CN111758184A - 多频带无线信号传输 - Google Patents

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Abstract

一种用于转换射频能量的天线系统，包括：第一天线子系统，其包括多个辐射器和接地导体，多个辐射器中的每个辐射器的尺寸和形状被设计成在第一无线信号与第一电流信号之间转换毫米波能量；第二天线子系统，其包括第一辐射器，该第一辐射器配置为在第二无线信号与第二电流信号之间转换sub‑6 GHz能量，其中第一辐射器包括接地导体。

Description

多频带无线信号传输
背景技术
无线通信装置越来越流行并且越来越复杂。例如，移动电信装置已经从简单的电话发展到具有多种通信功能(例如，多种蜂窝通信协议、Wi-Fi、
Figure BDA0002631258410000011
和其他短距离通信协议)的智能电话、超级计算处理器、摄相机等。通信装置具有天线以支持在一定频率范围内的通信。
通常期望具有多种通信技术，例如用于同时启用多种通信协议和/或提供不同的通信能力。例如，随着无线通信技术从4G进化到5G或不同的无线局域网(WLAN)标准，例如移动通信装置可以配置为使用不同频率进行通信，包括经常用于4G和一些WLAN通信的低于6GHz的频率以及用于5G和一些WLAN通信的毫米波频率(例如，高于23GHz)。然而，使用不同频率进行通信可能是困难的，尤其是使用具有小形状因数的移动无线通信装置时。
发明内容
用于转换射频能量的示例性天线系统包括：第一天线子系统，其包括多个辐射器和接地导体，多个辐射器中的每个辐射器的尺寸和形状设计成在第一无线信号与第一电流信号之间转换毫米波能量；第二天线子系统，包括第一辐射器，第一辐射器配置为在第二无线信号与第二电流信号之间转换sub-6GHz能量，其中第一辐射器包括接地导体。
这样的天线系统的实现可以包括以下特征中的一个或多个。第一辐射器还包括与接地导体物理分离的导电部分，该导电部分包括第一部段和第二部段，并且第一部段与接地导体物理分离的距离小于覆盖接地导体的至少一个边缘的大部分的sub-6GHz能量的波长的二十分之一。第一部段包括单极曲折线，其布置在覆盖接地导体大部分周界的sub-6GHz能量波长的二十分之一之内，以寄生或电容形式将sub-6GHz能量耦合在接地导体与曲折线之间。接地导体是具有两个长边，第一宽边和第二宽边的矩形，并且曲折线布置在覆盖两个长边中的每一个长边的大部分、以及第一宽边的大部分的sub-6GHz能量波长的二十分之一之内。接地导体是平面的，多个辐射器在垂直于接地导体的平面的方向上与接地导体重叠，并且第二部段在垂直于接地导体的平面的方向上不与接地导体重叠。第一部段包括第一单极部分，第二部段包括第二单极部分，天线系统还包括通信耦合至第二单极部分的孔径调谐器。
同样或替代地，这种天线系统的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。第二个天线子系统定义一开口，来自接地导体的毫米波能量和sub-6GHz能量可以无线地穿过该开口。接地导体的长度是四分之一的sub-6GHz能量波长±该波长的10％的奇数倍。该天线系统还包括显示器，并且第一天线子系统和第二天线子系统延伸到显示器的周界外不超过10mm。第一天线子系统和第二天线子系统被并置，其中第一天线子系统布置在由第二天线子系统界定的空间内。sub-6GHz能量是第一能量，并且具有低于6GHz的一个或多个第一频率，第二天线子系统还包括第一单极部分和第二单极部分，并且第一单极部分和第二单极部分配置为组合地辐射具有低于6GHz的一个或多个第二频率的第二能量。一个或多个第二频率在700MHz至960MHz之间和/或在1.7GHz至2.7GHz之间，并且一个或多个第一频率在1.25GHz至1.7GHz之间。
同样或替代地，这种天线系统的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。第二天线子系统包括电耦合至接地导体的馈送部。接地导体是第一接地导体，天线系统还包括印刷电路板，该印刷电路板包括第二接地导体，并且第一接地导体电连接至第二接地导体。天线系统布置在移动装置内，并且第一接地导体是矩形的，并且经由该移动装置的导电边沿或框架连接至第二接地导体。天线系统布置在包括边沿的移动装置内，并且第一天线子系统布置在由边沿提供的间隙中。第一天线子系统在间隙的至少一端处与边沿物理分开。
同样或替代地，这种天线系统的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。该天线系统还包括第一子系统馈送结构，该第一子系统馈送结构包括多条导线，多条导线配置为将多个辐射器通信地耦合至布置在印刷电路板上的毫米波信号电路，并且多条导线被布置在导电片之间，导电片配置为将接地导体耦合至印刷电路板的接地面。第二天线子系统包括倒F型天线，该倒F型天线具有第一导体端、第二导体端以及在第一导体端与第二导体端之间的中间点，第二天线子系统包括耦合在第一天线端与一电路之间的第一电连接，该电路配置为提供sub-6GHz能量或接收sub-6GHz能量中的至少一个，第二天线子系统还包括耦合在中间点与包括天线系统的装置的接地面之间的第二电连接，第二导体端是开放的。第二天线子系统包括倒F型天线，该倒F型天线具有第一导体端、第二导体端以及在第一导体端与第二导体端之间的中间点，第二天线子系统包括耦合在中间点与一电路之间的第一电连接，该电路配置为提供sub-6GHz能量或接收sub-6GHz能量中的至少一个，第二天线子系统还包括耦合在第一导体端与包括天线系统的装置的接地面之间的第二电连接，第二导体端是开放的。天线系统布置在无线装置内，并且天线系统还包括孔径调谐器，其耦合在第二天线子系统的第一辐射器与无线装置的接地面之间。第二天线子系统包括环形天线，环形天线具有：馈送部，其耦合在第二天线子系统的第一端与一电路之间，该电路配置为提供sub-6GHz能量或sub-6GHz能量中的至少一个；和接地连接，其耦合在第二天线子系统的第二端和包括该天线系统的装置的接地面之间。第一天线子系统的多个辐射器和接地导体布置在模块中，第一电流信号对应于毫米波信号，并且该模块还包括配置为将中频信号上变频为第一电流信号或将第一电流信号下变频为中频信号的电路。
转换射频能量的方法的示例包括：通过接地导体支持的多个毫米波辐射器来转换毫米波能量；并由sub-6GHz天线子系统通过以下各项转换sub-6GHz能量：利用sub-6GHz能量的至少第一部分激励接地导体，以从接地导体辐射sub-6GHz能量的第一部分；或在接地导体处接收低于6GHz能量的第二部分作为无线信号，将无线信号转换为电信号，并将该电信号提供给sub-6GHz天线子系统的馈送部；它们的组合。
这种方法的实现可以包括以下特征中的一个或多个。激励接地导体包括将sub-6GHz能量的第一部分从sub-6GHz天线子系统的导电部分以电容形式耦合至接地导体，该导电部分与接地导体物理分离。以电容形式耦合包括将sub-6GHz能量的第一部分从曲折线以电容形式耦合至接地导体。以电容形式耦合包括沿着接地导体的至少三个边缘的至少部分，将sub-6GHz能量的第一部分从曲折线耦合至接地导体。转换sub-6GHz能量包括：使用与接地导体分离的单极转换第一能量，该第一能量具有在700MHz至960MHz之间和/或1.7GHz至2.7GHz之间的一个或多个第一频率，并使用接地导体转换第二能量，该第二能量具有在1.25GHz至1.7GHz之间的一个或多个第二频率，其中毫米波能量具有高于23GHz的一个或多个频率。该方法还包括调谐sub-6GHz天线子系统的单极辐射器，以调整单极辐射器的谐振频率。激励接地导体包括将sub-6GHz信号电连接至接地导体。
附图说明
图1是通信系统的示意图。
图2是图1所示的移动装置的简化部件的分解透视图。
图3是图2所示的印刷电路板层的俯视图，包括天线系统。
图4是天线系统的透视图。
图5-6是图3所示的天线系统之一的示例性天线的简化透视图。
图7是图5-6所示的毫米波天线子系统的示例的简化透视图。
图8是图5-6所示的天线系统的前视平面图。
图9是图5-6所示的天线系统的俯视图。
图10是图5-6所示的天线系统的简化透视图，其示出了辐射器和射频屏蔽件。
图11是具有三个不同孔径调谐器值的图5所示的辐射器的回波损耗的曲线图。
图12是图5所示的另一辐射器的回波损耗的曲线图。
图13是图3所示的天线系统之一的另一示例天线的简化透视图。
图14是图13所示的辐射器的回波损耗的曲线图。
图15A-15C是示例性天线子系统的简化电路图。
图16是转换射频能量的方法的框图。
具体实施方式
本文讨论了用于使用无线通信装置中被并置的天线在多个频带中进行通信的技术。例如，毫米波辐射器阵列可以与用于较低的频带、例如sub-6GHz频带的低频辐射器并置。阵列被馈送毫米波能量以通过阵列进行辐射。低频辐射器被馈送第一低频频带中的能量，以通过低频辐射器进行辐射。当向低频辐射器馈送第二低频频带的能量时，毫米波辐射器的接地面可以耦合至低频辐射器或用作低频辐射器，并且该接地面可以辐射在第二低频频带中的能量。因此，接地面可以用作用于毫米波能量的毫米波辐射器阵列的参考，并且可以作为用于第二低频能量的辐射器或辐射器的一部分。低频辐射器可以包括例如单极，其中单极的一部分包括曲折线，该曲折线紧邻接地面，以将第二低频能量以电容形式耦合至接地面，用于通过接地面来辐射。作为另一示例，能量可以通过并非辐射器部分的线以电容形式耦合至接地面。作为另一个示例，接地面可以接收要通过直接电连接至接地面的馈线辐射的sub-6GHz能量。但是，可以使用其他配置。
本文描述的项目和/或技术可以提供以下一项或多项性能，以及未提及的其他性能。使用无线通信装置的不同频带的通信可以具有在不同频带的信号之间良好的隔离性以及来自被并置的天线的良好天线性能。导电装置可以具有双重用途，即用作用于在一个频带(例如，毫米波频带)中的辐射的参考平面，并用作在另一频带(例如，sub-6GHz频带)中的辐射器。通信带宽可以相对于单频带通信被增加。可以增强载波聚合能力，由此提高了系统吞吐量。多频带天线系统可以具有较小的形状因数(例如4G/5G天线系统)或者配置为与sub-6GHzWLAN标准和毫米波WLAN标准一起使用的天线系统，可以与4G或仅sub-6GHzWLAN天线系统具有相同的形状因数。天线系统具有sub-6GHz天线子系统和毫米波天线子系统，该天线系统与具有sub-6GHz天线子系统但没有毫米波天线子系统的天线系统相比使用很少的或不使用额外空间。还可以提供其他能力，并且并非根据本公开的每个实施方式都必须提供所讨论的任何、更不用说全部能力。此外，可以通过不同于所指出的方式来实现上述所指出的效果，并且所指出的项目/技术可以不一定产生所指出的效果。
如图1所示，通信系统10包括移动装置12、网络14、服务器16和接入点(AP)18，20。系统10是一种无线通信系统，其中系统10的部件可以彼此(至少部分地使用无线连接)直接或间接地通信，例如通过网络14和/或一个或多个接入点18，20(和/或一个或多个未示出的其他装置，例如一个或多个基地局)通信。对于间接通信，可以在从一个实体到另一实体的传输期间改变通信，例如，以改变数据分组的报头信息、变换格式等。所示的移动装置12是移动无线通信装置(尽管它们可以进行无线通信，但也能有线连接)，包括手机(包括智能手机)、便携式计算机和平板电脑。还可以使用其他移动装置，无论该移动装置是当前存在的还是将来被开发的。此外，其他无线装置(无论是否移动)都可以在系统10内实现，并且可以彼此通信和/或与移动装置12、网络14、服务器16和/或AP 18，20通信。这样的其他装置可以包括物联网(IoT)装置、医疗装置、家庭娱乐和/或自动化装置等。移动装置12或其他装置可以配置为在不同的网络中和/或出于不同目的进行通信(例如，5G、Wi-Fi通信、Wi-Fi通信的多种频率、卫星定位、一种或多种类型的蜂窝通信(例如GSM(全球移动系统)CDMA(码分多址)、LTE(长期演进)等)，
Figure BDA0002631258410000071
等。
参照图2，图1中所示的移动装置12之一的示例包括顶盖52、显示层54、印刷电路板(PCB)层56和底盖58。所示的移动装置12可以是智能电话或平板计算机，但是讨论不限于这些装置。顶盖52包括屏幕53。底盖58具有底表面59，并且顶盖52和底盖58的侧面51、57提供边缘曲面。顶盖52和底盖58包括壳体，该壳体保持显示层54、PCB层56以及移动装置12的可能在PCB层56上或不在PCB层56上的其他部件。例如，该壳体可以保持(例如，持有、容纳)天线系统、前端电路、中频电路和以下讨论的处理器。壳体可以是基本上矩形的，在所示的实施例中具有两组平行的边缘，并且可以配置为弯曲或折叠。在该示例中，壳体具有圆角，但是壳体可以大致是矩形并具有其他形状的角，例如直角(例如45°)角，90°、其他非直角等。PCB层56的尺寸和/或形状可能与顶盖或底盖的尺寸和/或形状不相称，或者与装置的周界不相称。例如，PCB层56可以具有切口以容纳电池。因此，本领域技术人员将理解，可以实现除了所示出的那些之外的PCB层56的实施例。
如图3所示，PCB层56的示例包括主体部分60和两个天线系统62，64。在所示的示例中，天线系统62，64布置在PCB层56的、并且因此在该示例中布置在移动装置12(例如，移动装置12的外壳)的相对端63，65处。主体部分60包括PCB 66，该PCB包括前端电路70，72(也称为射频(RF)电路)、中频(IF)电路74和处理器76。前端电路70，72配置为提供要辐射到天线系统62，64的信号，并接收和处理由天线系统62，64接收并从天线系统提供给前端电路70，72的信号。前端电路70，72可配置为将从IF电路74接收的IF信号转换为RF信号(适当地用功率放大器放大)，并将RF信号提供给天线系统62，64以进行辐射。前端电路70，72可以配置为将由天线系统62，64接收的RF信号转换为IF信号(例如，使用低噪声放大器和混频器)，并且将IF信号发送至IF电路74。IF电路74配置为将从前端电路70，72接收的IF信号转换为基带信号，并将该基带信号提供给处理器76。IF电路74还配置为将处理器76提供的基带信号转换为IF信号，并将该IF信号提供给前端电路70，72。处理器76通信耦合至IF电路74，IF电路通信耦合至前端电路70，72，前端电路分别通信地耦合至天线系统62，64。在一些实施例中，例如，当前端电路70和/或72不需要进一步的上变频时，可以通过绕过前端电路70和/或72而将传输信号从IF电路74提供给天线系统62和/或64。也可以通过绕过前端电路70和/或72从天线系统62和/或64接收信号。在其他实施例中，与IF电路74分开的收发器配置为提供传输信号和/或从天线系统62和/或64接收信号，而无须这些信号通过前端电路70和/或72。在一些实施例中，前端电路70，72配置为将来自IF电路74的信号放大、滤波和/或路由，而不上变频到天线系统62，64。类似地，前端电路70，72可以配置为将来自天线系统62，64的信号放大、滤波和/或路由，而不下变频到IF电路74。
在图3中，将天线系统62，64与PCB 66分开的虚线表示天线系统62，64(及其部件)与PCB层56的其他部分的功能分离。天线系统62，64的部分可以与PCB 66集成，并且可以作为PCB 66的一体部件而形成。天线系统62和/或天线系统64的一个或多个部件可以与PCB66集成地形成，天线系统62和/或天线系统64的一个或多个另外的部件可以与PCB 66分开形成并安装到PCB 66，或者以其他方式制成PCB层56的一部分。可替代地，每个天线系统62，64可以分别与PCB 66分开形成并安装到PCB 66，并耦合至前端电路70，72。在一些示例中，天线系统62的一个或多个部件可以与前端电路70集成，例如，集成在单个模块中或在单个电路板上。例如，前端电路70可以物理地附接到天线系统62，例如，附接到天线系统62的接地面的背侧。同样地或可替代地，天线系统64的一个或多个部件可以与前端电路72的一个或多个部件集成，例如集成在单个模块中或在单个电路板上。例如，天线系统62的天线可以具有电(导电)耦合并物理附接到天线的前端电路，而另一天线可以具有物理上分离但电耦合至另一天线的前端电路。天线系统62，64可以彼此相似地构造或彼此不同地构造。例如，可以省略天线系统62，64中任一个的一个或多个部件。作为示例，天线系统62可以包括4G和5G辐射器，而天线系统64可以不包括(可以省略)5G辐射器。在其他示例中，可以省略天线系统62，64中的任一整个天线系统。尽管天线系统62，64被图示为布置在移动装置12的顶部和底部，但是可以实现天线系统62和/或64的其他位置。例如，一个或多个天线系统可以布置在移动装置12的一侧上。此外，可以在移动装置12中实现比两个天线系统62，64更多的天线系统。
显示层54的显示器61(见图5-6)可以大致覆盖与PCB 66相同的区域，或者可以延伸超过比PCB 66大得多的范围(或者至少超过不同的区域)，并且可以用作用于天线系统62，64(以及装置12的其他部件)的至少部分、例如馈线的系统接地面，但是PCB 66也可以提供用于该系统的部件的接地面。显示器61也可以耦合至PCB 66以帮助PCB 66用作接地面。显示器61布置在天线系统62下方和天线系统64上方(其中“上方”和“下方”相对于移动装置12，即，移动装置12的顶部位于其他部件上方，而不考虑移动装置12相对于的地球的访问)。在一些实施例中，天线系统62，64的宽度可以大约等于显示器61的宽度。天线系统62，64可以从显示器61的边缘(这里是端部77，78)小于大约10mm(例如8mm)地延伸(为方便起见，在图3中示出与PCB 66的端部重合，尽管如图5-6所示，PCB 66的端部与显示器61可能不重合)。这可以为使用天线系统62，64进行通信提供充足的电特性，而不占用装置12内的大面积。
参照图4，作为天线系统62的示例的天线系统300包括第一天线子系统302和第二天线子系统304。尽管在天线系统62的上下文中描述了天线系统300，天线系统300也可以是天线系统64或移动装置12中的另一天线系统的示例。
子系统302包括多个辐射器306，308，并与子系统304共享子系统302的一部分。辐射器306，308被示为通盒，但也可以是任何一种辐射器类型，例如单极、偶极、贴片辐射器等。辐射器306可以与辐射器308不同。辐射器306，308可以配置成转换毫米波能量(例如，高于23GHz)。子系统302的辐射器308布置在子系统302的接地导体310与移动装置12的边缘之间。由子系统302，304共享接地导体310，子系统304配置为向接地导体310提供能量和/或从接地导体接收能量。提供给接地导体310和/或从接地导体接收的能量可以具有低于6GHz的一个或多个频率，其中接地导体310的尺寸和形状设计成转换所需的(多个)频率。子系统304包括至少第一和第二导电部分，例如，接地导体310是第一导电部分。子系统304的接地导体310是用作辐射器306和/或308的接地的导体，并且可以经过耦合器312电耦合至例如PCB 66的接地面314。边沿的一个或多个部分316，318可以提供子系统304的一个或多个另外的导电部分(例如，部分316提供子系统304的第二部分)。在一些实施例中，部分316，318可提供低频辐射器的部分(例如，单极)。在一些实施例中，部分318可以为子系统304提供另一天线(或其部分)和/或寄生元件。在一些实施例中，部分316，318中的一个或两个可以是与移动装置12的边沿分开的元件。
子系统302，304耦合至前端电路(图4中未示出)，以接收要被子系统302，304辐射的(待馈送的)能量和/或将由子系统302，304无线地接收的能量运送到前端电路。例如，子系统302的一个或多个部分可以经过耦合器312耦合至前端电路。作为另一个示例，子系统304可以直接通过导线(在图4中未示出)耦合至前端电路，例如，关于用于示例实现的图5所示和所讨论的那样。作为另一示例，部分316和/或部分318可以由电连接器(图4中未示出)直接馈电。
还参照图5-6，作为天线系统62的示例的天线系统79包括两个低频天线子系统80，81和多频带天线子系统82(例如，双频带天线子系统)。每个天线子系统80，81，82在相应的馈送部90，91，92处电耦合至PCB 66，以在天线子系统80，81，82中的相应一个与PCB 66之间传送能量(即，至或从相应子系统80，81，82)。虽然被称为“馈送部”，但是馈送部90，91，92是电连接，并且使用术语“馈送部”并不意味着仅将能量提供给子系统80，81，82，因为能量可以在连接90，91，92中双向流动，例如被子系统80，81，82经过馈送部90，91，92例如提供给前端电路。此外，来自“馈送部”的能量可能不会直接提供给辐射元件；例如，在一些实施方式中，通过馈送部92接收的信号可以在被提供给诸如辐射器306和/或308中的一个或多个的辐射器之前被放大、滤波、上变频和/或相移。每个馈送部90，91，92可包括适当的阻抗匹配电路。在该示例中，子系统82的馈送部92是柔性印刷电路(FPC)，其具有布置在导电片之间的导线，但是也可以使用其他馈送配置。导电片提供用于承载至子系统82和来自子系统的中频信号的导线的隔离，并且可以用作用于通过多频带天线子系统82进行的低频辐射的接地延伸(在下面进一步讨论)。例如，导线可以耦合在诸如IF电路74的PCB 66上的电路与在天线子系统82中实现的电路或辐射器之间，而导电片则将天线子系统82的接地导体耦合至系统接地，例如接地面或耦合至PCB 66中接地的元件。多频带天线子系统82配置为转换(即辐射和/或接收)毫米波能量、例如高于23GHz(例如约28GHz)，并包括用于毫米波能量电路的接地导体83。接地导体83可以配置(例如，尺寸和形状可以设计)为与子系统80一起辐射sub-6GHz能量，例如约1.4GHz(例如，在约1.25GHz至约1.7GHz之间)。这些频率是示例，并且子系统82可以配置为转换其他频率。而且，本文的讨论可以涉及辐射(例如，使用诸如辐射器和辐射的术语)，但是因为天线通常是双向的，因此该讨论也适用于能量的接收以及能量的发射。天线子系统80，81可以配置为辐射sub-6GHz能量，子系统80配置为在sub-6GHz频率的较低和较高频带中辐射能量，而子系统81配置为在sub-6GHz频率的较高频带中辐射能量。例如，对于在用于子系统80和子系统82的组合的馈送部90(分别具有10nH、15nH和22nH的调谐阻抗)处的回波损耗，在图11中示出模拟回波损耗图101、103、105，并对于子系统81在图12中示出了模拟回波损耗图107。通过配置为辐射特定频率或频带的能量，装置配置为以回波损耗在该频率的阈值之下或在该频带中辐射能量。例如，阈值回波损耗可以是-2dB、-5dB、-6dB、-10dB或其他量。前端电路70可以包括用于一个或多个天线子系统80，81，82的调谐电路。
sub-6GHz能量(例如信号)具有6GHz或之下的一个或多个频率。例如，3G、4G和一些5G应用可以使用6GHz或之下的频率，并且本文讨论的技术可以用于这样的频率和这样的应用。此外，本文讨论的技术可以用于其他频率，例如10GHz或之下的频率。
低频天线子系统80配置为辐射sub-6GHz能量。在该示例中，低频天线子系统80包括单极，该单极包括右舷部段94(右舷单极部段)、左舷部段96(左舷单极部段)和孔径调谐器连接98。“右舷”和“左舷”基于图5中所示的定向，其中假设天线系统79布置在移动装置12的顶部，使得向上的方向(相对于装置12)由箭头100指示，因此右舷在图5中位于右侧，左舷在图5中位于左侧。术语“右舷”和“左舷”在本文中仅用于方便和参考，并且不需要天线子系统80的特定位置或定向。例如，天线系统79可以配置为图5中所示图的镜像。孔径调谐器连接98电耦合至左舷部段96和光调谐器99，孔径调谐器电耦合至处理器76(见图3)。为了清楚起见，虽然孔径调谐器99与孔径调谐器连接98分离地示出，但是孔径调谐器99可以靠近孔径调谐器连接98，或者甚至布置在孔径调谐器连接98与左舷部段96之间。孔径调谐器99(或连接98)可以耦合至接地，例如PCB 66的接地。
部段94，96和孔径调谐器99配置为，混合、并结合被选择的孔径调谐器99以提供适当的调谐，天线子系统80将以一个或多个期望频率良好地辐射。部段94，96具有组合长度97(见图8)，该组合长度在期望的辐射频率(例如，期望范围的中心频率)下接近(在系统79的电介质中)波长的四分之一。例如，长度97可以在四分之一波长的65％和90％之间。天线子系统82、特别是接地导体83例如通过以下方式来提高天线子系统80的辐射：通过耦合来自部段96的能量(通过相互耦合以电容的方式)来补充部段96并再辐射至少一些耦合能量。因此，天线子系统82可以增加天线子系统80的带宽。子系统80、接地导体83、馈送部90和连接98的组合形成了倒F型天线(如也可以在图8中看到)。天线系统79可以重新配置为提供子系统80作为环形天线，例如通过将连接98移动到子系统80的端部85来实现。由孔径调谐器99提供的调谐将调节天线子系统80的单极的一个(或多个)谐振频率。这里，部段94，96、天线子系统82和孔径调谐器99配置为使得部段94，96和子系统82的接地导体83将辐射大约700MHz至大约960MHz范围内以及大约1.25GHz至大约2.7GHz范围内的能量，该辐射以可接受的效率(例如，在这些范围内通过孔径调谐器99进行适当调整，馈送部90处的回波损耗小于-3dB)进行。例如，左舷部段96可以具有长度为大约30mm的水平臂部分102和长度为大约8mm的垂直臂部分104，并且孔径调谐器99配置为提供可选择的电感，例如10nH、15nH和22nH，这些电感分别产生如图11所示的模拟回波损耗图101、103、105。在该示例中，可以使用单刀三掷(SP3T)开关来实现孔径调谐器99。然而，可以使用孔径调谐器99的其他配置(例如，如果可以选择四个不同的电感，则是单刀四掷开关)。可以由处理器76选择在任何给定时间由孔径调谐器99提供哪个可选电感，并且孔径调谐器99可以根据孔径调谐器99从处理器接收的控制信号95来提供所选的电感。处理器76可以基于天线子系统80的期望操作频带来选择要由调谐器99提供的电感。例如，不同的蜂窝服务提供商使用不同的载波频率，并且因此处理器76可以产生控制信号以选择孔径调谐器99的电感，以使天线子系统80良好地辐射用于当前使用的服务提供商的载波频率能量(例如，具有可接受的效率和/或回波损耗)。
多频带天线子系统82配置为以明显不同的频率辐射，例如，相距大于两倍的频率和/或频带。在该示例中，多频带天线子系统82配置(例如，设计尺寸、形状以及由具有适当材料的适当部件制成)以辐射毫米波频率(例如，高于23GHz)和低频(在这种情况下，低频低于6GHz的频率)能量。多频带天线子系统82可以具有用于提供多频带能力的许多不同的配置。
前端电路70(参见图3)可以包括一个或多个低频源和一个或多个高频源。低频源耦合至每个馈送部90，91，并且配置为向每个低频天线子系统80，81提供适当的低频能量。一个或多个高频源耦合至馈线92并且配置为向多频带天线子系统82提供多频带高频能量。源可以配置为分别将来自IF电路74的中频信号转换为sub-6GHz和毫米波频率信号，并将这些信号分别提供给馈送部90，91，92。如果省略了IF电路74(例如，如果不需要它)，则源可以使用直接来自处理器76的信号(例如，基带信号)，以分别产生sub-6GHz和毫米波频率的信号。在一些实施例中，源可以耦合至或来自馈送部90，91中的一个或多个的信号，而并不显著转换信号的频率。在另外的实施例中，除了前端电路70之外，馈送部90，91中的一个或多个可以耦合至配置为发送和/或接收低频信号的电路。在一些实施例中，将IF信号越过馈送部92提供至天线子系统82，并且天线子系统82中的电路将IF信号上变频为毫米波信号以进行传输(和/或将接收到的信号下变频以越过馈送部92提供给IF电路)。该电路还可以将RF信号放大、相移等，以与天线子系统82中的多个天线元件一起使用。
也参考图7，天线模块110是多频带天线子系统82的示例。天线模块110包括贴片辐射器113，114，115的阵列112、偶极子118，119的阵列116、电介质120和接地导体122。接地导体122布置在贴片辐射器113-115的下方，使得贴片辐射器113-115与接地导体122重叠。这里，辐射器113-115分别与接地导体122完全重叠(即，辐射器113-115横向于(垂直于)辐射器113-115的平面的投影将全部在接地导体122上)，尽管具有少于完全重叠的其他构造也是可能的。阵列112、116配置为辐射毫米波能量，而接地导体122为阵列112、116提供参考，用作用于毫米波辐射的阵列112、116的平衡。阵列112配置和布置成例如在垂直于电介质120的平面126的方向124上向外辐射能量，尽管来自阵列112的能量可以由贴片辐射器113-115辐射的能量的适当相位差操纵。在一些实施例中，模块110可以布置在装置12中，使得方向124与方向100(图5)和/或160(图6)基本一致。阵列116配置和布置成例如在垂直于电介质120的侧表面130的方向128上向外辐射能量，尽管来自阵列116的能量可以由偶极子118-119辐射的能量的适当相位差操纵。因此，给定天线子系统82的定向，阵列116从移动装置12的正面辐射能量。由阵列112和阵列116辐射的能量可以具有相似的频率，例如毫米波频率，诸如高于23GHz的频率。如上所述，前端电路70可以物理地附接到天线系统。因此，尽管未在图7中示出，前端电路70可以集成在天线模块110内，例如附接到接地导体122的背侧。在模块110处从IF电路74接收的IF信号可以被上变频为RF信号，并且将RF信号提供给贴片辐射器113-115和/或偶极子118、119用于传输。类似地，在贴片辐射器113-115和/或偶极子118-119处无线接收的RF信号可以由模块110下变频为IF信号，并提供给IF电路74。图7的配置仅仅是一个示例，如同阵列112，116，因此除了在此示出的配置以外，可以使用天线模块110的许多其他配置，包括辐射器阵列的许多配置(例如，不同类型的辐射器、不同数量的阵列、阵列中不同数量的辐射器等)。
接地导体122还配置为辐射一个或多个低频率，例如sub-6GHz频率，从而除了用作用于毫米波辐射的阵列112、116的平衡外，还用作sub-6GHz辐射器。在此，接地导体122具有矩形形状，其长度132约为待转换(即辐射和/或接收)的能量频率波长的四分之一的奇数倍(例如，四分之一波长±该波长的10％的奇数倍)。由于存在例如电介质120和接地导体122附近的其他部件，长度132可能并不恰好是待辐射能量的频率波长的自由空间四分之一的奇数倍。例如，接地导体122的长度132可以高于1GHz、例如在大约1.25GHz至大约1.7GHz之间(例如大约1.4GHz)有效地辐射能量，其中接地导体122的长度132为大约22.5mm。接地导体122充当天线子系统80的寄生元件，特别是对于如下频率范围而言：接地导体配置用于在该频率范围进行辐射。接地导体122与天线子系统80的单极和PCB 66一起形成一个谐振结构，该谐振结构在超过1GHz的频率时辐射。
天线系统79中可以包括除所示部件之外的其他部件。例如，参考图10(为了清楚起见，其中省略了天线子系统80和81)，天线系统79可以包括陶瓷散热器162和RF屏蔽件164。散热器162连接至PCB 66和RF屏蔽件164，并且配置为帮助消散例如由天线子系统82中的RF集成电路(RFIC)产生的热量。散热器162可以包括非导电材料。
再次更具体地参考图6，进一步特别参考图7-9，曲折线140配置成辐射能量并且将能量耦合至天线子系统82以进行辐射。曲折线140包括用于辐射能量的天线子系统80的右舷部段94。右舷部段94提供了天线子系统80的单极的一部分，因此有助于辐射一个频率范围内的低频能量，天线子系统80(包括单极和孔径调谐器99)配置为在通过馈送部90馈送低频能量时辐射该频率范围。在该示例中，尽管馈送部90可以耦合至IF电路74，但是IF电路74在一频率时将能量提供给馈送部90，该频率基本上等于将要从天线子系统80辐射能量的频率。部分曲折线140紧邻接地导体122外围的一部分布置，使得曲折线可以与接地导体电容耦合以将能量无线地(例如，没有电接触/连接)耦合(传递)到接地导体122，例如接地导体122配置用于辐射的频率的能量。例如，曲折线140的一部分可以布置在接地导体122的待耦合能量的频率波长的十分之一内(例如，小于二十分之一或小于四十分之一)，(即，从接地导体122偏移的距离小于待耦合能量的频率波长的十分之一(例如，小于二十分之一或小于四十分之一)，例如小于5mm(或2.5mm或1.25mm以在6GHz时耦合能量，或小于20mm、10mm或5mm以在1.5GHz时耦合能量)。在所示的示例中，曲折线140的第一部分142平行于接地导体122的侧边缘152(图7和9)且紧邻其延伸，例如距其小于3mm(例如在1mm至0.5mm之间)。曲折线140的第二部分144平行于接地导体122的端边缘154(图7)且紧邻其延伸，例如距其小于3mm(例如在1mm与0.5mm之间)。曲折线140的第三部分146平行于与接地导体122的侧边缘152相对的侧边缘156且紧邻其延伸，例如距其小于3mm(例如，在1mm与0.5mm之间)。接地导体122的另一端边缘在图7中未示出，并且曲折线140在该示例中并不平行于接地导体122的该端延长。曲折线140的第一部分142、第二部分144和第三部分146结合在一起，以紧邻接地导体122的大部分周界布置。在该示例中，曲折线140紧邻端边缘154的大部分(此处全部，即全长)、侧边缘156的大部分(此处全部，即全长)和侧边缘152的大部分(此处约为长度的3/4)。如图所示，接地导体122为矩形而不是正方形，侧边缘152和侧边缘156可以被认为是长边，而端边缘154被认为是宽边。所提供的示例接近度不是限制性的，并且可以使用其他间隔。曲折线140足够靠近接地导体122以将能量无线地(例如，通过空气)传递到接地导体122，以使接地导体122能够进行辐射。例如，在部分142、144、146与边缘152、154、156间隔分别小于1mm的情况下，曲折线140可以将例如在大约1.25GHz至大约1.7GHz之间的能量传递到接地导体122，使得在用于天线子系统80的馈送部90处可以实现优于-2dB的回波损耗(例如，在大约1.4GHz处优于-8dB)。
曲折线140可以配置和布置为限制对接地导体122辐射的能量的干扰。例如，曲折线的第一部分142布置在接地导体122的平面下方(天线系统79位于移动装置12的顶部)，并且从移动装置12的顶部向内朝向PCB 66布置。此外，在此示例中，曲折线140的第二和第三部分144、146向外布置在接地导体122的周界外。天线子系统80的单极的右舷部段94限定开口166，sub-6GHz能量和毫米波能量可以从多频带天线通过该开口辐射。垂直于接地导体122的平面，即沿线160(图6)的接地导体122的向上投影将不与曲折线140相交。天线子系统80，特别是曲折线140在垂直于接地导体122的平面或接地导体122的厚度的方向上不与接地导体122交叠，尽管具有不同构造的曲折线可以与接地导体122的一部分交叠。天线子系统，特别是曲折线140，定义了一个开口，毫米波能量可以通过该开口无线地例如传到天线模块110和/或从自天线模块传出，并且sub-6GHz能量可以无线地穿过该开口传到接地导体122和/或从接地导体传出。
再次参考图5-6，低频天线子系统80和多频带天线子系统82被并置。天线子系统80，82被并置。在该示例中，界定天线子系统80的长方体169还包括天线子系统82。也就是说，天线子系统82布置在界定天线子系统80的长方体169内；天线子系统82布置在由天线子系统80界定的体积(此处为平行六面体169)中。因此，天线子系统80，82共享由长方体169定义的单个体积(或包含长方体169的任意体积)。长方体169界定了天线子系统80，因为长方体169是包含天线子系统80、此处重叠/共享天线单元80的多个边缘的最小长方体。其他配置是可能的，例如，界定一个天线子系统的平行六面体将不包括另一个天线子系统，或者不完全包括另一个天线子系统。例如，子系统80的体积可以部分地包围子系统82，或者子系统80，82的体积可以是不同的，例如，子系统80，82彼此相邻布置，但是子系统80，82配置为并且彼此足够靠近，以将能量从子系统80以电容的方式耦合至子系统82。例如，子系统80的曲折线可以与子系统82的接地导体的至少一个边缘非常接近，尽管距接地导体的距离尽可能地小于曲折线140和子系统82的距离，如图6，8和9所示。
参照图13，进一步参考图1-3，作为天线系统62的另一示例的天线系统170包括低频天线子系统172、多频带天线子系统174和接地连接/馈送部176。在天线系统62的上下文中描述了天线系统170，天线系统170也可以是天线系统64或移动装置12中的另一天线系统的示例。
可以类似于图7所示的天线模块110配置多频带天线子系统174。多频带天线子系统174可以在多频带天线子系统174的端部182处耦合至移动装置12的边沿(或框架)180的第一部分194。子系统174可以通过接地连接/馈送部176连接至PCB接地178(尽管子系统174可能不通过接地连接/馈送部176连接至PCB接地178)。此外，数字和RF信号经由接地连接/馈送部176被传送到子系统174/从子系统174传送。多频带天线子系统174的辐射器可以配置为辐射相对高频率的能量，例如毫米波波频率(例如高于23GHz)。多频带天线子系统174的接地面175(例如，图7中所示的接地导体122)也可以提供低频天线子系统172的一部分，并且可以配置为辐射相对较低频率能量，例如频率低于6GHz的能量，例如在针对2GHz至6GHz的频率范围的图14所示的模拟回波损耗210中所示。取决于回波损耗阈值，天线子系统172可以配置为在此范围内跨越不同频率辐射，例如，在阈值约为-6dB时在4.5GHz-5GHz或在阈值约为-0.2dB时在2.8GHz-6GHz，如图14所示(尽管其他阈值和其他范围也是可能的)。低频能量可以通过接地连接/馈送部176的馈送部分184在低频天线子系统172和PCB(未示出)之间传输。接地连接/馈送部176用于高频信号和低频信号的信号传输部分可以在物理上彼此分离并且彼此电隔离。接地连接/馈送部176可以连接至多频带天线子系统174的接地面175，以将能量传送到低频天线子系统172的辐射器或从低频天线子系统的辐射器传递能量。接地连接/馈送部176的接地部分186例如在端部182处将接地面175电连接(耦合)到PCB接地178。用于子系统172、174的每个馈送部可包括适当的阻抗匹配电路。天线系统170可以在基本不同的频带、例如sub-6GHz和毫米波(例如，超过23GHz)提供辐射，该天线系统与具有sub-6GHz天线子系统但没有毫米波天线子系统的天线系统相比使用很少的或不使用额外空间。为了帮助子系统174辐射低频能量，在PCB中提供开口190以在子系统174的长度的至少一部分上提供一些间隔。可替代地，例如在与开口190类似大小和定位的区域上，可以从PCB接地178上去除(例如移除)金属以代替开口190。
在该示例中，子系统172与接地连接/馈送部176结合提供了倒F型天线。但是也可以使用其他配置。例如，低频天线子系统可以配置为环形天线，例如，在导体的一端被馈电并且在导体的另一端接地。例如，可以给接地面175的端部185馈电，并且将边沿180的第一部分194的端部187接地，反之亦然，或者可以如图13所示将端部182接地，而端部187被馈电。在这些配置中的任何一个中，调谐器可包括在接地连接中。
可以使用其他配置。例如，图13中所示的接地连接/馈送部176提供的接地和馈送连接彼此靠近，但是接地点和馈送点可以进一步分开。例如，子系统172可以在端部182处接地到PCB接地178，子系统174的接地面175在该端部与边沿180的第一部分194相遇，并且可以提供馈送部188(虚线所示，因为这是一种替代配置)远离接地连接。如图所示，馈送部188朝向边沿180的第二部分196远离端部182(尽管第二部分196未电连接至边沿180的第一部分194；天线子系统174可以布置在边沿180的切口或间隙198中，端部185与部分196物理间隔开)，馈送部188耦合并配置为在PCB的适当集成电路和子系统172的接地导体175之间传送低频(例如sub-6GHz)信号。在这种配置中，接地连接/馈送部176的一部分可以将接地面175耦合至系统接地，而接地连接/馈送部176的另一部分可以将天线子系统174的多个高频辐射器(例如，辐射器306和/或308)耦合到一个或多个高频和/或中频源。在一些实施例中，接地面175并不直接耦合至PCB接地178，如图13所示，而是通过边沿(或框架)180的第一部分194耦合至接地面175。
参照图15A，15B，15C，进一步参照图5和图13，图5中所示的天线子系统80、图13中所示的低频天线子系统172和一个天线子系统可以分别由简化电路220，230，240表示，该天线子系统与天线子系统172类似地配置但具有环路辐射器而不是倒F辐射器。电路220包括源222(例如，图3中所示的前端电路70)、连接在源222和辐射导体226(例如，单极部段96)的端部225(例如，端部85)之间的接地224(例如，由孔径调谐器99提供)。可以例如由一片(例如，条)金属(例如，子系统82、尤其是子系统82的接地导体83)来提供寄生元件228，以增强辐射带宽(例如，在没有寄生元件228的情况下与原始频率范围邻接的频率范围内和/或在与原始范围不邻接的范围内)。电路230包括源232(例如，图3中所示的前端电路70)和接地234(例如，接地178)，并且源232连接在接地234和辐射导体236的端部235(例如，接地面175和端部185)之间。可以提供寄生元件238(例如，边沿180的第二部分196)以增强带宽。电路240包括布置在辐射导体246的相对端的源242和接地244(例如，接地面175的端部185，182)。可以提供寄生元件248(例如，边沿180的第二部分196，如果连接至接地，例如PCB接地178)，以增强带宽。
参照图16，进一步参照图1-15，转换射频信号的方法250包括所示的阶段。然而，方法250仅是示例而非限制。可以例如通过对阶段进行增加、移除、重新布置、组合、同时执行和/或将单个阶段划分为多个阶段来改变方法250。
在阶段252，方法250包括从接地导体支持的多个毫米波辐射器转换毫米波能量。例如，天线系统62(或天线系统64)的辐射器113-115的阵列112和/或偶极子118-119的阵列116可以转换毫米波能量，例如高于23GHz的能量、例如大约28GHz的能量，并且可以由接地导体122提供支持。前端电路70可基于从IF电路74通过馈送部92或接地连接/馈送部176、例如在柔性屏蔽导电片中传送IF信号的FPC接收的IF信号，将毫米波能量(例如，信号)提供给阵列112和/或阵列116。在这种情况下，接收到的能量可以被阵列112和/或阵列116换能和辐射。毫米波能量可以被阵列112和/或阵列116接收并被转换成电能(例如，信号)并且提供给前端电路70。阵列112和/或阵列116(或其天线)可以提供用于转换毫米波能量的构件。
在阶段254，方法250包括由sub-6GHz天线子系统转换sub-6GHz能量。例如，sub-6GHz频率能量可以具有大约1.25GHz至大约1.7GHz的一个或多个频率(尽管可以使用一个或多个其他频率范围和/或该范围之外的能量可以耦合至接地导体)。转换sub-6GHz能量可以包括用sub-6GHz能量的至少第一部分来激励接地导体，以从接地导体辐射出sub-6GHz能量的第一部分。激励接地导体可以包括将来自sub-6GHz天线子系统的导电部分的sub-6GHz能量的第一部分以电容的方式耦合至接地导体，该导电部分与接地导体物理上分开。例如，可以将sub-6GHz能量从馈送部90提供给曲折线140，并且将能量输送到接地导体、例如接地导体122，该输送通过曲折线140和接地导体122之间的相互耦合来实现，而无需在曲折线140和接地导体122之间的直接电连接。在图5-6和8-9中所示的示例性配置中，sub-6GHz能量沿着接地导体122的至少三个侧面的至少部分(例如，沿着边缘152，154，156的部分)从曲折线140耦合至接地导体122。比被辐射的能量更多的能量可以耦合至接地导体122，但是在此示例中，最终由接地导体122辐射的sub-6GHz能量从曲折线140耦合至接地导体122。参照图13，可以通过接地连接/馈送部176(例如，通过馈送部分184)或替代地通过馈送部188将sub-6GHz能量提供给接收sub-6GHz能量的接地面175，并且接地面175(在某些配置中可能还有第一部分194)辐射sub-6GHz能量。除了激励接地导体之外或代替激励接地导体，转换sub-6GHz能量可以包括在接地导体处接收sub-6GHz能量的第二部分作为无线信号，将无线信号转换为电信号，并提供电信号至sub-6GHz天线子系统的馈送部。例如，在图5-6和8-9所示的配置中，无线通信信号可以由接地导体122接收，以电容的形式耦合至曲折线140，并且作为电信号由曲折线140传送到馈送部90。接地导体122、曲折线140、和馈送部90可以提供用于转换sub-6GHz能量的构件。在图13所示的示例配置中，至少接地面175无线地接收sub-6GHz能量，并且将相应的sub-6GHz电信号提供给接地连接/馈送部176(的馈送部分184)或提供给将所接收的能量传送到PCB(例如PCB 66)的适当集成电路的馈送部188。接地面175、在一些配置中边沿180的第一部分194、和接地连接/馈送部176(或馈送部188)可以提供用于转换sub-6GHz能量的构件。
此外，可以通过除接地导体之外的一个或多个部件来转换sub-6GHz能量。例如，单极或环路可用于转换sub-6GHz能量。例如，单极部段94，96可以辐射和/或接收sub-6GHz能量，诸如具有从大约700MHz到大约960MHz和/或从大约1.7GHz到大约2.7GHz的频率的信号。例如，天线子系统80的单极辐射器可以接收通过馈送部90提供的能量，并且转换并辐射该能量。能量通过曲折线140传播并被单极辐射器的部段94，96辐射。该能量可以具有一个或多个频率，例如，在大约700MHz至大约960MHz和/或大约1.7GHz至大约2.7GHz的范围内(尽管可以使用一个或多个其他频率范围和/或单极可以辐射出这些范围以外的能量)。同样或可替代地，无线sub-6GHz能量可以由天线子系统80的单极辐射器接收、转换为电信号并提供给馈送部90。转换sub-6GHz能量可以包括调谐单极辐射器以调节单极辐射器的谐振频率，例如，从孔径调谐器99向孔径调谐器连接98提供可变电感的选定电感，以使单极辐射器在所期望的频率范围(例如700MHz-960MHz范围内的范围)很好地转换(从电信号转变为辐射无线信号，或接收无线信号并转变为电信号)。因此，单极辐射器还可提供用于转换sub-6GHz能量的构件。
其他注意事项
可以使用除所示之外的配置。例如，可以使用省略了天线子系统81的配置。
此外，如本文中所使用的，在以“至少一个”为开头或以“一个或多个”为开头的项目列表中使用的“或”指示析取列表，使得例如“A、B或C中的至少一个”或“A、B或C中的一个或多个”的列表表示A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即A和B和C)或多个特征(例如AA、AAB、ABBC等)的组合。
可以根据特定要求做出实质性变化。例如也可以使用定制的硬件，和/或可以在由处理器执行的硬件、软件(包括便携式软件，例如小程序等)或两者中实现特定的元件。此外，可以采用到诸如网络输入/输出装置的其他计算装置的连接。
以上讨论的系统和装置是示例。各种配置可以适当地省略、替代或添加各种过程或部件。例如，关于某些配置描述的特征可以组合在各种其他配置中。可以以类似方式组合配置的不同方面和元素。而且，技术在发展，因此许多元件是示例，并且不限制本公开或权利要求的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对示例配置(包括实施方式)的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置。例如已经示出了公知的电路、过程、算法、结构和技术，而没有不必要的细节，以避免使配置模糊。该描述仅提供示例性配置，并且不限制权利要求的范围、适用性或配置。相反，配置的先前描述提供了对于实现所描述技术的说明。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
已经描述了几种示例配置，在不脱离本公开的精神的情况下，可以使用各种修改，替代构造和等同形式。例如，以上元件可以是较大系统的部件，其中其他规则可以优先于或以其他方式修改本发明的应用。同样，可以在考虑以上要素之前、之中或之后进行许多操作。因此，以上描述不限制权利要求的范围。
此外，可以公开一种以上的发明。

Claims (30)

1.一种用于转换射频能量的天线系统，所述天线系统包括：
第一天线子系统，包括多个辐射器和接地导体，所述多个辐射器中的每个辐射器的尺寸和形状设计成在第一无线信号与第一电流信号之间转换毫米波能量；和
第二天线子系统，包括第一辐射器，所述第一辐射器配置为在第二无线信号与第二电流信号之间转换sub-6GHz能量，其中所述第一辐射器包括所述接地导体。
2.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述第一辐射器还包括与所述接地导体物理分离的导电部分，所述导电部分包括第一部段和第二部段，所述第一部段与所述接地导体物理分离的距离小于覆盖所述接地导体的至少一个边缘的大部分的所述sub-6GHz能量的波长的二十分之一。
3.根据权利要求2所述的天线系统，其中，所述第一部段包括单极的曲折线，所述曲折线布置在覆盖所述接地导体的大部分周界的所述sub-6GHz能量的波长的二十分之一之内，以寄生或电容形式将所述sub-6GHz能量耦合在所述接地导体与所述曲折线之间。
4.根据权利要求3所述的天线系统，其中，所述接地导体是具有两个长边、第一宽边和第二宽边的矩形，并且所述曲折线布置在覆盖所述两个长边中的每一个长边的大部分、以及所述第一宽边的大部分的所述sub-6GHz能量的波长的二十分之一之内。
5.根据权利要求2所述的天线系统，其中，所述接地导体是平面的，其中，所述多个辐射器在垂直于所述接地导体的平面的方向上与所述接地导体重叠，并且其中，所述第二部段在垂直于所述接地导体的所述平面的方向上不与所述接地导体重叠。
6.根据权利要求2所述的天线系统，其中，所述第一部段包括第一单极部分，并且所述第二部段包括第二单极部分，所述天线系统还包括通信耦合至所述第二单极部分的孔径调谐器。
7.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述第二天线子系统限定开口，来自所述接地导体的所述毫米波能量和所述sub-6GHz能量能够无线地穿过所述开口。
8.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述接地导体的长度是四分之一的所述sub-6GHz能量的波长±所述波长的10％的奇数倍。
9.根据权利要求1所述的天线系统，还包括显示器，所述第一天线子系统和所述第二天线子系统延伸到所述显示器的周界外不超过10mm。
10.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述第一天线子系统和所述第二天线子系统被并置，其中所述第一天线子系统布置在由所述第二天线子系统界定的空间内。
11.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述sub-6GHz能量是第一能量，并且具有低于6GHz的一个或多个第一频率，其中，所述第二天线子系统还包括第一单极部分和第二单极部分，所述第一单极部分和所述第二单极部分配置为组合地辐射具有低于6GHz的一个或多个第二频率的第二能量。
12.根据权利要求11所述的天线系统，其中，所述一个或多个第二频率在700MHz至960MHz之间、和/或在1.7GHz至2.7GHz之间，并且所述一个或多个第一频率在1.25GHz至1.7GHz之间。
13.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述第二天线子系统包括电耦合至所述接地导体的馈送部。
14.根据权利要求13所述的天线系统，其中，所述接地导体是第一接地导体，其中，所述天线系统还包括印刷电路板，所述印刷电路板包括第二接地导体，并且其中，所述第一接地导体电连接至第二接地导体。
15.根据权利要求14所述的天线系统，其中，所述天线系统布置在移动装置内，并且其中，所述第一接地导体是矩形的，并且经由所述移动装置的导电边沿或框架连接至所述第二接地导体。
16.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述天线系统布置在包括边沿的移动装置内，并且其中，所述第一天线子系统布置在由所述边沿提供的间隙中。
17.根据权利要求16所述的天线系统，其中，所述第一天线子系统在所述间隙的至少一端处与所述边沿物理分离。
18.根据权利要求1所述的天线系统，还包括第一子系统馈送结构，所述第一子系统馈送结构包括多条导线，所述多条导线配置为将所述多个辐射器通信耦合至布置在印刷电路板上的毫米波信号电路，其中，所述多条导线布置在导电片之间，并且所述导电片配置为将所述接地导体耦合至所述印刷电路板的接地面。
19.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述第二天线子系统包括倒F型天线，所述倒F型天线具有第一导体端、第二导体端、以及在所述第一导体端与所述第二导体端之间的中间点；所述第二天线子系统包括耦合在所述第一导体端与一电路之间的第一电连接，该电路配置为提供所述sub-6GHz能量或接收所述sub-6GHz能量中的至少一个；所述第二天线子系统还包括耦合在所述中间点与包括所述天线系统的装置的接地面之间的第二电连接，所述第二导体端是开放的。
20.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述第二天线子系统包括倒F型天线，所述倒F型天线具有第一导体端、第二导体端、以及在所述第一导体端与所述第二导体端之间的中间点；所述第二天线子系统包括耦合在所述中间点与一电路之间的第一电连接，该电路配置为提供所述sub-6GHz能量或接收所述sub-6GHz能量中的至少一个；所述第二天线子系统还包括耦合在所述第一导体端与包括所述天线系统的装置的接地面之间的第二电连接，所述第二导体端是开放的。
21.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述天线系统布置在无线装置内，并且其中，所述天线系统还包括孔径调谐器，所述孔径调谐器耦合在所述第二天线子系统的所述第一辐射器与所述无线装置的接地面之间。
22.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述第二天线子系统包括环形天线，所述环形天线具有馈送部，所述馈送部耦合在所述第二天线子系统的第一端与一电路之间，该电路配置为提供所述sub-6GHz能量或接收所述sub-6GHz能量中的至少一个；并且所述环形天线具有接地连接，所述接地连接耦合在所述第二天线子系统的第二端与包括所述天线系统的装置的接地面之间。
23.根据权利要求1的所述天线系统，其中，所述第一天线子系统的所述多个辐射器和所述接地导体布置在模块中，其中，所述第一电流信号对应于毫米波信号，并且其中，所述模块还包括配置为将中频信号上变频为所述第一电流信号、或将所述第一电流信号下变频为中频信号的电路。
24.一种转换射频能量的方法，所述方法包括：
通过接地导体支持的多个毫米波辐射器来转换毫米波能量；和
由sub-6GHz天线子系统通过以下各项转换sub-6GHz能量：
利用所述sub-6GHz能量的至少第一部分激励所述接地导体，以从所述接地导体辐射所述sub-6GHz能量的所述第一部分；或
在所述接地导体处接收所述sub-6GHz能量的第二部分作为无线信号，将所述无线信号转换为电信号，并将所述电信号提供给所述sub-6GHz天线子系统的馈送部；或
上述各项的组合。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，激励所述接地导体包括：将所述sub-6GHz能量的所述第一部分从所述sub-6GHz天线子系统的导电部分以电容形式耦合至所述接地导体，所述导电部分与所述接地导体物理分离。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述以电容形式耦合包括：将所述sub-6GHz能量的所述第一部分从曲折线以电容形式耦合至所述接地导体。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述以电容形式耦合包括：沿着所述接地导体的至少三个边缘的至少部分，将所述sub-6GHz能量的所述第一部分从所述曲折线耦合至所述接地导体。
28.根据权利要求24所述的方法，其中，转换所述sub-6GHz能量包括：使用与所述接地导体分离的单极转换第一能量，所述第一能量具有在700MHz至960MHz之间、和/或在1.7GHz至2.7GHz之间的一个或多个第一频率，并使用所述接地导体转换第二能量，所述第二能量具有在1.25GHz至1.7GHz之间的一个或多个第二频率，并且其中所述毫米波能量具有高于23GHz的一个或多个频率。
29.根据权利要求24所述的方法，还包括：调谐所述sub-6GHz天线子系统的单极辐射器，以调整所述单极辐射器的谐振频率。
30.根据权利要求24所述的方法，其中，激励所述接地导体包括：将sub-6GHz信号电连接至所述接地导体。
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杨清凌: "用于5G终端的毫米波多波束天线", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库（信息科技辑）》 *

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