CN1695269A - 具有共享隙缝结构的多频带天线 - Google Patents

Abstract

一种具有第一和第二工作频带的多频带天线。所述天线包括：主要与第一工作频带相关的第一贴片结构；与第一贴片结构电耦合并主要与第二工作频带相关的第二贴片结构；设置在第一贴片结构的第一部分和第二贴片结构之间、且主要与第一工作频带相关的第一隙缝结构；以及设置在第一贴片结构的第二部分和第二贴片结构之间、且与第一工作频带和第二工作频带相关的第二隙缝结构。还提供了所述多频带天线的安装结构，所述安装结构包括第一表面和与第一表面相对并与之重叠的第二表面。将第一和第二贴片结构安装于第一表面，以及将分别与第一和第二贴片结构相连的馈电点和接地点安装于第二表面。

Description

具有共享隙缝结构的多频带天线

技术领域

本发明大体上涉及天线领域。更具体地，提供了一种多频带天线，它非常适合于用在如个人数字助理、蜂窝电话和无线双向电子邮件通信设备等无线移动通信设备(此后将其统称为“移动设备”)中。

背景技术

具有支持多频带通信的结构的移动设备是已知的。许多这样的移动设备利用螺旋、“倒F”或可伸缩结构。螺旋和可伸缩天线通常安装在移动设备的外部，而倒F天线通常嵌入在设备的外壳或箱体的内部。通常，出于机械和人机工程学的原因，对于移动通信设备而言，嵌入式天线优于外部天线。嵌入式天线受到移动设备外壳或箱体的保护，因此，要比外部天线更为耐用。虽然外部天线与移动设备的周围环境发生物理上的干扰而导致移动设备难以使用(尤其是在有限空间的环境中)，嵌入式天线却很少遇到这种问题。

但是，在一些移动设备中，已知的嵌入式结构和设计技术提供了相对较差的通信信号辐射和接收，至少是在移动设备的特定工作位置处。移动设备天线设计的一个最大问题是要确保天线能够在不同的位置处有效工作，由于天线位置随着移动设备的移动而改变。例如，移动设备的典型工作位置包括：数据输入位置，在该位置，单手或双手握持移动设备，如用户输入电话号码或电子邮件消息时；语音通信位置，在该位置，握持移动设备靠近用户的头部，并且扬声器和麦克风用于进行交谈；以及“放下”位置，在该位置，用户并未使用移动设备，而是将其放在表面上、放在支座中、或存放在一些其他的存放装置中或上。在这些位置中，用户的头、手和身体、表面、支座和存放装置都可能会阻碍天线，从而恶化其性能。尽管在‘放下’位置用户并未主动使用移动设备，但天线在此位置仍需进行工作，以至少接收通信信号。已知的嵌入式天线的性能相对较差，尤其是在移动设备处于语音通信位置时。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种具有第一和第二工作频带的多频带天线，包括：主要与第一工作频带相关的第一贴片结构；与第一贴片结构电耦合并主要与第二工作频带相关的第二贴片结构；设置在第一贴片结构的第一部分和第二贴片结构之间、且主要与第一工作频带相关的第一隙缝结构；以及设置在第一贴片结构的第二部分和第二贴片结构之间、且与第一工作频带和第二工作频带相关的第二隙缝结构。

根据本发明另一方面的多频带天线系统包括多频带天线和安装结构。所述多频带天线具有第一和第二工作频带，并包括第一贴片结构、与第一贴片结构电耦合的第二贴片结构、设置在第一贴片结构的第一部分和第二贴片结构之间的第一隙缝结构、设置在第一贴片结构的第二部分和第二贴片结构之间的第二隙缝结构、与第一贴片结构电耦合的馈电点、以及与第二贴片结构电耦合的接地点。第一贴片结构、第一隙缝结构和第二隙缝结构形成针对第一工作频带的主辐射和接收结构，而第二贴片结构和第二隙缝结构形成针对第二工作频带的主辐射和接收结构。所述安装结构包括第一表面和与第一表面相对并与之重叠的第二表面。将第一和第二贴片结构安装于第一表面上，以及将馈电点和接地点安装于第二表面上。

还提供了一种包括多频带天线的无线移动通信设备。所述无线通信设备包括适合于发射和接收第一频带内的通信信号的第一收发机、适合于发射和接收第二频带内的通信信号的第二收发机、以及与第一收发机和第二收发机相连的多频带天线。所述多频带天线包括：主要与第一频带相关的第一贴片结构；与第一贴片结构电耦合并主要与第二频带相关的第二贴片结构；设置在第一贴片结构的第一部分和第二贴片结构之间、且主要与第一频带相关的第一隙缝结构；以及设置在第一贴片结构的第二部分和第二贴片结构之间、且与第一频带和第二频带相关的第二隙缝结构。

在以下详细描述的过程中，将描述本发明的其他特征和方案，或使其显而易见。

附图说明

图1是根据本发明实施例的多频带天线的顶视图；

图2是图1所示的多频带天线的等尺寸底视图；

图3是图1所示的多频带天线和天线安装结构的等尺寸底视图；

图4是处于组装位置的、图3所示的天线和安装结构的等尺寸顶视图；

图5是沿图4中的线5-5得到的天线和安装结构的剖面图；

图6是包括图4所示的多频带天线和安装结构的移动设备的后视图；以及

图7是典型移动设备的方框图。

具体实施方式

调整这里所描述的多频带天线中的结构的尺寸和形状，以调谐工作在多个频带中的多频带天线。在下述本发明的实施例中，多频带天线包括主要与第一工作频带和第二工作频带之一相关的结构、以及与第一和第二工作频带都相关的共享结构。这使得多频带天线能够用作多频带移动设备中的天线。例如，多频带天线适合于工作在全球移动通信系统(GSM)900MHz频带和个人通信系统(PCS)频带。本领域的普通技术人员应当清楚，GSM-900频带包括880-915MHz的发射子频带和925-960MHz的接收子频带，以及PCS频带类似地包括1850-1910MHz的发射子频带和1930-1990MHz的接收子频带。本领域普通技术人员还应当清楚的是，这些频带只是用于示例性的目的。代替地，可以设计这种天线使其工作在其他成对的工作频带中。

图1是根据本发明实施例的多频带天线的顶视图。多频带天线10包括结构12、14、16、18、20、22和24以及安装孔26、28、30、32、34和36。安装孔26、28、30、32、34和36用于将天线安装于安装结构，如以下结合图4进一步详细描述的那样。

多频带天线10包括贴片结构12和14、隙缝结构16和18、以及调谐结构20和24。贴片天线由于其较低的剖面和实质上无限可能的形状和尺寸以及内在的灵活性而得到普及，这些特性使其能够适应大多数表面轮廓。贴片天线极化可以是线性的或椭圆的，主极化分量平行于贴片的表面。隙缝天线用于通过改变其朝向来增强所需方向上的场强。通过天线形状和尺寸来建立贴片和隙缝天线的工作特性。贴片和隙缝天线的工作原理对于本申请所涉及领域的普通技术人员而言是公知的。

在多频带天线10中，贴片结构12是主要与多频带天线10所工作的第一频带相关的第一结构。贴片结构12通常是C形的，包括：两个端部，在图1所示的视图中，位于多频带天线10的左侧和右侧；邻接部分，沿着多频带天线10的顶部。贴片结构12的尺寸和形状对于第一频带中的天线工作特性具有最为显著的影响，如第一频带的实际频率，以及第一频带中的天线增益等。当然，在如10等任何多频带天线中，与一个频带相关的天线部件的改变也可能影响天线的另一工作频带，尽管在多频带天线10中，结构12对第二工作频带的影响并不显著，稍后将对其进行更为详细的描述。

贴片结构14是主要与多频带天线10的第一工作频带相关的第二结构。与前述贴片结构12一样，包括如频率和增益等、多频带天线10在第二频带中的工作特性主要受到第二结构14的尺寸和形状的影响。

类似地调整隙缝结构16，从而使其对第一频带具有主要影响。对其进行定位和尺寸调整，以主要影响第一频带中的天线工作。每个隙缝结构16的长度和宽度不仅设置了隙缝结构16的频带，而且还影响天线10在这些频带处的增益和匹配。例如，改变隙缝结构16的宽度和长度可以改进天线匹配，但以牺牲第一频带中的增益作为代价。

与结构12、14和16不同，隙缝结构18是共享结构，将其定位在多频带天线10中，并调整其尺寸，从而使其影响第一频带和第二频带中的天线工作。尽管其他结构12、14和16对第一和第二频带之一具有主要影响，但隙缝结构18的长度、宽度和位置对多频带天线10在第一和第二频带中的工作特性具有更为均衡的影响。例如，对隙缝结构18的位置和尺寸的调整将影响多频带天线在两个频带中的增益和匹配。

沿图1中的线39短路贴片结构12和14。多频带天线10能够利用贴片结构12和14沿线39之间的不同的短路长度(shorting length)进行工作。这提供了多频带天线10设计上的灵活性，可以改变隙缝结构16和18之一或这二者的位置和尺寸，而不会显著地恶化多频带天线10的性能。

调谐结构20和24用于微调多频带天线10。尽管与第一贴片结构12相连，调谐结构20形成了针对第二频带的调谐片。如以下更为详细地描述的那样，当多频带天线10工作在第一频带或第二频带中时均使用第一贴片结构12。但是，调谐结构20的尺寸对第二频带具有显著影响。因此，通过设置微调片20的尺寸来实现第二频带的微调。

通过调谐结构24来提供在第一频带内对多频带天线10的微调。调谐结构24的调谐片影响到第一结构12的总体电长度，从而影响到工作频带。

现在，将参照图2，更为详细地描述多频带天线10的工作过程。图2是图1所示的多频带天线的等尺寸底视图。图2中示出了具有各自安装孔42和44的馈电点38和接地点40。馈电点38和接地点40形成了多频带天线10的单馈电端口。当安装在移动设备中时，接地点40与信号地相连，以形成多频带天线10的接地平面，而馈电点38与一个或多个收发机相连，所述收发机能够进行工作以发送和/或接收第一和第二频带中的信号。

通过多频带天线10接收和辐射如上所建立的、第一和第二频带中的信号。多频带天线10接收第一或第二频带中的电磁信号，并将其转换为针对与馈电点38和接地点40相连的相应接收机或收发机的电信号。类似地，从多频带天线10辐射由发射机或收发机通过馈电点38和接地点40输入到多频带天线10中的第一频带中的电信号。当工作在第一频带中时，多频带天线10的结构12、16和18按照合作的方式辐射和接收沿平行于和垂直于贴片结构12的方向极化的信号，以提高增益。

在第二频带中，多频带天线10的工作过程实质上是类似的。但是，在这种情况下，结构14和16是主要的辐射和接收组件。

因此，相对于已知的天线设计，多频带天线10提供了改进的信号发射和接收，这是因为其采用了贴片和隙缝天线的组合结构，其相互合作地进行工作，并基本上辐射和接收沿大多数方向极化的信号。按照这种方式，多频带天线10的性能较少受到移动设备的朝向的影响，如处于上述数据输入位置、语音通信位置和方向位置等。

在如图3～5所示，将天线安装在安装结构上时，进一步增强了多频带天线10的性能。图3是图1所示的多频带天线和天线安装结构的等尺寸底视图，图4是处于组装位置的、图3所示的天线和安装结构的等尺寸顶视图，以及图5是沿图4中的线5-5得到的天线和安装结构的剖面图。

在图3中，多频带天线10实质上如图2所示，并已经在上面进行了描述。优选地，安装结构50由塑料或其他介电材料制成，并包括位于支撑结构53上的安装销52和54和最好是光滑的非平面安装表面60。安装结构50还包括紧固结构62、对准销64和与其中安装有天线的移动设备的箱体部分或其他部件合作的其他结构组件66和68。例如，对准销64用于相对于包括合作对准孔的移动设备的部件对准安装结构。配置紧固结构62以容纳螺钉、铆钉或其他紧固件，以便在适当地对准安装结构50时，将安装结构附加到移动设备的另一部件上。优选地，在将安装结构附加到该移动设备的其他部件上之前，将多频带天线10按照在安装结构50上。多频带天线10和安装结构60包括在图3中统一表示为70的天线系统。

在支撑结构53上定位安装销52和54，从而在定位多频带天线10，以便如虚线56和58所示进行安装时，使其能够被分别容纳在安装孔42和44中。例如，安装销52和54可以是热销钉，将其熔化并覆盖围绕安装孔42和44的馈电点38和接地点40的一部分，从而将馈电点38和接地点40保持在安装位置。

图4示出了天线系统70的顶侧，其中多频带天线10处于安装结构50上的安装位置。如图所示，安装孔26、28、30、32、34和36容纳安装销27、29、31、33、35和37，优选地，之后使安装销变形(如上所述)，从而将多频带天线10保持在安装位置。当被安装在安装结构50上时，多频带天线10实质上抵住光滑表面60。图3～5中的表面60是弧形表面，尽管也可以代替地使用其他表面轮廓。

安装孔26、28、30、32和34被斜面所环绕，如图1～4所示。这些斜面用于相对于多频带天线10的表面偏移或移动安装孔，从而当使销变形以将多频带天线10保持在其安装位置时，合作安装孔位于多频带天线10的表面以下。根据其中要实现天线系统70的移动设备所设置的物理限制，天线系统70或其特定部件的光滑精加工轮廓并非极其重要的，因而安装孔不必偏离多频带天线10的表面。安装孔36、42和44是这种埋入式安装孔(flush mounting bore)。如从图4和图5所清楚的那样，安装结构50光滑而不平坦。具体地，安装结构50包括安装销37的部分从表面60的剩余部分开始逐渐减小，从而使安装销37位于其他安装销27、29、31、33和35的下方。这可以从图5中得到证实，例如，其中只示出了安装销29、31、33和35。类似地，将馈电点38和接地点40设置在多频带天线10的表面以下，在这里，光滑的精加工轮廓可能是不重要的。因此，多频带天线可以包括偏移安装孔(如26、28、30、32和34)、埋入安装孔(如36、42和44)或这二者。

例如，可以利用冲模或其他技术，由如铜、铝、银或金等导体的实质上平坦的导电片制成多频带天线10，形成天线坯。可以在形成毛坯时，剪切或冲模出安装孔，或者在平坦的天线坯上钻孔。然后，将天线坯变形为如图2和3所示的形状，以便符合安装结构50。可选地，可以在将天线安装到安装结构50上的同时，实现天线坯的变形。在46和48出弯曲馈电点38和接地点40，以相对于结构12和14定位馈电点38和接地点40，如以下详细所述。

如图3～5所示，多频带天线10包括分别将馈电点38和接地点与第一结构12和第二结构14相连的弯曲部分46和48。第一结构12和第二结构14包括结构的第一表面，当多频带天线10处于其安装位置时，其与安装结构50的第一表面，即表面60配合。弯曲部分46和48将馈电点38和接地点40定位在与安装结构50的第一表面相对并与之重叠的、安装结构50的第二表面上。从而，馈电点38和接地点40重叠或面对第一和第二结构12和14。

如本领域普通技术人员所知，弯曲部分46和48增加了第一和第二结构12和14的电长度，提供了用于控制针对第一和第二频带的天线增益和频率的另一手段。而且，如图5中最为清楚地示出的那样，弯曲部分48定向接地点40，使之与第二天线元件14相对，引入了多频带天线10的部件之间的电容。形成了多频带天线10的接地平面的接地点40与第二结构14之间的距离影响接地平面与多频带天线10之间的电容，其反过来又影响天线增益和匹配。从而，可以通过选择接地平面与多频带天线10之间的距离并相应地确定支撑结构53的尺寸来增强天线增益和匹配。

图6是包括图4所示的多频带天线和安装结构的移动设备的后视图。如本领域普通技术人员所清楚的那样，移动设备100通常实质上被包围在具有前、后、上、下和侧面的箱体中。通常，将如显示器和小键盘或键盘等数据输入和输出设备安装在移动设备的前表面内。通常，将用于语音输入和输出的扬声器和麦克风设置在前表面内，或可选地，设置在移动设备的上或下表面内。这种移动设备通常包括屏蔽(shield)，用于减少从设备的前方向用户辐射的电磁能量。

在图6中，示出了去除后箱体部分的移动设备100。移动设备100的内部组件取决于移动设备的特定类型。但是，移动设备100能够进行语音通信，因此其至少包括麦克风和扬声器，分别安装在移动设备100的下表面80和上表面90上或其附近。当正用于语音通信时，用户握持移动设备100，从而使扬声器靠近用户的耳朵，而麦克风靠近用户的嘴。屏蔽95围绕移动设备延伸，尤其是在天线10和移动设备100的前面之间。

通常，在进行交谈时，用户用一只手握持如100等移动设备的下部。这样，当移动设备100处于语音通信位置时，移动设备100的上后部(多频带天线10)相对未受阻碍，从而与已知的天线和移动设备相比，提供了增强的性能。

按照类似的方式，在移动设备100的其他位置，如图6所示的多频带天线的位置保持不受阻碍。例如，由于如键盘和小键盘等数据输入设备通常位于移动设备上的显示器下方，显示器倾向于位于移动设备的顶部附近。在这种移动设备上，用户利用位于移动设备下部的输入设备来输入数据，因此支撑或握持移动设备的下部，从而使移动设备的上后部不受阻碍。许多移动设备支座和存储系统只与移动设备的下部啮合，从而未对移动设备100中的多频带天线10产生阻碍。在其他类型的支座或放下位置，多频带天线10可能或多或少受到阻碍，但并未达到比已知嵌入天线更大的程度。

因此，如图6所示安装在移动设备中的多频带天线10不仅在上述多个极化平面内进行辐射和接收，而且还位于移动设备中，从而在移动设备的典型使用位置上实质上不受阻碍。

根据本发明各个方面的多元件天线可以应用于不同类型的移动设备，例如，包括：数据通信设备、语音通信设备、如具有数据通信功能的移动电话等双模式通信设备、启用了无线通信的个人数字助理(PDA)、或具有无线调制解调器的膝上或桌面计算机系统。图7是示例移动设备的方框图。

移动设备700是双模式和双频带移动设备，并包括收发器模块711、微处理器738、显示器722、非易失性存储器724、随机存取存储器(RAM)726、一个或多个辅助输入/输出(I/O)设备728、串行端口730、键盘732、扬声器734、麦克风736、短距离无线通信子系统740和其他设备子系统742。

收发器模块711包括多频带天线10、第一收发器716、第二收发器714、一个或多个本地振荡器713和数字信号处理器(DSP)720。

在非易失性存储器724内，设备700包括可由微处理器738(和/或DSP 720)执行的多个软件模块724A-724N，包括语音通信模块724A、数据通信模块724B和多个用于执行多个其他功能的其他操作模块724N。

移动设备700最好是具有语音和数据通信能力的双向通信设备。于是，例如移动设备700可以在语音网络如任何模拟或数字蜂窝网络上通信，也可以在数据网络上通信。语音和数据网络在图7中由通信塔719表示。这些语音和数据网络可以是使用分离的基础设施如基站、网络控制器等的分离的通信网络，或它们可以集成为一个单个的无线网络。每个收发器716和714通常配置用于与不同的网络719进行通信。

收发器模块711用于与语音和数据网络719进行通信，并且包括第一收发器116、第二收发器114、一个或多个本地振荡器713，并且还可包括DSP 720。DSP 720用于发送信号给收发器714和716和从收发器714和716接收通信信号，并且还用于提供控制信息给收发器714和716。如果语音和数据通信发生在单个频率上，或临近间隔的频率组上，则单个本地振荡器713可以与收发器714和716一起使用。或者，如果不同频率用于语音和数据通信，则能够使用多个本地振荡器713产生对应于语音和数据网络719的多个频率。包括语音和数据信息的信息经DSP 720和微处理器738之间的链路与收发器模块711交互通信。

收发器模块711的详细设计如频带、分量选择和功率电平等取决于移动设备700将运行其中的通信网络719。例如，收发器模块711可以包括设计运行于Mobitex^TM，DataTAC^TM移动数据通信网络，语音通信网络诸如AMPS，TDMA，CDMA，PCS和GSM等的任何一种的收发器714和716。在移动设备700包括相应收发器的情况下，也可以利用其他类型的数据和语音网络，包括分离的和集成的。

取决于网络或多个网络719的类型，对于移动设备700的访问需要也可改变。例如，在Mobitex和DataTAC数据网络中，移动设备使用与每个设备相关的唯一标识号注册在网络上。然而，在GPRS数据网络中，网络访问与移动设备的订户或用户相关。GPRS设备典型地需要用户标识模块(“SIM”)，需要它以便移动设备运行于GPRS网络上。没有SIM，本地或非网络通信功能(如果有)可能是可运行的，但是移动设备将不能执行涉及在网络719上通信的任何功能，除了任何合法需要的操作(如‘911’紧急呼叫)之外。

在已经完成任何需要的网络注册或激活程序之后，移动设备700可经网络719(或多个网络)发送和接收通信信号，包括语音和数据两种信号。由天线10从通信网络719接收的信号被路由到收发器714和716之一，其提供信号放大、频率下转换、滤波、信道选择等，并且还提供模拟到数字转换。接收信号的模拟到数字转换允许更复杂的通信功能，如将使用DSP 720执行的数字解调和解码。按照类似方式，由DSP 720处理(包括调制和编码)将发送到网络719的信号，然后提供给收发器714和716之一，进行数字模拟转换、频率上变换、滤波、放大和经天线10向通信网络719的传输。

除了处理通信信号之外，DSP 720还可用于收发器控制。例如，可以通过在DSP 720中实现的自动增益控制算法自适应控制施加到收发器714和716中的通信信号的增益电平。其他收发器控制算法也能够在DSP 720中实现以便提供更复杂的收发器模块711的控制。

优选地，微处理器738管理和控制双模式移动设备700的整个操作。可以使用很多类型的微处理器或微控制器，或者，可选地，能够使用单个的DSP 720执行微处理器738的功能。包括数据和语音通信的低级通信功能通过收发器模块711中的DSP 720执行。此外，如语音通信应用724A和数据通信应用724B等高级通信功能也可以存储在非易失性存储器724中，以便由微处理器738执行。例如，语音通信模块724A可提供高级用户接口，该接口可经网络719在移动设备700和多个其他语音设备之间发送和接收语音呼叫。类似地，数据通信模块724B可提供高级用户接口，可用于经网络719在移动设备700和多个其他数据设备之间发送和接收数据，如电子邮件消息、文件、组织者信息、短文本消息等。

微处理器738还与其他移动设备子系统交互，如显示器722、非易失性存储器724、RAM726、辅助输入/输出(I/O)子系统728、串行端口730、键盘732、扬声器734、麦克风736、短距离通信子系统740和总的表示为742的任何其他通信设备子系统。

图7中所示的某些子系统执行与通信相关的功能，而其他子系统可提供“驻留”或设备内置功能。此外，如键盘732和显示器722之类的某些子系统可以用于如输入用于经数据通信网络传送的文本消息之类的通信相关功能，以及如计算器或任务列表或其他PDA型功能之类的设备驻留功能。

微处理器738使用的操作系统软件最好存储在如非易失性存储器724之类的永久存储器中。除了控制移动设备700的所有低级功能的操作系统，非易失性存储器724还能包括多个高级软件应用程序或模块，如语音通信模块724A、数据通信模块724B、组织者模块(未示出)、或任何其他类型的软件模块724N。非易失性存储器724还可包括用于存储数据的一个文件系统。这些模块由微处理器738执行，并提供用户和移动设备700之间的高级接口。该接口典型地包括通过显示器722提供的图形组件和通过辅助I/O728、键盘732、扬声器734和麦克风736提供的输入/输出组件。操作系统、特定的移动设备软件应用或模块或其部分，可以临时加载到如RAM 726之类的易失存储器中，用于较快操作。此外，在将接收的通信信号永久写到位于非易失性存储器724中的文件系统之前，也可以临时存储在RAM 726中。例如，可以将非易失性存储器714实现为闪速存储器组件或电池备份RAM。

可以加载到移动设备700中的示例应用模块724N是个人信息管理器(PIM)应用，其提供PDA功能，如日历事件、约会和任务项。该模块724N还能与语音通信模块724A交互，用于管理电话呼叫、语音信件等，也可以与数据通信模块724B交互，用于管理电子邮件通信和其他数据传输。或者，可以将语音通信模块724A和数据通信模块724B的所有功能集成到PIM模块中。

优选地，非易失性存储器724提供文件系统以方便PIM数据项在设备上的存储。PIM应用最好包括经无线网络719或者通过其自身或者结合语音和数据通信模块724A和724B发送和接收数据项的能力。PIM数据项通过无线网络719最好与所存储的或与主计算机系统相关的一组相应的数据项无缝集成、同步和更新，由此为与特定的用户相关的数据项建立镜像系统。

通过将移动设备700放置在将移动设备700的串行端口730和主机系统的串行端口相连的接口底座中，移动设备700还能与主机系统进行人工同步。串行端口730还能用于使用户能够通过外部设备或软件应用程序设定偏好，以下载其他应用模块724N进行安装。此有线下载路径可以用于将加密密钥加载到设备上，这是一种比通过无线网络719交换加密信息更为安全的方法。除串行端口730之外，或者代替串行端口730，可以在移动设备700中提供针对其他有线下载路径的接口。例如，USB端口将提供对类似配备的个人计算机的接口。

附加的应用模块724N可通过网络719、通过辅助I/O子系统728、通过串行端口730、通过短距离通信子系统740或通过任何其他合适的子系统742被加载到移动设备700上，并且由用户安装在非易失性存储器724或RAM 726中。这种在应用安装方面的灵活性增加了移动设备700的功能，并且能够提供增强的设备内置功能、通信相关功能或二者。例如，安全通信应用可以使得电子商务功能和其他金融交易能够使用移动设备700执行。

当移动设备700运行于数据通信模式时，接收的信号(如文本消息或网页下载)由收发器模块711处理并提供给微处理器738，其最好进一步处理接收的信号用于输出到显示器722，或可选地输出到辅助I/O设备728。移动设备700的用户也可以使用键盘732编辑数据项(如电子邮件信息)，键盘732最好是QWERTY型的完整字母数字键盘布局，尽管也能使用其他类型的完整字母数字键盘(如已知的DVORAK型)。对移动设备700的用户输入用多个辅助I/O设备728得到进一步增强，该辅助I/O设备可包括指轮输入设备、触板、各种开关、摇杆输入开关等。然后，可经由收发器711在通信网络719上发送用户输入的编辑数据项。

当移动设备700工作在语音通信模式下时，移动设备700的整个操作基本上类似于数据模式，除了最好将接收信号输出到扬声器734和用于发送的语音信号由麦克风736产生之外。可选的语音或音频I/O子系统(如语音消息记录子系统)也可以在移动设备700上实现。尽管语音或音频信号输出最好基本通过扬声器734完成，也能使用显示器722提供呼叫方标识的指示、语音呼叫的持续时间或其他语音呼叫相关的功能。例如，微处理器738结合语音通信模块724A和操作系统软件如上所述可以检测接收的语音呼叫的呼叫方标识信息并且将其显示在显示器722上。

短距离通信子系统740还被包括在移动设备700中。例如，子系统740可包括红外设备及相关电路和组件，或如蓝牙^TM模块或802.11模块的短距离无线通信模块，以提供与类似使能的系统和设备的通信。本领域的普通技术人员应当清楚“蓝牙”和“802.11”表示规范集，可以从电气和电子工程师协会得到，分别与无线个人局域网和无线局域网有关。

此说明书使用示例公开了本发明，包括最佳方式，并且还使得本领域技术人员能够制造和使用本发明。本发明可以包括本领域技术人员所能想到的其他示例。

例如，尽管上面的描述主要基于双频带天线的环境，但多元件天线还可以包括其他天线元件，以在多于两个频带内工作。类似地，即使这里所描述的天线提供了两个工作频带，但其中只使用两个工作频带之一的单频带实施也是可能的。

仅为了示例性的目的，示出安装结构50，并且可以将其形成为不同的形状，并包括与附图所示和上述那些合作结构不同、比其更多或更少的合作结构，这取决于在其中实施多频带天线的特定移动设备。还应当清楚的是，取代分离的组件，安装结构可以与移动设备箱体或移动设备的其他组件成为一体。

类似地，多频带天线的布局倾向于示例性的而非限制性的。例如，根据本发明的多频带天线可以包括与附图所示不同形状的隙缝结构，并且不必包括微调结构。类似地，如在天线设计中典型的那样，可以根据需要调整天线结构的尺寸和位置，以补偿其他移动设备组件(例如，包括屏蔽或显示器)对天线特性的影响。

尽管利用安装销将多频带天线10安装在安装结构50上，但本领域技术人员还清楚包括螺钉、铆钉和粘合剂等在内的其他类型的紧固件。

此外，上述由平坦导电片制造多频带天线10简化了多频带天线10的制造，但本发明并不局限于此特定、或任何其他的制造技术。在基片上印制或沉积导电膜和将事先沉积的导体从基片上刻蚀掉是两种可能的代替技术。

Claims (27)

1、一种具有第一和第二工作频带的多频带天线，包括：

主要与第一工作频带相关的第一贴片结构；

与第一贴片结构电耦合并主要与第二工作频带相关的第二贴片结构；

设置在第一贴片结构的第一部分和第二贴片结构之间、且主要与第一工作频带相关的第一隙缝结构；以及

设置在第一贴片结构的第二部分和第二贴片结构之间、且与第一工作频带和第二工作频带相关的第二隙缝结构。

2、根据权利要求1所述的多频带天线，其特征在于第一贴片结构、第一隙缝结构和第二隙缝结构的尺寸主要确定第一工作频带、多频带天线在第一工作频带内的增益以及多频带天线在第一工作频带内的阻抗。

3、根据权利要求2所述的多频带天线，其特征在于第二贴片结构和第二隙缝结构的尺寸主要确定第二工作频带、多频带天线在第二工作频带内的增益以及多频带天线在第二工作频带内的阻抗。

4、根据权利要求1所述的多频带天线，其特征在于还包括馈电端口，所述馈电端口包括：

与第一贴片结构电耦合且位于与第一贴片结构相重叠的位置处的馈电点；以及

与第二贴片结构电耦合且位于与第二贴片结构相重叠的位置处的接地点。

5、根据权利要求1所述的多频带天线，其特征在于第一贴片结构实质上是C形结构，包括第一端部、第二端部和连接第一端部和第二端部的邻接部分，其中第二贴片结构与邻接部分电耦合，第一隙缝结构设置在第一端部和第二贴片结构之间，以及第二隙缝结构设置在第二端部和第二贴片结构之间。

6、根据权利要求5所述的多频带天线，其特征在于还包括：

与第一端部电耦合且位于与第一端部相重叠的位置处的馈电点；以及

与第二贴片结构电耦合且位于与第二贴片结构相重叠的位置处的接地点，

其中馈电点和接地点包括多频带天线的单一馈电端口。

7、根据权利要求6所述的多频带天线，其特征在于第一贴片结构还包括将馈电点电耦合到第一端部的弯曲部分，以及第二贴片结构包括将接地点电耦合到第二贴片结构的弯曲部分。

8、根据权利要求7所述的多频带天线，其特征在于第一贴片结构的弯曲部分和第二贴片结构的弯曲部分分别将馈电点和接地点定位在距第一贴片结构和第二贴片结构预定距离处。

9、根据权利要求1所述的多频带天线，其特征在于第一工作频带是全球移动通信系统(GSM)频带，以及第二工作频带是个人通信系统(PCS)频带。

10、根据权利要求9所述的多频带天线，其特征在于GSM频带是GSM-900，包括880-915MHz的发射子频带和925-960MHz的接收子频带。

11、根据权利要求10所述的多频带天线，其特征在于PCS频带包括1850-1910MHz的发射子频带和1930-1990MHz的接收子频带。

12、根据权利要求1所述的多频带天线，其特征在于还包括多个调谐结构。

13、根据权利要求12所述的多频带天线，其特征在于所述多个调谐结构包括：

第一调谐结构，与第一贴片结构的第一部分相连，并包括用于调谐第二工作频带的微调片；以及

第二调谐结构，与第一贴片结构的第二部分相连，并包括用于调谐第一工作频带的微调片。

14、根据权利要求1所述的多频带天线，其特征在于第一贴片结构和第二贴片结构包括从由铜、铝、银和金构成的组中选择的导电材料。

15、根据权利要求1所述的多频带天线，其特征在于在从由以下设备构成的组中所选择的无线移动通信设备中实施所述多频带天线：数据通信设备、语音通信设备、启用了数据和语音通信的双模式通信设备、具有数据通信功能的移动电话、启用了无线通信的个人数字助理(PDA)、无线电子邮件通信设备和无线调制解调器。

16、一种多频带天线系统，包括：

具有第一和第二工作频带的多频带天线，包括：

第一贴片结构；

与第一贴片结构电耦合的第二贴片结构；

设置在第一贴片结构的第一部分和第二贴片结构之间的第一隙缝结构；

设置在第一贴片结构的第二部分和第二贴片结构之间的第二隙缝结构；

与第一贴片结构电耦合的馈电点；以及

与第二贴片结构电耦合的接地点，

其中第一贴片结构、第一隙缝结构和第二隙缝结构形成针对第一工作频带的主辐射和接收结构，而第二贴片结构和第二隙缝结构形成针对第二工作频带的主辐射和接收结构；以及安装结构，包括：

第一表面；和

与第一表面相对并与之重叠的第二表面，

其中将第一和第二贴片结构安装于第一表面，以及将馈电点和接地点安装于第二表面。

17、根据权利要求16所述的多频带天线系统，其特征在于所述多频带天线还包括位于第一贴片结构、第二贴片结构、馈电点和接地点中的安装孔，用于容纳紧固件，以便将多频带天线安装到安装结构上。

18、根据权利要求17所述的多频带天线系统，其特征在于安装孔包括位于第一贴片结构中、从第一贴片结构的表面偏移的偏移安装孔。

19、根据权利要求17所述的多频带天线系统，其特征在于紧固件包括设置在安装结构的第一表面和第二表面上并进行定位以便由安装孔容纳的安装销。

20、根据权利要求19所述的多频带天线系统，其特征在于安装销包括热销钉，将其熔化以便将多频带天线保持在安装结构上。

21、根据权利要求16所述的多频带天线系统，其特征在于将其安装在无线移动通信设备的上后部。

22、一种无线移动通信设备，包括：

适合于发射和接收第一频带内的通信信号的第一收发机；

适合于发射和接收第二频带内的通信信号的第二收发机；以及

与第一收发机和第二收发机相连的多频带天线，所述多频带天线包括：

主要与第一频带相关的第一贴片结构；

与第一贴片结构电耦合并主要与第二频带相关的第二贴片结构；

设置在第一贴片结构的第一部分和第二贴片结构之间、且主要与第一频带相关的第一隙缝结构；以及

设置在第一贴片结构的第二部分和第二贴片结构之间、且与第一频带和第二频带相关的第二隙缝结构。

23、根据权利要求22所述的无线移动通信设备，其特征在于还包括：

实质上包围无线移动通信设备并具有前、后、上、下和侧表面的箱体，

其中将多频带天线安装在无线移动通信设备中，邻近上后表面。

24、根据权利要求23所述的无线移动通信设备，其特征在于还包括安装在前表面内的键盘、显示器、扬声器和麦克风。

25、根据权利要求22所述的无线移动通信设备，其特征在于第一频带是全球移动通信系统(GSM)频带，以及第二频带是个人通信系统(PCS)频带。

26、根据权利要求22所述的无线移动通信设备，其特征在于还包括：

微调片，与第一贴片结构的第一部分相连，用于调谐第二频带；

微调片，与第一贴片结构的第二部分相连，用于调谐第一频带。

27、根据权利要求22所述的无线移动通信设备，其特征在于从由以下设备构成的组中选择：数据通信设备、语音通信设备、启用了数据和语音通信的双模式通信设备、具有数据通信功能的移动电话、启用了无线通信的个人数字助理(PDA)、无线电子邮件通信设备和无线调制解调器。

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