TW201517385A - 具有低被動相互調變的天線系統 - Google Patents

具有低被動相互調變的天線系統 Download PDF

Info

Publication number
TW201517385A
TW201517385A TW103131712A TW103131712A TW201517385A TW 201517385 A TW201517385 A TW 201517385A TW 103131712 A TW103131712 A TW 103131712A TW 103131712 A TW103131712 A TW 103131712A TW 201517385 A TW201517385 A TW 201517385A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
antenna
ground plane
antenna system
mhz
isolator
Prior art date
Application number
TW103131712A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI538303B (zh
Inventor
Kok Jiunn Ng
Wei Tat Ng
Joshua Tze-Meng Ooi
Original Assignee
Laird Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Laird Technologies Inc filed Critical Laird Technologies Inc
Publication of TW201517385A publication Critical patent/TW201517385A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI538303B publication Critical patent/TWI538303B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/378Combination of fed elements with parasitic elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/521Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0421Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with a shorting wall or a shorting pin at one end of the element

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

根據各種特色,揭示了天線系統的範例性實施例。在一個範例性實施例中,一天線系統通常包含一接地平面以及第一天線和第二天線。一第一隔離器係置放在第一天線和第二天線之間。一第二隔離器從所述接地平面向外延伸。所述天線系統係組構而可以低被動相互調變來進行操作。

Description

具有低被動相互調變的天線系統
本揭示大致係關於具有低的或好的被動相互調變(PIM)的天線系統,且該天線系統也可具有改良的及/或好的隔離度和頻寬。
【相關申請案的交互參照】
本申請案主張2013年9月17日所提申的馬來西亞申請案,案號為PI2013701673的利益。上述申請案的完整揭示內容係併入於本文作為參考。
本段說明係提供相關於本揭示的背景資訊,其未必係先前技術。
基礎設施的天線系統的範例包括用戶端設備(customer premises equipment,CPE)、衛星導航系統、警示系統、終端站、中央站以及建築內天線系統。隨著快速成長的技術,隨著要求微型化CPE裝置的尺寸或天線系統的尺寸,天線的頻寬已成為極大的挑戰,以便保持低輪廓(low profile)。此外,具有超過一個天線的多天線(multi-antenna)系統已用來增加容量、覆蓋範圍和單元吞吐量。
也隨著快速成長的技術,許多裝置已經走向多天線,以滿足末端用戶的需求。舉例來說,多天線係用於多輸入多輸出(MIMO)應用中, 以增加使用者容量、覆蓋範圍和單元吞吐量。隨著當前市場之趨勢朝向經濟、小型和緊密的裝置,由於尺寸和空間限制,使用彼此被非常靠近地放置且形式相同的多天線並不常見。此外,用於用戶端設備、終端站、中央站、或建築內天線系統中的天線通常必須為低輪廓(low profile)、重量輕和緊密的實體體積,其使得平面倒F型天線(PIFA)對於此類型的應用特別有吸引力。
圖1係例示一習知的平面倒F型天線(PIFA)10。如圖1所示,這個基本的設計包含一輻射貼片元件12,一接地平面14,一短路元件16,和一饋入元件18。該輻射貼片元件12的寬度和長度決定了所希望的諧振頻率。該輻射貼片元件12的寬度和長度的總和係大約四分之一波長(λ/4)。該輻射貼片元件12可由該接地平面14上的介電質基板所支撐。
本段說明係提供本揭示的一般概要說明,而不是全部範圍或其所有特徵的完整揭示。
根據各個特色,其係揭示天線系統的範例性實施例。在一個範例性實施例中,一天線系統通常包括一接地平面以及第一天線和第二天線。一第一隔離器置放在第一天線和第二天線之間。一第二隔離器從該接地平面向外延伸。該天線系統係組構而可以低被動相互調變來進行操作。
以本文所提供的說明,進一步的應用領域將變得顯而易見。本概要說明和特定範例的目的僅是例示,而並非旨在限制本揭示的範圍。
10‧‧‧平面倒F型天線
12‧‧‧輻射貼片元件
14‧‧‧接地平面
16‧‧‧短路元件
18‧‧‧饋入元件
100‧‧‧天線系統
110‧‧‧天線
112‧‧‧接地平面
113‧‧‧黏著性膠帶
114‧‧‧連接器
116‧‧‧絕緣體
117‧‧‧開口
118‧‧‧開口
120‧‧‧導體、接點、接腳
122‧‧‧接點、接腳
123‧‧‧開口
124‧‧‧電纜支架(耳片)
125‧‧‧焊料接合點
126‧‧‧電纜編織件
127‧‧‧底部
128‧‧‧印刷電路板支架(耳片)
129‧‧‧焊料襯墊
130‧‧‧隔離器
131‧‧‧中央導體
132‧‧‧寄生元件
133‧‧‧基座
134‧‧‧隔離器
136‧‧‧支架
137‧‧‧同軸電纜
138‧‧‧輻射貼片元件
139‧‧‧狹槽
140‧‧‧耳片
141‧‧‧下表面
142‧‧‧部分
143‧‧‧饋送元件
144‧‧‧耳片
145‧‧‧漸縮型特徵
146‧‧‧螺帽
148‧‧‧鎖緊墊圈
149‧‧‧間隙
150‧‧‧O形環150
160‧‧‧第一短路元件
162‧‧‧第二短路元件
164‧‧‧第一部分或下方部分
166‧‧‧第二部分或上方部分
170‧‧‧電容性負載元件
172‧‧‧短截線
200‧‧‧天線系統
233‧‧‧基座
235‧‧‧天線罩
246‧‧‧螺帽
248‧‧‧墊圈
251‧‧‧辮尾型連接器
300‧‧‧天線系統
333‧‧‧基座
335‧‧‧天線罩
本文所描述的圖式的目的僅為例示所選擇的實施例,而不是 所有的可能實施方式,且並非旨在限制本揭示的範圍。
圖1例示一習知的平面倒F型天線(天線);圖2係根據一個範例性實施例而配置為具有低PIM(被動相互調變)的多頻帶天線系統的分解立體圖;圖3係圖2中所示的天線系統的另一個分解立體圖,其中該接地平面(以及垂直壁隔離器和耦合於其之天線)係安裝到基座;圖4係圖2和圖3中所示,在各種天線構件已被組裝於該基座上及/或安裝在基座上之後的天線系統的平面圖;圖5係圖4中所示的天線系統的立體圖,並且也例示了連接到天線的一個範例性的同軸電纜;圖6係圖5中所示的同軸電纜與天線的局部立體圖,並且例示了電纜支架可直接從該接地平面形成的範例性方式;圖7係圖5和圖6中所示的同軸電纜與天線的另一個局部立體圖,並例示了該同軸電纜的中央導體可以連接到天線的範例性方式;圖8係例示將同軸電纜編織件焊接到接地平面的習知方式;圖9係例示一種用於將同軸電纜編織件焊接至電纜支架之範例性方式,根據範例性實施例該電纜支架係從接地平面一體成型的;圖10A和圖10B係根據範例性實施例的範例性NF隔板連接器和範例性絕緣體的個別立體圖,其可與圖2至圖5中所示的天線系統中搭配使用,其中該絕緣體有助於最小化(或者至少減少)接地平面的接觸面積,並隨後最小化(或者至少減少)PIM的問題;圖11係一個剖視圖,其以範例性方式顯示圖10所示的該 NF隔板連接器和絕緣體可被連接到圖2至圖5中所示的天線系統的接地平面和天線;圖12A、圖12B和圖12C分別係圖11中所示的NF隔板連接器的個別側視圖和端視圖,其中根據範例性實施例係提供範例性尺寸(單位為毫米,鍍製後),目的僅用於例示;圖13係一個部分立體圖,其係以範例性方式顯示該NF隔板連接器的中央導體和四個外部導體/接點可分別連接到圖2至圖5中所示的該天線系統的接地平面和天線;圖14係一個範例性天線的立體圖,其可與根據範例性實施例的天線系統搭配使用,其中該天線包括目的是為了連接焊接之一個移除部分,目的是為了中央導體焊接之一個附加耳片(tab),以及小尺寸及/或縮減尺寸,用以最小化(或者至少減少)PIM問題和不一致焊接之一個耳片;圖15A、圖15B和圖15C分別係根據範例性實施例的一個基座之內立體圖、外立體圖和局部立體圖,該基座可與圖2至圖5的天線系統搭配使用;圖16A係根據一個範例性實施例的接地平面和寄生元件的立體圖,該接地平面和該寄生元件可與圖2至圖5中所示的天線系統搭配使用,其中該接地平面包括孔洞,其係用於在圖10中所示的NF連接器的接點,以及開口,該開口係用於直接在基座板上所形成的印刷電路板支架(例如,模製…等),並且其中該寄生元件和該接地平面之間的間隙的尺寸和形狀可被用於調整諧振為高頻帶和低頻帶;圖16B係根據另一個範例性實施例中的接地平面的立體 圖,其可用在圖2至圖5中所示的天線系統中,其中該接地平面包括用於在圖10中所示的NF連接器的接點的孔洞,以及從該接地平面直接地或一體成型(例如,沖壓和彎曲耳片…等)的支架的電路板;圖17A係在圖16A中所示安裝到基座的接地平面和寄生元件的立體圖,並且還例示了印刷電路板(PCB)或垂直壁隔離器可被圖16A中所示的該基座的PCB支架支撐的範例性方式,該基座穿越通過接地平面中的開口;圖17B係例示印刷電路板或垂直壁隔離器可被圖16B中所示的該接地平面的印刷電路板支架所支撐的範例性方式;圖18A、圖18B和圖18C分別係在圖2至圖5中所示在被定位於內部的外殼內後之天線系統的俯視平面圖、側面平面圖和仰視平面圖,該外殼係由一個基座和天線罩共同定義,並且還例示了根據範例性實施例的範例性辮尾型(pigtail)連接器配置;圖19A和圖19B分別係在圖2至圖5中所示被定位於內部的外殼內後之天線系統的仰視立體圖和俯視立體圖,該外殼係由一個基座和天線罩共同定義,並且還例示了根據範例性實施例的範例性固定N型母(N-female,NF)隔板連接器配置;圖20係包括電壓駐波比(VSWR)(S11,S22)和隔離度(S21,以分貝為單位)隨頻率變化的範例性線圖,其係針對在圖2至5圖中所示天線罩內的實施例天線系統的原型所量測,該天線系統在天線罩內並具有如圖18B所示的辮尾型連結;圖21係例示在輻射場型測試期間相對於具有辮尾型連結的 天線原型之圖型配向和平面;圖22至圖29係例示針對圖2至圖5中所示具有辮尾型連結和如圖21中所示的場型配向之範例天線系統的原型的第一和第二多頻帶天線(用虛線和實線顯示)所測得的輻射場型(方位平面、Phi 0°的平面,以及Phi 90°平面),其分別在頻率約698MHz、824MHz、894MHz、960MHz、1785MHz、1910MHz、2110MHz和2700MHz進行;圖30和圖31針對圖2至圖5所示具有如圖18B所示的辮尾型連結的範例天線系統的原型的埠口1和埠口2所測得的PIM(以相對於載波的分貝(dBc)為單位)隨頻率變化(以MHz為單位)的範例性線圖,其中該線圖係顯示在低頻帶(圖30)和高頻帶(圖31)兩者的低PIM效能(例如,小於-150dBc…等);圖32包含電壓駐波比(VSWR)(S11,S22)和隔離度(S21,以分貝為單位)隨頻率變化的範例性線圖,其係針對在圖2至5圖中所示天線罩內的實施例天線系統的原型所量測,該天線系統在天線罩內並具有如圖19A所示的固定NF隔板連接器;圖33至圖40係例示針對圖2至圖5中所示具有如圖19A中的固定NF隔板連接器(並且具有如圖21中所示的場型配向)之範例天線系統的原型的第一和第二多頻帶天線(用實線和虛線顯示)所測得的輻射場型(方位平面、Phi 0°的平面,以及Phi 90°平面),其分別在頻率約698MHz、824MHz、894MHz、960MHz、1785MHz、1910MHz、2110MHz和2700MHz進行;以及圖41和圖42針對圖2至圖5所示具有如圖19A中的固定 NF隔板連接器的範例天線系統的原型的埠口1和埠口2所測得的PIM(以dBc為單位)隨頻率變化(以MHz為單位)的範例性線圖,其中該線圖係顯示在低頻帶(圖41)和高頻帶(圖42)兩者的低PIM效能(例如,小於-150dBc、小於-153dBc…等)。
範例性實施例將更加充分地參照隨附圖式來說明。
本發明人已經體認到需要一種具有低PIM(被動相互調變)的相對低輪廓的天線系統(例如,能夠有資格作為一個低PIM額定設計…等),良好的或改良的頻寬(例如,滿足LTE/4G從698至960MHz、以及從1710至2700MHz之頻寬的應用…等),良好的或改良的隔離度(例如,在低頻帶…等),及/或提供更多的VSWR生產邊際。因此,本文所揭示的係範例性具有低PIM額定設計或配置之天線系統的實施例(例如,天線系統100(圖2至圖5),天線系統200(圖18A、圖18B、圖18C),天線系統300(圖19A和圖19B)…等)。
在範例性實施例中,一個低PIM設計的實現可藉由減少金屬對金屬的電接觸面積以及最小化(或者至少減少)焊接面積,同時藉由引入寄生元件和一個獨特的隔離器的配置而具有良好的或改良的頻寬和隔離。低PIM設計還具有設計上的彈性和能力以容納具有良好或提高效能的一致性的辮尾型連接器(例如,圖18B和圖21…等)和固定型連接器(例如,圖10A、圖19A…等)。所揭示的範例性實施例具有優越或增加的頻寬以及改良的隔離度,而不會犧牲整體頻寬和改良或低的PIM。
根據本發明的特色,範例性實施例可以包括一個或多個(或 全部)以下特徵來實現或達到低PIM。在一個範例性實施例中,該天線系統最好不包括任何鐵磁性材料或包含適當鍍製的鐵磁性元件,其否則可能作為PIM的來源。相反地,輻射元件和接地平面(例如,在圖2和圖3…等的天線110和接地平面112)可以替代地由黃銅或其他合適的非鐵磁性材料構成。連接器和電纜最好係PIM額定構件。
該輻射元件接地可以基於近接耦合接地,藉由引入輻射元件下方的介電質黏著性劑膠帶(廣義來說,介電質構件)以避免在該輻射元件和該接地平面之間的直接電接觸。例如,參見圖3,其中介電質黏著性膠帶113係被對準以用於定位在該天線110和該接地平面112之間。
可能存在相當小的區域以用於將連接器的接點焊接至接地平面。因此,該連接器可以相當小的面積來焊接接點的方式而連接或接地到該接地平面。例如,參見圖13,其中有四個較小的焊接面積,用於將該連接器114的接點122(圖10A)焊接至該接地平面112(圖13)。
一介電構件可以被定位在該連接器的上表面與該接地平面之間,以電絕緣和最小化(或者至少減少)該連接器的上表面與該接地平面之間的直接電接觸。例如,參見圖2,其中一圓形介電質或絕緣體116(例如,FR-4玻璃纖維增強的環氧樹脂疊層材料…等)係被對準,以便定位於該連接器114的上表面與該接地平面112之間。
進一步而言,該接地平面可包括一體成型的(例如,沖壓…等)的特徵,用於焊接一電纜編織件。這個特徵提供了該電纜編織件和接地平面的最小(或至少減少)直接電接觸面積,因為只有該一體成型的特徵之橫截面會接觸該接地平面。有利的係,這有助於防止(或至少減少) 該電纜編織件和該接地平面之間的接觸的任何不一致。例如,參見圖6、圖7和圖9,其中一電纜支架124係從該接地平面112直接地形成(例如,沖壓…等)。圖9顯示,電纜編織件126係焊接到沖壓電纜支架124。比較而言,圖8例示一種將同軸電纜編織件焊接到接地平面的習知方式,其可能會帶來不一致的接觸尤其是沿著電纜編織件的底部,該處焊料係不存在。在圖9中,沿著電纜編織件126的底部係沒有接點,其是因為對接地平面材料進行沖壓和重新定位來製造該電纜支架124的關係而呈現中空的或開放的。
該接地平面及/或基座還可以包括一個或多個一體成型的(例如,沖壓…等)特徵,以用於支撐印刷電路板或垂直壁隔離器,以減少焊料區域,例如,其係藉由省去了焊料襯墊於接地平面上的需求,否則其會被用於將印刷電路板連接到接地平面。所減少的焊料區域係減少了PIM以及可能從焊接所引起的不一致。例如,參見圖2,圖16A,和圖17A,其中印刷電路板支架128係直接從基座133(例如,塑膠基座板…等)被模製並且從基座133向外突出。印刷電路板支架128的零件或部分係穿過接地平面112中的開口123(圖16A)。如圖17A所示,印刷電路板支架128的零件可以維持或支撐印刷電路板或垂直壁隔離器130,使得只有單一個或兩個焊料襯墊129係需要用於將印刷電路板或隔離器130電性連接到接地平面112。替代性地,圖16B和圖17B係例示一個例子,其中接地平面112所包括的印刷電路板支架係直接從接地平面112形成(例如,沖壓和彎曲耳片128…等)。該接地平面112的印刷電路板支架可以保持或支撐印刷電路板或垂直壁隔離器130,使得只有單一個焊料襯墊129係需要用於將該印刷電路 板或隔離器130電性連接到該接地平面112。
根據本發明的其它特色,範例性實施例可以包括一個或多個特徵來實現或達到良好或改良的頻寬。在一個範例性實施例中,寄生元件被添加或引入於鄰近輻射元件或在輻射元件旁邊,以提高低頻帶和高頻帶的頻寬,同時保持輻射器之間的良好隔離度。例如,參見圖4和圖5,其中第一和第二寄生元件132係分別定位於鄰近第一天線和第二天線110或在第一天線和第二天線110的旁邊,而不與其進行直接電接觸。
根據本發明的另一個特色,範例性實施例可以包括一個或多個特徵來實現或達到良好的或改良的隔離。在一個範例性實施例中,一個隔離器係加入在兩個輻射元件之間,藉此提高在低頻帶的隔離度,其係藉由電性地增加接地表面。例如,參見圖5,其中T形隔離器134係從接地平面112向外延伸,並且電性地增加接地表面。改良的隔離度係允許多個天線輻射元件被定位在相同體積的空間,或是允許較小的整體天線組件被用於相同數量的天線輻射元件(例如,用在末端的使用,其中空間為有限的,或是希望有緊密性…等)。
圖2至圖5係例示一個天線系統或組件100的範例性實施例,其係體現本發明的一個或多個特色。如本文所揭示,該天線系統100被配置為具有低PIM同時具有良好的頻寬和隔離度。
該天線系統100包括兩個天線110,其在接地平面112上彼此隔開。在這個例子中,該等天線110係相同的,且在接地平面112上彼此相當地接近,且彼此對稱地放置著。在替代性實施例中,該等天線110可不對稱地放置著,可以係不同的或不相同的,及/或與天線110不同地配置 著。藉由例示的方式,另一個範例性實施例可包括一個或多個天線(例如,PIFA…等)如在PCT國際專利申請案WO 2012/112022所揭示,該申請案的完整內容在此係引入作為參照。
如圖3所示,介電質黏著性膠帶113(廣義而言,介電質構件)係使用於該等天線110的底表面與該接地平面112之間,以避免該等天線110和該接地平面112之間直接電接觸。據此,在這個例子的輻射元件接地係基於鄰近耦合接地。
該等天線110可以耦合到該基座133,例如經由機械緊固件…等。例如,該等天線110和膠帶113包括穿過其之開口,用於容納機械緊固件。此外,介電質支架136可被定位於或是插入於該基座133與該等天線110的上表面或輻射貼片元件138之間。該等支架136被配置為物理或機械方式支撐該等天線110的上輻射貼片元件138,以具有足夠的結構完整性。替代性實施例可以不同地配置,像是沒有支架,或是具有不同構件以用於支撐輻射貼片元件及/或用於將該等天線耦合至基座。
繼續參考圖2至圖5,第一和第二寄生元件132係分別定位於鄰近第一天線和第二天線110或是在第一天線和第二天線110的旁邊,使得該等寄生元件132不與該等天線110或該接地平面112直接電接觸。在此例子中,該等第一和第二寄生元件132係相同的,並且在耦合(例如,以機械緊固的方式…等)到基座133(例如,基座板…等)時,係相對於彼此而對稱放置著。寄生元件132的引入提高了用於低頻帶和高頻帶兩者的天線頻寬,同時保持該等天線110之間的良好隔離度。並且,該間隙149的尺寸和形狀可以被調整以提供高頻帶和低頻帶的諧振一些小的調整(圖16A)。
該天線系統100包括第一隔離器130和第二隔離器134。相對於該等天線110和該接地平面112之該第一隔離器130和該第二隔離器134的尺寸、形狀、和位置可被確定(例如,最佳化…等),以改良隔離度及/或增強頻寬。
如圖5所示,第二隔離器134係大致T形並從接地平面112向外延伸,藉此電性地增加接地表面。隔離器134通常係在該等天線110之間,使得隔離度在低頻帶係藉由電性地增加接地表面而提高。在本實施例中,隔離器134係整體零件或是接地平面112的部分,其係已經形成了(例如,沖壓…等),以具有T形,且係與接地平面112共平面。替代性實施例可包括一個隔離器,該隔離器不是T形及/或該隔離器不是分離的、非整體的零件,其係電性地連接到接地平面。
如圖5和圖17A至圖17B所示,該第一隔離器130包括一個垂直壁隔離器。垂直壁隔離器130可以被配置,使得其上的自由邊緣在接地平面112上係與該等天線110的輻射貼片元件138的上表面具有相同的高度(例如,20毫米…等)。替代性實施例可以包括在該等天線110之間的隔離器,其係和所例示不同的方式配置著(例如,非矩形的,非垂直於接地平面,較高或較短…等)。
該垂直壁隔離器130係藉由該基座133及/或該接地平面112的整體特徵支撐在位置上,以減少焊料的區域,例如,其係藉由省去了接地平面112上的焊料襯墊之需求,否則需要焊料襯墊用於將印刷電路板連接到接地平面112。所減少的焊料區域係減少了可能來自於焊接所產生的PIM以及不一致。例如,參見圖2,圖16A,和圖17A,其中印刷電路板支 架128係直接從基座133(例如,塑膠基座板…等)被模製並且從基座133向外突出。印刷電路板支架128的零件或部分係穿過接地平面112中的開口123(圖16A)。如圖17A所示,印刷電路板支架128的零件可以維持或支撐印刷電路板或垂直壁隔離器130在位置上,使得只有單一個或兩個焊料襯墊129係需要用於將印刷電路板或隔離器130電性連接到接地平面112。
替代性地,圖16B和圖17B係例示另一個範例性實施例,其中該接地平面112所包括的印刷電路板支架係直接從該接地平面112形成(例如,沖壓和彎曲耳片128…等)。該接地平面112的印刷電路板支架可以保持或支撐印刷電路板或垂直壁隔離器130,使得只有單一個焊料襯墊129係需要用於將該印刷電路板或隔離器130電性連接到該接地平面112。如圖16B所示,該接地平面112包括第一和第二沖壓和彎曲耳片128,其通常係相反於或相對於第三沖壓和彎曲耳片128。該等耳片128通常係垂直於接地平面112。該等沖壓和彎曲耳片128可以維持或支撐垂直壁隔離器130在位置上,使得只有單一個焊料襯墊129(圖17B)需要用於將該印刷電路板或隔離器130電性連接到該接地平面112。例如,該垂直壁隔離器130具有第一和第二相對側邊。該垂直壁隔離器130係相對於該等耳片128而定位,使得至少一個耳片係沿垂直壁隔離器130的第一側邊並且至少一個相對面向的耳片係沿著垂直壁隔離器130的第二側邊,使得該等耳片128合作以摩擦地維持保持垂直壁隔離器130在其之間。該隔離器的安裝配置有利地減少焊料區域,例如,藉由省去了在接地平面112上的焊料襯墊之需求,否則需要焊料襯墊將該隔離器130附接到該接地平面112。所減少的焊料區域係減少了可能來自於焊接所產生的PIM以及不一致。
該垂直壁隔離器130通常係相對於接地平面112而垂直。在此特定實施例中,該等天線110、115與該垂直壁隔離器130以相等距離相隔開。該等天線110繞著對稱軸而對稱地置放在該垂直壁隔離器130的相對兩側邊,該對稱軸穿過垂直壁隔離器130或由其定義,使得每一個天線110實質上係另一個的鏡像。
在操作期間,該垂直壁隔離器130提高了隔離度。該隔離器130所在的有效頻率係主要由水平區段的長度以及該隔離器130的高度所決定。在此所例示的實施例中,該水平區段大致上平行於該接地平面112。
如圖2、圖6、圖7和圖9所示,該接地平面112包括一體成型的(例如,沖壓和彎曲耳片124…等)特徵124,用於焊接電纜編織件126。該特徵在該電纜編織件126和該接地平面112之間提供最小(或至少減少)的直接電接觸,因為該一體成型的特徵只有橫截面會接觸該接地平面112。有利的係,這有助於防止(或至少減少)該電纜編織件126和該接地平面112之間的任何不一致。在此範例性實施例中,該接地平面112包括第一和第二對的沖壓和彎曲耳片124,其相對於該接地平面112係銳角(例如,30度…等)。舉例來說,每一個耳片124相對於該接地平面112可以在大約30度,使得該等第一和第二對耳片124中的每一者係定義約60度之間的角度。圖9係例示焊料接合點125和電纜編織件126焊接到該接地平面112的整體電纜支架124。如圖9所示,沿著電纜編織件126的底部127沒有接點,由於對接地平面材料進行沖壓和重新定位以製出該電纜固定器124的關係,電纜編織件126的底部127係中空的或開放的。藉由比較的方式,圖8例示了將同軸電纜編織件126焊接到接地平面的習知方式,其可造成不 一致的接點,特別係沿著該電纜編織件126的底部127,該電纜編織件126和該接地平面之間沒有焊料。
參考圖6、圖7、圖11、圖13和圖14,同軸電纜137的中央導體131可以連接(例如,焊接…等)到該天線110以及該連接器114的中央導體或接點120。從下方,該連接器114可以被定位,使得該連接器的中央接點120通過在該天線110(圖11和圖13)的耳片140的孔洞。從上方,該同軸電纜137的中央導體131可被放置在耳片140上,以與該連接器的中央導體120物理電接觸或與其近接,並且接著焊接在一起。
為了允許接近以便焊接之目的,該天線110的一部分142可以被移除(例如,切除…等),如圖13和圖14所示。該天線110還包括一個耳片144,其係小尺寸及/或縮減尺寸,用以最小化(或者至少減少)可能來自焊接所產生的PIM問題和不一致情形。
天線系統100也被配置,使得其所具有用於將該連接器114的外部接點122焊接至該接地平面112的區域係相當小的。如圖13所示,有四個將該連接器114(圖10A)的外部接點122焊接至該接地平面112的相當小的區域。如圖16所示,該接地平面112包括開口117,以允許該連接器的中央接點120和四個外部接點22穿過。小的焊接區域也有助於提供低PIM設計。
圖10A至圖12C係例示一個範例性實施例的連接器114,其可與該天線系統100搭配使用。如圖所示,該連接器114包括中央接點或接腳120以及四個外部接點或接腳122。該連接器114還包括一螺帽146、一鎖緊墊圈148和一O形環150。
較佳地,該連接器114被設計成具有小的焊接針腳,以減少焊接區域,並藉此減少PIM。該連接器殼件的基礎材料係一種非鐵磁性材料,如三金屬(Trimetal)或電解沉澱用合金(albaloy)。該接腳或接點也由非鐵磁性材料,如銅鈹合金。藉由使用非鐵磁性的材料,天線系統將有更好的或更低的PIM效能。
在一個特定實施例中,該連接器的主體/殼件鍍製係具有電解沉澱用合金完工的黃銅。該接點120、122係用金完工的鈹銅合金。該O形環150係矽橡膠。該鎖緊墊圈148和該螺帽146係具有電解沉澱用合金/銅的黃銅。在這個特定的例子中,該連接器114還具有50歐姆的阻抗,頻率範圍為0到6GHz,超過頻率範圍內的最大電壓駐波比為1.2,並具有-55℃到+125℃的操作溫度。提供特定材料,尺寸和技術資料係僅用於說明的目的,而不是為了限制的目的。替代性實施例可以包括以不同方式配置的連接器,例如,以不同的材料,不同的尺寸,不同的技術資料製成...等。
如圖2所示,介電質構件或絕緣體116被定位在該連接器114的上表面和該接地平面112之間,用以電性絕緣和最小化(或者至少減少)在該連接器的上表面與接地平面112之間的直接電接觸。在此範例性實施例中,絕緣體116係圓形的,並且由FR-4玻璃纖維增強的環氧樹脂層壓材料製成。如圖10B中所示,該絕緣體116包括開口118,以允許該連接器的中央接點120和四個外部接點122穿過,以用於分別電性連接(例如,焊接…等)至該天線110和該接地平面112。替代性實施例可包括不同方式配置的絕緣體,例如,非圓形及/或用不同的材料製成…等。
對於該天線系統100來說,該接地平面112的配置可至少部 分地取決於特定末端用途。因此,該接地平面112的特定形狀、尺寸和材料(例如,黃銅,其它非鐵磁性的材料…等)可以被改變或訂製以滿足不同的操作上,功能上及/或物理上的要求。但考慮到該天線110相當小的下表面,該接地平面112會被配置為足夠大,而成為該天線系統100的充分有效的接地平面。
在圖16所示的實施例,該接地平面112具有梯形部分和圓形部分。該接地平面112可以調整尺寸或修剪尺寸,以便裝配到一個相對較小的天線罩基座上(例如,在圖18C中的基座233、在圖19A中的基座333…等)並裝配到天線罩或殼體下(例如,在圖18A中的天線罩235、在圖19A中天線罩335…等)。替代性實施例可以包括不同方式配置的接地平面,其具有其它形狀,如在圖11中所示的形狀,有非梯形形狀,非矩形形狀,完全的矩形形狀,完全的梯形形狀…等。
有接地平面的話,長度可以增加或最大化以增加頻寬。然而,如上所述,該接地平面112可以調整尺寸變為足夠小,以便其可密閉於相當小的天線罩組件內。例如,一個範例性實施例可包括該接地平面112而被配置(例如,調整形狀和調整尺寸),以便被安裝在圓形天線罩基座233上(如圖18C所示),其具有的直徑為約219毫米或更少。
小的接地平面對於一些末端用途的應用來說可能不具有足夠的電性長度。如圖4中所示,該接地平面112包括T形延伸或隔離器134。該隔離器134的目的係用於頻寬增強,其係藉由增大該接地平面112的電性長度並改良隔離度。
如圖14所示,該天線110的驅動散熱區段包括一輻射貼片 元件138(或更廣義地說,上輻射表面或平面輻射器)。該輻射貼片元件138包括狹槽139,其係用於形成多個頻率(例如,從698MHz到960MHz和1710MHz至2700MHz的頻率…等)以及用於在高頻帶處的頻率調諧。該狹槽139可被配置,使得該天線110改良針對較高貼片在高頻或高頻帶處的返回損耗。在其它實施例中,對於較低輪廓的貼片選擇,可以不需要狹槽來改良高頻帶中。在例示的範例性實施例中,該狹槽139通常係矩形的(除了移除部分142)並且該狹槽139會分割該輻射貼片元件138以便將天線110配置成可在至少第一頻率範圍和第二頻率範圍內諧振或可操作,該第二頻率範圍不同於(例如,非重疊的,不相交的,更高…等)該第一頻率範圍。例如,該第一頻率範圍可以是從約698MHz至大約960MHz,而該第二頻率範圍可以是從約1710MHz至大約2700MHz。例如,或是,該天線110可操作在從大約698MHz至大約2700MHz的單一個的寬頻率範圍內。狹槽139可以針對不同的頻率範圍進行配置及/或具有任何其他合適的形狀,例如直線,曲線,波浪線,曲折線,多個交叉的線,及/或非線性的形狀…等,不脫離本發明的精神或範疇。該狹槽139係在該輻射貼片元件138中不存在的導電性材料。例如,該輻射貼片元件138最初可以與該狹槽139一同形成,或是該狹槽139可以藉由從輻射貼片元件138移除導電材料而形成,例如蝕刻、切割、沖壓…等。在又其它實施例中,該狹槽139可以由一個非導電的或介電質材料來形成,其被添加到上輻射貼片元件138,例如藉由印刷…等。
該輻射貼片元件138係與該天線110的下表面141間隔開,並設置其上。僅以例子說明,該輻射貼片元件138可包括頂表面,其係約 在下表面上的底部以上20毫米。這個尺寸和本文所提供的所有其它尺寸的目的只是為了說明,因為其他實施例可以是不同大小的。
在這個例子中,該輻射貼片元件138和該下表面141通常是相互平行的,並且也是平面或平坦的。替代性實施例可包括不同的構造,例如非平面的、非平坦的,及/或不平行的輻射元件表面和下表面。
該天線110包括饋送元件143(圖2、圖3和圖7)。沿該饋送元件143底部的耳片140(圖7)提供饋送點或可操作為饋送點。該同軸電纜137的中央導體131與該連接器114的中央接點120可以被彼此電性連接,例如,焊接,並電性連接至該耳片140,以便饋送給天線110。
在操作時,該天線110的饋送點可接收信號,該信號係要藉由輻射貼片元件138自同軸電纜137所輻射出,該信號可以藉由同軸電纜137從一收發器處接收…等。相反地,該同軸電纜137可以接收來自天線110的饋送點的信號,該信號係被輻射貼片元件138接收。替代性實施例可以包括其他饋送配置或構件,用於饋送給天線110,並且還有同軸電纜,諸如傳輸線…等。
參考圖3,饋送元件143係電性連接到該輻射貼片元件138和該下表面141之間並在其間延伸。該饋送元件143係相當寬的,因為饋送元件143可被定義或認為係天線110在輻射貼片元件138和下表面141之間的整個圖示的側邊。在該範例性實施例,該饋送元件143係電性連接到與該輻射貼片元件138的邊緣和下表面141之間,並在其間延伸。然而,在其他實施例中,該饋送元件可以電性連接到該輻射貼片元件及/或從一個邊緣向內間隔的位置處的該天線的下表面。
此外,如圖3所示,該饋送元件143所包括的特徵145係沿著饋送元件143的相反側邊部分呈漸縮型或向內傾斜。為了阻抗匹配目的,具有漸縮型特徵145的該饋送元件143可以被配置為增加天線的頻寬,使得該天線110可操作於至少兩個頻帶。
在本實施例中,該漸縮型特徵145包括饋送元件143的側邊邊緣部分,該側邊邊緣部分係朝向饋送元件143的中間而呈傾斜的或有角度的向內彎。以不同方式說明,該饋送元件143的側邊邊緣部分145係從一個輻射貼片元件138向下朝向該下表面141的方向,呈傾斜的或有角度的向內彎而朝向彼此。據此,該饋送元件143的在該輻射貼片元件138附近並連接至其之上端部分的寬度會減少,其係因為該漸縮型特徵或是向內成角度的上方側邊邊緣部分145的關係。在可替換的實施例中,該饋送元件143可以僅包括一個或沒有漸縮型特徵。
該天線110的下表面141也可被認為是接地平面。但根據特定末端用途中,下表面141的尺寸可以係相當小且不足的尺寸,以便提供充分有效的接地平面。在此實施例中,下表面141可以主要被用於以機械方式將該天線110連接到該基座133,其接著會被耦合到一個足夠大的接地平面。
該天線110還包括第一短路元件160和第二短路元件162。該第一短路元件160和第二短路元件162係電性連接至該輻射貼片元件138和該下表面141之間,並且在其間延伸。在該範例性實施例中,該第一短路元件160和第二短路元件162係沿著該輻射貼片元件138和下表面141的邊緣而電性連接。然而,在其它實施例中,該第一短路元件160及/或第二 短路元件162可電性連接到輻射貼片元件138及/或下表面141於一個從邊緣向內間隔開的位置。此外,該第一短路元件160和第二短路元件162也可以有助於以機械方式支撐該天線110的下表面141上的輻射貼片元件138。
該第一短路元件160可以被配置或形成,以提供基本的天線操作或功能。例如,第一短路元件160可以被配置或形成以允許更小的輻射貼片元件138被使用,例如,小於二分之一波長的貼片天線。藉由例子來說明,該輻射貼片138可以調整尺寸,使得其長度和寬度的總和為所希望的共振頻率的大約四分之一波長(1/4 λ)。
該第二短路元件162可以被配置或形成,以增強或改良天線110在第一且較低頻率範圍或頻寬(例如,從698MHz到960MHz…等頻率)。因此,該第二短路元件162可以允許使用較小的貼片以加寬頻寬。因此,本範例性天線110包括雙短路(透過元件160、162)和具有一個狹槽139的輻射元件138,以激發多個頻率同時增強天線110的頻寬。
在該範例性實施例中,該第一短路元件160通常係平坦的或平面的、矩形的,並且垂直於該上輻射貼片元件138和下表面141。替代性實施例可包括:不同方式配置的第一短路元件,例如非平坦的短路及/或非垂直於上輻射貼片元件138的短路及/或下表面141。
此外,在本範例性實施例中,該第二短路元件162被配置,使得其具有的總長度比該輻射貼片元件138和該下表面141所分開的間距或間隙還大。在本實施例中,該第二短路元件162具有非平面或非平坦的配置。如圖14所示,該第二短路元件162包括係一平坦的或平面的第一部分或下方部分164。該第一部分164係相鄰於天線110,並垂直於該天線110 的第二短路元件162的下表面141。該第一部分164還包括一個第二部分或上方部分166,其係相鄰於輻射貼片元件138並與其連接。該第二部分166係不與該第一部分164共平面,並且相對於該第一部分164突出或向外延伸,因此提供該第二短路元件162一個三維的、非平坦或非平面的配置。
藉由例子來說明,該第二部分166可以包括一彎曲部分、階梯形的部分、具有台階配置…等。在替代性實施例中,不同形狀的第一短路元件及/或第二短路元件可以被置放在輻射貼片元件和天線的下表面之間。例如,該第二短路元件162從側面看時可以具有平坦的配置。該第二短路元件可垂直於天線110的上表面和下表面,其中該第二短路元件162從正面或背面看時可具有曲折的或非線性的配置,使得其長度大於該天線的上表面和下表面所分開的間距或間隙。該第二短路元件可以不垂直於該天線110,其中該第二短路元件162的長度大於該天線的上表面和下表面所分開的間距或間隙。該第一短路元件160和第二短路元件162不應該被局限於在圖式中所例示的特定形狀。
圖3例示該天線110的電容性負載元件170,其係被配置或形成(例如,彎曲或折疊後方…等)以提供電容性負載來加寬天線110在第二、較高的頻率範圍(例如,頻率從1710MHz至2700MHz…等)或頻寬。如圖3所示,該元件170從饋送元件143向內延伸,並且一般配置於輻射貼片元件138和天線110的下表面141之間。替代性實施例可以不同於圖3的方式配置(例如,沒有電容性負載或彎曲背部元件…等)。
如圖14所示,天線110的例示實施例包括電容性負載單元或該第二短路元件162的相對側上的短截線172。這些元件172係被配置或 形成,用以建立電容性負載,以調諧天線110到一個或多個頻率。例如,元件172可用於將天線110調諧到第一或較低頻率範圍或頻寬(例如,從698MHz到960MHz…等頻率)以及調諧到第二或高頻率範圍或頻寬(例如,頻率從1710MHz至2700MHz…等)。替代性實施例可以不同方式配置(例如,沒有電容負載元件或短截線…等)。
在範例性實施例中,天線110可藉由沖壓(例如,經由單一的沖壓或連續沖壓技術…等)從單一的導電且非鐵磁性材料(例如黃銅…等)整體地(integrally)或單片地(monolithically)形成,並且接著彎曲、折疊或以其他方式形成材料的沖壓件。該天線110可以不包括任何介電質(例如,塑膠)基板,其將該天線110的下表面141或接地平面之上的上輻射貼片元件138以機械方式支撐或懸著。反之,該天線110的上輻射貼片元件138可以被天線的短路元件以機械方式支撐於該下表面141上方。因此,該天線110可以被認為是具有上輻射貼片元件138和下表面141之間的空氣填充基板或空氣間隙,其允許了因消除了介電質基板而節省成本。替代性實施例可以包括一個介電質基板,其係支撐該天線的接地平面或下表面上的輻射貼片元件,及/或沒有一體成型但其係或分開地附接至該天線的一個或多個構件。
各式各樣的材料可被作為本文所揭示的天線系統的構件。藉由例子來說明,天線、隔離器、和接地平面可以全部由黃銅或非鐵磁性材料製成。在這個例子中,最好不要有任何鐵磁性材料或鐵磁性構件,否則其可能是PIM源。在特定的非鐵磁性材料的選擇可以取決於用於焊接、硬度和成本的材料的適宜性。
圖18A到圖18C係例示一個範例性實施例200,其包括天線系統100(圖2到圖5)。天線罩235被定位在天線系統200上並且耦合到該基座233。在圖18A所示的實施例中,該基座233具有約219毫米(例如,218.7毫米+/- 1毫米…等)的外徑。整個天線罩和基座組件(圖18B)具有約43.5毫米(例如,43.5毫米+/- 1毫米…等)的總高度。在圖18B中還例示一螺紋部從基座233向外突出。只藉由例子來說明,該螺紋部分可以具有約50.8毫米的長度和1”-8的螺紋尺寸。辮尾(pigtail)型連接器251也被顯示從螺紋部分內向外延伸。該天線系統200可以安裝到支撐表面(例如,天花板…等),其係藉由定位該基座233於支撐表面的一側邊上,並且定位並將一安裝螺帽246和鎖緊墊圈或墊圈248(例如,橡膠鎖緊墊圈…等)旋緊於該支撐表面的相對側邊的螺紋部分上。在範例性實施例中,其包括一個橡膠鎖緊墊圈,該橡膠鎖緊墊圈當該天線系統200要被安裝到天花板部分時,可被移除且不會被使用。本文中提供的目的只是為了說明的在本段中的範例性的尺寸和所有其他尺寸,因為替代的實施例可以是不同大小的。
圖19A和圖19B係例示一個範例性實施例300,其還包括天線系統100(圖2到圖5),其中,天線罩335被定位在天線系統300和耦合到該基座333。但是本範例性實施例300包括一個固定NF隔板連接器,而不是圖18B中所示的辮尾型連結。
圖20至圖29係提供針對圖18A、18B和18C中所示的原型200所測得的分析結果。該原型200包括該天線系統100(圖2到圖5),其係定位在天線罩內並且被配置成與辮尾型連結。提供這些分析的結果係僅 用於說明的目的,而不是為了限制的目的。
更特定而言,圖20包含了針對原型天線系統200所測得的電壓駐波比(VSWR)(S11,S22)和隔離度(S21,以分貝為單位)隨頻率變化的範例線圖。一般而言,圖20例示該原型天線系統200可操作在兩個天線110之間而有良好的電壓駐波比(VSWR)和相當好的隔離度。
圖22至圖29係例示針對具有辮尾型連結的原型天線系統200的第一和第二多頻帶天線110(以虛線和實線顯示),並且針對如圖21所示的場型配向,分別在大約698MHz、824MHz、894MHz、960MHz、1785MHz、1910MHz、2110MHz、2700MHz的頻率所測得的輻射場型(方位角平面、Phi 0°的平面,以及Phi 90°平面)。一般來說,圖22至圖29係例示該天線系統200的準(quasi-)全向型輻射模式(低輪廓天線的輻射模式)和良好效率。據此,該天線系統200具有大的頻寬,其允許多個操作頻帶以用於無線通信設備,包括FDD和TDD LTE的頻率或頻帶。此外,本範例性實施例的天線系統200具有垂直或水平偏振,如同習知的PIFA天線(例如,圖1所示的PIFA 10…等)。
圖30和圖31係針對具有辮尾型連結(圖18B)的原型天線系統200的埠口1和2所測得的被動相互調變(PIM)隨頻率變化的範例性線圖。如圖所示,該天線系統200在低頻帶(圖30)和高頻帶(圖31)兩者皆具有低PIM效能(例如,小於-150dBc…等)。例如,天線系統200在低頻帶和高頻帶最佳可具有-153dBc或更小的低PIM。
下面緊接著是表1和表2,其具有針對具有辮尾型連結(圖18B)的原型天線系統200的第一和第二天線110(圖2到圖5)所測得的效 能概要資料。如該表所示,具有辮尾型連結的原型天線系統200在整個頻帶具有良好的效率,在低頻帶更好的效率。
圖32到圖42係提供針對圖19A和圖19B所示的原型300所測得的分析結果。該原型300包括天線系統100(圖2到圖5),其係定位在天線罩內並且配置有一個固定NF隔板連接器。提供這些分析的結果係僅用於說明的目的,而不是為了限制的目的。
更特定地,圖32包括針對原型天線系統300所測得的電壓駐波比(VSWR)(S11,S22)和隔離度(S21,以分貝為單位)隨頻率變化的範例性線圖。一般來說,圖32係例示原型天線系統300可操作在兩個天線110之間而有良好的電壓駐波比(VSWR)和相當好的隔離度。
圖33至圖40係例示針對具有NF隔板連接器(圖19B)的原型天線系統300的第一和第二多頻帶天線110(以實線和虛線顯示),分別在大約698MHz、824MHz、894MHz、960MHz、1785MHz、1910MHz、2110MHz、2700MHz的頻率所測得的輻射場型(方位角平面、Phi 0°的平面,以及Phi 90°平面)。這一系列測試的圖案配向和圖21中所示係一樣的。一般來說,圖33至圖40係例示該天線系統300的準全向型輻射模式(低輪廓天線輻射模式)和良好的效率。據此,該天線系統300具有大的頻寬,其允許多個操作頻帶以用於無線通信的設備,包括FDD和TDD LTE的頻率或頻帶。此外,本範例性實施例的天線系統300具有垂直或水平偏振,如同習知的PIFA天線(例如,圖1所示的PIFA 10…等)。
圖41和圖42係針對具有固定NF隔板連接器(圖19B)的原型天線系統300的埠口1和2所測得的被動相互調變(PIM)隨頻率變化的範例性線圖。如圖所示,該天線系統300在低頻帶(圖41)和高頻帶(圖42)兩者皆具有低PIM效能(例如,小於-150dBc…等)。例如,天線系統 300在低頻帶和高頻帶最佳可具有-153dBc或更小的低PIM。
下面緊接著是表3和表4,其具有針對具有固定NF隔板連接器(圖19B)的原型天線系統300的第一和第二天線110(圖2到圖5)所測得的效能概要資料。如表所示,具有固定NF隔板連接器的原型天線系統300在整個頻帶具有良好的效率,在低頻帶更好的效率。
本文所揭示的天線系統的範例性實施例允許一種用於無線通信設備的多個操作頻帶。藉由例子來說明,如本文揭示的天線系統可以被配置為或者可操作為涵蓋由3GPP定義(第三代合作夥伴計劃)的FDD(頻分雙工)和TDD(時分雙工)的LTE(長期演進)的頻帶(下表5)。藉由背景說明,用FDD技術來而使用不同的頻帶來發送和接收操作,使得發送和接收資料信號不會互相干擾。藉由比較,TDD技術在同一頻帶中分配不同時槽(time slot)中,以將上行鏈路和下行鏈路分開。
在範例性實施例中,該天線系統包括一個或更多個的多頻帶天線(例如,天線具有雙短路,並從圖1中所示的PIFA天線修改,修改過的PIFA雙短路…等),該天線系統可操作用於涵蓋所有上面列出的頻帶同時具有良好的電壓駐波比(VSWR)並具有相當高的效率。替代性實施例可包括一個天線系統,其可操作在小於或大於所有的上述頻率及/或可操作不同在上述頻率的頻率。
本文所揭示的天線系統(例如,100、200、300…等)的範例性實施例係適用於廣泛的應用範圍,例如,使用一個以上的天線,如LTE/4G應用及/或基礎設施天線系統(例如,客戶端設備(CPE)、衛星導航系統、警報系統、終端站、中央站、建築物內的天線系統…等)。天線系統(例如,100、200、300…等)可被用作一個全向型MIMO天線配置,但本發明的各個特色並不限於僅侷限於全向型及/或MIMO天線。本文所揭示的天線系統(例如,100,200,300…等)可在電子設備內實現,例如機器對機器、車輛、建築物內的單元…等。在這種情況下,內部天線構件一般會係在電子裝置殼體內部並且被其給覆蓋。以另一個範例來說,該天線系統可以替代地容納在天線罩內,其可具有低輪廓。在後者的情況下,該內部天線構件將被容納天線罩內並且被其所覆蓋。因此,本文中所揭示的天線系統不應局限於任何一種特定的末端用途。
範例性實施例係被提供以使得本揭示係徹底的,並且將充分地傳達本範疇給本領域的技術人員。大量特定細節係被闡明,如特定構件,裝置和方法的範例,以提供徹底理解本發明的實施例。對本領域技術人員來說將是顯而易見的,不需要實施特定細節,該範例性實施例可以在許多 不同的形式體現,並且也不應被解釋為限制本揭示的範疇。在一些範例性實施例中,公知的製程,公知裝置結構和公知的技術並非進行了詳細的說明。此外,本揭示內容的一個或多個範例性實施例所達成的優點和改良所提供的目的僅用於說明,並且不限制本發明的範圍,因為本文所揭示的範例性實施例可提供上面提到的全部或沒有提到的優點和改良,並仍落入本發明的保護範疇當中。
本文所揭示之特定尺寸、特定材料及/或特定形狀本質上為範例且不限制本揭示內容之範疇。用於給定參數之特定值及值之特定範圍之本文揭示內容並不排除可用於本文所揭示範例中之一或多個中之其他值及值之範圍。此外,設想用於本文所述之特定參數之任何兩個特定值可界定可適合於給定參數之值之範圍之端點(亦即,用於給定參數之第一值及第二值之揭示內容可解釋為揭示介於第一值與第二值之間的任何值亦可使用於給定參數)。例如,若參數X在本文中例示為具有值A且亦例示為具有值Z,則設想參數X可具有自大約A至大約Z之值之範圍。類似地,設想用於一參數之值之兩個或兩個以上範圍(無論此類範圍是否嵌套、重疊或相異)之揭示內容將用於可使用所揭示範圍之端點主張之數值範圍之所有可能的組合包括在內。例如,若參數X在本文中例示為具有在1至10、或2至9、或3至8之範圍中之值,則亦設想參數X可具有包括1至9、1至8、1至3、1至2、2至10、2至8、2至3、3至10、及3至9之其他數值範圍。
本文所使用之技術僅用於描述特定示例性實施例之目的且不欲為限制性的。如本文所使用,單數形式「一」、「一種」及「該」亦可意欲包括複數形式,除非上下文另有明確指示。術語「包含」、「包括」及 「具有」為包括的,且因此指定所述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或構件之存在,但並不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、構件及/或其群組之存在或增添。本文所述之方法步驟、製程及操作不被視為必須要求以所論述或所例示之特定次序之其執行,除非特別識別為執行次序。亦應理解,可使用額外或替代性步驟。
當一元件或層稱為「在另一元件或層上」、「扣合至」、「連接至」或「耦接至」另一元件或層時,該元件可直接在另一元件或層上、扣合至、連接至或耦接至另一元件或層,或者介入元件或層可存在。相反,當一元件稱為「直接在另一元件或層上」、「直接扣合至」、「直接連接至」或「直接耦接至」另一元件或層時,可不存在介入元件或層。用來描述元件之間的關係之其他字語應以類似方式解釋(例如,「在……之間」與「直接在……之間」、「鄰接」與「直接鄰接」等)。如本文所使用,術語「及/或」包括一或多個相關聯列舉項之任何及所有組合。
術語「大約」在應用到數值時指示計算或量測允許值的有些輕微地不精確(在一些程度上接近值的精確度;近似或合理地接近數值;幾乎)。若出於一些原因由「大約」提供之不精確在該項技術中以此普通意義另外無法理解,則如本文所使用之「大約」至少指示可由量測或使用此類參數之普通方法引起之變化。例如,術語「大致上」、「大約」及「實質上」在本文中可用以意味在製造公差內。或者,例如,如本文在修飾本發明之成分或反應物之量時所使用或所採用之術語「大約」是指可由於所使用之典型測量及處理程序發生之數值量變化,例如,在現實世界中製備濃縮物或溶液時由於此等程序中之無意錯誤;由於用以製備組成物或執行方 法所使用之成分之製造、來源或純度之差異…等。術語「大約」亦涵蓋由於用於由特定初始混合物產生之組成物之不同平衡條件而不同的量。無論是否由術語「大約」修飾,申請專利範圍皆包括該等量之等效物。
雖然術語第一、第二、第三等在本文中可用來描述各種元件、構件、區域、層及/或部分,但此等元件、構件、區域、層及/或部分不應受此等術語限制。此等術語僅可用來區分一元件、構件、區域、層或部分與另一區域、層或部分。諸如「第一」、「第二」之術語及其他數值術語在本文中使用時並不意味著順序或次序,除非上下文明確指明。因此,以下所論述之第一元件、構件、區域、層或部分可稱為第二元件、構件、區域、層或部分而不脫離示範性實施例之教示。
諸如「內」、「外」、「在……下方」、「在……以下」、「下」、「在……以上」、「上」等之空間相對術語在本文中可用於輕鬆描述以便描述如諸圖中所例示之一元件或特徵與另一元件或特徵之關係。空間相對術語可意欲圖涵蓋裝置在使用或操作中除諸圖中所描繪之定向之外的不同定向。例如,若翻轉諸圖中之裝置,則描述為在在其他元件或特徵「以下」或「下方」之元件可定向在其他元件或特徵「以上」。因此,示例性術語「在……以下」可涵蓋以上及以下兩個定向。裝置可以其他方式定向(旋轉90度或在其他定向上)且相應地解釋本文中所使用之空間相對描述符。
實施例之上述描述已提供來用於例示及描述之目的。其不欲具有排他性或限制本揭示內容。特定實施例之個別元件、預期或所述用途或特徵通常不限於該特定實施例,但在適用的情況下可互換且可用於選定之實施例中,即使未具體展示或描述。其亦可以許多方式變化。此類變化 不應被視為脫離本揭示內容,且所有此類修改意欲被包括在本揭示內容之範疇內。
100‧‧‧天線系統或組件
110‧‧‧天線
112‧‧‧接地平面
113‧‧‧黏著性膠帶
114‧‧‧連接器
116‧‧‧絕緣體
128‧‧‧印刷電路板支架(耳片)
130‧‧‧隔離器
132‧‧‧寄生元件
133‧‧‧基座
143‧‧‧饋送元件

Claims (13)

  1. 一種天線系統,其係包括:接地平面;第一天線和第二天線;第一隔離器,其設置在所述第一天線和所述第二天線之間;以及第二隔離器,其從所述接地平面向外延伸;藉此所述天線系統係組構而以低被動相互調變來進行操作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的天線系統,其中:所述接地平面、所述隔離器和所述第一天線和所述第二天線係由非鐵磁性材料製成;及/或所述天線系統不包括任何鐵磁性材料或鐵磁性構件。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的天線系統,其中針對從大約698MHz至大約960MHz及/或從大約1710MHz到大約2700MHz的頻率,所述天線系統以相對於載波小於-150分貝(dBc)之被動相互調變來進行操作。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述的天線系統,其係進一步包括:第一連接器和第二連接器,其各者具有電性連接至對應的所述第一天線或所述第二天線之至少一個中央接點,以及電性連接到所述接地平面之外部接點;以及第一電絕緣體和第二電絕緣體,其係個別定位在所述第一連接器和所述第二連接器以及所述接地平面之間,以減少在所述第一連接器和所述第二連接器以及所述接地平面之間的電接觸區域,藉此減小被動相互調變;其中所述接地平面和所述第一電絕緣體和所述第二電絕緣體包括穿過 其之開口,其係允許所述中央接點以及所述第一連接器和所述第二連接器的外部接點通過,並且在所述接地平面的相對側邊上電性連接到對應的所述第一天線和所述第二天線和所述接地平面。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述的天線系統,其中所述接地平面具有一體成型的特徵,其係焊接有電纜編織件,藉此所述一體成型的特徵係組構用於減少在所述電纜編織件和所述接地平面之間的直接電接觸表面。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的天線系統,其中所述接地平面的所述一體成型的特徵包括第一對耳片和第二對耳片,其係從所述接地平面進行沖壓並且相對於所述接地平面以銳角進行彎曲。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述的天線系統,其中所述接地平面及/或基座包括一體成型的特徵,用於保持所述第一隔離器大致垂直於所述接地平面。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的天線系統,其中所述一體成型的特徵包括從所述基座向外突出並通過開口的多個部分,其中所述部分係合作以摩擦方式保持所述第一隔離器在其之間。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的天線系統,其中所述一體成型的特徵包括第一耳片和第二耳片,其係從所述接地平面進行沖壓並且相對於所述接地平面以銳角進行彎曲,所述第一絕緣器包括垂直壁絕緣器,其具有相對的第一側邊和第二側邊,所述垂直壁絕緣器係相對於所述第一耳片和所述第二耳片而定位,使得所述第一耳片係沿著所述垂直壁絕緣器的所述第一側邊,且所述第二耳片係沿著所述垂直壁絕緣器的所述第二側邊,藉此所述第一耳片和所述第二耳片係合作以摩擦方式保持所述垂直壁絕緣器在其 之間。
  10. 如申請專利範圍第項1或2所述的天線系統,其中所述第二隔離器包括大致在所述第一天線和所述第二天線之間的所述接地平面的大致T字形的延伸件,藉此所述大致T字形的延伸件電性地增加所述接地表面,而改良在低頻帶的隔離度。
  11. 如申請專利範圍第1或2項所述的天線系統,其進一步包括設置在所述接地平面以及所述第一天線和第二天線之間的介電質黏著性膠帶,藉此抑制在所述第一天線和所述第二天線以及所述接地平面之間的直接電接觸。
  12. 如申請專利範圍第1或2項所述的天線系統,其進一步包括第一寄生元件和第二寄生元件,其分別位於所述第一天線和所述第二天線附近以便提高頻寬,其中所述第一寄生元件和所述第二寄生元件不與所述第一天線和所述第二天線直接電接觸。
  13. 如申請專利範圍第1或2項所述的天線系統,其中:所述天線系統至少操作於從大約698MHz到大約960MHz的第一頻率範圍內以及從大約1710MHz至大約2700MHz的第二頻率範圍內;或所述天線系統操作於從大約698MHz到大約2700MHz的頻率範圍內。
TW103131712A 2013-09-17 2014-09-15 具有低被動相互調變的天線系統 TWI538303B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MYPI2013701673 2013-09-17
PCT/US2014/050301 WO2015041768A1 (en) 2013-09-17 2014-08-08 Antenna systems with low passive intermodulation (pim)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201517385A true TW201517385A (zh) 2015-05-01
TWI538303B TWI538303B (zh) 2016-06-11

Family

ID=52689252

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103131712A TWI538303B (zh) 2013-09-17 2014-09-15 具有低被動相互調變的天線系統
TW103216317U TWM504361U (zh) 2013-09-17 2014-09-15 具有低被動相互調變的天線系統

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103216317U TWM504361U (zh) 2013-09-17 2014-09-15 具有低被動相互調變的天線系統

Country Status (3)

Country Link
CN (2) CN104518288B (zh)
TW (2) TWI538303B (zh)
WO (1) WO2015041768A1 (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015041768A1 (en) * 2013-09-17 2015-03-26 Laird Technologies, Inc. Antenna systems with low passive intermodulation (pim)
US10312583B2 (en) 2013-09-17 2019-06-04 Laird Technologies, Inc. Antenna systems with low passive intermodulation (PIM)
WO2016018547A1 (en) 2014-08-01 2016-02-04 Laird Technologies, Inc. Antenna systems with low passive intermodulation (pim)
CN105071025B (zh) * 2015-06-24 2019-07-26 中国铁塔股份有限公司山西省分公司 一种双室内吸顶宽带全向mimo天线
US9680215B2 (en) 2015-07-21 2017-06-13 Laird Technologies, Inc. Omnidirectional broadband antennas including capacitively grounded cable brackets
CN106058491B (zh) * 2016-08-11 2019-06-04 江苏吴通物联科技有限公司 4g整体式微站多天线装置
TWI636620B (zh) * 2016-12-28 2018-09-21 國家中山科學研究院 Antenna feed structure
US9893759B1 (en) 2017-04-25 2018-02-13 Sprint Communications Company L.P. Wireless relay antenna isolation
CN107681246B (zh) * 2017-08-15 2019-08-09 西安空间无线电技术研究所 一种收发共用馈源插芯无源互调筛选装置
CN108107345A (zh) * 2017-12-12 2018-06-01 广州兴森快捷电路科技有限公司 无源互调测试装置
ES2901639T3 (es) 2018-06-29 2022-03-23 Advanced Automotive Antennas S L U Sistema de antena de banda ancha doble para vehículos
CN111224239A (zh) * 2018-11-26 2020-06-02 华为技术有限公司 一种信号传输设备、系统以及方法
EP3723459A1 (en) * 2019-04-10 2020-10-14 AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Component carrier with high passive intermodulation (pim) performance
CN112582788A (zh) * 2019-09-30 2021-03-30 3M创新有限公司 用于无源互调减轻的磁性吸收器
CN110777478B (zh) * 2019-10-21 2021-06-11 西安空间无线电技术研究所 一种介质丝管状编织的低无缘互调金属网丝制备方法
CN112804039B (zh) * 2020-12-31 2022-10-25 联想(北京)有限公司 载波聚合射频系统、控制方法及电子设备
CN113504418B (zh) * 2021-06-25 2022-10-25 西安交通大学 基于椭圆单极子贴片天线的导电材料宽带无源互调表征方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6414636B1 (en) * 1999-08-26 2002-07-02 Ball Aerospace & Technologies Corp. Radio frequency connector for reducing passive inter-modulation effects
US20060202900A1 (en) * 2005-03-08 2006-09-14 Ems Technologies, Inc. Capacitively coupled log periodic dipole antenna
WO2007042938A2 (en) * 2005-10-14 2007-04-19 Fractus, Sa Slim triple band antenna array for cellular base stations
KR101017670B1 (ko) * 2007-10-05 2011-02-25 주식회사 에이스테크놀로지 초크 부재를 가지는 안테나
WO2012011796A1 (en) * 2010-07-19 2012-01-26 Laird Technologies, Inc. Multiple-antenna systems with enhanced isolation and directivity
CN102738550B (zh) * 2011-04-06 2014-11-05 安德鲁公司 带状线至微带线的电容耦合转换结构及包含该结构的天线
TWM426151U (en) * 2011-10-19 2012-04-01 Lynwave Technology Ltd Antenna module
CN102738570B (zh) * 2012-04-23 2016-01-20 中兴通讯股份有限公司 多天线终端
WO2015041768A1 (en) * 2013-09-17 2015-03-26 Laird Technologies, Inc. Antenna systems with low passive intermodulation (pim)

Also Published As

Publication number Publication date
CN104518288A (zh) 2015-04-15
TWI538303B (zh) 2016-06-11
CN204243211U (zh) 2015-04-01
WO2015041768A1 (en) 2015-03-26
TWM504361U (zh) 2015-07-01
CN104518288B (zh) 2018-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI538303B (zh) 具有低被動相互調變的天線系統
US9065166B2 (en) Multi-band planar inverted-F (PIFA) antennas and systems with improved isolation
US10312583B2 (en) Antenna systems with low passive intermodulation (PIM)
US20180062731A1 (en) Omnidirectional multiband symmetrical dipole antennas
KR101315546B1 (ko) 메타물질 이중 대역 전방향성 원형편파 안테나
TW201608764A (zh) 具有低無源互調的天線系統
TWI612726B (zh) 具有近接耦合式環狀矩形貼片的天線系統
EP3214697B1 (en) Antenna and antenna module comprising the same
US10680339B2 (en) Low profile omnidirectional ceiling mount multiple-input multiple-output (MIMO) antennas
US10270162B2 (en) Omnidirectional antennas, antenna systems, and methods of making omnidirectional antennas
JP2005312062A (ja) 小型アンテナ
JPH07303005A (ja) 車両用アンテナ装置
WO2020051091A9 (en) Low profile, low passive intermodulation (pim), wideband, and/or multiple input multiple output (mimo) antenna systems
US20170194701A1 (en) Broadband omnidirectional dipole antenna systems
TWI724738B (zh) 天線結構及具有該天線結構之無線通訊裝置
CN109075452B (zh) 宽带背腔式开槽天线
TWI669854B (zh) 無線天線
CN112242605A (zh) 天线结构
TWI834231B (zh) 多頻天線
US20230054135A1 (en) Omnidirectional antenna assemblies including broadband monopole antennas
TWI727597B (zh) 天線結構及具有該天線結構之無線通訊裝置
KR101981976B1 (ko) Pcb형 듀얼 안테나
WO2015051153A1 (en) Ground independent multi-band antenna assemblies