ES2611456T3 - Disposición de antena, método para fabricar una disposición de antena y placa de cableado impreso para su uso en una disposición de antena - Google Patents
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Abstract
Una disposición de antena (10') que comprende: un elemento de masa conductor (3) que tiene un primer extremo (12) y un segundo extremo (14) opuesto al primer extremo; un primer elemento de antena (2) ubicado en o cerca del primer extremo (12) y que se puede hacer funcionar al menos a una primera frecuencia; un segundo elemento de antena (2') ubicado en el segundo extremo (14) y que se puede hacer funcionar al menos a la primera frecuencia; una primera parte conductora (16) que extiende el elemento de masa conductor; y una segunda parte conductora (18) que extiende el elemento de masa conductor y que está separada de la primera parte conductora por un espacio (8), en donde la primera parte conductora, la segunda parte conductora y el espacio están configurados para proporcionar aislamiento entre el primer elemento de antena y el segundo elemento de antena al menos a la primera frecuencia, y en donde la primera parte conductora (16) y la segunda parte conductora (18) se extienden desde un borde en el segundo extremo (14) del elemento de masa conductor (3), y la segunda parte conductora (18) comprende una curva para extenderse hacia la primera parte conductora (16) y para acercar la segunda parte conductora (18) a la primera parte conductora (16).
Description
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DESCRIPCION
Disposicion de antena, metodo para fabricar una disposicion de antena y placa de cableado impreso para su uso en una disposicion de antena
Campo de la invencion
Las realizaciones de la presente invencion se refieren a una disposicion de antena, a un metodo para fabricar una disposicion de antena y a una placa de cableado impreso para su uso en una disposicion de antena.
Antecedentes de la invencion
En la actualidad, la comunicacion radioelectrica se emplea comunmente en muchos aparatos electronicos, tales como nodos de red de area local inalambrica, nodos de red de Bluetooth, nodos de red celular, dispositivos de identificacion por radiofrecuencia, etc.
A menudo, hay restricciones impuestas sobre el diseno de tales aparatos, tales como restricciones de tamano, por ejemplo, el tamano de una placa de cableado impreso (PWB, printed wiring board) o restricciones de funcionalidad, por ejemplo, la banda (o bandas) de radiofrecuencia en la(s) que deberia funcionar el dispositivo.
Puede ser dificil ajustar el desempeno de un dispositivo de comunicacion radioelectrica al tiempo que se respetan las restricciones impuestas.
El documento D8 (US6624789) se refiere a una estructura de antena que tiene una antena de transmision que esta dispuesta sobre una primera seccion de un plano de masa y una antena de recepcion que esta dispuesta sobre una segunda seccion del plano de masa. Se proporciona un corte entre la primera y la segunda secciones del plano de masa. La longitud del corte es sustancialmente igual a un cuarto de la longitud de onda de la banda de frecuencia de funcionamiento de un par de antenas de transmision/recepcion con el fin de proporcionar aislamiento entre la antena de transmision y la antena de recepcion. Si la estructura de antena tambien tiene una antena transceptora que se hace funcionar en una banda de frecuencia adicional que esta dispuesta sobre el mismo plano de masa y que abarca la primera seccion y la segunda seccion, se proporciona un conmutador sobre el corte. El conmutador esta funcionando en una posicion cerrada cuando se usa la antena transceptora en la banda de frecuencia adicional, y en una posicion abierta cuando se usa el par de antenas de transmision/recepcion.
El documento US 2006/0181468 A1 divulga un aparato de antena que incluye una placa de masa, un primer elemento de antena que se corresponde con una primera banda de frecuencia y un segundo elemento de antena que se corresponde con una segunda banda de frecuencia en las proximidades de, o superpuesta con, la primera banda de frecuencia. En una realizacion (la figura 5), se proporciona una primera hendidura en la placa de masa en una posicion que se corresponde con la longitud de aproximadamente % de la longitud de onda en un borde corto de la placa de masa en el lado de un primer elemento de antena que esta conectado con la placa de masa. Se proporciona una segunda hendidura en una posicion que se corresponde con la longitud de aproximadamente % de la longitud de onda en un borde corto de la placa de masa en el lado del segundo elemento de antena.
Breve descripcion de diversas realizaciones de la invencion
De acuerdo con diversas realizaciones de la invencion, se proporciona una disposicion de antena segun la reivindicacion 1.
De acuerdo con diversas realizaciones de la invencion, se proporciona un metodo segun la reivindicacion 12.
De acuerdo con diversas realizaciones de la invencion, se proporciona un componente de placa de cableado impreso segun la reivindicacion 11.
En diversas realizaciones de la invencion, se puede lograr un desempeno de banda multiple deseado usando la configuracion de la primera parte, la segunda parte y el espacio.
En diversas realizaciones de la invencion, se puede lograr un desempeno deseado al tiempo que se respeta una restriction impuesta tal como un tamano maximo o minimo para el elemento de masa conductor.
Breve descripcion de los dibujos
Para una mejor comprension de diversas realizaciones de la presente invencion, se hara referencia a continuation, solo a modo de ejemplo, a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 ilustra de forma esquematica una disposicion de antena que no se reivindica;
las figuras 2A a 2E ilustran de forma esquematica unas disposiciones de antena alternativas que no se
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reivindican;
la figura 3 ilustra un ejemplo de una grafica de perdida de retorno (S11) frente a la frecuencia de funcionamiento para una disposicion de antena que no se reivindica;
la figura 4 ilustra una realization (que no se reivindica) en la que los componentes se colocan en un espacio definido en un plano de masa de la disposicion de antena;
la figura 5 ilustra de forma esquematica un aparato que comprende una disposicion de antena;
la figura 6 ilustra de forma esquematica una disposicion de antena (que no se reivindica) que esta dispuesta para
adaptarse al cuerpo de un usuario;
la figura 7 ilustra de forma esquematica otra disposicion de antena (que no se reivindica) en la que unas extremidades de la primera parte conductora y la segunda parte conductora discurren la una en paralelo con respecto a la otra;
la figura 8 ilustra de forma esquematica una disposicion de antena; y
las figuras 9A a 9B ilustran un ejemplo de una grafica de perdida de retorno (S11) y (S22) frente a la frecuencia de funcionamiento para una disposicion de antena.
Descripcion detallada de diversas realizaciones de la invencion
La figura 1 ilustra de forma esquematica una disposicion de antena 10 (que no se reivindica) que comprende: un elemento de antena 2 que esta asociado a un elemento de masa conductor 3;
una primera parte conductora 16 que se extiende lejos del elemento de masa conductor 3 y una segunda parte conductora 18 que se extiende lejos del elemento de masa conductor 3 y que esta separada de la primera parte conductora 16 por un espacio 8.
El elemento de masa conductor 3 tiene un primer extremo 12 y un segundo extremo 14 opuesto al primer extremo. El elemento de antena 2 esta ubicado en o cerca del primer extremo 12.
El elemento de antena 2 es un elemento de monopolo electricamente conductor que se alimenta directamente por medio de la alimentation 4 en uno de sus extremos. El otro extremo es autonomo. Por lo general, hay una red de adaptation que esta conectada con la alimentacion en el elemento de masa 3. En la realizacion que se ilustra, el elemento de antena 2 es una antena plana en forma de L invertida (PILA, planar inverted L antenna) que esta ubicada junto al borde del primer extremo 12 del elemento de masa conductor 3. La PILA tiene, como su modo resonante mas bajo, un modo de A/4, es decir, en resonancia, la longitud electrica del elemento de antena equivale a A/4, en donde A es la longitud de onda en resonancia. A pesar de que se ha ilustrado un tipo particular de elemento de antena 2, se deberia apreciar que se pueden usar otros tipos de elementos de antena tales como, por ejemplo, una antena plana en forma de F invertida (PIFA, planar inverted F antenna), una antena de placa, un antena de hilos (monopolo, dipolo, helice, etc.), y otros elementos de antena conocidos tal como se usan en la tecnica.
El elemento de masa conductor 3 proporciona una referencia de potencial de masa. Este funciona como un plano de masa para el elemento de antena 2.
El elemento de masa conductor 3 comprende un area superficial significativa de conductor macizo continuo entre el primer extremo 12 y el segundo extremo 14.
Por ejemplo, esta area se puede usar como una placa de cableado impreso (PWB) para portar componentes electronicos y puede ser de una forma sustancialmente rectangular. El elemento de masa conductor 3 se puede encontrar sobre una o mas capas de la placa de cableado impreso (PWB), en una placa de cableado impreso de multiples capas.
El elemento de masa conductor 3 se puede formar a partir de objetos metalicos o conductores presentes en un dispositivo electronico portatil tipico, por ejemplo, bateria, blindajes, cubiertas internas o externas, armazones y otras partes electronicas o mecanicas, aunque sin limitarse a esta lista de partes. Estas partes pueden estar, o no, electricamente conectadas con la placa de cableado impreso.
Tanto la primera parte conductora 16 como la segunda parte conductora 18 estan situadas en una extremidad 6 del elemento de masa conductor 3 que incluye el segundo extremo 14 del elemento de masa conductor 3 y esta opuesto al primer extremo 12 del elemento de masa conductor 3. La primera parte conductora 16 y la segunda parte conductora 18 pueden ser unos elementos que son porciones integrales del elemento de masa conductor 3 o pueden ser unos elementos adicionales que estan galvanicamente conectados con el elemento de masa conductor 3.
La disposicion de antena 10 puede ser de banda unica o de banda multiple. La figura 3 ilustra un trazo 30 de perdida de retorno (S11) frente a la frecuencia de funcionamiento para una disposicion de banda multiple 10 (que no se reivindica). En este ejemplo, la disposicion de antena 10 tiene una resonancia de banda alta 32 que es proporcionada por el elemento de antena resonante de alimentacion directa 2 y una resonancia de banda baja ancha 34 que es proporcionada por las resonancias de banda baja adyacentes 36A y 36B. La resonancia de banda baja
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36B es un modo adicional que es proporcionado por las partes 16, 18 en la extremidad 6 del elemento de masa conductor 3 que, en virtud del acoplamiento fuerte entre las partes 16, 18, extienden el elemento de masa conductor 3. La resonancia de banda baja 36A es excitada por el elemento de antena 2 y el elemento de masa conductor 3.
En algunas realizaciones, la longitud electrica del elemento de masa conductor 3 se puede usar para sintonizar la resonancia de banda alta 32 que es dependiente de modos resonantes que son excitados en el elemento de masa conductor 3 por el elemento de antena 2 y tambien para sintonizar la resonancia de banda baja 36A que es, por lo general, un armonico de la frecuencia resonante de banda alta. Por ejemplo, en el ejemplo (que no se reivindica) ilustrado en la figura 1, aumentar la longitud fisica del elemento de masa conductor 3 en la direccion +x puede bajar la frecuencia resonante de la resonancia de banda alta 32 y tambien bajar la frecuencia resonante de la resonancia de banda baja 36A.
En algunas realizaciones, la configuracion y las longitudes electricas de la primera parte 16 y la segunda parte 18 se pueden usar para sintonizar la resonancia de banda baja 34.
Las partes conductoras 16, 18 funcionan como extensiones al elemento de masa conductor 3. Las figuras 1 y 2A-2E ilustran diversas configuraciones diferentes (que no se reivindican) para la primera y la segunda partes conductoras 16 y 18 y el espacio intermedio 8.
Se ha observado que extender la longitud electrica del elemento conductor 3 usando la primera parte conductora 16 y la segunda parte conductora 18 aumenta el ancho de banda de resonancia de banda baja 34.
Se ha observado que el aumento en el ancho de banda puede ser mayor para las disposiciones que son asimetricas (las figuras 1, 2B, 2d, 2E, etc.) en comparacion con aquellas que son simetricas (las figuras 2A, 2C). Por lo general, la asimetria surge debido a que la longitud fisica de una de la primera y la segunda partes 16, 18 es mayor que la longitud fisica de la otra de la primera y la segunda partes 16, 18.
Se ha observado que algunas configuraciones de la primera y la segunda partes (por ejemplo, las figuras 1, 2D, 2E) crean una resonancia adicional fuerte 36B junto a, y que se superpone con, una resonancia de banda baja 36A que esta asociada al elemento de masa conductor 3 y, por lo tanto, aumentan el ancho de banda de la resonancia de banda baja 34. Se cree que la resonancia adicional fuerte surge de un lazo de corriente electrica cerrado que existe en la estructura de lazo abierto formada por el espacio 8 y la primera y la segunda partes 16, 18. El lazo de corriente electrica se cierra, a traves del espacio 8 de la estructura de lazo abierto, por una corriente de desplazamiento. Una resonancia adicional fuerte surge cuando hay una coincidencia de fase y amplitud de la corriente de desplazamiento a traves del espacio 8. Para que esto tenga lugar, el espacio deberia ser estrecho, por ejemplo, menos de 1/10 de la dimension de la longitud de onda resonante.
La disposicion de la primera parte conductora 16, la segunda parte conductora 18 y el espacio 8 se puede elegir de tal modo que la resonancia adicional que es creada por el lazo de corriente electrica cerrado tiene una frecuencia resonante 36B junto a la frecuencia resonante 36A existente de la disposicion de antena 10, aumentando de ese modo el ancho de banda. A pesar de que la primera parte conductora 16 y la segunda parte conductora 18 se han descrito modificando la banda de baja frecuencia, se deberia apreciar que, mediante la variacion de las partes y, en particular, de sus longitudes electricas, estas se podrian usar, como alternativa, para modificar la banda de alta frecuencia 32.
La figura 2A ilustra la extremidad 6 del elemento de masa conductor 3 en una realizacion (que no se reivindica) de la disposicion de antena 10. En esta realizacion simetrica, la primera parte 16 y la segunda parte 18 estan desconectadas y forman un lazo ‘abierto' con un gran espacio 8. Estas se extienden la una en paralelo con respecto a la otra lejos del borde definido por el segundo extremo 14 y tienen la misma longitud fisica. En este ejemplo, estas se extienden en el mismo plano que el ocupado por el elemento de masa conductor 3 y hay un gran espacio entre las mismas.
La figura 2B ilustra la extremidad 6 del elemento de masa conductor 3 en otra realizacion (que no se reivindica) de la disposicion de antena 10. En esta realizacion asimetrica, la primera parte 16 y la segunda parte 18 estan desconectadas y forman un lazo ‘abierto' con un gran espacio 8. Estas se extienden la una en paralelo con respecto a la otra lejos del borde definido por el segundo extremo 14. No obstante, la segunda parte 18 es mas larga que la primera parte 16. En este ejemplo, estas se extienden en el mismo plano que el ocupado por el elemento de masa conductor 3. En esta realizacion, el espacio 8 es demasiado grande para la creacion de un lazo de corriente y un modo resonante adicional fuerte asociado 36B.
La figura 2C ilustra la extremidad 6 del elemento de masa conductor 3 en otra realizacion (que no se reivindica) de la disposicion de antena 10. En esta realizacion simetrica, la primera parte 16 y la segunda parte 18 estan conectadas y forman un lazo ‘cerrado'. Estas se extienden lejos del borde definido por el segundo extremo 14 y, a continuacion, se curvan para encontrarse la una con la otra y cerrar el lazo. En este ejemplo particular, la primera parte 18 y la segunda parte 18 se extienden la misma distancia la una en paralelo con respecto a la otra en la direccion +x en perpendicular con respecto al borde definido por el segundo extremo 14 y, a continuacion, se curvan en angulos
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rectos para extenderse en la direccion y, y encontrarse. En este ejemplo, la primera parte 16 y la segunda parte 18 se extienden en el mismo plano que el ocupado por el elemento de masa conductor 3. En esta realization, las condiciones de contorno son de tal modo que no se crean un lazo de corriente y un modo resonante adicional asociado 36B.
Las propiedades de desempeno de la resonancia de banda baja 34 tambien se pueden regular mediante el ajuste del tamano y la forma del espacio 8 definido entre el elemento de masa conductor 3, la primera parte 16 y la segunda parte 18. Reducir el tamano del espacio estimula una corriente de desplazamiento entre la primera y la segunda partes que forma un lazo de corriente electrica cerrado y un modo resonante adicional asociado 36B.
La figura 2D ilustra la extremidad 6 del elemento de masa conductor 3 en otra realizacion (que no se reivindica) de la disposition de antena 10. En esta realizacion asimetrica, la primera parte 16 y la segunda parte 18 estan desconectadas y forman un lazo ‘abierto' con un pequeno espacio en sus extremidades. Estas se extienden inicialmente la una en paralelo con respecto a la otra lejos del borde definido por el segundo extremo 14, a continuation la segunda parte 18, que es mas larga que la primera parte 16, se curva en angulos rectos y se extiende hacia la primera parte 16. En este ejemplo, estas se extienden en el mismo plano que el ocupado por el elemento de masa conductor 3. El espacio 8 se asemeja a una ranura en que este tiene una longitud que es mucho mas grande que su anchura. La longitud del espacio ranurado 8 es aproximadamente la misma que la longitud de la segunda parte 18 y la anchura del espacio ranurado 8 y la anchura de la primera y la segunda partes son de aproximadamente el mismo tamano.
En comparacion, los espacios 8 que se ilustran en las figuras 2A - 2C tienen un area mucho mas grande.
La figura 2E ilustra una variation con respecto a la realizacion asimetrica que se ilustra en la figura 2D. En esta realizacion (que no se reivindica), la ranura 8 se curva hacia el elemento de masa conductor 3 y se extiende en la direccion -x. Esto aumenta adicionalmente la longitud de la segunda parte 18. En este ejemplo, las ubicaciones en las que la primera parte 16 y la segunda parte 18 se extienden inicialmente a partir del elemento de masa conductor 3 estan desplazadas en la direccion x. Esta etiquetada una portion recortada potencial 22 que, si se eliminara, daria como resultado que la realizacion que se ilustra en la figura 2E se asemejara a la que se ilustra en la figura 1.
La figura 7 ilustra de forma esquematica otra realizacion asimetrica (que no se reivindica). La primera parte conductora 16 y la segunda parte conductora 18 estan desconectadas y forman un lazo ‘abierto' con un pequeno espacio 8 entre sus extremidades 17, 19. Las extremidades 17, 19 discurren la una en paralelo con respecto a la otra separadas por el pequeno espacio 8. Las partes 16, 18 se extienden inicialmente la una en paralelo con respecto a la otra lejos del borde definido por el segundo extremo 14. A continuacion, las partes se curvan en angulos rectos y se extienden la una hacia la otra. La segunda parte 18, que es mas larga que la primera parte 16, se curva en angulos rectos dos veces en rapida sucesion a medida que esta se aproxima a la primera parte 16. Esta forma una torcedura en la segunda parte 18 que coloca su extremidad 18 en paralelo con respecto a la extremidad 17 de la primera parte conductora 16.
En el ejemplo que se ilustra en la figura 1, el elemento de masa conductor 3 es una estructura plana maciza plana, no obstante, en otras realizaciones, este puede ser tridimensional. Por ejemplo, este se puede doblar o curvar en una tercera dimension para adaptarse al cuerpo de un usuario tal como se ilustra en la figura 6. En esta figura, el elemento de masa conductor 3 se curva de tal modo que este se adapta al cuerpo de un usuario tal como, por ejemplo, su brazo o pierna. La primera parte conductora 16 y la segunda parte conductora 18 se extienden lejos del elemento de masa conductor 3 en una direccion sustancialmente en perpendicular con respecto a un plano medio del elemento de masa conductor 3. La primera parte conductora 16 y la segunda parte conductora 18 forman una estructura de lazo abierto que, por ejemplo, puede recibir parte de una extremidad de un usuario tal como su muneca o tobillo. En otras realizaciones similares, el elemento de masa conductor 3 se puede formar a partir de mas de una parte secundaria y que se acoplan entre si para formar el elemento de masa conductor 3 global. Estas pueden formar una forma sustancialmente tridimensional como parte de un diseno de dispositivo portatil complejo. La primera parte conductora 16 y la segunda parte conductora 18 tambien se pueden formar en tres dimensiones, y puede que no se formen necesariamente en un unico plano. Por ejemplo, si existen otros componentes o modulos dentro de la totalidad del dispositivo portatil, puede ser necesario que las partes conductoras adicionales (16, 18) se enrollen en torno a otros componentes, por ejemplo, un conector o una ranura de tarjeta de memoria, etc.
Si se usa un espacio de gran area 8, tal como se ilustra en las figuras 1 y 2A a 2C, entonces se pueden colocar unos componentes adicionales 40 en el espacio 8 tal como se ilustra en la figura 4, sin afectar de forma significativa al desempeno de la disposicion de antena 10. Los componentes adicionales pueden ser unas antenas y circuitos electricos que pueden estar desconectados de la primera y la segunda partes 16, 18. Por ejemplo, los componentes adicionales pueden incluir un lector y una bobina de campo cercano.
La primera parte conductora 16 y la segunda parte conductora 18 forman una estructura semejante a una antena. En algunas realizaciones, puede ser posible usar una forma complementaria de estructura de antena que sustituye espacio con conductor y conductor con espacio. Esto invertira los campos Electrico y Magnetico y puede posibilitar diversas polarizaciones.
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La figura 8 ilustra de forma esquematica una disposicion de antena 10' similar a la que se ilustra en la figura 1, y caracteristicas similares se designan usando los mismos numeros de referencia, o unos similares. Por lo tanto, la disposicion de antena 10' que se ilustra en la figura 8 tambien comprende un primer elemento de antena 2 que esta asociado a un elemento de masa conductor 3; una primera parte conductora 16 que se extiende lejos del elemento de masa conductor 3 y una segunda parte conductora 18 que se extiende lejos del elemento de masa conductor 3 y que esta separada de la primera parte conductora 16 por un espacio 8. La disposicion de antena 10' que se ilustra en la figura 8 tambien comprende, adicionalmente, un segundo elemento de antena 2'.
El elemento de masa conductor 3 tiene un primer extremo 12 y un segundo extremo 14 opuesto al primer extremo. En el ejemplo ilustrado, el primer elemento de antena 2 esta ubicado en o cerca del primer extremo 12 y el segundo elemento de antena 2' esta ubicado en o cerca del segundo extremo 14 junto a la segunda parte conductora.
En este ejemplo, el primer elemento de antena 2 es un elemento de monopolo electricamente conductor que se alimenta directamente por medio de la alimentacion 4 en uno de sus extremos. El otro extremo es autonomo. Por lo general, hay una red de adaptacion conectada con la alimentacion en el elemento de masa 3. El primer elemento de antena 2 puede ser una antena plana en forma de F invertida (PIFA) tal como se ilustra en la figura 1, una antena de placa, un antena de hilos (monopolo, dipolo, helice, etc.) u otro elemento de antena tal como se usa en la tecnica.
En este ejemplo, el segundo elemento de antena 2' tambien es un elemento de monopolo electricamente conductor que se alimenta directamente por medio de la alimentacion 4' en uno de sus extremos. El otro extremo es autonomo. Por lo general, hay una red de adaptacion que esta conectada con la alimentacion en el elemento de masa 3. El elemento de antena 2' puede ser una antena plana en forma de F invertida (PIFA) tal como se ilustra en la figura 1, una antena de placa, un antena de hilos (monopolo, dipolo, helice, etc.) u otro elemento de antena tal como se usa en la tecnica.
El elemento de masa conductor 3 proporciona una referencia de potencial de masa. Este funciona como un plano de masa para el primer elemento de antena 2 y el segundo elemento de antena 2'.
El elemento de masa conductor 3 puede comprender un area superficial significativa de conductor macizo continuo entre el primer extremo 12 y el segundo extremo 14.
Por ejemplo, esta area se puede usar como una placa de cableado impreso (PWB) para portar componentes electronicos y puede ser de una forma sustancialmente rectangular. El elemento de masa conductor 3 se puede encontrar sobre una o mas capas de la placa de cableado impreso (PWB), en una placa de cableado impreso de multiples capas.
El elemento de masa conductor 3 se puede formar a partir de objetos metalicos o conductores presentes en un dispositivo electronico portatil tipico, por ejemplo, bateria, blindajes, cubiertas internas o externas, armazones y otras partes electronicas o mecanicas, aunque sin limitarse a esta lista de partes. Estas partes pueden estar, o no, electricamente conectadas con la placa de cableado impreso.
Tanto la primera parte conductora 16 como la segunda parte conductora 18 estan situadas, en este ejemplo, en una extremidad 6 del elemento de masa conductor 3 que incluye el segundo extremo 14 del elemento de masa conductor 3 y esta opuesto al primer extremo 12 del elemento de masa conductor 3. La primera parte conductora 16 y la segunda parte conductora 18 pueden ser unos elementos que son porciones integrales del elemento de masa conductor 3 o pueden ser unos elementos adicionales que estan galvanicamente conectados con el elemento de masa conductor 3. La figura 9A ilustra un trazo 30 de perdida de retorno (S11) frente a la frecuencia de funcionamiento para el primer elemento de antena 2 y tambien un trazo 30' de perdida de retorno (S22) frente a la frecuencia de funcionamiento para el segundo elemento de antena 2'. En este ejemplo, el primer elemento de antena 2 tiene una resonancia de banda baja 34 y el segundo elemento de antena 2' tiene una resonancia de banda baja 34'.
En algunas realizaciones, la longitud electrica del elemento de masa conductor 3 se puede usar para sintonizar las resonancias de banda baja 34, 34'. En el ejemplo que se ilustra en la figura 8, aumentar la longitud fisica del elemento de masa conductor 3 en la direccion +x puede bajar la frecuencia resonante de una o mas de las resonancias de banda baja 34, 34'.
En algunas realizaciones, la configuracion y las longitudes electricas de la primera parte 16 y la segunda parte 18 se pueden usar para ajustar el aislamiento entre el primer elemento de antena 2 y el segundo elemento de antena 2'. El aislamiento (S21) se ilustra en la figura 9B.
Las partes conductoras 16, 18 funcionan como extensiones al elemento de masa conductor 3 (extensiones de elemento de masa)
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Los modos que tienen lugar de forma natural en el elemento de masa conductor 3 se ven potenciados al colocar las partes conductoras de extension 16, 18 en donde la mayor parte de la corriente tiende a fluir en el elemento de masa conductor 3 (a lo largo del borde) y, a continuacion, acercar las partes conductoras de extension 16, 18.
Como un ejemplo, la parte conductora 16 puede, en combinacion con el elemento de masa conductor 3, formar un primer modo resonante, y la parte conductora 18 puede, en combinacion con el elemento de masa conductor 3, formar un segundo modo resonante. La colocacion proximal de ambas partes conductoras 16 y 18 acopla los dos modos diferentes. Las figuras 8 y 2A-2E ilustran diversas configuraciones diferentes para la primera y la segunda partes conductoras 16 y 18 y el espacio intermedio 8.
Sin el espacio 8 y, por lo tanto, sin las partes conductoras 16 y 18, tanto la primera antena 2 como la segunda antena 2' comparten el mismo modo de chasis o resonancia de elemento de masa conductor, dando como resultado un alto nivel de acoplamiento de antena entre la primera antena 2 y la segunda antena 2'.
Con la introduccion del espacio 8 formado mediante la adicion de las partes conductoras 16 y 18, se crean dos modos de chasis discretos, teniendo cada modo de chasis su propia frecuencia resonante. La primera antena 2 esta sintonizada en el primer modo de chasis, y la segunda antena 2' esta sintonizada en el segundo modo de chasis. Debido a que los dos modos de chasis tienen diferentes distribuciones de corriente, se mejora el aislamiento entre la primera antena 2 y la segunda antena 2'.
Se ha observado, para algunas configuraciones de la primera y la segunda partes (por ejemplo, las figuras 1, 2D, 2E), que la combinacion del elemento de masa conductor 3 y la primera parte 16 crea una resonancia fuerte que se superpone con las resonancias de banda baja 34 y la combinacion del elemento de masa conductor 3 y la segunda parte 18 crea una resonancia fuerte que se superpone con la resonancia de banda baja 34'.
Puede que sea deseable mantener el espacio 8 lo bastante ancho para evitar un acoplamiento demasiado fuerte entre la primera parte conductora 16 y la segunda parte conductora 18, lo que reduciria el aislamiento entre la antena 2 y la segunda antena 2'. Un espacio lo bastante ancho puede ser mayor que 1/10 de la dimension de la longitud de onda resonante.
En el ejemplo de la figura 8, el acoplamiento entre la primera y la segunda partes conductoras 16, 18 se puede controlar mediante la variacion de la longitud, la posicion y/o la orientacion de la primera y la segunda partes conductoras 16, 18.
En el ejemplo de la figura 8, la posicion de la primera y la segunda antenas 2, 2' puede afectar al acoplamiento entre la primera y la segunda partes conductoras 16, 18.
La antena 2 y la segunda antena 2' pueden ser, por ejemplo, una antena principal y una antena de diversidad que funcionan en los mismos intervalos de frecuencia, o unos que se superponen. La antena 2 y la segunda antena 2' pueden ser, por ejemplo, unas antenas de multiples entradas y/o de multiples salidas (por ejemplo, MIMO) que funcionan en los mismos intervalos de frecuencia, o unos que se superponen.
La antena 2 y la segunda antena 2' comparten el elemento radiante dominante el elemento de masa conductor extendido 3. La primera parte 16 y la segunda parte 18 se extienden y adaptan el elemento de masa conductor 3. Estas crean unas resonancias o ‘modos de chasis' adicionales que mejoran el aislamiento entre la antena 2 y la segunda antena 2'.
La figura 5 ilustra de forma esquematica un aparato 40 que comprende la disposicion de antena 10. El aparato 40 puede usar el elemento de masa conductor 3 como una placa de cableado impreso (PWB). Este tambien puede tener componentes electricos ubicados dentro del espacio 8 de la disposicion de antena 10.
El aparato 10 puede ser cualquier tipo de aparato que transmita y/o reciba ondas de radio.
Este puede, por ejemplo, operar en una o mas cualesquiera de las siguientes bandas de frecuencia: radio de AM (0,535-1,705 MHz); radio de FM (76-108 MHz); Bluetooth (2400-2483,5 MHz); WLAN (2400-2483,5 MHz); HLAN (5150-5850 MHz); GPS (1570,42-1580,42 MHz); US-GSM 850 (824-894 MHz); EGSM 900 (880-960 MHz); EU- WCDMA 900 (880-960 MHz); PCN/DCS 1800 (1710-1880 MHz); US-WCDMA 1900 (1850-1990 MHz); WCDMA 2100 (Tx: 1920-1980 MHz, Rx: 2110-2180 MHz); PCS1900 (1850-1990 MHz); UWB Inferior (3100-4900 MHz); UWB Superior (6000-10600 MHz); DVB-H (470-702 MHz); DVB-H US (1670-1675 MHz); DRM (0,15-30 MHz); Wi Max (2300-2400 MHz, 2305-2360 MHz, 2496-2690 MHz, 3300-3400 MHz, 3400-3800 MHz, 5250-5875 MHz); DAB (174,928-239,2 MHz, 1452,96- 1490,62 MHz); LF de RFID (0,125-0,134 MHz); HF de RFID (13,56-13,56 MHz); UHF de RFID (433 MHz, 865-956 MHz, 2450 MHz).
Por ejemplo, la disposicion de antena 10 se puede fabricar al obtener un elemento de masa conductor que tiene un primer extremo y un segundo extremo opuesto y que comprende un elemento de extension, en el segundo extremo, separado del elemento de masa conductor por un espacio; y ubicar un elemento de antena de alimentacion directa
en el primer extremo de un elemento de masa conductor. El elemento de masa conductor requerido se puede proporcionar como un componente de placa de cableado impreso.
A pesar de que, en los parrafos anteriores, se han descrito realizaciones de la presente invencion con referencia a 5 diversos ejemplos, se deberia apreciar que se pueden hacer modificaciones a los ejemplos dados sin apartarse del alcance de la invencion segun se reivindica.
Las caracteristicas que se han descrito en la descripcion anterior se pueden usar en combinaciones que no sean las combinaciones que se han descrito de manera explicita.
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Claims (14)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Una disposition de antena (10') que comprende:un elemento de masa conductor (3) que tiene un primer extremo (12) y un segundo extremo (14) opuesto al primer extremo;un primer elemento de antena (2) ubicado en o cerca del primer extremo (12) y que se puede hacer funcionar al menos a una primera frecuencia;un segundo elemento de antena (2') ubicado en el segundo extremo (14) y que se puede hacer funcionar al menos a la primera frecuencia;una primera parte conductora (16) que extiende el elemento de masa conductor; yuna segunda parte conductora (18) que extiende el elemento de masa conductor y que esta separada de la primera parte conductora por un espacio (8), en donde la primera parte conductora, la segunda parte conductora y el espacio estan configurados para proporcionar aislamiento entre el primer elemento de antena y el segundo elemento de antena al menos a la primera frecuencia, y en donde la primera parte conductora (16) y la segunda parte conductora (18) se extienden desde un borde en el segundo extremo (14) del elemento de masa conductor (3), y la segunda parte conductora (18) comprende una curva para extenderse hacia la primera parte conductora (16) y para acercar la segunda parte conductora (18) a la primera parte conductora (16).
- 2. Una disposicion de antena segun la reivindicacion 1, en la que la primera parte conductora (16) esta dimensionada para acoplarse a la segunda parte conductora (18).
- 3. Una disposicion de antena segun las reivindicaciones 1 o 2, en la que la primera parte conductora (16) y la segunda parte conductora (18) tienen diferentes longitudes y estan dispuestas de forma asimetrica.
- 4. Una disposicion de antena segun cualquier reivindicacion anterior, en la que la primera parte conductora (16) y la segunda parte conductora (18) estan dimensionadas y dispuestas para introducir un primer y un segundo modos resonantes.
- 5. Una disposicion de antena segun la reivindicacion 4, en la que el primer modo resonante y el segundo modo resonante se pueden sintonizar mediante las dimensiones de la primera y/o de la segunda partes conductoras.
- 6. Una disposicion de antena segun cualquier reivindicacion anterior, en la que el espacio (8) entre una extremidad de la primera parte conductora y una extremidad de la segunda parte conductora, que esta lo mas cerca de la extremidad de la primera parte conductora, es mayor de 1/10 de la dimension de una longitud de onda asociada a la primera frecuencia resonante.
- 7. Una disposicion de antena segun cualquier reivindicacion anterior, en la que el elemento de masa conductor (3) comprende un area significativa de conductor continuo entre el primer y el segundo extremos.
- 8. Una disposicion de antena segun cualquier reivindicacion anterior, en la que la disposicion de antena esta configurada para funcionar en una banda de frecuencia inferior y una banda de frecuencia superior, teniendo el elemento de masa conductor (3) una dimension que esta configurada para sintonizar una resonancia de banda alta y teniendo la primera y la segunda partes conductoras (16, 18) unas dimensiones configuradas para sintonizar una resonancia de banda baja.
- 9. Una disposicion de antena segun la reivindicacion 8, en la que el espacio (8) esta configurado para sintonizar la resonancia de banda baja.
- 10. Un aparato (40) que comprende la disposicion de antena (10') segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
- 11. Un componente de placa de cableado impreso que comprende:un elemento de masa conductor (3) que tiene un primer extremo (12) y un segundo extremo (14) opuesto al primer extremo;un primer elemento de antena (2) ubicado en o cerca del primer extremo y que se puede hacer funcionar al menos a una primera frecuencia;un segundo elemento de antena (2') ubicado en o cerca del segundo extremo y que se puede hacer funcionar al menos a la primera frecuencia; yuna primera parte conductora (16) que extiende el elemento de masa conductor (3) y una segunda parte conductora (18) que extiende el elemento de masa conductor y que esta separada de la primera parte conductora por un espacio (8), en donde la primera parte conductora, la segunda parte conductora y el espacio estan configurados para proporcionar aislamiento entre el primer elemento de antena y el segundo elemento de antena al menos a la primera frecuencia, y en donde la primera parte conductora (16) y la segunda parte conductora (18) se extienden desde un borde en el segundo extremo (14) del elemento de masa conductor (3), y51015202530la segunda parte conductora (18) comprende una curva para extenderse hacia la primera parte conductora (16) y para acercar la segunda parte conductora (18) a la primera parte conductora (16).
- 12. Un metodo que comprende el montaje de una disposicion de antena (10') que comprende:un elemento de masa conductor (3) que tiene un primer extremo (12) y un segundo extremo (14) opuesto al primer extremo;un primer elemento de antena (2) ubicado en o cerca del primer extremo y que se puede hacer funcionar al menos a una primera frecuencia;un segundo elemento de antena (2') ubicado en o cerca del segundo extremo y que se puede hacer funcionar al menos a la primera frecuencia;una primera parte conductora (16) que extiende el elemento de masa conductor; yuna segunda parte conductora (18) que extiende el elemento de masa conductor y que esta separada de la primera parte conductora por un espacio (8), en donde la primera parte conductora, la segunda parte conductora y el espacio estan configurados para proporcionar aislamiento entre el primer elemento de antena y el segundo elemento de antena al menos a la primera frecuencia, y en donde la primera parte conductora (16) y la segunda parte conductora (18) se extienden desde un borde en el segundo extremo (14) del elemento de masa conductor (3), y la segunda parte conductora (18) comprende una curva para extenderse hacia la primera parte conductora (16) y para acercar la segunda parte conductora (18) a la primera parte conductora (16).
- 13. Un metodo segun la reivindicacion 13, que comprende adicionalmente configurar la primera parte conductora (16) y la segunda parte conductora (18) para estar dimensionadas y dispuestas para introducir al menos una resonancia.
- 14. Un metodo segun la reivindicacion 13, que comprende adicionalmente montar la primera parte conductora (16) y la segunda parte conductora (18) de tal modo que el espacio (8) entre una extremidad de la primera parte conductora y una extremidad de la segunda parte conductora, que esta lo mas cerca de la extremidad de la primera parte conductora, es menor de 1/10 de la dimension de una longitud de onda asociada a una frecuencia resonante de la resonancia introducida.
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