[發明專利]用于無線通信的改進倒F形天線

有效

• 申請號: 200780010793.3
• 申請日: 2007-03-28
• 公開（公告）號: CN101443957A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: J·W·金;K·S·韓;V·拉克特揚斯基;O·蘇力馬
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q3/24;H01Q21/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 王 英

相關申請

本申請要求2006年3月28日遞交的，發明名稱為“Modified Inverted-F?Antenna?for?Wireless?Communication”的第60/786,896號臨時申請 的優先權。

技術領域

本發明的實施例涉及用于無線通信系統的無線電天線。具體而言， 本發明的實施例涉及用于無線寬帶通信系統和蜂窩無線通信系統用戶單元 的低成本、緊湊型印刷電路板(PCB)天線。

背景技術

眾所周知，可以用天線來收發特定頻率的電磁輻射來傳遞信號。也 就是說，通常將天線設計成在一個載頻范圍內收發信號。天線是所有無線 通信設備的一個關鍵部分。一般情況下，天線要在尺寸、效率、工作頻帶 和制造成本方面滿足非常苛刻的要求。天線常常處于狹窄的空間內，這一 點決定了天線的選擇范圍，這個范圍可能是印刷單極天線、L形天線、平面 倒F形天線、印刷盤形天線或貼片天線。

印刷天線尺寸小，常常是工作波長的四分之一，這是天線設計中使 用接地板帶來的結果。感應電流形成接地板上輻射單元的鏡像。最終，天 線的有效尺寸應該包括上面有感應電流主要部分的一部分接地板。另一方 面，感應電流對天線周圍放置的任何導電元件都非常敏感。提高印刷天線 性能的常用方法是讓天線遠離設備的所有導電組件。在3GHz頻帶中天線 和射頻組件之間的最小安全距離等于大約1厘米。破壞這一規則會導致天 線和傳輸線之間出現明顯的阻抗失配，效率損失和諧振頻率偏移。

嚴重影響天線性能的另一個因素是通信設備的塑料外殼。塑料外殼 顯著地影響天線的輻射效率。然而，為了使設備最小，設計人員實際上不 會在印刷電路板和塑料蓋之間留下多少空間。

上面描述的所有因素使得天線設計程序極其復雜和困難。在每種特 定情形下，不僅應當將印刷電路板的尺寸和射頻(RF)組件的位置考慮在 內，還要將設備塑料體形狀和材料介電常數考慮在內。可能還需要考慮天 線的其它設計條件，例如成本、便攜性，并且有可能要考慮是否美觀。這 些設計因素都與要投放市場銷售給廣大消費者的便攜式無線通信設備密切 相關。此外，便攜式無線通信設備的尺寸或形狀給天線設計提出了獨特的 挑戰。另外，對于無線通信設備和系統，消費者希望獲得更好的便攜性能， 更高的數據帶寬和更好的信號質量。

附圖說明

通過以下說明并參考附圖，能夠最好地理解本發明的實施例。這些 附圖用于說明本發明的實施例。在這些附圖中：

圖1A是印刷電路板一個角落處改進倒F形天線的第一實施例的頂 視圖；

圖1B是印刷電路板一個角落處改進倒F形天線的第二實施例的頂 視圖；

圖1C是圖1A～1B所示接地共面波導的剖視圖；

圖2A是印刷電路板一個角落處改進倒F形天線的第三實施例的頂 視圖；

圖2B是改進倒F形天線第三實施例沿著輻射臂(stub)的剖視圖；

圖2C是印刷電路板一個角落處改進倒F形天線的第四實施例的頂 視圖；

圖2D是印刷電路板一個角落處改進倒F形天線的第五實施例的頂 視圖；

圖3A是沿著印刷電路板一個邊緣的改進倒F形天線的第六實施例 的頂視圖；

圖3B是改進倒F形天線第六實施例沿著輻射臂(stub)的剖視圖；

圖3C是沿著印刷電路板一個邊緣的改進倒F形天線的第七實施例 的頂視圖；

圖4是沿著印刷電路板一個邊緣的改進倒F形天線的第八實施例的 頂視圖；

圖5是印刷電路板的一些角落里一對改進倒F形天線的頂視圖，這 一對天線具有接地共面波導饋線，用于CardBus應用；

圖6是從接地板突出，具有接地共面波導饋線的四個改進倒F形天 線的線天線陣列；

圖7是一個高級框圖，其中包括圖5的天線設計和使用開關分集技 術的系統；

圖8是一個高級框圖，其中包括圖5的天線設計和使用2×2MIMO 技術的系統；

圖9說明例如如圖5所示用于CardBus印刷電路板的改進倒F形天 線的返回損耗；

圖10是圖5所示CardBus改進倒F形天線在水平面內的遠場輻射 方向圖；

圖11是圖5所示CardBus改進倒F形天線在垂直面內的遠場輻射 方向圖；