CN114006166A - 具有电容耦合馈电元件的多馈天线系统 - Google Patents

具有电容耦合馈电元件的多馈天线系统 Download PDF

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Abstract

诸如多馈天线系统的天线系统可以包括至少一个天线馈电元件。该天线系统可以包括天线环路元件。该至少一个天线馈电元件可以电容耦合到该天线环路元件。该至少一个天线馈电元件可以包括一个或多个电容耦合区域。该一个或多个电容耦合区域可以形成该至少一个天线馈电元件到该天线环路元件的电容耦合的至少一部分。

Description

具有电容耦合馈电元件的多馈天线系统
优先权要求
本申请要求标题为“Mutlifeed Antenna System with Capacitively CoupledFeed Elements”、提交日为2020年7月28日的美国临时申请第63/057,308号的优先权权益，该美国临时申请通过引用并入本文中。
技术领域
本公开的示例性方面大体上涉及天线系统的领域，例如，该天线系统诸如为具有电容耦合馈电元件的多馈天线系统。
背景技术
天线系统可以传播和/或接收通过空气和/或其他材料而从源传输到目的地的电磁波。各种材料类型可以影响电磁波被传播的方式。
发明内容
本公开的实施例的各方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从下面的描述中了解，或者可以通过对实施例的实践而了解。
本公开的一个示例性方面针对一种天线系统，诸如多馈线天线系统。该天线系统可以包括至少一个天线馈电元件。该天线系统可以包括天线环路元件。该至少一个天线馈电元件可以电容耦合到该天线环路元件。该至少一个天线馈电元件可以包括一个或多个电容耦合区域。该一个或多个电容耦合区域可以形成该至少一个天线馈电元件到该天线环路元件的电容耦合的至少一部分。
本公开的另一个示例性方面针对一种被配置用于RF通信的移动设备。该移动设备可以包括被配置为向用户显示信息的屏幕。该移动设备可以包括被配置为接收来自用户的输入的一个或多个用户输入部件。该移动设备可以包括被配置为存储计算机可解释的数据的一个或多个存储器设备。该移动设备可以包括被配置为执行计算指令的处理器。该移动设备可以包括天线系统，诸如一种包括具有一个或多个电容耦合区域的至少一个天线馈电元件和电容耦合到该至少一个天线馈电元件的天线环路元件的天线系统。
本公开的其他方面涉及各种系统、装置、非临时性计算机可读介质、用户界面和电子设备。
参照下面的描述和所附的权利要求，本公开的各种实施例的这些和其他特征、方面和优点将得到更好的理解。纳入本说明书并构成其一部分的附图示出了本公开的示例性实施例，并与描述一起用于解释相关原理。
附图说明
针对本领域普通技术人员的实施例的详细讨论在说明书中阐述，其对附图进行参考，其中：
图1示出了根据本公开的示例性实施例的、具有多个带有一个或多个电容耦合区域的天线馈电元件的示例性多馈天线系统；
图2示出了根据本公开的示例性实施例的、具有多个带有一个或多个电容耦合区域的天线馈电元件的示例性多馈天线系统；
图3A示出了根据本公开的示例性实施例的示例性三维多馈天线系统，该系统具有多个带有一个或多个电容耦合区域的天线馈电元件；
图3B示出了根据本公开的示例性实施例的、图3A的示例性三维多馈天线系统的正面剖视图；以及
图4示出了根据本公开的示例性实施例的示例性馈电元件的正面剖视图。
在多个附图中重复出现的参考标号旨在标识各种实施方式中的相同特征。
具体实施方式
现在将详细参考实施例，附图中示出了实施例的一个或多个示例。每个示例都是以解释实施例的方式提供的，而不是对本公开的限制。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以对实施例进行各种修改和变化，而不偏离本公开的范围或精神。例如，作为一个实施例的一部分所示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以产生进一步的实施例。因此，本公开的各个方面旨在涵盖此类修改和变化。
本公开的示例性方面针对用于射频(RF)通信的天线系统。对于许多设备而言，诸如对于移动设备，空间约束可以限制用于RF通信的天线系统的有效性。例如，可以对天线系统和/或相关电路(例如，RF电路、控制电路等)可能占用的空间的体积和/或形状施加约束。例如，在某些情况下，可以优选采用多馈天线，该多馈天线包括与多个天线馈电元件耦合(例如，电容耦合)的天线环路元件，其可以有助于减小天线系统的占据空间(footprint)(例如，占用空间的总量和/或某些尺寸)。
本公开的示例性方面可以提供改善的天线系统。例如，本公开的示例性方面针对用于RF通信的天线系统(例如，多馈天线系统)。该天线系统可以是多馈天线系统，诸如包括多个天线馈电元件的天线系统。该天线系统可以包括任何数量(例如，任何多个)的天线馈电元件，诸如一个或多个天线馈电元件，诸如两个或更多个天线馈电元件。
天线馈电元件可以耦合(例如，电容耦合)到天线环路元件。天线环路元件可以被配置为基于天线馈电元件处的馈电信号，来发送和/或接收RF信号(例如，电磁信号，诸如辐射信号)。例如，天线环路元件可以被配置为基于每个天线馈电元件处的馈电信号来辐射信号。作为一个示例，天线环路元件可以形成电流路径。天线环路元件(例如，电流路径)可以与天线馈电元件处的馈电信号相互作用。在一些实施例中，天线环路元件可以是折叠的天线环路元件。例如，天线环路元件可以包括天线环路元件(例如，电流路径)的一个或多个弯折。在一些实施例中，天线环路元件可以是平面的，诸如由一个或多个主要是二维的金属片材形成。
天线环路元件可以用作多个天线馈电元件的“公共”辐射元件，该多个天线馈电元件诸如在多个频段下(例如，用于多个通信功能)。因此，包括具有公共辐射元件(其是由天线环路元件形成的)的天线系统的设备可以体验到天线系统的减小的占据空间。例如，包括本文所描述的天线系统的设备可以避免为各自包括独特的天线辐射元件的多个独特的天线系统(例如，每个独特的天线系统被配置用于特定的频段和/或通信功能)设置专属空间。例如，天线辐射元件的最低谐振频率的谐波可以被配置用于第一RF电路。将天线辐射元件用作多个天线馈电元件的公共辐射元件，可以允许谐波被至少第二RF电路再使用(reuse)，而不需要用于第二RF电路的独特的辐射元件。这有助于与多个辐射元件的省略相关联的空间和/或复杂性节省。
根据本公开的示例性方面，(一个或多个)天线馈电元件可以是或可以包括一个或多个电磁耦合区域。例如，电磁耦合区域可以是或可以包括一个或多个电容耦合区域。电磁耦合区域(例如，电容耦合区域)可以在天线馈电元件内提供电磁耦合。例如，电磁耦合区域可以定义天线馈电元件的一个或多个部分、区段等之间的电磁耦合，诸如甚至在没有外部组件(例如，天线环路元件)的情况下。此外，电磁耦合区域(例如，电容耦合区域)可以在天线馈电元件与天线环路元件之间提供改善的电容耦合。改善的电容耦合可以诸如通过提供馈电信号对由天线环路元件形成的电流环路的更强效果和/或提供其他优势，而改善天线系统的性能。
作为一个示例，具有(一个或多个)电磁耦合区域的天线馈电元件可以是或可以包括隔离磁偶极子(IMD)天线馈电元件。例如，隔离磁偶极子天线馈电元件可以均包括至少一个电容耦合区域。例如，在一些实施例中，隔离磁偶极子天线馈电元件可以包括螺旋形平面部分以形成隔离磁偶极子。在一些实施例中，天线馈电元件可以是平面的，诸如由主要是二维的金属片材形成。
天线馈电元件可以均被配置用于RF信号发送和/或RF信号接收，诸如在特定频率和/或特定频段下。例如，每个天线馈电元件可以单独和/或集体地被配置为执行RF通信。作为示例，每个天线馈电元件可以被配置为在不同的频段内提供信号，诸如跨越一频段的至少一部分。例如，在一些实施方式中，第一天线馈电元件可以与第一频率(例如，第一频段)相关联(例如，配置为在第一频率下接收和/或提供信号)，并且/或者第二天线馈电元件可以与第二频率(例如，第二频段)相关联(例如，配置为在第二频率下接收和/或提供信号)。第二频率可以与第一频率不同。
附加地和/或替代地，在一些实施例中，电磁耦合区域(例如，电容耦合区域)可以在天线馈电元件处提供频率过滤。例如，可以选择电磁耦合区域(例如，电容耦合区域)的尺寸和/或其他特性，诸如，例如间隙宽度、长度、迹线(trace)宽度等，使得这些区域提供频率过滤。频率滤波可以改善多个天线馈电元件中的每个天线馈电元件之间的隔离。例如，天线馈电元件可以被设计成：对除了该天线馈电元件打算使用的选定频率和/或频带以外的频率下的振荡电信号是有抵抗力的。作为一个示例，在一些实施例中，多个天线馈电元件中的第一个天线馈电元件可以与第一频率相关联(例如，配置为在第一频率下使信号谐振)。此外，多个天线馈电元件中的第二天线馈电元件可以与第二频率相关联。第二频率可以与第一频率不同(例如，具有很少重叠到没有重叠)。第一天线馈电元件可以被配置为过滤第二频率。例如，第一天线馈电元件可以被配置为不对第二频率下的信号作出反应，和/或对第二频率下的信号具有减少的衰减。
作为一个示例，天线系统可以在移动设备中实现，诸如手机、智能电话、平板电脑、笔记本电脑、寻呼机、个人数字助理或任何其他合适的移动设备。移动设备可以被配置用于RF通信。移动设备可以包括被配置为向用户显示信息的屏幕。附加地和/或替代地，移动设备可以包括被配置为接收来自用户的输入的一个或多个用户输入组件。附加地和/或替代地，移动设备可以包括被配置为存储计算机可解释的数据的一个或多个存储器设备。附加地和/或替代地，移动设备可以包括被配置为执行计算指令的处理器。附加地和/或替代地，移动设备可以包括根据本公开的示例性方面的多馈天线系统，诸如包括多个天线馈电元件和天线环路元件的多馈天线系统。多个天线馈电元件可以电容耦合到天线环路元件。多个天线馈电元件可以包括一个或多个电容耦合区域，该一个或多个电容耦合区域增加了多个天线馈电元件中至少一个天线馈电元件到天线环路元件的电容耦合。
天线系统可以被配置为接收和/或发送用于移动设备的操作的部分或全部无线(例如，射频)信号，诸如，例如蜂窝信号、蓝牙信号、Wi-Fi信号、RFID信号和/或任何其他合适的信号，和/或其组合。例如，在一些实施例中，天线系统(例如，每个天线馈电元件)可以耦合到RF电路。RF电路可以包括各种电路(例如，调制器、控制电路、信号处理、上采样器和/或下采样器等)，这些电路被配置为向天线馈电元件提供合适的RF信号以进行发送，和/或为各种下游电路(例如，移动设备的处理器)准备来自天线馈电元件的接收信号。
天线系统(例如，天线馈电元件)可以被配置用于RF信号发送和/或RF信号接收。例如，天线系统(例如，天线馈电元件)可以被配置为执行RF通信。作为一个示例，天线系统(例如，天线馈电元件)可以在移动设备中实现，诸如手机、智能电话、平板电脑、笔记本电脑、寻呼机、个人数字助理或任何其他合适的移动设备。例如，移动设备可以包括被配置为向用户显示信息和/或从用户接收输入的屏幕。作为另一示例，移动设备可以包括一个或多个处理器(例如，基带处理器)，该一个或多个处理器被配置为执行与移动设备的操作相关联的计算。作为另一示例，移动设备可以包括电信电路(例如，RF电路)，该电信电路被配置为提供电信通信，诸如语音通信(例如，电话服务)和/或其他通信(例如，文本通信，诸如SMS)。
天线系统(例如，天线馈电元件)可以被配置为接收和/或发送用于移动设备操作的部分或全部无线(例如，射频)信号，诸如，例如蜂窝信号、蓝牙信号、Wi-Fi信号、RFID信号和/或任何其他合适的信号，和/或其组合。例如，在一些实施例中，天线系统(例如，天线馈电元件)可以耦合到RF电路。RF电路可以包括各种组件(例如，前端模块、调制器等)，这些组件被配置为向天线系统(例如，天线馈电元件)提供RF信号和/或从天线系统(例如，天线馈电元件)提供RF信号，诸如以实现移动设备的电信通信和/或其他功能。
根据本公开的示例性方面的天线系统可以提供许多技术效果和益处。例如，将天线环路元件用作多个天线馈电元件(诸如，多个不同频率下的和/或用于多个不同通信任务的天线馈电元件)的公共辐射结构，例如，可以诸如在移动设备应用和/或其他合适的应用中提供天线系统的减少的占据空间。此外，使用隔离磁偶极子馈电元件可以减少由例如背景材料、其他具有RF功能的设备、设备定位等引起的失谐(detuning)。附加地和/或替代地，归因于在IMD馈电元件处的电容耦合区域，使用隔离磁偶极子馈电元件可以加强到天线环路元件的电容耦合，其可以提供例如改善的信号灵敏度和/或其他性能(例如，具有减小的和/或恒定的占据空间)。例如，通过在馈电元件处包括电容耦合区域，可以相对于馈电元件的一致的占据空间(例如，一致的长度)而增加了到天线环路元件的电容耦合。附加地和/或替代地，可以减小馈电元件的占据空间(例如，馈电元件的长度)，同时保持相当的性能质量。
现在将参考附图详细讨论本公开的示例性方面。本领域的普通技术人员应理解，附图中所描绘的示例性实施例仅用于说明目的，并且其中所描绘的组件可以根据本公开的示例性方面进行改变、修改、省略、重复或以其他方式改变。
图1示出了根据本公开的示例性实施例的示例性多馈天线系统100。多馈天线系统100可以包括多个导电元件(例如，第一馈电元件104、第二馈电元件112、天线环路元件120等)，这些导电元件可以被印制在介电材料上，例如，诸如FR4、塑料、陶瓷和/或任何其他合适的介电材料。例如，多馈天线可以至少部分地形成在块(例如，介电块)、衬底(例如，柔性衬底和/或刚性衬底)和/或任何其他合适的表面上。
多馈天线系统100可以包括多个天线馈电元件。例如，多馈天线系统100包括两个天线馈电元件，包括第一馈电元件104和第二馈电元件112。例如，多馈天线系统100包括第一馈电元件104，其一个端部分作为第一馈电点108耦合到RF信号源(例如，RF电路)，以及包括第二馈电元件112，其一个端部分作为第二馈电点116耦合到RF信号源(例如，RF电路)。根据本公开的示例性方面，可以在多馈天线系统中采用任何合适数量的天线馈电元件。例如，根据本公开的示例性方面，多馈天线系统可以包括三个或更多的馈电元件。
多馈天线系统100可以包括天线环路元件120。例如，天线环路元件120可以是折叠的环路元件。天线环路元件120可以被配置为包括第一接地部分123，该部分具有短接到地的第一端部分124，以及包括第二接地部分127，该部分具有短接到地的第二端部分128。在一些实施例中，第一端部分124和第二端部分128中的一个可以被短接到地，而另一个端部分保持开路。附加地和/或替代地，接地部分123和127可以合并成一个，而在中间没有间隙，从而提供短接到地的一个端部分。
天线馈电元件104、112可以耦合(例如，电容耦合)到天线环路元件120。天线环路元件120可以被配置为基于天线馈电元件104、112处的馈电信号，来发送和/或接收RF信号(例如，电磁信号，诸如辐射信号)。例如，天线环路元件120可以被配置为基于每个天线馈电元件104、112处的馈电信号来辐射信号。作为一个示例，天线环路元件120可以形成电流路径。天线环路元件120(例如，电流路径)可以与天线馈电元件104、112处的馈电信号相互作用。
第一馈电元件104可以通过第一间隙132而电容耦合到天线环路元件120。附加地和/或替代地，第二馈电元件112可以通过第二间隙136而电容耦合到天线环路元件120。因此，这两个馈电元件104和112共同地电容耦合到一个天线环路元件120。每个馈电元件104和112的形状和尺寸，以及每个间隙132和136的宽度和长度，可以被设计为适应以下设计约束和/或指标，诸如，例如目标谐振、带宽和其他性能指标。例如，在一些实施方式中，第一天线馈电元件104可以由具有第一宽度的第一间隙132与天线环路元件120隔开，且第二天线馈电元件112可以由具有第二宽度的第二间隙136与天线环路元件隔开。第二宽度(例如，第二间隙136的宽度)可以不同于第一宽度(例如，第一间隙132的宽度)。附加地和/或替代地，在一些实施方式中，第一馈电元件104可以被配置为比第二馈电元件112短，使得：与第二馈电元件112的频带相比，较高的频带可以与第一馈电元件104相关联；并且/或者，与第一馈电元件104的频带相比，较低的频带可以与第二馈电元件112相关联。
天线环路元件120可以包括例如天线环路元件120(例如，电流路径)中的一个或多个弯折。在一些实施例中，天线环路元件120可以是平面的，诸如由一个或多个主要是二维的金属片材形成。例如，天线环路元件120可以由多个平面区段形成，该多个平面区段在一个或多个弯折处相交。每个区段的形状和尺寸和/或天线环路元件120在第一端部分124和第二端部分128之间的弯折数量可以被设计为适应以下设计约束和/或指标，诸如，例如目标谐振、带宽和其他性能指标。图1示出对称的天线环路元件120。然而，在一些实施例中，天线环路元件120可以是不对称的。图1示出了具有尖角的天线环路元件120。然而，在一些实施例中，可以使用一个或多个圆角来代替天线环路元件120的弯折处的任何尖角。天线环路元件120的区段的宽度可以变化。例如，宽的片状物和/或细的蜿蜒线可以被用于天线环路元件120的一些区段。作为一个示例，在一些实施例中，天线环路元件120可以包括具有第一宽度的第一区段和具有第二宽度的第二区段。第二宽度可以与第一宽度不同。
天线环路元件120可以用作多个天线馈电元件104、112的“公共”辐射元件，该多个天线馈电元件诸如在多个频段下(例如，用于多个通信功能)。因此，包括具有由天线环路元件120形成的公共辐射元件的天线系统的设备可以体验到天线系统的减小的占据空间。例如，包括多馈天线系统100的设备可以避免为各自包括独特的天线辐射元件的多个独特的天线系统(例如，每个被配置用于特定的频带和/或通信功能)设置专属空间。
根据本公开的示例性方面，天线馈电元件104、112可以是或可以包括一个或多个电磁耦合区域111、113。例如，电磁耦合区域111、113可以是或可以包括一个或多个电容耦合区域。电磁耦合区域111、113(例如，电容耦合区域)可以在天线馈电元件104、112内提供电磁耦合。例如，电磁耦合区域111、113可以在天线馈电元件处定义电磁耦合，诸如甚至在没有外部组件(例如，天线环路元件120)的情况下。此外，电磁耦合区域111、113(例如，电容耦合区域)可以提供天线馈电元件104、112与天线环路元件120之间改善的电容耦合。改善的电容耦合可以例如通过提供馈电信号对由天线环路元件120形成的电流环路的更强效果和/或提供其他优势，来改善多馈天线系统100的性能。
如图1所示，具有电磁耦合区域的天线馈电元件104、112是隔离磁偶极子(IMD)天线馈电元件104、112。例如，隔离磁偶极子天线馈电元件104、112可以均包括至少一个电容耦合区域。例如，在一些实施例中，隔离磁偶极子天线馈电元件104、112可以包括螺旋形平面部分，以形成隔离磁偶极子。在一些实施例中，天线馈电元件104、112可以是平面的，诸如由主要是二维的金属片材形成。
天线馈电元件104、112可以均配置用于RF信号发送和/或RF信号接收，例如在特定频率和/或特定频段下。例如，天线馈电元件104、112中的每一个可以单独和/或集体地被配置为执行RF通信。作为示例，天线馈电元件104、112中的每一个可以被配置为在不同的频段内提供信号，诸如跨越一频段的至少一部分。
图2示出了根据本公开的示例性实施例的多馈天线系统200。多馈天线系统200可以包括参照图1的多馈天线系统100讨论的一个或多个组件，诸如，例如第一馈电元件104、第二馈电元件112、辐射环路120等。此外，多馈天线系统200可以包括馈电调谐元件202和204和/或环路调谐元件206和204。在一些实施例中，可以省略调谐元件202、204、206、208中的一个或多个。例如，一些实施例可以只包括调谐元件202、204、206、208的子集。
馈电调谐元件(例如202、204)可以耦合到天线馈电元件(例如104、112)。例如，第一馈电调谐元件202可以耦合到第一馈电元件104。例如，第一馈电调谐元件202可以耦合到第一馈电点108(例如，作为RF信号源)。附加地和/或替代地，第二馈电调谐元件204可以耦合到第二馈电元件112。例如，第二馈电调谐元件204可以耦合到第二馈电点116(例如，作为RF信号源)。在一些实施例中，第一馈电调谐元件202可以与第二馈电调谐元件204布置在同一衬底上、同一封装中等。
馈电调谐元件202、204可以被配置为对到馈电元件104、112的信号连接(例如，到RF电路的信号连接)进行改变。例如，馈电调谐元件202、204可以是或可以包括一个或多个可调谐组件，该一个或多个可调谐组件被配置为改变馈电元件104、112处的电气特性。作为一个示例，一个或多个可调谐组件可以是或可以包括被配置为改变馈电元件104、112处的电阻、电容、电感、电抗等的可调谐组件。作为一个示例，可调谐组件可以是或可以包括有源组件，诸如，例如变容器、变容二极管、变阻器等。附加地和/或替代地，作为另一示例，馈电调谐元件202、204(例如，可调谐组件)可以是或可以包括一个或多个开关(例如，单极开关)，该一个或多个开关被配置为从多个候选信号连接中选择性地配置一个或多个信号连接。例如，多个候选信号连接可以各自具有独特的组件(例如，无源和/或有源组件，诸如，例如电容器、电感器、电阻器、布线长度等)配置，其在馈电元件104、112处提供独特的电气特性。开关可以选择一个或多个候选信号连接作为信号连接(例如，到RF电路的信号连接)。作为一个示例，馈电调谐元件202、204可以被配置用于调谐、阻抗匹配等。例如，在一些实施例中，馈电调谐元件202、204可以提供阻抗负载或其他电气特性调整，从而可以调谐多馈天线系统200，以补偿和/或减轻(例如，抵消)诸如当头部或手部被置于设备附近时从环境或状况中产生的干扰效应。
环路调谐元件(例如，206，208)可以耦合到天线环路元件120。例如，第一环路调谐元件206可以耦合到第一端部分124。附加地和/或替代地，第二环路调谐元件208可以耦合到第二端部分128。在一些实施例中，第一环路调谐元件206可以与第二环路调谐元件208布置在相同的衬底上、相同的封装中等。附加地和/或替代地，在一些实施例中，环路调谐元件206、208中的一个或两者可以与馈电调谐元件202、204中的一个或两者一起布置在一个衬底上、同一封装中等。
环路调谐元件206、208可以被配置为对到天线环路元件120的一个或多个接地连接进行改变。例如，环路调谐元件206、208可以是或可以包括一个或多个可调谐组件，该一个或多个可调谐组件被配置为改变天线环路元件120处的电气特性。作为一个示例，一个或多个可调谐组件可以是或可以包括被配置为改变天线环路元件120处的电阻、电容、电感、电抗等的可调谐组件。作为一个示例，可调谐组件可以是或可以包括有源组件，诸如，例如变容器、变容二极管、变阻器等。附加地和/或替代地，作为另一示例，环路调谐元件206、208(例如，可调谐组件)可以是或可以包括一个或多个开关(例如，单极开关)，该一个或多个开关被配置为从多个候选接地连接中选择性地配置一个或多个接地连接。例如，多个候选接地连接可以各自具有独特的组件(例如，无源和/或有源组件，诸如，例如电容器、电感器、电阻器、布线长度等)配置，其在天线环路元件120处(例如，在端部分124、128处)提供独特的电气特性。开关可以选择一个或多个候选的接地连接作为接地连接(例如，到RF电路的接地连接)。
在一些实施例中，根据本公开的示例性方面的多馈天线系统可以是平面天线系统。例如，可以与图1和图2的图示类似地，在空间中布置平面天线系统。例如，天线中可以包括两个或更多的馈电元件，并且每个馈电元件被配置为直接和/或间接地电容耦合到公共天线环路元件。馈电元件和/或天线环路元件可以被布置成平面配置，例如被布置在公共(例如，平面的)衬底上。在一些实施例中，根据本公开的示例性方面的多馈天线系统可以被配置为三维的。例如，三维天线系统可以在空的空间中形成，在介电块的表面上形成，等等。三维天线系统可以为一些实施例呈现出更期望的空间轮廓。
图3A示出了根据本公开的示例性方面的三维多馈天线系统300的示例。例如，多馈天线系统300可以包括上面诸如关于图1和图2讨论的组件。例如，多馈天线系统300可以包括天线环路元件310、第一馈电元件320和/或第二馈电元件322。第一馈电元件320和/或第二馈电元件322可以包括一个或多个电磁耦合区域(例如，一个或多个电容耦合区域)。例如，第一馈电元件320和/或第二馈电元件322可以是或可以包括隔离磁偶极子馈电元件。第一馈电元件320和/或第二馈电元件322可以电容耦合到天线环路元件310。
天线环路元件310、第一馈电元件320和/或第二馈电元件322可以布置在三维支撑结构301的一个或多个表面上。三维支撑结构301可以是或可以包括例如空气(例如，来自元件本身所提供的结构支撑)、聚苯乙烯、诸如FR4、陶瓷、塑料、其他合适的介电材料之类的介电材料和/或任何其他合适的材料或其组合。例如，在一些实施例中，三维支撑结构301可以是或可以包括介电块。
作为一个示例，三维支撑结构301可以是或可以包括界定了三对间隔开和/或相对的表面的块。例如，第一馈电元件320和/或第二馈电元件322可以形成在第一表面(例如，X-Z平面)上。第二表面可以与第一表面隔开、平行和/或相对(例如，第二X-Z平面)。天线环路元件310的至少一部分可以形成在第二表面上。附加地和/或替代地，天线环路元件310的至少一部分可以形成在第一表面上。附加地和/或替代地，天线环路元件310的至少一部分可以形成在第三表面(例如，X-Y平面)上，该第三表面正交于第一表面和/或第二表面。例如，在一些实施例中，天线环路元件310被连续地形成在第一表面、第二表面和第三表面上。例如，三维折叠环路元件可以是通过将平面折叠环路元件弯折两次以覆盖三个表面而制成的。作为一个示例，在一些实施例中，天线馈电元件320、322和/或天线环路元件310的第一部分可以形成在第一表面上。附加地和/或替代地，天线环路元件310的第二部分可以形成在第二表面上。附加地和/或替代地，天线环状元件310的第三部分可以形成在第三表面上。第一部分、第二部分和/或第三部分可以连续地形成天线环状元件310的至少一部分和/或全部。
天线环路元件310可以通过第一端部分312和/或第二端部分314而耦合到接地结构302(例如，接地平面)。例如，天线环路元件310可以从第一端部分312到第二端部分314形成环路(例如，电流环路)。接地结构302可以与三维支撑结构301的一个或多个表面共面布置。例如，由接地结构302(例如，接地平面)形成的平面和/或形成接地结构302的平面可以与由三维支撑结构301定义的平面重合，在该平面上形成了多馈线天线系统300中的导电元件。例如，如图3A所示，第一馈电元件320和第二馈电元件322可以形成在与接地结构302共面的X-Z平面上。此外，天线环路元件310的至少一部分(例如，第一端部分312和/或第二端部分314)可以与接地结构302共面。
图3B示出了图3A的多馈天线系统300的正面剖视图。例如，如图3B所示，接地结构302、第一端部分312、第二端部分314和/或馈电元件320、322可以共面地形成(例如，在三维支撑结构301的同一表面上)。例如，如图3B所示，每个元件可以形成在X-Z平面上。
天线环路元件310、第一馈电元件320和/或第二馈电元件322的每个区段、部分等的形状和尺寸、用于电容耦合的每个间隙的宽度和长度、和/或元件的其他结构细节可以根据以下设计标准来设计，诸如，例如目标谐振、带宽和/或其他性能指标。例如，在一些实施例中，每个元件的形状和尺寸以及用于电容的每个间隙的宽度和长度可以被配置，从而提供700至960MHz区域的低频段附近的谐振，诸如覆盖LTE/WCDMA/CDMA/GSM频段(例如，第一馈电元件320处的)，和/或提供1700至2700MHz区域的高频段附近的谐振，诸如覆盖DCS/PCS/UMTS/LTE频段(例如，在第二馈电元件320处)。
图4示出了根据本公开的示例实施例的示例性馈电元件400的正面剖视图。例如，图4描绘了示例性隔离磁偶极子馈电元件400。根据本公开的示例性方面，馈电元件400可以被用于图1至图3B的多馈天线系统100、200、300的任何一个中，诸如用于图1至图3B的任何馈电元件104、112、320、322中。附加地和/或替代地，根据本公开的示例性方面，馈电元件400可被用于其他合适的天线系统中。
馈电元件400可以由任何合适的材料形成，诸如任何合适的导电材料。例如，馈电元件400可以由金属形成，诸如导电金属，例如，诸如铜、铁、钢、金、银、任何其他合适的导电金属、其合金和/或其组合。根据本公开的示例性方面，馈电元件400可以以任何合适的方式而被形成。例如，馈电元件400可以由例如衬底、三维支撑结构等的支撑结构上的迹线形成。在一些实施例中，支撑结构可以包括导电材料、介电材料和/或绝缘材料。作为另一示例，在一些实施例中，可以通过从一片材料(例如，导电材料)中移除材料的部分来形成馈电元件400。作为另一示例，在一些实施例中，可以通过熔焊、焊接、和/或以其他方式连接材料(例如，导电材料)的部分来形成馈电元件400。
馈电元件400可以包括一个或多个导体部分，例如多个导体部分(例如，导体部分401-406)，这些导体部分被耦合和/或以其他方式布置(例如，从另一个部分延伸)以形成馈电元件400。例如，馈电元件400可以从第一端411(例如，馈电端)延伸到第二端413(例如，终端)。例如，在一些实施例中，馈电端可以发送和/或接收馈电信号。例如，可以向第一端411(例如，馈电端)提供馈电信号(例如，RF信号)，以在馈电元件400处感应出辐射电磁信号。辐射信号可以与天线环路元件(例如，图1至图3B的天线环路元件120、310)相互作用，以使天线环路元件发送用于RF通信和/或其他功能的信号。附加地和/或替代地，在天线环路元件处接收到的RF信号可以在馈电元件400处感应出电信号，该电信号可以被发送到(例如，通过馈电端被发送到)RF电路。附加地和/或替代地，第一端411(例如，馈电端)可以耦合到一个或多个馈电调谐元件。
例如，馈电元件400可以包括第一导体部分401。第一导体部分401可以在第一方向上延伸。第一导体部分401可以包括第一端411。此外，馈电元件400可以包括第二导体部分402。第二导体部分402可以从第一导体部分401延伸。第二导体部分402可以在第二方向上延伸。第二方向可以与第一方向基本垂直(例如，在垂直线的约10度内)。在一些实施例中，第二导体部分402(例如，第二方向)可以与天线环路元件的一部分基本平行(例如，在平行线的约10度内)。
此外，馈电元件400可以包括第三导体部分403。第三导体部分403可以从第二导体部分402延伸。第三导体部分403可以在第三方向上延伸。第三方向可以与第一方向基本相反(例如，相差约180度)和/或与第一方向相反。例如，第三导体部分403可以基本平行于和/或平行于第一导体部分401。
此外，馈电元件400可以包括第四导体部分404。第四导体部分404可以从第三导体部分403延伸。第四导体部分404可以在第四方向延伸。在一些实施例中，第四方向可以与第二方向基本相反和/或与第二方向相反。例如，第四导体部分404可以基本平行于和/或平行于第二导体部分402。
此外，馈电元件400可以包括第五导体部分405。第五导体部分405可以从第四导体部分404延伸。第五导体部分405可以在第五方向上延伸。在一些实施例中，第五方向可以大约等同于和/或等同于第一方向。例如，第五导体部分405可以基本平行于和/或平行于第一导体部分401和/或第三导体部分403。例如，第五方向可以是第一方向，使得第五导体部分405可以在第一方向上延伸。
此外，馈电元件400可以包括第六导体部分406。第六导体部分406可以从第五导体部分405延伸。在一些实施例中，第六导体部分406可以是终端部分，例如包括第二端413(例如，终端)。第六导体部分406可以在第六方向上延伸。在一些实施例中，第六方向可以大约等同于和/或大约等同于第二方向。例如，第六导体部分406可以基本平行于和/或平行于第二导体部分402和/或第四导体部分404。例如，第六方向可以是第二方向，使得第六导体部分406可以在第二方向延伸。
应该理解，诸如本文所使用的，仅按惯例，在某一方向上“延伸”的部分仅用于描述第一端411与第二端413之间的空间布置。该描述并不是指代馈电元件400的任何必要的排序、制造工艺等。例如，导体部分可被视为在一个方向和/或与该方向相差180度的附加方向(例如，相反方向)上“延伸”。
在一些实施例中，第二导体部分402可以是最长的部分。例如，第二导体部分402的长度(例如，最长的尺寸)可以大于其他导体部分(例如，第一导体部分401和/或导体部分403-406)的长度。在一些实施例中，第一导体部分401和第三导体部分403可以具有大约等同的长度。在一些实施例中，第一导体部分401可以有比第三导体部分403更大的长度。在一些实施例中，第四导体部分404的长度可以短于第二导体部分402的长度。在一些实施例中，第五导体部分405的长度可以短于第一导体部分401和/或第三导体部分403的长度。在一些实施例中，第六导体部分406的长度可以短于第二导体部分402和/或第四导体部分404的长度。在一些实施例中，每个导体部分401-406的宽度(例如，较短的维度)可以是大约等同的。附加地和/或替代地，在一些实施例中，导体部分401-406中的一个可以具有与另一个导体部分401-406不同的宽度。
例如，在一些实施例中，可以以所谓的“螺旋”配置来布置导体部分，以形成螺旋形馈电元件，其中在对应方向上的每个后续(例如，按照从第一端411到第二端413的顺序)部分(例如，平行导体部分)具有比相同(例如，和/或相反)方向上的先前部分短的长度。例如，螺旋形馈电元件可以形成螺旋形间隙，该间隙延伸(例如，连续地)以触及每个非终端导体部分401-405的一个或多个侧面和终端部分(例如，第六导体部分406)的三个侧面。
馈电元件400可以包括一个或多个电容耦合区域(例如410、412)。例如，馈电元件400可以在馈电元件的平行导体部分之间形成电容耦合区域，该些平行导体部分诸如在具有最长长度的方向(例如，第二方向、第四方向、第六方向)上的平行导体部分。例如，第一电容耦合区域410可以在至少第二导体部分402和第六导体部分406之间形成。附加地和/或替代地，第二电容耦合区域412可以在至少第四导体部分404和第六导体部分406之间形成。即使在没有外部元件(例如，天线环路元件)的情况下，电容耦合区域410、412也能对至少某些频率呈现出电容耦合。附加地和/或替代地，根据本公开的示例性方面，电容耦合区域410、412可以增加馈电元件400(例如第二导体部分402)到天线环路元件的电容耦合。例如，与天线环路元件平行的导体部分(例如402、404、406)之间的至少电容耦合区域(例如410、412)可以与天线环路元件形成电容耦合，这在某些情况下可以增加馈电元件400到天线环路元件的整体电容耦合。作为一个示例，如果第一端411被通电，馈电元件400可以形成具有高隔离度的电容负载的磁偶极子(例如，隔离磁偶极子)。
如本文所使用的，与所陈述数值相关的“约”意指所陈述数值的10％以内。
本文仅出于说明的目的，将示例性实施例示出为具有两个馈电元件。本领域的普通技术人员应该理解，任何合适数量的馈电元件，例如，可以根据本公开的示例性方面而采用三个或更多的馈电元件和/或仅一个馈电元件。
虽然本主题已就其具体实施例进行了详细描述，但可以理解的是，本领域技术人员在了解了上述内容后，可以很容易地产生这些实施例的修改、变型和等价物。因此，本公开的范围是以举例的方式，而不是以限制的方式，而且本公开的主题并不排除包括对本领域的普通技术人员来说会是显而易见的、对本主题的这种修改、变型和/或补充。

Claims (20)

1.一种天线系统，包括：
至少一个天线馈电元件；以及
天线环路元件，所述至少一个天线馈电元件电容耦合到所述天线环路元件；
其中，所述至少一个天线馈电元件包括一个或多个电容耦合区域，所述一个或多个电容耦合区域形成所述至少一个天线馈电元件到所述天线环路元件的电容耦合的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述至少一个天线馈电元件包括一个或多个隔离磁偶极子天线馈电元件。
3.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述至少一个天线馈电元件包括多个天线馈电元件，并且其中，所述多个天线馈电元件中的第一天线馈电元件与第一频率相关联，并且所述多个天线馈电元件中的第二天线馈电元件与第二频率相关联，所述第二频率与所述第一频率不同。
4.根据权利要求3所述的天线系统，其中，所述第一天线馈电元件被配置为过滤所述第二频率。
5.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述至少一个天线馈电元件是平面的。
6.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述至少一个天线馈电元件包括多个导体部分，所述多个导体部分包括：
第一导体部分，其在第一方向上延伸；
第二导体部分，其在第二方向上从所述第一导体部分延伸，所述第二方向与所述第一方向基本垂直；
第三导体部分，其在第三方向上从所述第二导体部分延伸，所述第三方向与所述第一方向基本相反；
第四导体部分，其在第四方向上从所述第三导体部分延伸，所述第四方向与所述第二方向基本相反；
第五导体部分，其在所述第一方向上从所述第四导体部分延伸；以及
第六导体部分，其在所述第二方向上从所述第五导体部分延伸；
其中，在所述第二导体部分与所述第六导体部分之间形成第一电容耦合区域；以及
其中，在所述第四导体部分与所述第六导体部分之间形成第二电容耦合区域。
7.根据权利要求6所述的天线系统，其中，所述第二导体部分与所述天线环路元件基本平行。
8.根据权利要求6所述的天线系统，其中，所述多个导体部分中的每一个导体部分的宽度大约等同。
9.根据权利要求6所述的天线系统，其中，所述第一导体部分包括馈电端，所述馈电端耦合到RF电路并且被配置为在所述RF电路处接收和发送馈电信号。
10.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述天线环路元件通过一个或多个端部分耦合到接地结构。
11.根据权利要求10所述的天线系统，其中，所述接地结构包括接地平面。
12.根据权利要求10所述的天线系统，其中，所述天线系统还包括将所述天线环路元件耦合到所述接地结构的一个或多个环路调谐元件，其中，所述一个或多个环路调谐元件被配置为改变所述天线环路元件处的电气特性。
13.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述至少一个天线馈电元件由一间隙与所述天线环路元件隔开。
14.根据权利要求13所述的天线系统，其中，所述至少一个天线馈电元件包括多个天线馈电元件，并且其中，所述多个天线馈电元件中的第一天线馈电元件由具有第一宽度的第一间隙与所述天线环路元件隔开，并且所述多个天线馈电元件中的第二天线馈电元件由具有第二宽度的第二间隙与所述天线环路元件隔开，所述第二宽度与所述第一宽度不同。
15.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述至少一个天线馈电元件和所述天线环路元件形成在衬底上。
16.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述至少一个天线馈电元件和所述天线环路元件形成在三维支撑结构上。
17.根据权利要求16所述的天线系统，其中，所述三维支撑结构包括：
第一表面；
第二表面，其与所述第一表面相对；以及
第三表面，其正交于所述第一表面和所述第二表面；
其中，所述至少一个天线馈电元件和所述天线环路元件的第一部分形成在所述第一表面上，其中，所述天线环路元件的第二部分形成在所述第二表面上，并且其中，所述天线环路元件的第三部分形成在所述第三表面上。
18.根据权利要求1所述的天线系统，还包括耦合到所述至少一个天线馈电元件的一个或多个馈电调谐元件，其中，所述一个或多个馈电调谐元件被配置为改变所述至少一个天线馈电元件处的电气特性。
19.根据权利要求1所述的天线系统，还包括：
RF电路，其耦合到所述至少一个天线馈电元件。
20.一种被配置用于RF通信的移动设备，所述移动设备包括：
屏幕，其被配置为向用户显示信息；
一个或多个用户输入组件，其被配置为接收来自用户的输入；
一个或多个存储器设备，其被配置为存储计算机可解释数据；
处理器，其被配置为执行计算指令；以及
天线系统，其包括：
至少一个天线馈电元件；以及
天线环路元件，所述至少一个天线馈电元件电容耦合到所述天线环路元件；
其中，所述至少一个天线馈电元件包括一个或多个电容耦合区域，所述一个或多个电容耦合区域形成所述至少一个天线馈电元件到所述天线环路元件的电容耦合的至少一部分。
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