[發明專利]用于轉換射頻能量的天線系統及方法

有效

• 申請號: 201980013273.0
• 申請日: 2019-02-16
• 公開（公告）號: CN111758184B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: G·石;Y·J·宋;A·M-T·特蘭;M·A·塔索吉;E·懷維克;J·澤加拉;C·J·威爾伯;N·布恩斯;J·法布里加·桑切斯
• 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;H01Q9/42;H01Q21/28;H01Q5/378
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 閆昊

一種用于轉換射頻能量的天線系統，包括：第一天線子系統，其包括多個輻射器和接地導體，多個輻射器中的每個輻射器的尺寸和形狀被設計成在第一無線信號與第一電流信號之間轉換毫米波能量；第二天線子系統，其包括第一輻射器，該第一輻射器配置為在第二無線信號與第二電流信號之間轉換sub?6 GHz能量，其中第一輻射器包括接地導體。

背景技術

無線通信裝置越來越流行并且越來越復雜。例如，移動電信裝置已經從簡單的電話發展到具有多種通信功能(例如，多種蜂窩通信協議、Wi-Fi、和其他短距離通信協議)的智能電話、超級計算處理器、攝相機等。通信裝置具有天線以支持在一定頻率范圍內的通信。

通常期望具有多種通信技術，例如用于同時啟用多種通信協議和 /或提供不同的通信能力。例如，隨著無線通信技術從4G進化到5G 或不同的無線局域網(WLAN)標準，例如移動通信裝置可以配置為使用不同頻率進行通信，包括經常用于4G和一些WLAN通信的低于6GHz的頻率以及用于5G和一些WLAN通信的毫米波頻率(例如，高于23GHz)。然而，使用不同頻率進行通信可能是困難的，尤其是使用具有小形狀因數的移動無線通信裝置時。

發明內容

用于轉換射頻能量的示例性天線系統包括：第一天線子系統，其包括多個輻射器和接地導體，多個輻射器中的每個輻射器的尺寸和形狀設計成在第一無線信號與第一電流信號之間轉換毫米波能量；第二天線子系統，包括第一輻射器，第一輻射器配置為在第二無線信號與第二電流信號之間轉換sub-6GHz能量，其中第一輻射器包括接地導體。

這樣的天線系統的實現可以包括以下特征中的一個或多個。第一輻射器還包括與接地導體物理分離的導電部分，該導電部分包括第一部段和第二部段，并且第一部段與接地導體物理分離的距離小于覆蓋接地導體的至少一個邊緣的大部分的sub-6GHz能量的波長的二十分之一。第一部段包括單極曲折線，其布置在覆蓋接地導體大部分周界的sub-6GHz能量波長的二十分之一之內，以寄生或電容形式將sub-6GHz能量耦合在接地導體與曲折線之間。接地導體是具有兩個長邊，第一寬邊和第二寬邊的矩形，并且曲折線布置在覆蓋兩個長邊中的每一個長邊的大部分、以及第一寬邊的大部分的 sub-6GHz能量波長的二十分之一之內。接地導體是平面的，多個輻射器在垂直于接地導體的平面的方向上與接地導體重疊，并且第二部段在垂直于接地導體的平面的方向上不與接地導體重疊。第一部段包括第一單極部分，第二部段包括第二單極部分，天線系統還包括通信耦合至第二單極部分的孔徑調諧器。

同樣或替代地，這種天線系統的實施方式可以包括以下特征中的一個或多個。第二個天線子系統定義一開口，來自接地導體的毫米波能量和sub-6GHz能量可以無線地穿過該開口。接地導體的長度是四分之一的sub-6GHz能量波長±該波長的10％的奇數倍。該天線系統還包括顯示器，并且第一天線子系統和第二天線子系統延伸到顯示器的周界外不超過10mm。第一天線子系統和第二天線子系統被并置，其中第一天線子系統布置在由第二天線子系統界定的空間內。 sub-6GHz能量是第一能量，并且具有低于6GHz的一個或多個第一頻率，第二天線子系統還包括第一單極部分和第二單極部分，并且第一單極部分和第二單極部分配置為組合地輻射具有低于6GHz的一個或多個第二頻率的第二能量。一個或多個第二頻率在700MHz 至960MHz之間和/或在1.7GHz至2.7GHz之間，并且一個或多個第一頻率在1.25GHz至1.7GHz之間。

同樣或替代地，這種天線系統的實施方式可以包括以下特征中的一個或多個。第二天線子系統包括電耦合至接地導體的饋送部。接地導體是第一接地導體，天線系統還包括印刷電路板，該印刷電路板包括第二接地導體，并且第一接地導體電連接至第二接地導體。天線系統布置在移動裝置內，并且第一接地導體是矩形的，并且經由該移動裝置的導電邊沿或框架連接至第二接地導體。天線系統布置在包括邊沿的移動裝置內，并且第一天線子系統布置在由邊沿提供的間隙中。第一天線子系統在間隙的至少一端處與邊沿物理分開。