TWI520432B - 具有可調諧及固定式天線之電子裝置 - Google Patents

Description

具有可調諧及固定式天線之電子裝置

本申請案主張2012年3月14日申請之美國專利申請案第13/420,278號之優先權，該案以引用之方式特此全文併入本文中。

本發明大體而言係關於電子裝置，且更特定而言，係關於用於電子裝置之天線。

諸如攜帶型電腦及蜂巢式電話之電子裝置時常具備無線通信能力。舉例而言，電子裝置可使用諸如蜂巢式電話電路之遠程無線通信電路以使用蜂巢式電話頻帶進行通信。電子裝置可使用諸如無線區域網路通信電路之近程無線通信電路以處置與附近設備之通信。電子裝置亦可具備衛星導航系統接收器及其他無線電路。

為滿足消費者對小外形尺寸之無線裝置的需求，製造者正不斷努力使用緊密結構來實施諸如天線組件之無線通信電路。同時，可能需要在電子裝置中包括諸如金屬裝置外殼組件之導電結構。因為導電組件可影響射頻效能，所以在將天線併入至包括導電結構之電子裝置中時必須當心。舉例而言，必須當心以確保裝置中之天線及無線電路能夠在不引起不當干擾的情況下在一操作頻率範圍內展現令人滿意之效能。

因此將需要能夠提供具有經改良之天線結構的無線電子裝置。

可提供含有無線通信電路之電子裝置。該無線通信電路可包括射頻收發器電路及天線。該等天線可包括一不可調諧天線及一可調諧天線。

該不可調諧天線可充當該電子裝置中之主要天線，且該可調諧天線可充當該電子裝置中之一次要天線。該不可調諧天線可經組態以在至少一通信頻帶中操作。該可調諧天線可含有可調整電路。該可調整電路可用以調諧該可調諧天線以涵蓋與該不可調諧天線所使用之相同通信頻帶，即使是在該可調諧天線已以小於該不可調諧天線之一體積實施於該電子裝置內的組態中。

該可調諧天線可具有一諧振元件及一天線接地。該可調整電路可耦接於該諧振元件與該天線接地之間。該可調整電路可包括諸如電感器及電容器之電組件及用於天線調諧之一射頻開關。

該電子裝置可具有一金屬外殼，一共同天線接地係由該金屬外殼形成以用於該可調諧天線及該不可調諧天線。可在該金屬外殼中提供一介電天線窗，該介電天線窗與該可調諧天線及該不可調諧天線重疊。

本發明之其他特徵、本發明之本質及各種優點將自隨附圖式及較佳實施例之以下詳細描述而更顯而易見。

10‧‧‧電子裝置

12‧‧‧外殼

14‧‧‧顯示器

16‧‧‧按鈕

18‧‧‧天線窗

28‧‧‧儲存器與處理電路

30‧‧‧輸入輸出電路

32‧‧‧輸入輸出裝置

34‧‧‧無線通信電路

35‧‧‧全球定位系統(GPS)接收器電路

36‧‧‧收發器電路

38‧‧‧蜂巢式電話收發器電路

40‧‧‧天線

40N‧‧‧第一天線

40Y‧‧‧第二天線

42‧‧‧前端電路

44‧‧‧信號路徑

46‧‧‧射頻收發器電路

48‧‧‧路徑

50‧‧‧天線諧振元件

52‧‧‧天線接地

54‧‧‧饋入端子

56‧‧‧饋入端子

58‧‧‧天線饋入分支

60‧‧‧天線諧振元件臂

62‧‧‧短路分支

64‧‧‧正路徑

66‧‧‧接地路徑

68‧‧‧接地路徑

70‧‧‧正路徑

72‧‧‧饋入端子

74‧‧‧饋入端子

76‧‧‧天線饋入分支

78‧‧‧短路分支

80‧‧‧天線諧振元件

82‧‧‧天線諧振元件臂

84‧‧‧臂的尖端部分

86‧‧‧可調整電路

88‧‧‧射頻開關

90‧‧‧端子

92‧‧‧端子

94‧‧‧端子

96‧‧‧電感器

98‧‧‧電感器

100‧‧‧電感器

102‧‧‧控制信號路徑

104‧‧‧端子

106‧‧‧曲線

108‧‧‧曲線

110‧‧‧曲線

112‧‧‧曲線

圖1為根據本發明之一實施例的具有無線通信電路之說明性電子裝置的透視圖。

圖2為根據本發明之一實施例的具有無線通信電路之說明性電子裝置的示意圖。

圖3為根據本發明之一實施例的可用於圖1及圖2中所展示之類型之無線電子裝置中的天線之說明性陣列的圖。

圖4為根據本發明之一實施例的可用於無線通信電路中之天線陣列中之說明性固定式(不可調諧)天線的圖。

圖5為根據本發明之一實施例的可用於無線通信電路中之天線陣列中之說明性可調諧天線的圖。

圖6為根據本發明之一實施例的可用於可調諧天線中之說明性基於開關之可調諧電容器的圖。

圖7為根據本發明之一實施例的可用於可調諧天線中之說明性基於開關之可旁路電感器的圖。

圖8為根據本發明之一實施例的可用於可調諧天線中之說明性基於開關之可旁路電容器的圖。

圖9為根據本發明之一實施例的可用於可調諧天線中之說明性調諧電容器的圖。

圖10為根據本發明之一實施例的展示不可調諧天線可如何具有涵蓋所關注通信頻帶之諧振尖峰及可調諧天線可如何經調諧以使得其較窄諧振尖峰可涵蓋所關注之相同通信頻帶的天線效能曲線圖。

圖11為根據本發明之一實施例的已使用不同大小之天線諧振元件實施第一天線及第二天線的電子裝置之一部分的俯視圖。

圖12為根據本發明之一實施例的展示無開關天線可如何用於傳輸及接收無線信號而含有諸如基於開關之可調整組件的可調整組件之可調諧天線可僅用於接收無線信號的圖。

圖13為根據本發明之一實施例的展示無開關天線可如何用於在第一最大功率下傳輸無線信號而含有諸如基於開關之可調整組件之可調整組件的天線可用於在低於該第一最大功率之第二功率下傳輸無線信號的圖。

諸如圖1之電子裝置10的電子裝置可具備無線通信電路。該無線 通信電路可用以支援多個無線通信頻帶中之無線通信。該無線通信電路可包括多個天線。

該等天線可包括迴圈天線、倒F形天線、帶狀天線、平面倒F形天線、槽孔天線、包括一種以上類型之天線結構的混合天線，或其他合適天線。在需要時，用於天線之導電結構可由導電電子裝置結構形成。導電電子裝置結構可包括導電外殼結構。外殼結構可包括圍繞電子裝置之周邊延行之周邊導電部件。周邊導電部件可用作用於平面結構(諸如，顯示器)之帶槽框，可用作用於裝置外殼之側壁結構，及/或可形成其他外殼結構。周邊導電部件中之間隙可與天線相關聯。

在需要時，天線可由圖案化金屬箔片或其他金屬結構形成或可由諸如在一基板上之金屬跡線之導電跡線形成。該基板可為塑膠結構或其他介電結構、諸如填充有玻璃纖維之環氧樹脂基板(例如，FR4)之硬質印刷電路板基板、由聚醯亞胺或其他可撓性聚合物之薄片形成的可撓性印刷電路板(「撓曲電路」)，或其他基板材料。用於電子裝置10之外殼可由導電結構(例如，金屬)形成或可由介電結構(例如，玻璃、塑膠、陶瓷，等)形成。在需要時，由塑膠或其他介電材料形成之天線窗可形成於導電外殼結構中。裝置10之天線可經安裝以使得天線窗結構與天線重疊。在操作期間，射頻天線信號可通過裝置10中之介電天線窗及其他介電結構。

電子裝置10可為攜帶型電子裝置或其他合適電子裝置。舉例而言，電子裝置10可為膝上型電腦、平板電腦、略微較小裝置(諸如腕錶裝置、垂掛裝置、頭戴耳機裝置、聽筒裝置或其他可佩戴或小型裝置)、蜂巢式電話或媒體播放器。裝置10亦可為電視、機上盒、桌上型電腦、已將電腦整合於其中之電腦監視器，或其他合適電子設備。

裝置10可具有一顯示器，諸如，安裝於諸如外殼12之外殼中的顯示器14。顯示器14可(例如)為併入有電容性觸控式電極之觸控式螢 幕。顯示器14可包括由發光二極體(LED)、有機LED(OLED)、電漿胞、電濕潤像素、電泳像素、液晶顯示器(LCD)組件或其他合適影像像素結構形成之影像像素。防護玻璃(cover glass)層可覆蓋顯示器14之表面。防護玻璃可具有諸如用以容納按鈕16之開口的一或多個開口。

外殼12(有時可稱作機殼)可由以下材料形成：塑膠、玻璃、陶瓷、纖維複合物、金屬(例如，不鏽鋼、鋁等)、其他合適材料或此等材料之組合。在一些情況下，外殼或外殼12之部分可由介電質或其他低電導率材料形成。在其他情形下，外殼12或構成外殼12之結構中的至少一些可由金屬元件形成。在其中外殼12係由諸如金屬之導電材料形成之裝置10的組態中，諸如圖1之天線窗18的一或多個介電天線窗可形成於外殼12中。

天線窗18可由諸如塑膠(作為一實例)之介電質形成。裝置10中之天線10可安裝於外殼12內以使得天線窗18與天線重疊。在操作期間，射頻天線信號可通過天線窗18及裝置10中之其他介電結構(例如，用於顯示器14之防護玻璃的邊緣部分)。

裝置10可具有兩個或兩個以上天線。天線可用以實施組合多個相同資料串流(例如，分碼多重存取資料串流)之信號以改良信號品質的天線陣列，或可用以實施藉由處置多個獨立資料串流(例如，獨立之長期演進資料串流)而增強效能的多輸入多輸出(MIMO)天線方案。多個天線可一起用於傳輸及接收操作模式兩者中或可僅在信號接收操作期間一起使用。

裝置10中之天線可用以支援任何所關注通信頻帶。舉例而言，裝置10可包括用於支援區域網路通信、語音及資料蜂巢式電話通信、全球定位系統(GPS)通信或其他衛星導航系統通信、Bluetooth^®通信等之天線結構。

在圖2中展示可用於電子裝置10之說明性組態的示意圖。如圖2中所展示，電子裝置10可包括控制電路，諸如，儲存器與處理電路28。儲存器與處理電路28可包括儲存器，諸如，硬碟驅動儲存器、非揮發性記憶體(例如，快閃記憶體或經組態以形成固態驅動器之其他電可程式化唯讀記憶體)、揮發性記憶體(例如，靜態或動態隨機存取記憶體)，等等。儲存器與處理電路28中之處理電路可用以控制裝置10之操作。該處理電路可基於一或多個微處理器、微控制器、數位信號處理器、基頻處理器、功率管理單元、音訊編碼解碼器晶片、特殊應用積體電路，等等。

儲存器與處理電路28可用以執行裝置10上之軟體，諸如，網際網路瀏覽應用程式、網際網路語音協定(VOIP)電話呼叫應用程式、電子郵件應用程式、媒體播放應用程式、作業系統函式等。為了支援與外部設備之互動，儲存器與處理電路28可用於實施通信協定。可使用儲存器與處理電路28來實施之通信協定包括網際網路協定、無線區域網路協定(例如，IEEE 802.11協定-有時被稱作WiFi^®)、用於其他近程無線通信鏈路之協定(諸如，Bluetooth^®協定)、蜂巢式電話協定等。

電路28可經組態以實施控制裝置10中之天線之使用的控制演算法。舉例而言，電路28可執行信號品質監視操作、感測器監視操作及其他資料收集操作，且可回應於經收集資料及關於將哪些通信頻帶用於裝置10中的資訊來控制使用裝置10內之哪些天線結構來接收且處理資料，及/或可調整一或多個開關、可調諧元件或裝置10中之其他可調整電路以調整天線效能。作為一實例，電路28可控制使用兩個或兩個以上天線中之哪一者來接收傳入之射頻信號，可控制使用兩個或兩個以上天線中之哪一者來傳輸射頻信號，可控制經由裝置10中之兩個或兩個以上天線並行地投送傳入資料串流的程序，可調諧天線以涵蓋所要通信頻帶，等等。在執行此等控制操作時，電路28可接通及關斷 開關，可開啟及關閉接收器及傳輸器，可調整阻抗匹配電路，可組態插入於射頻收發器電路與天線結構之間的前端模組(FEM)射頻電路(例如，用於阻抗匹配及信號投送之濾波及切換電路)中之開關，可調整開關、可調諧電路及經形成為天線之部分或耦接至天線或與天線相關聯之信號路徑的其他可調整電路元件，且可以其他方式控制且調整裝置10之組件。

輸入輸出電路30可用以允許將資料供應至裝置10，且可用以允許將資料自裝置10提供至外部裝置。輸入輸出電路30可包括輸入輸出裝置32。輸入輸出裝置32可包括觸控式螢幕、按鈕、操縱桿、點擊式轉盤、滾輪、觸控板、小鍵盤、鍵盤、麥克風、揚聲器、音調產生器、振動器、相機、感測器、發光二極體及其他狀態指示器、資料埠等。使用者可藉由經由輸入輸出裝置32供應命令來控制裝置10之操作，且可使用輸入輸出裝置32之輸出資源來接收狀態資訊及來自裝置10之其他輸出。

無線通信電路34可包括由以下各者形成之射頻(RF)收發器電路：一或多個積體電路、功率放大器電路、低雜訊輸入放大器、被動式RF組件、一或多個天線，及用於處置RF無線信號之其他電路。亦可使用光(例如，使用紅外線通信)來發送無線信號。

無線通信電路34可包括諸如全球定位系統(GPS)接收器電路35(例如，用於在1575 MHz下接收衛星定位信號)之衛星導航系統接收器電路，或與其他衛星導航系統相關聯之衛星導航系統接收器電路。收發器電路36可處置用於WiFi^®(IEEE 802.11)通信之2.4 GHz及5 GHz頻帶，且可處置2.4 GHz Bluetooth^®通信頻帶。電路34可將蜂巢式電話收發器電路38用於處置蜂巢式電話頻帶中之無線通信，該等蜂巢式電話頻帶係諸如在約700 MHz至約2200 MHz之頻率範圍中的頻帶或在高於2200 MHz之頻率或低於700 MHz之頻率下的頻帶。在需要時，無線 通信電路34可包括用於其他近程及遠程無線鏈路之電路。舉例而言，無線通信電路34可包括用於接收無線電及電視信號之無線電路、傳呼電路，等等。在WiFi^®及Bluetooth^®鏈路以及其他近程無線鏈路中，無線信號通常用以在幾十或幾百呎的範圍內輸送資料。在蜂巢式電話鏈路及其他遠程鏈路中，無線信號通常用以在幾千呎或哩內輸送資料。

無線通信電路34可包括天線40。可使用任何合適類型之天線來形成天線40。舉例而言，天線40可包括具有諧振元件之天線，該等天線係由以下各者形成：迴圈天線結構、片狀天線結構、倒F形天線結構、閉合及開放槽孔天線結構、平面倒F形天線結構、螺旋天線結構、帶狀天線、單極天線、雙極天線、此等設計之混合等。不同類型之天線可用於不同頻帶及頻帶之組合。舉例而言，一類型之天線可用於形成區域無線鏈路天線，且另一類型之天線可用於形成遠端無線鏈路。

在天線體積與天線頻寬之間通常存在取捨。以受限制之體積實施的天線將傾向於展現比以較大體積實施之相當天線小的頻寬。克服小體積天線展現窄頻寬之傾向的一種方式涉及向天線提供可調整組件。可調整組件可用以將天線置於不同組態中以支援不同的所要操作頻率。使用天線調諧，緊湊之窄頻寬天線的頻率涵蓋範圍可經擴展以匹配較不緊湊之較寬頻寬天線的頻率涵蓋範圍。

然而，在天線中使用可調整組件的情形並不總是可接受的。舉例而言，射頻開關及其他可調整電路可展現可導致不當互調失真(IMD)之產生的非線性行為。若不當心，可歸因於可調整電路之存在(例如，歸因於由於非線性行為而產生之諧波)而產生頻帶外發射。靜電放電事件可損害諸如開關之可調整組件，因而可調整組件之存在可導致裝置中之可靠性問題。用於將控制信號投送至可調整組件之數位控制線的存在有可能破壞天線效能(例如，藉由提供干擾之路徑)。來 自在電子裝置中操作之其他電路之干擾的可能性亦可由於可調整組件之存在而增大。

由於在天線中使用可調整組件之此等潛在效能問題可由於較高天線信號功率而加劇。在與接收之空中天線信號相關聯之通常低的功率下，非線性可最小。然而，在所關注之一些或所有傳輸功率下，關於互調失真、頻帶外發射要求及其他類型之干擾的問題可使得天線效能不可接受。

歸因於諸如此等因素之考慮，存在與在天線中使用開關及其他可調整裝置相關聯的取捨。包括開關或其他可調整裝置可使得有可能跨越頻率之所要範圍來調諧天線而同時使得天線體積最小。然而，包括開關或其他可調整裝置可限制可調諧天線之最大功率處置能力。相比而言，不具有可調整組件之天線(例如，無開關之不可調諧天線)可能能夠以較大功率處置天線信號。然而，固定式(不可調諧)天線可比涵蓋相當操作頻率之可調諧天線消耗電子裝置內之更多空間。

為了使總體裝置效能最大，天線40可具備一或多個可調諧天線及一或多個固定式天線。舉例而言，在兩天線組態中，天線40可包括一固定式天線及一可調諧天線。固定式天線及可調諧天線兩者皆可用以處置裝置10中之無線信號。舉例而言，固定式天線及可調諧天線兩者皆可用於以多個天線陣列(例如，以MIMO方案或以組合來自天線中之每一者之相同天線信號以改良信號品質的方案)接收資料串流。當需要傳輸天線信號時，可使用固定式天線來傳輸該等信號。因為較高功率(經傳輸)信號係經由固定式天線投送，所以可調諧天線將不受較高功率信號影響且將不展現不當的非線性。因為在電子裝置中包括可調諧天線，所以可使得裝置大小最小(亦即，可使得可調諧天線之大小小於涵蓋相同頻帶的相當之固定式天線)。

圖3為展示天線40可如何包括多種類型之天線的圖。在圖3之說 明性組態中，天線40包括第一類型之至少一第一天線(諸如，天線40N)，及第二類型之至少一第二天線(諸如，天線40Y)。舉例而言，天線40N及40Y可包括不同類型及量之可調諧電路能力。就一個合適配置而言(有時在本文中將其作為一實例進行描述)，天線40N可為無任何天線開關組件之固定式(不可調諧)天線，而天線40Y可為包括一或多個可調整組件之可調諧天線。大體而言，在裝置10之天線40當中可存在任何合適數目之天線40N(其中每一者可為相同的或其中一些或所有可彼此不同)，及任何合適數目之天線40Y(其中每一者可為相同的或其中一些或所有可彼此不同)。有時在本文中將天線40包括第一天線40N及第二天線40Y之說明性組態作為一實例進行描述。

因為天線40N不含有任何基於開關之組件或其他有可能非線性之可調整組件(在此實例中)，所以可能每當裝置10傳輸射頻信號時便需要使用天線40N。天線40Y含有一或多個可調整組件(在此實例中)且可因此最適合用於傳輸較低功率之射頻信號或專門用於接收射頻信號。在此類型之組態中，天線40N可用以傳輸及接收信號且可因此有時稱作裝置10之主要天線，而天線40Y可僅用於接收信號(或用於接收信號且僅傳輸較低功率信號)且可因此有時稱作裝置10之次要天線。

天線40可使用信號路徑44(例如，傳輸線路徑)及前端電路42而耦接至射頻收發器電路46。前端電路42可包括開關、傳輸線、濾波器、阻抗匹配電路、放大器及其他電路。射頻收發器電路46可在無線區域網路頻帶、衛星導航頻帶、蜂巢式電話頻帶及/或所關注之其他通信頻帶中操作。一或多個積體電路可用於實施射頻收發器電路46。

可使用諸如路徑48之路徑向射頻收發器電路46供應待自諸如基頻處理器之電路傳輸的資料。可使用諸如路徑48之路徑將已由射頻收發器電路46接收之天線信號供應至諸如基頻處理器電路之電路。

射頻收發器電路46可具有多個埠。舉例而言，在天線40包括第 一天線40N及第二天線40Y之組態中，射頻收發器電路46可包括第一埠(埠A)及第二埠(埠B)。埠A可包括一接收器(RX)及一傳輸器(TX)。埠B可包括一接收器(RX)，且可或可不包括一傳輸器(TX)。前端電路42可含有分別將天線40N及40Y耦接至埠A及B之固定路徑。在需要時，前端電路42可含有開關電路(例如，縱橫制開關)，其允許將天線40N耦接至埠A抑或埠B而同時將天線40Y耦接至埠B抑或埠A。

在圖4中展示可用於天線40N之說明性組態。如圖4中所展示，天線40N可包括形成天線諧振元件50及天線接地52之導電結構。舉例而言，天線諧振元件50可由硬質或可撓性印刷電路基板上之圖案化金屬跡線或模製塑膠基板上之圖案化金屬跡線形成(作為實例)。天線接地52可由印刷電路上之金屬跡線、模製塑膠基板上之金屬跡線及/或其他導電結構(諸如，外殼12之金屬部分)形成。圖4之實例中的天線諧振元件50為倒F形天線諧振元件。此僅為說明性的。天線40N可基於任何合適類型之天線(例如，迴圈天線、帶狀天線、平面倒F形天線、槽孔天線、包括一種以上類型之天線結構的混合天線，或其他合適天線)。

天線諧振元件50可包括諸如臂60之主要諧振元件臂。短路分支62可耦接於天線諧振元件臂60與天線接地52之間。天線40N可具有由天線饋入分支58中之饋入端子54及56形成的天線饋入件。天線饋入分支58可耦接於臂60與接地52之間。信號路徑44可包括正路徑64及接地路徑66。正路徑64可耦接至正天線饋入端子54。接地信號路徑66可耦接至接地天線饋入端子56。在需要時，天線40N可包括匹配電路、額外導電結構，等等。圖4之天線40N無開關，且不含有諸如射頻開關(例如，由積體電路上之電晶體電路實施之開關)的可能非線性之組件。

天線40N可具有任何合適大小及形狀。在圖4之說明性實例中， 天線40N具有長度L1(例如，與主要諧振元件臂60之長度相關聯的第一橫向尺寸)及高度H1(與短路分支62之長度相關聯的正交之第二橫向尺寸)。在圖4之說明性組態中，天線40N之總面積(例如，與天線諧振元件50相關聯之面積)約等於L1*H1。天線40N所佔用之體積可為L1*H1*T1，其中T1為天線諧振元件之厚度。

在圖5中展示可用於天線40Y之說明性組態。如圖5中所展示，天線40Y可包括形成天線諧振元件80及天線接地52之導電結構。如同天線40N之天線諧振元件50，天線諧振元件80可由硬質或可撓性印刷電路基板上之圖案化金屬跡線或模製塑膠基板上之圖案化金屬跡線形成(作為實例)。天線40Y之天線接地52可經形成為形成天線40N之天線接地52之相同導電結構的部分或可由其他導電結構形成。作為一實例，天線接地52可由印刷電路上之金屬跡線、模製塑膠基板上之金屬跡線及/或其他導電結構(諸如，外殼12之金屬部分)形成。舉例而言，外殼12可形成用於天線40N及40Y之共同天線接地。

圖5之實例中的天線諧振元件80為倒F形天線諧振元件。此僅為說明性的。天線40Y可基於任何合適類型之天線(例如，迴圈天線、帶狀天線、平面倒F形天線、槽孔天線、包括一種以上類型之天線結構的混合天線，或其他合適天線)。

天線諧振元件80可包括諸如臂82之主要諧振元件臂。短路分支78可耦接於天線諧振元件臂82與天線接地52之間。天線40Y可具有由天線饋入分支76中之饋入端子72及74形成的天線饋入件。天線饋入分支76可耦接於臂82與接地52之間。信號路徑44可包括正路徑70及接地路徑68。正路徑70可耦接至正天線饋入端子72。接地信號路徑68可耦接至接地天線饋入端子74。在需要時，天線40Y可包括匹配電路、額外導電結構，等等。

天線40Y可包括可調整電路。可回應於來自諸如基頻處理器或其 他電路(例如，參見圖2之儲存器與處理電路28)之控制電路的控制信號而即時調整該可調整電路。可將可調整電路置於不同狀態中以支援不同操作模式。在每一操作模式下，天線可經調諧以展現不同頻率回應。藉由調整天線以涵蓋所關注之不同信號頻率，天線40Y可涵蓋操作頻率之所要範圍。作為一實例，天線40Y可使用其不同頻率回應設定以涵蓋與天線40N實質上相同之頻率範圍(作為一實例)，即使在已使用較緊湊(且較窄頻寬)之諧振元件來實施天線40Y的組態中。

用於調諧天線40Y之可調整電路可耦接於天線諧振元件80之各別部分之間、接地52之各別部分之間或諧振元件80與接地52之間。如圖5中所展示，例如，天線40Y可具有一可調整天線調諧電路，諸如，耦接於天線諧振元件80中之天線諧振元件臂82的尖端部分84與天線接地52之間的可調整電路86(亦即，具有耦接至天線諧振元件臂82之第一端子及耦接至天線接地52之第二端子的可調整電路)。在需要時，亦可將諸如可調整電路86之可調整電路併入至天線40Y之其他部分中。圖5之實例僅為說明性的。

在圖5實例中，可調整電路86為包括射頻開關88之基於開關之可調整電路。可使用控制信號(例如，經由控制信號路徑102接收的來自裝置10中之控制電路之控制信號)來調整射頻開關88。在需要時，可使用其他類型之控制機構。

開關88可與諸如並聯電感器96、98及100之多個電組件串聯耦接於臂84與接地52之間。開關88可具有一端子，諸如，耦接至天線接地52之端子104。開關88亦可具有分別耦接至電感器96、98及100之端子90、92及94。電感器96、98及100中之每一者可具有一不同之各別電感值。當需要將電感器96之電感耦合於諧振元件臂82與天線接地52之間時，可將控制信號提供至開關88(例如，經由控制路徑102)以將端子104耦接至端子90。當需要將電感器98之電感耦合於諧振元件臂82 與天線接地52之間時，可將控制信號提供至開關88以將端子104耦接至端子92。當需要將電感器100之電感耦合於諧振元件臂82與天線接地52之間時，可藉由開關88將端子104耦接至端子94。

天線40Y可具有任何合適大小及形狀。在圖5之說明性實例中，天線40Y具有長度L2(例如，與主要諧振元件臂82之長度相關聯的第一橫向尺寸)及高度H2(與短路分支78之長度相關聯的正交之第二橫向尺寸)。在圖5之說明性組態中，天線40Y之總面積(例如，與天線諧振元件80相關聯之面積)約等於L2*H2。天線40Y所佔用之體積可為L2*H2*T2，其中T2為天線諧振元件之厚度。T2之量值可與天線40N之厚度T1之量值相當。

由於由可調整電路86提供之天線調諧能力，所以天線40Y可在需要時以相比於天線40N小之體積實施，而同時展現相當之頻寬(亦即，L2*H2可小於L1*H1，L2可小於L1，及/或L2*H2*T2可小於L1*H1*T1)。天線40Y及40N亦可以相同體積(或40Y可大於40N)加以實施，在此情形下天線40Y可展現比天線40N大的頻寬。

圖5之天線40Y含有可調整電路86。圖5之可調整電路86為基於開關88及三個相關聯電感器之可調整電感器。圖10之曲線圖展示可如何調諧此類型之天線。在圖10中，已依據頻率來繪製天線效能(駐波比)。曲線106對應於天線40N之效能(在此實例中)。曲線108、110及112對應於當開關88在其三個位置中之每一者之間進行調整以產生用於可調整電路86之三個各別電感值時天線40Y之效能。天線40N可展現相對較大頻寬且可涵蓋以頻率f1為中心之通信頻帶，如藉由曲線106所指示。曲線108、110及112可涵蓋較窄頻率範圍(分別以fa、fl及fb為中心)。藉由使用調諧，可將天線40Y置於三種組態中之任一者中。天線40Y之頻率涵蓋範圍的總量歸因於天線40Y在不同調諧狀態下操作之能力而可與天線40N之頻率涵蓋範圍的總量相當。如此實例 所示範，天線40Y之諧振結構在缺乏調諧之情況下可展現出比天線40N窄之頻寬，但藉由使用調諧可調整天線40Y之諧振結構以涵蓋與天線40N相同之頻寬。

圖11展示可如何減小(利用其調諧能力)天線40Y之大小以使得天線40Y小於天線40N。如圖11中所展示，天線40N可由天線諧振元件50及天線接地52形成，而天線40Y可由可調諧天線諧振元件80及天線接地52形成。天線接地52可至少部分地由電子裝置10之金屬裝置外殼形成(作為一實例)，且可為天線40N及天線40Y兩者所共有。天線40N可用於傳輸及接收信號(充當裝置10之主要天線)。天線40Y可專門用於接收信號或可用於傳輸及接收信號(充當裝置10之次要天線)。

圖12展示天線40N(亦即，無開關、不可調整之天線)可如何耦接至與傳輸器(TX)及接收器(RX)相關聯之收發器電路46的一埠，而天線40Y(亦即，具有基於開關之調諧的天線)可如何耦接至與接收器(RX)相關聯之收發器電路46的一埠。在此類型之組態中，不需要使傳輸器與天線40Y相關聯。天線40N可用於傳輸及接收用於裝置10之射頻信號，而在此類型之組態中天線40Y可專門用於接收天線信號(且不傳輸天線信號)。

如圖13之說明性配置中所展示，天線40N(亦即，無開關之不可調諧天線)及天線40Y(亦即，包括基於開關之可調整電路86的可調諧天線)可與收發器電路相關聯，該收發器電路包括用於天線40N之傳輸器(TX)及接收器(RX)以及用於天線40Y之傳輸器(TX)及接收器(RX)。在此類型之組態中，天線40N及40Y兩者皆可用於傳輸及接收射頻信號。為了避免與天線40Y中之可調整電路86之非線性行為相關聯的問題，在使用天線40Y之信號傳輸期間所允許的最大功率P_TX-MAX(亦即，功率P2)可維持於比在使用天線40N之信號傳輸期間所允許的最大功率P_TX-MAX(亦即，功率P1)低之位準。舉例而言，最大傳輸功率P2可 為最大傳輸功率P1之70%(或小於70%)，最大傳輸功率P2可為最大傳輸功率P1之30%(或小於30%)，最大傳輸功率P2可為功率P1之15%(或小於15%)，或最大傳輸功率P2可為功率P1之5%(或小於5%)(作為實例)。

在於一些通信頻帶而非其他頻帶中可接受使用可調整電路86來處置經傳輸信號功率的情況下，裝置10之控制電路28可用以使用天線40N來傳輸任何所要傳輸功率，而限制天線40Y之使用以使得天線40Y僅用以在通信頻帶之選定可接受子集中傳輸信號。在需要時，天線40Y可用以針對不同通信頻帶以不同的可接受最大功率位準(例如，低於在相同頻帶中用於天線40N之彼等功率位準的功率位準)來傳輸信號。

在圖11、圖12及圖13中，在需要時，前端電路(例如，濾波器、阻抗匹配網路、開關及其他電路)可耦接於天線40與收發器電路46之間。

根據一實施例，提供一種電子裝置，其包括：射頻收發器電路，其具有含經組態以傳輸及接收射頻信號之一傳輸器及一接收器的一第一埠及含經組態以接收射頻信號之一接收器的一第二埠；一無開關天線，其耦接至該第一埠且經組態以傳輸及接收射頻信號；及一基於開關之可調諧天線，其耦接至該第二埠且經組態以接收射頻天線信號。

根據另一實施例，該無開關天線大於該基於開關之可調諧天線，且其中該無開關天線及該基於開關之天線經組態以涵蓋至少一共同通信頻帶。

根據另一實施例，該無開關天線具有一第一天線諧振元件，且該基於開關之天線具有小於該第一天線諧振元件之一第二天線諧振元件。

根據另一實施例，該基於開關之天線具有一天線接地且具有耦接於該第二天線諧振元件與該天線接地之間的基於開關之一可調整電路，其中該無開關天線經組態以在一通信頻帶中操作，且其中該基於開關之天線經組態以使用天線調諧涵蓋該通信頻帶。

根據另一實施例，該電子裝置進一步包括一導電外殼，該天線接地係由該導電外殼形成。

根據另一實施例，該無開關天線包括一固定式不可調諧天線，該固定式不可調諧天線具有至少部分地由該導電外殼形成之一天線接地，且其中該射頻收發器電路包括蜂巢式電話收發器電路，該蜂巢式電話收發器電路自該無開關天線且自該基於開關之可調諧天線接收射頻信號。

根據另一實施例，該基於開關之可調整電路包括一可切換電感器。

根據另一實施例，該基於開關之可調整電路包括至少一電組件及耦接於該第二天線諧振元件與該天線接地之間的一射頻開關。

根據另一實施例，該無開關天線經組態以充當針對該電子裝置傳輸及接收射頻信號的一主要天線。

根據另一實施例，該基於開關之天線經組態以充當接收射頻信號且不傳輸射頻信號的一次要天線。

根據另一實施例，該第二埠包括一傳輸器，該傳輸器經組態以使用該基於開關之天線傳輸射頻信號，其中該射頻收發器電路經組態而以高達一第一最大傳輸功率之功率經由該無開關天線傳輸射頻信號，且其中該射頻收發器電路經組態而以高達一低於該第一最大傳輸功率之第二最大傳輸功率的功率經由該基於開關之天線傳輸射頻信號。

根據一實施例，提供一種電子裝置，其包括：經組態以傳輸及 接收射頻信號之射頻收發器電路；耦接至該射頻收發器電路之一不可調諧天線，該不可調諧天線經組態以傳輸及接收該等射頻信號；及耦接至該射頻收發器電路之一可調諧天線，該可調諧天線經組態而專門用於接收該等射頻信號而不傳輸該等射頻信號。

根據另一實施例，該電子裝置進一步包括一金屬外殼，其充當用於該不可調諧天線及該可調諧天線之一天線接地。

根據另一實施例，該電子裝置進一步包括在該金屬外殼中之一介電天線窗，該介電天線窗與該不可調諧天線及該可調諧天線重疊。

根據另一實施例，該不可調諧天線包括一第一天線諧振元件，其中該可調諧天線包括一第二天線諧振元件，且其中該第一天線諧振元件具有大於該第二天線諧振元件之一最大橫向尺寸。

根據另一實施例，該不可調諧天線在至少一給定通信頻帶中操作且其中該可調諧天線包括一天線諧振元件、一天線接地，及耦接於該天線諧振元件與該天線接地之間的一可調整電路，其中該可調整電路可操作以調諧該可調諧天線以便涵蓋該給定通信頻帶。

根據另一實施例，該可調整電路包括一射頻開關。

根據另一實施例，該可調整電路包括至少一電感器。

根據一實施例，提供一種電子裝置，其包括：一導電外殼；在該導電外殼中之一介電天線窗；一無開關天線，其經組態以在至少一給定通信頻帶中經由該介電天線窗傳輸及接收射頻信號；及一可調諧天線，其經組態以經由該介電天線窗接收射頻信號，其中該可調諧天線包括一可調整電路，且其中該可調整電路可操作以調諧該可調諧天線以便涵蓋該給定通信頻帶。

根據另一實施例，該可調整電路包括一射頻開關。

根據另一實施例，該可調整電路包括耦接至該開關之一組件，且其中該組件選自由一電感器及一電容器組成之群組。

根據另一實施例，該導電外殼形成用於該無開關天線及該可調諧天線之一天線接地，其中該可調諧天線包括使用該可調整電路而耦接至該天線接地之一金屬諧振元件臂，且其中該可調整電路包括至少一射頻開關。

前述內容僅說明本發明之原理，且在不脫離本發明之範疇及精神的情況下，熟習此項技術者可作各種修改。

34‧‧‧無線通信電路

40‧‧‧天線

40N‧‧‧第一天線

40Y‧‧‧第二天線

42‧‧‧前端電路

44‧‧‧信號路徑

46‧‧‧射頻收發器電路

48‧‧‧路徑

Claims (19)

1. 一種電子裝置，其包含：射頻收發器電路，其具有耦接至一第一傳輸器及一第一接收器的一第一埠及耦接至一第二傳輸器及之一第二接收器的一第二埠；一無開關天線，其經組態以傳輸及接收射頻信號；一基於開關之可調諧天線，其經組態以傳輸及接收射頻天線信號；前端電路，其係耦接至該無開關天線及該基於開關之可調諧天線，其中該前端電路具有第一及第二模式；控制電路，其於該第一模式中組態該前端電路將該無開關天線耦接至該第一埠及將該基於開關之可調諧天線耦接至該第二埠，且該控制電路於該第二模式中組態該前端電路將該無開關天線耦接至該第二埠及將該基於開關之可調諧天線耦接至該第一埠，該控制電路係經組態以基於該第一模式及該第二模式之何者正被使用而控制該第一傳輸器及該第二傳輸器各自的最大傳輸功率位準。
2. 如請求項1之電子裝置，其中該無開關天線大於該基於開關之可調諧天線，且其中該無開關天線及該基於開關之天線經組態以涵蓋至少一共同通信頻帶。
3. 如請求項1之電子裝置，其中該無開關天線具有一第一天線諧振元件，且其中該基於開關之天線具有小於該第一天線諧振元件之一第二天線諧振元件。
4. 如請求項3之電子裝置，其中該基於開關之天線具有一天線接地且具有耦接於該第二天線諧振元件與該天線接地之間的一基於 開關之可調整電路，其中該無開關天線經組態以在一通信頻帶中操作，且其中該基於開關之天線經組態以使用天線調諧涵蓋該通信頻帶。
5. 如請求項4之電子裝置，其進一步包含一導電外殼，該天線接地係由該導電外殼形成。
6. 如請求項5之電子裝置，其中該無開關天線包含一固定式不可調諧天線，該固定式不可調諧天線具有至少部分地由該導電外殼形成之一天線接地，且其中該射頻收發器電路包含蜂巢式電話收發器電路，該蜂巢式電話收發器電路自該無開關天線且自該基於開關之可調諧天線接收射頻信號。
7. 如請求項5之電子裝置，其中該基於開關之可調整電路包含一可切換電感器。
8. 如請求項5之電子裝置，其中該基於開關之可調整電路包含至少一電組件及耦接於該第二天線諧振元件與該天線接地之間的一射頻開關。
9. 如請求項1之電子裝置，其中該無開關天線經組態以充當針對該電子裝置傳輸及接收射頻信號的一主要天線。
10. 如請求項9之電子裝置，其中該基於開關之天線經組態以充當接收射頻信號的一次要天線。
11. 一種電子裝置，其包含：射頻收發器電路；射頻接收器電路，其經組態以在通信頻帶中專門地接收射頻信號而不傳輸該等射頻信號，該通信頻帶係選自由下組成之群組：蜂巢式電話通信頻帶、無線區域網路通信頻帶、及藍芽通信頻帶；一不可調諧天線，其耦接至該射頻收發器電路；及 一可調諧天線，其耦接至該射頻接收器電路。
12. 如請求項11之電子裝置，其進一步包含：一金屬外殼，其充當用於該不可調諧天線及該可調諧天線之一天線接地。
13. 如請求項12之電子裝置，其進一步包含在該金屬外殼中之一介電天線窗，該介電天線窗與該不可調諧天線及該可調諧天線重疊。
14. 如請求項13之電子裝置，其中該不可調諧天線包含一第一天線諧振元件，其中該可調諧天線包含一第二天線諧振元件，且其中該第一天線諧振元件具有大於該第二天線諧振元件之一最大橫向尺寸。
15. 如請求項11之電子裝置，其中該不可調諧天線在至少一給定通信頻帶中操作且其中該可調諧天線包含：一天線諧振元件；一天線接地；及耦接於該天線諧振元件與該天線接地之間的一可調整電路，其中該可調整電路可操作以調諧該可調諧天線以便涵蓋該給定通信頻帶。
16. 一種電子裝置，其包含：一導電外殼；一介電天線窗，其在該導電外殼中；一無開關天線，其經組態以在至少一給定通信頻帶中經由該介電天線窗傳輸及接收射頻信號；及一可調諧天線，其經組態以經由該介電天線窗僅接收蜂巢式電話通信頻帶中之射頻信號而不經由該介電天線窗傳輸該等蜂巢式電話通信頻帶中之射頻信號，其中該可調諧天線包括一可 調整電路，且其中該可調整電路可操作以調諧該可調諧天線以便涵蓋該給定通信頻帶。
17. 如請求項16之電子裝置，其中該可調整電路包括一射頻開關。
18. 如請求項17之電子裝置，其中該可調整電路包括耦接至該開關之一組件，且其中該組件選自由以下各者組成之群組：一電感器及一電容器。
19. 如請求項16之電子裝置，其中該導電外殼形成用於該無開關天線及該可調諧天線之一天線接地，其中該可調諧天線包含使用該可調整電路而耦接至該天線接地之一金屬諧振元件臂，且其中該可調整電路包括至少一射頻開關。