를 구비한 전자 장치
WO2017090997A1 (ko) * 2015-11-27 2017-06-01 엘지전자 주식회사 이동 단말기
US10741916B2 (en) * 2015-12-03 2020-08-11 Huawei Technologies Co., Ltd. Metal frame antenna and terminal device
WO2017156900A1 (zh) * 2016-03-18 2017-09-21 广东欧珀移动通信有限公司 金属外壳、天线装置和移动终端
US10498011B2 (en) 2016-09-02 2019-12-03 Apple Inc. Electronic devices having closed-loop antenna adjustment capabilities
US10511083B2 (en) 2016-09-22 2019-12-17 Apple Inc. Antennas having symmetrical switching architecture
US10290946B2 (en) * 2016-09-23 2019-05-14 Apple Inc. Hybrid electronic device antennas having parasitic resonating elements
US10236559B2 (en) * 2017-04-14 2019-03-19 Futurewei Technologies, Inc. Three-slotted antenna apparatus and method
US10381715B2 (en) * 2017-05-23 2019-08-13 Apple Inc. Electronic device antennas having multi-band tuning capabilities
US10200105B2 (en) 2017-06-29 2019-02-05 Apple Inc. Antenna tuning components in patterned conductive layers
US10476167B2 (en) * 2017-07-20 2019-11-12 Apple Inc. Adjustable multiple-input and multiple-output antenna structures
US10886607B2 (en) 2017-07-21 2021-01-05 Apple Inc. Multiple-input and multiple-output antenna structures

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103339796A (zh) * 2010-04-13 2013-10-02 苹果公司 带有基于天线的接近度检测器的可调无线电路
KR20140041939A (ko) * 2010-04-13 2014-04-04 애플 인크. 안테나 기반 근접 검출기를 구비하는 조절가능한 무선 회로망
US8947302B2 (en) * 2010-11-05 2015-02-03 Apple Inc. Antenna system with antenna swapping and antenna tuning
KR20120102516A (ko) * 2011-03-07 2012-09-18 애플 인크. 수신기 다이버시티를 갖는 튜닝 가능한 안테나 시스템
US9246221B2 (en) * 2011-03-07 2016-01-26 Apple Inc. Tunable loop antennas
CN102683900B (zh) * 2012-05-22 2014-10-22 中国联合网络通信集团有限公司 多输入多输出天线系统和多输入多输出方法
CN202917626U (zh) * 2012-09-10 2013-05-01 苏州云达通信科技有限公司 一种4g数据终端多输入多输出天线装置
US20140266922A1 (en) * 2013-03-18 2014-09-18 Apple Inc. Tunable Antenna With Slot-Based Parasitic Element
GB201312904D0 (en) * 2013-07-19 2013-09-04 Nokia Corp Apparatus and methods for wireless communication
CN105789836A (zh) * 2014-12-24 2016-07-20 联想(北京)有限公司 天线系统和移动终端
US9385795B1 (en) * 2015-02-02 2016-07-05 Amazon Technologies, Inc. Four-by-four downlink (4×4 DL) multiple-input-multiple output (MIMO) with existing antenna structures
CN106921032A (zh) * 2015-12-28 2017-07-04 广东欧珀移动通信有限公司 用于终端的天线和具有其的终端
CN106898865A (zh) * 2017-01-19 2017-06-27 瑞声科技(新加坡)有限公司 天线以及移动终端

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112968285A (zh) * 2021-02-02 2021-06-15 维沃移动通信有限公司 电子设备
CN113839204A (zh) * 2021-09-18 2021-12-24 荣耀终端有限公司 移动终端及高隔离天线对
CN113839204B (zh) * 2021-09-18 2023-01-31 荣耀终端有限公司 移动终端及高隔离天线对

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Publication number Publication date
DE112018003732T5 (de) 2020-06-25
CN110870135B (zh) 2021-06-29
US20210044012A1 (en) 2021-02-11
US20190027822A1 (en) 2019-01-24
KR102242921B1 (ko) 2021-04-21
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US11309628B2 (en) 2022-04-19
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US10886607B2 (en) 2021-01-05
KR20200010560A (ko) 2020-01-30

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