[发明专利]用于手持式设备的可调谐天线

说明书

本申请是申请日为2007年6月14日、申请号为200780032756.2、发明名称为“用于手持式设备的可调谐天线”的发明专利申请的分案申请。

本申请要求2006年9月5日提交的美国专利申请No.11/516,433的优先权。

技术领域

本发明涉及天线，尤其涉及在无线手持式电子设备中使用的紧凑型可调谐天线。

背景技术

诸如手机之类的无线手持式设备包含天线。随着集成电路技术的进步，手持式设备的尺寸一直在缩小。因此需要小天线。

用于手持式设备的典型天线是由金属辐射单元形成的。辐射单元可通过在电路板衬底上形成金属层图案来制作，或者可使用箔片冲压工艺（foil stamping process）而由薄金属片形成。这些技术可用于生产符合紧凑型手持式设备的严格限制的天线。

现在的手持式电子设备往往需要工作在若干不同通信频带上。例如，使用普通的全球移动通信系统（GSM）通信标准的四频带手机需要工作在四个不同频率（850MHz、900MHz、1800MHz和1900MHz）。

虽然期望多频带工作，但是难以设计在宽频率范围上工作得令人满意的紧凑型天线。这是因为小天线的辐射单元的尺寸小，因此小天线趋于工作在窄频率范围上。

已经开发了具有可调谐容性负载（capacitive loading）的天线，以尝试解决对紧凑型多频带天线的需求。通过改变应用到辐射单元的容性负载量，可以调节天线的谐振频率。这使得具有相对窄的频率范围的天线被充分调谐以覆盖多于一个频带。

置于这种类型的天线上的可调节容性负载会引起不想要的功耗。结果，容性调谐的天线趋于表现出并非最佳的效率。

希望能够提供用于改进手持式电子设备的可调谐天线的性能的途径。

发明内容

根据本发明，提供了可调谐多端口天线。还提供了使用可调谐多端口天线的手持式设备、以及用于校准和使用可调谐多端口天线的方法。

可调谐多端口天线可具有接地端子和多个馈电端子。每个馈电端子可与接地端子一起使用以形成单独的天线端口。通过选择在给定时刻哪个天线端口是活动的，天线的工作频率可被调谐。

可调谐多端口天线包括辐射单元。辐射单元可以例如通过箔片冲压工艺或通过在诸如印制电路板或柔性电路之类的衬底上形成传导层图案而形成。每个辐射单元可在基本频率范围谐振。可选择辐射单元的尺寸以使得天线的基本工作频率范围与至少一个通信频带对准。如果需要，辐射单元还可用于一个或多个谐频范围。

辐射单元可耦接到其上安装有用于手持式电子设备的电子部件的印制电路板。印制电路板可包括将所述部件连接到天线的地和馈电端子的传导迹线（trace）。诸如弹簧和弹簧加载的引脚之类的电连接结构可用于将印制电路板上的传导迹线电连接到辐射单元的地和馈源。

手持式电子设备可包含射频收发器和开关电路。射频收发器可具有输入-输出路径，所述输入-输出路径用于发送和接收与不同通信频带相关联的信号。开关电路可选择性地将所述输入-输出路径连接到天线的端口。在手持式电子设备工作期间，设备上的控制电路可指示开关电路激活所期望的一个天线端口。通过选择哪个天线端口被激活，控制电路可调谐所述天线，以使得一个或多个天线的工作频率范围与一个或多个所期望的通信频带对准。

因为天线可被调谐，所以没必要增大辐射单元的尺寸以加大辐射单元的谐振频率的带宽。这使得可以利用小的封装（footprint）来实现天线。在辐射单元中使用多个馈源使得能够进行调谐而无需使用可调节的容性负载，这减小了无功（reactive）天线损耗并提高了天线效率。

通过附图和下面对优选实施例的详细描述，本发明进一步的特点、其性质和各种优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是根据本发明的安装有多端口天线的示意性电路板的透视图。

图2是根据本发明的曲线图，其中已经按照频率绘出了图1中的天线的回波损耗。

图3是根据本发明的包含可调谐天线的示意性手持式设备的示意图。

图4－14是根据本发明的具有可被选择以进行调谐的多个馈源的示意性天线辐射单元的图。

图15是根据本发明的示意性印制电路板的侧视图，其示出了可如何利用通道(via)来连接印制电路板的上表面和下表面以形成用于图1所示类型的天线的接地平面。