CN1239596A

CN1239596A - 可伸缩多频带天线

Info

Publication number: CN1239596A
Application number: CN97180282A
Authority: CN
Inventors: 应誌农; K·哈康松
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 1999-12-22
Also published as: GB2334382A; GB9907229D0; GB2334382B; US5963871A; WO1998015029A1; AU4578997A

Abstract

根据本发明示范性实施例，描述了用在两个或多个频率超频带中的可伸缩的天线。该可伸缩天线包括一个鞭状天线，该鞭状天线当可伸缩天线延伸时可工作；还包括一个非均匀的螺旋天线，该螺旋天线当可伸缩天线收缩时工作。例如，按本发明的可伸缩天线能设计用在工作在800MHz和1900MHz两个频率上。使用一个调配电路实现该鞭状天线的调谐。通过改变螺旋结构的参量能够完成对非均匀螺旋天线的两个谐振频率的调谐，这些参数例如包括线圈匝的倾角、线圈直径、长度和数量，以及间隔。

Description

可伸缩多频带天线

背景

本发明一般涉及无线通信系统，具体涉及能组装到便携终端上并允许便携终端在不同频带内通信的天线。

蜂窝电话行业在美国也在世界其余地区的商业运做已取得显著进步。在主要城市地区的增长远远超出预料并很快超过了系统容量。如果此趋势继续下去，此行业增长的后果将马上波及甚至最小的市场。需要新的解决方法以满足容量增长的需要并保持高质量服务和避免价格上涨。

在全世界，无线通信系统的一个重要进步是由模拟向数字传输的转变。同样显著的是选择一种有效的数字传输方案以实施下一代技术，即时分多址(TDMA)或码分多址(CDMA)。此外，普遍相信例如，使用下一代数字蜂窝系统基础设施的蜂窝载体将提供第一代个人通信网络(PCNs)，该网络使用低成本、袖珍尺寸、能轻松携带的无绳电话，能在家里、办公室、街道、汽车等中发出或接收呼叫。

为提供一个可接受的设备兼容性水平，在世界不同地区已建立了多个标准。例如，如AMPS(先进移动电话系统)NMT(北欧移动电话)和ETACS的模拟标准和如D-AMPS(即指定为EIA/TIA-IS-54-B和IS-136)和GSM(ETSI采用的全球移动通信系统)的数字标准已被公布以规范无线通信系统的设计标准。一旦建立，这些标准往往是以相同或相似的形式重复使用，以指定另外的系统。例如，在原有的GSM系统之外，也还存在DCS1800(由ETSI指定)和PCS1900(由J-STD-007中JTC指定)，两者均基于GSM。

可是，蜂窝通信服务中的最新革新涉及为手持移动通信应用而采用的额外频带，即用于个人通信服务(PCS)业务。以美国为例，蜂窝超频带为在800MHz范围执行和控制通信分配了两个频带(通常称为A频带和B频带)。另一方面，PCS超频带在美国被指定包括在1900MHz范围的六个频带(A，B，C，D，E和F)。这样，在美国的任何给定服务区域内现有八个频带可用于通信服务。已批准了用于PCS超频带的某些标准(即PCS1900(J-STD-007)，CDMA(IS-95)和D-AMPS(IS-136))，同时其它的标准已被批准用于蜂窝超频带(即AMPS(IS-54))。

指定为蜂窝和PCS超频带的每个频带被分配成多个业务信道和至少一个访问或控制信道。控制信道用于依靠移动站发射和接收的信息来控制或监督移动站的工作。这些信息包括来话呼叫信号、去话呼叫信号、寻呼信号、寻呼响应信号、位置登记信号、话音信道分配，维护指令、切换和当移动站从一个网孔的无线覆盖区移出并进入另一个网孔的无线覆盖区时的网孔选择或重选指令。控制或话音信道可工作在模拟方式、数字方式或组合方式。

这些由基站在业务和控制信道上的下行链路上发射的信号由移动或便携终端接收，每个移动或便携终端至少具有一个天线。过去，便携终端曾使用多个不同类型天线在无线接口上接收和发射信号。例如，已发现垂直安装在导电表面的单极天线可提供良好的辐射特性、理想的激励点阻抗和相对简单的结构。可用不同物理形式制造单极天线。例如，经常结合便携终端使用的杆状或鞭状天线。对于天线长度最小化的高频应用，另一个选择是螺旋天线。如图1所见，通过沿长度卷绕天线螺旋天线使设计变得更短。

为避免反射引起的损耗，天线通常被调谐到它们所需的工作频率。天线的调谐涉及到匹配由天线输入端看过去的阻抗以便输入阻抗看上去是纯电阻性的，即它将不具有明显的电抗成分。例如，调谐可通过测量和估计连接天线的输入阻抗和提供适合的阻抗匹配电路来实现。

如上所述，提供能工作在宽的不同频带例如，位于900MHz范围和1800MHz范围的便携终端将马上成为商业上所需要的。因此，不久将来的便携终端将需要使用在两频带内提供足够增益和带宽的天线。已作了一些尝试来制造这样的双频带天线。

例如，Phillips等人的美国专利第4571595号描述了具有锯齿形导体元件的一个双频带天线。该双频带天线能调谐到两个近距离分开的频带(例如以915MHz和960MHz中心)中的任意一个。可是，由于它实际上太靠近移动电话的机壳该天线的设计相对的低效率。

Kaloi等人的美国专利第4356492号描述了一个多频带微带天线，该天线包括由均匀的公共输入点工作在较宽分离频率上的多个分离的辐射单元。可是，这些辐射单元相互直接连接并需要一个接地板，按照这样的辐射单元该接地板完全覆盖电介质基片的相反面。这样，Kaloi的设计不适用于单极天线的应用和，实际上，以完全不同的方式起作用。

Shoemaker等人的美国专利第5363114号描述了一个二维螺旋天线，该天线包括通常一个平面的非导电载体层和一个有预选长度固定在载体层表面以螺旋形排列的平面辐射器。此天线的一种形式具有带并列分布关系的辐射器部分的弯曲样式以提供双频带工作。可是，看得出发生谐振的两频率涉及每个辐射器部分的长度和第一与第二端之间的总长度。尽管此设计可适合于它希望的目的，它不能以单极天线方式工作。

可伸缩天线是公知的，它能提供例如一个长度变化的天线。在其回缩位置，该天线具有便于袖珍使用的一个小尺寸。在其展开位置，可伸缩天线可具有较好的性能。

因此，需要提供具有单极天线的理想特性和为用于便携终端相对压缩尺寸的可伸缩天线设计。此外，更需要为不同的、重叠无线通信系统间的兼容性将这样一个可伸缩天线调谐到两个(或更多)频带。

概况

根据本发明的示范性实施例，便携终端装备了用非均匀螺旋结构制造的可伸缩、双频带天线。以此方式，制造出了高效率和其伸缩部分是小尺寸的双频带天线，例如，大约常规鞭状天线三分之一高度而增益相同。

本发明的示范性实施例提供了当鞭状天线被收缩时能用来与便携终端组合的各种非均匀螺旋天线。例如，根据第一示范性实施例，描述了具有恒定的直径但有着不同倾角线圈的一个非均匀螺旋天线。

根据第二示范性实施例，双频带天线包括具有不同直径的螺旋段。根据第三示范性实施例，天线包括圆锥螺旋形的螺旋。

本发明的另一个目的是提供通过改变螺旋参数将双频带天线调谐到两个(或更多)所需谐振频率上的技术。这些参数包括例如螺旋的长度、匝数、倾角和直径。

本发明的又一个目的是提供一种制造起来比常规双频带天线简单的可伸缩双频带天线。

附图的简要说明

结合附图阅读以下详细说明，本发明的以上和其它目的、特征和优点将更容易理解。

图1说明常规螺旋天线。

图2描述了工作在不同频带的重叠无线通信系统。

图3是一个可按照本发明的以超频带和频率选择标准编程的复用超频带/模式移动站的简化方框图。

图4A说明根据本发明的在其收缩位置的示范性可伸缩天线结构，其中螺旋结构是活动的。

图4B说明根据本发明的在其展开位置的示范性可伸缩天线结构，其中螺旋结构是活动的。

图4C-4E说明各种匹配网络可用于将可伸缩、多频段天线的一个鞭状部分根据本发明调谐到两个或更多谐振频率上。

图5A说明一个天线的线长度。

图5B-D表示非均匀螺旋的各种参数。

图6描述了根据本发明的示范性双频带非均匀螺旋天线。

图7A是说明根据本发明示范性可伸缩天线的非均匀螺旋天线部分的作为频率函数的回波损耗的一个图。

图7B是说明当连接到一个螺旋线匹配电路时可伸缩天线的鞭状天线部分作为频率函数的回波损耗的一个图。

图7C是说明当连接到一个线圈匹配电路时可伸缩天线的鞭状天线部分作为频率函数的回波损耗的一个图。

图8和9分别描述了图6天线在900和1810MHz的辐射样式。

图10和11说明一个流程图，描述根据本发明为调谐非均匀螺旋天线的示范性方法。

图12A-12E表示根据本发明非均匀螺旋天线的各种改型配置。

详细说明

在描述根据本发明的天线和包括天线的便携终端之前，为提供本发明来龙去脉下面提供一个双频带系统的简介。在本申请中作为术语使用的“超频带(hyperband)”指一组频率或频带，该频率或频带与相关另一个超频带的一组频率或频带较宽地隔开的。这样，每个超频带自身可包括稍微近些隔开的频带。例如，在美国推广的AMPS标准中，蜂窝超频带包括下行链路信道频带和上行链路信道频带。尽管本发明是以双超频带天线和便携终端为上下文描述的，本领域技术人员将意识到下列技术可延伸以允许工作在三个或更多不同超频带，例如，增加螺旋结构的额外匝数并将此结构调谐到三个或更多不同的谐振频率。

现参照图2中示出的网孔图说明一个示范性网孔配置，该配置具有不同网络和网络经营者，其中使用两个频率超频带提供无线通信服务。在此，一个任意的地理区域由第一经营者或服务公司控制分割为多个网孔10-18和由第二经营者或服务公司控制分割为网孔20-26。第一和第二经营者分别使用第一和第二频率超频带提供无线通信服务。例如，网孔10-18用六边形表示并包括使用DCS频率超频带即1800MHz范围通过复用信道提供通信的通信网孔。另一方面，网孔20-26用圆环表示并包括按照GSM频率超频带即900MHz范围通过复用信道向移动站提供蜂窝通信的通信网孔。

每个DCS网孔10-18包括至少一个配置的基站28便于在DCS频率超频带的某个信道上通信。同样地，每个网孔20-26包括至少一个配置的基站30便于在GMS频率超频带的某个信道上通信。当然，应理解每个网孔10-18和每个网孔20-26可分别包括多于一个的基站28和30，例如，在同一网孔的每个超频带中不同的服务公司提供不同频带上的GSM通信服务。

图示的基站28和30分别安放在每个网孔10-18和20-26的中心或附近。可是，根据地形或其它已知的因素，基站28和30之一或两者可改为安放在每个网孔10-18和20-26的周边或靠近周边，或换言之远离中心。在此例中，基站28和30可使用定向天线而非全向天线进行广播和与位于网孔10-18和20-26中的移动站32通信。每个基站28和30包括以本领域公知的方式和配置连接一个或多个收发信机。

图2示出了服务区中工作的大量移动站32。这些移动站32每个具有至少工作在GSM频率超频带和DCS频率超频带两者的必需的功能(即它们是能复用超频带通信的)和能够在不同模式例如，模拟或数字调制工作。在此针对图3将更详细地描述移动站32的配置和工作。

现参看图3，其中示出了根据本发明示范性实施例的复用超频带、复用模式移动站32的一个简化方框图。移动站32包括连接多个收发信机36的一个处理器(CPU)34。每个收发信机36被配置得工作在一个不同超频带的频带和信道上。例如，收发信机36(1)运行在900MHz频率范围的至少一个频带中的复用信道上，并被移动站32用来在GSM超频带上通信。另一方面，收发信机36(2)运行在1800MHz频率范围的至少一个频带中的复用信道上，并被移动站32用来在DCS超频带上通信。如包含有，剩余的收发信机36(3)和36(4)运行在其它频率范围；例如，包括那些被确定用于别的方面的另外的频率范围，它们不久将形成可利用的超频带。本领域技术人员将意识到本发明示范性实施例能仅包括收发信机36(1)和36(2)以减少单元成本。二者择一，可能使用一个能工作在任意一个频带上如900MHz或1800MHz的收发信机。依靠处理器34的输出信号，可选择收发信机36通信工作所用的频带和精确信道。另外，每个收发信机能被适配成一个双模式的模拟/数字收发信机。例如，在题为“多模式信号处理”的PaulW.Dent等人于1992年10月27日申请的美国专利申请第07/967027号中所描述的这种设备，结合该申请的公开内容作为参考。以此方式，每个移动站32能与它在漫游中所遇到的不同形式的网络如PCS1900和AMPS通信。

一个天线38被连接到收发信机36上用于在使用例如图3的基站28和30的蜂窝通信网络中发射和接收无线通信(语音和数据两者)。根据本发明的示范性实施例，天线38可作成如同下面更详细描述的包括一个非均匀、螺旋天线和一个鞭状天线的一个可伸缩天线。数据存储装置39(最好为只读存储器ROM和随机存储器RAM形式)也连接到处理器34。数据存储装置39用于存储在移动站32的控制操作中由处理器34执行的程序和数据。包括在移动站32中的其它部件41(如手机、键盘等)未在图3作特别表示，这些部件的性质、操作和与表示出的部件的内接是本领域技术人员所公知的。

根据本发明的一个双频带、可伸缩天线38的示范性实施例可包括调谐到两个或更多谐振频率的下面将描述的非均匀螺旋结构，以及包括具有匹配网络将其调谐到两个或更多谐振频率的一个鞭状天线结构。例如，可伸缩天线38可设计成如图4A和4B所示。其中，可伸缩天线38包括非均匀螺旋40和鞭状天线41。图4A表示了可伸缩天线在其收缩位置一个状态。这样，非均匀螺旋结构40担当了移动电话机42的天线。当在其收缩位置时，天线38的片43将螺旋天线40连接到馈送点44提供的馈送网络上。同时，馈送点44(和匹配网络45)从鞭状天线41上断开。下面更详细地描述螺旋天线40的设计和调谐因素。

图4B说明根据本发明的在其展开位置的可伸缩天线38。其中，鞭状天线41比图4A中伸展出移动站42机壳外更远。在此位置，螺旋结构40被压缩和依靠已经从移动机壳42移开的片43从馈送网络电断开。当在其展开位置时，鞭状天线41依靠将鞭状天线41调谐到两个不同谐振频率的双频带匹配网络45提供双频带能力。如上所述，也能支持三个或更多频带。能通过任何常规切换机构提供双频带匹配网络45与鞭状天线41之间的连接，该机构由指示天线38的展开或收缩位置的一个输入来控制。该匹配网络将鞭状天线调谐到两个(或更多)谐振频率上。例如，匹配网络45可作为包括如图4C中所示的一个电感性元件49和一个接地电容性元件51的一个网络实现。将根据所需的谐振频率选择具体的电感和电容值，如本领域技术人员所知的那样。根据物理结构的观点，电感性和电容性元件能以多种方式制造。例如，匹配网络45可如图4D中所示构成一个围绕一个接地导电针的线圈绕线。用另一种方法，匹配网络45可如图4E中所示构成一个与接地片相连的螺旋线。本领域技术人员将意识到其它物理结构是可能的，如一个集成电路。

根据本发明的将非均匀螺旋天线40调谐到两个(或更多)谐振频率上的技术是根据改变天线的分布电容和电感以获得所需的两个(或更多)谐振频率的原理。更明确地，调节非均匀螺旋结构的物理参数以便改变分布电容和电感。将在图5A-5D的帮助下讨论这些参数。图5A描述了根据本发明制造一个螺旋结构所用的线，但是在它的未卷绕状态。此线具有长度L1，该长度意义重大因为根据本发明的双频带非均匀螺旋结构的较低谐振频率取决于L1，因为在较低谐振频率螺旋结构作为四分之一波长单极天线工作。这样，产生一个根据本发明调谐到例如900MHz作为较低谐振频率的双频带非均匀螺旋天线，L1可选择为大约83mm。

为压缩此线，例如该线被如图5B所示卷绕成螺旋40。这产生了螺旋长度L2，此长度可为例如大约20mm而使用大约83mm线长度L1。可是，如图5B可见，螺旋40是非均匀的，即L3部分和L4部分不同。在此具体例子中，L3部分的倾角小于L4部分。

在根据本发明的天线中使用非均匀螺旋结构的原因是能够选择性地将天线调谐成另一个。如果螺旋结构是均匀的，即沿长度有恒定的倾角和螺旋直径，则第二谐振频率一般将发生在大约四分之三波长。在所述例子中，选择长度L1产生900MHz的低谐振频率，这将产生2700MHz的高谐振频率。可是，通常希望将天线调谐到其它某个高谐振频率。例如，如上所述，如果远端单元设计者想调谐天线用于DCS系统，可能会希望具有大约1800MHz的高谐振频率而非2700MHz。

在调谐根据本发明示范性实施例的非均匀螺旋天线中，第一步是考虑在高谐振频率上远端单元机壳的影响。通常，往往将降低高谐振频率的机壳将象天线一样起作用，例如在上面讨论的例子中从2700MHz到2400MHz。为把高谐振频率移得更低，需要增加螺旋天线结构线圈间的耦合(即电容性和电感性耦合)。按照本发明，这将通过使螺旋结构非均匀化来完成，例如，通过改变倾角和/或螺旋直径。现在将更详细地描述这些螺旋参数。

图5C中所示的螺旋具有由虚线50描述的轴。螺旋的这部分具有每个长度为L的四个线圈或匝。每个线圈或匝以间距S相互隔开。螺旋具有直径D与具有外侧两条虚线52和54所给出直径的想象圆柱体等同。

通常用于定义螺旋的另一个参数是倾斜参数。如果螺旋在平面上被展开，线圈间S、线圈长度L和螺旋直径D之间的关系为如图5D所示的三角形。所示的倾角可作为S/Dπ的反正切计算。

调节螺旋天线一段或多段的这些参数产生了非均匀螺旋天线，它被选择性地调谐到所需的高谐振频率。例如，使倾角沿螺旋结构的一段减少，就增加了电容性耦合接着降低了高谐振频率。调节直径影响了谐振频率的带宽。为帮助理解此技术，下面针对图6提供一个特别的例子，可是，本领域技术人员将意识到提供数值仅为了说明更简单。

在图6的例子中，调谐非均匀螺旋天线到合适的谐振频率(如，大约900MHz和大约1800MHz)以便使用此天线的便携终端能用于900MHz范围和1800MHz范围两者，如GSM和DCS系统两者。天线60具有馈源或源点62并由保护性、塑料外套64环绕。如上所述，在此例子中线长L1选择为大约83mm，以便低谐振频率大约为900MHz。接着，根据所需的天线结构高度选择长度L2。多种因素可影响到L2的选择，例如，天线是否为可伸缩的、远端单元机壳的尺寸、远端单元打算的用途等。根据本发明的非均匀螺旋天线的优点之一是能够选择任意的长度L2和然后按照此选择调节螺旋参数以将天线调谐到所需频率。

在此例子中，L2选择为20mm。下一步是将高谐振频率由大约2400MHz降低到大约1800MHz。这通过在螺旋匝之间提供一定数量的电容性耦合来完成，此数量如下所述能通过反复实验确定。在此例子中，天线60包括两个螺旋部分66和68。为提供足够的电容性耦合，试探性确定部分66应具有两个匝和大约4.5度的倾角，产生一个L4长度为4mm。部分68具有大约9度的较大倾角和L3长度为16mm。合成的非均匀螺旋结构直径为9mm。

图7-9说明了图6的示范性非均匀螺旋天线的性能。在图7A中，回波损耗对频率图表示非均匀螺旋天线在大约900MHz的第一谐振频率表现出大约-14.48dB的响应和在大约1800MHz的第二谐振频率大约-23.62dB的响应。此外，每个波段的-10 dB带宽在900MHz范围大约为136MHz(BW1)和在1800MHz范围大约为110MHz(BW2)。这在足够宽带宽内提供了充足的增益以使天线性能按照GSM和DCS二者的标准是可接受的。注意，通过比较的方法，在图7B和7C中图示了鞭状天线相似的回波损耗对频率图。其中，图7B表示带一个连接着的螺旋线匹配网络45且BW1＝大约290MHz和BW2＝大约250MHz的鞭状天线的回波损耗。图7C表示带一个连接着的线圈匹配网络45且BW1＝大约240MHz和BW2＝大约240MHz的鞭状天线41的回波损耗。

图8和9描述了图6中示范性非均匀双频带螺旋天线的天线辐射样式。特别地，图8表示了在1810MHz发射信号强度10dBm时在平面X-Z中的辐射样式，而图9表示了在900MHz发射信号强度10dBm时在平面X-Z中的辐射样式。从这些图中可看出，尽管尺寸只是常规这种天线的大约1/3，根据本发明的示范性非均匀螺旋天线的天线增益与由常规鞭状天线产生的增益大致相同。

如上面提到的，根据本发明用于将非均匀螺旋结构调谐到第二(和任何另外)谐振频率上的技术实质上是略带实验性和反复性的。这些技术可概括如下。图10是描述用于调谐根据本发明非均匀螺旋结构的一般步骤的流程图。其中，在步骤100，确定所需的谐振频率，例如900MHz和1800MHz。接着，在步骤110，根据最低所需谐振频率选择非均匀螺旋天线的线长度。例如，根据关系式f(为MHz)＝300/λ(为米)和给定的所需四分之一波长能初步确定线长度。可是，如果螺旋天线结构包括用于保护和封闭天线的电介质填充物(如塑料或橡胶)，则如下面所描述也考虑此填充物对线电长度的影响。在步骤120，根据例如上述设计标准选择螺旋高度(如图6中的L2)。

天线结构的这些参数建立后，开始实验性步骤。在方框130，测量螺旋结构的一个或更多谐振频率。如本领域技术人员将意识到的，这可用一个网络分析仪完成。在上述的示范性双模式实施例中，通常只测量均匀的高谐振频率。然后，在步骤140，测量出的谐振频率与在步骤100中确定的所需谐振频率比较。如果已获得了所需谐振频率，则过程结束。反之，过程流动到步骤150，其中调节上述一个或多个螺旋参数。例如，在此过程的第一次反复期间应用上面提供的例子，螺旋结构(任何修改之前)的高谐振频率将测出为大约2400MHz。由于在此例中所需的高谐振频率为1800MHz，将作一个调节，即通过减少螺旋的一匝或多匝的倾角来增加电容性耦合，和然后重复方框130和140。

另外，根据测量出的谐振频率是否高于或低于所需的谐振频率在步骤140进行调节。图11更详细地说明了步骤140。如果测量出的谐振频率高于所需的谐振频率(如在步骤160所确定的)，则在步骤170将减少非均匀螺旋结构中总的电容性耦合。反之，在步骤180将增加非均匀螺旋结构中总的电容性耦合。如同对本领域技术人员是明显的，改变螺旋匝之间的电容性耦合能通过改变螺旋的倾角或直径来完成，因为电容性耦合是导体间距离和导体表面积的函数。尽管图6提供的例子表示只改变螺旋的倾角，由于选择具体的螺旋长度L2引起的设计限制、也由于提供所需谐振频率周围一定带宽的要求，可能也必须改变直径。

如图6和7的例子所示，每个调谐的谐振频率的带宽可以不同。通过将具有较大倾角的较长部分68靠近馈送点62安置和将具有较小倾角的较短部分66更远些安置，900MHz的低谐振频率附近的带宽大于1800MHz的高谐振频率附近的带宽。

由于在步骤140所进行的不同螺旋参数调节(例如，改变倾角和/或改变螺旋直径)的次数和影响具体调节选择的不同设计限制数量(例如，所需的螺旋长度(L2)，选择出的谐振频率所需带宽，等)，本领域技术人员将认为根据本发明的非均匀螺旋天线的许多不同物理配置都是可能的。一些例子在图12A-12E中示出和在下面描述。

在图12A-12E中示出的例子未明确表示出天线的馈送点而取向假设馈送点(源端)在每个所示天线的最低点。这样，图12A描述了一个非均匀螺旋天线其中部分200和202的位置相对图6中的配置被颠倒过来。这样，具有较小倾角的部分200现在靠近源端，而具有较大倾角的部分202更远离源端。与例如图7中所示的带宽相比，此配置将提供低谐振频率附近的较小带宽和高谐振频率附近的较大带宽。

除了改变螺旋的倾角参数，也能改变螺旋线圈的直径以将根据本发明的天线调谐到两个或更多谐振频率上。例如，在图12B中，具有第一直径d的第一部分204靠近天线源端和具有第二直径D的第二部分206更远离源端。如图中所见，第一直径d小于第二直径D。一般来说，此配置往往在高谐振频率提供比低谐振频率大的带宽。此部分也能按颠倒顺序制作(如图12C所示)使具有较大线圈直径的部分206靠近天线源端安放，而具有较小线圈直径的部分204更远安放。这样，一般来说，图12C的配置往往在低谐振频率提供比高谐振频率大的带宽。

图12D表示出了另一个示范性、非均匀配置。其中，第一和第三螺旋天线部分208具有第一直径D′和插入其之间的第二螺旋天线部分210具有小于D′的第二直径。仍根据图12E所示的另一个示范性实施例，非均匀螺旋天线能采用在它们最窄点相互邻接的两个圆锥螺旋的形式。

上述示范性实施例是对本发明各方面的说明而非限制。这样，本发明据详细的实施例能具有许多改型，这些改型能由本领域技术人员从这里包含的说明派生出来。例如尽管本发明是针对GSM和DCS超频带上的工作描述的，应懂得已公开的发明可在任何大量可用的超频带内或跨越它们实施，例如，美国的AMPS(800MHz范围)和PCS(1900MHz范围)。所有这些改型和修改均被认为是下列权利要求定义的本发明精神和范围之内的。

Claims

1.调谐到一个第一和一个第二谐振频率的可伸缩天线包括：

一个鞭状天线具有选择性地连接着的一个匹配网络；和一个螺旋天线包括：

形成一个螺旋线具有一个第一和一个第二部分的一个延长的导体；

所述第一部分具有一个第一倾角和所述第二部分具有一个第二倾角，所述第一倾角不同于所述第二倾角；

其中选择所述第一和第二倾角将所述螺旋天线调谐到所述第二谐振频率。

2.权利要求1的可伸缩天线，其中所述延长的导体具有一个源端和另一端。

3.权利要求2的可伸缩天线，其中所述第一倾角大于所述第二倾角。

4.权利要求3的可伸缩天线，其中所述第一部分靠近所述源端和以便与所述第一谐振频率相关的一个带宽大于与所述第二谐振频率相关的一个带宽。

5.权利要求3的可伸缩天线，其中所述第二部分靠近所述源端和以便与所述第二谐振频率相关的一个带宽大于与所述第一谐振频率相关的一个带宽。

6.权利要求1的可伸缩天线，其中所述延长的导体具有近似于所述第一谐振频率的四分之一波长的长度。

7.调谐到一个第一谐振频率和一个第二谐振频率的一个可伸缩天线包括：

形成一个螺旋线具有一个第一部分和一个第二部分的一个延长的导体；

所述第一部分具有一个第一线圈直径和所述第二部分具有一个第二线圈直径，所述第一线圈直径不同于所述第二线圈直径；

其中选择所述第一和第二线圈直径将所述螺旋天线调谐到所述第二谐振频率。

8.权利要求7的可伸缩天线，其中所述延长的导体还包括一个第三部分，所述第三部分具有所述第一线圈直径。

9.权利要求7的可伸缩天线，其中所述延长的导体具有一个源端和另一端。

10.权利要求9的可伸缩天线，其中所述第一线圈直径大于所述第二线圈直径。

11.权利要求10的可伸缩天线，其中所述第一部分靠近所述源端。

12.权利要求10的可伸缩天线，其中所述第二部分靠近所述第二端。

13.权利要求10的可伸缩天线，其中所述延长的导体形成两个圆锥形螺旋线。

14.权利要求7的可伸缩天线，其中所述延长的导体具有近似于所述第一谐振频率的四分之一波长的长度。

15.一个移动站，该站能至少与使用第一频率超频带的第一类型无线通信网络通信和能至少与使用第二频率超频带的第二类型无线通信网络通信，所述移动站包括：

一个双超频带、可伸缩天线包括当所述可伸缩天线在展开位置时工作的一个鞭状天线部分和当所述可伸缩天线在收缩位置时工作的一个非均匀螺旋天线部分；

一个收发信机，用于使用所述双超频带、可伸缩天线发射和接收信号；和

一个处理器，用于控制所述收发信机和处理所述信号。

16.权利要求15的移动站，其中将所述非均匀螺旋天线部分根据所述非均匀螺旋天线的物理参数调谐到一个第一谐振频率和一个第二谐振频率。

17.权利要求16的移动站，其中所述物理参数包括至少倾角和螺旋直径之一。

18.权利要求15的移动站，其中当所述可伸缩天线在展开位置时所述鞭状天线有效地连接到一个匹配网络上。

19.权利要求18的移动站，其中所述匹配网络是一个线圈匹配网络。

20.权利要求18的移动站，其中所述匹配网络是一个螺旋线匹配网络。