TWM417670U - Indirect fed antenna - Google Patents

Description

五、新型說明： Γ 型戶斤屬系好々貝】 本申請案主張2009年9月8曰提出之美國臨時申請案序 列號第61/240,644號案、2009年10月28日提出之美國臨時申 睛案序列號第61/255,609號案及2010年3月31日提出之美國 臨時申請案序列號第61/319,514號案之優先權，它們各自之 全部内容併入本文作為參考資料。 新型領域 本新型係大體有關於適合與無線電子裝置一起使用之 天線及天線饋電裝置。 t先前3 新型背景適於接收無線信號之現代裝置具有不同的要 求。一方面’持續面臨降低裝置尺寸及成本之壓力。另一 方面，希望不斷地提高性能。已證明，在這方面進行最佳 化具有挑戰性之一領域是天線。 裝置（包括天線)之製造商想要該等天線在各種環境條 件下有效地工作，同時尺寸小且造價低。已開發出很多技 術以允許一天線具有一期望的共振頻率，使得該天線可在 一期望頻率下（例如，850Mhz或2.3Ghz)有效地發揮功能， 儘管該天線元件之尺寸仍是一主要因素。從性能角度出 發，還期望組配一天線，使得其可在一定頻率範圍内（例 如，具有足夠的頻寬)有效地發揮作用。尤其對於發射信號 之天線而5 ’具有足夠的阻抗頻寬是有益的’因為超出一 恰當頻率範圍之發射可能造成反射功率提高，這可破壞饋 3 M417670 送或者發射器。處理一天線之阻抗頻寬之一種方法是增大 到地面之距離。然而，該天線可用之空間體積通常是有限 的。因此，由於用於提高一天線之該阻抗頻寬之現有技術， 在一天線設計中通常需要折中。因此，希望進一步改進天 線設計。 【新型内容】 新型概要 本新型係有關於間接饋入天線。一天線系統之一實施 例包括電氣耦接到一接地平面之一共振元件。該共振元件 還受組配以電氣耦接到一耦合器，且該耦合器電氣耦接到 受組配以電氣麵接到一發射器（其可以是一收發器）之一饋 源。因此，該共振元件間接耦接到該饋源。當該耦合器經 由該饋源接收來自該發射器之一信號時，該耦合器元件與 該共振元件之間的電容性耦合及該耦合器與該接地平面之 間的電容性耦合有助於提供一天線系統，與使用一相同尺 寸之共振元件及一直接饋源之一系統比較，該天線系統頻 寬提高。 圖式簡單說明 結合附圖，本新型之結構及操作之安排與形式連同其 另外的目的及優勢可藉由參照以下描述而遭最佳理解，其 中同樣的參考數字表示同樣的元件，其中： 第1圖是一高阻抗非直接饋入槽孔天線之一實施例之 一透視圖； 第2圖是表示繪示在第1圖中之該天線實施例之一電路； 4 M417670 第3A圖是說明在阻抗匹配之前，第1圖之該天線之阻抗 特性之一史密斯圖； 第3B圖是說明在阻抗匹配之後，第1圖之該天線之阻抗 特性之一史密斯圖； 第4圖是說明一直接饋入天線之阻抗特性之一史密斯圖； 第5 A圖是一低阻抗間接饋入槽孔天線之一實施例之一 透視圖， 第5B圖是一低阻抗間接饋入槽孔天線之一替代實施例 之一透視圖； 第6A圖是表示繪示在第5A圖中之該天線之一電路； 第6B圖是表示繪示在第5B圖中之該天線之一電路； 第7A圖是說明在阻抗匹配之前的第5A圖之該天線之 阻抗特性之一史密斯圖； 第7B圖是說明在阻抗匹配之後的第5A圖之該天線之 阻抗特性之一史密斯圖； 第8圖是說明一直接饋入天線之阻抗特性之一史密斯圖； 第9圖是一低阻抗間接饋入槽孔天線之一替代實施例 之一透視圖； 第10圖是一低阻抗間接饋入槽孔天線之一替代實施例 之一透視圖； 第11圖是一低阻抗間接饋入槽孔天線之一替代實施例 之一透視圖； 第12圖是一低阻抗間接饋入槽孔天線之一替代實施例 之一透視圖； 5 M417670 第13圖是一低阻抗間接饋入槽孔天線之一替代實施例 之一透視圖； 第14圖是一低阻抗間接饋入槽孔天線之一替代實施例 之一透視圖； 第14A圖及第14B圖是第14圖之該低阻抗間接饋入槽 孔天線之一剖視圖； 第15圖是包括一低阻抗槽孔饋入天線及提供一寄生共 振元件之一高阻抗槽礼饋入天線之一天線之一實施例之一 透視圖； 第16圖是表示繪示在第15圖中之該天線實施例之阻抗 匹配網路之一電路； 第17A圖是說明在一低頻範圍下，第15圖之該天線之該 天線阻抗之一史密斯圖； 第17B圖是說明在一高頻範圍下，第15圖之該天線之該 天線阻抗之一史密斯圖；及 第18圖是繪示第15圖之該天線之該等頻率範圍之隔離 之一圖表。 t實施方式3 所說明之實施例之詳細描述 以下詳細說明描述了示範性實施例且不限於（多個）明 確揭露之組合。因此，除非另有說明，本文揭露之特徵可 合併到一起以形成其它組合，出於簡潔之目的，該等組合 未另外地顯示。 該等繪示的實施例提供了一新天線，針對一特定的天 6 M417670 線體積，該新天線提供了增大的阻抗頻寬。高阻抗槽孔饋 入天線(HISFA)及低阻抗槽孔饋入天線(LISFA)採用饋入該 等天線之新技術。由於便攜式通信裝置中之天線可用之空 間有限，該等天線可用於便攜式通信裝置中。此等hisfa 及LISFA還具有允許該天線系統之各個特性個別地遭調整 之能力，其可為開發週期提供一實質性改善，因為調整該 系統之一個層面不需要對另一系統特性具有一實質性影響。 一第一實施例顯示在第1圖中且是一高阻抗槽孔饋入 天線(HISFA)IO。該HISFA遭提供以與一電路板12連接，該 電路板12提供一接地平面π及一收發器15。該HISFA 1〇包 括經由一接地臂16及一耦合器18連接到接地平面13之一共 振元件14，柄合器18與電路板12與共振元件14二者間隔 開。一饋源20經由傳輸線i5a電氣連接至收發器15且饋源2〇 可包括一電路元件21(其可以是提供收發器15與天線1〇之 間的較好阻抗匹配之一個或多個元件）且饋源2〇提供了允 許天線10發射信號之一輸入。 電路板12之一部分顯示在第1圖中。電路板12之尺寸及 接地平面13(其以假想線顯示）及收發器i5(其可經由傳輸線 15b耦接至接地平面13)之位置與組態可根據該特定裝置之 設計參數而變化。通常，一收發器將是安裝在電路板12上 之一模組’其提供整合的發送及接收能力。然而，雖然一 典型收發器整合該接收及發送功能，但應指出用在本文中 的該用語收發器用來更廣泛地指向可提供接收及發送二者 月匕力之一功能模組，不管其是否是直接整合發送及接收組 7 M417670 件之-組件。而且，該收發器將具有_域饋源之一傳 輸路徑及耦接至該接地平面之一第二傳輸路徑。 接地平面13典型地遭提供在電路板12之-個或多個層 體中’且儘管出於說明之目的以虛線形式顯示為—離散區 域，但其通常實質上擴展到整個電路板，同時提供允許信 號線穿過該接地平面之各個孔。例如，在崎示的實施例 中，期望接地平面13將沿著靠近共振元件14所處之區域之 電路板12之大部分而遭提供且可延伸至該電路板之一邊 沿。一接地平面在一電路板中之運用在本技藝内已知且因 此出於簡潔之目的，將省略對一特定接地平面設計之完整 形狀及尺寸之進一步討論，認為不同的接地平面組態可適 當地用於該特定電路板設計。接地平面13包括一邊沿22， 在一實施例中其可延伸由相對的端部24a、24b之間的距離 界定的某一長度。 共振元件14經由耦接至電路板12之一接地平面13的接 地臂16連接至電路板12。所繪示的共振元件14為平面矩形 形狀且包括對立的無接觸的端部（free ends)24a、24b。共振 元件14之長度由該等端部24a、24b之間的距離界定。共振 元件14與接地平面13之邊沿22隔開。此外，共振元件14位 於電路板12所處之該平面之上方。在一實施例中，共振元 件14可與電路板12之邊沿22隔開大概3mm且位於電路板22 上方大概5mm。共振元件14可由適於用作一共振元件之任 導電材料構成。 所繪示的接地臂16呈L形且較佳地保持短小以最小化 8 M417670 電感且包括一第一部分26與一第二部分28，儘管根據需要 接地臂16可以是其它形狀（諸如一彈簧或彈性夾 clip))。接地臂16之第一部分26自電路板12延伸且大體垂直 於電路板12。第二部分28包括對立的第一端293與第二端 29b。第二部分28之第一端29a附接到第一部分26之上部。 第二部分28自第一部分26起大體上垂直地延伸。共振元件 14附接到接地臂16之第二部分28之第二端2913處。接地臂16 還可由相同於或不同於用於共振元件14之導電材料之一預 期導電材料構成。為了對該共振元件之該性能提供更多控 制，一電感器25可與共振元件14串聯且在一實施例中可位 於接地臂16與接地平面13之間。 所繪示之耦合器18具有矩形、平面形狀且牢牢地安裳 在該天線與該接地平面之間，儘管其還可以使用其它形 狀。耦合器18繪示在接地平面13之邊沿22與共振元件14之 間且與邊沿22隔開。然而，耦合器18不必位於接地平面13 與共振元件14之間，而是可遭定位以使該接地平面與該共 振元件之間出現期望的耦合。耦合器18還可以是任一期望 的導電材料。將如下所述’耦合器18具有一長度且該長度 可以根據需要調整。 饋源20經由傳輸線15a與收發器15電氣通訊且自電路 板12延伸到耦合器18。饋源20可由任一恰當導電元件構成 且在一實施例中可具有大概50歐姆之一阻抗。 與典型地提供一直接饋電連接之先前技術天線（其中 該饋源直接連接到該兵振元件）不同，繪示在第1圖中之共 9 4ε.- 诹凡件U間接饋入。更特定地，當信號經由天線1〇無線傳 輪到一遠端位置時，饋源20與共振元件14之間未提供一直 接連接。而且，饋源20接收來自收發器15之信號（經由傳輸 綠15a)且將該等“號知^供給耗合器丨8。麵合器a電容性地 耦接到共振元件I4且這允許傳遞給該耦合器之能量提供給 該共振元件（其相應地受組配以輻射信號，如天線慣常所為 之）。共振元件14之性能還受接地平面13與該耗合器與該共 振7L件二者之間的電容性耦合影響。同樣，當信號正在由 天線10接收時，由共振元件丨4接收到之信號經由耗合器J 8 透過電磁或電容麵合及由接地臂16提供之到接地平面13之 連接傳遞到收發器15。天線1〇之總體性能可透過改變位於 該路徑中之元件21、25(它們之可能位置顯示在第1圖中）之 值及電容性地耦合在一起之該天線之該等元件之間距及方 位而遭調整。換言之，耦合器18與共振元件14之間的間距 及邊沿22與耦合器18之間的間距及邊沿22與共振元件14之 間的間距影響天線1〇之性能。此外，耦合器18之尺寸也會 影響一特定天線組態之性能。當然，如果邊沿22不延伸該 共振元件之該整體長度，這也會影響它們之間的電容性耦 合°關於此之更多内容將描述於下面。 等欵於第1圖之HISFA之一電路30顯示在第2圖中。電 路30包括等效於電路板12之接地平面13之一接地平面32 ; 等效於共振元件14之一共振元件34 ;及等效於第1圖之饋源 20之一饋源36。此外，第2圖之等效電路30還包括 C coupling 1 38、岫 40、Croupling3 42、Lrcs_ 44及 Lmateh 46 ° 10 M417670

Ccouplingl ] 8、 Ccouphngz 40及(:㈣喊42表示出現在第1圖中之 該HISFA中之電容性耦合。耦合電容器Cc〇up㈣38表示共振 元件14與耦合器18之間的電容性耦合。耦合電衮哭 '^c〇upling2 40表示耦合器18與接地平面13之間的電容性耦合。耦合電 容器Cc〇uPling3 42表示接地平面13與共振元件14之間的電容性 轉 S Ccouplingl 38、Ce()up|ing2 40及 ^ c〇upling3 42之間的關係用來調 整該共振之頻率範圍之寬度，以（對於該特定應用）最佳化天 線10之性能。 共振電感Lres<_ 44表示支樓共振元件14之接地臂16與 電路板I2之接地平面13之間的電感。可由第1圖中之元件25 提供之此電感提供了具有一量值之一離散式電感，該量值 遭選擇且用來迫使電感元件34、14在一特定頻率下進入共 振’如本文中將描述。 更特定地，該共振元件之尺寸與其頻率響應有關。對 於（出於空間或成本原因）不期望充分增大該共振元件之尺 寸以提供該預期的頻率響應的應用而言，一電感器可串聯 在該共振元件與該接地平面之間以利用一共振電感（例 如，LresMant 44)電氣增大該共振元件之長度。可理解的是， 當在一史密斯圖上查看時，這趨向於將旋度之位置朝著較 低頻率轉移（例如，到該圖式上之右側）。 接著，如上所述，該電容性耦合器之長度可遭調整。 增大電容_合||18之該長度可引起該共振元件之頻率響 應之該圖式之位置（將在下文描述)順時針移動。因此，透過 改變搞合器18之該長度，可能改變該史密中之整個= 11 表（且因而該旋度）之位置。由於只改變該耦合器之長度往往 不影響該耦合器與該共振元件之間的電容性耦合及該耦合 器與該接地平面之間的電容性輕合之耦合比，所以這允許 該旋度之位置單獨地遭調整。熟於此技者可明白，該史密 斯圖中之該旋度之合成位置將允許使用不同的分量（及值） 以確保該天線系統之阻抗匹配該收發器之阻抗（典型地大 概50歐姆，但可以以任意預期值為目標），使得SWR處於感 興趣頻率下的一預期位準。 為了調整以使該天線系統之阻抗與該收發器匹配，可 由元件21提供之一匹配組件^^ 46在饋源36與收發器15 之間提供恰當的值。在一實施例中，匹配組件46可以 是一離散阻抗’其遭選擇且與饋源20串聯以使耦合器18之 該阻抗與饋源阻抗20匹配。在第2圖中，由於該史密斯圖中 之該旋度之位置’阻抗匹配組件46已作為串聯之一電感器 遭說明。然而，應當理解的是’可選擇地，如果該旋度之 位置在該史密斯圖之右上部，阻抗匹配組件46還可以是串 聯之一電容SC_h。還可選擇地，如果該旋度分別位於該 史密斯圖之左下部或左上部，該阻抗匹配組件將是一並聯 電感器或電容器。 該HISFA 10可結合各種通信標準遭使用。例如，在一 實施例中，該HISFA可遭使用以提供GSM 850與GSM 900 標準之覆蓋範圍，回波損耗不大於-6dB。然而，應當指出 的是該HISFA可根據需要用於各種頻率範圍。 眾所周知，該GSM 850標準利用824MHz到849MHz之 12 M417670 間的頻率發送資訊且利用869MHz到894MHz之間的頻率接 收資訊。該GSM 900標準利用890MHz到915MHz之間的頻 率發送資訊且利用93 5MHz到960MHz之間的頻率接收資 訊。因此，當利用GSM 850與GSM 900標準時，當該共振元

件頻率響應之中心大約為890MHz時，該HISFA性能可遭最 佳化。為了在大約890MHz下提供共振元件14之共振，透過 使用電感器及透過將串聯之一離散式電感器放置在接地臂 16與接地平面I3之間，天線10之該頻率響應可遭調諧，例 如，此可調整將使共振元件14在該預期頻率890MHz下共振 之共振電感44。可明白的是，所使用之該電感器（若需要） 之該值將根獅共振元件巾之醉響應之翻移動而變化。

第3A圖之史密斯圖50提供了繪示在第丨圖中之天線1〇 之一實施例在各個頻率下之該阻抗之一圖式56。如所習知 者’史後斯圖5G提供了表示—天線阻抗為零之—左參考點 52及表示-阻抗為無窮大之—右參相54。圖式％包括一 第-點或開始點58及-第二點或結束式％上半部 中之點利用-正虛分量表示阻抗而圖式5 Q下半部中之點利 用-負虛分量表示阻抗。第—點58提供了在大概5嶋Hz 之-頻率下之該天線之阻抗之—表示。第二麵提供了在 缝3™Ζ之—頻率下之該天線之阻抗之-表*。大體而 言，隨著賴率增大，該天線之阻抗從高阻抗點順時針移 動到-較低阻抗點。圖式56包括—旋度62 提供— 交叉點63’找蚊點63處，_㈣顺其自身交又。 沿著旋度62之科録料振元们4共振之料頻率（例 13 M417670 如，該天線之頻寬）。 如上所述’共振元件M期望發生共振之該頻率由該天 線之預期用料定。目此，如果共振元件14在一足夠低的 頻率下不共振’則共振元件14之該共㈣率可透過添加將 旋度62沿著在該史密斯圖中說明之該 圖式逆時針方向移動 之〆電感β(如上所述)而變得更低。這允許該系統之設計者 避免增大共振元件14之尺寸。 在該繪不之實施例中，透過將該共振電感L— 44應 用到接地平面13、32與共振元件14、34之間，共振元件14 之該共振頻率可遭變動。例如，當電感器25/電感器Lres_ 44 放置在接地平面13、32與共振元件丨4、34之間時，元件14、 34共振之頻率將增大(例如，旋度62在該史密斯圖上之該圖 式内所處之位置遭變化）。例如，如果該預期的共振頻率為 890MHz且共振元件14之尺寸過小而無法在該89〇MHz下共 振，則共振元件14可透過將電感器25應用在接地平面13與 共振元件14之接地臂16之間而遭迫使在890MHz下共振。將 該元件之該共振頻率微調到該預期的共振頻率可透過增大 或減小44之值而實現。例如，如果該設計者想要共 振元件14在一較低頻率下共振’則該設計者可增大Lres_t 44之值。另一方面’如果該設計者想要使共振元件14在一 較高頻率下共振，該設計者可減小Lre_, 44之值。除了調 節天線10以在該預期頻率下提供共振外，天線1〇之性能還 可透過增大該天線之頻寬而遭最佳化，如下所述。 一旦該旋度為預期尺寸，該系統可遭進一步最佳化以 14 M417670 使搞合器18之該阻抗與該收發器之該阻抗匹配。透過此阻 抗匹配進行之調諧藉由提供在第3B圖之史密斯圖7〇中之該 天線阻抗之®切說明。當不存在阻抗不隨時無任何 功率遭反射且該天線提供-駐航U。#存在_阻抗不匹 配時，功率遭反射且該駐波比增大。典型地，饋源Μ之預 期阻抗為50歐姆。因此，為了降低—阻抗不匹配， " match 46(其可以是由第丨圖中之元件21表示之一電感器）可串聯在 該耦合器之前以降低該收發器與耦合器18之間的阻抗不匹 配。駐波比由在基本中心點66處具有一中心點之圓在該史 密斯圖中說明。一駐波比1_〇由基本中心點66本身表示例 如’具有半徑等於零之一圓。在此中心點66處，饋源2〇之 β亥阻抗與搞合器18之該阻抗十分匹配，例如，不提供反射 功率。在任一特定天線中，將存在阻抗之某一不匹配，然 而’目的是盡可能地使該天線之該等阻抗與饋源匹配，使 天線阻抗66之該圖式盡可能地靠近基本中心點66。典型地， 3.0或較低之一駐波比遭認為提供之一可接受之反射範 圍。因此，SWR為3之圓72在第3Α圖與第3Β圖之史密斯圖 50、70中遭說明且表示具有一SWR為3之天線。因此，天線 10之頻寬可透過查看落入SWR為3之圓72内之圖式74之該 等部分及確定與圖式72之該部分有關之該等頻率而遭確定。 如先前所述，第3Α圖說明了阻抗匹配之前之天線1〇之 該阻抗。如第3Α圖中所述，間接饋入天線10之該天線阻抗 開始於史密斯圖50之高阻抗區，例如，接近高阻抗參考點 54。可從繪示在第3Α圖中之該實施例明白，當未提供阻抗 15 ，圖式56可能不落入SWR為3之圓72内。第3B圖說明 四配時*， 透過利用而匹配為50Ω之該間接饋入HISFA阻抗。第 圖中說明之該天線阻抗之圖式74之該部分以一第一點76 Μ 以〆第二點78結束。圖式74之該說明部分基本上只 β括該天線阻抗圖之該旋度部分。因此’透過利用阻抗匹 西己，圖式74之該旋度根據需要落在SWR為3之圓内。在一實 例中，圖式74之第一點76對應於一頻率820MHz且第二點 78對應於一頻率96〇MHz，表示阻抗匹配天線10之該頻寬包 括從大約820MHz到960MHz之頻率。 應當注意的是，有時僅僅將該旋度朝著該史密斯圖之 中心移動可能是不夠的，因為該共振元件之該頻寬不足。 或者換言之’由該旋度覆蓋之範圍過小。已確定，用以增 大此頻率範圍之一個方式是改變該耦合器與該共振元件之 間的電容性耦合及該耦合器與該接地平面之間的電容性耦 合之比率。增大此比率將增大該旋度之該頻率範圍（例如， 增大該旋度之尺寸）。已確定，典型地對增大該旋度之該尺 寸之好處有限制’因為還想要使該旋度在SWR為3之圓内， 口此比SWR為3之該圓大之一旋度實際上可能降低該天線 系統之可用頻寬。因此’透過調整該電容性耦合比及接著 利用該恰當的匹關路將該旋度之難置朝著該巾心移動 而將該旋度之尺寸增大到某-尺寸可以是有利的。 作為比較，第4圖之史密斯圖8〇包括一阻抗圖82，其 用來說明具有用以產生第3A圖與第3B圖中之該等圖式之 同振元件14但具有—標準直接舰之—m统之阻 M417670 抗屬性。與阻抗圖74之全部旋度落在SWR為3之圓72内之第 3B圖不同，在第4圖中’只有阻抗圖82之一旋度之一部分落 在SWR為3之圓72内。更特定地，阻抗圖82包括與SWR為3 之圓72交又之一第〆部分84及與SWR為3之圓72交叉之一 第二部分86。第一交又點84對應於一頻率831MHz及第二交 叉點86對應於一頻率920MHz。因此，如第4圖中所說明， 一類似的直接饋入天線之頻寬為大約831 MHz到92ΟΜΗζ， 因為試圖在超出此範圍之頻率下使用該天線往往具有可破

壞該收發器之一不合乎需要的SWR量。 下面之表1提供了透過利用該標準直接饋入方法與繪 示在第1圖中之該HISFA 10之該間接饋入方法來提供之3 頻寬之一比較。如表1中所說明，該標準直接饋八夫’·· / 一頻寬89MHz。相比之下，間接饋入hisfA 1〇么该’φ μ露夫卜 17 ΟΜΗζ。該HISFA之該等阻抗特性極類似於〆切比方

配之阻抗特性。 表1 :標準直接饋入及高阻抗槽孔饋入之陴拆 開始 結束 標準直接饋入 高阻抗槽孔饋入 提高 831MHz 920MHz 820MHz 990MHz

在SWR=3下之頻寬頻率 頻寬 89MHz 170MHz 81MHZ

問换饋A 其提高T 二真換饋 從表1中可觀察到，當利用第1圖之該天線之新的 技術時，可達到一頻寬170MHz(從頻率角度看， 91%)。較佳地，利用該間接饋入方法將至少提供 17 M417670 入天線之該頻率響應之130%(例如，至少ι〇5ΜΗζ)且較佳 玎提供高於一直接饋入天線之頻率響應之16〇%(例如，至少 130MHz)。此外，由HISFA 10之該恰當組態提供之該頻^ 足以覆蓋GSM850及GSM900兩者。因此，對於—特定共持 元件14(例如，對於一特定體積）而言，利用該間接饋入天線 玎得到實質上更大的頻寬。應當注意的是，第1圖中之共振 元件14之所繪示之形狀是若干可能形狀中之一個且除非另 有說明，該形狀不用來限制。 可明白，第1圖之該等特徵不局限於針對一特定頻率遭 組配，相反其一般在一頻率範圍内可應用。該繪示之設計 之該等好處中之一個在於，該共振元件之該頻率響應 '該 叙度之位置、该3疋度之大小及允許該天線阻抗匹配於該收 發器之δ亥匹配網路之組通都可單獨地遭調整。此為一系統 設計者提供了顯著的好處，因為與傳統系統不同的是，可 以調整此等特性中之一個而不改變多個其它特性（至少該 等其它特徵不需要遭實質性地改變）。 第二及第三實施例分別在第5Α圖及第5Β圖中說明。第 5Α圖說明了一低阻抗槽孔饋入天線(USFA)100之一實施例 及第5B圖說明了一低阻抗槽孔饋入天線(lisfA)140之另一 實施例。類似於第1圖之HISFA 10，第5A圖與第5B圖之該 等天線100 ' 140也間接饋入。該所繪示之LISFA天線受組配 以提供一高頻帶天線且一高頻帶天線之一個可能目標是覆 蓋GSM 1800、GSM 1900及UMTS頻帶I且回波損耗為 -6dB。然而，應當注意的是，LISFA還可受組配以在任一

18 M417670 預期頻率下起作用（例如，根據需要，其可操作於該低頻帶 或某其它預期頻率）。 第5A圖之LISFA 100及第5B圖之LISFA 140各遭提供以 與一電路板102連接，該電路板1〇2在兩個實施例中實質上 相同。電珞板102可包括一接地平面113且支撐一收發器 115。接地平面U3及收發器115之位置及組態將根據該特定 裝置之設計參數而變化（如以上關於第丨圖所討論）。 電路板102通常是平面的且部分繪示在第5A圖及第5B 圖中。電路板102之尺寸可根據該特定裝置之該等設計參數 而變化。一槽孔提供在電路板1〇2中，與電路板1〇2之一 邊沿110隔開且槽孔108有助於與形成槽孔1〇8之一側之一 邊沿部分114界定一指部in。接地平面in沿著指部117延 伸且包括沿著電路板102之邊沿部分114延伸之一第一邊沿 116，接地平面113中之一第二邊沿丨2〇由電路板1〇2之主要 部分112支撐，且一末端邊沿us延伸在第一邊沿116與第二 邊沿120之間。然而，應當注意的是’儘管該所繪示之實施 例在電路板102中具有一槽孔1〇8，但在一實施例中，只有 接地平面113將具有界定類似於所繪示者之一槽孔之孔。因 此槽孔108之開口部分需要經由一饋源1〇6提供到槽孔1〇8 之一第一側之信號在返回收發器U5(其在槽孔1〇8之第二 側上）之刖沿著由邊沿116、118界定之距離傳遞。例如，槽 孔108之尺寸（如所述，在某些實施例中，其可只在該接地 平面中）可此》近似為寬度1 mm乘以長度12mm。在一實施例 中，槽孔108可定位在距電路板1〇2之邊緣11〇近似lmm處， 19 使得指部117具有近似為lmm之一寬度及近似為12mm之一 長度。然而，此等尺寸可如下所述遭調整，來為一特定共 振元件組態提供該預期的系統性能。 LISFA 100包括與電路板1〇2之接地平面113接連在槽 孔108之该第一側上之一共振元件104。如所示，共振元件 104包括電氣耦接到接地平面113之一固定端122及在槽孔 1〇8之該第一側上之一懸空端丨2々。共振元件104通常還包括 一支撐部分126、一延伸部分128及一主體部分130。一饋源 106耦接到電路板1〇2之收發器115(利用傳輸線，諸如繪示 在第1圖中之那些傳輸線，但是出於簡潔之目的未顯示在此 處）且延伸到槽孔108之該第一側。因此，來自該收發器之 信號經過該饋源且繞著該槽孔返回該收發器。接地平面n3 電磁耦接到共振元件104但在懸空端124與接地平面in電 氣隔離。此隔離使感應電流以與由該指部產生之電流相反 之方向流動，因此增大共振元件104之該阻抗。如上所述， 一電感器可串聯在一共振元件與一接地平面之間以調整該 共振元件之該頻率響應。應當注意到，雖然該共振元件繪 示為矩形’但是可使用任一期望的形狀。此外，儘管該共 振元件及接地平面顯示為實質上平行，但該共振元件及該 接地平面不必以一平行方式組配。 共振元件104之支撐部分126附接到接地平面113且如 所繪示，支撐部分126耦接到最鄰近槽孔1〇8之接地平面 U3 共振元件104之延伸部分128自支撐部分126延伸到主 體部分130。如第5A圖所說明，LISFA 1〇〇之延伸部分128 20 M417670

延伸越過槽孔108。共振元件i〇4之主體部分130從延伸部分 128延伸且大體上位於指部117上方且平行於指部117。如所 繪示’共振元件104之支撐部分i26、延伸部分128及主體部 分130—體地形成。儘管該間距可根據需要遭調整，但在— 實施例令，共振元件104之支撐部分126可受組配使得在指 部117與主體130之間提供近似為5mrn之一間隙。然而，應 當注意到，主體130與指部117之間不需要精確對準，而用 來調整该天線系統之該性能的是提供在指部中之主體1 與接地平面113之間的電容性耦合之值。 饋源106耦接到收發器115且在最靠近槽孔1〇8之開口 端119處延伸騎電路板1G2之槽孔1G8 ^饋源⑽自電路板

102之主要部分112延伸到接地平面113之第—邊沿116。例 如，饋源106可由-同軸電繞提供。槽孔1〇8藉由饋源1〇6饋 入。因為指部U7及主體13〇電容性輕合，所以從收發器115 經由饋源_穿職抓、沿著指部117傳播且回到該收發 器（因而使該電流路徑以沿著該槽孔之一個邊沿之一第_ 方向及該槽孔之該相對邊沿之—第二方向行進）之一輸出 使共振元件HH發射出電磁波(且作為一天線）。改變指部ιΐ7 與主體13G之間的距離(及指部及/或主體之I度）可影響共 振元件HM之賴轉應。此外，料職孔找等尺寸還 可調整共振元件104之該頻率響應。 a人该抓之緣起_似增场示在第1圖中 之耗合器18之長度之作用且允許該史密斯圖中之該圖式 (及該旋度)之位置賴整。增大指部117與共振元件104之該 21 M417670 主體之間的電容性耦合之值對槽孔108兩側之電容性耦合 之值之比增大該旋度之尺寸。此外，該旋度之位置可利用 該恰當的匹配網絡朝著該史密斯圖之中心移動且該共振元 件之頻率響應可透過添加一電感器來改變電氣長度而遭調 整。因此，繪示在第5A圖中之該天線系統可具有個別調整 之各個特性，正如繪示在第1圖中之該天線系統。 應當注意到，儘管兩個系統以類似的方式發揮作用， 但第5A圖中之該系統利用該接地平面中之一槽孔代替一耦 合器。對於某些組態，該槽孔之預期長度使得封裝該天線 系統較困難且因此利用一單獨的耦合器可能是較佳的。然 而，利用該槽孔之優勢是不需要一柄合器。 轉向繪示在第5B圖中之該實施例，LISFA 140包括與接 地平面113電氣連接在附接到電路板102之接地平面113之 一固定端144之一共振元件142及一懸空端146。第5B圖之 LISFA 140之共振元件142包括一支撐部分148及一主體部 分150，但不包括一延伸部分。如所繪示，共振元件142之 支撐部分148與接地平面113電氣耦接在一第一端144且將 該主體150支撐在預期位置。第5B圖之共振元件142之主體 部分150自支撐部分148延伸且受組配以電容性耦接到提供 在指部117中之接地平面113。在一實施例中，共振元件142 之支撐部分148具有近似為5mm之一長度以在共振元件142 之主體部分150與提供在指部117中之接地平面113之間提 供5mm之一間隙，然而該預期距離將根據該系統之該等需 求而隨系統及天線變化。 22 M417670 表示第5A圖之該LISFA之該天線實施例loo之一電路 160在第6A圖中說明。電路160包括表示電路板102之接地平 面113之一接地平面162 ;表示共振元件1〇4之一共振元件 W4，及表示饋源1〇6之一饋源丨66。代表電路16〇還包括元 件 Cc〇upling 168、L—, 170、L„alch 172、L_ 174、Ci/0, 176 及L咖178。

Cc<)upling 168表示存在於共振元件1〇4、164與接地平面 Π3、162之間的LISFA 100之電容性耦合。共振電感Lre_t 170提供了接地平面113 ' 162與共振元件1〇4、164之間的電 感。儘管在第5A圖中未說明，但共振電感170可以是一個或 多個離散元件，它們可遭選擇且用來迫使共振元件104在一 預期頻率下進入共振。 共振匹配組件！^— 172提供了與收發器115及饋源 106、166串聯之阻抗。儘管在第5A圖中未說明，但匹配阻 抗“^ Π2可以是一離散元件或多個離散元件’其用來使 饋源166之阻抗與收發器115之阻抗匹配。例如，在第6A圖 中，阻抗匹配組件172已繪示為一電感器。然而，要理解， 如以上所述，阻抗匹配組件172可視該史密斯圖中之該旋度 之位置而定，根據需要受組配。 一電流返回路徑由共振元件104提供。共振元件1〇4之 該電流返回路徑中之電感由電感器174。槽孔108之阻 抗藉由C,to 176、178說明0 表示第5B圖之LISFA 140之一電路180在第6圖中說 明。該電路包括等效於電路板102之接地平面113之一接地 23 M417670 平面182 ;等效於共振元件142之一共振元件184 ;及等效於 饋源106之-饋源186。電㈣〇還包括^吻19〇、L_ 192、L— 194、L_A 196、L* 198及 Ci/D, 200。

Cce—g 190表示存在於共振元件M2與接地平面ii3、 182之間的LISFA 140中之電容性耦合。共振電感192 提供了在電路板102與共振元件142、184之間的電感，以增 大該共振元件之電氣長度，如以上討論。 一電流返回路徑由共振元件142、184提供。共振元件 142之該電流返回路徑中之電感由電感器^^ 194說明。槽 孔106之阻抗由Ci/n, 200及Li/G, 198說明。等效電路180之變 壓器202說明TL_ 194與1^。，198之間的互耦合。 阻抗匹配組件196提供了與饋源1〇6、186及共振 元件142、184串聯之阻抗。儘管在第5β圖中未說明 ，但阻 杬匹配組件196可以是一離散元件(如以上所討論），其 基於史密斯圖中之該旋度之位置而遭選擇以使饋源1〇6之 阻抗匹配於收發器115之阻抗，從而降低該SWR。 第7A圖及第7B圖之史密斯圖22〇 ' 222提供了一 LISFA 之邊阻抗之圖式，它們類似於第5八圖及第5B圖中說明之那 些圖式。一低阻抗參考點224提供在各個史密斯圖22〇、222 之左側而一间阻抗參考點226提供在該等史密斯圖22〇、222 上之右側。每一圖式中，在一頻率範圍内繪製該天線阻抗。 關於HISFA 10之共振元件14 ’為了有效，LISFA 1〇〇、 140之共振元件1〇4、142應當在該預期頻率下共振。例如’ 用於在一行動電話中之共振之一預期頻率之一範例是 24 M417670 1850MHz。可明白的是，該預期頻率將視該應用而變化。 在第7A财說明之天線阻抗圖228包括在近似為5〇〇MHz之 一頻率下之一第一點230且延伸到與大約25〇〇mHz之一頻 率有關之一第二點232 »在該第一/低頻率點23〇處，該天線 阻抗相對較低且包括一正虛分量。隨著施加到該天線之該 Ο號之頻率增大，共振元件1〇4之阻抗増大，直到最大阻抗 達到近似為該史密斯圖之最右側處之參考點22 6。進一步增 大該頻率會引起該天線阻抗降低及一負虛分量。 如以上關於第3A圖與第3B圖所討論，元件之共振頻率 展示在圖228與其自身交叉而形成圖228内之一旋度之點 處。圖228包括具有一交叉點237之一旋度236。沿著該旋度 236之該等頻率表示LISFA 100、142之共振元件1〇4、142在 其内將共振之頻率範圍。在第7A圖中提供之圖228之旋度 236開始於近似為1741MHz之一頻率且結束於近似為 2048MHz之一頻率。在以上所述之該範例中，該預期的共 振頻率為1850MHz且因此很容易落在由天線100提供之該 共振頻率範圍内。如果元件104、142可用之體積過小，使 元件100、142無法在該預期頻率下共振，則共振元件104、 142可透過在電路板102之接地平面113與共振元件104、142 之間應用一離散電感器170、192而遭迫使在該預期 頻率下進入共振。因此，旋度236或者出現交叉點之頻率可 透過改變該離散電感器而遭調整。 如上所述，該旋度之位置可透過增大該相應槽孔之長 度而遭調整，增大該相應槽孔之長度往往圍繞該史密斯圖 25 M417670 順時針移動該圖之位置。而且，該旋度之尺寸可透過增大 該共振元件與該指部之間的電容性耦合對該槽孔兩側之電 容性耦合之比而遭增大。除了調節該天線以提供在該預期 頻率下之共振之外’天線100、140之性能還可透過使饋源 106之阻抗匹配於該收發器而遭最佳化，使得該旋度位於表 示第7A圖與第7B圖中之SWR為3之一圓240内。 如上所述’第7A圖之史密斯圖220與諸如阻抗匹配之前 的LISFA 100或140的一LISFA有關。天線阻抗圖228之旋度 236幾乎全部在SWR為3之圓140外，這說明幾乎沒有共振頻 率係在無明顯反射之情況下遭提供。 第5A圖及第5B圖之LISFA 100、140之阻抗匹配可透過 利用離散匹配電路L— 172、196而實現。然而，應當注意 到，選擇的恰當匹配電路將取決於史密斯圖中之該旋度之 位置。第7B圖之史密斯圖222說明了能夠單獨地最佳化該史 密斯圖内之旋度尺寸及位置之可能優勢。天線阻抗之圖242 包括與近似為ΠΙΟΜΗζ之一頻率一致的一第一點244及與 近似為2170MHz之一頻率一致的一第二點246。由於阻抗匹 配，圖242之旋度248全部位於SWR為3之圓240内。該旋度 包括從1741MHz到2048MHz之頻率。該己匹配之LISFA之阻 抗特性極類似於有助於提高阻抗頻寬之一切比雪夫匹配之 阻抗特性。 出於比較之目的，第8圖之史密斯圖250提供了 一標準 直接饋入天線之一圖252。展示在第8圈中之該天線之該標 準共振元件之尺寸類似於天線14〇之兵振元件之尺寸。然 26 而，電路板102之槽孔106已由具有與該槽孔106相同尺寸的 —開口（cutout)替代且因此，沒有槽孔提供在該標準直接饋 入天線中。如第8圖中所說明，圖252只包括表示該標準直 接饋入天線之共振頻率之該旋度之一部分。圖252與SWR 為3之圓240之間的一第一交叉點256與近似為1798MHz之 —頻率一致且一第二交叉點258與近似為1972MHz之一頻 率一致。因此，該天線之該頻寬從1798MHz到1972MHz。 如以下表2所說明，該已匹配之LISFA之該阻抗特性有 助於提高該天線之頻寬。利用一已匹配之LISFA實現之頻寬 提高與利用該標準直接饋入天線實現之頻寬相比較。該標 準直接饋入天線具有174MHz之一頻寬，而間接饋入且阻抗 匹配之該相同天線實現307MHz之一頻寬，其頻率提高了 76°/。。因此，相比於一標準直接饋入天線，在一實施例中， 一LISFA可至少多提供50MHz之頻寬且在一實施例中可提 高多於100MHz » 表2 :標準直接饋入及低阻抗槽孔饋入之阻抗頻寬 在SWR=3之頻寬頻率 開始 停止 頻寬 頻寬 標準直接饋入 1798MHz 1972MHz 174MHz —· 9.2% 低阻抗槽孔饋入 1741MHz 2048MHz 307MHz 16.2% 提高 133MHz 一— 76.1% 該LISFA概念之其它可能組態顯示在第9圖到第14圖中。在 每一實施例中，該天線發揮與繪示在第5A圖及第5B圖中之 該等實施例類似的功能，因此出於簡潔之目的，該功能將 M417670 不作詳細討論。然而，大體而言，對於—特定组態’可能 改變該L—值以迫使該共振元件在該預_率下共振(例 如’改變雜度之尺寸，叫域共振元件之可能頻寬）、 透過改變該槽孔之該長度來調整該史密斯圖中之該圖表之 位置、透過調㈣電容比來難該心之尺寸及改變該 U調整駐、㈣狀阻抗使得其對應於該收發器之阻 抗（因而，提供了一預期的SWR值）。當然，如上所述，因 為在某-點，進—步增大該旋度之尺寸會使其不再在—預 期SWR值之範圍内，所以對每—天線可用之頻寬有—限 制，從而減少回波。 第9圖說明了一 LISFA天線280,其包括其中具有—槽孔 294之一電路板29〇、一共振元件282及—饋源283。電路板 290包括一接地平面289且可包括類似於第丨圖中所繪示之 收發器之一收發器29卜因此，饋源283會與該收發器通訊。 共振元件282與電路板290之接地平面289電氣通訊且包括 一支撐部分284、一延伸部分286及一主體288。共振元件282 之支撐部分284在一第一端處由一電路板290支撐且支撐部 分284大體上垂直於電路板290延伸。支撐部分284附接到最 靠近槽孔294之電路板290之一主要部分292。共振元件282 之延伸部分286自支撐部分284延伸且大體上平行於電路板 290放置。LISFA 280之延伸部分286延伸跨越槽孔294及延 伸跨越電路板290之邊沿部分296。共振元件282之主體部分 288自延伸部分286延伸且大體上位於電路板290之邊沿部 分296之外且與其平行。因此，可明白，主體288不直接在 28 M417670 該接地平面289上方但仍與其電容性連接。 第10圖說明了一LISFA 300，其包括受組配以電容性耦 接到提供在一電路板310上之一接地平面309之一共振元件 302 »接地平面3〇9(及如所說明，電路板31〇)在其中具有形 成一指部311(其也包括接地平面之一部分）之一槽孔3〇8且 一饋源303遭提供。該電路板(如上所述）能夠支撐受組配以 與該天線一起發揮作用之一收發器。饋源3〇3與該收發器通 sfl且共振元件3〇2與電路板31〇之接地平面309電容性地耦 合。共振元件302包括一支撐部分304及一主體部分30ό，其 中元件302之主體部分3〇6在大體平行於電路板31〇之一平 面中。共振元件302之主體部分306大體上平行於電路板310 中之槽孔308且延伸越過電路板31〇中之槽孔3〇8。應當注 意的是，儘管一共振元件之一實施例已遭繪示具有關於該 槽孔垂直或平行之一方位，但也可考慮其它方位且對於其 它共振元件形狀，可能不可估計一準確方位。 第U圖說明了一LISFA 320，其包括一電路板322、一 饋源324、一耦合元件326及包括一支撐部分33〇與一主體部 分332之—共振元件328。電路板322包括一接地平面321及 一收發器323(其可如以上所討論地組配)。饋源324包括-第 及弟一/上端。饋源324之該第一/下端與收發器 323通訊。觀324延伸出電路板322到—輕合元件似(其顯 示為具有-“L”形狀），_合元件η6大體上平行於共振元 牛延伸且發揮以上所述之該指部中之該接地平面之作 用（例如，電容性耦合到共振元件328)且將該接地平面用作 29 M417670 該返回路徑。因此，例如，耦合元件326與共振元件328之 主體332之間的該電容性耦合相同於第9圖中之該接地平面 與該共振元件之間的該電容性辆合。同樣地，接地平面321 與耦合元件326之間的電容性耦合相同於第9圖中之該槽孔 兩側之該電容性耦合。第11圖中之該實施例之好處在於， 耦合元件326可與該接地平面分開設計，且由於其在大部分 長度上可實質上與其它組件分開，所以可能允許該系統較 容易地調節。此還允許共振元件328遭移動得距該接地平面 更遠，這會提高該共振元件之該頻寬。 第12圖說明了一LISFA 350 ,其具有由一電路板352支 撐之一共振元件356、大體上位於電路板352中心之一槽孔 354及從接地平面351之邊沿35私到邊沿35牝延伸過槽孔 354之一饋源358。電路板352還可支撐一收發器_圖未示_如 以上所述。共振元件356與電路板353之接地平面351電氣通 訊。共振元件356包括-支樓部分357及電容性搞合到接地 平面351之-主體部分359。支撐部分357安裝在槽孔354之 一第一邊沿354a上且支撐延伸越過該槽孔之該主體部分。 因此，如在料前實施例中，該系統性能可根據需要遭調 整。如所繪示’支揮部分357之該第—/下端大體上沿著槽 孔354之該長度居中放置。圍繞槽孔之最短距離將影響 饋源358之阻抗且因此如果共振元件居中，則可使用-較短 槽孔，但居中不是必要的。應當注意到，自饋源358回到收 發器迴路(在-實施财，其可位於該槽孔之對應於邊沿 354a之-側上)之電流路徑可穿過邊沿说，但可能不與共 30 M417670 振元件356之該方位直接對準。然而，如所繪示，共振元件 356的主體部分359之一部分與饋源358對準。 第13圖說明了一LISFA 360天線系統，其包括一接地平 面351、具有第一側邊364a及第二側邊364b之一槽孔364、 一饋源366及一共振元件368且發揮類似於第12圖中所繪示 之該天線系統之作用（共振元件368之一主體部分369耦接 到接地平面351)。LISFA 360包括大體呈U形之槽孔364，而 非提供在LISFA 350中之大體呈線形之槽孔。槽孔364包括 具有相對的第一及第二端之一中心部分370。一第一延伸部 分372從槽孔之中心部分370之該第一端處延伸且一第二延 伸部分372從槽孔364之中心部分370之該第二端延伸。該第 一及第一延伸部分372大體上垂直於中心部分370。如上所 述，增加該槽孔之長度允許該史密斯圖上之該圖之位置遭 s周整且U形狀可用以最小化藉由在該接地平面中包含一槽 孔而受影響之區域。 因此，可從第9圖到第13圖明白，有多個用於間接饋入 遠共振兀件之可能組態。在某些組態中，該共振元件將主 要耦接到该接地平面（諸如第9圖 '第1〇圖、第12圖及第13 圖中所繪示）而在其它組態中，該共振元件將主要減到與 該接地平面不同之-耗合器（諸如仙圖中所繪示）。該預期 的組態將取決於該電路板之設計、該可用空間及是否想要 利用一離散耦合器調節該系統之該性能。 第14圖、第14A圖及S14B圖說明了該LISFA之另一實 施例⑽。實施例38〇包括—電路板382、電路板382内之一 31 M417670 槽孔384、一饋源387、一孔385及由一接地臂390支撐之_ 共振元件389。電路板382包括經由該接地臂與共振元件389 通訊之一接地平面377及與該饋源387通訊之一收發器 379(如以上關於第丨圖所述，該接地平面實質上在該整個區 域中延伸）。如在該等先前實施例中，該饋源直接通向電容 性地耦接到共振元件389之該接地平面。第5A圖、第5B圖 及第9圖到第13圖中說明之該等LISFA之每一個之該等槽孔 穿透該電路板之所有層（例如，因為該槽孔為該電路板中之 槽孔）’與此不同的是實施例380之槽孔384只可穿透電路 板382之該等層體之一部分且只需穿過經由一個或多個通 孔386耦接到一第二接地平面378之接地平面377。較佳地如 第14B圖中所說明，電路板382之槽孔384與電路板382中之 一孔385通訊。孔385提供在電路板382之一頂面381與電路 板382之底面383之間。孔385(如圖示，其可遭填滿一介 電材料諸如节見的電路板材料，但在接地平面377與接 地平面378之間不具有—電氣連接）具有—長度、及二寬 度^^—。一細長孔隙穿過頂面381及接地平面377接近孔π* 之邊沿遭提供以提供槽孔384與孔385通訊。槽孔384具有一 長度及一寬度w*,。饋源387延伸越過槽孔384之寬度。 別曰孔之長度L 大於該槽孔之寬度％ ,。當設計孔3 8 5及槽 孔姻時’有利的是，圍繞該孔、延伸之-信號之電氣長 度長於沿著該槽孔^行進之電氣長度。該二者之最短距離 (例如’孔385之長度及槽孔384之長度)將決定、之長度。 天線叹汁之-個趨勢是將具有兩個獨立槔之一前端模 32 M417670 組(FEM)利用到該天線’代替一傳統的單一蜂。在一雙璋 FEM中，一個埠可用於一第一頻率範圍（例如，一低頻帶， 諸如GSM850及GSM900)且另一埠用於一第二頻率範圍（例 如’一高頻帶’諸如GSM 1800、GSM 1900及UMTS頻帶I)。 在一實施例中，一雙天線系統能夠透過利用諸如第1圖中所 繪示之兩個HISFA(每一個受組配用於一不同的頻率範圍） 或者諸如第5A圖中所繪示之兩個LISFA(同樣每一個受組配 用於一不同的頻率範圍）而遭提供。在另一實施例中，諸如 第1圖中所繪示之一HISFA可與諸如第5A圖、第5B圖及第9 圖到第14圖中所繪示之一LISFA —起使用。因此，一天線系 統能夠提供兩者之一組合。可明白的是，這樣一設計會與 一雙埠FEM相容且使一緊湊有效地天線設計成為可能。希 望這樣一設計還將在該等埠之間具有良好隔離(在800MHz 與2.4GHz之間可能有優於-2〇dB的隔離）。應當注意到， LISFA及/或HISFA之任一預期組態可遭提供，但出於簡潔 之目的，顯示組合之各個實施例之說明遭省略，要理解， 使用之LISFA及HISFA之該特定組態將依賴於該應用。 儘管利用一單一LISFA及HISFA可為某些應用提供一 可接受之解決方案，但已確定，進一步提高是可能的。例 如，具有更高頻帶性能之繪示在第15圖中之一天線系統400 可透過以允許該LISFA具有更大頻帶之一方式組合一 HISFA與LISFA而遭獲得。 如所繪示，天線系統4〇〇由一電路板402支撐，電路板 4〇2還支撐一雙埠收發器4〇3。一個埠經由傳輸線415a耦接 33 M417670 到驅動該LISFA之饋源406 ’及另一蟑經由傳輸線415b福接 到驅動該HISFA之饋源414。該LISFA包含電氣耦接一接地 平面401之一共振元件408 ’該接地平面401遭繪示為充分延 伸過電路板402且提供一槽孔431，該槽孔有助於界定一指 部43〇且以類似於繪示在第9圖中之該實施例（邊沿424、426 界定之該接地平面中之開口用來幫助提高該LISFA之頻寬) 之一方式發揮作用。指部430中之接地平面401電容性地輕 接到由支撐部444及臂446支撐之主體448。因此，該LISFA 如以上所討論的那樣發揮作用且邊沿432、434之間的距離 可遭調整以改變它們之間的電容性耦合。而且，槽孔43 長度（其由邊沿436界定）可改變以調整一史密斯圖上之該相 應圖之一位置。該HISFA同樣地如以上關於第1圖所討論的 那樣發揮作用且包含一共振元件410,該共振元件41〇電容 性地耦接到耦合器元件412且還經由支撐部416電氣地耗接 到接地平面401。然而，包括第一共振元件41〇a與一第二共 振元件4l〇b之共振元件410(第一共振元件41〇a與一第二共 振元件41〇b共同提供用以提供共振元件41〇之該預期頻率 響應之~總長度）也遭組配使得該長度近似為在由該USFA 支持之高頻帶之中心（1950MHz)下之一波長之一半且因而 可作用如同一寄生共振元件。 例如，在第17B圖中，可看到一第二旋度且此由作為用 於該高頻帶頻率之一寄生共振元件之共振元件41〇提供。可 明白，具有一第二旋度允許有較大頻率響應而不超出一預 期的SWR值。為了使該寄生元件提供一預期的效果，共振 34 M417670 元件410之長度（與該LISFA主體對準之一部分）遭設定使得 其近似為該LISFA之該預期共振頻率之波長之一半。實際 上，第二共振元件410b作為感興趣頻率之一放大器，因此 有助於提高該高頻天線之該頻寬。 因此，在操作中，收發器4〇3使一第一驅動頻率（例如， 一高頻帶頻率）經由收發器403之該第一埠（例如，經由— FEM之第一埠456)施加到饋源406且此引起共振元件4〇8共 振。因為共振元件410之長度，該史密斯圖具有一雙旋度（其 仍可如以上所討論地透過調整該等電容比而增大尺寸）且 因此在一較寬頻率範圍下共振且提供一增大的頻寬。同 時’一第二驅動頻率自收發器403之一第二埠提供到饋源 414，其使共振元件410以與以上討論的方式相似之一方式 發揮作用。 如第16圖中所示，其是由該收發器提供及接收之輸入 之一表示形式，低頻帶耦合器412由FEM埠-1 456饋入且該 阻抗匹配可藉由電感器L2(其具有一值36nH)調整，因此該 SWR在感興趣頻率之一預期範圍中。為了調整該低頻帶天 線之頻率響應’共振電感可透過將C1及L1之並聯電路放置 在該天線與一接地平面401之間而遭調整。對於某些實施例 已確定，頻率響應可由L1調整且C1之值可遭調整以在該頻 帶之中心（1950MHz)處產生一並聯電感器（用L1表示）以在 此頻率範圍中將該產生之寄生元件與接地端隔開。該高頻 帶天線具有由埠2驅動之一饋源406且一電容器C2串聯地放 置以提供該預期的阻抗匹配。該高頻帶天線具有放置於該 35 高頻帶天線及該接地平面之間的一電感器以確保該頻率響 應以感興趣頻率為中心。該等天線之實際頻率響應可如以 上遭顯示，除了該共振元件往往增大使該LISFA之共振元件 共振之頻率範圍（因此增大該頻寬）。可明白，用以調整該史 密斯圖上之該圖之位置及該旋度之尺寸及位置之該等各種 改變可如上討論地遭調整。 例如，在一實施例中，天線系統400可遭調節以在高頻 率下操作，諸如例如，從1710MHz到2170MHz且因此具有 近似為1950MHz之一中心頻率之此等頻率。因此，為了使 寄生天線元件410模擬共振元件408，顯示為與主體448對準 之寄生元件410之長度可受組配使得其近似為一 1950MHz 信號之波長之一半。 第17A圖及第17B圖之史密斯圖480及482提供了在第 15圖中說明之天線系統400在兩個頻率範圍中之阻抗之 圖，其中LISFA 408之阻抗及HISFA 410之阻抗已遭匹配。 如上所討論，共振元件408之該等共振頻率由沿著該旋度之 頻率表示。第17A圖提供了低頻帶中之HISFA 405之阻抗之 一圖484。圖484包括一旋度之一部分，該旋度包括與 824MHz之一頻率有關之一第一點486及與960MHz之一頻 率有關之一第二點488。第17B圖之圖490包括兩個旋度，第 二旋度由該寄生元件產生且該阻抗圖示從1710MHz到 2170MHz之該共振元件408之共振頻率。因此，可從第17A 圖及第17B圖看到，相比於傳統的天線設計，具有如所繪示 組配之一 HISFA及一 LISFA之一系統可利用一很小體積滿 36 M417670 足五頻要求。 因為天線系統_利用了兩個獨立的饋源接點侧、 4M，所以有利的1，充分隔離可提供在饋源4〇6與饋源414 之間。天線系統400之隔離在第18圖十說明。如所說明大 於-20dB之隔離可在整個頻率範圍中實現。在某種程卢上 這是因為到該低頻帶天線之間接饋入經由_耗合器提供， 這有助於提供良好隔離。 儘管較佳實施例已予以顯示及描述，但設想熟於此技 ® 者可設計出對本揭露之各種修改而不脫離所附申請專利範 圍之精神及範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖是一高阻抗非直接饋入槽孔天線之一實施例之 一透視圖； 第2圖是表示繪示在第1圖中之該天線實施例之一電路； — 第3A圖是說明在阻抗匹配之前，第1圖之該天線之阻抗 特性之一史密斯圖； • 第3B圖是說明在阻抗匹配之後，第丨圖之該天線之阻抗 特性之一史密斯圖； 第4圖是說明一直接饋入天線之阻抗特性之一史密斯圖； 第5A圖是一低阻抗間接饋入槽孔天線之一實施例之一 透視圖； 第5B圖是—低阻抗間接饋入槽孔天線之一替代實施例 之一透視圖； 第6A圖是表示繪示在第5A圖中之該天線之一電路； 37 M417670 第6B圖是表示繪示在第5B圖中之該天線之一電路； 第7A圖是說明在阻抗匹配之前的第5A圖之該天線之 阻抗特性之一史密斯圖； 第7B圖是說明在阻抗匹配之後的第5A圖之該天線之 阻抗特性之一史密斯圖； 第8圖是說明一直接饋入天線之阻抗特性之一史密斯圖； 第9圖是一低阻抗間接饋入槽孔天線之一替代實施例 之一透視圖； 第1 〇圖是一低阻抗間接饋入槽孔天線之一替代實施例 之一透視圖； 第11圖是一低阻抗間接饋入槽孔天線之一替代實施例 之一透視圖； 第12圖是一低阻抗間接饋入槽孔天線之一替代實施例 之一透視圖； 第13圖是一低阻抗間接饋入槽孔天線之一替代實施例 之一透視圖； 第14圖是一低阻抗間接饋入槽孔天線之一替代實施例 之一透視圖； 第14A圖及第14B圖是第14圖之該低阻抗間接饋入槽 孔天線之一剖視圖； 第15圖是包括一低阻抗槽孔饋入天線及提供一寄生共 振元件之一高阻抗槽孔饋入天線之一天線之一實施例之一 透視圖； 第16圖是表示繪示在第15圖中之該天線實施例之阻抗 38 M417670 匹配網路之一電路； 第17A圖是說明在一低頻範圍下，第15圖之該天線之該 天線阻抗之一史密斯圖； 第17B圖是說明在一高頻範圍下，第15圖之該天線之該 天線阻抗之一史密斯圖；及 第18圖是繪示第15圖之該天線之該等頻率範圍之隔離 之一圖表。 【主要元件符號說明】

10.. .高阻抗槽孔饋入天線(HISFA)、間接饋入天線、阻抗匹配天 線、間接饋入HISFA 12、 102、290、310、322、352、382、402...電路板 13、 32、113、162、182、289、309、32卜 35卜 377、401... 接地平面 14、 104、142、164、184、282、302、328、356、368、389... 共振元件 15、 115、29卜 323、379...收發器 15a、15b、415a、415b.._傳輸線 16、 390.··接地臂 18.. .耦合器、電容性耦合器 20.. .饋源、饋源阻抗 21.. .電路元件 22、110、354b、354c、424、426、432、434、436...邊沿 24a、24b...端部 25…元件、電感器 39 M417670 26.. .第一部分 28.. .第二部分 29a...第一端 29b...第二端 30、180...等效電路 34.. .元件 36、166、186、283、303、324、358、387···饋源

38.. . Ccoupljngl 4〇 …Ccoupling2 42.. .CcoupUng3

44.. .共振電感L

resonant 、電感器L resonant 46.. .阻抗匹配組件!^# 50.. .史密斯圖、圖式 52.. .左參考點 54.. .右參考點、高阻抗參考點 56、74...圖式、阻抗圖

58.. .第一點、開始點 60.. .第二點、結束點 62、 236、248...旋度 63、 237...交叉點 66.. .基本中心點、天線阻抗 70、80、220、222、480、482、250...史密斯圖 72.. .圖式 76、244、486...第一點 40 M417670 78、232、488.··第二點 82.. .阻抗圖 84…第一部分、第一交叉點 86.. .第二部分 '第二交叉點 100.. .低阻抗槽孔饋入天線(LISFA)、天線實施例 106.. .饋源、槽孔

108、294、308、364'384、431·.·槽孔 112、292...主要部分 114、296…邊沿部分 116、 354a...第一邊沿 117、 430...指部 118.. .末端邊沿 119.. .開口端 120…第二邊沿 122.. .固定端 124、146...懸空端

126、148、284、304、330、357.··支撐部分 128、286...延伸部分 130、150、306、359…主體部分 140.. .低阻抗槽孔饋入天線(LISFA) '圓 144.. .固定端、第一端 160.. .代表電路 168、190 …C—ing 170.. .共振電感Lra_,、離散電感器1^_, 41 M417670 172.. .共振匹配組件一^、阻抗匹配組件、匹配阻抗Lmateh、離散 匹配電路1_, 174、194...電感SL_ 176、200...Ci/o, 178、198…Li/0, 192.. .離散電感器Lra._,、共振電感1^_„, 196.. .阻抗匹配組件L—、離散匹配電路L— 202.. .變壓器 224.. .低阻抗參考點 226.. .高阻抗參考點 228.. .天線阻抗圖 230.. .第一/低頻率點 240.. . i 242、252、484、490···圖 246…第二點 256.. .第一交叉點 258.. .第二交叉點 280.. 丄ISFA天線 288、448...主體

300、320、350、360…L1SFA 326.. .耦合元件 332.. .主體部分、主體 364a...第一側邊 364b...第二側邊 42 M417670 370.. .中心部分 372.. .延伸部分、第一及第二延伸部分 378·.·第二接地平面 3 80...實施例 381.. .頂面 383.. .底面 385、386···孔 400…天線系統 403.. .雙埠收發器 406.. .饋源、饋源接點

408.. .共振元件、LISFA 410.. .共振元件、寄生天線元件、HISFA 410b...第二共振元件 412.. .耦合器元件、低頻帶耦合器 414.. .饋源、饋源接點 416、444...支撐部 446.. .臂狀物 456.. .FEM，-1 ^ 43

Claims (1)

1. M417670

   六、申請專利範圍： 1. 一種天線系統，其包含： 具有一邊沿之一接地平面； 具有沿著該邊沿延伸之一主體及一支撐臂之一共 振元件，該支撐臂將該主體電氣耦接到該接地平面； 受組配以接收來自發射器之一信號之一饋源；及 沿著該邊沿放置且電氣耦接到該饋源且與該共振 元件電氣隔離之一耦合器，該耦合器受組配以電容性地 耦接到該共振元件之該主體且電容性地耦接到該接地 平面。 2. 如申請專利範圍第1項所述之天線系統，其中一史密斯 圖上之該天線系統之阻抗之一圖包括表示在一第一位 置中之該天線系統之一共振頻率之一旋度且該耦合器 沿著該接地平面之該邊沿延伸一第一距離，其中將該第 一距離改變成一較大的第二距離使一史密斯圖上之該 天線阻抗之一圖之一位置以一順時針方向旋轉到一第 二位置。 3. 如申請專利範圍第2項所述之天線系統，其中增大該耦 合器與該共振元件之間的電容性耦合對該耦合器與該 接地平面之間的電容性耦合之比將該旋度從一第一尺 寸增大到一第二尺寸。 4. 如申請專利範圍第3項所述之天線系統，其進一步包括 電氣耦接到該饋源之一預定匹配網路，該預定匹配網路 受組配以移動該史密斯圖上之一旋度之位置，使得該旋 44 M417670 100.08.03.第 99217389 號修正頁 度之一大部分位於標準駐波比（SWR)為3之一圓内。 5. 如申請專利範圍第4項所述之天線系統，其進一步包含 位於該主體與該接地平面之間的一離散電感器。 6. 如申請專利範圍第4項所述之天線系統，其中該預定匹 配網路是與該饋源串聯之一電感器或一電容器中之一個。 7. —種天線系統，其包含： 具有一槽孔之一電路板中之一接地平面，該槽孔具 有一第一長度，該槽孔具有一第一及第二相對的邊沿， 該槽孔受組配以提供該槽孔兩側之一電容性耦合； 一饋源，其從該第一邊沿延伸到該第二邊沿且受組 配以接收來自一收發器之一信號； 具有一支撐臂及一主體之一共振元件，該支撐臂電 氣耦接到該接地平面且該主體遭定位使得電容性地耦 接到在與該第二邊沿對準之該槽孔之一側之接地平 面，其令該槽孔受組配使得在操作中，自該饋源回到該 收發器之一信號電流路徑在一第一方向上沿著該第二 邊沿移動且在一第二方向上沿著該第二邊沿移動。 8. 如申請專利範圍第7項所述之天線系統，其中該接地平 面是一電路板之一部分且該槽孔延伸穿過該電路板，其 中該槽孔界定在該槽孔之一側上之該電路板之一第一 部分及在該槽孔之該第二側上之一第二部分。 9. 如申請專利範圍第8項所述之天線系統，其中該共振元 件遭支撐在該電路板之該第一部分上且該共振元件延 伸越過該槽孔。 45 M417670 100.08.03.第 99217389 號修正頁 10. 如申請專利範圍第8項所述之天線系統，其中該第一部 分是一主要部分且該第二部分是一指部部分且該共振 元件附接到該指部部分且該共振元件在該接地平面之 該指部部分上延伸。 11. 如申請專利範圍第7項所述之天線系統，其中該槽孔大 體上呈U形。 12. 如申請專利範圍第7項之天線系統，其進一步包含串聯 在該接地平面與該共振元件之該主體之間的一離散電 感器。 13 ·如申請專利範圍第7項所述之天線系統，其進一步包含 與該饋源電氣通訊之一匹配網路，在操作中，該匹配網 路受組配以使該饋源之一阻抗與一相應的收發器匹配 使得在一頻率範圍中提供小於3之一駐波比（SWR)。 14. 如申請專利範圍第13項所述之天線系統，其中該匹配網 路由與該饋源串聯之一電感器或電容器中之一個提供。 15. 如申請專利範圍第8項所述之天線系統，其中該電路板 之一邊沿部分包括一槽口，該共振元件附接到該電路板 之一主要部分且該共振元件之一部分與該槽口對準。 16. 如申請專利範圍第7項所述之天線系統，其中該共振元 件是一第一共振元件，該天線系統進一步包含： 與該接地平面隔開之一耦合器； 與該電路板及該耦合器隔開且具有一第一及第二 主體部分之一第二共振元件，該第二共振元件經由一支 撐部電氣耦接到該接地平面，其中該耦合器受組配以電 46 容性地輕接到該接地平面且耦接到該共振元件，且其中 該共振元件受組配為大約是與該第一共振元件有關之 一期望共振頻率之一波長之一半（1/2);及 電氣耦接到該耦合器且受組配以接收來自該收發 器之一信號之一第二饋源。 17. 如申請專利範圍第16項所述之天線系統，其中該第二共 振元件大體呈L形。 18. 如申請專利範圍第16項所述之天線系統，其中該第一共 振元件受組配以具有在至少300MHz中具有小於3之一 駐波比（S WR)之一頻率響應且該第二共振元件受組配 以在至少100MHz中具有小於3之一SWR。 19. 如申請專利範圍第18項所述之天線系統，其中該第一共 振元件受組配以具有居中於1710MHz與2170MHz之間 之一頻率響應。 20. 如申請專利範圍第19項所述之天線系統，其中該第二共 振元件受組配以具有居中於820MHz與960MHz之間之 一頻率響應。