[發明專利]具有多個天線和至少一個寄生元件的寬帶天線系統

有效

• 申請號: 201280034679.5
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN103650239B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: G·史;A·M-T·特蘭;E·M·瓦維奇
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H01Q1/24
• 分類號: H01Q1/24;H01Q1/52;H01Q9/42;H01Q5/25;H01Q5/371
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 周敏

背景

I.領域

本公開一般涉及通信，尤其涉及用于無線設備的天線系統。

II.背景

無線設備（例如，蜂窩電話或智能電話）可包括耦合至天線以支持雙向通信的發射機和接收機。對于數據傳送，發射機可用數據來調制射頻（RF）載波信號以獲得經調制信號，放大經調制信號以獲得具有恰當信號電平的發射（TX）信號，并經由天線將該TX信號發射到基站。對于數據接收，接收機可經由天線獲得接收（RX）信號并且可調理和處理該RX信號以恢復由基站發送的數據。

無線設備可包括耦合至多個天線的多個發射機和/或多個接收機以改善性能。例如，多個發射機可經由多個天線同時發射多個信號以針對不同功能（例如，語音和數據）發送多個傳輸、達成發射分集、支持多輸入多輸出（MIMO）傳輸，等等。多個接收機也可同時從多個天線接收多個信號以恢復針對不同功能發送的傳輸、達成接收分集、支持MIMO傳輸，等等。對于數據發射和數據接收兩者而言，使用多個天線均可改善性能。

由于各種原因，在無線設備上設計和構建多個天線會是有挑戰的。首先，無線設備可能是便攜式的并具有較小的大小，因此將多個天線安裝在無線設備中可能因小形狀因子而具有挑戰性。其次，關于所有天線都獲得良好性能會是有挑戰的。第三，在無線設備內的多個天線之間獲得期望的隔離會是有挑戰的。

附圖簡要說明

圖1示出無線設備與多個無線系統通信。

圖2示出該無線設備的框圖。

圖3示出具有兩個天線和一個寄生元件的寬帶天線系統的透視圖。

圖4A和4B示出天線載體上的寬帶天線系統的兩個透視圖。

圖5A、5B和5C示出天線載體上的寬帶天線系統的正視圖、后視圖、以及側視圖。

圖6A到6D示出寄生元件的4種示例性設計。

圖7A和7B分別示出對于低頻帶和高頻帶而言，寬帶天線系統中的兩個天線的效率。

圖8示出用于在寬帶天線系統中形成天線的過程。

圖9示出用于在寬帶天線系統中使用天線的過程。

詳細描述

以下闡述的詳細描述旨在作為本公開的示例性設計的描述，而無意表示可在其中實踐本公開的僅有設計。術語“示例性”在本文中用于表示“用作示例、實例或解說”。本文中描述為“示例性”的任何設計不必被解釋為優于或勝過其他設計。本詳細描述包括具體細節以提供對本公開的示例性設計的透徹理解。對于本領域技術人員將明顯的是，沒有這些具體細節也可實踐本文描述的示例性設計。在一些實例中，公知的結構和器件以框圖形式示出以免湮沒本文中給出的示例性設計的新穎性。

本文中描述了具有多個天線和至少一個寄生元件的寬帶天線系統。該寬帶天線系統可用于各種電子設備，諸如無線設備（例如，蜂窩電話、智能電話、無線調制解調器等）、平板計算機、個人數字助理（PDA）、手持式設備、膝上型計算機、智能本、上網本、無繩電話、無線本地環路（WLL）站、藍牙設備、消費者電子設備、等等。為清楚起見，以下描述對無線設備使用寬帶天線系統。

圖1示出能夠與多個無線通信系統120和122通信的無線設備110。無線系統120可以是碼分多址（CDMA）系統，其可實現寬帶CDMA（WCDMA）、cdma2000、或某種其他版本的CDMA。無線系統122可以是全球移動通信系統（GSM）系統、長期演進（LTE）系統、無線局域網（WLAN）系統等。出于簡化起見，圖1示出了無線系統120包括一個基站130和一個移動交換中心（MSC）140，而系統122包括一個基站132和一個無線電網絡控制器（RNC）。一般而言，每個系統可包括任何數目的基站以及任何網絡實體集合。

無線設備110也可被稱為用戶裝備（UE）、移動站、終端、接入終端、訂戶單元、站等。無線設備110可裝備有任何數目的天線。在示例性設計中，無線設備110包括兩個天線。多個天線可被用來同時支持多個服務（例如，語音和數據）、用以提供對抗有害路徑效應（例如，衰落、多徑、和干擾）的分集、用以支持MIMO傳輸以增大數據率、和/或用以獲得其他益處。無線設備110可以能夠與無線系統120和/或122通信。無線設備110還可以能夠接收來自廣播站（例如，廣播站134）的信號。無線設備110還可以能夠接收來自一個或多個全球導航衛星系統（GNSS）中的衛星（例如，衛星150）的信號。