[发明专利]具有多个平板导体的多频段天线系统

说明书

技术领域

本发明总的涉及天线系统，并且更具体地涉及结合了多个平板导体的多频段(multi-band)天线系统。

背景技术

天线通常用于电信号和电磁波之间的能量转换，该电信号主要包含在电导体中，该电磁波可主要在电导体外传播。在很多设备中，天线包括一个或多个专用分离元件，例如一个或多个导体，所述一个或多个导体具体被适配为在一个或多个期望频率辐射和接收电磁波。

传统上，天线经常结合诸如残端(stub)或鞭状(whip)的结构，该结构扩展超出设备的其余部分的边界。然而，最近，在出于美观原因的至少一些实例中，更多地将天线放置在设备内部和/或设备的其余部分的边界内。美观和可用性偏好也正进一步影响其它方面的设计，包括电话的整体大小和形状，电话正趋向于为更小的设备。功能性的增强(这往往需要包括附加元件以支持增加的功能性)也保持相当一致的趋势。

在一些实例中，这些考虑正影响制造电话时所使用的材料的类型。例如，在壳体的构造中正日益增加地使用金属材料以保持结构的完整性，同时最小化提供期望的结构完整性所需的材料量及由此所得的体积，这反过来有助于解决与日益减小的设备相关的一些空间约束。更多地使用金属壳体材料还可进一步增强设备的美感。

然而，这些变化中的一些会对相关天线系统的必要和/或期望的性能特性产生影响。例如，增加的功能性可导致需要支持大量频率和/或频带的天线系统。另外，更多地使用金属材料(即传导材料)作为外壳体的一部分会影响从设备内部始发的信号被传播到设备外部的能力。

另外，随着设备整体尺寸的减小，对期望符合设备的外部尺寸限制的任何传导元件进行对应的尺寸限制，所述传导元件用于支持无线传送的信号的发射或接收，该无线传送的信号的形式是无线电频率电磁波。

本发明人已经认识到可单独或与其它传导元件一起来使用可传导的金属壳体元件，以支持电磁波信号的期望发射和接收，由此在设备中腾出空间，不然该空间要支持对天线系统中所使用的专用分离传导元件的定位和放置，因此该空间被腾出以用来对支持其它功能的元件进行定位和放置。

另外，将金属壳体的部分结合为天线的一部分，使得壳体的相应部分能够用来辐射或接收电磁波信号，而不是作为可能抑制这类信号的发射或接收的电磁屏蔽。另外，本发明人已开发出用于调谐结合了平板导体的天线的方法，以使得更好地支持期望的频率范围，同时允许工业设计者在设计包括壳体的设备的各种尺寸时具有自由度，其中可以至少部分地由金属壳体元件形成所述平板导体。

发明内容

本发明提供了被适配为操作于一个或多个频带内的天线。天线包括具有表面的第一平板导体和第二平板导体，第二平板导体具有紧密接近第一平板导体的表面并且与其至少部分重叠的表面，其中第一平板导体和第二平板导体容性地相互作用。第一平板导体和第二平板导体每个都具有一个或多个对应的边缘，每个边缘都具有电长度。通过一个或多个局部复阻抗来修改第一平板导体和第二平板导体中的至少一个的至少一个相应边缘的电长度。接近相应边缘将一个或多个复阻抗耦合到第一平板导体和第二平板导体中的至少一个。第一和第二平板导体的每个都具有被适配为接收差分信号的相应馈电点。

本发明还提供了包括天线和一个或多个信号发生器的无线通信设备。天线适于操作在一个或多个频带内，并且包括具有表面的第一平板导体、具有表面的第二平板导体，该第二平板导体具有与第一平板导体的表面紧密接近并且与其至少部分重叠的表面，其中第一平板导体和第二平板导体容性地相互作用，和与第一和第二平板导体中的每个相关联的一个或多个相应馈电点，该一个或多个馈电点适于接收差分信号。第一平板导体和第二平板导体中的至少一个形成无线通信设备的外壳体的至少一部分。无线通信设备还包括一个或多个信号发生器，该信号发生器将差分馈电提供给天线的一个或多个馈电点。

本发明还提供了一种无线通信设备，该无线通信设备包括天线，该天线适于操作在一个或多个频带内。天线有具有表面的第一平板导体，和第二平板导体，第二平板导体具有紧密接近第一平板导体的表面的表面。第一和第二平板导体中的每个都具有被适配为接收差分信号的一个或多个相应馈电点。无线通信设备另外包括衬底，该衬底具有位于第一平板导体与第二平板导体之间的一个或多个传导通路，其中每个传导通路包括电感长度以及一个或多个电容器，所述电容器桥接电感长度的部分，它们被共同调谐为在第一平板导体与第二平板导体之间传送具有一个或多个对应预定频率的信号。