TW201119127A - Orthogonal tunable antenna array for wireless communication devices - Google Patents

Description

201119127 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體而言係關於射頻（RF)天線，且更特定言之係 關於多頻帶RF天線。 【先前技術】 在許多無線通信裝置中，存在對支援多個頻帶及操作模 式之需求。操作模式之一些實例包括多個語音/資料通信鏈 路（WAN或廣域網路）-GSM、CDMA、WCDMA、LTE、EVDO-各自處於多個頻帶（CDMA450、US蜂巢式CDMA/GSM、US PCS CDMA/GSM/WCDMA/LTE/EVDO、IMT CDMA/WCDMA/LTE、 GSM900、DCS)、短程通信鏈路（藍芽（Bluetooth)、UWB)、 廣播媒體接收（MediaFLO、DVB-H)、高速網際網路存取 (UMB、HSPA、802.1 la/b/g/n、EVDO)及位置定位技術 (GPS、Galileo)。就無線通信裝置中之此等操作模式中之 每一者而言，無線電及頻帶之數目增量式地增加，且支援 每一頻帶之多頻帶天線以及可能多個天線（用於接收及/或 傳輸分集，連同以多個模式之同時操作）的複雜性及設計 挑戰可能顯著增加。 多頻帶天線之一個解決方案為設計在多個頻帶中諧振的 結構。控制多頻帶天線輸入阻抗以及增強天線輻射效率 (跨越廣泛範圍的操作頻帶）受到多頻帶天線結構的幾何形 狀及無線通信裝置内之多頻帶天線與（多個）無線電之間的 匹配電路限制。通常，當採用此設計方法時，天線結構的 幾何形狀非常複雜，且天線的實體面積/體積增加。 147076.doc 201119127 在-實例中，可能需要同時操作無線裝置中之 CDMA/WCDMA/GSM(在其他可能的情；兄當中）傳輸器與 GPS接收器。在此例子中，對於單—多頻帶天線，操作頻 帶與模式之間的隔離非常有限，且同時操作可能並不可 行。因此，GPS接收器通常具有單獨的專用天線；亦即， 需要兩個單獨的電隔離天線用於同時摔作Gps及 CDMA/WCDMA/GSM。此實例可擴展至其他同時摔作模 式，諸如CDMA與 Μ、MediaFL(^8〇2 iu/b/g/n。在每 例子中’若需要同時操作，則通常需要另一單頻帶或 頻帶天線。 針對設計具有高天線輻射效率之多頻帶天線及相關聯之 匹配電路中的限制’另一解決方案為利用多個天線元件 (天線元件之陣列)來覆蓋多個操作頻帶。在一特定應用 中’具有US蜂巢式、USPCS々GPS無線電 = ，-操作頻帶利用一個天線(每一天線在單：射電頻: ▼令刼作）。此方法之傳統缺點為多個單頻帶天線元件的 額外面積/體積及額外成本。 ^要在無傳、统設計之大小補償（size penahy)的情況下支 援多個操作模式之同時操作的多頻帶天線陣列。無線通信 裝置亦需要能夠跨越廣範圍之操作頻率之改良輻射效㈣ 多頻帶天線。 【貫施方式】 =促進理解，在可能的情況下已使料同參考數字來指 •式中所共有之等同元件，除了在適當時可添加字尾來 147076.doc 201119127 區分該等元件。圖式中 國巧中之衫像出於說明性目 未必按比例描繪。 4化且 所附圖式說明本發明之例示性組態 限制本發明之範疇，其 〜破視為 "、他间樣有效之組態。相廄 地’已預期’在無進-步敍述的情況下—此㈣相應 有益地併入於其他組態中。 下一且態之特徵可 詞「例示性」在本文中用以一 % aa , ^ , 月兄田貫例、例子或 Γ」中描料「例示性」之任何實施例未必解釋 為比其他貫施例較佳或有利。 下文結合所_式所闡述之實施方式意欲作為對本發明 之例示性實施例的描述且不欲表示可實踐本發明的僅有實 施例。貫穿此描述所使用之術語「例示性」意謂「充當一 κ例你！子或說明」，且將未必解釋為比其他例示性實施 例較佳或有利。出於提供對本發明之例示性實施例之透徹 理解的目的’貝施方式包括特定細節。熟習此項技術者將 顯而易見’可在無此等特定細節的情況下實踐本發明之例 示性實施例。在-些例子中’以方塊圖形式展示熟知結構 及裝置以便避免混淆本文中所呈現之例示性實施例的新賴 性。 、 本文中所描述之裝置可用於各種多頻帶天線陣列設計， 包括（但不限於）用於蜂巢式、pcs及IMT頻帶及諸如 CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA及 SC-FDMA之空中介面 的無線通信裝置。除了蜂巢式、pcs或IMT網路標準及頻 T之外’此裝置亦可用於區域或個人區域網路標準、 147076.doc 201119127 WLAN、藍芽（Bluetooth)及超寬頻（UWB)，以及位置定位 技術（GPS)。 圖1展示根據一例示性實施例之具有與多頻帶天線陣列 (ANT A、ANT B及ANT C)成對之多個無線電的無線通信 裝置的圖。無線通信裝置1 〇支援三個不同無線電之同時操 作。在以下之表中展示用於無線通信裝置1 〇之可能的操作 模式之例示性子集。 模式 ANT A ANTB ANTC 802.11η (ΜΙΜΟ) 2412 MHz 2412 MHz 2412 MHz PCS EVDO (RX分集)+GPS 1900 MHz 1900 MHz 1575 MHz US行動CDMA+GPS+藍芽 850 MHz 1575 MHz 2412 MHz MEDIAFLO+PCS CDMA+藍芽 740 MHz 1900 MHz 2412 MHz 無線通信裝置10包括一多頻帶天線陣列1〇〇(其包括ANT A 105、ANT B 125及ANT C 145)。多頻帶天線陣列100連 接至RF前端陣列200，RF前端陣列200包括RF前端A 205、 RF前端B 22 5及RF前端C 245。無線通信裝置RF埠A 122、 無線通信裝置RF埠B 142及無線通信裝置RF埠C 162分別連 接於RF前端陣列200與ANT A 105、ANT B 125及ANT C 145之射頻輸入端之間。 RF前端陣列200分離傳輸及接收RF信號路徑，且提供放 大及信號分配。用於傳輸之RF信號TX_RF(A、B及C)及用 於接收之RF信號RX_RF(A、B及C)在收發器陣列300與RF 前端陣列200之間傳遞。 147076.doc 201119127 包括RF收發器a 305、RF收發器B 325及RF收發器C 345 的收發器陣列300經組態以將rx_RF(a、b及C)信號自RF 降頻轉換至一或多個基頻類比I/q信號對（A、B及c路徑）以 用於由處理器400進行I/Q解調變，處理器4〇〇可為基頻數 據機或其類似者。 收發器陣列200經類似組態以將來自處理器4〇〇之一或多 個基頻類比I/Q信號對（A、B及C路徑）增頻轉換至 TX_RF(A、B及C)信號。待自/至基頻i/q調變增頻轉換及 降頻轉換之基頻類比I/Q信號展示成連接於收發器陣列2〇〇 與處理器400之間。 記憶體500儲存處理器程式及資料，且可實施為（例如） 單一積體電路（1C)。 處理器400經組態以解調變傳入之基頻接收類比I/Q信號 對（A、B及C路徑）、編碼且調變基頻傳輸類比I/Q信號（A、 B及C路徑），且執行來自儲存器（諸如，記憶體5〇〇)之應用 程式以處理資料或發送資料及命令以啟用各種電路區塊 (皆以已知方式）。

另外’處理器400經由如在圖1及在圖3至圖5中所展示之 專用信號集合產生至多頻帶天線陣列100之輸入ANT A FREQ 117、ANT B FREQ 137及 ANT C FREQ 157。 ANT A FREQ 11 7輸入經組態以調整ant A 105之操作頻 率。ANT B FREQ 137輸入經組態以調整ANT b丨25之操作 頻率。ANT C FREQ 1 57輸入經組態以調整ant C 145之操 作頻率》 147076.doc 201119127 處理器400利用數位至類比轉換器將至多頻帶天線陣列 100之該等輸入轉換成類比控制電壓或可將數位控制信號 直接發送至多頻帶天線陣列100以離散地調整個別天線元 件（ANT A 105、ANT B 125 及/或 ANT C 145)之操作頻率。 應瞭解，熟習此項技術者熟知並理解RF前端陣列2〇〇、 收發器陣列300、處理器400及記憶體500之一般操作，且 貫施相關聯之功能的各種方式亦為熟知的，包括跨越幾個 積體電路（1C)或甚至在單一 1C内提供或組合功能。 或者，若無線通信裝置1 〇針對不同操作模式分開成多個 無線通信裝置，則RF前端陣列200、收發器陣列300、處理 器400及記憶體500可分開成兩個或兩個以上功能上單獨的 區塊。在此例子中，對個別八^^丁 A 1〇5、ANTB 125及ant C 1 45之控制可藉由個別無線通信裝置控制。 圖2展示圖！中之多頻帶天線陣列ι〇〇的三維圖。多頻帶 天線陣列1 00包括三個環形天線_ANT A丨〇5、ANT B i 25及 ANT C 1 4 5。每一環形天線相對於三維空間（χγζ平面）中 之其他環形天線實體地正交且以嵌入式方式排列。在一例 不性貫施例中，藉由在三維非金屬物件上選擇性金屬化而 形成多頻帶天線陣列1 〇〇。 參看圖2，含於χγ平面内之ΑΝΤ Α 1〇5包括用以形成實 祖％形結構之金屬條帶元件丨丨〇a、丨丨叻及調諧元件1丨6。 ANT A 1〇5之RF饋送埠係由兩個接點丨丨仏及U4b構成。參 看圖2立屬帶112連接於金屬條帶元件11 0a與11 Ob之間以 在RF饋送蜂接點！ i 4a與} i外之間形成匹配電路。金屬帶 M7076.doc 201119127 ⑴可用連接於RF饋送谭接點n4_U4b 電感！㈣’然而，金一電損耗比集總 件低传多，且若使用集總電感器元件，則ANT A 105之輻 射效率將遭受一定程度的降級。 調言皆元件U6視料ANT a 105之操作頻帶要求（如圖仏 圖8中所示）而為具有固定值之電容器（集總電容器元件）或 可調整的（使用持續可變電容或經離散切換之電容器網 路）。 在替代例示性實施财，調言皆元件116可為具有固定值 之電感器，或具有固定值之電感器及電容器（串聯或並 聯）。固定電容器可用持續可變電容器或經離散切換之電 容器網路替換以用於多頻帶頻率調諧。持續可變電容器可 由一或多個可變電抗器、鐵電電容器或類比]^]£]^電容器構 成，但不限於此。 ANTB 125包括金屬條帶元件n〇a、u〇b及調諧元件丨^ 以形成足夠小之迴路以處於ANT A 1〇5之實體約束的範圍 内。ANT B 145之RF饋送埠係由兩個接點13钝及13仆構 成。在其他例不性實施例中，ANT B i 25可沿著z軸旋轉 (未圖示）。 金屬帶132連接於金屬條帶元件13〇3與13〇b之間以在rf 饋送埠接點134a與134b之間形成匹配電路。金屬帶132可 用連接於RF饋送埠接點1343與134b之間的集總元件電感器 替換’然而，金屬帶Π2之電損耗比集總元件電感器低得 多，且若使用集總電感器元件，則ANT B】25之輻射效率 147076.doc 11 201119127 可遭受一定程度的降級（與ANT A 1 05相同）。 調諧元件136視對於ANT B 125之操作頻帶要求（如圖6至 圖8中所示）而為具有固定值之電容器（集總電容器元件）或 可調整的（使用持續可變電容或經離散切換之電容器網 路）。與ANT A 105類似，調諧元件136可為具有固定值之 電感器，或具有固定值之電感器及電容器（串聯或並聯 電容器可用持續可變電容器或經離散切換之電容器網路替 換以用於多頻帶頻率調諧。持續可變電容器可由一或多個 可變電抗器、鐵電電容器或類比MEM電容器構成，但不限 於此。 ANT C I45包括金屬條帶元件15〇a、15〇b及調諧元件156 以形成足夠小之迴路以處於ANT B 125之實體約束的範圍 内。ANT C 145之RF饋送埠係由兩個接點154&及154b構 成。在其他例示性實施例中，ANT C 145可沿著z軸旋轉， 同時維持相對於ANT A 105與ANT B 125之正交定向（未圖 示）。 金屬帶1 52連接於金屬條帶元件1 5〇a與丨5 〇b之間以在rF 知送璋接點154a與154b之間形成匹配電路。金屬帶152可 用連接於RF饋送埠接點154a與154b之間的集總元件電感器 替換’然而，金屬帶152之電損耗比集總元件電感器低得 夕’且若使用集總電感器元件，則ANT C 105之輻射效率 可遭受一定程度的降級。 調諧元件156視對於ANT C 145之操作頻帶要求（如圖6至 圖8中所示）而為具有固定值之電容器（集總電容器元件）或 147076.doc •12· 201119127 可調整的（使用持續可變電容或經離散切換之電容器網 路）。與ANT A 105及ANT B 125類似，調諧元件156可為具 有固定值之電感器，或具有固定值之電感器及電容器（串 聯或並聯）。電容器可用持續可變電容或經離散切換之電 容器網路替換以用於多頻帶頻率調諧。持續可變電容养可 由一或多個可變電抗器、鐵電電容器或類比M]EM，容器構 成，但不限於此。 .在替代例示性實施例中，若僅需要兩個同時操作模式 (WAN+GPS、WAN+藍芽，等）或雙分集以用於傳輸或接收 (EVDO、802.1 1等），則無線通信裝置1〇(來自圖2)及多頻 帶天線陣列100可包括兩個正交天線而非三個。另外，可 能存在不正交於多頻帶天線陣列1〇〇之多個天線（視由無線 通信裝置10支援之無線電的數目而定）或在諸如具有 8〇2.Un、藍芽、UWB及WAN通信鏈路之組合的可攜/式電 腦之應用中可能存在若干多頻帶天線陣列（1〇〇)。 無線通信裝置10在同一或單獨頻帶中於同時操作模式的 情況下利用多個天線（如在多頻帶天線陣列i⑽中所描綠）。 結果，多個天線與同時操作模式之組合產生對無線通^裝 置10及多頻帶天線陣列100之 重大設計挑戰。天線輻射效 用於不同頻帶之多 率之貫質改良允許多頻帶天線1 〇〇替換 個單頻帶天線之功能性且減小用於無線通信裝置1〇之天線 系統的大小；藉此電路板布局規劃(I—及布局簡 化、無線通信裝置1 0大小減小 特徵及形式增強。第二，多頻 ，且最終，無線通信裝置i 〇 帶天線陣列100提供天線元 147076.doc 201119127 件（ANT A 105、ANT B 125 及/或 ANT C 145)之間的隔離， 從而允許在一個 '兩個或三個操作頻帶中之高達三個同時 操作模式，具有在單一天線組態上之最小額外體積。 圖3展示圖2中之ANT A 105的俯視圖（χγ平面）。如參看 圖2所論述，ANT A 105包括金屬條帶元件110a、11〇b及具 有調諧輸入Π7(或者，在圖1及圖3中稱為ant A FREQ， 可選的）的調諧元件11 6來以LA與HA之整體XY維度形成實 體環形天線結構。金屬條帶11〇3及11〇b之寬度界定為WA 且可基於操作頻帶、阻抗及天線效率而調整。除非在自由 空間中形成，否則ANT A 105之實體結構需要由基板118支 撐。基板118係由薄介電材料構成以減小ant A 105之實體 大小（介電常數>1) ’且提供對金屬條帶11〇3及11〇b、調諧 元件11 6及金屬帶112(其可印刷於撓性帶或薄膜上）之實體 支樓。如先前結合圖2所論述，金屬帶112可用連接於114a 與114b之間的集總元件電感器替換，而以ANT A 1〇5之減 小之輻射效率為代價。

ANT A 105可包括用以促進與無線通信裝置RF埠a ι22 之阻抗匹配的可選匹配電路A 12〇。可選匹配電路a 120由 被動電感器或電容器元件組成且可包括於基板U8上或位 於ANT A 105之RF饋送埠（接點114&及U4b)與來自圖1之rF 前端205之輸出端（無線通信裝iRF埠a 122)之間的任何位 置。 儘官為簡單起見未在圖2中展示，但圖3之ant A 105包 括基板118中切掉之用以容納ant B 125及ANT C 145的狹 147076.doc 14 201119127 槽及凹口（間隙等於τ，長度為1^]5及LC)。額外電、機械及 化學特徵可添加以將ANT A 105、ANT B 125及ANT C 145 固持在一起且將來自先前在圖1中所示之RF前端205(無線 通信裝置RF埠A 122)之RF信號耦合至每一環形天線元件/ 自每一環形天線元件耦合。 亦可藉由諸如未經漆塗（或非金屬化漆塗）之塑膠外殼或 其類似者之電學RF透明支撐結構將ANT A 105、ANT B 125及ANT C 145固持在一起。狹槽及凹口可在不影響ant A 105、ANT B 125與ANT C 145之間的搞接之情況下在χγ 平面中旋轉Θ度（〇至360)，且若Θ等於45、13 5、225或3 15 度’則允許ANT A 105及ANT B 125之實體大小（LB及LC) 以根2增加（相對於θ等於〇度）。 在此例子中’在頻帶靠近在—起或重疊的應用中需要 ΑΝΤ β 125及ANT C 145尺寸之增加之靈活性。然而，如 在圖2至圖3中及隨後在圖4至圖5中顯而易見，旋轉ANT Β 125及ANT C 145可導致匹配電路（120、140及160)之增加 之信號耦合或RF信號饋送至ANT A 105、ANT Β 125及 ANT C 145中（分別無線通信裝置rF埠a 122、無線通信裝 置HF埠B 142及無線通信裝置RF埠C 162)，其中至每一環 形天線元件之信號路徑實體緊密接近。 圖4展示根據一例示性實施例之圖2之ANT Β 125的俯視 圖（YZ平面）。如先前參看圖2所論述，ANT B 125包括金屬 條帶元件130a、130b及具有調諧輸入137(或者，在圖1及 圖4中稱為ANT B FREQ ’可選的）的調諧元件丨36來以LB與 147076.doc •15· 201119127 HB之整體丫乙維度形成實體環形天線結構。 金屬條帶130a及130b之寬度界定為WB且可基於操作頻 帶、阻抗及天線效率而調整。除非在自由空間中形成，否 則ANT B 125之實體結構需要由基板138支撐。基板138係 由薄介電材料構成以減小ANT B 1 25之大小（介電常數 >ι) ’且提供對金屬條帶13〇3及130b、調諧元件136及金屬 ▼ 13 2 (其可印刷於撓性帶或薄膜上）之實體支樓。 如圖2及圖3中所論述，金屬帶丨32可用連接krF饋送崞

接點134a與134b之間的集總元件電感器替換，而以ant B 125之減小之輻射效率為代價。 ANT B 125可包括用以促進與無線通信裝置rf埠b ι42 之阻抗匹配的可選匹配電路B 140。可選匹配電路B 140由 被動電感器或電容器元件組成且可包括於基板138上或位 於ANT B 125(134a及134b)與來自圖1之RF前端225之輸出. 端（無線通信裝置RF蟑B 142)之間的任何位置。 儘管為簡單起見未在圖2中展示，但圖4之ANT B 1 2 5包 括基板13 8中切掉之用以容納ant C 145的狹槽（間隙等於 T，長度為HC)。額外電及機械特徵可添加以將ant A 105、ANT B 125及ANT C 145固持在一起，且將來自先前 在圖1中所示之RF前端225(無線通信裝置rF.b 142)&RF 4號柄合至母一天線元件/自每一天線元件輕合。 圖5展示根據如圖2中所示之例示性實施例之ant C 145 的俯視圖（XZ平面）。如先前參看圖2所論述，ANT c 145包 括金屬條帶元件150a、l5〇b及具有調諧輸入157(或者，在 147076.doc •16- 201119127 圖1及圖5中稱為ANT C FREQ’可選的）的調諧元件156來 以LC與HC之整體XZ維度形成實體環形天線結構。金屬條 帶150a及150b之寬度界定為WC且可基於操作頻帶、阻抗 及天線效率而調整。除非在自由空間中形成，否則ANT c 145之貫體結構需要由基板158支撲。基板158係由薄介電 材料構成以減小ANT C 145之大小（介電常數 >丨），且提供 對金屬條帶150a及150b、調諧元件156及金屬帶152(其可 印刷於挽性▼或薄膜上）之實體支撐。如圖2、圖3及圖4中 所論述，金屬帶152可用連接於154a與154b之間的集總元 件電感器替換’而以ANT C 145之減小之輻射效率為代 價。 ANT C 145可包括用以促進與無線通信裝置111?埠(：：162 之阻抗匹配的可選匹配電路c 160 ^可選匹配電路c 16〇由 被動電感器或電容器元件組成，且可包括於基板158上或 位於ANT C 145(154a及154b)與來自圖12RF前端245之輸 出端（無線通信裴置RFi阜C 162)之間的任何位置。 如在圖2至圖5之例示性實施例中所示，可藉由分別控制 具有調諧輸入117、137及157之調諳元件116、136及156之 電容值而改變每一環形天線（ANT A 1〇5、ANT B 125及 ANT C 145)的操作頻帶或頻道。 調諧元件116、136及156可實施為利用控制電壓與來自 圖1之處理器400之經由數位至類比轉換器（含於處理器4〇〇 内之DAC)之數位控制信號的持續可變電容，或實施為由 RF開關選擇之利用一或多個數位控制信號（由處理器提 147076.doc 201119127 供之輸入）的固定值電容器集合，此視所要操作頻帶或操 作頻率而定。 調諧元件116、136及156亦可以多種電路拓撲實施但執 行相同功能’該等拓撲可包括電感器、電容器、二極體、 FET開關、可變電抗器、鐵電電容器、類比MEM電容器、 數位邏輯及偏壓電路。 圖6展示用於具有如圖2至圖5中所示而組態之ANT A、 ANT B及ANT C的多頻帶陣列之自700 MHz至1600 MHz之 天線輻射效率的曲線圖。如自圖6之曲線圖顯而易見， ANT A 105之操作頻帶為 740 MHz(MediaFLO)、ANT B 125 之刼作頻帶為860 MHz(US蜂巢式）且ANT C 145之操作頻 帶為 1575 MHz(GPS)。 多頻帶天線陣列1〇〇可藉由分別調整具有調諧輸入丨17、 1 3 7及1 5 7之调谐元件丨丨6、i 3 6及丨5 6以針對每一環形天線 使諧振頻帶移位而針對不同操作頻帶組態。在任何給定時 間，每一環形天線在一個頻帶中及在一個頻率模式中操 作然而，右經恰當組態，則多個環形天線可在同一頻帶 中细作以用於接收及/或傳輸分集。 展示用於具有如圖2至圖5中所示而組態之a、 ANT B及ANT C的多頻帶陣列1〇〇之自7〇〇題乙至i6〇〇 MHz 之天線回％損耗的曲線圖。在由圖7表示之實例實施例 中彳木作頻帶與5〇歐姆匹配。匹配電路m 140、可 :數位乜制化號（來自處理器400)以調整或調諧匹配元 (未圖丁）來維持跨越廣範圍之操作頻率的50歐姆匹配。 147076.doc -18- 201119127 圖8展示用於具有組態如圖2至圖5令所示之anta、 ANT Β及ANT C之多頻帶陣列1〇〇之自7〇〇顧冗至ι6〇〇 μΗζ 之天線耗合的曲線圖。如自圖8之曲線圖顯而易見，操作 頻：係處於個別環形天線之間耦合為最大之處。然而，因 為每-環形天線相對於其他環形天線正交且以嵌入式方式 排列’在給定天線結構之間之緊密接近（重疊）的情況下， 跨越廣範圍之射頻的總隔離係極佳的。視多頻帶天線陣列 100之實體大小及個別環形天線（ANT A 1〇5、αντβ 125及 逼CM45)之相對大小而定，進一步改良係可行的。 熟習此項技術者應理解，可使用多種不同技藝及技術中 之任一者來表示資訊及信號。舉例而言，可藉由電塵、電 流、電磁波、磁場或磁粒子、光學場或光學粒子，或其任 何組合來表示可貫穿以上描述而引用的資料、指令、命 令、資訊、信號、位元、符號及碼片。 熟習此項技術者應進一步瞭解，結合本文中所揭示之實 施例而描述的各種說明性邏輯區塊 '模組、電路及演算法 步驟可實施為電子硬體 '電腦軟體或兩者的組合。為了清 楚地說明硬體與軟體之此可互換性，已在上文中大體就 能性來描述各種說明性組件、區塊、模組、電路及步驟。 該功能性是實施為石更體或是軟體視特定應用A強加於整個 系統的設計約束而定。熟習此項技術者可針對每一特定應 用以不同方式來實施所描述之功能性，但該等實施決訂不 應被解譯為導致脫離本發明之例示性實施例的範疇。 可藉由通用處理器、數位信號處理器（DSp)、特殊應用 147076.doc 19 201119127 積體電路（ASIC)、場可程式化閘陣列（FpGA)或其他可程式 化邏輯裝置 '離散閉或電晶體邏輯、離散硬體組件或經設 十、執行本文中所#述之功能的任何組合來實施或執行結 ^本文中所揭示之實施例所描述的各種說明性邏輯區塊、 杈，，且及電路。通用處理器可為微處理器，但在替代例中， :理益可為任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態 /亦可將處理器實施為計算裝置之組合，例如，崎與 微處理器之組合、複數個微處理器、結合DSP核心之一或 多個微處理器’或任何其他此類組態。 一 文中所揭示之實施例所描述之方法或演算法的步 U硬體1由處判執行之軟體模組或 組合來具體化。教 (_)、快閃記‘时"駐留於隨機存取記憶體 、 ."體、唯續記憶體（ROM)、電可#弋& R〇M(EPROM)、電可枯^飞 电T %式化 器“ 電了抹除可程式化R〇M(EEPR〇M)、暫存 益、硬碟、抽取式磁碟、 任何其他形式的錯存媒體中⑽’或此項技術中已知之 理器m ^ 儲存媒體係耗接至處 寸J益可自儲存媒體讀取資訊及將資訊寫入至 儲存媒體。在替代例中，# h 村買efl寫入至 理器及储存媒體可駐留於 可被整合至處理器。處 終端機中。在替代财\ASIC中。ASIC可駐留於使用者 件而駐留於使用者終端機中"理"及儲存媒體可作為離散組 在—或多個例示性實施例中’可以硬體 其任何组合來實施所描述之功：㈣ 或夕個指令或程心馬而儲存於電腦可讀媒體上或 M7076.doc •20- 201119127 經由電腦可讀媒體而傳輸。電腦可讀媒體包括電腦儲 體及通信媒體（包括促進將電腦程式自一處轉移至另' 之任何媒體)兩者。儲存媒體可為可由電腦存取之任何可 用媒體。藉由實例且非限制，該等電腦可讀媒體可包： 讀、麵、卿職、瓜職或其他光碟料裝置、 磁碟健存裝置或其他磁性儲存裝置，或可用以载 呈指令或資料結構之形式的所要程式碼且可由電腦存取的 任何其他媒體。又’將任何連接恰當地稱為電腦可讀媒 體。舉例而言，若使用同編、光纖電境、雙絞線、數 位用戶_叫’或諸如紅外線、無線電及微波之無線技 也自網站、伺服器或其他遠端源傳輸軟體，則 ==絞線，，或諸如紅外線、無線電及微波 X線技術包括於媒體之定義中。如本文中所使用，磁碟 枯緊在先碟(CD)、雷射光碟、光碟 =㈣性磁碟及藍光光碟，其中磁碟通常以= 而光碟藉由雷射以光學方式再生資料。以上 令之，、且合亦應包括於電腦可讀媒體之範疇内。 ==之例示性實施例之先前描述以使任何熟習此 2 行或使用本發明。對於熟習此項技術者而 寻例示性實施例之各種修改將為容易顯而易見 可在不脫離本發明之精神或範嘴的情況下將本文中 二般原理應用於其他實施例。因此，本發明不欲 原理及新j展不之實施例’而應符合與本文中所揭示之 原理及新賴特徵一致之最廣範疇。 147076.doc •21 · 201119127 【圖式簡單說明】 圖1展示根據一例示性實施例之具有與包含ANT A、 ANT B及ANT C的多頻帶天線陣列成對之多個無線電之無 線通信裝置的圖。 圖2展示圖1之多頻帶天線陣列的三維圖。 圖3展示ANT A之俯視圖（XY平面）。 圖4展示ANT B之俯視圖（YZ平面）。 圖5展示ANT C之俯視圖（XZ平面）。 圖6展示用於具有如圖2至圖5中所示而組態之ANT A、 ANT B及ANT C的多頻帶陣列之自700 MHz至1600 MHz之 天線輻射效率的曲線圖。 圖7展示用於具有如圖2至圖5中所示而組態之ANT A、 ANT B及ANT C的多頻帶陣列100之自700 MHz至1600 MHz 之天線回程損耗的曲線圖。 圖8展示用於具有如圖2至圖5中所示而組態之ANT A、 ANT B及ANT C的多頻帶陣列100之自700 MHz至1600 MHz 之天線耦合的曲線圖。 【主要元件符號說明】 10 無線通信裝置 100 多頻帶天線陣列 105 ANT A 110a 金屬條帶元件 110b 金屬條帶元件 112 金屬帶 147076.doc -22- 201119127 114a RF饋送埠接點 114b RF饋送埠接點 116 調諧元件 in ANT A FREQ/調諧輸入 118 基板 120 可選匹配電路A 122 無線通信裝置RF埠A 125 ANT B 130a 金屬條帶元件 130b 金屬條帶元件 132 金屬帶 134a RF饋送埠接點 134b RF饋送埠接點 136 調諧元件 137 ANT B FREQ/調諧輸入 138 基板 140 可選匹配電路B 142 無線通信裝置RF琿B 145 ANT C 150a 金屬條帶元件 150b 金屬條帶元件 152 金屬帶 154a RF饋送埠接點 154b RF饋送埠接點 147076.doc -23- 201119127 156 調諧元件 157 ANT C FREQ/調諧輸入 158 基板 160 可選匹配電路C 162 無線通信裝置RF埠C 200 RF前端陣列/收發器陣列 205 RF前端A 225 RF前端B 245 RF前端C 300 收發器陣列 305 RF收發器A 325 RF收發器B 345 RF收發器C 400 處理器 500 記憶體 RX_RF A用於接收之RF信號 RX_RF B用於接收之RF信號 RX_RF C用於接收之RF信號 TX_RF A用於傳輸之RF信號 TX_RF B用於傳輸之RF信號 TX_RF C用於傳輸之RF信號 -24- 147076.doc

Claims (1)

1. 201119127 七、申請專利範圍：

   2. 包括一用於將該對應環形天線元件調譜至一 3. 線元件之多頻帶天線陣列，其 兩個環形天線元件中之另一者 一種包括至少兩個環开^天 中每一者係相對於該至少 正交，且以一嵌入式方式排列 如請求項1之多頻帶天線陣列 率之相關聯調諧元件。 如請求項2之多頻帶天線陣列 分開成一上半部及一下半部， 耦接於其間。 ’其中每一環形天線元件 所要諧振頻 ’其中每一環形天線元件 其中該相關聯調諧元件係 4.如請求項3之多頻帶天線陣列，其中該多頻帶天線陣列 係用於-無線通信裝置中，轉—環形天線元件之該調 ^至S應所要譜振頻率涉及該無線通信裝置選擇對於 每一對應調諧元件係相關聯之—所要調諧值，以便將該 夕頻帶天線陣列中之每—環形天線元件調楷至所要操 頻帶。 5· U項4之多頻帶天線陣列，其中該無線通信裝置包 4至頦比轉換器及數位控制信號，該等數位控制信 號係，且L為至邊等數位至類比轉換器之輸入以用於選擇 每：調諧元件之該調諧值，且數位至類比轉換器輸出係 組態為類比控制電麼。 ,、 6.如請求項5之多頻帶天線陣列，《中每一調言皆元件包括 子應頌比控制電壓控制之持續可變電容器。 7_ 士明求項5之多頻帶天線陣列，其中每一調諧元件包括 147076.doc 201119127 一由對應類比控制電麼控制之mem’s可變電容器。 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 如請求項2之多頻帶天線陣列，其中每一調諧元件為各 自具有π個位置之一對單埠多擲開關(SPnT)及跨越η個多 擲開關槔之η個固定被動元件之一陣列。 如請求項8之多頻帶天線陣列，其中η個固定被動元件之 該陣列包括電容器、電感器及電壓可變電容器中之至少 一者。 如請求項8之多頻帶天線陣列，其中該多頻帶天線陣列 係用於一具有數位控制信號之無線通信裝置中，該調諧 至複數個諧振頻率中之一者涉及該等數位控制信號更改 該對單埠多擲開關（SPnT)之該位置以用於該對應之環形 天線元件。 如請求項10之多頻帶天線陣列，其中藉由該無線通信裝 置，基於該多頻帶天線陣列内之每一環形天線元件的操 作射頻頻道及頻帶而控制至每一對單埠多擲開關（spnT) 之該等數位控制信號。 如請求項2之多頻帶天線陣列，其中每一調諧元件為一 積體電路。 如請求項1之多頻帶天線陣列，其中該多頻帶天線陣列 包括在至少一射頻饋送埠與至少一無線通信裝置射頻埠 之間的匹配電路。 如請求们之多頻帶天線陣列，其中該多頻帶天線陣列 係印刷於用於每一環形天線元件之單獨的撓性薄膜上。 如請求項1之多頻帶天線陣列’其中該多頻帶天線陣列 147076.doc 201119127 16 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. :印刷於用於每一環形天線元件之單獨的介電基板上。 J求項1之多頻帶天線陣列，其中該多頻帶天線陣列 係印刷於-個三維射出成型基板上。 如請求項1之多頻帶天線陣列，其中藉由在一個三維非 金屬物件上選擇性金屬化而形成該多頻帶天線陣列。 ::項丄之多頻帶天線陣列’其中至少一多頻帶天線 陣歹〗為—旱上型無線通信裝置的一部分。 如請求項1之多頻帶天線陣列，其 陣列A—且古^ ^ 多頻▼天線 列為具有-嵌入式無線通信裝置之可攜式一 部分。 射頻饋送埠的第一環形 一種多頻帶天線陣列，其包含： —處於XY平面中之具有一第一 天線元件； —處於YZ平面中之第二環形天線元件，其㈣該第. 天線元件的空隙且具有一第二射頻饋送蟑；及 處於ΧΖ平面中之第三環形天線元件，其佔據該第_ 天線元件及該第二天線元件的空U具有-第三射紹 送蜂β 如請求項20之多頻帶天線陣列，其中該多頻帶天線陣列 係印刷於用於每-環形天線元件之單獨的徺性薄膜上。 如請求項20之多頻帶天線陣列，其中該多頻帶天線陣列 係印刷於用於每—環形天線元件之單獨的介電基板上。 如請求項2〇之多頻帶天線陣列，其中該多頻帶天線陣列 係印刷於一個三維射出成型基板上。 147076.doc 201119127 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 如請求項20之多頻帶天線陣列，其中藉由在一個三維非 金屬物件上選擇性金屬化而形成該多頻帶天線陣列。 如請求項20之多頻帶天線陣列，其中至少一多頻帶天線 陣列為一具有一嵌入式無線通信裝置之可攜式電腦的部 分。 如清求項20之多頻帶天線陣列，其中該處於該γζ平面中 之第二環形天線元件在該第一環形天線元件之該χγ平面 中被旋轉Θ度，且該處於該XZ平面中之第三環形天線元 件被移除。 如6月求項20之多頻帶天線陣列，其中該處於該YZ平面中 之第二環形天線元件及該處於該χζ平面令之第三環形天 線70件在該第一環形天線元件之該ΧΥ平面中被旋轉Θ 度。 種包括一多頻帶天線陣列之裝置，其包含： 至少兩個環形天線元件，其中每一者相對於彼此正交 且以一嵌入式方式排列；及 用於將该至少兩個環形天線元件調諸至一對應請振頻 率之構件。 如-月求項28之裝置，其中每一環形天線元件分開成一上 半部及一下半部，該調諧元件構件包含至少兩個調諧元 件’其各自輕接於該至少兩個環形天線元件中之一相關 聯之一者之該上半部與該下半部之間。 如凊求項28之裝置’其中該多頻帶天線陣列經調適以用 於-無線通信|置中，該無線通信裝置經操作以將第一 147076.doc 201119127 環形天線元件、第二環形天線元件及第三環形天線元件 中之每一者調諧至所要操作頻帶。 147076.doc