CN111864384B - 多模高隔离天线系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及多模高隔离天线系统。本文描述了多模高隔离天线系统以及相关的方法和系统。所描述的天线系统在大致圆形的印刷电路板上实现，并且可以用于宽带和超宽带应用。多模高隔离天线系统包括两个由去耦合结构分开的正交天线。这种布置在天线之间提供了高度隔离，并为多模高隔离天线系统实现了五个独特的谐振操作模式。

Description

多模高隔离天线系统
技术领域
本申请涉及多模高隔离天线系统。
背景技术
在一些电子设备中，可以实现使用多个天线的天线系统用于无线通信。然而，多个天线之间的隔离可能受到电子设备的周围硬件的限制，特别是对于低频带频率而言。天线隔离是入射在第一天线上的功率与传送到第二天线上的功率之间的比率的量度。因此，良好的隔离会导致两条天线上电信号的发送和接收不相关。天线之间的不良隔离会大大降低多输入多输出(MIMO)系统性能和天线效率。此外，在某些情况下，低隔离会导致互调，其由于带外杂散发射而导致认证失败。
发明内容
本文描述了多频带高隔离天线系统以及相关技术和系统。所描述的天线系统可以在大致圆形的印刷电路板上实现，并且可以用于宽带和超宽带应用。多模高隔离天线系统可以包括两个由去耦合结构分开的基本正交的天线。这种布置可以在天线之间提供高隔离，并使得能够实现用于多模高隔离天线系统的五个独特的谐振操作模式。另外，两条天线可能具有较高的辐射性能和互补的辐射模式，这对于出色的多输入多输出(MIMO)和分集性能可能是必不可少的。
根据一方面，提供了一种多模天线系统。多模天线系统可以包括大致圆形的印刷电路板、连接到印刷电路板的第一天线以及连接到印刷电路板的第二天线。第二天线可以与第一天线异相大约90度。多模天线系统还可包括在第一天线和第二天线之间的位置处连接至印刷电路板的去耦合结构。
多模天线系统可以包括以下可选特征。第一天线或第二天线中的至少一个可以包括倒F形天线、与倒F形天线对准的第一环路结构以及位于与倒F形天线相邻的第二环路结构。第二环路结构和倒F形天线可以共享到印刷电路板的连接点。倒F形天线可包括柱，该柱连接到印刷电路板并且相对于印刷电路板的中心点或质心从大致圆形的印刷电路板径向向外延伸。倒F形天线可以包括具有弧的臂，该弧沿着与PCB的外圆周同心的圆周线延伸，特别地，该臂可以与印刷电路板同心。第一环路结构可以位于印刷电路板和倒F形天线的臂之间。倒F形天线的臂的长度可以在大约16毫米至大约18毫米的范围内。第二环路结构可包括连接到印刷电路板并从印刷电路板径向向外延伸的附加柱。第二环路结构可以包括横梁，该横梁连接到倒F形天线的柱并且具有与印刷电路板同心的弧。倒F形天线可以具有带有开口端的臂，该开口端位于远离印刷电路板大约4毫米至大约6毫米的范围内。去耦合结构可以包括具有中心柱和与印刷电路板基本共面的两个臂的T形元件。T形元件的两个臂之一可以与第二环结构的一部分径向重叠。T形元件的每个臂的长度可以在大约12毫米至大约14毫米的范围内。
多模天线系统还可包括以下可选特征。第一天线或第二天线中的至少一个可以包括：倒F形天线，该倒F形天线能在第一低频带频率下作为四分之一波长单极子以及在第一高频带频率下作为四分之三波长单极子操作操作；第一环路结构，其能在第二高频带频率下作为半波长折叠单极子操作；以及，第二环路结构，其能在第三高频带频率下作为半波长折叠单极子操作。去耦合结构可以包括与在第二低频带频率下作为四分之一波长单极子操作的倒F形结构组合的T形元件，该T形元件能在第二低频带频率下作为四分之一波长单极子操作。多模天线系统还可以包括位于第一天线和第二天线中的至少一个附近的触摸传感器。触摸传感器能操作以在第一环路结构作为在第一高频带频率下的半波长折叠单极子操作时传导电流。第一低频带频率可以大约为2.4GHz，第二低频带频率可以大约为2.73GHz，第一高频带频率可以大约为5.85GHz，第二高频带频率可以大约为5.15GHz，并且第三高频带频率可以大约为7.6GHz。印刷电路板可以与第一天线、第二天线和去耦合结构中的每一个共面。去耦合结构可以与第一天线和第二天线中的每一个异相大约45度。结合去耦合结构的第一天线和第二天线能在大约2GHz和大约8GHz之间的多个谐振模式下操作。
根据另一方面，提供了一种电子设备，其可以包括如上所述的多模天线系统。
提供本发明内容是为了介绍与多频带高隔离天线系统有关的简化概念，下面将在具体实施方式和附图中对其进行进一步描述。该发明内容不旨在标识所要求保护的主题的必要特征，也不旨在用于确定所要求保护的主题的范围。
附图说明
在本文中参考以下附图描述了多频带高隔离天线系统的一个或多个方面的细节。在整个附图中使用相同的数字来引用相似的特征和组件：
图1示出了多模高隔离天线系统的示例实施方式的俯视图。
图2示出了图1的俯视图的一部分的放大图，其图示了多模高隔离天线系统的第一天线。
图3是表示与在大约2GHz至大约8GHz的频率范围内由图1中的多模高隔离天线系统的第一天线反射的功率相对应的S参数的曲线的绘图。
图4示出了示例图，该示例图图示了在第一无线电终端被激励的情况下在大约2.44GHz下在多模高隔离天线系统中的电流流动以及相应的S11参数的绘图。
图5示出了示例图，该示例图图示了在第一无线电终端被激励的情况下在大约2.73GHz下在多模高隔离天线系统中的电流流动以及相应的S11参数的绘图。
图6示出了示例图，该示例图图示了在第一无线电终端被激励的情况下在大约5.15GHz下在多模高隔离天线系统中的电流流动以及相应的S11参数的绘图。
图7示出了示例图，该示例图图示了在第一无线电终端被激励的情况下在大约5.85GHz下在多模高隔离天线系统中的电流流动以及相应的S11参数的绘图。
图8示出了示例图，该示例图图示了在第一无线电终端被激励的情况下在大约7.6GHz的多模高隔离天线系统中的电流流动以及相应的S11参数的绘图。
图9示出了实现多模高隔离天线系统的示例电子设备的前透视图和俯视图。
图10示出了沿剖面线10-10截取并在水平剖面上截取的图9的电子设备的截面。
图11是示出了示例电子设备的框图，该示例电子设备可以被实现为可以连接到无线网络的任何电子设备，该电子设备包括根据本文所述的一个或多个方面的多模高隔离天线系统。
图12是示出了包括示例设备的示例系统的框图，该示例设备可以被实现为实现如参考先前的图1-11所描述的多模高隔离天线系统102的各方面的任何电子设备。
具体实施方式
总览
在电子设备中使用多个天线会由于天线在信号波长方面的接近性而导致天线之间的隔离不良。隔离不良对应于天线效率降低。本文描述了多频带高隔离天线系统以及相关技术和系统。该多频带高隔离天线系统在多个频带(例如2.4GHz和5GHz频带)下在多个天线之间具有高隔离(例如，大于20分贝(dB))。该天线具有在两个相邻天线之间的去耦合结构，以减少从一个天线流向另一天线的电流量，特别是在特定频率下，这增加了这些频率在天线之间的隔离。
在各方面，公开了一种多模天线。多模天线包括大致圆形的印刷电路板、连接到印刷电路板的第一天线和连接到印刷电路板的第二天线。第二天线与第一天线大约异相90度。另外，多模天线包括在第一天线和第二天线之间的位置处连接到印刷电路板的去耦合结构。
在各方面，公开了一种电子设备。该电子设备包括大致球形的壳体、位于该壳体内的大致圆形的印刷电路板(PCB)、位于该壳体内的扬声器组件以及连接至该PCB的两个天线。两个天线彼此大约异相90度。另外，电子设备包括位于两个天线之间的去耦合结构。
这些仅仅是所描述的技术和设备可以如何用于启用多模高隔离天线系统的几个示例。本文通篇描述了其他示例和实施方式。现在，本文转向示例设备，在其后描述示例系统。
示例设备
图1示出了多模高隔离天线系统102的示例实施方式的俯视图100。多模高隔离天线系统102包括第一天线104、第二天线106和去耦合结构108，每个均连接至印刷电路板(PCB)110。因此，多模高隔离天线系统102可以称为PCB天线。另外，一个或多个触摸传感器112可以在靠近第一天线104和/或第二天线106的位置处附接到PCB 110。如下文进一步描述的，多模高隔离天线系统102可以位于电子设备的壳体114内部。
PCB 110具有圆形或大致圆形(或椭圆形)的形状，其中一部分被去除以为第一天线104、第二天线106和去耦合结构108提供空间。彼此垂直并且限定了其中PCB 110延伸的平面的第一和第二轴限定了PCB 110。第一轴可以对应于垂直轴116，第二轴可以对应于水平轴118。在各方面中，触摸传感器112包括两个触摸传感器，其在PCB 110的第一轴(例如，垂直轴116)的相对侧上彼此相对地并且沿PCB 110的第二轴(例如，水平轴118)定位。
如图所示，第一天线104与第二天线106大约异相90度，使得两条天线基本正交。此偏移量可提供互补的覆盖范围，并有助于在高频带上提供模式分集和高隔离。第二天线106可以具有与第一天线104基本相同的结构，并且绕垂直轴116对称地定位。可替代地，第二天线106可以具有与第一天线104不同的结构。去耦合结构108增加了第一天线104和第二天线106之间的隔离。与优化第一天线104和第二天线106的位置相结合的去耦合结构108的位置大大增加了天线之间的隔离。
去耦合结构108位于第一天线104和第二天线106之间，使得去耦合结构108与第一天线104和第二天线106中的每一个异相大约45度。因此，第一天线104、第二天线106和去耦合结构108作为一组定位在PCB 110的一半上。去耦合结构108是具有中心柱120和与PCB110共面的两个臂122的T形元件(例如，T单极子)。在各方面，T形元件的每个臂122的长度在大约12毫米至大约14毫米的范围内。T形元件的两个臂122中的至少一个可以与第一天线104的一部分或第二天线106的一部分径向重叠。中心柱120相对于PCB的中心点或质心从PCB 110径向向外延伸。臂122形成沿与PCB 110的外圆周同心的圆周线延伸的弧，特别地，每个臂122可以与PCB 110同心。
通过在天线104和106之间包括去耦合结构108，由于去耦合结构108阻挡了试图从一个天线流向另一天线的大量电流，因此大大提高了天线104和106之间的隔离。在某些频率下，电流在去耦合结构108中而不是在另一个天线中流动，与不具有去耦合结构108的一般天线系统相比，这使得天线系统能够使用更多的谐振频率范围。
如以下关于图3进一步描述的，多模高隔离天线系统102具有第一无线电终端(例如，端口1)，该第一无线电终端用于从电源(未示出)向第一天线104传送电力。另外，多模高隔离天线系统102具有第二无线电终端(例如，端口2)，该第二无线电终端用于将电力从电源(未示出)传送到第二天线106。
图2示出了图1的俯视图100的一部分的放大图200，示出了多模高隔离天线系统102的第一天线104。第一天线104具有倒F形天线(IFA)结构202、第一环路结构204和第二环路结构206。如图所示，第一天线104在多个连接点208-1、208-2、208-3处连接到PCB 110。合适的连接点208的任何布置都可以用于将第一天线104附接到PCB 110。此外，倒F形天线可以用倒L形天线(ILA)结构代替以实现类似的功能和性能。
第一环路结构204与倒F形天线202基本对准。例如，第一环路结构204位于倒F形天线202与PCB 110之间。第二环路结构206位于与倒F形天线202相邻。在各方面中，第二环路结构206和倒F形天线202共享到PCB 110的公共连接点208-1。而且，如图1所示，倒F形天线202在径向上与第二环路结构206的一部分重叠。
倒F形天线202具有柱210和臂212。柱210相对于PCB 110的中心点或质心从PCB110径向向外延伸。臂212是沿着与PCB 110的外圆周同心的圆周线延伸的弧，特别是臂212可以与PCB 110同心。柱210连接到PCB 110。在各方面，臂212的长度a 214是在大约16毫米(mm)到大约18mm的范围内。从柱210到臂212的开口端216的臂212的一个示例长度a 214约为17mm。另外，臂212的开口端216位于PCB 110的远侧，距离为b 218，其在大约4mm至大约6mm的范围内。臂212的开口端216与PCB 110之间的一个示例距离b 218约为5mm。
第一环路结构204包括柱220和横梁222，柱220相对于PCB 110的中心点或质心从PCB 110径向向外延伸，而横梁222是沿着与PCB 110的外圆周同心的圆周线延伸的弧，特别是横梁222可以与PCB 110同心。横梁222连接到倒F形天线202的柱220和第二柱224以形成第一环路结构204。另外，横梁222包括构件226，构件226从横梁222径向向外延伸的使得构件226位于横梁222和倒F形天线202的臂212之间。第二环路结构206包括在连接点208-3处连接到PCB 110的一个或多个柱228和横梁230。一个或多个柱228相对于PCB 110的中心点或质心从PCB 110径向向外延伸。横梁230连接到一个或多个柱228，并且是沿着与PCB 110的外圆周同心的圆周线延伸的弧，特别是横梁230可以与PCB 110同心。横梁230还连接倒F形天线202的柱210以形成第二环路结构206的环路。
图3是曲线302的绘图300，其表示与在大约2GHz至大约8GHz的频率范围内由图1中的多模高隔离天线系统的第一天线104反射的功率相对应的S参数。S参数描述电气系统中端子之间的输入输出关系。考虑一个示例设备，该设备使用两个无线电装置(无线电装置1和无线电装置2)，其分别经由两个无线电终端(终端1和终端2)向两个天线(天线1和天线2)供电。参数S11指的是无线电装置1试图传递到天线1的反射功率(也称为反射系数)。参数S22指的是无线电装置2试图传递给天线2的反射功率。参数S12代表传输系数，它对应于通过天线1传递给无线电装置1的来自无线电装置2的功率。参数S21代表对应于通过天线2传递给无线电装置2的来自无线电装置1的功率的传输系数。通常，S参数是频率的函数。
在所示的绘图300中，曲线302表示S11参数，该参数指示第一天线104在大约2GHz至大约8GHz的频率之间(在第一无线电终端处)反射的功率量。在点304处，在大约2.4GHz的低频带频率处的S参数低于-27dB，表明通过反射的功率损耗非常低。在点306处，大约2.73GHz附近的低频带频率下的S11大约为-5dB。在点308处，在大约5.15GHz附近的高频带频率下的S11低于-20dB。在点310处，在大约5.85GHz附近的高频带频率下的S11大约为-14dB。在点312处，在大约7.6GHz的高频带频率下的S11大约是-8dB。曲线314表示S22参数，其指示由第二天线106(在第二无线电终端处)反射的功率量。曲线314表现出与第一天线104的S11参数(曲线302)相似的行为。
多模高隔离天线系统102可以在五个独特的谐振模上操作以覆盖上述每个频率。例如，多模高隔离天线系统102使用1/4波长(λ)和3/4λ(IFA或ILA)分别覆盖2.4GHz和5.8GHz。多模高隔离天线系统102将1/2λ折叠单极子用于图2中的第一环路结构204以覆盖5.15GHz。多模高隔离天线系统102将1/2λ折叠的单极子用于第二环路结构206以覆盖7.6GHz。多模高隔离天线系统102将1/4λ单极子模式用于图1的去耦合结构108(例如T单极子)，以减少第一天线104和第二天线106之间的耦合。参考图4-8进一步描述了这些模式中的每一个。
曲线316表示S21参数，指示第一天线104和第二天线106之间的隔离量。S12参数与S21参数匹配，因此也可以由曲线316表示。多模高隔离天线系统102在2.4GHz和5.15GHz两个频率上都具有很高隔离(例如，S21小于-20dB)，如分别在点318和320处示出。在点322，5.85GHz处的隔离也很高(例如S21小于-25dB)。此外，如分别在点324和326处所示，在2.73GHz和7.6GHz处的隔离很高(例如，S21小于-14dB)。因此，多模高隔离天线系统102可以辐射宽带并且还具有用于超宽带的潜力(例如6GHz至8GHz)。此外，对于同时被使用的不同频率，多模高隔离天线系统102可以使用切换分集方案以在第一天线104和第二天线106之间切换。例如，使用切换分集方案，电子设备102可以确定具有最大能量的接收信号并切换到相应的天线。切换可以动态发生。可替代地，切换可以在安装时发生，使得当电子设备102被安装在网络上时，电子设备针对特定频率选择与路由器的连接更好的天线。
图4示出了示例图400，示例图400图示了在多模高隔离天线系统中在大约2.44GHz的频率下第一无线电终端被激励的情况下的电流流动以及相应的S11参数的绘图。图中的箭头402的方向指示在大约2.44GHz(由404表示)处流过来自图1的多模高隔离天线系统102的电流的方向。曲线406显示了天线如何在四分之一波长(λ)单极子模式下，在不改变方向的情况下，随着终端处的电流最大化和元件的开放端的电流最小化而工作。每个箭头402的大小指示在那个位置流动的电流的量。在此，第一天线104使用倒F形天线202(如曲线406所示)以四分之一波长(λ)单极子模式操作。可替代地，第一天线104可以在1/4λ单极子模式下使用倒L形天线。去耦合结构108提供额外的电流，这减少了在第二无线电终端处激发的电流量。去耦合结构108是无功的，并且有助于阻止电流从一个天线流向另一天线，这增加了每个天线的隔离。
图5示出了示例图500，其图示了在第一无线电终端被激发的情况下在大约2.73GHz(如502所指示)处的多模高隔离天线系统102中的电流流动以及对应的S11参数的绘图。在此，第一天线104使用倒F形天线202(如曲线406所示)以1/4λ单极子模式操作(如曲线406所示)，并且去耦合结构108也以1/4λ单极子模式(如箭头504所示)操作。该两种模式的组合提供了相对于第二无线电终端的去耦合效果。该频率可以用于需要宽操作带宽的某些应用。
图6示出了示例图600，其图示了在第一无线电终端被激发的情况下在大约5.15GHz(如602所指示)处的多模高隔离天线系统102中的电流流动以及对应的S11参数的绘图。在此，第一天线104使用第一环路结构204以作为1/2λ折叠单极子操作。替代地，如果包括接地连接，则第一环路结构204可以在一个λ回路模式下操作。箭头604和606每个指示1/2λ折叠单极子的1/4λ。注意，一些电流在触摸传感器112中流动，使得触摸传感器112有助于增加天线之间的隔离。
图7示出了示例图700，其图示了在第一无线电终端被激发的情况下在大约5.85GHz(如702所示)的多模高隔离天线系统102中的电流流动以及对应的S11参数的绘图。在此，第一天线104作为3/4λ单极子操作。例如，箭头704表示1/2λ(类似于偶极子)，并且箭头706表示1/4λ(类似于单极子)。它们一起工作，在5.85GHz上作为3/4λ单极子操作。因此，三次谐波被用来产生额外的谐振，这加宽了带宽。
图8示出了示例图800，其图示了在第一无线电终端被激励的情况下在大约7.6GHz(如802所示)的多模高隔离天线系统102中的电流流动以及相应的S11参数的绘图。在此，第一天线104的第二环路结构206用作并联电感器。第二环路结构206作为1/2λ折叠单极子操作。箭头804和806各自表示1/2λ折叠单极子的1/4λ。第二环路结构206既用作匹配元件又用作辐射元件。
图9示出了实现多模高隔离天线系统的示例电子设备902的前透视图900和俯视图910。如下面进一步描述的，电子设备902可以是可以连接到无线网络的电子设备。电子设备902是紧凑的并且是大致球形的。电子设备902具有扁球形外壳904，扁球形外壳904具有平坦的底部，使得外壳904的x轴半径在外壳904的y轴半径的大约十毫米的公差内。俯视图910包括剖面线10-10，其对应于图10中的剖面图。
图10示出了沿剖切线10-10指示的方向并在水平剖切面上截取的图9的电子设备的截面图1000。在该截面图1000中，电子设备902以紧凑的组件包括壳体904内的各种硬件组件。例如，电子设备902包括顶盖1002、底盖1004、PCB 110(包括多模高隔离天线系统102)、散热器1006、触摸传感器1008和扬声器1010。多模高隔离天线系统102位于顶盖1002附近并与顶盖1002相邻，并且在顶盖1002和散热器1006之间。扬声器1010位于壳体内，其与底盖1004相邻。在一些方面中，石墨片(未示出)可以位于PCB 110的下方，并且散热器1006可以是塑料的。
示例计算系统
图11是示出了示例电子设备1100的框图，该示例电子设备1100可以被实现为可以连接到无线网络的任何电子设备，该电子设备包括根据本文所述的一个或多个方面的多模高隔离天线系统。设备1100可以与电子电路、微处理器、存储器、输入输出(I/O)逻辑控制、通信接口和组件以及其他硬件、固件和/或软件集成以经由网络进行通信。此外，电子设备1100可以用各种组件来实现，诸如用任意数量和组合的不同组件来实现，如参照图12所示的示例设备进一步描述的。
在该示例中，电子设备1100包括处理可执行指令的低功率微处理器1102和高功率微处理器1104(例如，微控制器或数字信号处理器)。该设备还包括输入-输出(I/O)逻辑控制1106(例如，以包括电子电路)。微处理器可以包括集成电路、可编程逻辑设备、使用一种或多种半导体形成的逻辑设备以及硅和/或硬件中的其他实施方式的组件，诸如实现为片上系统的处理器和存储器系统(SoC)。可替选地或附加地，可以用可以由处理和控制电路实现的软件、硬件、固件或固定逻辑电路中的任何一种或组合来实现该设备。低功率微处理器1102和高功率微处理器1104还可以支持设备的一种或多种不同的设备功能。例如，高功率微处理器1104可执行计算量大的操作，而低功率微处理器1102可管理较不复杂的过程，诸如从一个或多个传感器1108检测危险或温度。低功率处理器1102还可唤醒或者初始化大功率处理器1104以进行计算密集的处理。
一个或多个传感器1108可以被实现为检测各种特性，诸如加速度、温度、湿度、水、供应的功率、接近度、外部运动、设备运动、声音信号、超声信号、光信号、火、烟、一氧化碳、卫星全球定位(GPS)信号、射频(RF)或者其他电磁信号或电磁场等。这样，传感器1108可以包括温度传感器、湿度传感器、与危害相关的传感器、安全传感器、其他环境传感器、加速度计、麦克风、直至并包括相机(例如、带电耦合设备或摄像机)的光学传感器、有源或无源辐射传感器、GPS接收器以及射频识别检测器中的任何一个或组合。在实施方式中，电子设备1100可以包括一个或多个初级传感器以及一个或多个次级传感器，例如感测设备核心操作中心的数据(例如，感测恒温器中的温度或感测烟雾检测器中的烟雾器)的初级传感器，而次级传感器可以感测其他类型的数据(例如，运动、光或声音)，这些数据可用于节能目标或智能操作目标。
电子设备1100包括存储器设备控制器1110和存储器设备1112，诸如任何类型的非易失性存储器和/或其他合适的电子数据存储设备。电子设备1100还可以包括各种固件和/或软件，诸如操作系统1114，其由存储器作为计算机可执行指令来保存并且由微处理器执行。设备软件还可以包括实现接入点设备的各方面的智能家居应用1116。电子设备1100还包括用于与另一设备或外围组件对接的设备接口1118，并且包括集成数据总线1120，该集成数据总线1120耦合电子设备的各种组件以用于组件之间的数据通信。电子设备中的数据总线也可以被实现为不同的总线结构和/或总线架构中的任何一种或组合。
设备接口1118可以从用户接收输入和/或向用户提供信息(例如，作为用户接口)，并且接收到的输入可以用于确定设置。设备接口1118还可以包括响应于用户输入的机械或虚拟组件。例如，用户可以机械地移动滑动或可旋转的组件，或者可以检测沿触摸板的运动，并且这种运动可以对应于设备的设置调整。物理和虚拟可移动用户界面组件可以允许用户沿着表观连续体的一部分进行设置。设备接口1118还可以接收来自诸如按钮、小键盘、开关、麦克风和成像器(例如，相机设备)的任意数量的外围设备的输入。
电子设备1100可以包括：网络接口1122，诸如用于与网络上的其他电子设备进行通信的网络接口；以及，用于诸如经由因特网的网络通信的外部网络接口。电子设备1100还包括无线无线电系统1124，用于经由网络接口与其他电子设备进行无线通信并且用于多个不同的无线通信系统。无线无线电系统1124可以包括Wi-Fi、BluetoothTM、移动宽带、蓝牙低功耗(BLE)和/或点对点IEEE 802.15.4。每个不同的无线电系统可以包括为特定无线通信技术实现的无线电设备、天线和芯片组。电子设备1100还包括诸如电池的电源1126，和/或用于将设备连接到线电压。交流(AC)电源也可用于为设备的电池充电。
图12是示出了包括示例设备1202的示例系统1200的框图，示例设备1202可以被实现为实现如参考先前的图1-11所描述的多模高隔离天线系统102的各方面的任何电子设备。示例设备1202可以是任何类型的计算设备、客户端设备、移动电话、平板电脑、通信、娱乐、游戏、媒体回放和/或其他类型的设备。此外，示例设备1202可以被实现为被配置用于在网络上通信的任何其他类型的电子设备，诸如恒温器、危险检测器、相机、照明单元、调试设备、路由器、边界路由器、联结路由器、联结设备、终端设备、领导者、访问点、集线器和/或其他电子设备。
设备1202包括通信设备1204，其使得能够进行设备数据1206的有线和/或无线通信，设备数据1206诸如是在网络中的设备之间通信的数据、正在接收的数据、被调度用于广播的数据、数据的数据分组、设备之间同步的数据等。设备数据可以包括任何类型的通信数据，以及由在设备上执行的应用生成的音频、视频和/或图像数据。通信设备1204还可包括用于蜂窝电话通信和/或用于网络数据通信的收发器。
设备1202还包括输入/输出(I/O)接口1208，诸如提供设备、数据网络(例如，内部网络、外部网络等)和其他设备之间的连接和/或通信链路的数据网络接口。I/O接口可用于将设备耦合到任何类型的组件、外围设备和/或附件设备。I/O接口还包括数据输入端口，经由该数据输入端口可以接收任何类型的数据、媒体内容和/或输入，例如设备的用户输入以及任何类型的通信数据，诸如从任何内容和/或数据源接收的音频、视频和/或图像数据。
设备1202包括处理系统1210，其可以至少部分地利用硬件来实现，诸如利用处理可执行指令的任何类型的微处理器或控制器等。该处理系统可以包括集成电路、可编程逻辑设备、使用一种或多种半导体形成的逻辑设备以及以硅和/或硬件(诸如被实现为片上系统(SoC)的处理器和存储器系统)的其他实施方式的组件。可替代地或附加地，可以用可以使用处理和控制电路实现的软件、硬件、固件或固定逻辑电路中的任何一种或组合来实现该设备。设备1202可以进一步包括耦合设备内的各种组件的任何类型的系统总线或其他数据和命令传输系统。系统总线可以包括不同总线结构和架构中的任何一种或组合，以及控制和数据线。
设备1202还包括计算机可读存储存储器1212，诸如可以由计算设备访问并且提供数据和可执行指令(例如，软件应用、模块、程序、功能等)的持久存储的数据存储设备。本文所述的计算机可读存储存储器不包括传播信号。计算机可读存储存储器的示例包括易失性存储器和非易失性存储器、固定和可移动媒体设备以及保存用于计算设备访问的数据的任何合适的存储设备或电子数据存储器。计算机可读存储存储器可以包括各种存储器设备配置中的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存和其他类型的存储存储器的各种实现。
计算机可读存储存储器1212提供设备数据1206和各种设备应用1214的存储，诸如使用计算机可读存储存储器作为软件应用保存并由处理系统1210执行的操作系统。设备应用还可以包括设备管理器，诸如任何形式的控制应用、软件应用、信号处理和控制模块、特定设备固有的代码和特定设备的硬件抽象层等等。在该示例中，设备应用还包括实现接入点设备的各方面的智能家居应用1216，诸如当示例设备1202被实现为本文所述的任何电子设备时。
在各方面中，针对多模高隔离天线系统描述的技术的至少一部分可以在分布式系统中实现，诸如在平台1226中的“云”1224上。云1224包括和/或是服务1228和/或资源1230的平台1226的代表。
平台1226对诸如服务器设备(例如，被包括在服务1228中的)和/或软件资源(例如，被包括作为资源1230的)之类的硬件的底层功能进行抽象，并且将示例设备1202与其他设备、服务器等通信地连接。资源1230还可以包括在远离示例设备1202的服务器上执行计算机处理时可以利用的应用和/或数据。另外，服务1228和/或资源1230可以促进订户网络服务，诸如通过因特网、蜂窝网络或Wi-Fi网络。平台1226还可用于对资源进行抽象和缩放以服务对经由平台实现的资源1230的需求，诸如在具有分布在整个系统1200中的功能的互连设备实施例中。例如，该功能可在示例性设备1202处以及经由抽象化云1224的功能的平台1226部分实现。
除了以上描述之外，还可以向用户(例如，访客或主持人)提供控件，该控件允许用户就是否以及何时在本文描述的系统、程序或特征可以使得能够收集用户信息(例如，有关用户的社交网络、社交活动或行为、职业、用户的偏好或用户的当前位置的信息)以及是否向用户发送来自服务器的内容或通信进行选择。另外，在存储或使用某些数据之前，可能会以一种或多种方式处理该数据，以便删除个人身份信息。例如，可以处理用户的身份，以便无法为该用户确定任何个人可识别信息，或者可以在获得位置信息(诸如城市、邮政编码或州级别)的情况下概括用户的地理位置，使得无法确定用户的特定位置。因此，用户可以控制收集关于用户的哪些信息、如何使用该信息以及向用户提供哪些信息。
在下面给出一些示例。
示例1：一种多模天线系统，包括：大致圆形的印刷电路板；第一天线，该第一天线连接到印刷电路板；第二天线，该第二天线连接到印刷电路板，第二天线与第一天线异相大约90度；去耦合结构，该去耦合结构在第一天线和第二天线之间的位置处连接到印刷电路板。
示例2：示例1的多模天线系统，其中，第一天线或第二天线中的至少一个包括：倒F形天线；第一环路结构，其与倒F形天线基本对准；以及，第二环路结构，位于与所述倒F形天线相邻，第二环路结构和倒F形天线共享到印刷电路板的连接点。
示例3：根据示例2所述的多模天线系统，其中，倒F形天线包括：连接到印刷电路板并从印刷电路板径向向外延伸的柱；以及，具有与印刷电路板同心的弧的臂。
示例4：根据示例3的多模天线系统，其中，第一环路结构位于印刷电路板与倒F形天线的臂之间。
示例5：根据示例3或4的多模天线系统，其中，倒F形天线的臂的长度在大约16毫米至大约18毫米的范围内。
示例6：根据示例2至5中任一项所述的多模天线系统，其中，第二环路结构包括：附加柱，其连接到印刷电路板并从印刷电路板径向向外延伸；以及，横梁，其连接到倒F形天线的柱，并具有与印刷电路板同心的弧。
示例7：根据示例2至6中任一项所述的多模天线系统，其中，倒F形天线具有带有开口端的臂，该开口端位于远离所述印刷电路板约4毫米至约6毫米的范围内。
示例8：根据示例2至7中任一项所述的多模天线系统，其中，去耦合结构包括具有中心柱和与印刷电路板基本共面的两个臂的T形元件。
示例9：根据示例8的多模天线系统，其中，T形元件的两个臂之一径向与第二环路结构的一部分重叠。
示例10：根据示例8或9的多模天线系统，其中，T形元件的每个臂的长度在大约12毫米至大约14毫米的范围内。
示例11：根据前述示例中的任何一个的多模天线系统，其中，第一天线或第二天线中的至少一个包括：倒F形天线，该倒F形天线能在第一低频带频率下作为四分之一波长单极子以及在第一高频带频率下作为四分之三波长单极子操作；第一环路结构，该第一环路结构能在第二高频带频率下作为半波长折叠单极子操作；以及，第二环路结构，该第二环路结构能在第三高频带频率作为半波长折叠单极子操作。
示例12：根据示例11所述的多模天线系统，其中，去耦合结构包括：T形元件，其与倒F形结构相结合地能在第二低频带频率下作为四分之一波长单极子操作，该倒F形结构在第二低频带频率下作为四分之一波长单极子操作。
示例13：根据示例11或12所述的多模天线系统，还包括：触摸传感器，其位于靠近第一天线和第二天线中的至少一个，该触摸传感器能操作以在第一环路结构在第一高频带频率下作为半波长折叠单极子操作时传导电流。
示例14：根据示例11至13中的任一项所述的多模天线系统，其中：第一低频带频率约为2.4GHz；第二低频带频率约为2.73GHz；第一高频带频率约为5.85GHz；第二高频带频率约为5.15GHz；以及，第三高频带频率约为7.6GHz。
示例15：前述示例中的任何一个的多模天线系统，其中，印刷电路板与第一天线、第二天线和去耦合结构中的每一个共面。
示例16：前述示例中的任何一个的多模天线系统，其中，去耦合结构与第一天线和第二天线中的每一个异相大约45度。
示例17：前述示例中的任何一个的多模天线系统，其中，与去耦合结构相结合的第一天线和第二天线能在大约2GHz和大约8GHz之间的多个谐振模式下操作。
示例18：一种电子设备，包括前述示例中任一项的多模天线系统。
结论
尽管已经以特定于特征和/或方法的语言描述了多模高隔离天线系统的各方面，但是所附权利要求的主题不必限于所描述的特定特征或方法。而是，公开了特定的特征和方法作为要求保护的多模天线系统或相应的电子设备的示例实施方式，并且其他等效的特征和方法旨在在所附权利要求的范围内。此外，描述了各种不同的方面，并且应当理解，每个所描述的方面可以独立地或结合一个或多个其他所描述的方面来实现。

Claims (20)

1.一种多模天线系统，包括：
大致圆形的印刷电路板；
第一天线，所述第一天线连接到所述印刷电路板；
第二天线，所述第二天线连接到所述印刷电路板，所述第二天线与所述第一天线异相90度；以及
去耦合结构，所述去耦合结构在所述第一天线和所述第二天线之间的位置处连接到所述印刷电路板，其中，所述去耦合结构包括具有中心柱和与所述印刷电路板基本共面的两个臂的T形元件。
2.根据权利要求1所述的多模天线系统，其中，所述第一天线和所述第二天线中的至少一个包括：
倒F形天线；
第一环路结构，所述第一环路结构与所述倒F形天线基本对准；以及
第二环路结构，所述第二环路结构位于与所述倒F形天线相邻处，所述第二环路结构和所述倒F形天线共享到所述印刷电路板的连接点。
3.根据权利要求2所述的多模天线系统，其中，所述倒F形天线包括：
柱，所述柱连接到所述印刷电路板并从所述印刷电路板径向向外延伸；以及
臂，所述臂具有与所述印刷电路板同心的弧。
4.根据权利要求3所述的多模天线系统，其中，所述第一环路结构位于所述印刷电路板与所述倒F形天线的所述臂之间。
5.根据权利要求3所述的多模天线系统，其中，所述倒F形天线的所述臂的长度在16毫米至18毫米的范围内。
6.根据权利要求2所述的多模天线系统，其中，所述第二环路结构包括：
附加柱，所述附加柱连接到所述印刷电路板并从所述印刷电路板径向向外延伸；以及
横梁，所述横梁连接到所述倒F形天线的所述柱，并具有与所述印刷电路板同心的弧。
7.根据权利要求2所述的多模天线系统，其中，所述倒F形天线具有带有开口端的臂，所述开口端位于远离所述印刷电路板约4毫米至约6毫米的范围内。
8.根据权利要求2所述的多模天线系统，其中，所述T形元件的所述两个臂中的一个与所述第二环路结构的一部分径向重叠。
9.根据权利要求1所述的多模天线系统，其中，所述T形元件的每个臂的长度在12毫米至14毫米的范围内。
10.根据权利要求1所述的多模天线系统，其中，所述第一天线和所述第二天线中的至少一个包括：
倒F形天线，所述倒F形天线能在第一低频带频率下作为四分之一波长单极子以及在第一高频带频率下作为四分之三波长单极子操作；
第一环路结构，所述第一环路结构能在第二高频带频率下作为半波长折叠单极子操作；以及
第二环路结构，所述第二环路结构能在第三高频带频率作为半波长折叠单极子操作。
11.根据权利要求10所述的多模天线系统，还包括：
触摸传感器，所述触摸传感器位于靠近所述第一天线和所述第二天线中的所述至少一个，所述触摸传感器能操作以在所述第一环路结构在所述第一高频带频率下作为所述半波长折叠单极子操作时传导电流。
12.根据权利要求10所述的多模天线系统，其中，所述去耦合结构包括T形元件，所述T形元件能与所述倒F形结构相结合地在第二低频带频率下作为四分之一波长单极子操作，其中所述倒F形结构在所述第二低频带频率下作为所述四分之一波长单极子操作。
13.根据权利要求12所述的多模天线系统，其中：
所述第一低频带频率为2.4GHz；
所述第二低频带频率为2.73GHz；
所述第一高频带频率为5.85GHz；
所述第二高频带频率为5.15GHz；以及
所述第三高频带频率为7.6GHz。
14.根据权利要求1所述的多模天线系统，其中，所述印刷电路板与所述第一天线、所述第二天线和所述去耦合结构中的每一个共面。
15.根据权利要求1所述的多模天线系统，其中，所述去耦合结构与所述第一天线和第二天线中的每一个异相45度。
16.根据权利要求1所述的多模天线系统，其中，与所述去耦合结构相结合的所述第一天线和所述第二天线能在2GHz和8GHz之间的多个谐振模式下操作。
17.一种电子设备，包括：
具有平面基座的大致球形的壳体；
大致圆形的印刷电路板PCB，所述PCB位于所述壳体内；
扬声器组件，所述扬声器组件放置在所述壳体内；以及
两个天线，所述两个天线连接到所述PCB，所述两个天线彼此异相90度；以及
去耦合结构，所述去耦合结构位于所述两个天线之间，其中，所述去耦合结构包括具有中心柱和与所述印刷电路板基本共面的两个臂的T形元件。
18.根据权利要求17所述的电子设备，其中：
所述两个天线中的每一个都包括：
倒F形天线；
第一环路结构，所述第一环路结构位于所述倒F形天线和所述PCB之间；以及
第二环路结构，所述第二环路结构靠近所述倒F形天线，所述第二环路结构和所述倒F形天线共享到所述PCB的连接点。
19.根据权利要求17所述的电子设备，其中，所述去耦合结构与所述两个天线中的每一个异相45度。
20.根据权利要求17所述的电子设备，还包括：
触摸传感器，所述触摸传感器靠近所述两个天线中的一个，并且能操作以在高频带频率下传导电流，以增加所述两个天线中的所述一个处的隔离。
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