CN112151962A - 具有多频率超宽带天线的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及具有多频率超宽带天线的电子设备。本发明提供了一种电子设备，所述电子设备可设置有用于在第一超宽带通信频带和第二超宽带通信频带中接收信号的天线。所述天线可包括在所述第一频带中辐射的第一臂和在所述第二频带中辐射的第二臂。所述天线可由带状线馈电。微带可将所述带状线耦接到所述第一臂和所述第二臂，并且可被配置为分别在所述第一频带和所述第二频带中将所述带状线的阻抗与所述第一臂和所述第二臂的阻抗匹配。调谐到不同频率的天线组可由同一传输线馈电，并且可共同表现出相对宽的带宽。导电屏蔽层或其他导电部件可层叠在所述天线上方以减轻在所述天线处的交叉极化干扰。

Description

具有多频率超宽带天线的电子设备
本专利申请要求2019年6月28日提交的美国专利申请号16/456,856的优先权，该专利申请据此全文以引用方式并入本文。
背景技术
本发明涉及电子设备，并且更具体地涉及具有无线通信电路的电子设备。
该电子设备通常包括无线通信电路。例如，蜂窝电话、计算机和其他设备通常包含天线和用于支持无线通信的无线收发器。一些电子设备执行位置检测操作以基于从外部设备接收(使用多个天线)的信号的到达角来检测外部设备的位置。
为了满足消费者对小外形无线设备的需求，制造商一直在不懈努力来实现使用紧凑结构的无线通信电路，诸如用于执行位置检测操作的天线部件。同时，期望无线设备覆盖越来越多的频带。
由于天线可能会彼此干扰以及干扰无线设备中的部件，因此在将天线结合到电子设备中时必须多加小心。此外，必须小心确保设备中的天线和无线电路能够在所需工作频率范围内表现出令人满意的性能。
因此，希望能够为无线电子设备提供改善的无线通信电路。
发明内容
电子设备可设置有无线电路和控制电路。无线电路可包括用于确定电子设备相对于外部无线装置的位置和取向的天线。控制电路可至少部分地通过测量来自外部无线装置的射频信号的到达角来确定电子设备相对于外部无线装置的位置和取向。可在至少第一超宽带通信频带和第二超宽带通信频带中接收射频信号。
在一种合适的布置中，天线可包括双频带平面倒F形天线。每个天线可包括具有由电介质基板上的导电迹线形成的低频带臂和高频带臂的天线谐振元件。高频带臂可覆盖第一超宽带通信频带，诸如8.0GHz超宽带通信频带。低频带臂可覆盖第二超宽带通信频带，诸如6.5GHz超宽带通信频带。
电介质基板可以是由聚酰亚胺、液晶聚合物或其他材料形成的柔性印刷电路基板。第一射频传输线和第二射频传输线可形成在柔性印刷电路基板上。第一射频传输线可以是带状线。第二射频传输线可以是将带状线耦接到低频带臂和高频带臂的微带。微带可包括信号迹线区段，该信号迹线区段被配置为在6.5GHz超宽带通信频带中将带状线的阻抗与低频带臂的阻抗匹配，而还在8.0GHz超宽带通信频带中将带状线的阻抗与高频带臂的阻抗匹配。
如果需要，天线可包括耦接到同一射频传输线的第一平面倒F形天线、第二平面倒F形天线、第三平面倒F形天线和第四平面倒F形天线。第一天线和第二天线可在8.0GHz超宽带通信频带中的第一频率和第二频率处具有响应峰值。第三天线和第四天线可在6.5GHz超宽带通信频带中的第三频率和第四频率处具有响应峰值。信号迹线可被配置为在由每个天线处理的相应频率处将射频传输线的阻抗与第一天线、第二天线、第三天线和第四天线中的每一者匹配。
如果需要，天线可与导电支撑板中的开口对准。天线可辐射通过设备的电介质覆盖层。导电屏蔽层和/或导电部件诸如电池可覆盖天线和开口。导电屏蔽层和导电部件可减轻与天线和导电支撑板之间的间隙相关联的交叉极化干扰。如果需要，可在开口中形成塑料垫片，并且可将天线安装到该塑料垫片。
附图说明
图1是根据一些实施方案的例示性电子设备的透视图。
图2是根据一些实施方案的电子设备中例示性电路的示意图。
图3是根据一些实施方案的例示性无线电路的示意图。
图4为根据一些实施方案的与网络中的外部节点进行无线通信的例示性电子设备的图示。
图5为示出根据一些实施方案的如何可相对于电子设备确定网络中的外部节点的位置(例如，到达范围和到达角)的图示。
图6为示出根据一些实施方案的电子设备中的例示性天线如何可用于检测到达角的图示。
图7是根据一些实施方案的具有用于检测到达范围和到达角的天线的例示性柔性印刷电路的示意图。
图8是根据一些实施方案的例示性倒F形天线结构的示意图。
图9是根据一些实施方案的例示性双频带倒F形天线结构的示意图。
图10是根据一些实施方案的传送射频信号并且包括与传输线结构匹配的阻抗的例示性双频带平面倒F形天线的底视图。
图11是根据一些实施方案的在柔性印刷电路基板上的例示性双频带平面倒F形天线的横截面侧视图。
图12是根据一些实施方案的可在具有相对宽的带宽的多个频带中传送射频信号的一组例示性天线的底视图。
图13是根据一些实施方案的图12所示类型的一组例示性天线的天线性能(天线效率)的曲线图。
图14和图15是示出根据一些实施方案的可如何将例示性导电屏蔽层设置在图2至图13所示类型的天线上方以用于减轻交叉极化干扰的顶视图。
图16是示出根据一些实施方案的可如何将例示性导电屏蔽层设置在图2至图13所示类型的天线上方以用于减轻交叉极化干扰的横截面侧视图。
图17是示出根据一些实施方案的可如何将图2至图13所示类型的天线布置在导电支撑板上方以用于在没有单独的导电屏蔽层的情况下减轻交叉极化干扰的横截面侧视图。
具体实施方式
电子设备(诸如，图1的电子设备10)可设置有无线电路(在本文中有时被称为无线通信电路)。无线电路可用于支撑多个无线通信频带中的无线通信。由无线通信电路处理的通信频带(在本文中有时被称为频带)可包括卫星导航系统通信频带、蜂窝电话通信频带、无线局域网通信频带、近场通信频带、超宽带通信频带或其他无线通信频带。
无线电路可包括一个或多个天线。无线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、贴片天线、隙缝天线、包括多于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。导电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。天线也可使用天线接地平面和/或由导电外壳结构(例如，内部和/或外部结构，支撑板结构等)形成的天线谐振元件形成。
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可为膝上型计算机、平板计算机、稍小的设备(诸如腕表设备、挂式设备、耳机设备、听筒设备或其他可佩戴或微型设备)，手持设备(诸如蜂窝电话)、媒体播放器或其他小型便携式设备。设备10还可以是机顶盒、台式计算机、已集成有计算机或其他处理电路的显示器、没有集成计算机的显示器、无线接入点、无线基站，并入报刊亭、建筑物或车辆的电子设备，或者其他合适的电子装备。
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的部件可由电介质或其他低导电率材料(例如玻璃、陶瓷、塑料、蓝宝石等)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。
如果需要，设备10可具有显示器诸如显示器14。显示器14可被安装在设备10的正面上。显示器14可以是结合电容式触摸电极的或者可对触摸不灵敏的触摸屏。外壳12的背面(即，设备10的与设备10的正面相对的面)可具有基本平坦的外壳壁，诸如后部外壳壁12R(例如，平面外壳壁)。后部外壳壁12R可具有完全穿过后部外壳壁的隙缝，并且因此将外壳12的部分彼此分开。后部外壳壁12R可包括导电部分和/或介电部分。如果需要，后部外壳壁12R可包括由薄层或电介质涂层(诸如玻璃、塑料、蓝宝石或陶瓷)覆盖的平面金属层。外壳12也可具有不完全穿过外壳12的浅槽。上述狭槽或槽可被填充有塑料或其他电介质。如果需要，可通过内部导电结构(例如，桥接狭槽的金属片或其他金属构件)来将外壳12的(例如，通过贯通狭槽)彼此分离的部分接合。
外壳12可包括外围外壳结构诸如外围结构12W。外围结构12W和后部外壳壁12R的导电部分在本文中有时可统称为外壳12的导电结构。外围结构12W可围绕设备10和显示器14的外围延伸。在设备10和显示器14具有带有四个边缘的矩形形状的配置中，外围结构12W可使用外围外壳结构来实现，该外围外壳结构具有带四个对应边缘的矩形环形状，并且从后部外壳壁12R延伸至设备10的正面(作为示例)。如果需要，外围结构12W或外围结构12W的一部分可用作显示器14的外框(例如，围绕显示器14的所有四侧和/或有助于将显示器14保持到设备10的装饰性修饰件)。如果需要，外围结构12W可形成设备10的侧壁结构(例如，通过形成具有垂直侧壁、弯曲侧壁等的金属带)。
外围结构12W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、外围导电侧壁、外围导电侧壁结构、导电外壳侧壁、外围导电外壳侧壁、侧壁、侧壁结构或外围导电外壳构件(作为示例)。外围导电外壳结构12W可由金属诸如不锈钢、铝或其他合适材料形成。一种、两种或多于两种单独结构可用于形成外围导电外壳结构12W。
外围导电外壳结构12W不一定具有均匀横截面。例如，如果需要，外围导电外壳结构12W的顶部可具有有助于将显示器14保持在适当位置的向内突起的唇缘。外围导电外壳结构12W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)。外围导电外壳结构12W可具有基本上笔直的竖直侧壁，可具有弯曲的侧壁，或者可具有其他合适的形状。在一些配置中(例如，当外围导电外壳结构12W用作显示器14的外框时)，外围导电外壳结构12W可围绕外壳12的唇缘延伸(即，外围导电外壳结构12W可仅覆盖围绕显示器14而非外壳12的其余侧壁的外壳12的边缘)。
后部外壳壁12R可位于与显示器14平行的平面中。在设备10的构形中，其中后部外壳壁12R的一些或全部由金属形成，可能需要将外围导电外壳结构12W的一部分形成为形成后部外壳壁12R的外壳结构的集成部分。例如，设备10的后部外壳壁12R可包括平面金属结构，并且外壳12的侧面上的外围导电外壳结构12W的一部分可被形成为平面金属结构的平坦的或弯曲的竖直延伸的集成金属部分(例如，外壳结构12R和12W可以由单体构形的连续金属片形成)。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。后部外壳壁12R可具有一个或多个、两个或多个或者三个或多个部分。外围导电外壳结构12W和/或后部外壳壁12R的导电部分可形成设备10的一个或多个外部表面(例如，设备10的用户可见的表面)，和/或可使用不形成设备10的外部表面的内部结构(例如，设备10的用户不可见的导电外壳结构，诸如被覆盖有层(诸如薄装饰层、保护涂层、和/或可包括电介质材料诸如玻璃、陶瓷、塑料的其他涂层)的导电结构，或形成设备10的外部表面和/或用于从用户的视角隐藏外围导电外壳结构12W和/或后部外壳壁12R的导电部分的其他结构)来实现。
显示器14可具有形成有效区域AA的像素阵列，该有效区域AA显示设备10的用户的图像。例如，有效区域AA可以包括显示像素阵列。像素阵列可由液晶显示器(LCD)部件、电泳像素阵列、等离子显示器像素阵列、有机发光二极管显示器像素或其他发光二极管像素阵列、电润湿显示器像素阵列、或基于其他显示器技术的显示器像素形成。如果需要，有效区域AA可以包括触摸传感器，诸如触摸传感器电容电极、力传感器或用于收集用户输入的其他传感器。
显示器14可以具有沿着有效区域AA的一个或多个边缘延伸的无效边界区域。无效区域IA可以不具有用于显示图像的像素，并且可以与外壳12中的电路和其他内部设备结构重叠。为了阻止这些结构被设备10的用户检视，显示器覆盖层的下侧或显示器14中与无效区域IA重叠的其他层可以在无效区域IA中涂覆有不透明遮蔽层。不透明掩蔽层可具有任何合适的颜色。
可使用显示器覆盖层来保护显示器14，显示器覆盖层诸如透明玻璃、透光塑料、透明陶瓷、蓝宝石或其他透明结晶材料层、或一个或多个其他透明层。显示器覆盖层可具有平面形状、凸形弯曲轮廓、带有平面和弯曲部分的形状、包括在一个或多个边缘上围绕的平面主区域(其中一个或多个边缘的一部分从平面主区域的平面弯折出来)的布局、或其他合适的形状。显示器覆盖层可以覆盖设备10的整个正面。在另一种合适的布置中，显示器覆盖层可以基本上覆盖设备10的所有正面或仅覆盖设备10的正面的一部分。可在显示器覆盖层中形成开口。例如，可在显示器覆盖层中形成开口，以容纳按钮。还可在显示器覆盖层中形成开口，以容纳端口诸如扬声器端口16或麦克风端口。如果需要，可以在外壳12中形成开口以形成通信端口(例如，音频插孔端口、数字数据端口等)和/或用于音频部件的音频端口，诸如扬声器和/或麦克风。
显示器14可包括导电结构，诸如触摸传感器的电容电极阵列、用于寻址像素的导电线、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(即，由焊接或以其他方式连接在外围导电结构12W的相对侧之间的一个或多个金属部分形成的基本上为矩形的片材)的平面导电外壳构件(有时被称为背板)。背板可形成设备10的外后表面，或可被诸如薄化妆品层、保护涂层和/或可包含电介质材料诸如玻璃、陶瓷、塑料或其它结构的其他涂层的层覆盖，所述电介质材料可形成设备10的外表面和/或用于将背板从使用者视图中隐藏。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。例如，可用在形成设备10中的接地层的这些导电结构可在显示器14的有效区域AA下延伸。
在区域22和区域20中，可在设备10的导电结构内(例如，在外围导电外壳结构12W和相对的导电接地结构(诸如后部外壳壁12R的导电部分、印刷电路板上的导电迹线、显示器14中的导电电子部件等)之间)形成开口。如果需要，有时可被称为间隙的这些开口可被填充有空气、塑料和/或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。
设备10中的导电外壳结构和其他导电结构可以用作设备10中的天线的接地层。区域22和区域20中的开口可用作开放式隙缝天线或封闭式隙缝天线中的隙缝，可用作被环形天线中材料的导电路径围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)与接地层分开的空间，可有助于寄生天线谐振元件的性能，或者可以以其他方式用作区域22和区域20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14和/或其他金属结构的有效区域AA下的接地层可具有延伸至设备10的一部分端部中的部分(例如，接地部可朝向区域22和区域20中的电介质填充的开口延伸)，从而缩窄区域22和区域20中的狭槽。
一般来讲，设备10可包括任何适当数量的天线(例如，一个或多个，两个或更多个，三个或更多个，四个或更多个，等等)。设备10中的天线可位于细长设备外壳的相对的第一端部和第二端部处(例如，在图1的设备10的区域22和区域20处的端部)、沿设备外壳的一个或多个边缘、在设备外壳的中心、在其他适当位置，或者在这些位置中的一个或多个。图1的布置仅为例示性的。
外围导电外壳结构12W的部分可设置有外围间隙结构。例如，外围导电外壳结构12W可设置有一个或多个间隙，诸如图1所示的间隙18。外围导电外壳结构12W中的间隙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。间隙18可将外围导电外壳结构12W分成一个或多个外围导电区段。例如，在外围导电外壳结构12W中可存在两个外围导电区段(例如，在具有两个间隙18的布置中)、三个外围导电区段(例如，在具有三个间隙18的布置中)、四个外围导电区段(例如，在具有四个间隙18的布置中)、六个外围导电区段(例如，在具有六个间隙18的布置中)等。如果需要，以这种方式形成的外围导电外壳结构12W的区段可形成设备10中的天线的部分。
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。这些槽也可延伸到外围导电外壳结构12W中，并且可形成天线隙缝、间隙18和设备10中的其他结构。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。
为了向设备10的终端用户提供尽可能大的显示器(例如，最大化用于显示媒体、运行应用程序等的设备的区域)，可期望增加在设备10的正面处被显示器14的有效区域AA覆盖的区域量。增大有效区域AA的尺寸可以减小设备10内的无效区域IA的尺寸。这可减小显示器14后面可用于设备10内天线的区域。例如，显示器14的有效区域AA可包括导电结构，该导电结构用于阻止由被安装在有效区域AA后面的天线处理的射频信号辐射通过设备10的正面。因此，希望能够提供占用设备10内的少量空间的天线(例如，允许尽可能大的显示有效区域AA)，同时仍然允许天线与设备10外部的无线装置通信，具有令人满意的效率带宽。
在典型的场景中，设备10可具有一个或多个上部天线和一个或多个下部天线(作为示例)。例如，上部天线可形成在区域20中设备10的上端部处。例如，下部天线可形成在区域22中设备10的下端部处。如果需要，附加天线可沿在区域22和区域20之间延伸的外壳12的边缘形成。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。该天线可用于实现天线分集方案或多输入多输出(MIMO)天线方案。
设备10中的天线可用于支持所关注的任何通信频带。例如，设备10可包括用于支持局域网通信、语音和数据蜂窝电话通信、全球定位系统(GPS)通信或其他卫星导航系统通信、
Figure BDA0002545157550000091
通信、近场通信、超宽带通信等的天线结构。
图2示出了可用在设备10的例示性部件的示意图。如图2所示，设备10可包括控制电路28。控制电路28可包括存储库诸如存储电路30。存储电路30可包括硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，闪存存储器或被配置为形成固态驱动器的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。
控制电路28可包括处理电路诸如处理电路32。处理电路32可用于控制设备10的操作。处理电路32可包括一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、主机处理器、基带处理器集成电路、专用集成电路、中央处理单元(CPU)等。控制电路28可被配置为使用硬件(例如，专用硬件或电路)、固件和/或软件在设备10中执行操作。用于在设备10中执行操作的软件代码可被存储在存储电路30上(例如，存储电路30可包括存储软件代码的非暂态(有形)计算机可读存储介质)。该软件代码可有时被称为程序指令、软件、数据、指令、或代码。被存储在存储电路30上的软件代码可由处理电路32执行。
控制电路28可用于运行设备10上的软件，诸如外部节点位置应用程序、卫星导航应用程序、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交互，控制电路28可用于实现通信协议。可使用控制电路28来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—有时被称为
Figure BDA0002545157550000092
)、用于其他近程无线通信链路的协议诸如
Figure BDA0002545157550000093
协议或其他WPAN协议、IEEE 802.11ad协议、蜂窝电话协议、MIMO协议、天线分集协议、卫星导航系统协议(例如，全球定位系统(GPS)协议、全球导航卫星系统(GLONASS)协议等)、IEEE 802.15.4超宽带通信协议或其他超宽带通信协议等。每个通信协议可与指定用在实现协议的物理连接方法的对应无线电接入技术(RAT)相关联。
设备10可包括输入-输出电路24。输入-输出电路24可包括输入-输出设备26。输入-输出设备26可用于允许供应数据给设备10以及允许从设备10向外部设备提供数据。输入-输出设备26可包括用户界面设备、数据端口设备、传感器和其他输入-输出部件。例如，输入-输出设备可包括触摸屏、不具有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、扬声器、状态指示器、光源、音频插孔、以及其他音频端口部件、数字数据端口设备、光传感器、陀螺仪、加速度计、或可检测运动和相对于地球的设备定向的其他部件、电容传感器、接近传感器(例如，电容接近传感器和/或红外接近传感器)、磁性传感器，以及其他传感器和输入-输出部件。
输入-输出电路24可包括用于无线地传送射频信号的无线电路，诸如无线电路34(在本文中有时被称为无线通信电路34)。为了支持无线通信，无线电路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、一个或多个天线诸如天线40、传输线和用于处理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。
虽然为了清楚起见，图2的示例中的控制电路28与无线电路34分开示出，但是无线电路34可包括形成处理电路32的一部分的处理电路和/或形成控制电路28的存储电路30的一部分的存储电路(例如，可在无线电路34上实现的控制电路28的部分)。例如，控制电路28(例如，处理电路32)可包括基带处理器电路或形成无线电路34的一部分的其他控制部件。
无线电路34可包括用于处理各种射频通信频带的射频收发器电路。例如，无线电路34可包括支持使用IEEE 802.15.4协议和/或其他超宽带通信协议的通信的超宽带(UWB)收发器电路36。超宽带射频信号可基于使用频带受限数据脉冲的脉冲无线电信令方案。超宽带信号可以具有任何所需带宽，诸如499MHz和1331MHz之间的带宽、大于500MHz的带宽等。基带中存在更低频率有时可允许超宽带信号穿透诸如墙壁的对象。在IEEE 802.15.4系统中，一对电子设备可交换无线时间戳消息。可分析消息中的时间戳以确定消息的飞行时间，从而确定设备之间的距离(范围)和/或设备之间的角度(例如，传入射频信号的到达角)。超宽带收发器电路36可在诸如约5GHz和约8.3GHz之间的超宽带通信频带(例如，6.5GHz UWB频带、8GHz UWB通信频带和/或其他合适的频率)的频带中工作(即，传送射频信号)。
如图2所示，无线电路34还可包括非UWB收发器电路38。非UWB收发器电路38可处理除UWB通信频带之外的通信频带，诸如用于
Figure BDA0002545157550000111
(IEEE 802.11)通信或其他无线局域网(WLAN)频带中的通信的2.4GHz和5GHz频带、2.4GHz
Figure BDA0002545157550000112
通信频带或其他无线个人局域网(WPAN)频带、和/或蜂窝电话频带(诸如600MHz至960MHz的蜂窝低频带(LB)、1410MHz至1510MHz的蜂窝低中频带(LMB)、1710MHz至2170MHz的蜂窝中频带(MB)、2300MHz至2700MHz的蜂窝高频带(HB)、3300MHz至5000MHz的蜂窝超高频带(UHB))、或600MHz和5000MHz之间的其他通信频带、或其他合适的频率(作为示例)。
非UWB收发器电路38可处理语音数据和非语音数据。如果需要，无线电路34可包括用于其他近程和远程无线链路的电路。例如，无线电路34可包括60GHz收发器电路(例如，毫米波收发器电路)、用于接收电视和无线电信号的电路、寻呼系统收发器、近场通信(NFC)电路等。
无线电路34可包括天线40。天线40可使用任何合适类型的天线结构来形成。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、螺旋形天线结构、偶极天线结构、单极天线结构、这些设计中的两种或多种的混合等形成。如果需要，天线40中的一个或多个可为背腔式天线。
可针对不同的频带和频带组合来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。专用天线可用于在UWB通信频带中传送射频信号，或者如果需要，天线40可被配置为在UWB通信频带中传送射频信号并且在非UWB通信频带中传送射频信号(例如，无线局域网信号和/或蜂窝电话信号)。天线40可以包括用于处理超宽带无线通信的两个或更多个天线。在本文中作为示例描述的一种合适的布置中，天线40包括用于处理超宽带无线通信的一个或多个三个天线组(在本文中有时被称为三元组天线)。在又一合适的布置中，天线40可包括三元组天线组，其中每个天线组包括被调谐到四个相应频率的四个天线(例如，天线40可包括用于处理超宽带无线通信的三组四个天线)。如果需要，天线40可包括用于处理超宽带无线通信的一个或多个两元组天线。
在电子设备(诸如，设备10)中，空间通常非常宝贵。为了使设备10内的空间消耗最小化，同一天线40可用于覆盖多个频带。在本文中作为示例描述的一种合适的布置中，用于执行超宽带无线通信的每个天线40可以是在至少两个超宽带通信频带(例如，6.5GHz UWB通信频带和8.0GHz UWB通信频带)中传送射频信号的多频带天线。在本文中作为示例描述的另一种合适的布置中，每个天线40可在单个超宽带通信频带中传送射频信号，但是天线40可包括覆盖不同超宽带频率的不同天线。在UWB通信频带中(例如，使用UWB协议)传送的射频信号在本文中有时可被称为UWB信号或UWB射频信号。在UWB通信频带之外的频带中的射频信号(例如，蜂窝电话频带、WPAN频带、WLAN频带等中的射频信号)在本文中有时可被称为非UWB信号或非UWB射频信号。
图3中示出了无线电路34的示意图。如图3所示，无线电路34可包括收发器电路42(例如，图2的UWB收发器电路36或非UWB收发器电路38)，该收发器电路使用射频传输线路径诸如射频传输线路径50耦接到给定天线40。
为了提供具有覆盖感兴趣的不同频率的能力的天线结构诸如天线40，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可设置有调谐在感兴趣的通信(频率)频带上的天线的可调节电路诸如可调谐部件。可调谐部件可以是可调谐滤波器或可调谐阻抗匹配网络的一部分，可以是天线谐振元件的一部分，可跨越天线谐振元件和天线接地部之间的间隙等。
射频传输线路径50可包括一个或多个射频传输线(在本文中有时被简称为传输线)。射频传输线路径50(例如，射频传输线路径50中的传输线)可包括正信号导体诸如正信号导体52和接地信号导体诸如接地导体54。
射频传输线路径50中的传输线可例如包括同轴电缆传输线(例如，接地导体54可被实现为沿其长度围绕信号导体52的接地导电编织物)，带状线传输线(例如，其中接地导体54沿信号导体52的两侧延伸的)、微带传输线(例如，其中接地导体54沿信号导体52的一侧延伸)、由金属化通孔实现的同轴探针、边缘耦接的微带传输线、边缘耦接的带状线传输线、波导结构(例如，共面波导或接地共面波导)实现的同轴探针、这些类型的传输线和/或其他传输线结构的组合等。在本文中有时作为示例描述的一种合适的布置中，射频传输线路径50可包括耦接到收发器电路42的带状线传输线和耦接在带状线传输线和天线40之间的微带传输线。
射频传输线路径50的传输线可被集成到刚性和/或柔性印刷电路板中。在一种合适的布置中，射频传输线路径50可包括传输线导体(例如，信号导体52和接地导体54)，这些传输线导体集成在多层层压结构(例如，在没有介入粘合剂的情况下层压在一起的导电材料(诸如铜)和电介质材料(诸如树脂)的层)内。如果需要，多层层压结构可在多个维度(例如，二维或三维)上折叠或弯曲，并且可在弯曲之后保持弯曲或折叠形状(例如，多层层压结构可被折叠成特定的三维结构形状以围绕其他设备部件布线并且可为足够刚性的以在折叠之后保持其形状而不用加强件或其他结构保持在适当的位置)。层压结构的所有多个层可以在没有粘合剂的情况下分批层压在一起(例如，在单个压制过程中)(例如，与进行多个压制过程以将多个层用粘合剂层压在一起相反)。
匹配网络可包括用于将天线40的阻抗与射频传输线路径50的阻抗匹配的部件诸如电感器、电阻器和电容器。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以是可调谐部件和/或固定部件。
射频传输线路径50可耦接到与天线40相关联的天线馈电结构。例如，天线40可形成倒F形天线、平面倒F形天线、贴片天线，或者具有带有正天线馈电端子诸如端子46和接地天线馈电端子诸如接地天线馈电端子48的天线馈电部44的其他天线。信号导体52可耦接到正天线馈电端子46并且接地导体54可耦接到接地天线馈电端子48。如果需要，可使用其它类型的天线馈电布置。例如，天线40可使用多个馈电部来馈电，每个馈电部通过对应的传输线耦接到收发器电路42的相应端口。如果需要，信号导体52可耦接到天线40上的多个位置(例如，天线40可包括耦接到同一射频传输线路径50的信号导体52的多个正天线馈电端子)。如果需要，开关可插置在收发器电路42和正天线馈电端子之间的信号导体上(例如，在任何给定时间选择性地激活一个或多个正天线馈电端子)。图3的例示性馈电配置仅是例示性的。
在操作期间，设备10可以与外部无线装置通信。如果需要，设备10可以使用在设备10与外部无线装置之间传送的射频信号来识别外部无线装置相对于设备10的位置。设备10可以通过识别距外部无线装置的范围(例如，外部无线装置与设备10之间的距离)以及来自外部无线装置的射频信号的到达角(AoA)(例如，设备10从外部无线装置接收射频信号的角度)来识别外部无线装置的相对位置。
图4是示出设备10可如何确定设备10与外部无线装置(在本文中有时被称为无线装置60、无线设备60、外部设备60或外部装置60)诸如无线网络节点60之间的距离D的图示。节点60可包括能够接收和/或传输射频信号诸如射频信号56的设备。节点60可以包括标记设备(例如，已经被设置有无线接收器和/或无线发射器的任何合适的对象)、电子设备(例如，基础设施相关设备)、和/或其他电子设备(例如，结合图1描述的类型的设备，包括与设备10相同的无线通信能力中的一些或全部)。
例如，电子设备60可为膝上型计算机、平板计算机、稍小的设备(诸如腕表设备、挂式设备、耳机设备、听筒设备、头戴式受话器设备(例如，虚拟或增强现实头戴式受话器设备)、或其他可佩戴或微型设备)、手持设备(诸如蜂窝电话)、媒体播放器或其他小型便携式设备。节点60还可为机顶盒、具有无线通信能力的相机设备、台式计算机、计算机或其他处理电路已被集成到其中的显示器、没有集成计算机的显示器，或其他合适的电子装置。节点60还可以是密钥卡、钱包、书、笔或其他已经设置有低功率发射器(例如，RFID发射器或其他发射器)的对象。节点60可以是电子装置，诸如恒温器、烟雾探测器、
Figure BDA0002545157550000141
低功耗(Bluetooth LE)信标、
Figure BDA0002545157550000142
无线接入点、无线基站、服务器、加热、通风和空调(HVAC)系统(有时被称为温度控制系统)、光源诸如发光二极管(LED)灯泡、灯开关、电源插座、占用检测器(例如，主动或被动红外光检测器、微波检测器等)、门传感器、湿度传感器、电子门锁、安全相机或其他设备。如果需要，设备10也可以是这些类型的设备中的一种。
如图4所示，设备10可以使用无线射频信号56与节点60进行通信。射频信号56可包括
Figure BDA0002545157550000151
信号、近场通信信号、无线局域网信号诸如IEEE 802.11信号、毫米波通信信号诸如60GHz信号、UWB信号、其他射频无线信号、红外信号等。在本文中有时作为示例描述的一种合适的布置中，射频信号56是在多个UWB通信频带诸如6.5GHz和8GHz UWB通信频带中的传送的UWB信号。射频信号56可用于确定和/或传送信息诸如位置和取向信息。例如，设备10中的控制电路28(图2)可使用射频信号56来确定节点60相对于设备10的位置58。
在节点60能够发送或接收通信信号的布置中，设备10中的控制电路28(图2)可使用图4的射频信号56来确定距离D。控制电路可使用信号强度测量方案(例如，测量来自节点60的射频信号56的信号强度)，或使用基于时间的测量方案(诸如，渡越时间测量技术、到达时间差测量技术、到达角测量技术、三角测量方法、渡越时间方法)，使用众包位置数据库和其他合适的测量技术来确定距离D。然而，这仅是例示性的。如果需要，控制电路可使用来自全球定位系统接收器电路、接近传感器(例如，红外接近传感器或其他接近传感器)的信息，来自相机的图像数据，来自运动传感器的运动传感器数据，和/或使用设备10中的其他电路来帮助确定距离D。除了确定设备10与节点60之间的距离D之外，控制电路可确定设备10相对于节点60的取向。
图5示出了如何确定设备10相对于诸如节点60的附近节点的位置和取向。在图5的示例中，设备10中的控制电路(例如，图2的控制电路28)使用水平极坐标系来确定设备10相对于节点60的位置和取向。在这种类型的坐标系中，控制电路可确定方位角θ和/或仰角
Figure BDA0002545157550000152
以描述附近节点60相对于设备10的位置。控制电路可限定参考平面(诸如，局部地平面64)和参考矢量(诸如，参考矢量68)。局部地平面64可以是与设备10相交并相对于设备10的表面(例如，设备10的前面或后面)限定的平面。例如，局部地平面64可以是与设备10的显示器14(图1)平行或共面的平面。参考矢量68(有时称为“北”方向)可以是局部地平面64中的矢量。如果需要，参考矢量68可以与设备10的纵向轴线62(例如，沿设备10的中心纵向并平行于设备10的最长矩形尺寸，即平行于图1的Y轴行进的轴线)对准。当参考矢量68与设备10的纵向轴线62对准时，参考矢量68可以对应于设备10指向的方向。
可以相对于局部地平面64和参考矢量68测量方位角θ和仰角
Figure BDA0002545157550000161
如图5所示，节点60的仰角
Figure BDA0002545157550000164
(有时被称为高度)是节点60与设备10的局部地平面64之间的角度(例如，在设备10与节点60之间延伸的矢量67以及设备10与局部地平面64之间延伸的共面矢量66之间的角度)。节点60的方位角θ是节点60围绕局部地平面64的角度(例如，参考矢量68与矢量66之间的角度)。在图5的示例中，节点60的方位角θ和仰角
Figure BDA0002545157550000162
大于0°。
如果需要，除了纵向轴线62之外的其他轴线可以用于限定参考矢量68。例如，控制电路可使用垂直于纵向轴线62的水平轴线作为参考矢量68。这可以用于确定节点60何时位于设备10的侧部附近(例如，当设备10被取向在节点60中的一个的左右时)。
在确定设备10相对于节点60的取向之后，设备10中的控制电路可采取适当的动作。例如，控制电路可向节点60发送信息，可从60请求和/或接收信息，可使用显示器14(图1)来显示与节点60无线配对的视觉指示，可使用扬声器来生成与节点60无线配对的音频指示，可使用振动器、触觉致动器或其他机械元件来生成指示与节点60无线配对的触觉输出，可使用显示器14来显示节点60相对于设备10的位置的视觉指示，可使用扬声器来生成节点60的位置的音频指示，可使用振动器、触觉致动器或其他机械元件来生成指示节点60的位置的触觉输出，和/或可采取其他合适的动作。
在一个合适的布置中，设备10可以使用两个或更多个超宽带天线来确定设备10与节点60之间的距离以及设备10相对于节点60的取向。超宽带天线可从节点60接收射频信号(例如，图4的射频信号56)。可以分析无线通信信号中的时间戳以确定无线通信信号的渡越时间，并由此确定设备10与节点60之间的距离(范围)。附加地，可以使用到达角(AoA)测量技术来确定电子设备10相对于节点60的取向(例如，方位角θ和仰角
Figure BDA0002545157550000163
)。
在到达角测量中，节点60将射频信号传输到设备10(例如，图4的射频信号56)。设备10可测量两个或更多个超宽带天线之间的射频信号的到达时间的延迟。到达时间的延迟(例如，每个超宽带天线处的接收相位的差异)可以用于确定射频信号的到达角(并因此确定节点60相对于设备10的角度)。一旦确定了距离D和到达角，设备10就可以知道节点60相对于设备10的精确位置。
图6是示出可以如何使用到达角测量技术来确定设备10相对于节点60的取向的示意图。如图6所示，设备10可包括通过相应射频传输线路径(例如，第一射频传输线路径50-1和第二射频传输线路径50-2)耦接到UWB收发器电路36的多个天线(例如，第一天线40-1和第二天线40-2)。
天线40-1和40-2可以各自从节点60接收射频信号56(图5)。天线40-1和40-2可以横向分开距离d1，其中天线40-1比天线40-2更远离节点60(在图6的示例中)。因此，与天线40-2相比，射频信号56行进更大的距离以到达天线40-1。节点60与天线40-1之间的附加距离在图6中被示为距离d2。图6还示出了角度a和b(其中a+b＝90°)。
距离d2可被确定为角度a或角度b的函数(例如，d2＝d1*sin(a)或d2＝d1*cos(b))。距离d2也可被确定为由天线40-1接收的信号与由天线40-2接收的信号之间的相位差的函数(例如，d2＝(PD)*λ/(2*π))，其中PD是由天线40-1接收的信号与由天线40-2接收的信号之间的相位差(有时写为
Figure BDA0002545157550000171
)，并且λ是射频信号56的波长。设备10可以包括相位测量电路，其耦接到每个天线以测量接收信号的相位并识别相位差PD(例如，通过从针对一个天线测量的相位减去针对另一个天线测量的相位)。d2的两个等式可被设置为彼此相等(例如，d1*sin(a)＝(PD)*λ/(2*π))并且重新布置以求解角度a(例如，a＝sin-1((PD)*λ/(2*π*d1))或角度b。因此，到达角可(例如，通过图2的控制电路28)基于天线40-1与40-2之间的已知(预先确定)的距离d1、由天线40-1接收的信号与由天线40-2接收的信号之间的检测到(测量)的相位差PD以及接收到的射频信号56的已知波长(频率)来确定。例如，可将图6的角度a和/或b转换为球面坐标以获得图5的方位角θ和仰角
Figure BDA0002545157550000172
控制电路28(图2)可通过计算方位角θ和仰角
Figure BDA0002545157550000173
中的一者或两者来确定射频信号56的到达角。
可以选择距离d1以便于计算由天线40-1接收的信号与由天线40-2接收的信号之间的相位差PD。例如，d1可小于或等于接收到的射频信号56的波长(例如，有效波长)的一半(例如，以避免多个相位差解决方案)。
利用用于确定到达角的两个天线(如图6所示)，可以确定单个平面内的到达角。例如，图6中的天线40-1和40-2可用于确定图5的方位角θ。可包括第三天线以使得能够在多个平面中确定到达角(例如，可确定图5的方位角θ和仰角
Figure BDA0002545157550000181
两者)。在这种情况下，三个天线可形成所谓的三元组天线，其中三元组(例如，三元组可包括图6的天线40-1和40-2以及在垂直于天线40-1和40-2之间的矢量的方向上位于距天线40-1距离d1处的第三天线)中的每个天线被布置成位于直角三角形的相应拐角上。三元组天线40可用于确定两个平面中的到达角(例如，以确定图5的方位角θ和仰角
Figure BDA0002545157550000182
)。可在设备10中使用三元组天线40和/或两元组天线(例如，一对天线，诸如图6的天线40-1和40-2)来确定到达角。如果需要，不同的两元组天线可在设备10中相对于彼此正交地取向，以(例如，使用两个或更多个正交的两元组天线40，其中每个天线在单个相应平面中测量到达角)在两个维度中恢复到达角。
如果需要，设备10用于执行超宽带通信的三元组天线或两元组天线中的每个天线可被安装到公共基板。图7是示出天线40可如何安装到公共基板诸如柔性印刷电路的俯视图。如图7所示，用于执行超宽带通信的两个或更多个天线(例如，三元组天线)可被安装到柔性印刷电路70。如果需要，柔性印刷电路70可沿一个或多个轴线弯曲或折叠(例如，以适应柔性印刷电路70附近的其他电子设备部件的存在)。
柔性印刷电路70可包括部分72(在本文中有时被称为短插芯部分72或短插芯72)。用于执行超宽带通信的天线40可形成在柔性印刷电路70的短插芯72上的区域80、78和74内。例如，用于执行超宽带通信的三元组天线40可包括区域74中的第一天线、区域78中的第二天线和区域80中的第三天线。在另一种合适的布置中，天线40可包括三元组天线组，其中每个天线组包括两个或更多个天线40(例如，四个天线40)，并且相应的组形成在区域80、78和74中。柔性印刷电路70上的短插芯72中的一个或多个可包括用于传送非UWB信号的(例如，在区域76中的)非UWB天线，诸如用于在无线局域网通信频带中传送射频信号的无线局域网天线。
射频传输线路径(例如，图3的射频传输线路径50)可形成在柔性印刷电路70上，并且可耦接到区域80、78和74中的天线。柔性印刷电路70可包括(例如，在短插芯72中的一个或多个处或在柔性印刷电路70中的其他地方的)一个或多个射频连接器82。射频连接器82可将柔性印刷电路70上的射频传输线路径耦接到设备10中的收发器电路(例如，图3的收发器电路42)。收发器电路可例如安装到不同基板，诸如用于设备10的主逻辑板。
图7的示例仅为例示性的。一般来讲，柔性印刷电路70可具有任何期望的形状。柔性印刷电路70不需要包括短插芯72(例如，柔性印刷电路70可具有矩形形状或其他形状)。在柔性印刷电路70上仅形成两元组天线以用于执行超宽带通信的情况下，可省略区域80、78和74中的一者。在另一种合适的布置中，图7的柔性印刷电路70可使用用于天线40的刚性印刷电路板或其他基板来替换。如果需要，可将其他部件(例如，输入-输出设备26或图2的控制电路28的部分、附加天线等)安装到柔性印刷电路70。
任何期望的天线结构可用于实现图7的区域74、80和78中的天线40(例如，用于实现图6的用于传送UWB信号的至少天线40-1和40-2)。在本文中有时作为示例描述的一种合适的布置中，平面倒F形天线结构可用于实现天线40。使用平面倒F形天线结构实现的天线在本文中有时可被称为平面倒F形天线。
图8是可用于形成天线40(例如，图6的天线40-1和40-2中的一个给定天线)的倒F形天线结构的示意图。如图8所示，天线40可包括天线谐振元件(诸如，天线谐振元件86)和天线接地部(诸如，天线接地部84)。天线谐振元件86可包括通过返回路径88短接到天线接地部84的谐振元件臂90(在本文中有时被称为天线谐振元件臂)。天线40可通过将传输线(例如，图3的射频传输线路径50中的传输线)耦接到天线馈电44的正天线馈电端子46和接地天线馈电端子48来馈电。正天线馈电端子46可耦接到谐振元件臂90，并且接地天线馈电端子48可耦接到天线接地部84。返回路径88可耦接在谐振元件臂90和与天线馈电部44并联的天线接地部84之间。谐振元件臂90的长度可确定天线的响应(谐振)频率。
在图8的示例中，天线40被配置为仅覆盖单个频带。如果需要，天线谐振元件86可包括将天线40配置为覆盖多个频带的多个谐振元件臂90。图9是可用于形成天线40(例如，图6的天线40-1和40-2中的一个给定天线)的双频带倒F形天线结构的示意图。如图9所示，天线谐振元件86包括从返回路径88的相对侧延伸的第一谐振元件臂90L和第二谐振元件臂90H。
第一谐振元件臂90L的长度(在本文中有时被称为低频带臂90L)可被选择为在第一频带中辐射，并且第二谐振元件臂90H的长度(在本文中有时被称为高频带臂90H)可被选择为在第二频带中以高于第一频带的频率辐射。例如，低频带臂90L可具有将低频带臂90L配置为在6.5GHz UWB通信频带中辐射的长度，而高频带臂90H具有将高频带臂90H配置为在8.0GHz UWB通信频带中辐射的长度。
图9的天线40可使用两个天线馈电部诸如天线馈电部44H和天线馈电部44L来馈电。天线馈电部44H可包括耦接到高频带臂90H的正天线馈电端子46H。天线馈电部44L可包括耦接到低频带臂90L的正天线馈电端子46L。为了清楚起见，在图9的示例中未示出天线馈电部44L和44H的接地天线馈电端子。如果需要，天线馈电部44L和44H可共享同一接地天线馈电端子。正天线馈电端子46H和46L两者均可耦接到同一传输线(例如，耦接到如图3所示的同一信号导体52)。这可例如优化天线40在由低频带臂90L覆盖的频带和由高频带臂90H覆盖的频带两者中的天线效率(例如，因为天线电流可通过对应的正天线馈电端子传送到每个谐振元件臂，而无需首先通过返回路径88短接到接地部)。
在本文中有时作为示例描述的一种合适的布置中，天线40可以是双频带平面倒F形天线。当被配置为双频带平面倒F形天线时，谐振元件臂90H和90L可使用延伸跨过天线接地部84上方的平面横向区域的导电结构(例如，导电迹线或贴片、金属片、导电箔等)来形成。
图10是可用于形成天线40(例如，图6的天线40-1和40-2中的一个给定天线)的双频带平面倒F形天线结构的仰视图。如图10所示，天线40的天线谐振元件86(例如，双频带平面倒F形天线)可由导电结构(诸如，下面的电介质基板92的表面上(例如，电介质基板92的最上面的表面上)的导电迹线)形成。电介质基板92可由任何期望的电介质材料(诸如，环氧树脂，塑料，陶瓷，玻璃，泡沫、聚酰亚胺、液晶聚合物或其他材料)形成。在本文中作为示例描述的一种合适的布置中，电介质基板92是具有柔性印刷电路材料(例如，聚酰亚胺、液晶聚合物等)的堆叠层的柔性印刷电路基板。因此，电介质基板92在本文中有时被称为柔性印刷电路基板92。
如图10所示，天线谐振元件86可具有平面形状，该平面形状的长度等于高频带臂90H的长度L2和低频带臂90L的长度L1的总和。天线谐振元件86(例如，谐振元件臂90H和90L中的每一者)可具有垂直宽度95，使得天线谐振元件86具有在平行于天线接地部(例如，图9的天线接地部84)的给定平面(例如，图10的X-Y平面)中横向延伸的平面形状。换句话讲，低频带臂90L具有长度L1和宽度95，而高频带臂90H具有长度L2和宽度95。图10的示例仅为例示性的，并且如果需要，低频带臂90L和/或高频带臂90H可具有其他形状(例如，具有切口区域以容纳天线40附近的其他部件的形状、具有任何期望数量的弯曲边缘和/或笔直边缘的形状等)。在这些情况下，例如，长度L1可为低频带臂90L的最大横向尺寸，并且长度L2可为高频带臂90H的最大横向尺寸。
长度L2可被选择为配置高频带臂90H以在相对高频带诸如8.0GHz UWB通信频带中辐射。长度L1可被选择为配置低频带臂90L以在相对低频带诸如6.5GHz UWB通信频带中辐射。例如，长度L2可大约等于对应于8.0GHz UWB通信频带中的频率的有效波长的四分之一(例如，在该有效波长的15％以内)。类似地，长度L1可大约等于对应于6.5GHz UWB通信频带中的频率的有效波长的四分之一。这些有效波长通过与用于形成柔性印刷电路基板92的电介质材料相关联的恒定值根据自由空间波长来修改(例如，通过将自由空间波长乘以基于柔性印刷电路基板92的电介质常数d-k的恒定值来找到有效波长)。该示例仅为例示性的，并且一般来讲，任何期望的频带(例如，UWB通信频带)可由高频带臂90H和低频带臂90L覆盖。
低频带臂90L可通过导电通孔102的栅栏与天线谐振元件86中的高频带臂90H分开。导电通孔102(例如，在图10的Z轴方向上)从柔性印刷电路基板92的最上面的表面延伸，穿过柔性印刷电路基板92，到达下面的接地层。导电通孔102的栅栏可形成天线40的返回路径(例如，图9的返回路径88)。
每个导电通孔102可与一个或多个相邻导电通孔102分开足够窄的距离，使得天线谐振元件86的位于导电通孔102的栅栏左侧的部分对于8.0GHz UWB通信频带中的天线电流表现为开路(无限大阻抗)，并且使得天线谐振元件86的位于导电通孔102的栅栏右侧的部分对于6.5GHz UWB通信频带中的天线电流表现为开路(无限大阻抗)。例如，栅栏中的每个导电通孔102可与一个或多个相邻的导电通孔102分开以下的距离：由高频带臂90H覆盖的波长的六分之一、由高频带臂90H覆盖的波长的八分之一、由高频带臂90H覆盖的波长的十分之一、由高频带臂90H覆盖的波长的十五分之一、小于由高频带臂90H覆盖的波长的十五分之一、小于由高频带臂90H覆盖的波长的六分之一等。
如果需要，接地屏蔽环98可在柔性印刷电路基板92的最上面的表面处横向围绕天线谐振元件86。接地屏蔽环98可由柔性印刷电路基板92的表面上的导电迹线形成。接地屏蔽环98的导电迹线可通过延伸穿过柔性印刷电路基板92的导电通孔的栅栏(为了清楚起见未在图10中示出)短接到天线接地部(例如，下面的平面接地迹线)。接地屏蔽环98可用于隔离和屏蔽天线40使其免受电磁干扰。
接地屏蔽环98、耦接到接地屏蔽环98的导电通孔以及下面的平面接地迹线可共同形成图9的天线接地部84，并且可形成(限定)天线40的导电天线腔体，该导电天线腔体用于优化天线40的射频性能(例如，天线效率和带宽)。天线接地部可包括在柔性印刷电路基板92的最上面的层下方的柔性印刷电路基板92的一个或多个层上的接地迹线。接地迹线可包括在基本上全部天线40下方延伸(例如，与其重叠)的平面接地迹线。如果需要，接地迹线还可包括与接地屏蔽环98重叠但形成在平面接地迹线与柔性印刷电路基板92的最上面的层之间的柔性印刷电路基板92的层上的接地迹线环或其他形状的接地迹线。如果需要，天线40中的接地迹线的每个层可使用导电通孔来耦接在一起(例如，使得全部接地迹线保持在相同的地电位)。
图10的天线40可使用射频传输线路径(例如，图3的射频传输线路径50)来馈电。射频传输线路径可包括第一传输线诸如带状线传输线96(在本文中有时被简称为带状线96)和第二传输线诸如微带传输线94(在本文中有时被简称为微带94)。微带94可将带状线96耦接到天线谐振元件86。
例如，带状线96可包括信号迹线100(例如，形成图3的信号导体52的一部分的导电迹线)。带状线96可通过微带94耦接到天线谐振元件86上的正天线馈电端子46L和46H。用于微带94的信号导体可包括信号迹线区段101、104和106(例如，形成用于微带94的信号导体的相应区段并因此形成图3的信号导体52的导电迹线，并且因此在本文中有时可被称为导电迹线、信号迹线或区段101、104和106)。信号迹线区段101可耦接到带状线96的信号迹线100。信号迹线区段101可将信号迹线区段104和106耦接到信号迹线101。信号迹线区段104可通过延伸穿过柔性印刷电路基板92的至少一个层的导电通孔耦接到低频带臂90L上的正天线馈电端子46L。信号迹线区段106可通过延伸穿过柔性印刷电路基板92的至少一个层的导电通孔耦接到高频带臂90H上的正天线馈电端子46H。信号迹线100和信号迹线区段104、106以及101可各自由柔性印刷电路基板92的同一层(例如，竖直地插置在天线40的平面接地迹线与柔性印刷电路基板92中的最上面的层之间的层)上的导电迹线形成。
带状线96可表现出对应的阻抗(例如，50欧姆阻抗)。在实践中，可能难以确保带状线96的阻抗(例如，在6.5GHz UWB通信频带中)与正天线馈电端子46L处的低频带臂90L的阻抗和(例如，在8.0GHz UWB通信频带中)正天线馈电端子46H处的高频带臂90H的阻抗两者匹配。如果不小心，带状线96和天线谐振元件86之间的阻抗不连续性可产生不期望的信号反射，这限制天线40在一个或多个频带中的总体天线效率。
为了帮助带状线96的阻抗与正天线馈电端子46L和46H的阻抗匹配，信号迹线区段104和106可被配置为形成天线40的阻抗匹配结构(例如，微带94既可传送天线40的射频信号，也可用作阻抗匹配结构，该阻抗匹配结构将带状线96的阻抗与天线谐振元件86的阻抗匹配。因此，信号迹线区段104和106在本文中有时也被称为阻抗匹配区段104和106或阻抗匹配迹线104和106。
信号迹线区段104可从信号迹线区段101横向延伸到正天线馈电端子46L的位置。信号迹线区段106可从信号迹线区段101横向延伸到正天线馈电端子46H的位置。信号迹线区段104和106的尺寸(以及正天线馈电端子46L和46H的位置)可被选择为将带状线96的阻抗与天线谐振元件86的阻抗匹配。
例如，信号迹线区段104可具有从信号迹线区段101延伸到正天线馈电端子46L的长度D1，并且可具有垂直宽度W1。类似地，信号迹线区段106可具有从信号迹线区段101延伸到正天线馈电端子46H的长度D2。调整长度D1、长度D2、宽度W1、宽度W2、正天线馈电端子46L的位置和/或正天线馈电端子46H的位置可用于调整阻抗匹配，该阻抗匹配由微带94在由低频带臂90L和高频带臂90H处理的频带中执行。
例如，宽度W1、长度D1和/或正天线馈电端子46L的位置可被选择为，使得微带94在低频带臂90L的频带中(例如，在6.5GHz UWB通信频带中)对信号迹线区段101的左侧(例如，在箭头97的方向上)表现出50欧姆阻抗，而在高频带臂90H的频带中(例如，在8.0GHz UWB通信频带中)对信号迹线区段101的左侧表现出无限大阻抗(开路)。类似地，宽度W2、长度D2和/或正天线馈电端子46H的位置可被选择为，使得微带94在高频带臂90H的频带中(例如，在8.0GHz UWB通信频带中)对信号迹线区段101的右侧(例如，在箭头99的方向上)表现出50欧姆阻抗，而在低频带臂90L的频带中(例如，在6.5GHz UWB通信频带中)对信号迹线区段101的右侧表现出无限大阻抗(开路)。以这种方式，微带94可执行信号迹线区段101的任一侧的不对称阻抗匹配，从而允许带状线96在6.5GHz UWB通信频带中与正天线馈电端子46L阻抗匹配，同时在8.0GHz UWB通信频带中与正天线馈电端子46H阻抗匹配。
该示例仅为例示性的，并且一般来讲，信号迹线区段104和106可具有任何期望的形状(例如，具有任何数量的弯曲边缘和/或笔直边缘的形状)。宽度W1可等于宽度W2或者可不同于宽度W1。长度D1可不同于长度D2或者可等于长度D2。在一个合适的布置中，信号迹线区段101与形成天线谐振元件86的返回路径的导电通孔102的栅栏(例如，沿图10的X轴)对准。这仅为例示性的，并且一般来讲，信号迹线区段101可与天线谐振元件86上的其他位置对准。如果需要，可省略接地屏蔽环98。
在图10的示例中，天线40仅能够传送具有单个线性极化的射频信号。换句话讲，高频带臂90H在8.0GHz UWB通信频带中传送具有给定线性极化的射频信号，并且低频带臂90L在6.5GHz UWB通信频带中传送具有相同线性极化的射频信号。如果需要，可通过提供彼此垂直取向的附加天线来将附加偏振覆盖在设备10中。图10的示例仅为示例性的。如果需要，天线谐振天线40和/或接地屏蔽环98可具有其他形状(例如，具有任何期望数量的笔直边缘和/或弯曲边缘的形状)。
图11是图10的双频带平面倒F形天线的横截面侧视图。如图11所示，天线谐振元件86可由柔性印刷电路基板92的表面116上的导电迹线形成。柔性印刷电路基板92可包括柔性印刷电路材料(例如，聚酰亚胺、液晶聚合物等)的一个或多个堆叠层122。该示例仅为例示性的，并且如果需要，柔性印刷电路基板92的一个或多个附加层122可形成在表面116和天线谐振元件86上方。
柔性印刷电路基板92可包括延伸超过天线谐振元件86的横向轮廓的尾部124。带状线96可形成在尾部124上。柔性印刷电路92可包括形成接地层(层)的导电迹线，诸如平面接地迹线128。平面接地迹线128可形成在柔性印刷电路基板92的表面上(如图11的示例所示)，或者可嵌入柔性印刷电路基板92的层122内。平面接地迹线128可形成天线40的带状线96和微带94的一部分，并且可在天线谐振元件86下方延伸(例如，天线谐振元件86可与平面接地迹线128重叠)。导电通孔108可延伸穿过柔性印刷电路基板92的尾部124，以将平面接地迹线128短接到带状线96中的附加接地迹线110(例如，带状线96的信号迹线100可插置在附加接地迹线110和平面接地迹线128之间)。该示例仅为例示性的。在另一种合适的布置中，带状线96中的信号迹线100可在两侧(例如，在X-Y平面中)上被附加接地迹线(例如，至少部分地与图10的接地屏蔽环98重叠的附加接地迹线)横向围绕。如果需要，可使用其他传输线结构。
信号迹线100可耦接到微带94中的信号迹线区段101。导电通孔123可从微带94中的信号导体(例如，图11的信号迹线106)延伸到天线谐振元件86(例如，图10的正天线馈电端子46H处)。导电通孔123可在柔性印刷电路基板92中的每个层122之间的界面处耦接到导电触点诸如着落垫132。虽然图11仅示出了单个导电通孔123，但是天线40可包括用于将信号迹线区段106和104分别耦接到图10的正天线馈电端子46H和46L的两个导电通孔123。
接地屏蔽环98可形成在柔性印刷电路基板92的表面116上。接地屏蔽环98可在表面116处围绕天线谐振元件86的周边中的一些或全部。接地屏蔽环98可通过间隙118与天线谐振元件86分开。间隙118可足够大以允许制造天线40种的某种容限，同时还足够小以最小化设备10内的天线40的占用面积。作为示例，间隙118的长度可在0.4mm与0.6mm之间(例如，0.5mm)。接地屏蔽环98可通过导电通孔诸如导电通孔112短接到平面接地迹线128。类似地，导电通孔102可从天线谐振元件86延伸，穿过柔性印刷电路基板92，到达平面接地迹线128。导电通孔102和112可在柔性印刷电路基板92中的每个层122之间的界面处耦接到着落垫132。天线40可包括导电通孔102的栅栏以形成天线40的返回路径(例如，图9的返回路径88)。
导电通孔112、天线谐振元件86和平面接地迹线128可限定天线40的连续天线腔体(体积)130。一般来讲，天线40的带宽与天线腔体130的尺寸成比例。表面120在天线谐振元件86下方的部分可不含接地迹线以最大化天线腔体130的尺寸(例如，允许天线腔体130向下延伸到平面接地迹线128)。这可用于最大化天线40的带宽和效率。接地屏蔽环98和导电通孔112还可用于屏蔽天线40使其免受外部电磁干扰。
如图11所示，天线40可临近电介质覆盖层诸如电介质覆盖层114安装在设备10内。电介质覆盖层114可形成用于设备10的电介质后壁(例如，图11的电介质覆盖层114可形成图1的后部外壳壁12R的一部分)，或者可形成用于设备10的显示器覆盖层(例如，图11的电介质覆盖层114可以是用于图1的显示器14的显示器覆盖层)，作为示例。电介质覆盖层114可由视觉上不透明的材料形成，可设置有颜料使得电介质覆盖层114是视觉上不透明的，或者如果需要可设置有隐藏天线40以免其被看到的油墨层。天线谐振元件86可通过间隙126与电介质覆盖层114分开，可使用粘合剂粘附到电介质覆盖层114，或者如果需要可压靠电介质覆盖层114。天线40可传送射频信号使其通过电介质覆盖层114。
如果需要，柔性印刷电路基板92可形成柔性印刷电路70的一部分，或者可安装到图7的柔性印刷电路70(例如，图11的天线40可安装在图7的区域80、78或74中的一者中)。为了进一步增强由图7的区域80、78和74中的每一者内的天线覆盖的带宽，每个区域可包括被调谐到略微不同的频率的一组相应天线40。该组天线可共同表现出大于图10和图11的双频带天线的带宽的带宽。
图12是可形成在图7的区域80、78或74中的一者中以用于以相对大的带宽执行超宽带通信的天线的例示性组134的仰视图。如图12所示，组134可包括四个天线40，诸如第一天线40-A、第二天线40-B、第三天线40-C和第四天线40-D。组134中的每个天线可使用同一传输线(例如，传输线，诸如具有信号导体138的带状线或微带)来馈电。
在图12的示例中，天线40-A、40-B、40-C和40-D中的每一者是平面倒F形天线，其具有对应的天线谐振元件86、具有对应宽度95的单个谐振元件臂(例如，图8的谐振元件臂90)以及导电通孔102的对应栅栏(例如，用于形成天线的返回路径，诸如图8的返回路径88)。组134中的每个天线可具有相同宽度95，或者组134中的天线可具有不同横向宽度。
天线40-A、40-B、40-C和40-D可被配置为覆盖不同的频率。天线40-A和40-C的响应频率可被选择为共同覆盖8.0GHz UWB通信频带(例如，此时具有比将仅单个天线用于覆盖8.0GHz UWB通信频带的情况更宽的带宽)，而天线40-B和40-D的响应频率可被选择为共同覆盖6.5GHz UWB通信频带(例如，此时具有比将仅单个天线用于覆盖6.5GHz UWB通信频带的情况更宽的带宽)。例如，天线40-A中的天线谐振元件86可具有长度L3，该长度将天线40-A配置为在小于8.0GHz且大于6.5GHz的第一频率(例如，7.9GHz、7.8GHz、7.7GHz或300MHz或略微小于8.0GHz的任何其他期望的频率)下谐振，而天线40-C中的天线谐振元件86可具有长度L5，该长度将天线40-C配置为在大于8.0GHz的第二频率(例如，8.1GHz、8.2GHz、8.3GHz或300MHz或略微大于8.0GHz的任何其他期望的频率)下谐振。类似地，天线40-B中的天线谐振元件86可具有长度L4，该长度将天线40-B配置为在小于6.5GHz的第三频率(例如，6.4GHz、6.3GHz、6.2GHz或300MHz或略微小于6.5GHz的任何其他期望的频率)下谐振，而天线40-D中的天线谐振元件86可具有长度L6，该长度将天线40-D配置为在大于6.5GHz且小于8.0GHz的第四频率(例如，6.6GHz、6.7GHz、6.8GHz或300MHz或略微大于6.5GHz的任何其他期望的频率)下谐振。长度L3、L4、L5和L6可例如分别大约等于天线40-A、40-B、40-C和40-D的有效操作波长的四分之一。总的来说，组134中的天线可覆盖具有比使用信号双频带天线的情况更大带宽的超宽带通信频带两者。
信号迹线138可通过信号迹线142耦接到天线40-C上的正天线馈电端子46，并且可通过信号迹线140耦接到天线40-D上的正天线馈电端子46。导电通孔(例如，延伸穿过下面的柔性印刷电路基板诸如图10和图11的柔性印刷电路基板92的导电通孔)可用于将信号迹线142和140耦接到正天线馈电端子46。信号迹线142和140可例如形成将信号导体138耦接到天线40-C和40-D的微带传输线的信号导体。
信号迹线142也可以是阻抗匹配迹线，该阻抗匹配迹线被配置为在第二频率处将信号迹线138的阻抗与天线40-C的阻抗匹配。例如，信号迹线142的长度D3、信号迹线142的宽度W3和/或天线40-C的正天线馈电端子46的位置可被选择为在第二频率处在信号迹线138的左侧(例如，在箭头152的方向上)形成50欧姆阻抗，而在第四频率处(例如，在天线40-D的响应频率处)形成无限大阻抗。类似地，信号迹线140也可以是阻抗匹配迹线，该阻抗匹配迹线被配置为在第四频率处将信号迹线138的阻抗与天线40-D的阻抗匹配。例如，信号迹线140的长度D4、信号迹线140的宽度W4和/或天线40-D的正天线馈电端子46的位置可被选择为在第四频率处在信号迹线138的右侧(例如，在箭头154的方向上)形成50欧姆阻抗，而在第二频率处(例如，在天线40-C的响应频率处)形成无限大阻抗。这可用于将信号迹线138的阻抗在天线40-C和40-D的相应频带中与天线40-C和40-D两者匹配，从而最大化天线40-C和40-D的天线效率。
天线40-A上的正天线馈电端子46可(例如，使用相应导电通孔)耦接到信号迹线148，并且天线40-B上的正天线馈电端子46可耦接到信号迹线150。信号迹线150和148可从信号迹线144的相对侧延伸。信号迹线144可将信号迹线150和148耦接到信号迹线142、140和138。信号迹线144、148和150可例如形成将信号导体138耦接到天线40-A和40-B的微带传输线的信号导体。
信号迹线148也可以是阻抗匹配迹线，该阻抗匹配迹线被配置为在第一频率处将信号迹线138的阻抗与天线40-A的阻抗匹配。例如，信号迹线148的长度D5、信号迹线148的宽度W5和/或天线40-A的正天线馈电端子46的位置可被选择为在第一频率处在信号迹线144的左侧(例如，在箭头152的方向上)形成50欧姆阻抗，而在第三频率处(例如，在天线40-B的响应频率处)形成无限大阻抗。类似地，信号迹线150也可以是阻抗匹配迹线，该阻抗匹配迹线被配置为在第三频率处将信号迹线138的阻抗与天线40-B的阻抗匹配。例如，信号迹线150的长度D6、信号迹线150的宽度W6和/或天线40-B的正天线馈电端子46的位置可被选择为在第三频率处在信号迹线144的右侧(例如，在箭头154的方向上)形成50欧姆阻抗，而在第一频率处(例如，在天线40-A的响应频率处)形成无限大阻抗。这可用于将信号迹线138的阻抗在天线40-A和40-B的相应频带中与天线40-A和40-B两者匹配，从而最大化天线40-A和40-B的天线效率。如果需要，信号迹线144的尺寸也可有助于天线40-A和40-B的阻抗匹配。
如果需要，信号迹线144可具有长度146，该长度被选择使得天线40-C的正天线馈电端子46处的射频信号与天线40-A的正天线馈电端子46处的射频信号同相，并且使得天线40-B的正天线馈电端子46处的射频信号与天线40-D的正天线馈电端子46处的射频信号同相。这可用于最大化天线40-A和40-C(例如，在8.0GHz UWB通信频带中)的天线效率，并且最大化天线40-B和40-D(例如，在6.5GHz UWB通信频带中)的天线效率。
在图12的示例中，形成天线40-A的返回路径的导电通孔102形成在天线谐振元件86的背离天线40-B的一侧(边缘)上，并且形成天线40-B的返回路径的导电通孔102形成在天线谐振元件86的背离天线40-A的一侧(边缘)上。此外，形成天线40-C的返回路径的导电通孔102形成在天线谐振元件86的面向天线40-D的一侧上，并且形成天线40-D的返回路径的导电通孔102形成在天线谐振元件86的面向天线40-C的一侧上。这可用于最大化组134的天线效率。这仅为例示性的，并且一般来讲，通孔102可形成在每个天线40-A、40-B、40-C和40-D中的天线谐振元件86的任何期望的一侧上。信号迹线区段148、150、142和140可具有任何期望的形状，这些任何期望的形状具有任何期望数量的笔直边缘和/或弯曲边缘。长度D5、D6、D3和D4可全部相同，或者这些长度中的两个或更多个可不同。宽度W5、W6、W3和W4可全部相同，或者这些宽度中的两个或更多个可不同。如果需要，天线40-A、40-B、40-C和40-D可具有其他形状(例如，具有任何期望数量的弯曲边缘和/或笔直边缘的形状)。信号迹线148、150、144、142和140在本文中有时可被称为相同微带传输线(例如，将信号迹线138耦接到组134中的每个天线的微带传输线)的信号导体的信号迹线区段。
图13是天线性能(天线效率)随图12的天线40-A、40-B、40-C和40-D的组134的频率变化的曲线图。如图13所示，曲线156绘制了天线40-A、40-B、40-C和40-D中的每一者的总体效率。天线的组134可被配置为覆盖在频率FL(例如，6.5GHz)下的第一超宽带通信频带和频率FH(例如，8.0GHz)下的第二超宽带通信频带。如曲线156所示，天线40-A可在第一频率(例如，频率F1)处表现出响应峰值164，天线40-C可在第二频率(例如，频率F2)处表现出响应峰值166，天线40-B可在第三频率(例如，频率F3)处表现出响应峰值160，并且天线40-D可在第四频率(例如，频率F4)处表现出响应峰值162。第一频率F1可比频率FH小0-300MHz，第二频率F2可比频率FH大0-300MHz，第三频率F3可比频率FL小0-300MHz，并且频率F4可比频率FL大0-300MHz。
在使用图10和图11的双频带天线的情况下，低频带臂90L可覆盖约频率FL的相对窄的带宽，并且高频带臂90H可覆盖约频率FH的相对窄的带宽。在使用图12的组134的情况下，天线40-A和40-C的相对窄的带宽可组合以为组134提供约频率FH的扩展带宽。类似地，天线40-B和40-D的相对较窄的带宽可组合以为组134提供约频率FL的扩展带宽。例如，天线40-A和40-C可在频率FH处表现出裕量158内的天线效率PK，该天线效率PK大于天线40-A和40-C共同表现出固定带宽BW(例如，500MHz)的天线效率。类似地，天线40-B和40-D可在频率FL处表现出在裕量158内的天线效率PK，该天线效率PK大于天线40-B和40-D共同表现出固定带宽BW(例如，500MHz)的天线效率。例如，裕量158可小于或等于10dB。这样，设备10中的天线可覆盖相对宽的带宽以用于执行超宽带通信。
图14是示出图7的柔性印刷电路70可如何安装在设备10内的俯视图。如图14所示，设备10可包括导电层，诸如导电支撑板168。导电支撑板168可形成图1的后外壳壁12R的一部分，可向设备10提供机械支撑，并且可跨设备10的长度和宽度中的一些或全部延伸。导电支撑板168可保持在地电位，并且可形成设备10中的天线的天线接地部的一部分。如果需要，电介质层诸如图11的电介质覆盖层114可层叠在导电支撑板168下方(为了清楚起见，图14中未示出)。
导电支撑板168可具有开口诸如开口170(在本文中有时被称为狭槽170)。柔性印刷电路70的短插芯72(例如，图7的区域80、78和74以及因此天线位于柔性印刷电路上的柔性印刷电路70的部分)可与开口170对准。短插芯72可插入开口170内或者可以其他方式与开口170重叠。每个短插芯72可包括对应双频带天线诸如图10和图11所示的双频带天线，或者可包括一组对应天线诸如图12的组134(例如，三元组双频带天线或三元组单频带天线可与导电支撑板168中的开口对准)。在另一种合适的布置中，短插芯72中的两个(例如，图14所示的最上面的短插芯72)可与导电支撑板168中的单个开口对准(如虚线区域174所示)。
在实施过程中，在每个短插芯72上的天线结构与短插芯已对准的开口170的边缘之间可存在一个或多个间隙172。间隙172可为例如0.4mm、0.2-0.5mm、0.1-0.6mm或其他尺寸。每个短插芯72上的天线可被配置为传送具有单个线性极化的射频信号。然而，间隙172的存在可引入交叉极化干扰，其中其他极化的射频信号被短插芯72上的天线不期望地传送。为了减轻这种交叉极化干扰，可在开口170上方设置导电屏蔽层，诸如导电屏蔽层176。如果需要，其他导电部件178(例如，用于设备10的电池或设备10中具有导电结构的其他部件)可与一个或多个开口170而不是导电屏蔽层176重叠。在图14的示例中，单个导电屏蔽层176已设置在导电支撑板168中的最上面的开口170上方，而导电部件178覆盖最下面的开口170。导电屏蔽层176和导电部件178可防止其他极化的射频信号干扰由短插芯72上的天线传送的射频信号。
图14的示例仅为例示性的。如果需要，可将不同的导电屏蔽层176设置在不同的开口170上方。在另一种合适的布置中，导电部件178可覆盖两个开口170，而导电屏蔽层176仅覆盖单个开口170，如图15的俯视图所示。这些示例仅为例示性的，并且一般来讲，零个、一个或多于一个导电层176与零个、一个或多于一个导电部件178的任何期望的组合可用于覆盖导电支撑板168中的任何期望的开口170。
图16是示出导电屏蔽层176可如何覆盖导电支撑板168中的给定开口170的横截面侧视图。如图16所示，电介质覆盖层114可层叠在导电支撑板168下方。柔性印刷电路70可沿导电支撑板168延伸。柔性印刷电路70的短插芯72可在导电支撑板168中的开口170内延伸。天线结构180可在短插芯72处形成在柔性印刷电路基板92上。天线结构180可包括图10和图11的双频带天线、或图12的天线40-A、40-B、40-C和40-D的组134。短插芯72(例如，天线结构180)可位于导电支撑板168的上表面182与电介质覆盖层114之间的开口170内。
导电屏蔽层176可层叠在导电支撑板168和柔性印刷电路176上方。导电屏蔽层176可完全覆盖开口170。导电屏蔽层176可(例如，使用焊料、焊接件或其他导电粘合剂)电连接到导电支撑板168，可被放置成与导电支撑板168接触，或者可与导电支撑板168分开并电容耦合到该导电支撑板。导电屏蔽层176可包括金属片、导电粘合剂(例如，具有粘合剂层的铜带)、电介质基板上的导电迹线、设备10的外壳的导电部分、导电箔、铁氧体或阻挡射频信号的任何其他期望的结构。在不存在导电屏蔽层176的情况下，间隙172可响应于来自由天线结构180处理的极化之外的极化的射频信号而辐射。这可引入对由天线结构180处理的射频信号的不期望的交叉极化干扰。导电屏蔽层176的存在可阻挡这些射频信号使间隙172辐射，从而减轻天线结构180的交叉极化干扰。
图16的示例仅为例示性的。如果需要，导电部件诸如图14和图15的导电部件178可与间隙170重叠以防止交叉极化干扰。图17是示出柔性印刷电路70可如何被配置为在没有导电屏蔽层176的情况下减轻交叉极化干扰的横截面侧视图。如图17所示，电介质基板诸如电介质垫片184可放置在开口170内的电介质覆盖层114上。电介质垫片184可例如由塑料或其他电介质材料形成。电介质垫片184的上表面可与导电支撑板168的上表面182齐平。柔性印刷电路70的短插芯72可放置在开口170中的电介质垫片184上并与其对准。天线结构180可完全填充开口170的横向区域(例如，图12的天线40-A、40-B、40-C和40-D的外周边，图10的天线谐振元件86的外周边，或图10的接地屏蔽环98可等于塑料垫片184的横向周边)。这可将天线结构180与间隙170对准，而不在天线结构和导电支撑板168之间引入任何间隙。因为在该示例中在天线结构180与导电支撑板168之间没有形成间隙，所以在短插芯72上不存在响应于其他极化的射频信号而辐射的结构，从而防止了交叉极化干扰。塑料垫片184的存在可防止天线结构180不期望地短接到导电支撑板168。
根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括电介质基板、天线、在该电介质基板上的第一射频传输线、以及在该电介质基板上的第二射频传输线；该天线具有由该电介质基板上的导电迹线形成的第一谐振元件臂和第二谐振元件臂、耦接到该第一谐振元件臂的第一正天线馈电端子、以及耦接到该第二谐振元件臂的第二正天线馈电端子，该第一谐振元件臂被配置为在第一超宽带通信频带中辐射，并且该第二谐振元件臂被配置为在高于该第一超宽带通信频带的第二超宽带通信频带中辐射；该第二射频传输线将该第一射频传输线耦接到该第一正天线馈电端子和该第二正天线馈电端子，并且包括第一信号迹线区段和第二信号迹线区段，该第一信号迹线区段被配置为在该第一超宽带通信频带中将该第一射频传输线的阻抗与该第一正天线馈电端子的阻抗匹配，该第二信号迹线区段被配置为在该第二超宽带通信频带中将该第一射频传输线的阻抗与该第二正天线馈电端子的阻抗匹配。
根据另一个实施方案，第一信号迹线被配置为在第二超宽带通信频带中形成开路，并且第二信号迹线被配置为在第一超宽带通信频带中形成开路。
根据权利要求1所述的电子设备，第一射频传输线包括信号导体，并且第二射频传输线包括耦接到该信号导体的第三信号迹线区段，第一信号迹线区段和第二信号迹线区段从该第三信号迹线区段的相对侧延伸。
根据另一个实施方案，第一信号迹线区段具有从第三信号迹线区段延伸到第一正天线馈电端子的第一长度和垂直于该第一长度的第一宽度，第二信号迹线区段具有从该第三信号迹线区段延伸到第二正天线馈电端子的第二长度和垂直于该第二长度的第二宽度，该第一长度和该第一宽度被配置为在第一超宽带通信频带中将第一射频传输线的阻抗与第一正天线馈电端子的阻抗匹配，并且该第二长度和该第二宽度被配置为在第二超宽带通信频带中将该第一射频传输线的阻抗与第二正天线馈电端子的阻抗匹配。
根据另一个实施方案，电子设备包括电介质基板上的接地迹线，以及从导电迹线延伸穿过电介质基板到达该接地迹线的导电通孔的栅栏，该导电通孔的栅栏将第一谐振元件臂与第二谐振元件臂分开。
根据另一个实施方案，第三信号迹线区段与导电通孔的栅栏对准。
根据另一个实施方案，第一射频传输线包括带状线传输线，并且第二射频传输线包括微带传输线。
根据另一个实施方案，第一信号迹线区段、第二信号迹线区段和第三信号迹线区段以及信号导体在多个层中的同一层上被图案化。
根据另一个实施方案，电子设备包括围绕第一谐振元件臂和第二谐振元件臂延伸的接地屏蔽环。
根据另一个实施方案，第一超宽带通信频带包括6.5GHz超宽带通信频带，第二超宽带通信频带包括8.0GHz超宽带通信频带。
根据另一个实施方案，电子设备包括具有形成电子设备的正面的显示器覆盖层的显示器、形成电子设备的背面的电介质覆盖层、与该电介质覆盖层重叠并且具有开口的导电支撑板(电介质基板和天线安装在该开口内，该天线被配置为辐射通过该电介质覆盖层)、以及覆盖该开口并且电耦接到该导电支撑板的导电屏蔽层。
根据另一个实施方案，电子设备包括形成电子设备的面的电介质覆盖层、在该电介质覆盖层上并且具有开口的导电支撑板、以及在该电介质覆盖层上并且在该开口中的塑料垫片；该塑料垫片的表面与该导电支撑板的表面齐平，电介质基板安装到该塑料垫片的表面，并且天线延伸跨g过该开口。
根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括电介质基板、该电介质基板上的射频传输线、以及在该电介质基板上并且耦接到该射频传输线的第一天线、第二天线、第三天线和第四天线；第一天线被配置为在第一超宽带通信频带中的第一频率处表现出第一响应峰值，第二天线被配置为在第一超宽带通信频带中的第二频率处表现出第二响应峰值，第二频率不同于第一频率，第三天线被配置为在低于第一超宽带通信频带的第二超宽带通信频带中的第三频率处表现出第三响应峰值，第四天线被配置为在第二超宽带通信频带中的第四频率处表现出第四响应峰值，并且第四频率不同于第三频率。
根据另一个实施方案，第一超宽带通信频带包括8.0GHz超宽带通信频带，第二超宽带通信频带包括6.5GHz超宽带通信频带，第一频率在7.7GHz和8.0GHz之间，第二频率在8.0GHz和8.3GHz之间，第三频率在6.2GHz和6.5GHz之间，并且第四频率在6.5GHz和6.8GHz之间。
根据另一个实施方案，电子设备包括在电介质基板上的第一信号迹线、第二信号迹线、第三信号迹线、第四信号迹线和第五信号迹线，该第一信号迹线和该第二信号迹线耦接到用于射频传输线的信号导体的相对侧并从该信号导体的相对侧延伸，该第一信号迹线耦接到第一天线上的第一正天线馈电端子，该第三信号迹线耦接到第二天线上的第二正天线馈电端子，该第二信号迹线耦接到第三天线上的第三正天线馈电端子，该第四信号迹线耦接到第四天线上的第四正天线馈电端子，该第三信号迹线和该第四信号迹线从该第五信号迹线的相对侧延伸，并且该第五信号迹线将该第三信号迹线和该第四信号迹线耦接到该第一信号迹线和该第二信号迹线。
根据另一个实施方案，第一信号迹线被配置为在第一频率处将信号导体的阻抗与第一天线的阻抗匹配，而在第三频率处形成开路阻抗；第二信号迹线被配置为在第三频率处将信号导体的阻抗与第三天线的阻抗匹配，而在第一频率处形成开路阻抗；第三信号迹线被配置为在第二频率处将信号导体的阻抗与第二天线的阻抗匹配，而在第四频率处形成开路阻抗；并且第四信号迹线被配置为在第四频率处将信号导体的阻抗与第四天线的阻抗匹配，而在第三频率处形成开路阻抗。
根据一个实施方案，具有相对的第一面和第二面的电子设备包括：显示器，该显示器在该第一面处具有显示器覆盖层；外壳，该外壳具有外围导电外壳结构和在该外围导电外壳结构之间延伸的导电支撑板；电介质覆盖层，该电介质覆盖层在该第二面处并且层叠在该导电支撑板上；该导电支撑板中的第一开口、第二开口和第三开口；柔性印刷电路基板；第一超宽带天线、第二超宽带天线和第三超宽带天线，该第一超宽带天线、该第二超宽带天线和该第三超宽带天线在该柔性印刷电路基板上并且分别与该第一开口、该第二开口和该第三开口对准，该第一超宽带天线、该第二超宽带天线和该第三超宽带天线被配置为辐射通过该电介质覆盖层；以及导电屏蔽层，该导电屏蔽层覆盖该第一开口和该第一超宽带天线，该导电屏蔽层电耦接到该导电支撑板并且被配置为减轻该第一超宽带天线处的交叉极化干扰。
根据另一个实施方案，电子设备包括电池，该电池覆盖第二开口和第三开口以及第二超宽带天线和第三超宽带天线。
根据另一个实施方案，电子设备包括覆盖第三开口和第三超宽带天线的导电部件。
根据另一个实施方案，电子设备包括在第二开口中的电介质覆盖层上的电介质垫片，第二超宽带天线安装到该电介质垫片并且延伸跨过该第二开口。
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)

1.一种电子设备，包括：
电介质基板；
天线，所述天线具有由所述电介质基板上的导电迹线形成的第一谐振元件臂和第二谐振元件臂、耦接到所述第一谐振元件臂的第一正天线馈电端子、以及耦接到所述第二谐振元件臂的第二正天线馈电端子，其中所述第一谐振元件臂被配置为在第一超宽带通信频带中辐射，并且所述第二谐振元件臂被配置为在高于所述第一超宽带通信频带的第二超宽带通信频带中辐射；
所述电介质基板上的第一射频传输线；以及
所述电介质基板上的第二射频传输线，其中所述第二射频传输线将所述第一射频传输线耦接到所述第一正天线馈电端子和所述第二正天线馈电端子并且包括：
第一信号迹线区段，所述第一信号迹线区段被配置为在所述第一超宽带通信频带中将所述第一射频传输线的阻抗与所述第一正天线馈电端子的阻抗匹配，以及
第二信号迹线区段，所述第二信号迹线区段被配置为在所述第二超宽带通信频带中将所述第一射频传输线的所述阻抗与所述第二正天线馈电端子的阻抗匹配。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第一信号迹线被配置为在所述第二超宽带通信频带中形成开路，并且所述第二信号迹线被配置为在所述第一超宽带通信频带中形成开路。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第一射频传输线包括信号导体，并且所述第二射频传输线包括耦接到所述信号导体的第三信号迹线区段，所述第一信号迹线区段和所述第二信号迹线区段从所述第三信号迹线区段的相对侧延伸。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述第一信号迹线区段具有从所述第三信号迹线区段延伸到所述第一正天线馈电端子的第一长度和垂直于所述第一长度的第一宽度，所述第二信号迹线区段具有从所述第三信号迹线区段延伸到所述第二正天线馈电端子的第二长度和垂直于所述第二长度的第二宽度，所述第一长度和所述第一宽度被配置为在所述第一超宽带通信频带中将所述第一射频传输线的所述阻抗与所述第一正天线馈电端子的所述阻抗匹配，并且所述第二长度和所述第二宽度被配置为在所述第二超宽带通信频带中将所述第一射频传输线的所述阻抗与所述第二正天线馈电端子的所述阻抗匹配。
5.根据权利要求3所述的电子设备，还包括：
所述电介质基板上的接地迹线；以及
从所述导电迹线延伸穿过所述电介质基板到达所述接地迹线的导电通孔的栅栏，其中所述导电通孔的栅栏将所述第一谐振元件臂与所述第二谐振元件臂分开。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述第三信号迹线区段与所述导电通孔的栅栏对准。
7.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述第一射频传输线包括带状线传输线，并且所述第二射频传输线包括微带传输线。
8.根据权利要求3所述的电子设备，所述电介质基板包括具有多个层的柔性印刷电路基板，其中所述第一信号迹线区段、所述第二信号迹线区段和所述第三信号迹线区段以及所述信号导体在所述多个层中的同一层上被图案化。
9.根据权利要求3所述的电子设备，还包括：
接地屏蔽环，所述接地屏蔽环围绕所述第一谐振元件臂和所述第二谐振元件臂延伸。
10.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第一超宽带通信频带包括6.5GHz超宽带通信频带，所述第二超宽带通信频带包括8.0GHz超宽带通信频带。
11.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：
显示器，所述显示器具有形成所述电子设备的正面的显示器覆盖层；
电介质覆盖层，所述电介质覆盖层形成所述电子设备的背面；
导电支撑板，所述导电支撑板与所述电介质覆盖层重叠并且具有开口，其中所述电介质基板和所述天线安装在所述开口内，所述天线被配置为辐射通过所述电介质覆盖层；以及
导电屏蔽层，所述导电屏蔽层覆盖所述开口并且电耦接到所述导电支撑板。
12.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：
电介质覆盖层，所述电介质覆盖层形成所述电子设备的面；
导电支撑板，所述导电支撑板在所述电介质覆盖层上并且具有开口；以及
在所述电介质覆盖层上并且在所述开口中的塑料垫片，其中所述塑料垫片的表面与所述导电支撑板的表面齐平，所述电介质基板安装到所述塑料垫片的所述表面，并且所述天线延伸跨过所述开口。
13.一种电子设备，包括：
电介质基板；
所述电介质基板上的射频传输线；以及
第一天线、第二天线、第三天线和第四天线，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在所述电介质基板上并且耦接到所述射频传输线，其中所述第一天线被配置为在第一超宽带通信频带中的第一频率处表现出第一响应峰值，所述第二天线被配置为在所述第一超宽带通信频带中的第二频率处表现出第二响应峰值，所述第二频率不同于所述第一频率，所述第三天线被配置为在低于所述第一超宽带通信频带的第二超宽带通信频带中的第三频率处表现出第三响应峰值，所述第四天线被配置为在所述第二超宽带通信频带中的第四频率处表现出第四响应峰值，并且所述第四频率不同于所述第三频率。
14.根据权利要求13所述的电子设备，其中所述第一超宽带通信频带包括8.0GHz超宽带通信频带，所述第二超宽带通信频带包括6.5GHz超宽带通信频带，所述第一频率在7.7GHz和8.0GHz之间，所述第二频率在8.0GHz和8.3GHz之间，所述第三频率在6.2GHz和6.5GHz之间，并且所述第四频率在6.5GHz和6.8GHz之间。
15.根据权利要求13所述的电子设备，还包括所述电介质基板上的第一信号迹线、第二信号迹线、第三信号迹线、第四信号迹线和第五信号迹线，所述第一信号迹线和所述第二信号迹线耦接到用于所述射频传输线的信号导体的相对侧并从用于所述射频传输线的所述信号导体的所述相对侧延伸，所述第一信号迹线耦接到所述第一天线上的第一正天线馈电端子，所述第三信号迹线耦接到所述第二天线上的第二正天线馈电端子，所述第二信号迹线耦接到所述第三天线上的第三正天线馈电端子，所述第四信号迹线耦接到所述第四天线上的第四正天线馈电端子，所述第三信号迹线和所述第四信号迹线从所述第五信号迹线的相对侧延伸，并且所述第五信号迹线将所述第三信号迹线和所述第四信号迹线耦接到所述第一信号迹线和所述第二信号迹线。
16.根据权利要求15所述的电子设备，其中所述第一信号迹线被配置为在所述第一频率处将所述信号导体的阻抗与所述第一天线的阻抗匹配，同时在所述第三频率处形成开路阻抗；所述第二信号迹线被配置为在所述第三频率处将所述信号导体的所述阻抗与所述第三天线的阻抗匹配，同时在所述第一频率处形成开路阻抗；所述第三信号迹线被配置为在所述第二频率处将所述信号导体的阻抗与所述第二天线的阻抗匹配，同时在所述第四频率处形成开路阻抗；并且所述第四信号迹线被配置为在所述第四频率处将所述信号导体的阻抗与所述第四天线的阻抗匹配，同时在所述第三频率处形成开路阻抗。
17.一种具有相对的第一面和第二面的电子设备，所述电子设备包括：
显示器，所述显示器在所述第一面处具有显示器覆盖层；
外壳，所述外壳具有外围导电外壳结构和在所述外围导电外壳结构之间延伸的导电支撑板；
电介质覆盖层，所述电介质覆盖层在所述第二面处并且层叠在所述导电支撑板上；
所述导电支撑板中的第一开口、第二开口和第三开口；
柔性印刷电路基板；
第一超宽带天线、第二超宽带天线和第三超宽带天线，所述第一超宽带天线、所述第二超宽带天线和所述第三超宽带天线在所述柔性印刷电路基板上并且分别与所述第一开口、所述第二开口和所述第三开口对准，其中所述第一超宽带天线、所述第二超宽带天线和所述第三超宽带天线被配置为辐射通过所述电介质覆盖层；以及
导电屏蔽层，所述导电屏蔽层覆盖所述第一开口和所述第一超宽带天线，其中所述导电屏蔽层电耦接到所述导电支撑板并且被配置为减轻在所述第一超宽带天线处的交叉极化干扰。
18.根据权利要求17所述的电子设备，还包括电池，所述电池覆盖所述第二开口和所述第三开口以及所述第二超宽带天线和所述第三超宽带天线。
19.根据权利要求17所述的电子设备，其中所述导电屏蔽层覆盖所述第二开口和所述第二超宽带天线，所述电子设备还包括覆盖所述第三开口和所述第三超宽带天线的导电部件。
20.根据权利要求17所述的电子设备，还包括：
电介质垫片，所述电介质垫片在所述第二开口中的所述电介质覆盖层上，其中所述第二超宽带天线安装到所述电介质垫片并且延伸跨过所述第二开口。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112736448A (zh) * 2020-12-31 2021-04-30 Oppo广东移动通信有限公司 天线装置及电子设备
CN112768928A (zh) * 2020-12-30 2021-05-07 Oppo广东移动通信有限公司 天线组件及电子设备
CN112821043A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 Oppo广东移动通信有限公司 天线组件及电子设备
CN112821064A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 Oppo广东移动通信有限公司 天线组件及电子设备
CN112821042A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 Oppo广东移动通信有限公司 天线装置及电子设备
CN113013595A (zh) * 2021-02-26 2021-06-22 Oppo广东移动通信有限公司 天线装置、壳体及电子设备
CN113013616A (zh) * 2021-02-24 2021-06-22 Oppo广东移动通信有限公司 天线组件及电子设备
CN113067121A (zh) * 2021-03-24 2021-07-02 Oppo广东移动通信有限公司 电子设备
CN113193356A (zh) * 2021-04-25 2021-07-30 Oppo广东移动通信有限公司 天线装置、电子标签设备及通信系统
CN113659344A (zh) * 2021-07-13 2021-11-16 荣耀终端有限公司 一种基于寄生耦合的贴片天线和电子设备
CN113889749A (zh) * 2021-09-28 2022-01-04 Oppo广东移动通信有限公司 天线装置、电子设备、设备配件及电子组件
WO2022236472A1 (en) * 2021-05-08 2022-11-17 Confidex Oy Rfid transponder for a tyre
WO2023169040A1 (zh) * 2022-03-10 2023-09-14 Oppo广东移动通信有限公司 天线组件、双频宽带天线和电子设备

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102603106B1 (ko) * 2019-09-04 2023-11-15 삼성전기주식회사 어레이 안테나
TWI714369B (zh) * 2019-11-28 2020-12-21 廣達電腦股份有限公司 天線結構
KR20220102935A (ko) * 2021-01-14 2022-07-21 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 안테나를 캘리브레이션 하기 위한 장치 및 방법
KR20220138236A (ko) * 2021-04-05 2022-10-12 삼성전자주식회사 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20230023905A (ko) * 2021-08-11 2023-02-20 삼성전자주식회사 복수 대역 안테나 및 이를 포함하는 전자 장치
EP4137835A1 (en) * 2021-08-16 2023-02-22 Nxp B.V. Ultra-wide band distance determination with an angle-of-arrival based disturbance compensation
KR20230026738A (ko) * 2021-08-18 2023-02-27 삼성전자주식회사 안테나를 포함하는 전자 장치
EP4362340A4 (en) 2021-09-08 2024-10-23 Samsung Electronics Co Ltd ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR TRANSMITTING A UWB SIGNAL IN AN ELECTRONIC DEVICE
KR20230036804A (ko) * 2021-09-08 2023-03-15 삼성전자주식회사 전자 장치 및 전자 장치에서 uwb 신호를 전송하는 방법
KR20230044782A (ko) * 2021-09-27 2023-04-04 삼성전자주식회사 패치 안테나를 포함하는 안테나 구조 및 이를 포함하는 전자 장치
WO2023055031A1 (ko) * 2021-09-30 2023-04-06 삼성전자 주식회사 안테나를 포함하는 전자 장치
EP4391227A1 (en) 2021-09-30 2024-06-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device comprising antenna
WO2023075121A1 (ko) * 2021-10-26 2023-05-04 삼성전자주식회사 상이한 주파수 대역들에서 동작하는 안테나들을 포함하는 인쇄 회로 기판 및 이를 포함하는 전자 장치
CN114421189B (zh) * 2021-12-14 2024-03-08 北京无线电计量测试研究所 一种射频绝缘端子90度穿墙微带线连接器和方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101356689A (zh) * 2005-11-15 2009-01-28 索尼爱立信移动通讯股份有限公司 具有宽的高频带带宽的无线电通信终端的多频带天线设备
CN203277656U (zh) * 2012-02-17 2013-11-06 苹果公司 电子设备及天线
US20140071022A1 (en) * 2012-09-11 2014-03-13 Lg Electronics Inc. Mobile terminal
CN106099354A (zh) * 2016-08-05 2016-11-09 深圳前海科蓝通信有限公司 一种双频内置天线及其设计方法
CN106252829A (zh) * 2015-06-11 2016-12-21 三星电子株式会社 天线和包括天线的电子设备
US20170098897A1 (en) * 2015-10-01 2017-04-06 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Reconfigurable mimo and sensing antenna system
CN109286076A (zh) * 2017-07-20 2019-01-29 苹果公司 可调节多输入多输出天线结构
CN109494453A (zh) * 2017-09-11 2019-03-19 苹果公司 包括导电显示结构的电子设备天线
CN109494447A (zh) * 2017-09-11 2019-03-19 苹果公司 具有隔离天线结构的电子设备
CN109494454A (zh) * 2017-09-11 2019-03-19 苹果公司 具有共享天线结构和分离返回路径的电子设备
CN109586048A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 苹果公司 包括带近场和非近场通信的共享结构的多天线的电子设备

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6650298B2 (en) 2001-12-27 2003-11-18 Motorola, Inc. Dual-band internal antenna for dual-band communication device
US7880684B2 (en) 2002-12-16 2011-02-01 Next-Rf, Inc. Small aperture broadband localizing system
SE0302175D0 (sv) 2003-08-07 2003-08-07 Kildal Antenna Consulting Ab Broadband multi-dipole antenna with frequencyindependent radiation characteristics
WO2007132450A2 (en) 2006-05-11 2007-11-22 Galtronics Ltd. Capacitive ground antenna
US9007275B2 (en) 2006-06-08 2015-04-14 Fractus, S.A. Distributed antenna system robust to human body loading effects
KR101342853B1 (ko) 2007-08-23 2013-12-17 삼성전자주식회사 휴대용 단말기의 안테나 장치
US8378910B2 (en) 2008-09-25 2013-02-19 Pinyon Technologies, Inc. Slot antennas, including meander slot antennas, and use of same in current fed and phased array configuration
CN102414914B (zh) * 2009-03-03 2015-02-04 泰科电子服务股份有限公司 平衡超材料天线装置
US8963782B2 (en) 2009-09-03 2015-02-24 Apple Inc. Cavity-backed antenna for tablet device
US9118109B2 (en) 2010-12-17 2015-08-25 Qualcomm Incorporated Multiband antenna with grounded element
CN104685710B (zh) 2012-08-17 2016-11-23 莱尔德技术股份有限公司 多频带天线组件
US8970443B2 (en) 2013-02-01 2015-03-03 Digi International Inc. Compact balanced embedded antenna
US9337537B2 (en) * 2013-05-08 2016-05-10 Apple Inc. Antenna with tunable high band parasitic element
US9865935B2 (en) * 2015-01-12 2018-01-09 Huawei Technologies Co., Ltd. Printed circuit board for antenna system
US9825357B2 (en) 2015-03-06 2017-11-21 Harris Corporation Electronic device including patch antenna assembly having capacitive feed points and spaced apart conductive shielding vias and related methods
US9819095B2 (en) 2015-05-08 2017-11-14 Ethertronics, Inc. Wideband wide beamwidth MIMO antenna system
WO2016189573A1 (en) 2015-05-28 2016-12-01 Nec Corporation Wideband antenna radiating element and method for producing wideband antenna radiating element
KR20170007086A (ko) * 2015-07-08 2017-01-18 삼성전기주식회사 외곽 도체를 이용한 다중대역 안테나를 갖는 전자 디바이스
KR102126581B1 (ko) * 2017-05-10 2020-06-25 (주)탑중앙연구소 초광대역 평면 안테나
WO2019010051A1 (en) 2017-07-07 2019-01-10 Commscope Technologies Llc NARROWBAND RADIANT ELEMENTS WITH ULTRA-WIDE BAND WIDTH
US10658762B2 (en) * 2017-07-14 2020-05-19 Apple Inc. Multi-band millimeter wave antenna arrays
US10903566B2 (en) 2017-09-28 2021-01-26 Apple Inc. Electronic device antennas for performing angle of arrival detection

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101356689A (zh) * 2005-11-15 2009-01-28 索尼爱立信移动通讯股份有限公司 具有宽的高频带带宽的无线电通信终端的多频带天线设备
CN203277656U (zh) * 2012-02-17 2013-11-06 苹果公司 电子设备及天线
US20140071022A1 (en) * 2012-09-11 2014-03-13 Lg Electronics Inc. Mobile terminal
CN106252829A (zh) * 2015-06-11 2016-12-21 三星电子株式会社 天线和包括天线的电子设备
US20170098897A1 (en) * 2015-10-01 2017-04-06 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Reconfigurable mimo and sensing antenna system
CN106099354A (zh) * 2016-08-05 2016-11-09 深圳前海科蓝通信有限公司 一种双频内置天线及其设计方法
CN109286076A (zh) * 2017-07-20 2019-01-29 苹果公司 可调节多输入多输出天线结构
CN109494453A (zh) * 2017-09-11 2019-03-19 苹果公司 包括导电显示结构的电子设备天线
CN109494447A (zh) * 2017-09-11 2019-03-19 苹果公司 具有隔离天线结构的电子设备
CN109494454A (zh) * 2017-09-11 2019-03-19 苹果公司 具有共享天线结构和分离返回路径的电子设备
CN109586048A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 苹果公司 包括带近场和非近场通信的共享结构的多天线的电子设备

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FEIHONG TANG ET AL: ""Design of low-profiled broadband multi-frequency double-layer patch antenna"", 《2016 IEEE MTT-S INTERNATIONAL MICROWAVE WORKSHOP SERIES ON ADVANCED MATERIALS AND PROCESSES FOR RF AND THZ APPLICATIONS（IMWS-AMP）》 *
张长青: ""面向5G的毫米波技术应用研究"", 《邮电设计技术》, no. 6, pages 30 - 34 *
王利红等: ""用于超薄手机的小型多频宽带平面天线的研究与设计"", 《测试技术学报》, vol. 27, no. 1, pages 41 - 45 *

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112768928A (zh) * 2020-12-30 2021-05-07 Oppo广东移动通信有限公司 天线组件及电子设备
CN112821043B (zh) * 2020-12-31 2023-09-22 Oppo广东移动通信有限公司 天线组件及电子设备
CN112821043A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 Oppo广东移动通信有限公司 天线组件及电子设备
CN112821064A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 Oppo广东移动通信有限公司 天线组件及电子设备
CN112821042A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 Oppo广东移动通信有限公司 天线装置及电子设备
CN112736448A (zh) * 2020-12-31 2021-04-30 Oppo广东移动通信有限公司 天线装置及电子设备
CN112736448B (zh) * 2020-12-31 2023-12-26 Oppo广东移动通信有限公司 电子设备
CN112821042B (zh) * 2020-12-31 2023-09-22 Oppo广东移动通信有限公司 电子设备
CN113013616A (zh) * 2021-02-24 2021-06-22 Oppo广东移动通信有限公司 天线组件及电子设备
CN113013595A (zh) * 2021-02-26 2021-06-22 Oppo广东移动通信有限公司 天线装置、壳体及电子设备
CN113067121A (zh) * 2021-03-24 2021-07-02 Oppo广东移动通信有限公司 电子设备
CN113067121B (zh) * 2021-03-24 2023-12-22 Oppo广东移动通信有限公司 电子设备
CN113193356A (zh) * 2021-04-25 2021-07-30 Oppo广东移动通信有限公司 天线装置、电子标签设备及通信系统
CN113193356B (zh) * 2021-04-25 2023-07-25 Oppo广东移动通信有限公司 天线装置、电子标签设备及通信系统
WO2022236472A1 (en) * 2021-05-08 2022-11-17 Confidex Oy Rfid transponder for a tyre
CN113659344A (zh) * 2021-07-13 2021-11-16 荣耀终端有限公司 一种基于寄生耦合的贴片天线和电子设备
CN113889749A (zh) * 2021-09-28 2022-01-04 Oppo广东移动通信有限公司 天线装置、电子设备、设备配件及电子组件
CN113889749B (zh) * 2021-09-28 2024-02-23 Oppo广东移动通信有限公司 天线装置、电子设备、设备配件及电子组件
WO2023169040A1 (zh) * 2022-03-10 2023-09-14 Oppo广东移动通信有限公司 天线组件、双频宽带天线和电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
US10957978B2 (en) 2021-03-23
US20200411986A1 (en) 2020-12-31
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