TW202341676A - 增益模式重疊減少 - Google Patents

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Abstract

一種無線通訊設備包括：被配置為以毫米波射頻提供第一增益模式並且具有第一準向線方向的第一天線；被配置為以毫米波射頻提供第二增益模式並且具有不同於第一準向線方向的第二準向線方向的第二天線；以及導電元件；其中第一天線與導電元件結合地被配置為提供第三增益模式，第三增益模式具有相對於第二增益模式的第一增益差，第一增益差在相對於無線通訊設備的角度範圍內大於第一增益模式與第二增益模式之間的第二增益差。

Description

增益模式重疊減少
相關申請的交叉引用
本申請主張於2023年1月31日提交的題為“GAIN PATTERN OVERLAP REDUCTION”的國際申請第PCT/US2023/061625號的權益，該國際申請主張於2022年2月28日提交的題為“GAIN PATTERN OVERLAP REDUCTION”的美國專利申請第17/683,096號的權益，這兩個申請被轉讓給本申請的受讓人，並且這兩個申請的全部內容出於所有目的通過引用併入本文。
本發明涉及無線通訊，並且具體地涉及無線通訊設備中的增益模式重疊減少。
無線通訊設備越來越普及並且越來越複雜。例如，行動通訊設備已經從簡單的電話發展到具有多種通訊能力(例如，多種蜂巢式通訊協定、Wi-Fi、BLUETOOTH®和其他短程通訊協定)的智慧手機、超級計算處理器、相機等。無線通訊設備具有天線以支援在一定頻率範圍內的通訊。
通常需要使用多種通訊技術，例如，以同時啟用多種通訊協定，和/或提供不同通訊能力。例如，隨著無線通訊技術從4G演進到5G或演進到不同無線區域網(wireless local area network, WLAN)標準，例如，行動通訊設備可以被配置為使用不同頻率進行通訊，包括通常用於4G和某些WLAN通訊的低於7GHz的頻率、以及用於5G和一些WLAN通訊的毫米波頻率(例如，高於23GHz)。然而，使用不同頻率進行通訊可能是困難的，尤其是使用具有小形狀因數的行動無線通訊設備。
一種示例無線通訊設備包括：包括一個或多個第一天線元件的第一天線，該一個或多個第一天線元件中的一個或多個被配置為以毫米波射頻提供第一增益模式，第一天線具有第一準向線方向；包括一個或多個第二天線元件的第二天線，該一個或多個第二天線元件中的一個或多個被配置為以毫米波射頻提供第二增益模式，該第二天線具有不同於第一準向線方向的第二準向線方向；以及包括至少一個傳導表面的導電元件；其中第一天線與導電元件結合地被配置為提供第三增益模式，該第三增益模式具有相對於第二增益模式的第一增益差，該第一增益差在相對於無線通訊設備的角度範圍內大於第一增益模式與第二增益模式之間的第二增益差。
這樣的無線通訊設備的實施可以包括以下特徵中的一個或多個。相對於無線通訊設備的角度範圍包括第二準向線方向。第一天線具有第一長度，並且導電元件具有至少與第一長度一樣長的第二長度。第二長度小於第一長度的兩倍。第一天線限定基本上垂直於第一準向線方向的孔徑平面，其中一個或多個第一天線元件設置在孔徑平面的第一側上，並且至少一個傳導表面的至少一部分設置在孔徑平面的與孔徑平面的第一側相對的第二側上。第一天線在孔徑平面中具有邊緣，並且其中至少一個傳導表面的至少一部分在孔徑平面的第二側上相對於邊緣遠離孔徑平面延伸至少20°。第一天線限定基本上垂直於第一準向線方向的孔徑平面，並且其中一個或多個第一天線元件和至少一個傳導表面的至少一部分設置在孔徑平面的同一側上。第一天線在孔徑平面中具有邊緣，並且其中至少一個傳導表面的至少一部分在孔徑平面的同一側上相對於邊緣遠離孔徑平面延伸至少20°。
另外地或替代地，這樣的無線通訊設備的實施可以包括以下特徵中的一個或多個。至少一個傳導表面距第一天線的位移在毫米波射頻處的波長的20%到毫米波射頻處的波長的50%之間。至少一個傳導表面限定與第一準向線方向平行的在20°以內的傳導平面。導電元件包括頻率選擇性表面，該頻率選擇性表面被配置為禁止特定頻率範圍的第一能量通過導電元件，該特定頻率範圍的第一能量大於該特定頻率範圍之外的第二能量，該特定頻率範圍包括毫米波射頻。毫米波射頻是在25GHz以上的第一頻率，該無線通訊設備還包括第三天線，該第三天線包括導電元件，並且其中該導電元件被配置為以在7GHz以下的第二頻帶提供第四增益模式。導電元件包括提供至少一個傳導表面的單片導體。
另外地或替代地，這樣的無線通訊設備的實施可以包括以下特徵中的一個或多個。導電元件包括頻率選擇性表面，該頻率選擇性表面被配置為禁止特定頻率範圍的第一能量通過導電元件，該特定頻率範圍的第一能量大於該特定頻率範圍之外的第二能量，該特定頻率範圍包括毫米波射頻。頻率選擇性表面包括彼此位移的多個傳導單元。頻率選擇性表面被配置為將20GHz或30GHz範圍內的大約3GHz頻寬中的頻率抑制15dB或更多。該無線通訊設備包括處理器，該處理器被通訊地耦合到第一天線和第二天線並且被配置為：根據相對於無線通訊設備的殼體的特定角度來確定由第一天線接收的第一訊號的第一功率位準；根據相對於殼體的特定角度來確定由第二天線接收的第二訊號的第二功率位準；以及基於第一功率位準和第二功率位準中的哪個更高來選擇第一天線和第二天線中的一者，以至少一個或傳輸或接收第三訊號，該第三訊號與相對於殼體的特定角度相對應。
另外地或替代地，這樣的無線通訊設備的實施可以包括以下特徵中的一個或多個。該無線通訊設備包括殼體，該殼體容納第一天線和第二天線，並且限定至少部分立方體形狀，該部分立方體形狀包括第一表面、第二表面和第三表面，其中第一準向線方向基本上垂直於第一表面，第二準向線方向基本上垂直於第二表面，並且第二表面與第三表面相對設置並且沿著殼體的軸線從第三表面位移，並且其中第一天線沿著軸線從第二表面位移第一距離，並且沿著軸線從第三表面位移第二距離，第一距離短於第二距離。
本文中討論了用於減少天線之間的增益模式重疊的技術。例如，對於相對於無線通訊設備的相同角度，可以增加無線通訊設備的不同毫米波天線的增益差。例如，針對第一天線的增益值可以在第二天線的準向線方向處或附近減小，例如，而不會顯著影響第二天線的增益模式。第一天線和第二天線可以設置在無線通訊設備的相鄰面上，例如，其中第一天線的準向線和第二天線的準向線近似正交。導電元件可以放置在第一天線附近，以減小第一天線在第二天線的準向線附近的增益值。例如，導電元件可以是專用於禁止第一天線對在第二天線的準向線附近的角度(和/或另一組角度)處的射頻訊號的傳輸和/或接收的元件。作為另一示例，導電元件可以是頻率選擇性表面，該頻率選擇性表面被配置為提供帶阻濾波器，以顯著地抑制特定頻帶中的頻率，同時允許特定頻帶之外的訊號以一定(例如，很少或沒有)衰減通過。作為另一示例，導電元件可以用於兩個或更多個目的，例如，影響第一天線的增益模式並且用作第三天線的至少一部分，例如，用於以與毫米波天線顯著不同的頻率(例如，低於6GHz)的訊號的傳輸/接收。無線通訊設備的處理器可以例如基於由第一天線和第二天線接收的訊號的功率來針對訊號接收和/或傳輸在第一天線與第二天線之間進行選擇。然而，也可以使用其他配置。
本文中描述的項目和/或技術可以提供以下能力中的一種或多種、以及未提及的其他能力。通過加寬天線之間的增益差以促進對用於訊號接收和/或傳輸的天線(和/或陣列)的選擇，無線通訊設備的用於相對於無線通訊設備的特定角度的訊號接收和/或傳輸的更好(可能最好)天線(和/或陣列)的選擇可以改善，例如加速，並且天線(和/或陣列)選擇的準確性可以提高。因此，行動無線通訊設備進行通訊和/或位置資訊確定的延遲可以減少。另外地或替代地，使用無線通訊設備的通訊的延遲和/或準確性和/或輸送量可以提高。可以提供其他能力，並且並非根據本揭露的每個實施都必須提供所討論的能力中的任何一個，更不用說全部。此外，上述效果可以通過所述方式以外的其他方式來實現，並且所述項目/技術不一定產生所述效果。
參考圖1，通訊系統100包括行動設備112、網路114、伺服器116和存取點(access point, AP)118、120。通訊系統100是無線通訊系統，其中通訊系統100的元件可以使用無線連接直接或間接地彼此通訊(至少一些時間)，例如，經由網路114、和/或存取點118、120中的一個或多個(和/或未示出的一個或多個其他設備，諸如一個或多個基站收發器)。對於間接通訊，通訊可以在從一個實體到另一實體的傳輸期間被改變，例如，以改變資料封包的標頭資訊、改變格式等。如圖所示的行動設備112是行動無線通訊設備(儘管它們可以無線地或經由有線連接進行通訊)，包括行動電話(包括智慧手機)、膝上型電腦和平板電腦。還可以使用其他行動設備，無論是當前存在的還是將來開發的。此外，其他無線設備(無論是否移動)可以在通訊系統100內實施，並且可以彼此通訊和/或與行動設備112、網路114、伺服器116和/或AP 118、120通訊。例如，這樣的其他設備可以包括物聯網(internet of thing, IoT)設備、醫療設備、家庭娛樂和/或自動化設備、汽車設備等，行動設備112或其他設備可以被配置為在不同網路中和/或出於不同目的進行通訊(例如，5G、Wi-Fi通訊、Wi-Fi通訊的多個頻率、衛星通訊和/或定位、一種或多種類型的蜂巢式通訊(例如，GSM(Global System for Mobiles, 全球行動系統)、CDMA(Code Division Multiple Access, 分碼多存取)、LTE(Long-Term Evolution, 長期演進)等)、Bluetooth®通訊等)。
參考圖2，作為圖1所示的行動設備112中的一個的示例的行動設備200包括頂蓋210、顯示層220、印刷電路板(printed circuit board, PCB)層230和底蓋240。如圖所示的行動設備200可以是智慧手機或平板電腦，但本文中描述的實施例不限於這樣的設備(例如，在本文中描述的概念的其他實施中，設備可以是路由器或客戶端設備(customer premises equipment, CPE))。頂蓋210包括螢幕214。底蓋240具有底表面244。頂蓋210和底蓋240的側面212、242提供邊緣表面。頂蓋210和底蓋240包括殼體，該殼體保留顯示層220、PCB層230、以及行動設備200的可以在PCB層230上或可以不在PCB層230上的其他元件。例如，殼體可以保留(例如，保持、容納)下面討論的天線系統、前端電路、中頻電路和處理器，或者與其整合。殼體可以基本上為矩形，在所示實施例中具有兩組平行邊緣，並且可以被配置為彎曲或折疊。在該示例中，殼體具有圓角，儘管殼體可以基本上為矩形，該矩形具有其他形狀的角部，例如，直角(例如，45°)角、90°角、其他非直角等。此外，PCB層230的尺寸和/或形狀可以與頂蓋或底蓋中的任何一個的尺寸和/或形狀不相稱，或者以其他方式與元件的周邊不相稱。例如，PCB層230可以具有切口以容納電池。此外，PCB層230可以包括夾層板和/或PCB子板。子板可以被選擇以促進設計和/或製造過程，例如，以加強功能分離或更好地利用殼體中的空間。可以實施PCB層230的除所示實施例之外的其他實施例。
還參考圖3，作為PCB層230的示例的PCB層300包括主要部分310和具有天線系統320、330的部分。在所示示例中，天線系統320、330設置在PCB層300的相對端301、302處，但是天線系統320、330中的一者或兩者可以設置在其他地方，例如，沿著PCB層300的側邊緣。天線系統320包括一個或多個天線元件322和一個或多個能量耦合器324，該一個或多個能量耦合器324被耦合到(多個)天線元件322，並且被配置為從主要部分310向(多個)天線元件322傳送能量和/或從(多個)天線元件322向主要部分310傳送能量。天線系統330包括一個或多個天線元件332和一個或多個能量耦合器334，該一個或多個能量耦合器334被耦合到(多個)天線元件332並且被配置為從主要部分310向(多個)天線元件322傳送能量和/或從(多個)天線元件322向主要部分310傳送能量。(多個)天線元件322可以包括天線元件陣列，和/或(多個)天線元件332可以包括天線元件陣列並且(多個)天線元件陣列可以被配置用於波束成形。主要部分310包括PCB 311，PCB 311包括前端電路312、313(也稱為射頻(radio frequency, RF)電路)、中頻(intermediate-frequency, IF)電路314和處理器315。前端電路312、313可以被配置為提供要由天線系統320、330輻射的訊號，並且接收和處理由天線系統320、330接收的訊號以及從天線系統320、330提供給前端電路312、313的訊號。前端電路312、313可以被配置為將從IF電路314接收的IF訊號轉換為RF訊號(例如，視情況而定，當耦合到天線陣列時，用功率放大器進行放大和/或相移訊號)，並且將RF訊號提供給天線系統320、330以用於輻射。前端電路312、313被配置為將由天線系統320、330接收的RF訊號轉換為IF訊號(例如，使用低雜訊放大器和混頻器)，並且將IF訊號發送給IF電路314。IF電路314被配置為將從前端電路312、313接收的IF訊號轉換為基帶訊號，並且將基帶訊號提供給處理器315。IF電路314還被配置為將由處理器315提供的基帶訊號轉換為IF訊號，並且將IF訊號提供給前端電路312、313。處理器315被通訊地耦合到IF電路314，IF電路314被通訊地耦合到前端電路312、313，前端電路312和313被通訊地耦合到天線系統320、330。在一些示例中，例如，當前端電路312、313不需要進一步的上變頻時，傳輸訊號可以通過繞過前端電路312、313而從IF電路314提供給天線系統320、330。訊號可以通過繞過前端電路312、313而從天線系統320、330接收。在其他示例中，與IF電路314分離的收發器可以被配置為向天線系統320、330提供傳輸訊號和/或從天線系統320、330接收訊號，而這樣的訊號不經過前端電路312、313。在一些示例中，前端電路312、313被配置為放大、濾波和/或路由來自IF電路314的訊號，而無需上變頻到天線系統320、330。類似地，前端電路312、313可以被配置為放大、濾波和/或路由來自天線系統320、330的訊號，而無需下變頻到IF電路314。在其他示例中，前端電路312和/或前端電路313被配置為在基帶頻率與RF頻率之間或者在低IF頻率與RF之間轉換，並且IF電路314被旁路或省略。
在圖3中，將天線系統320、330與PCB 311分離的虛線指示天線系統320、330(及其元件)與PCB層300的其他部分的功能分離。天線系統320、330的部分可以與PCB 311整合，以形成為PCB 311的組成元件。天線系統320、330的一個或多個元件可以與PCB 311一體地形成，並且一個或多個其他元件可以與PCB 311分離地形成並且安裝到PCB 311，或者以其他方式成為PCB層300的一部分(例如，在PCB子板上)。替代地，天線系統320、330可以與PCB 311分開形成並且被耦合到前端電路312、313。在一些示例中，天線系統320、330中的任何一者的一個或多個元件可以與前端電路312、313整合，例如，在與PCB 311分離的單個模組中或在與PCB 311分離的單個電路板上。例如，前端電路312、313可以實體地附接到天線系統320、330，例如，附接到天線電路320、330的相應接地平面的背面。天線系統320、330的天線可以具有被電(導電)耦合並且實體附接到天線的前端電路系統，而另一天線可以具有實體分離但被電耦合到另一天線的前端電路系統。
還參考圖4，無線通訊設備400包括殼體410、天線421、422和導電元件430。無線通訊設備400可以被配置用於無線通訊的毫米波訊號傳遞。無線通訊設備400例如可以是智慧手機、平板電腦、可擕式電腦的一部分(例如，折疊膝上型電腦的顯示部分或底座部分)、路由器、CPE等。設備400是示例，並且可以使用其他配置。例如，可以包括更多天線，例如天線425。天線421、422和425中的每個可以表示一個或多個天線(例如，天線陣列)，並且可以被配置用於波束成形。導電元件430包括導電材料，例如，金屬，該導電材料被配置為抑制至少一些頻率的能量通過導電元件430，例如，反射至少一些頻率的能量和/或衰減至少一些頻率的能量。導電元件430可以設置在天線422附近和/或在一個或多個其他天線附近(如果被包括在無線通訊設備中)。作為另一示例，可以包括處理器或控制器，該處理器或控制器被配置為選擇性地啟動一個或多個天線，例如，在訊號接收和/或傳輸時啟動天線421、422中的一個。天線421、422中的每個可以是包括饋電結構(例如，一個或多個能量耦合器)和/或附加天線(例如，設置在陣列中)的相應天線模組的一部分。天線421、422中的每個包括一個或多個天線元件，該一個或多個天線元件被配置為將無線訊號換能為另一種形式的訊號(例如，從自由空間無線到引導無線，或從無線到有線等)。天線421、422每個可以是各種天線中的任何一個，該天線具有各種類型的天線元件中的任何一種的一個或多個天線元件，例如，貼片、喇叭、開口波導、基板整合波導、有線元件、單極子、偶極子、環路、螺旋、透鏡、帶諧振短截線的微帶線、帶諧振短截線的槽線等。無線通訊設備400可以由其他術語來指代，例如存取終端(access terminal, AT)、用戶端設備、無線設備、訂戶設備、訂戶終端、訂戶站、使用者終端(user terminal, UT)、使用者設備(user equipment, UE)、行動終端、行動站(mobile station, MS)、行動設備等。
還參考圖5，無線通訊設備500(設備400可以是其示例)包括通過匯流排540彼此通訊地耦合的處理器510、收發器520和記憶體530。設備500可以包括圖5所示的元件。設備500可以包括一個或多個其他元件，諸如除了所示元件之外的一個或多個其他元件和/或所示元件中包括的一個或多個附加元件。例如，收發器520可以包括無線傳輸器、無線接收器、多個天線等。記憶體530可以是非暫態處理器可讀儲存媒體，其包括具有處理器可讀指令的軟體，該處理器可讀指令被配置為使處理器510執行功能。
本文中的描述可以指代處理器510執行功能，但這包括其他實施，諸如其中處理器510執行軟體(儲存在記憶體530中)和/或韌體的實施。本文中的描述可以將設備500執行功能指代為設備500的一個或多個適當元件(例如，處理器510和記憶體530)執行該功能的簡寫。處理器510(可能與記憶體530結合地，並且視情況而定，與收發器520結合地)可以包括天線選擇單元550。天線選擇單元550將在下文中進一步討論，並且該描述可以將處理器510一般地指代為執行天線選擇單元550的任何功能，或者將設備500一般地指代為執行天線選單元550的功能，其中設備500被配置為執行天線選擇單元550的功能。
還參考圖6，設備500(例如，收發器520)包括多個天線611、612，例如，天線421、422。收發器520可以包括一個或多個接收鏈和/或一個或多個傳輸鏈，這裡是傳輸鏈621和接收鏈622，該一個或多個接收鏈和/或一個或多個傳輸鏈經由多工器(multiplexer, MUX)630將處理器510選擇性地通訊地耦合到天線611、612。傳輸鏈621可以包括諸如數位類比轉換器(digital-to-analog converter, DAC)641和功率放大器(power amplifier, PA)642等組件。接收鏈622可以包括諸如類比數位轉換器(analog-to-digital converter, ADC)651和低雜訊放大器(low-noise amplifier, LNA)652等組件。傳輸鏈621和/或接收鏈622可以包括用於將一個或多個通訊訊號的相位移位元的部件(例如，在訊號路徑中或在LO(local oscillator, 本地振盪器)或混合路徑中)。可以提供不同接收鏈和/或傳輸鏈以用於到用於接收/傳輸不同頻率(例如，mmWave頻率和低於6GHz的頻率)的天線的連接。接收鏈622可以一次選擇性地耦合到天線611、612中的一個(例如，以用於針對相對於設備500的不同角度來接收訊號)。類似地，傳輸鏈621可以一次選擇性地耦合到天線611、612中的一個(例如，以用於針對相對於設備500的不同角度來傳輸訊號)。在其他示例中，可以同時利用天線611和612，並且單獨的傳輸鏈和/或接收鏈(或其部分)可以被耦合到天線611、612中的每個。
隨著對無線資料頻寬的需求增加，毫米波(mmWave)設備已經被部署用於5G無線技術。已經實施了具有波束成形能力的天線陣列，以補償mmWave頻率下的高傳播損耗。此外，多個mmWave天線(諸如無線通訊設備400的天線421、422)可以提供更好的球形覆蓋(例如，與訊號天線相比，圍繞無線通訊設備的天線增益更好)，以説明確保去往/來自用於無線通訊的無線通訊設備的足夠強/準確的訊號傳輸。球形覆蓋是相對於坐標系450的，其中坐標系450的原點位於無線通訊設備400的中心。坐標系450包括笛卡爾(x、y和z)座標和球面座標(φ和θ)，其中相對於無線通訊設備400的角度由球面座標表示。在多個毫米波模組放置在諸如使用者設備(UE)等無線通訊設備中的情況下，UE的殼體和/或其他元件可能導致每個模組的增益模式(也稱為天線模式)的擴展。這可能導致單獨模組的天線模式的顯著重疊，這可能浪費球面增益覆蓋，例如，在任何給定時間使用單個天線(而不是多個天線)的情況下，會導致總體增益累積分佈函數(cumulative distribution function, CDF)的劣化。這種劣化可能降低輸送量和/或延遲性能，例如，由於從多個候選中選擇天線所使用的額外時間和/或對提供比另一天線更低性能的天線的選擇(例如，對於相對於UE的特定角度的訊號傳輸/接收)。重疊的增益模式可能會對選擇要使用的天線的波束管理系統造成混淆，例如，由於波束管理系統的解析度限制，可能導致波束管理系統選擇“錯誤”的天線(例如，對於相同角度，具有比另一天線更低增益的天線)。因此，增加針對不同天線的增益模式之間的增益差以避免波束管理系統的混淆能夠改善延遲和/或説明避免選擇錯誤的天線，提高訊號傳輸的準確性、資料輸送量等。
例如，也參考圖7，圖700示出了在不具有就位的導電元件430的情況下針對天線421、422的增益模式的切片的類比曲線710、720。曲線710、720對應於由天線421、422在y-z平面中提供的增益(其中φ=90°，並且θ範圍從0°到180°)。在該示例中，曲線710、720之間的差從約θ=78°到約θ=115°大約為2dB。這個差可能導致針對φ=90°在θ的這個範圍內要使用天線421還是要使用天線422之間的混淆。例如，還參考圖8，提供了無線通訊設備400周圍的空間(在球座標中)的圖800。圖800提供了天線421、422中的哪個(其中“1”對應於天線421，“2”對應於天線422)將被選擇用於訊號傳輸和/或接收的指示，其中該選擇基於在相應角度處的天線增益。為了簡化圖式，天線421、422的指示僅示出在區域810內。天線421可以為天線421的準向線附近的區域810中的所有角度提供更高增益。天線選擇單元550可以使用由天線421、422接收的訊號的功率來選擇天線421、421中的哪個用於訊號傳輸和/或接收。然而，使用由天線421、422接收的訊號的功率來選擇天線421、421中的哪個用於訊號傳輸和/或接收可能導致針對區域810的子區域820中的至少一些角度選擇天線422，即使天線421為子區域820中的角度提供(稍微)更好的增益。
導電元件430被配置和設置為為天線422提供增益模式抑制器，以抑制一個或多個增益重疊區域(例如，圖8所示的子區域820)中的增益，以增加天線421、422的增益模式之間的增益差。可以使用增益模式抑制器的多種實施，包括增益模式抑制器的多種配置、位置和/或取向。
在示例實施中，增益抑制器包括設置在天線與殼體的第二表面之間的電導體，其中天線沿著與第二表面相鄰的第一表面設置，並且另一天線沿著第二表面設置，例如，使得天線具有從相鄰表面指向的準向線。例如，無線通訊設備400具有至少部分立方體形狀，該立方體形狀具有由邊緣連接的多個表面。設備400至少部分為立方體，至少稍微為立方體，具有六個面，這些面具有連接這些面的邊緣。設備400可以是完全長方體，其邊緣如圖所示為尖銳(例如，90°)邊緣，或者是部分長方體，其具有連接相鄰表面的至少一個非尖銳(例如，圓形)邊緣和/或至少一個非尖銳(例如，圓形)拐角。此外，各面可以是平坦的或非平坦的(例如，大部分是平坦的，與平坦有一些偏差，例如，從表面突出的按鈕、由表面限定的凹部(例如，埠)等，儘管為了圖的簡單起見，這些特徵在圖4中未示出)。在該示例中，天線422沿著後表面460(例如，顯示器可以位於的對面)設置，其中準向線424指向後表面460之外(這裡，φ=0°並且θ=90°)，並且天線421設置在鄰近後表面460的側表面470附近，其中準向線方向423位於側表面470之外(這裡，φ=90°並且θ=90°)。取決於設備400的尺寸(例如，各表面之間的厚度和曲率)，一個或多個表面(例如，後表面460)可以是相對平坦的(儘管表面可以具有非平坦特徵，例如，一個或多個按鈕、一個或多個孔等)，或者可以具有很少或沒有平坦區域(例如，如果側表面實際上是兩個圓形邊緣的合併，一個圓形邊緣在後表面與側表面之間，另一圓形邊緣在前表面與側表面之間)。導電元件430沿著天線422與表面470之間的寬度(從表面470到相對表面471)設置，例如，在天線422與邊緣490之間，邊緣490位於表面460與表面470之間(這裡，連接表面460和表面470)。
導電元件430被配置(例如，確定尺寸和形狀)和設置為抑制天線422的增益，例如，在天線421、422的增益模式之間的增益重疊不期望地高的區域中(例如，增益模式之間的增益差不期望地低，這可能導致在天線421的選擇將更好時選擇天線422，或者可能導致天線421的延遲選擇)。例如，導電元件430可以是單片的，具有實心矩形形狀(即，導電材料(例如，金屬)佔據導電元件430的周界內的整個區域)。作為另一示例，也參考圖9，導電元件430的示例900可以是單片的，其中導電元件430的周邊內的一個或多個區域910未被導電材料佔據。單片導電元件可以是寬頻訊號阻斷器，該寬頻訊號阻斷器能夠減少大頻率範圍(例如，28GHz至38.5GHz)或更寬頻帶或不同頻帶(例如，基於相對於天線422的尺寸、形狀和/或位置)的訊號的不期望增益。作為另一示例，也參考圖10，導電元件430的示例1000可以是非單片的，具有設置在基板1020上的多個導電部分1010。在該示例中，部分1010提供類似形狀(這裡為矩形)的導電片的規則圖案，但也可以使用其他非單片配置，例如，如下所述。
導電元件430的實施可以提供頻率選擇性表面(frequency-selective surface, FSS)。例如，還參考圖11-圖12，FSS 1100包括非單片結構，該非單片結構具有佈置成陣列的多個個體FSS單位單元1200。FSS單位單元1200被配置為至少在FSS 1100中組合地提供帶阻特性，例如，基本上阻斷(例如，抑制15dB或更多)26GHz與29GHz之間的頻率。在該示例中，FSS單位單元1200是正方形的，其具有長度1210為約2mm的邊，包括相鄰單位單元之間的間隙1110。同樣，在該示例中，FSS單位單元1200是重複的，具有四個重複的導體圖案，正方形的每個象限是相同的。雖然可以使用很多不同設計，但單位單元1200包括四個金屬條，每個金屬條從單位單元1200的中心延伸。每個金屬條基本上是T形金屬條，具有底部(T的“豎直”部分)和頂部(T的“水平”部分)，底部中垂直於底部(在這種情況下，延伸到底部的左側(底部是豎直的))有U形偏差。在FSS 1100中，單位單元1200是離散的並且彼此不連接(例如，由小間隙分開)，使得離散的單位單元不形成連續的電流路徑。此外，FSS 1100將不會顯著影響具有帶阻範圍之外的頻率的訊號，例如，以允許低於6GHz的訊號以很少(例如，小於5dB)或沒有衰減地通過。因此，由於FSS 1100的使用，使用帶阻範圍之外的頻率的設備400的天線可以在幾乎沒有影響的情況下使用，而FSS 1100可以顯著改善可以在帶阻範圍內操作的天線的增益重疊區域中的增益差。可以使用FSS的其他配置，例如，其他尺寸的單位單元、非方形的單位單元、每個單位單元中的導電材料的另一圖案等，其可以基本上阻擋與上述頻率類似的頻率或不同的頻率(例如，37GHZ與40GHz之間的頻率)。在一些實施例中，可以實施單位單元的組合，使得FSS基本上阻擋若干頻率範圍(例如，26-29GHz的頻率和37-40GHz的頻率)。例如，一種類型或大小的單位單元的陣列可以與另一類型或大小的單位單元的陣列相鄰。作為另一示例，不同大小和/或配置的單位單元可以交錯。
作為另一示例，除了抑制天線增益之外，導電元件430的實施可以提供一個或多個其他功能。例如，導電元件430可以是另一天線的一部分。例如，天線422可以是mmWave天線，並且導電元件430可以是低於7GHz的天線的天線元件(例如，輻射元件)。導電元件430可以是例如偶極子、單極子、貼片或其他形式的天線元件，並且通過一個或多個能量耦合器(例如，圖4所示的能量耦合器432)連接到訊號接收鏈和/或訊號傳輸鏈。
導電元件430的實施可以具有相對於天線的各種尺寸。例如，如圖11所示，FSS 1100可以比對應天線長。在該示例中，FSS 1100具有長度1120，長度1120比天線422(其可以是天線元件陣列)的長度1130更長，例如，比長度1130長20%以上，這裡，大約是長度1130的兩倍。在其他示例實施中，導電元件430的長度1120可以接近於與天線422的長度1130相同，例如，在長度1130的兩倍與長度1130的80%之間，例如，小於長度1130的約150%或大約與長度1131相同。可以使用導電元件430的各種寬度中的任何一種。例如，如圖11所示，導電元件430的寬度1150可以是針對其而配置天線422的低端頻率的自由空間波長(λ)的大約40%，例如，在λ的30%與50%之間。作為其他示例，寬度1150可以超過1λ，例如，在1λ與2λ之間。例如，對於天線422被配置用於從大約28GHz到大約38.5GHz的操作，寬度1150可以在大約7mm(在38.5GHz處為大約1λ)與22mm(在28GHz處為大約2λ)之間。可以使用其他寬度，例如，寬度受到設備500的實際限制的約束，例如，由於殼體尺寸和其他元件的存在而造成的實體限制。例如，寬度1150可以是大約4mm。
在各種實施中，導電元件430可以設置在相對於天線422的各種相對位置。例如，導電元件430可以設置為與天線422的孔徑平面重疊，在天線422的準向線方向424上在孔徑平面“之上”延伸，和/或在與天線422的準向線方向424相對的方向上在孔徑平面“之下”延伸。例如，如圖11和圖13所示，FSS 1100的寬度1150沿著天線422的孔徑平面1320居中，其中FSS 1100的上部單位單元1311在準向線方向424上遠離孔徑平面1320延伸距離1330，這裡是長度1210，並且FSS 1100的下部單位單元1312在與準向線方向424相對的方向上遠離孔徑平面1320延伸距離1340，這裡是單位單元1200的長度(即，長度1210)，並且因此在這種情況下是λ的大約20%。圖13還示出了分離器1370(其可以包括饋電網路，或者可以是例如介電質隔離物或基板的一部分)、接地平面1380、和PCB 1390或晶片或積體電路(integrated circuit, IC)(例如，其可以向天線422提供訊號和/或從天線422接收訊號)。為圖13而提供的佈置和距離值是示例，並且可以使用其他相對位置。例如，導電元件430可以從孔徑平面1320延伸不同長度(例如，大於λ的20%，諸如λ的大約30%、λ的大約40%或λ的大約50%)，可以非對稱地遠離孔徑平面1320延伸(例如，在準向線方向424上延伸λ的大約30%，並且在與準向線方向424相對的方向上延伸λ的大約10%)，或者可以僅在一個方向上遠離孔徑平面1320延伸(例如，僅在準向線方向424上或僅在與準向線方向424相對的方向上)。作為其他示例，導電元件430的寬度和相對位置可以被選擇為相對於天線422在期望角度範圍內延伸。例如，還參考圖14，導電元件430可以被配置和設置為從孔徑平面1320朝向準向線方向424對向呈角度1410，並且從孔徑平面1320遠離準向線方向424對向呈角度1420。角度1410、1420中的任何一個可以具有各種值中的任何一個，例如，在0°與50°之間，諸如至少20°、大約40°或小於大約40°、或另一角度。導電元件430遠離孔徑平面1320所對向的角度取決於導電元件430的寬度1150、導電元件430從孔徑平面132延伸的距離、以及天線422與導電元件430之間的間隔。在該示例中，導電元件430被設置為阻擋天線421的準向線方向423，其中導電元件430在準向線方向424的任一側對向呈角度1410、1420。導電元件430可以對向的角度對應於足以消除天線421、422的不期望的圖案重疊的角度(在沒有導電元件430的情況下，增益差低於臨限值)，例如，可以對向的角度在沒有導電元件430的情況中會具有不期望的模式重疊。
作為導電元件430和天線422的可能相對位置的另一示例，導電元件430可以距天線422位移各種距離。例如，在圖11和圖13所示的示例中，FSS 1100距天線422、即距天線422的天線元件1350(在該示例中，天線422包括如圖11所示的五個天線元件1350，但可以包括更多或更少的天線元件)位移距離1360，這裡大約為λ的四分之一。例如，對於天線422被配置用於從大約28GHz到大約38.5GHz的操作，距離1360可以是大約3mm。這是一個示例，並且可以使用其他距離，例如，λ的10%與50%之間的距離，或者小於1λ的距離。天線422與導電元件430之間的間隔距離1360可以取決於導電元件430的寬度以及導電元件430從孔徑平面1320延伸的距離。例如，間隔距離1360可以與導電元件430在準向線方向424上延伸的距離1330成正比(即，較短的距離1330對應於較短的距離1360)。
導電元件430可以設置在距與天線(例如，天線421)相關聯的無線通訊設備400的表面的不同距離處，該天線的增益模式與天線422的增益模式不期望地重疊。例如，天線422可以與後表面460與側表面470之間的邊緣490(例如，邊緣490與後表面460相交的彎曲邊緣)沿著y軸分開距離481，該距離481小於天線422與相對側表面471(與側表面470相對)的邊緣491之間沿著y軸的距離482。導電元件430可以在天線422與表面470之間位移，例如，沿著y軸位移距離483，該距離483短於距離481。例如，距離482可以小於大約1λ(例如，在0λ與0.5λ之間)。
在圖4所示的示例中，針對僅一個天線使用僅一個增益抑制器(導電元件430)，但這是一個示例，而不限制本揭露。例如，針對天線422可以使用多個增益抑制器，例如，設置在天線422附近。作為另一示例，針對單個無線通訊設備的兩個或更多個天線中的每個，例如，無線通訊設備400的天線421、422中的每個，可以使用一個或多個增益抑制器。增益抑制器可以設置在具有帶有不期望的增益重疊的增益模式的天線之間。例如，增益抑制器可以在與天線421存在不期望的增益重疊的方向上(這裡是朝向表面470)設置在天線422附近，因為準向線方向423從表面470向外，並且不期望的增益重疊出現在準向線方向423附近的子區域820中。作為另一示例，增益抑制器可以用於沿著無線通訊設備的側表面設置的天線，以作為用於沿著較大表面(例如，前表面或後表面)設置的天線的增益抑制器的替代或補充。例如，增益抑制器可以設置在天線421附近，例如，以抑制與天線422的增益重疊(例如，抑制準向線方向424附近的增益)，和/或增益抑制器可以設置在天線425附近，以抑制與天線422的增益重疊(例如，抑制準向線424附近的增益)。(多個)這樣的增益抑制器可以基本上平行於表面460設置。雖然增益抑制器已經被討論並且示出為垂直於天線的孔徑平面設置，但是可以使用增益抑制器和天線的其他關係。例如，FSS 1100(或其他增益抑制器)在圖13中被示出為垂直於孔徑平面1320(平行於準向線方向424)，但是FSS 1100可以相對於孔徑平面1320設置為另一非垂直角度(例如，與準向線方向424平行的在20°以內(並且因此在垂直於孔徑平面1320的20°以內)，諸如相對於準向線方向424的5°、10°、20°、-5°、-10°、-20°或其他角度)。此外，雖然諸如FSS 1100等增益抑制器被示出為平面的或基本上平面的，但是可以使用其他形狀(例如，具有一個或多個彎曲表面的增益抑制器)。
導電元件430可以通過多種方式中的一種或多種方式被保留在無線通訊設備400中。例如，元件430可以例如通過剛性構件實體附接到天線422或包括天線421的模組，和/或可以實體附接到殼體410。作為另一示例，多個天線可以通過構件連接，例如通過柔性電纜或PCB連接，並且元件430可以附接到該構件或形成在該構件上。作為另一示例，元件430可以附接到設備400的另一部分或形成在設備400的另一部分上，例如，作為另一天線的至少一部分，或者作為PCB的一部分，或者元件430的元件(例如，IC)的殼體、或者另一元件的殼體可以提供元件430的一部分。作為另一示例，元件430或其一部分可以形成(例如，印刷)在殼體410的內部上。還可以使用導電元件430的其他實施。
還參考圖15-圖17，已經發現，使用導電元件430可以增加增益差，而不會顯著影響無線通訊設備400的整體天線性能。例如，圖1500示出了具有就位的導電元件430的情況下天線421、422的增益模式的切片的類比曲線1510、1520。類似於圖7中的曲線710、720，曲線1510、1520對應於天線421、422在y-z平面中提供的增益(其中φ=90°，並且θ範圍從0°到180°)。在該示例中，曲線1510、1520之間的差從約θ=78°到約θ=115°至少約為5dB，而曲線710、720之間的差從約θ=78°到約φ=115°約為2dB。該較大差異可以説明天線選擇單元550選擇用於子區域820中的訊號接收和/或傳輸的天線421，和/或可以説明天線選擇單元550與沒有就位的導電元件430的情況下相比更快地進行該選擇。如圖16所示，圖1600包括在存在和不存在導電元件430的情況下針對天線421、422、425組合的關於無線通訊設備400的增益分佈的CDF的曲線1610、1620。曲線1610、1620示出了在具有就位的導電元件430的情況下無線通訊設備400周圍的球形覆蓋區域中的角度的各部分的最小增益。例如，對於CDF 0.7，無線通訊設備400周圍的球形覆蓋角的30%將具有由天線421、422、425的組合提供的至少約8dB的天線增益，每個角度的增益由天線421、422、425中的相應一個提供。如曲線1610、1620所示，導電元件430的存在對CDF幾乎沒有任何負面影響，並且確實對大約30%的覆蓋角有一些正面影響(在存在導電元件430的情況下(曲線1610)的CDF高於0.7，其增益高於不存在導電元件430的情況下(曲線1620))。此外，如圖17所示，提供了類似於圖800的圖1700，該圖1700表示無線通訊設備400周圍的空間(在球座標中)，但具有就位的導電元件430。與圖800一樣，圖1700提供了天線421、422中的哪個(“1”對應於天線421，並且“2”對應於天線422)將被選擇用於訊號傳輸和/或接收的指示，其中該選擇基於相應角度下的天線增益。為了簡化圖式，天線421、422的指示僅示出在區域810內(與圖8所示的區域相同)。從圖1700與圖800的比較可以看出，引入導電元件430(例如，FSS)已經導致區域810中僅選擇天線421，而不是區域810的大部分中選擇天線421，而區域810的子區域820中選擇天線422。
通過使用增益抑制結構(諸如導電元件430)，可以減少不同天線之間的增益模式重疊(例如，重疊增益模式之間的增益差增加)。這可以使得由天線選擇單元550實施的波束選擇演算法能夠正確並且快速地選擇具有更高接收訊號功率的天線，這可能導致更高的輸送量和更低的延遲。然而，設備400可以併發地操作多個天線，可能沒有併發操作的特定結束，或者直到一個或多個天線的操作停止(例如，由於選擇一個天線以提供更好(或最佳)增益)。相反，快速選擇單個天線或陣列可以降低功耗。導電元件430可以是可以在諸如智慧手機、平板電腦、路由器、CPE等商業無線通訊設備中實施的緊湊結構。可以使用各種製造技術來實施導電元件430，例如，鐳射印刷金屬(例如，在設備400的塑膠殼體上)、將導電元件430嵌入電話顯示器中等等。
實施示例
以下編號條款中提供了實施示例。
條款1. 一種無線通訊設備包括： 第一天線，包括一個或多個第一天線元件，所述一個或多個第一天線元件中的一個或多個被配置為以毫米波射頻提供第一增益模式，所述第一天線具有第一準向線方向； 第二天線，包括一個或多個第二天線元件，所述一個或多個第二天線元件中的一個或多個被配置為以所述毫米波射頻提供第二增益模式，所述第二天線具有不同於所述第一準向線方向的第二準向線方向；以及 導電元件，包括至少一個傳導表面； 其中所述第一天線與所述導電元件結合地被配置為提供第三增益模式，所述第三增益模式具有相對於所述第二增益模式的第一增益差，所述第一增益差在相對於所述無線通訊設備的角度範圍內大於所述第一增益模式與所述第二增益模式之間的第二增益差。
條款2. 根據條款1所述的無線通訊設備，其中相對於所述無線通訊設備的所述角度範圍包括所述第二準向線方向。
條款3. 根據條款1所述的無線通訊設備，其中所述第一天線具有第一長度，並且所述導電元件具有至少與所述第一長度一樣長的第二長度。
條款4. 根據條款3所述的無線通訊設備，其中所述第二長度小於所述第一長度的兩倍。
條款5. 根據條款1所述的無線通訊設備，其中所述第一天線限定基本上垂直於所述第一準向線方向的孔徑平面，其中所述一個或多個第一天線元件設置在所述孔徑平面的第一側上，並且所述至少一個傳導表面的至少一部分設置在所述孔徑平面的與所述孔徑平面的所述第一側相對的第二側上。
條款6. 根據條款5所述的無線通訊設備，其中所述第一天線在所述孔徑平面中具有邊緣，並且其中所述至少一個傳導表面的所述至少一部分在所述孔徑平面的所述第二側上相對於所述邊緣遠離所述孔徑平面延伸至少20°。
條款7. 根據條款1所述的無線通訊設備，其中所述第一天線限定基本上垂直於所述第一準向線方向的孔徑平面，並且其中所述一個或多個第一天線元件和所述至少一個傳導表面的至少一部分設置在所述孔徑平面的同一側上。
條款8. 根據條款7所述的無線通訊設備，其中所述第一天線在所述孔徑平面中具有邊緣，並且其中所述至少一個傳導表面的所述至少一部分在所述孔徑平面的所述同一側上相對於所述邊緣遠離所述孔徑平面延伸至少20°。
條款9. 根據條款1所述的無線通訊設備，其中所述至少一個傳導表面距所述第一天線的位移在所述毫米波射頻處的波長的20%與所述毫米波射頻處的所述波長的50%之間。
條款10. 根據條款1所述的無線通訊設備，其中所述至少一個傳導表面限定與所述第一準向線方向平行的在20°以內的傳導平面。
條款11. 根據條款10所述的無線通訊設備，其中所述導電元件包括頻率選擇性表面，所述頻率選擇性表面被配置為禁止特定頻率範圍的第一能量通過所述導電元件，所述特定頻率範圍的所述第一能量大於所述特定頻率範圍之外的第二能量，所述特定頻率範圍包括所述毫米波射頻。
條款12. 根據條款1所述的無線通訊設備，其中所述毫米波射頻是在25GHz以上的第一頻率，所述無線通訊設備還包括第三天線，所述第三天線包括所述導電元件，並且其中所述導電元件被配置為以在7GHz以下的第二頻帶下提供第四增益模式。
條款13. 根據條款1所述的無線通訊設備，其中所述導電元件包括提供所述至少一個傳導表面的單片導體。
條款14. 根據條款1所述的無線通訊設備，其中所述導電元件包括頻率選擇性表面，所述頻率選擇性表面被配置為禁止特定頻率範圍的第一能量通過所述導電元件，所述特定頻率範圍的第一能量大於所述特定頻率範圍之外的第二能量，所述特定頻率範圍包括所述毫米波射頻。
條款15. 根據條款14所述的無線通訊設備，其中所述頻率選擇性表面包括彼此位移的多個傳導單元。
條款16. 根據條款14所述的無線通訊設備，其中所述頻率選擇性表面被配置為將20GHz或30GHz範圍內的大約3GHz頻寬中的頻率抑制15dB或更多。
條款17. 根據條款1所述的無線通訊設備，還包括處理器，所述處理器被通訊地耦合到所述第一天線和所述第二天線，並且被配置為： 根據相對於所述無線通訊設備的殼體的特定角度來確定由所述第一天線接收的第一訊號的第一功率位準； 根據相對於所述殼體的所述特定角度來確定由所述第二天線接收的第二訊號的第二功率位準；以及 基於所述第一功率位準和所述第二功率位準中的哪個更高來選擇所述第一天線和所述第二天線中的一者，以至少一個或傳輸或接收第三訊號，所述第三訊號與相對於所述殼體的所述特定角度相對應。
條款18. 根據條款1所述的無線通訊設備，還包括殼體，所述殼體容納所述第一天線和所述第二天線，並且限定至少部分立方體形狀，所述部分立方體形狀包括第一表面、第二表面和第三表面，其中所述第一準向線方向基本上垂直於所述第一表面，所述第二準向線方向基本上垂直於所述第二表面，並且所述第二表面與所述第三表面相對設置並且沿著所述殼體的軸線從所述第三表面位移，並且其中所述第一天線沿著所述軸線從所述第二表面位移第一距離，並且沿著所述軸線從所述第三表面位移第二距離，所述第一距離短於所述第二距離。
其他注意事項
其他示例和實施在本揭露和所附請求項的範圍內。例如，可以使用不同於所示的配置。此外，由於軟體和電腦的性質，上述功能可以使用由處理器執行的軟體、硬體、韌體、硬接線或其任何組合來實施。實施功能的特徵也可以實體地位於各種位置，包括被分佈成使得功能的部分在不同實體位置實施。
如本文中使用的，單數形式“一個(a)”、“一個(an)”和“該(the)”也包括複數形式，除非上下文另有明確規定。本文中使用的術語“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(includes)”和/或“包括(including)”指定所述特徵、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除一個或多個其他特徵、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組的存在或添加。
此外，如本文中使用的，項目列表中使用的“或”(可能以“至少一個”開頭，或以“一個或多個”開頭)指示析取列表，使得例如，“A、B或C中的至少一個”的列表、或“A、B或C中的一個或多個”的列表、或“A或B或C”的列表表示A、或B、或C、或AB(A和B)、或AC(A和C)、或BC(B和C)、或ABC(即，A和B和C)、或具有一個以上的特徵的組合(例如，AA、AAB、ABBC等)。因此，項目(例如，處理器)被配置為執行與A或B中的至少一個相關的功能的記載、或項目被配置為執行功能A或功能B的記載表示該項目可以被配置為執行與A相關的功能，或者可以被配置為執行與B相關的功能，或者可以被配置為執行與A和B相關的功能。例如，短語“被配置為測量A或B中的至少一個的處理器”或“被配置為測量A或測量B的處理器”表示處理器可以被配置為測量A(並且可以被配置為或可以不被配置為測量B)，或者可以被配置為測量B(並且可以被配置為或可以不被配置為測量A)，或者可以被配置為測量A和測量B(並且可以被配置為選擇測量A和B中的哪個或兩者)。類似地，用於測量A或B中的至少一個的部件的記載包括用於測量A的部件(其可以能夠或可以不能測量B)、用於測量B的部件(並且可以或可以不被配置為測量A)、或用於測量A和B的部件(其可以能夠選擇測量A和B中的哪個或兩者)。作為另一示例，項目(例如，處理器)被配置為執行功能X或執行功能Y中的至少一個的記載表示該項目可以被配置為執行功能X，或者可以被配置為執行功能Y，或者可以被配置為執行功能X和執行功能Y。例如，短語“被配置為測量X或測量Y中的至少一個的處理器”表示處理器可以被配置為測量X(並且可以或可以不被配置為測量Y)，或者可以被配置為測量Y(並且可以或可以不被配置為測量X)，或者被配置為測量X和測量Y(並且可以被配置為選擇測量X和Y中的哪個或兩者)。
如本文中使用的，除非另有說明，否則功能或操作“基於”項目或條件的聲明表示該功能或操作基於所述項目或條件，並且除了所述項目和條件之外，還可以基於一個或多個其他項目和/或條件。
可以根據具體要求進行重大變化。例如，也可以使用定制硬體，和/或特定元件可以在硬體、由處理器執行的軟體(包括可擕式軟體，諸如小程式等)或這兩者中實施。此外，可以採用到諸如網路輸入/輸出設備等其他計算設備的連接。除非另有說明，否則圖中示出和/或本文中討論為彼此連接或通訊的功能元件或其他元件是通訊地耦合的。也就是說，它們可以直接或間接連接以實現它們之間的通訊。
以上討論的系統和設備是示例。視情況而定，各種配置可以省略、替換或添加各種過程或元件。例如，關於某些配置而描述的特徵可以以各種其他配置來組合。配置的不同方面和元素可以以類似方式組合。此外，技術不斷發展，並且因此，這些元素中的很多是示例，而沒有限制本揭露或請求項的範圍。
無線通訊系統是指其中以無線方式傳送通訊的系統，即，通過電磁波和/或聲波傳播通過大氣空間，而不是通過電線或其他實體連接。無線通訊網路可以不具有無線地傳輸的所有通訊，而是被配置為具有無線地傳輸至少一些通訊。此外，術語“無線通訊設備”或類似術語不要求該設備的功能專門地或均勻地主要用於通訊，或者使用無線通訊設備的通訊專門地或均勻地主要是無線的，或者該設備是行動設備，而是指示該設備包括無線通訊能力(單向或雙向)，例如，包括用於無線通訊的至少一個無線電(每個無線電是傳輸器、接收器或收發器的一部分)。
說明書中給出了具體細節，以提供對示例配置(包括實施)的全面理解。然而，配置可以在沒有這些具體細節的情況下實踐。例如，眾所周知的電路、過程、演算法、結構和技術已經在沒有不必要的細節的情況下示出，以避免混淆這些配置。本說明書提供了示例配置，而沒有限制請求項的範圍、適用性或配置。相反，對這些配置的先前描述提供了用於實施所描述的技術的描述。可以對元件的功能和佈置進行各種改變。
本文中使用的術語“處理器可讀媒體”、“機器可讀媒體”和“電腦可讀媒體”是指參與提供導致機器以特定方式操作的資料的任何媒體。使用計算平台，各種處理器可讀媒體可以參與向(多個)處理器提供指令/代碼以供執行，和/或可以用於儲存和/或攜帶這樣的指令/代碼(例如，作為訊號)。在很多實施中，處理器可讀媒體是實體和/或有形儲存媒體。這樣的媒體可以採取多種形式，包括但不限於非揮發性媒體和揮發性媒體。非揮發性媒體包括例如光碟和/或磁片。揮發性媒體包括但不限於動態儲存裝置器。
已經描述了若干示例配置，可以使用各種修改、替代構造和等同方案。例如，上述元件可以是更大系統的元件，其中其他規則可以優先於或以其他方式修改本揭露的應用。此外，在考慮上述要素之前、期間或之後，可以進行很多操作。因此，以上描述沒有限制請求項的範圍。
在本文中描述的系統、設備、電路、方法和其他實施的上下文中，除非另有說明，否則當提及可測量值(諸如量、時間持續時間等)時，本文中使用的“大約”和/或“近似”涵蓋與規定值的±20%或±10%、±5%或+0.1%的變化，視情況而定。在本文中描述的系統、設備、電路、方法和其他實施的上下文中，除非另有說明，否則當提及可測量值(諸如量、時間持續時間、物理屬性(諸如頻率)等)時，本文中使用的“基本上”涵蓋與規定值的±20%或±10%、±5%或+0.1%的變化，視情況而定。
值超過(或大於或以上)第一臨限值的陳述等同於該值滿足或超過略微大於第一臨限值的第二臨限值的陳述，例如，在計算系統的解析度中，第二臨限值比第一臨限值高一個值。值小於(或在……內或以下)第一臨限值的陳述等同於該值小於或等於第二臨限值的陳述，第二臨限值略低於第一臨限值，例如，在計算系統的解析度中，第二臨限值比第一臨限值低一個值。
100:通訊系統 112:行動設備 114:網路 116:伺服器 118、120:存取點 200:行動設備 210:頂蓋 212:側面 214:螢幕 220:顯示層 230:印刷電路板層 240:底蓋 242:側面 244:底表面 300:印刷電路板層 301、302:相對端 310:主要部分 311:印刷電路板 312、313:前端電路 314:中頻電路 315:處理器 320、330:天線系統 322、332:天線元件 324、334:能量耦合器 400:設備 410:殼體 421、422、425:天線 423、424:準向線方向 430:導電元件 432:能量耦合器 450:坐標系 460:後表面 470:側表面 471:相對側表面 481、482、483:距離 490、491:邊緣 500:設備 510:處理器 550:天線選擇單元 520:收發器 530:記憶體 540:匯流排 611、612:天線 621:傳輸鏈 641:數位類比轉換器 642:功率放大器 622:接收鏈 651:類比數位轉換器 652:低雜訊放大器 630:多工器 700:圖 710、720:曲線 800:圖 810:區域 820:子區域 900:示例 910:區域 1000:示例 1010:導電部分 1020:基板 1100:頻率選擇性表面 1110:間隙 1120、1130:長度 1150:寬度 1350:天線元件 1200:頻率選擇性表面單位單元 1210:長度 1311:上部單位單元 1312:下部單位單元 1320:孔徑平面 1330、1340、1360:距離 1370:分離器 1380:接地平面 1390:印刷電路板 1410、1420:角度 1500:圖 1510、1520:曲線 1600:圖 1610、1620:曲線 1700:圖
圖1是通訊系統的示意圖。
圖2是圖1所示的行動設備的簡化元件的分解透視圖。
圖3是圖2所示的包括天線系統的印刷電路板層的俯視圖。
圖4是無線通訊設備的透視圖。
圖5是示例無線通訊設備的方塊圖。
圖6是圖5所示的設備的傳輸和接收鏈的方塊圖。
圖7是圖4所示的天線的增益模式的圖，其中沒有圖4所示的導電元件。
圖8是指示相對於圖4所示的無線通訊設備的不同角度的天線選擇的圖。
圖9是圖4所示的導電元件的示例。
圖10是圖4所示的導電元件的另一示例。
圖11是天線的平面圖和用作圖4所示的導電元件的頻率選擇性表面的示例。
圖12是圖11所示的頻率選擇性表面的單位單元的平面圖。
圖13是圖11所示的頻率選擇性表面和天線的側視圖。
圖14是圖4所示的導電元件的示例和天線的側視圖。
圖15是在具有就位的圖4所示的導電元件的情況下的圖4所示的天線的增益模式的圖。
圖16是在具有和不具有就位的圖4所示的導電元件的情況下的累積分佈函數的圖。
圖17是在具有就位的導電元件的情況下指示相對於圖4所示的無線通訊設備的不同角度的天線選擇的圖。
400:設備
410:殼體
421、422、425:天線
423、424:準向線方向
430:導電元件
432:能量耦合器
450:坐標系
460:後表面
470:側表面
471:相對側表面
481、482、483:距離
490、491:邊緣

Claims (18)

  1. 一種無線通訊設備，包括： 第一天線，包括一個或多個第一天線元件，所述一個或多個第一天線元件中的一個或多個被配置為以毫米波射頻提供第一增益模式，所述第一天線具有第一準向線方向； 第二天線，包括一個或多個第二天線元件，所述一個或多個第二天線元件中的一個或多個被配置為以所述毫米波射頻提供第二增益模式，所述第二天線具有不同於所述第一準向線方向的第二準向線方向；以及 導電元件，包括至少一個傳導表面； 其中所述第一天線與所述導電元件結合地被配置為提供第三增益模式，所述第三增益模式具有相對於所述第二增益模式的第一增益差，所述第一增益差在相對於所述無線通訊設備的角度範圍內大於所述第一增益模式與所述第二增益模式之間的第二增益差。
  2. 如請求項1所述的無線通訊設備，其中相對於所述無線通訊設備的所述角度範圍包括所述第二準向線方向。
  3. 如請求項1所述的無線通訊設備，其中所述第一天線具有第一長度，並且所述導電元件具有至少與所述第一長度一樣長的第二長度。
  4. 如請求項3所述的無線通訊設備，其中所述第二長度小於所述第一長度的兩倍。
  5. 如請求項1所述的無線通訊設備，其中所述第一天線定義基本上垂直於所述第一準向線方向的孔徑平面，其中所述一個或多個第一天線元件設置在所述孔徑平面的第一側上，並且所述至少一個傳導表面的至少一部分設置在所述孔徑平面的與所述孔徑平面的所述第一側相對的第二側上。
  6. 如請求項5所述的無線通訊設備，其中所述第一天線在所述孔徑平面中具有邊緣，並且其中所述至少一個傳導表面的所述至少一部分在所述孔徑平面的所述第二側上相對於所述邊緣遠離所述孔徑平面延伸至少20°。
  7. 如請求項1所述的無線通訊設備，其中所述第一天線定義基本上垂直於所述第一準向線方向的孔徑平面，並且其中所述一個或多個第一天線元件和所述至少一個傳導表面的至少一部分設置在所述孔徑平面的同一側上。
  8. 如請求項7所述的無線通訊設備，其中所述第一天線在所述孔徑平面中具有邊緣，並且其中所述至少一個傳導表面的所述至少一部分在所述孔徑平面的所述同一側上相對於所述邊緣遠離所述孔徑平面延伸至少20°。
  9. 如請求項1所述的無線通訊設備，其中所述至少一個傳導表面距所述第一天線的位移在所述毫米波射頻處的波長的20%與所述毫米波射頻處的所述波長的50%之間。
  10. 如請求項1所述的無線通訊設備，其中所述至少一個傳導表面定義與所述第一準向線方向平行的在20°以內的傳導平面。
  11. 如請求項10所述的無線通訊設備，其中所述導電元件包括頻率選擇性表面，所述頻率選擇性表面被配置為禁止特定頻率範圍的第一能量通過所述導電元件，所述特定頻率範圍的所述第一能量大於所述特定頻率範圍之外的第二能量，所述特定頻率範圍包括所述毫米波射頻。
  12. 如請求項1所述的無線通訊設備，其中所述毫米波射頻是在25GHz以上的第一頻率，所述無線通訊設備還包括第三天線，所述第三天線包括所述導電元件，並且其中所述導電元件被配置為在7GHz以下的第二頻帶提供第四增益模式。
  13. 如請求項1所述的無線通訊設備，其中所述導電元件包括提供所述至少一個傳導表面的單片導體。
  14. 如請求項1所述的無線通訊設備，其中所述導電元件包括頻率選擇性表面，所述頻率選擇性表面被配置為禁止特定頻率範圍的第一能量通過所述導電元件，所述特定頻率範圍的第一能量大於所述特定頻率範圍之外的第二能量，所述特定頻率範圍包括所述毫米波射頻。
  15. 如請求項14所述的無線通訊設備，其中所述頻率選擇性表面包括彼此位移的多個傳導單元。
  16. 如請求項14所述的無線通訊設備，其中所述頻率選擇性表面被配置為將20GHz或30GHz範圍內的大約3GHz頻寬中的頻率抑制15dB或更多。
  17. 如請求項1所述的無線通訊設備，還包括處理器，所述處理器被通訊地耦合到所述第一天線和所述第二天線，並且被配置為： 從相對於所述無線通訊設備的殼體的特定角度，確定由所述第一天線接收的第一訊號的第一功率位準； 從相對於所述殼體的所述特定角度，確定由所述第二天線接收的第二訊號的第二功率位準；以及 基於所述第一功率位準和所述第二功率位準中的哪個更高來選擇所述第一天線和所述第二天線中的一者，以至少傳輸或接收第三訊號，所述第三訊號與相對於所述殼體的所述特定角度相對應。
  18. 如請求項1所述的無線通訊設備，還包括殼體，所述殼體容納所述第一天線和所述第二天線，並且定義至少部分立方體形狀，所述部分立方體形狀包括第一表面、第二表面和第三表面，其中所述第一準向線方向基本上垂直於所述第一表面，所述第二準向線方向基本上垂直於所述第二表面，並且所述第二表面與所述第三表面相對設置並且沿著所述殼體的軸線從所述第三表面位移，並且其中所述第一天線沿著所述軸線從所述第二表面位移第一距離，並且沿著所述軸線從所述第三表面位移第二距離，所述第一距離短於所述第二距離。
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