CN1898937A - 用于多目的的动态调谐天线 - Google Patents

Abstract

提供一种在移动通信设备内实现接收分集的系统。第一天线接收PCS频段内的信号，第二天线接收GPS频段和PCS频段内的信号。对第二天线的调谐基于传达至第二天线的信号的类型。

Description

用于多目的的动态调谐天线

技术领域

本发明总体上涉及移动通信设备。本发明尤其涉及使用单天线结构在移动通信设备内进行接收分集和GPS通信。

背景技术

早期的移动通信设备使用模拟无线传输，例如，先进移动电话系统(AMPS)。这种模拟技术对于新兴的移动通信客户市场来说是足够的。但是，在一个相对短的时间段里，成千上万的新移动通信用户需要越来越多的发射时间，而这将现有模拟技术推到了容量极限或者上限。结果，丢弃的呼叫和占线的信号变得普遍，这加速了对改进型移动通信网络的需求。

响应于这一需求，行业开发出能够在有限的无线电频谱内提供增长的网络业务量的数字无线技术。例如，开发出如使用时分多址复用(TDMA)的全球移动系统(GSM)等技术，其中，分时协议用于提供是现有模拟技术三到四倍的容量。一般说来，TDMA使用一种技术，其中，将通信信道划分为连续的时间片。向信道的每个用户提供一个时间片，用于以轮询的方式发射和接收信息。例如，在任意的给定的时间“t”，用户可在一个短突发内访问信道。然后，访问就切换到另一个用户，其具有一个短突发时间用于发射和接收信息。继续‘轮流’的循环，最终，向每个用户提供多个发射和接收突发。

在引入TDMA不久之后，开发出码分多址(CDMA)，为模拟传输的不足提供了一个改进型解决方案。码分多址提供“真正的”共享，其中一个或多个用户可以同时进行发射和接收。码分多址通过使用扩频数字调制提供共享，其中对用户的比特流进行编码，并以伪随机方式扩展在很宽的信道上。接收机设计为识别并去掉随机性，从而以固有的方式收集对于特定用户的比特。码分多址提供约为模拟技术十倍的容量，可增强语音质量，扩宽覆盖范围，以及增强安全性。现今，CDMA是移动系统中所使用的一种主流技术。

电子和计算机行业的技术进步，包括例如越来越小的组件、降低的能耗以及Internet使得移动通信行业向着GSM和CDMA技术发展，并且开发其它技术。一种这样的改进包括EDGE(GSM增强型数据率改进)技术。GSM到EDGE的发展减少了与语音业务量带宽相关的多个问题，并提供更高的数据吞吐量，这提高了效率以及更高的性能。例如，EDGE在宽频带上提供高达384Kbps的数据率(比特率高达69.2Kbps每时隙)。另外，EDGE提供更鲁棒的服务，例如，短消息服务(SMS)以及用于发送消息、XHTML(包括WAP)浏览、Java应用、FM无线接收、视频流及语音与图像记录技术的多媒体消息服务(MMS)。

努力改进移动通信的另一个成果包括国际电信联盟采用用于第三代(3G)无线系统的行业标准，其可以提供高速数据率(例如，用于数据传输和互联网用途)和新特性。当前，开发出三种基于CDMA技术的运行模式(CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA)。CDMA2000技术提供相对简单、快速和成本有效的通向3G业务的途径。CDMA2000 1x技术支持标准IS-95 CDMA信道上的语音和数据业务。另外，其提供的容量是早期CDMA网络的两倍(例如，峰值数据率高达153kbps，预计峰值数据率高达307kbps，不损害语音容量)。附加的容量可适应无线互联网市场的发展。而且，CDMA2000 1x提供更长的等待时间，并且是向后兼容的。CDMA2000 1x EV-DO技术提供CDMA2000的数据优化版本，峰值数据率高于2Mbps，平均吞吐量大于700kbps，这可与DSL相比拟，并且可以支持视频流和大文件下载。CDMA2000 1x EV-DV技术是CDMA 1x的增强型版本，其有助于改进无线网络中数据和语音传输的性能。WCDMA和TD-SCDMA提供更加复杂的改进，其可以承担更昂贵和复杂的组件、新网络设计以及更长的确认和认证周期。

当前全球移动通信领域中的技术包括例如蜂窝、个人通信业务(PCS)和全球定位系统(GPS)。蜂窝通信一般与850MHz左右的频率相关联。个人通信业务一般与1900MHz左右的频率相关联。全球定位系统一般与1600MHz左右的频率相关联。

更加具体地，参考CDMA2000 1x EV-DO和CDMA2000 1xEV-DV，如果将PCS频段中的接收和/或发射分集添加到移动通信设备中，则这些通信协议可以更加鲁棒地工作。例如，如果在移动通信设备内实现接收分集和/或发射分集，则可以更简单地实现高速应用(例如，可以获得更高的数据率)。而且，可以通过接收和/或发射分集在网络的特定位置实现更大量移动通信设备的并行运行。另外，在实现接收分集和/或发射分集时，可以改善移动通信设备和基站之间的链路。

但是，PCS频段中的接收和/或发射分集需要使用附加的天线(例如，接收分集使用两个异构天线，以实现更强壮的链路和更快速的数据传输速率)。从而，传统系统需要将调谐到PCS频段的附加天线添加到电话中。但是，由于天线在移动通信设备内需要大量的空间，可能需要对现有移动通信设备进行重新设计，以提供必要的空间用于附加的天线。这种设计非常昂贵而且耗时，而且，所得到的设计需要移动通信设备比一般用户所期望的更大更重。

鉴于上述情况，现有技术强烈需要一种系统和/或方法，使移动通信设备包括接收分集，而不需要对现有设备进行完全的重新设计。

发明内容

下面说明对本发明的简要概括，以提供对本发明某些方面的基本了解。这个概括并不是对本发明的详细概述。其并不旨在识别本发明的重要或关键元件，或者描述本发明的范围。其唯一目的是以简要的方式描述本发明的某些概念，作为对稍候描述的详细描述的序言。

本发明可以使用移动通信设备(例如，便携式电话)内预先存在的设计，以在这种设备内提供接收分集。从而，可以避免移动通信设备完全重新设计的大量成本，同时，对通信设备进行最优化以用于第三代无线网络协议。而且，在根据本发明的一个或多个方面实现时，移动通信设备的大小、重量和成本并未受到明显影响。本发明是本发明人实现包括接收GPS信号的天线的移动通信设备大量设计的产品。从而，通过添加调谐和接收电路，天线可以用于接收GPS信号和PCS信号，而不需要专用于接收分集的附加天线。

从而，本发明涉及一种具有两个或多个天线的移动通信设备，其中，第一天线配置为接收特定频段内的信号，第二天线配置为在特定的时间点上接收这个频段内的信号或者GPS频段内的信号。例如，根据本发明一个方面，第一天线可以配置为接收PCS信号，第二天线可以动态地接收PCS信号或者GPS信号。这个方面可以在移动通信设备内实现接收分集，而不需要专用于接收PCS信号的附加天线。但是，将了解到，本发明涉及任意一种系统和/或方法，其使用第一天线接收一个或多个频段内的信号，使用可以动态调谐的第二天线接收第一天线可以接收的至少一个相同频段内的信号以及GPS频段内的信号。

第二天线的配置(例如，PCS信号和GPS信号之间)可以依赖于第二天线所希望接收的信号类型。例如，如果没有GPS信号被传达至第二天线，则有助于调谐第二天线以进行PCS信号接收的调谐组件可以用于实现这种调谐。在稍后的时间点上，如果GPS信号传达至第二天线，则有助于调谐第二天线以进行GPS信号接收的调谐组件可以用于适当地调谐第二天线。根据本发明一个方面，如果希望第二天线接收GPS信号，则第二天线将自动自行配置为接收GPS信号。从而，如果第二天线正用于接收PCS信号，然后希望接收到GPS信号，则天线将自行配置为接收GPS信号。这一方面对于用户是有好处的，这是因为暂时中止接收分集一般不会被这种用户所感觉到。但是，在特定时间点上(例如，在医疗急救期间)，GPS信号对于用户的安全性是绝对必要的。但是，将了解到，本发明涉及其它相似的实施方式，而且，这些实施方式旨在落入所附权利要求的范围内。

根据本发明的另一个方面，提供一种开关，用以选择性地将第二天线与适当的调谐组件相连。例如，如果第二天线配置为接收PCS信号而期望由第二天线接收GPS信号，则开关可以将第二天线与有助于调谐天线从而能够接收GPS信号的调谐组件相连。或者，在第二天线配置为接收GPS信号而期望由这个天线接收PCS信号的情况下，开关可以将该天线与有助于调谐天线从而进行PCS信号接收的调谐组件相连。相似地，实现对天线所接收特定信号的处理、变换和/或操纵的组件可以通过开关与天线相连。例如，在确定希望接收GPS信号时，设计用来处理和/或操纵GPS信号的组件(例如，GPS接收机)可以自动地通过开关与第二天线相连。另外，在确定希望接收PCS信号时，设计用来处理和/或操纵PCS信号的组件可以自动地通过开关与天线相连。

为了实现上述的和相关的目的，本发明包括各种特性，在下文中进行全面描述，并在权利要求书中具体指出。下面的描述以及附图详细说明了本发明的特定示意性方面。但是，这些方面只是说明本发明原理可以应用的几种方法，而且本发明旨在包括所有这些方面及其等效方面。结合附图考虑下面对本发明的详细描述，本发明的其它目的、优势和新颖特性将变得更加明显。

附图说明

图1是根据本发明一个方面的有助于利用单天线进行GPS接收以及PCS频段内的接收分集的系统的框图。

图2是根据本发明一个方面的有助于利用单天线进行GPS接收以及PCS频段内的接收分集的系统的框图。

图3是一个典型的流程图，其说明根据本发明一个方面的有助于GPS信号接收和PCS信号接收的方法。

图4是可以结合本发明一个方面使用的示范性的天线系统。

图5是可以结合本发明一个方面使用的示范性的天线系统。

图6是可以结合本发明一个方面使用的示范性的天线系统。

图7是可以结合本发明一个方面使用的示范性的天线系统。

图8是可以结合本发明一个方面使用的示范性的天线系统。

图9说明根据本发明一个方面的PWB的一部分。

图10说明根据本发明一个方面安装在PWB上的示范性的天线系统。

图11是一个典型的流程图，其说明根据本发明一个方面有助于对移动通信设备进行修正以实现接收分集的方法。

图12是根据本发明一个方面的示范性的操作环境。

图13说明可以在其中使用本发明的示范性的移动设备。

图14说明可以在其中使用本发明的示范性的计算环境。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明，其中贯穿全文，相同的参考标号用于表示相同的元件。在下面的描述中，为了进行说明，描述了多个具体细节，以提供对本发明的全面了解。但是，显然本发明可在没有这些具体细节的情况下实现。在其它实例中，以框图的形式表示众所周知的结构和设备，以进行对本发明的描述。

如在本申请中所用，术语“组件”、“处理器”、“模型”、“系统”等等旨在表示计算机相关实体，或者是硬件、硬件和软件的组合、软件，或者是运行软件。例如，组件可能是，但不限于运行于处理器之上的进程、处理器、对象、可执行指令、执行线程、程序和/或计算机。通过说明的方式，运行于服务器之上的应用程序和服务器可以是一个组件。一个或多个组件可以位于一个进程和/或执行线程内，而且一个组件可以位于一个计算机上和/或分布在两个或多个计算机之间。同样地，这些组件可以从多个其内存储有多种数据结构的计算机可读媒体进行运行。组件可通过本地和/或远程进程并例如根据具有一个或多个数据分组的信号(例如，来自一个组件的数据与本地系统、分布式系统中的另一个组件相互作用和/或通过信号与Internet等网络的其它系统相互作用)来进行通信。

现在参考图1，说明系统100，其在移动设备内有助于实现接收分集，而不需要专用于这个目的的附加天线。该系统100使用可以在进行GPS信号(1.575GHz)和PCS信号(1.91-1.99GHz)接收的频率之间调谐的天线。注意到，除了本发明所涉及的PCS之外，也可以使用工作在PCS频率附近(韩国PCS-1700MHz和中国PCS-2100MHz)的其它系统。根据本发明一个方面，天线的位置和设计可以预先完成，以通过设计用于这个目的的天线进行GPS信号接收。从而，只需要进行微小的修正(例如，包括进实现接收的电路、调谐电路和简单开关)，以在移动通信设备内实现接收分集。

系统100包括天线102，其接收传送GPS和/或PCS数据的信号104。根据本发明一个方面，天线102可以包括具有圆极化的TOPIFA(安装在顶部的倒F天线)变换器。而且，天线102可以是双频段天线，以实现在传送PCS和GPS信号的频率之间的切换。另外，天线可以是不引人注意的印刷天线，例如，微带贴片天线或者平面倒F天线(PIFA)，使得实现对天线102调谐的组件可以简单地与这种天线102集成在一起。上述天线只是示范性的，而且应当理解，关于本发明可以使用任何适当的天线结构(例如，单极鞭状天线、介质谐振器天线(DRA)、法向模态螺旋式天线、E面天线...)。将基于移动通信设备的使用接收PCS或GPS信号。一般地，如果用户希望接收GPS数据，则将接收GPS信号。如果用户不希望接收GPS信号，而希望接收PCS数据，则将接收PCS信号。天线104将用于进行接收分集，因此，其并不是唯一一个接收PCS数据的天线。从而，在用户希望接收GPS数据时，通常将天线104调谐为有效地接收GPS数据，并且系统100将对这种数据进行进一步的处理(例如，系统100可以使用多种算法，以处理和/或显示和/或发射GPS相关数据)。

控制组件106可以用于确定将从信号104中接收哪种类型的数据(PCS或者GPS数据)，然后在天线102需要调谐为接收特定类型数据(例如，PCS或者GPS)时，立即向开关108传达指令。开关108与GPS调谐组件110和PCS调谐组件112相连，其中，调谐组件110和112进行对天线102的动态调谐，以实现对信号104的最佳接收。例如，如果希望从信号104接收GPS数据，则控制组件106可以向开关108传达指令。开关108可以用于将GPS调谐组件110与天线102相连，并且GPS调谐组件110可以调谐天线102，使得其在适当的频率(例如，1.575GHz)上谐振。然后，如果希望从信号104接收PCS数据，则控制组件106可以向开关108传达适当的指令。然后，开关108可以实现天线102与PCS调谐组件112的相连，并且可以通过PCS调谐组件112适当地调谐天线102。调谐组件110和112可以包括反应元件、部分传输线或者可以用于调谐天线102的其它适当组件和/或方法。

控制组件106还可以向第二开关114传达指令，以使适当的电路对信号104内的数据进行处理。例如，控制组件106可以确定将从信号104中接收哪种类型的数据(例如，PCS或者GPS)，然后进行天线102与适当电路的连接。更加具体地，如果希望从信号104中接收GPS数据，则开关114可以将天线102与GPS接收机116相连，如果希望从信号104中接收PCS数据，则可以将天线102与PCS接收机118相连。例如，GPS接收机116和PCS接收机118可以包括实现磁场信号转换为电信号的变换器。根据本发明一个方面，开关108和114可以是MEMS(微机电系统)、FET、PIN二极管或者可以作为开关使用的其它适当技术。而且，由于系统100仅用于接收数据，RF开关的使用可以更加简单，不会引起交叉调制或者非线性问题。而且，开关108和114将不需要强大的RF功率处理能力，因此，进一步减轻了交叉调制和非线性问题。

从而，系统100使得移动通信设备利用单天线进行GPS接收功能和接收分集功能。由于未向电话添加附加的天线，节省了移动通信设备内的空间。而且，由于传送GPS和PCS信号的频率最接近，调谐天线的调谐电路无需复杂。此外，利用预先存在的天线将保证，在天线用于GPS时，使用这种天线进行接收将优于专用于GPS接收的天线。

现在参考图2，说明了系统200，其利用单天线进行GPS和接收分集目的。该系统200包括天线202，其接收包含PCS数据和/或GPS数据的信号204。控制组件206可以确定要接收哪种类型的数据，并向开关208传达指令，使天线202调谐为对应于信号204的频率。例如，如果控制组件206确定要接收GPS数据，则组件可以向开关208传达指令，以通过GPS调谐组件210实现对天线202的调谐。此外，如果控制组件206确定要从信号204中接收PCS数据，则控制组件206可以向开关208传达指令，以通过PCS调谐组件212实现对天线的调谐。因此，系统202将能够接收信号204以及处理这个信号204。

而且，控制组件206可以向第二开关214传达指令，将天线202与GPS接收机216或者PCS接收机218相连。例如，如果从信号204中接收GPS数据，则控制组件206将向开关214传达指令，以实现天线202与GPS接收机的相连。控制组件206还可以与紧急组件220相关联，紧急组件220自动通知控制组件206使系统200准备接收GPS数据。例如，如果用户拨打紧急号码，则响应的紧急单元必须知道用户的位置。更加具体地，如果拨打“911”将移动通信设备与紧急线路相连，则紧急组件220可以感觉到用于拨打这种号码的按钮被按下，并且自动准备好通过天线202接收GPS信号(例如，可以调谐天线202，并且可以将GPS接收机216与处于对GPS信号的预期中的接收机相连)。

根据本发明另一个方面，控制组件206可以与手动超驰(override)组件222相关联，该手动超驰组件222使用户可以选择使用天线202的方式。例如，如果用户希望使用天线202用于接收分集目的，而不管信号204内是否存在GPS数据，则手动超驰组件222可以实现这种用户选项。例如，手动超驰组件222可以依据按键或者按键的组合、语音命令或者其它适当命令而使用。

现在参考图3，说明了方法300，其利用单天线进行GPS数据接收和接收分集。虽然为了说明简便的目的，将方法300表示和描述为一系列动作，但是，应当理解的是本发明并不限于动作的顺序，这是因为，根据本发明，某些动作可按照不同的顺序发生或是与这里所表示和描述的其他动作同时发生。例如，本领域中熟练的技术人员将理解的是，方法还可能表示为一系列的相关状态或者事件，例如在状态图中所示的。而且，并非所示的所有动作都是实现根据本发明的方法所需的。

在302中，确定天线所希望接收的信号频率。在304中，确定希望接收GPS信号还是PCS信号。如果希望接收GPS信号，则在306中，确定天线是否已经进行适当地调谐，以实现对GPS信号的最佳接收和/或处理。方法300通常选择GPS信号，这是因为用户一般不会感觉到接收分集是被禁止的。更加具体地，接收分集使得更多的移动通信设备在同一小区范围内相连，并且可以提供更快的数据率。但是，个人用户通常将不会受到这种优势的影响(但是，集团用户肯定会受到进行接收分集的影响)。如果天线还未进行调谐，则在308中，由适当的调谐组件对这个天线进行调谐，以最佳地接收GPS信号。在310中，确定天线是否与能够接收和/或处理GPS信号的接收机相连。如果没有，则在312中，将天线与GPS接收机相连，以实现对GPS信号的接收和/或处理。如果在310中GPS接收组件已经与天线相连，则方法返回302。

返回304，如果希望接收PCS信号，则在314中，确定天线是否已经进行适当地调谐，以实现对PCS信号的最佳接收和/或处理。如果天线还未进行调谐，则在316中，由适当的调谐组件对这个天线进行调谐，以最佳地接收PCS信号。在318中，确定天线是否与能够接收和/或处理PCS信号的接收机相连。如果没有，则在320中，将天线与PCS接收机相连，以实现对PCS信号的接收和/或处理。如果在318中PCS接收组件已经与天线相连，则方法返回302。

现在参考图4，说明了可以结合本发明使用的系统400的示范性的示意图。该系统400包括辐射天线元件402，其通过接地端子404和馈线406进行短路。传输线408可以用于在两个不同的频率(例如，用于接收GPS数据的频率和用于接收PCS数据的频率)之间调谐辐射天线元件。该辐射天线元件可以通过改变传输线408的距离在频率之间调谐。例如，延伸410和延伸412可以选择性地通过开关414与传输线408相连，因此，实现这种传输线408的距离改变。从而，在开关414用于将传输线408与第一延伸410相连时，辐射天线元件402将调谐为第一频率。在开关414用于将传输线408与第二延伸412相连时，辐射天线元件402将调谐为第二频率。而且，如果希望在利用接收分集和GPS的同一天线中使用发射分集，则开关414可以向左打开，以生成传输线408的第三长度(从而，生成辐射天线元件402的第三谐振频率)。根据本发明一个方面，辐射天线元件402设计作为GPS接收系统的一部分，传输线408、第一延伸410和第二延伸412以及开关414随后实现在设计中，以使单天线可以作为GPS接收天线和接收分集天线使用。这个可以结合本发明使用的系统400和其它相似的系统在美国专利No.6,650,295中有所描述，其名称为“用于无线通信终端的可调谐天线”，在这里将其全部内容作为参考引入本申请。

现在参考图5，说明了可以结合本发明使用的另一个示范性的系统500。该系统500包括辐射天线元件502，其与电子参考平面504平行放置，该电子参考平面504通常是接地平面。第一连接机制506可以用于将辐射天线元件502与参考平面504相连，平面连接带508可以用于将辐射天线元件502与发射线(未示出)相连。连接机制506和平面连接带508彼此并行放置，以生成发射线。更加具体地，平面连接带508和辐射天线元件502之间的接触点定义第一电子点，并作为第一电流源。第一电子点定义辐射天线元件502上的电子边沿，从该点开始定义辐射天线元件502的电气长度。辐射天线元件502的电气长度确定辐射天线元件502的谐振频率。从而，例如在辐射天线元件502只通过平面连接带508与参考平面504相连的情况下，辐射天线元件502的电气长度将从边沿510延伸至平面连接带508与辐射天线元件502的连接点。

辐射天线元件502进一步通过滤波器512与参考平面504相连。滤波器502的特性可以选择为，使这种滤波器512作为辐射天线元件502谐振时(由辐射天线元件502的电气长度确定)的高阻抗通道。滤波器512还将在第二选择频率上具有低阻抗(例如，第一频率可以进行GPS数据接收，第二频率可以进行PCS数据接收)。辐射天线元件502通过滤波器与参考平面504的相连生成作为电流源的第二连接点，从而可以改变辐射天线元件502的电气长度。至少部分的辐射天线元件502的电气长度由平面连接带508和滤波器512之间的距离确定。根据本发明一个方面，先结合GPS信号实现辐射天线元件502，随后加入滤波器和平面连接带508，以在系统500内实现接收分集。示范性的系统500及其它相似的天线结构在名称为“天线”的美国专利No.6,515,625中进行更加详细的描述，在这里作为参考将其全部内容引入本申请。

参考图6，说明了移动通信设备600的示范性的部分。该移动通信设备600包括机架602，其容纳有可以结合本发明使用的多个组件。典型的机架由成型热塑性材料构成。机架602支持并包含具有延伸606和延伸608的天线元件604，其中，天线元件还通过形成衬底610的印刷电路板与多个电路组件相连(例如，调谐组件、GPS和PCS接收机...)。RF端口612与在衬底610上形成的主反馈端口614电子相连，接着与多个电路组件相连。机架602还包含接地端口616。

天线元件604以及延伸606和延伸608生成TOPIFA(安装在顶部的倒F天线)天线。天线元件604与RF端口612和接地端口616电子相连。本图中所示天线具有圆极化特性，这可以改善增益。此外，天线元件604可以放置为最接近同样可以与结合本发明使用的多个组件相连的传统鞭状天线元件。衬底610的宽度和长度可以选择为允许在机架602内进行最佳放置，同时使天线表现出圆极化特性。更加具体地，宽度方向的尺寸618和长度方向的尺寸620可以一起形成几何平均值，可以将其选择为对应于天线元件604工作的谐振长度。例如，在移动台工作在1.5千兆赫兹(GHz)的范围内时，谐振长度与1.5GHz信号的波长相关。通过以这种方式选择衬底610的尺寸，在衬底610中生成谐振电流。该谐振电流形成在谐振的电容性方向和电感性方向生成的第一和第二谐振电流。谐振的电感性和电容性方向在垂直方向上延伸，因此形成圆谐振结构。

根据本发明一个方面，上述天线和天线元件可以是移动通信设备预先存在的设计的一部分，其中，这种天线用于接收GPS数据。然后，可以结合本发明对移动通信台的设计进行修正，以使示范性的天线用于实现根据天线的接收分集。例如，可以根据本发明在衬底610上添加两个或多个开关以及调谐和匹配电路。从而，示范性的天线元件604可以用于PGS目的以及用于接收分集。上述示范性的天线以及该天线的其它物理实施方式在美国专利No.6,414,640中进行详细说明，名称为“具有圆极化特性的天线组合及相关方法”，在这里作为参考将其全部内容引入本申请。

图7-11分别说明了示范性的GPS天线组件、包括GPS天线组件安装机制的PWB的一部分、以及其上安装有GPS天线组件的PWB的一部分。

参考图7，说明了示范性的GPS天线组件700。GPS天线组件700至少包括发射天线702、载体704和安装位置706。一般地，发射天线702是由例如金属片的金属制造的。发射天线702可以嵌入在载体704中，使得其可以从载体704的多个侧面伸出，包括远离PWB的侧面。发射天线702可以用于接收GPS频段内的信号。载体704(例如，塑料等等)通常将GPS天线组件700安装在PWB上。安装位置706提供一种装置，以将GPS天线组件700固定在PWB上。例如，螺母柱、螺丝、按钮、夹子、焊接接头、连接器、电线等等安装元件可以用于安装位置，从而选择性地将GPS天线组件700固定在PWB上。

图8从第二视角说明了示范性的GPS天线组件700。如图所述，示范性的GPS天线组件700进一步包括与发射天线702(图7)相关联的弹性触点802。弹性触点802可以作为单个接触点使用，以将GPS天线组件700和IFA天线安装在PWB上。

图9说明了包括与GPS天线组件700(图7)结合使用的GPS天线安装机制的PWB900的一部分。GPS天线安装机制包括GPS伽马匹配(“F”)902，其包括弹性触点904。GPS伽马匹配902可以用于对GPS天线组件700进行电感匹配，以及用于将GPS天线组件700和IFA天线与PWB 900相连。GPS伽马匹配902提供单一连接点，或者弹性触点904。或者，两个或多个连接点可以用于调谐天线组件700，以使这个组件用于GPS数据接收和接收分集。此外，可以对PWB900上的GPS伽马匹配902进行简单地修正，甚至是在GPS组件700的设计之后。另外，应当理解的是，上述可以用于多个其它IFA天线配置，例如，下述的配置。

图10说明了其上通过安装机制1002安装有GPS天线组件700的PWB 900的一部分。该安装机制1002可以包括多个已知的安装元件，例如，固定和保护组件。该安装机制902可以用于将GPS天线组件700固定在PWB 900上。

现在参考图11，说明了方法1100，该方法向已经包括GPS天线的电话中添加接收分集。注意到，GPS天线不可以是已经包括用于接收分集的频段的多频段天线的一部分。在1102中，提供一种包括GPS天线的移动通信设备。根据本发明一个方面，GPS天线可以是具有圆极化特性的TOPIFA天线。但是，应当理解的是，天线可以是任何适当的天线，例如，适当的微带天线、L-平面天线、PIFA天线、单极天线、螺旋式天线、单极天线和螺旋式天线的组合、鞭状天线等等。而且，本发明涉及使用对包括GPS天线的移动通信设备的任何设计，以进行关于在PCS频段内添加接收分集的修正。

在1104中，调谐电路用于对存在的GPS天线在GPS频段和PCS频段之间(例如，在1.575GHz和1.91GHz或1.7GHz或2.1GHz之间)进行动态调谐。调谐电路可以使用不同长度的延伸，以实现对GPS天线的动态调谐。此外，所提供的电路可以改变与GPS天线相关联的辐射天线元件的电气长度，以实现对GPS天线的动态调谐。而且，可以结合动态调谐GPS天线使用其它适当的电路(例如，可以使用两个不同的电路——第一电路用于将天线调谐为GPS频段，第二电路用于将天线调谐为PCS频段)。例如，在接收到具有与这些频段相关的一个或多个频率的信号时，电路可以用于对TOPIFA GPS天线在GPS接收频段和PCS接收频段之间进行调谐。

在1106中，GPS和PCS接收机用于对在PCS或者GPS频段内发往移动通信设备的信号进行接收、变换、操纵和/或处理。在1108中，开关用于选择性地将天线与适当的调谐电路和适当的接收机相连。例如，如果GPS信号发往移动通信设备，则第一开关可以将天线与GPS调谐电路相连，以用于对天线的适当调谐，第二开关可以将天线与GPS接收机相连，以对信号进行变换、操纵和/或处理。

现在参考图12，说明了更加详细地显示本发明一个或多个具有优势的示范性环境1200。环境1200包括移动通信设备1202，该移动通信设备1202包括专用于接收PCS信号的天线1204以及可以用于在PCS频段内的接收分集和GPS信号接收的天线1206。虽然表示在移动通信设备1202的外部，但是，应当理解的是，所示实施方式只是示范性的，天线1204和天线1206可以是内部和/或外部天线。环境1200还包括基站1208和基站1210，其输出将由移动通信设备1202接收的PCS频段信号。此外，输出GPS信号以由移动通信设备1202接收的卫星1212也包括在示范性的环境1200中。

根据本发明一个方面，卫星1212可以输出将由移动通信设备1202接收的GPS信号1214，并且基站1208可以输出将由移动通信设备1202接收的PCS信号1216。一般地，如果希望接收GPS数据，则天线1206自动配置为能够接收来自卫星1212的GPS信号，这是因为用户通常不会在没有接收分集时感觉出运行的区别。从而，天线1204将接收来自基站1208的PCS信号1216，并且天线1206将接收来自卫星1212的GPS信号1214。根据本发明另一个方面，在希望接收PCS数据时，天线1206将自动配置为实现对PCS信号的接收。更加具体地，天线1204可以接收PCS信号1216，并且天线1206可以接收PCS信号1218，因此改善了到那个基站1208之间的链路。应当理解的是，信号1216和1218可以包括基本上相似的数据和/或不同的数据。向移动通信设备1202提供接收分集的能力使得更多的用户基本上同时在网络中，由此改善基站1208和移动通信设备1202之间的链路，并且可以进一步提高数据率吞吐量。

根据本发明另一个方面，在希望接收PCS数据时，天线1206将自动配置为实现PCS信号的接收。更加具体地，天线1204可以接收来自基站1208的PCS信号1216，并且天线1206可以接收来自基站1210的PCS信号1220。从而，每个天线可以接收来自不同基站的信号。这个方面的一个优势就是，减轻出现在传统移动通信设备中的衰落。

图13说明了可以使用本发明新颖方面的示范性的移动(例如，便携式和无线)电话1300。该移动电话1300包括天线1310，该天线1310与一个或多个基站进行射频信号通信(例如，发射和接收)。天线1310可以与移动电话1300内的双工电路(例如，这里所述的电路)相连。另外，移动电话1300可以包括独立的信号接收元件(未示出)，其可以与双工器相连。

移动电话1300进一步包括扩音器1320，其接收音频信号，并将信号传送至至少一个用于音频信号处理的板上处理器，以及音频扬声器1330，用于向用户输出音频信号，包括所处理的呼叫者的语音信号和接受者音乐信号、告警、以及通知音或者哔哔声。另外，移动电话1300可以包括功率源，例如可充电电池(例如，碱性电池、NiCAD、NiMH和Li-ion)，其可以在用户移动时向基本上所有的板上系统提供功率。

移动电话1300可以进一步包括多个多功能按钮，包括小键盘1340、菜单导航按钮1350和屏幕触摸式感应位置(未示出)，以允许用户提供信息，用于拨打号码、选择选项、导航Internet、开/关电源以及对包括根据电话配置的特性的软件菜单系统进行导航。

显示屏1360可以用于向用户显示信息，例如，所拨电话号码、呼叫者电话号码(例如，呼叫者ID)、通知信息、Web页、电子邮件和例如文档、电子数据表和视频的文件。显示屏1360可以是彩色或者单色显示屏(例如，液晶、CRT、LCD、LED和/或平板)，并且与例如哔哔声、通知音和语音等音频信息同时使用。虽然移动电话1300适用于Internet通信，但是，Web页和电子邮件(email)信息也可以单独显示或是与音频信号一起显示。

在本发明的一个方面，显示屏1360可以与图形用户界面(GUI)1361结合使用。该GUI 1361可以包括浏览窗口1362，在那里可以向用户显示数据。用户可以通过滑杆1364和滚动条1366在数据中导航。另外，用户可以通过本发明的新颖方面，标记感兴趣的区域和聚焦区域，如在这里所述，使得用户可以导航到其他数据区域，并且能够返回到感兴趣的区域。从而，用户可以通过在GUI 1361内显示数据部分并且标记感兴趣的区域来浏览超过GUI 1361边沿的数据，从而在希望时快速返回到这个区域。例如，GUI 1361可以包括与焦点所识别项目相关联的聚焦标记1368。用户可以在项目在GUI 1361中可见时定义聚焦项目。然后，用户可以导航到另一个数据区域。当用户想返回到焦点时，用户可以在标记1368上移动滑杆1364，这将使聚焦项目返回到GUI 1361上，或者用户可以调用标记1368，以自动将聚焦项目返回到GUI 1361上。

菜单导航按钮1350可以进一步使用户与显示信息进行交互。在这种功能的支持下，小键盘1340可以提供按键，其可以实现字母数字输入，而且是多功能的，使得用户可以通过根据电子邮件或者其它消息通信方式经由小键盘1340输入字母数字和特殊字符来进行响应。该小键盘按键还允许用户至少控制其它电话特性，例如，音频音量和显示屏亮度。

接口可以用于上传和下载信息到存储器，例如，重新获得时间数据到电话表存储器以及电话第二存储器的其它信息(例如，站点信息和内容、呼叫者历史信息、地址本和电话号码以及存储在第二存储器中的音乐)。电源按钮1370允许用户开启和关闭移动电话1300。

移动电话1300可以进一步包括用于存储信息的存储器。存储器可以包括非易失性存储器和易失性存储器，而且可以是永久和/或可删除的。移动电话1300可以进一步包括例如USB(通用串行总线)和IEEE 1394等高速数据接口1380，用于与计算机进行数据通信。这种接口可以用于上传和下载信息，例如，站点信息和内容、呼叫者历史信息、地址本和电话号码、以及存储在第二存储器中的音乐。另外，移动电话900可以与多个输入/输出(I/O)设备通信，例如，键盘、小键盘和鼠标。

为了提供用于本发明各个方面的环境，图14以及下列描述旨在提供对适当计算环境的简要、概括描述，在这个计算环境中，可以实现本发明的各个方面。虽然，在运行于计算机上的计算机程序的计算机可执行指令的一般环境下描述了本发明，但是，本领域中熟练的技术人员将了解到，还可以结合其它程序模块实现本发明。一般而言，程序模块包括执行特定任务和/或实现特定抽象数据类型的例行程序、程序、组件、数据结构等等。

而且，本领域中熟练的技术人员将了解到，可使用其它计算机系统配置实现本发明的方法，包括单处理器或者多处理器计算机系统、微型计算设备、主机计算机以及个人计算机、手持式计算设备、基于微处理器或者可编程的客户电子设备等等。本发明所描述的各方面还可实现在分布式计算环境中，在那里，任务由通过通信网络相连的远程处理设备执行。但是，本发明的某些方面可以实现在单机计算机上。在一个分布式计算环境中，程序模块可能位于本地和远程存储器设备中。

参考图14，用于实现本发明各个方面的示范性的环境1410包括计算机1412。该计算机1412包括处理单元1414、系统存储器1416和系统总线1418。该系统总线1418将包括但不限于系统存储器1416的系统元件与处理单元1414相连。该处理单元1414可以是多种可用处理器中的任何一个。双微处理器和其它多处理器架构也可以作为处理单元1414使用。

系统总线1418可以是多种类型总线结构中的任何一种，包括内存总线或内存控制器、外围总线或者外部总线和/或局域总线，其使用任何可用的总线架构，包括但不限于，8比特总线、行业标准架构(ISA)、微通道架构(MSA)、扩展ISA(EISA)、智能驱动器电路(IDE)、VESA局域总线(VLB)、外围组件互连(PCI)、通用串行总线(USB)、先进图形端口(AGP)、个人计算机内存卡国际协会总线(PCMCIA)以及小型计算机系统接口(SCSI)。

系统存储器1416包括易失性存储器1420和非易失性存储器1422。基本输入/输出系统(BIOS)，包含例如在开机时在计算机1412内的元件之间传输信息的基本例行程序，存储在非易失性存储器1422。通过说明而非限制的方式，非易失性存储器1422可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除ROM(EEPROM)或者闪存。易失性存储器1420包括作为外部缓存的随机存取存储器(RAM)。通过说明而非限制的方式，RAM可用于多种方式，例如，同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)以及直接总线式随机存储器RAM(DRRAM)。

计算机1412还包括可移动/不可移动、易失性/非易失性计算机存储器媒体。例如，图14说明盘存储器1424。该盘存储器1424包括但不限于磁盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、Jaz驱动器、Zip驱动器、LS-100驱动器、闪存卡或者存储条等设备。另外，盘存储器1424可以包括与其它存储器媒体相互独立或者结合使用的存储器媒体，包括但不限于光盘驱动器，例如，光盘ROM设备(CD-ROM)、CD可记录驱动器(CD-R驱动器)、CD可重写驱动器(CD-RW驱动器)或者数字多功能磁盘ROM驱动器(DVD-ROM)。为了进行盘存储器设备1424与系统总线1418的连接，通常使用可移动或不可移动接口，例如，接口1426。

应当理解的是，图14描述了作为用户以及在适当的操作环境1410中描述的基本计算机资源之间的中间者的软件。这种软件包括操作系统1428。可以存储在盘存储器1424中的操作系统1428用于控制和分配计算机系统1412的资源。系统应用1430通过存储在系统存储器1416或者盘存储器1424中的程序模块1432和程序数据1434对系统1428进行操作，从而利用了对资源的管理。应当理解的是，可以使用多种操作系统或者操作系统和组合实现本发明。

用户通过输入设备1436向计算机1412输入指令或者信息。该输入设备1436包括但不限于定点设备，例如，鼠标、轨迹球、触控笔、触摸板、键盘、扩音器、操纵杆、游戏手柄、卫星天线、扫描仪、TV调谐卡、数码相机、数码摄像机、Web相机以及等等。这些以及其它输入设备通过系统总线1418经由接口1438与处理单元1414相连。例如，接口1438包括串行端口、并行端口、游戏端口和通用串行总线(USB)。输出设备1440使用一些与输入设备1436相同类型的端口。从而，例如，USB端口可用于向计算机1412提供输入，以及将来自计算机1412的信息输出到输出设备1440。输出适配器1442用于说明，一些输出设备1440，例如监控器、扬声器和打印机需要特殊的适配器。通过说明而非限制的方式，输出适配器1442包括在输出设备1440和系统总线1418之间提供连接装置的视频卡和声卡。应当注意，其它设备和/或设备的系统提供输入和输出能力，例如远程计算机1444。

计算机1412可以使用与一个或多个远程计算机，例如远程计算机1444的逻辑连接，运行于网络环境中。该远程计算机1444可以是个人计算机、服务器、路由器、网络PC、工作站、基于微处理器的设备、对等设备或其它通用网络节点等等，通常包括计算机1412中所描述的多个或所有元件。为了简便，只表示出远程计算机1444的内存存储器设备1446。远程计算机1444在逻辑上通过网络接口1448与计算机1412相连，在物理上通过通信连接1450相连。网络接口1448包括通信网络，例如局域网(LAN)和广域网(WAN)。LAN技术包括光纤分布式数据接口(FDDI)、铜线分布式数据接口(CDDI)、以太网/IEEE802.3、令牌环/IEEE802.5等等。WAN技术包括但不限于，点对点链接、例如综合业务数字网络(ISDN)及其变型等的电路交换网络、分组交换网络和数字用户环路(DSL)。

通信连接1450表示用于连接网络接口1448和总线1418的硬件/软件。虽然为了说明简便的目的，通信连接1450表示在计算机1412的内部，但是也可以位于计算机1412的外部。仅用于列举的目的，连接网络接口1448所需的硬件/软件包括内部和外部技术，例如调制解调器，包括普通电话调制解调器、电缆调制解调器和DSL调制解调器、ISDN适配器和以太网卡。

上面所述包括本发明的实例。当然，为了描述本发明，不可能描述组件和方法的每种可能组合，但是本领域中普通的技术人员可了解到，本发明的很多其它组合和变换都是可能的。因此，本发明旨在包括位于所附权利要求书的原则和范围内的所有这种变更、修正以及变型。此外，关于在详细描述或者权利要求书中所用的术语“包括”的范围，“包括”这个术语的方式旨在与术语“包含”作为转换词语用于权利要求书时所理解的方式相似。

Claims (24)

1.一种在移动通信设备内实现接收分集的系统，包括：

第一天线，有助于接收在PCS频段、蜂窝频段、韩国PCS频段以及中国PCS频段中的至少一个频段内的信号；以及

第二天线，有助于接收在GPS频段以及第一天线所接收的频段中的至少一个频段内的信号，其中，对第二天线的调谐基于传达至第二天线的信号类型。

2.根据权利要求1所述的系统，在不希望接收GPS频段内的信号时，将第二天线选择性地调谐为接收在第一天线所接收的频段中的至少一个频段内的信号。

3.根据权利要求1所述的系统，所述第二天线是安装在顶部的倒F天线。

4.根据权利要求3所述的系统，该安装在顶部的倒F天线表现圆极化特性。

5.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：

第一调谐组件，其有助于对第二天线进行调谐，用以接收在GPS频段内的信号；以及

第二调谐组件，其有助于对第二天线进行调谐，用以接收在第一天线所接收的频段中的至少一个频段内的信号。

6.根据权利要求5所述的系统，进一步包括RF开关，其有助于将第二天线与第一调谐组件和第二调谐组件中的一个相连。

7.根据权利要求5所述的系统，该RF开关是PIN二极管、MEMS开关和FET开关中的一个。

8.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：

第一接收组件，其有助于对在第一天线所接收的频段中的至少一个频段内的信号进行变换、调制和处理的中的至少一个；以及

第二接收组件，其有助于对GPS信号进行变换、调制和处理中的至少一个。

9.根据权利要求8所述的系统，进一步包括RF开关，其有助于将第二天线与第一接收组件和第二接收组件中的一个相连。

10.根据权利要求9所述的系统，该RF开关是PIN二极管、MEMS开关和FET开关中的一个。

11.根据权利要求1所述的系统，进一步包括一种组件，其确定希望由第二天线接收的信号的频率。

12.根据权利要求1所述的系统，进一步包括紧急组件，其在向紧急号码传送数据时自动将第二天线配置为接收GPS信号。

13.一种移动电话，包括权利要求1所述的系统。

14.根据权利要求1所述的系统，该第二天线包括与传输线相连的辐射天线元件，其中，传输线的长度可在至少两个长度之间选择。

15.根据权利要求1所述的系统，该第二天线是PIFA天线、鞭状天线、微带天线、L-平面天线、单极天线、E-平面天线、介质谐振器天线和螺旋式天线中的至少一个。

16.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：

第一开关，其将第一调谐组件和第二调谐组件中的一个与第二天线相连，其中，第一调谐组件有助于在第二天线上接收GPS信号，第二调谐组件有助于在第二天线上接收第一天线所接收的频段中的至少一个频段内的信号；

第二开关，其将第一接收组件和第二接收组件中的一个与第二天线相连，其中，第一接收组件有助于对GPS信号进行变换、调制和处理中的一个，第二接收组件有助于对第一天线所接收频段中的至少一个频段内的信号进行变换、调制和处理中的一个；以及

控制组件，其向第一开关和第二开关中的至少一个传达指令，以有助于实现所希望的连接，该连接至少部分基于该第二天线所希望接收的信号的类型。

17.一种在移动通信设备内实现接收分集的方法，包括：

提供第一天线，其有助于接收在PCS频段、蜂窝频段、韩国PCS频段以及中国PCS频段中的至少一个频段内的信号；

提供第二天线，其有助于接收GPS频段内的信号；

确定是否希望由第二天线接收GPS频段内的信号；以及

如果不希望接收GPS频段内的信号，则调谐第二天线，以有助于接收第一天线所接收的频段中的至少一个频段内的信号。

18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括改变与第二天线相关联的传输线的长度，以调谐第二天线。

19.根据权利要求17所述的方法，进一步包括改变与第二天线相关联的谐振元件的电气长度，以调谐第二天线。

20.根据权利要求17所述的方法，进一步包括，如果希望第二天线接收GPS频段内的信号，则调谐第二天线，以接收在GPS频段内的信号。

21.一种方法，用于修正移动通信设备，以实现接收分集，包括：

提供一种移动通信设备，其包括第一天线，调谐为接收在PCS频段、蜂窝频段、韩国PCS频段以及中国PCS频段中的至少一个频段内的信号，以及第二天线，调谐为接收在GPS频段内的信号；

将第二天线与第一开关相连；

进一步将第一开关与第一调谐电路和第二调谐电路中的一个相连，其中第一调谐电路有助于将第二天线调谐为接收在GPS频段内的信号，第二调谐电路有助于将第二天线调谐为接收在第一天线所接收的频段中的至少一个频段内的信号；

将第二天线与第二开关相连；以及

进一步将第二开关与第一接收组件和第二接收组件中的一个相连，其中第一接收组件有助于对在GPS频段内的信号进行处理、变换和调制中的一个，第二接收组件有助于对在第一天线所接收的频段中的至少一个频段内的信号进行处理、变换和调制中的一个。

22.一种能够在移动通信设备内实现接收分集的系统，包括：

一种装置，用于将第一天线配置为接收在PCS频段、蜂窝频段、韩国PCS频段以及中国PCS频段中的至少一个频段内的数据；

一种装置，用于将第二天线配置为在特定情况下接收在第一天线所接收的频段中的至少一个频段内的数据以及GPS数据中的一个，对第二天线的配置至少部分基于该第二天线所希望接收的信号的类型。

23.根据权利要求22所述的系统，第二天线是装在顶部的倒F天线。

24.一种有助于在移动通信设备内实现接收分集的系统，包括：

第一天线，其有助于接收在至少两个频段内的信号；

第二天线，其有助于接收在GPS频段内以及在第一天线所接收的频段中的至少一个频段内的信号；以及

调谐组件，其在不希望接收GPS信号时将第二天线动态调谐为用于至少一个频段的第一天线当前所接收的频率。

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