專利名稱：構(gòu)造為用于低頻應(yīng)用的天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般性地涉及無線通信和裝置領(lǐng)域，更詳細(xì)地，涉及被構(gòu)造用于低頻應(yīng)用 的天線的設(shè)計。
背景技術(shù)：
由于新一代的手機及其他無線通信裝置變得更小并且嵌入有越來越多的應(yīng)用，因 此需要新的天線設(shè)計來為這些裝置的固有限制提供解決方案。利用傳統(tǒng)的天線結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生 在特定的射頻并具有特定的帶寬的諧振天線結(jié)構(gòu)需要一定的體積。在多帶應(yīng)用中，可能需 要一個以上的這種諧振天線結(jié)構(gòu)。隨著新一代的無線裝置的出現(xiàn)，為了減少裝置的尺寸并 提高它們的性能，這種傳統(tǒng)的天線結(jié)構(gòu)需要考慮到波束轉(zhuǎn)換、波束轉(zhuǎn)向、空間或極化天線分 集、阻抗匹配、頻率轉(zhuǎn)換、模式轉(zhuǎn)換等。 此外，無線裝置正經(jīng)歷與其他移動電子裝置的趨同。歸因于數(shù)據(jù)傳輸率以及處理 器和存儲器資源的增加，可以在典型地在無線裝置上提供已經(jīng)為更多傳統(tǒng)的電子裝置保留 的眾多產(chǎn)品和服務(wù)。例如，現(xiàn)代的移動通信裝置可以配備為接收廣播電視信號。與更傳統(tǒng) 的例如800/900Mhz和1800/1900Mhz的蜂窩式通信頻率相比，這些信號趨向以200-700Mhz 非常低的頻率傳播。現(xiàn)有的移動裝置天線設(shè)計存在的一個問題是它們在這樣低的頻率下不 易被激勵。本發(fā)明致力于配備為在相對低的頻率激發(fā)以支持低頻應(yīng)用的天線設(shè)計的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括裝置的一個或多個實施例，該裝置包括被配備為支持低頻應(yīng)用的天 線。在一個實施例中，該裝置包括導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)在當(dāng)用戶握住裝置時意欲與裝置的 用戶接觸的區(qū)域中。天線被耦接至導(dǎo)電結(jié)構(gòu)以使導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和用戶在裝置正被使用時成為天 線元件的部分。天線元件能夠通過直接的電連接被耦接至導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，導(dǎo) 體將裝置的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)連接至天線元件。導(dǎo)體能夠被構(gòu)造成多種形式，諸如導(dǎo)電的配線、導(dǎo)電 墊片等。用戶能夠通過導(dǎo)電結(jié)構(gòu)直接或者間接地耦接至天線。舉例來說，用戶能夠直接接 觸導(dǎo)電結(jié)構(gòu)或者能夠被電容耦合至導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。 此外，除導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之外或者代替導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，天線也可以被耦接至有源元件，其中有 源元件用作提高天線的自由空間操作的效率。有源元件可以包括集成在低噪聲放大器板上 的低噪聲放大器。有源元件也可包括接地引腳和用于驅(qū)動有源元件的電源引腳。此外，有 源元件可以至少部分地由中空的支撐結(jié)構(gòu)圍繞或者從中空的支撐結(jié)構(gòu)中凸出。纏繞中空的 支撐結(jié)構(gòu)的螺旋形天線線圈電耦接至有源元件。 各種天線設(shè)計和構(gòu)造可以用于本發(fā)明的實施例。舉例來說，天線元件可以包括多個部，多個部被耦接以界定電容性負(fù)載的偶極子天線。天線還可以包括至少一個主動控制 元件，其中該至少一個控制元件電耦接至一個或多個部。多個部中的一個或多個可以限定 電容性區(qū)域，其中至少一個控制元件通常被布置在電容性區(qū)域中。多個部中的一個或多個 可以限定電感性區(qū)域，其中至少一個控制元件通常被布置在電感性區(qū)域中。多個部中的一 個或多個可以限定饋電區(qū)域，其中至少一個控制元件通常被布置在饋電區(qū)域中。
多個部可以包括頂部、中部和底部，其中頂部被耦接至底部，底部被耦接至中部， 中部通常被布置在頂部和底部之間。頂部和中部可以限定電容性區(qū)域，中部和底部可以限 定電感性區(qū)域。 一個或多個控制元件可以被布置在電容性區(qū)域和/或電感性區(qū)域中?？?制元件可以被耦接至頂部和中部，中部和底部，和/或頂部和底部?？刂圃梢园ㄩ_ 關(guān)，可以呈現(xiàn)主動的電容或者電感特性，可以包括諸如FET裝置的晶體管裝置，或可以包括 MEMs裝置。裝置可以進一步包括無線通信裝置、饋電點和接地點，其中無線通信裝置通過饋 電點和接地點被耦接至天線。 在一個實施例中，天線包括接地平面，具有在接地平面之上通?？v向地延伸的第 一長度并具有在第一位置電連接至接地平面的第一端的第一導(dǎo)體，具有在接地平面之上通 ?？v向地延伸的第二長度的第二導(dǎo)體，第二導(dǎo)體具有在第二位置電連接至接地平面的第一 端，耦接至第一導(dǎo)體的天線饋電和第一有源組件，第一有源組件包括控制輸入，其中至控制 輸入的輸入使天線的特性能夠被構(gòu)造。第一和第二導(dǎo)體可以重疊以形成間隙，其中第一有 源組件被布置在間隙中。第一導(dǎo)體或第二導(dǎo)體可以包括第一有源組件。第一有源組件可以 被布置在第二導(dǎo)體和接地平面之間、第一導(dǎo)體和接地平面之間或者饋電和接地平面之間。 天線可以進一步包括耦接至饋電的第一短截線。第一短截線可以包括第一有源組件。第一 有源組件也可以被布置在第一短截線和接地平面之間。天線可以進一步包括第二短截線和 第二有源組件，其中第一短截線包括第一有源組件，并且其中第二有源組件被耦接在第二 短截線和接地平面之間。 在另一個實施例中，天線可以包括具有第一側(cè)和第二側(cè)的接地平面，第一電容性 負(fù)載的偶極子天線，和第二電容性負(fù)載的偶極子天線，其中第一天線被耦接至接地平面的 第一側(cè)，第二天線被耦接至接地平面的第二側(cè)。天線可以進一步包括第一有源組件和第二 有源組件，第一有源組件包括第一控制輸入，其中至第一控制輸入的輸入使第一天線的特 性能夠被構(gòu)造，第二有源組件包括第二控制輸入，其中至第二控制輸入的輸入使第二天線 的特性能夠被構(gòu)造。 在一個實施例中，電容性負(fù)載的偶極子天線可以包括用于主動地控制天線的特性 的控制手段。用于主動地控制電容性負(fù)載的偶極子天線的特性的方法的一個實施例可以包 括提供電容性負(fù)載的偶極子天線，提供被耦接至天線的控制元件，提供至控制元件的輸入， 以及用輸入控制天線的特性。 在另一個實施例中，天線包括一個或多個天線特性，接地部，耦接至接地部并與接 地部呈相對關(guān)系布置的導(dǎo)體，以及耦接至天線以使一個或多個天線特性能夠被主動重構(gòu)的 控制部。導(dǎo)體可以包括多個導(dǎo)體部，控制部可以被耦接在兩個導(dǎo)體部之間。導(dǎo)體可以包括 多個導(dǎo)體部，其中導(dǎo)體部限定一個或多個間隙，并且其中控制部被布置在由兩個導(dǎo)體部限 定的間隙中。控制部可以被布置在由接地部和導(dǎo)體限定的間隙中，并且控制部可以被耦接 至接地部和導(dǎo)體。天線可以進一步包括短截線，其中短截線包括一個或多個短截線部，并且其中至少一個短截線部被耦接至導(dǎo)體部。控制部的第一端可以被耦接至一個短截線部，控制部的第二端可以被耦接至第二短截線部、接地部或?qū)w。導(dǎo)體可以包括多個導(dǎo)體部，控制部可以被耦接在兩個導(dǎo)體部之間。接地部和多個導(dǎo)體部可以被耦接以界定電容性耦接的磁偶極子天線。短截線可以被布置在接地部上，或者接地部和導(dǎo)體之間。天線可以包括多帶天線。 在又一個實施例中，天線元件包括至少一個有效地連接到印刷電路板(PCB)的天線線圈，其中至少一個天線線圈的長度和間距允許天線元件的工作頻率和效率被調(diào)節(jié)。天線元件也可以包括經(jīng)由電感組件或有源元件彼此有效地連接的多個天線線圈，借此增加電感性和/或有效的電長度。電感組件和有源元件可以分別用作濾波器和開啟/關(guān)閉開關(guān)，以允許將天線元件調(diào)諧至期望的頻率，特別地，在低頻應(yīng)用中使用的那些頻率。多個天線線圈也可以以適合于極化分集和頻率帶控制的各種正交構(gòu)造被彼此有效地連接。另外，一個或多個天線線圈可以與諸如磁偶極子天線的現(xiàn)有天線元件一起使用。
其它的實施例也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，僅由隨后的權(quán)利要求限制。


圖1A-D圖解根據(jù)本發(fā)明的移動裝置的實施例。 圖2A、2B和2C圖解圖1A_D的裝置的天線和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間的各種耦接。
圖3圖解電容性負(fù)載的磁偶極子的一個實施例的三維視圖。
圖4圖解電容性負(fù)載的磁偶極子的一個實施例的側(cè)視圖。 圖5A、5B、6A、6B、6C、7A和7B圖解包括控制元件的電容性負(fù)載的磁偶極子的實施例的側(cè)視圖。 圖8A和8B圖解包括電容性區(qū)域和在其上已經(jīng)沿著饋電區(qū)域添加短截線的電感性區(qū)域的電容性負(fù)載的磁偶極子的實施例的三維視圖。 圖9A圖解包括電容性區(qū)域、電感性區(qū)域和沿著其放置控制元件的短截線的電容性負(fù)載的磁偶極子的一個實施例的三維視圖。 圖9B圖解包括電容性區(qū)域、電感性區(qū)域和在其末端放置控制元件的短截線的電容性負(fù)載的磁偶極子的一個實施例的三維視圖。 圖9C圖解包括電容性區(qū)域、電感性區(qū)域和多個具有放置在其上的控制元件的短截線的電容性負(fù)載的磁偶極子的一個實施例的三維視圖。 圖10圖解包括電容性區(qū)域、電感性區(qū)域和短截線的電容性負(fù)載的磁偶極子的一個實施例的視圖。 圖11A圖解每一個輻射單元都包括控制元件的，在接地平面的兩側(cè)上平齊和平行的兩個電容性負(fù)載的磁偶極子的一個實施例的俯視圖。 圖11B圖解每一個輻射單元都包括控制元件的，在接地平面的兩側(cè)上平齊背對背的兩個電容性負(fù)載的磁偶極子的一個實施例的俯視圖。 圖12A圖解背對背的，共用從頂部到底部的連接的兩個電容性負(fù)載的磁偶極子的一個實施例，其中沿著共用的連接的是控制元件。 圖12B圖解共用從頂部到底部的連接的兩個電容性負(fù)載的磁偶極子的一個實施例。
圖13圖解包括共用具有放置在不同區(qū)域的控制元件的公共區(qū)域的多個電容性負(fù)
載的磁偶極子的一個實施例的三維視圖。 圖14A圖解天線的一個實施例的三維視圖。 圖14B圖解天線的一個實施例的側(cè)視圖。 圖14C圖解天線的一個實施例的頂部的仰視圖。 圖15圖解天線和控制部的一個實施例的視圖。 圖16A-B圖解天線和控制部的一個實施例的視圖。 圖17A-D圖解天線和控制部的視圖。 圖18圖解天線和控制部的一個實施例的視圖。 圖19圖解天線和控制部的一個實施例的視圖。 圖20圖解雙帶電容性負(fù)載的磁偶極子天線的諧振頻率。 圖21A-C圖解天線和控制部的一個實施例的視圖。 圖22A-B圖解天線和短截線的一個實施例的視圖。 圖23A-B圖解天線、控制部和短截線的一個實施例的視圖。 圖24A-C圖解天線、控制部和短截線的一個實施例的視圖。 圖25圖解天線、控制部和短截線的一個實施例的立體圖。 圖26圖解具有控制元件的天線的另一個實施例的立體圖。 圖27A-H圖解包括印刷電路板上的導(dǎo)電墊片和跡線的本發(fā)明的各種實施例。 圖28圖解根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的天線的諧振頻率的局部分布圖。 圖29圖解將移動裝置的裝飾部件合并進天線中的本發(fā)明的另一個實施例。 圖30A-30F圖解包括耦接至現(xiàn)有天線的有源元件的本發(fā)明的各種實施例。 圖31圖解與配備通用串行板的裝置一起使用的本發(fā)明的另一個實施例。 圖32A和32B圖解合并有適用于低頻應(yīng)用的天線線圈的本發(fā)明的另一個實施例。 圖33A和33B圖解合并有連同適用于低頻應(yīng)用的多個濾波器組件一起使用的多個
天線線圈的本發(fā)明的又一個實施例。 圖33C顯示其中能夠使用圖33A和33B的多個天線線圈的多頻率環(huán)境的圖形表示。 圖34A和34B圖解合并有用于連同圖32A和32B的天線線圈一起操作的跡線元件的本發(fā)明的進一步實施例。 圖35A和35B圖解合并有圖33A和33B的多個天線線圈，圖34A和34B的跡線元件以及有源元件的本發(fā)明的實施例。 圖36A-36C圖解使用多個天線線圈的正交定向的本發(fā)明的實施例。 圖37A和37B圖解將圖32A和32B的多個天線線圈與現(xiàn)有天線元件集成的本發(fā)明
的另一個實施例。
具體實施例方式
在下面的說明中，為了說明而并非為了限制的目的，細(xì)節(jié)和說明被闡述以提供對本發(fā)明的徹底的了解。然而，本發(fā)明可以在背離這些細(xì)節(jié)和說明的其它的實施例中被實施，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。
在如圖1A到D所示的本發(fā)明的實施例中，諸如移動電話的移動裝置(20)包括導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(30)、液晶顯示器形式的顯示器(32)、小鍵盤(34)、麥克風(fēng)(36)、揚聲器(38)、電池(40)、天線(42)、無線電接口電路(44)、編碼電路(46)、控制器(48)和存儲器(50)。在圖1A和2C所示的實施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(30)包括裝置殼體，在此實例中，裝置殼體包括導(dǎo)電材料，諸如不銹鋼。在本實施例中，在使用裝置(20)時以使得用戶成為天線(42)的一部分的方式，移動裝置(20)的用戶通過握在包括殼體的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(30)上有效地耦接至天線(42)。
在如圖2B所示的另一個實施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(30)可以在殼體內(nèi)。舉例來說，殼體可以包括塑料外殼和能夠被嵌入殼體內(nèi)的諸如金屬板的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。替代地，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(30)可以被固定在殼體的內(nèi)表面上或殼體內(nèi)的另一個區(qū)域中。在本實施方式中，通過握在移動裝置(20)上靠近導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(30)的區(qū)域，用戶通過與導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(30)的電容耦合有效地耦接至天線(42)。用這樣的方式，用戶以與用戶成為過去所謂的"兔耳形"電視天線類似的方式成為天線(42)的部分。 在另一個實施例中，在裝置殼體的外表面上導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(30)可以包括導(dǎo)電墊片。如圖1C、1D和2A所示，導(dǎo)電墊片可以被放置在裝置(20)的表面上的各種位置。圖1C顯示了移動裝置(20)的立體圖，其中導(dǎo)電墊片被放置在裝置(20)的各側(cè)中在握住裝置(20)時用戶的手指經(jīng)常接觸的區(qū)域中。圖1D顯示了圖1C的移動裝置(20)的后視圖。如圖1D所示，導(dǎo)電墊片還可以被放置在裝置(20)的背面上當(dāng)握住裝置(20)時用戶的手掌經(jīng)常接觸的區(qū)域。在本實施例中，當(dāng)裝置(20)被使用時以用戶成為天線(42)的部分的方式，用戶通過與導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(30)(即導(dǎo)電墊片)直接接觸有效地耦接至天線(42)。在一個實施例中，導(dǎo)電墊片可以包括粘著劑或貼膜，粘著劑或貼膜包含諸如金屬接觸墊片的導(dǎo)電材料。在另一個實施例中，導(dǎo)電墊片可以包括嵌入在裝置殼體內(nèi)的暴露的金屬板。 天線42可以以許多種方式被耦接至導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(30)。舉例來說，如圖2A-C所示，導(dǎo)體(52)以配線的形式，可以使天線(42)電連接至導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(30)。 可以被主動地變化或者構(gòu)造的天線的不同實施例可以被使用，實現(xiàn)天線特性最終的小的或大的變化。 一個可構(gòu)造的特性是諧振頻率。在一個實施例中，天線的諧振頻率的頻移能夠被主動地誘發(fā)，舉例來說，以遵循擴展頻譜跳頻(spread spectrum hoppingfrequency)(藍牙、住宅RF等)。除提供增強的低頻性能之外，本發(fā)明的實施例還提供非常小的和高度隔離的天線，該天線一次覆蓋多個信道，具有快速追蹤跳頻的能力，提高總體系統(tǒng)性能。
在一個實施例中，天線配備有可以與特定的用戶、裝置或者操作模式限定的系統(tǒng)聯(lián)系的頻率切換能力。天線特性的主動實時構(gòu)造和優(yōu)化使得模式改變變得方便，舉例來說，當(dāng)從800MHz AMPS/CDMA帶切換至1900MHz CDMA帶或者從800/1900MHz美國帶切換到900/1800MHz GSM歐亞帶時。 在一個實施例中，本發(fā)明包括提供頻率切換解決方案的可構(gòu)造的天線，該天線能夠獨立地或者同時覆蓋多個頻帶。還公開了用于軟件限定裝置的軟件限定天線。該裝置可以包括可以是固定的或移動的無線通信裝置。本發(fā)明的范圍內(nèi)的其它的無線通信裝置的實例包括蜂窩電話、PDA和其他類似的手持裝置。 在被用于無線通信裝置的一個或多個頻帶(450MHz、800MHz、900MHz、1. 575GHz、1.8GHz、1.9GHz、2GHz、2. 5GHz、5GHz)內(nèi)操作的通信裝置和天線也在本發(fā)明的范圍內(nèi)考慮。其它的頻帶也在本發(fā)明的范圍內(nèi)考慮。本發(fā)明的實施例提供優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中的天線傳輸特性，包括輻射功率和信道特性的能力。 在一個或多個實施例中，可以通過提供波束轉(zhuǎn)換、波速轉(zhuǎn)向、空間分集和/或多輸入-多輸出天線設(shè)計來實現(xiàn)信道優(yōu)化。具有可構(gòu)造的輻射圖方向的單個元件的天線或包括多個元件的天線可以實現(xiàn)信道優(yōu)化。不同的接收路徑之間的獨立性是在天線設(shè)計中要被考慮到的重要特性。本發(fā)明提供多個天線之間減少的耦接，減少信道之間的相關(guān)性。
本發(fā)明的天線設(shè)計實施例也可以在考慮輻射功率優(yōu)化時使用。在一個實施例中，一種可以通過優(yōu)化天線匹配和近場輻射特性實時地將天線近場指向或遠(yuǎn)離干擾和吸收器的天線被提供。這在可以與人體(手、頭、髖……)相互作用的手機和其他手持裝置設(shè)計中尤其重要。在一個實施例中，其中一個天線被用在通信裝置中，輸入阻抗可以被主動地優(yōu)化(舉例來說，反射信號的控制)。在一個實施例中，其中裝置包括多個天線，每一個天線可以被主動地和實時地優(yōu)化。 圖3和4分別圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(99)的實施例的三維視圖和側(cè)視圖。在一個實施例中，天線(99)包括頂部(1)、中部(2)和底部(3)。頂部(1)被耦接至底部(3)，底部(3)被耦接至中部(2)。在一個實施例中，頂部(1)通過部(11)被耦接至底部(3)，底部(3)通過部(12)被耦接至中部(2)。在一個實施例中，部(11)和部(12)通常是垂直的部并通常彼此平行，并且部(1)、 (2)和(3)通常是水平的部并通常彼此平行。然而，要理解的是本發(fā)明不限于所圖解的實施例，如在其他的實施例中部(1)、 (2)、 (3)、 (11)和/或(12)可能包括其他的幾何形狀。舉例來說，頂部(1)可以被耦接至底部(3)并且底部(3)可以被耦接至中部(2)以使一個或多個部通常呈非平行和非水平關(guān)系。在使用部(11)和部(12)的實施例中，非平行和/或非垂直的幾何形狀的部(11)和(12)也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在一個實施例中，部(D、(2)、(3)、ai)和(12)可以包括導(dǎo)體。在另一個實施例中，部(1)、 (2)、 (3)、 (11)和(12)可以包括導(dǎo)電的板結(jié)構(gòu)，其中每一個部的板結(jié)構(gòu)沿著一個或多個平面耦接和布置。舉例來說，在圖3和圖4的實施例中，板部沿著垂直于接地平面(6)的平面布置和耦接。在另一個實施例中，板部也可以沿著與接地平面(6)成直角和/或平行的平面布置和耦接。如此，要理解的是天線(99)的各部，以及本文中描述的其它的天線的各部，可以包括其它的幾何形狀和其它的結(jié)構(gòu)并仍然保持在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在一個實施例中，底部(3)在接地點(7)處附接于接地平面(6)，并且通過饋電線(8)給底部(3)供電。圖3和4的天線(99)可以被模造作為LC電路，具有對應(yīng)于橫越通過頂部(1)和中部(2)大體上限定的間隙存在的邊緣電容的電容(C)，如區(qū)域(4)大體上所指示的，并具有對應(yīng)于如區(qū)域(5)大體上指示的并大體上由中部(2)和底部(3)劃界的區(qū)域中存在的電感的電感(L)。參照上文的說明和圖示要理解的是，電容性的區(qū)域(4)中的一個或多個部的幾何關(guān)系可以被利用來實現(xiàn)天線(99)的諧振頻率的大的變化，并且電感性的區(qū)域(5)中的一個或多個部之間的幾何關(guān)系可以被用來實現(xiàn)中等的頻率變化。同時，饋電區(qū)域(9)中的一個或多個部之間的幾何關(guān)系可以被利用來實現(xiàn)小的頻率變化。區(qū)域(4)、(5)和(9)也可以被用于輸入阻抗優(yōu)化。 圖5A圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(98)的一個實施例的側(cè)視圖，其中控制元件(31)通常布置在區(qū)域(4)中。在圖解的實施例中，控制元件(31)的一端電耦接至頂部(l)，另一端電耦接至中部(2)。在一個實施例中，控制元件(31)包括可以呈現(xiàn)開-關(guān)和/或主動可控的電容/電感特性的裝置。在一個實施例中，控制元件(31)可以包括晶體管裝置、FET裝置、MEMs裝置或其他適合的能夠呈現(xiàn)開_關(guān)和/或主動可控的電容/電感特性 的控制元件或電路。已經(jīng)被意識到的是，控制元件(31)以及本文進一步描述的其它控制元 件，可以由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員實施，因此，控制元件(31)在本文中僅就能使本領(lǐng)域技術(shù) 人員實施本發(fā)明所必需的細(xì)節(jié)被描述。在一個實施例中，其中控制元件(31)包括具有開啟 特性的開關(guān)，區(qū)域(4)中的電容被短路，天線可以被關(guān)閉，沒有能量被輻射。在一個實施例 中，其中，舉例來說，通過輸入至在頂部(1)和中部(2)之間的FET裝置或電路的連接的控 制，可以主動地變化控制元件(31)的電容，控制元件(31)將被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解為能夠 與區(qū)域(4)的邊緣電容通常并聯(lián)地動作。已經(jīng)被意識到的是，控制元件(31)的結(jié)果電容和 邊緣電容可以被改變以使得天線(98)的LC特性變化，或者等價地，在寬的頻率范圍內(nèi)改變 天線(98)的諧振頻率。 圖5B圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(97)的一個實施例的側(cè)視圖，其中控制 元件(31)通常布置在區(qū)域(4)中。在圖解的實施例中，控制元件(31)的一端電耦接至頂部 (l)，另一端電耦接至末端部(13)。在一個實施例中，控制元件(31)包括可以呈現(xiàn)開-關(guān)和 /或主動可控的電容/電感特性的裝置。在一個實施例中，控制元件(31)可以包括晶體管 裝置、FET裝置、MEMs裝置或者其它適合的控制元件。在一個實施例中，其中控制元件(31) 使得末端部(13)與頂部(1)電耦接或去耦，舉例來說，如通過開關(guān)的開啟特性，天線(97) 的頂部(1)的長度可以被增加或減少以使區(qū)域(4)中的電容變化以使得天線(97)的諧振 頻率從一個諧振頻率主動變化到另一個諧振頻率。在一個實施例中，其中舉例來說，通過對 FET裝置或電路的控制輸入，可以主動地變化控制元件(31)的電容，控制元件(31)將被本 領(lǐng)域技術(shù)人員理解為能夠與區(qū)域(4)的邊緣電容通常串聯(lián)地動作。已經(jīng)被意識到的是，結(jié) 果電容可以被改變以使得天線(97)的LC特性主動地變化，或者等價地，在寬的頻率范圍內(nèi) 改變天線(97)的諧振頻率。 圖6圖解電容性負(fù)載的磁偶極子天線(96)的側(cè)視圖，其中控制元件(41)通常布 置在區(qū)域(5)中。在圖解的實施例中，控制元件(41)的一端電耦接至底部(3)，另一端電耦 接至中部(2)。在一個實施例中，控制元件(41)包括可以呈現(xiàn)開-關(guān)和/或主動可控的電容 或電感特性的裝置。在一個實施例中，控制元件(41)可以包括晶體管裝置、FET裝置、MEMs 裝置或者其它適合的控制元件或電路。在一個實施例中，其中控制元件(41)呈現(xiàn)開啟特 性，區(qū)域(5)中的電感短路并且天線(96)可以被關(guān)閉。在一個實施例中，舉例來說，通過對 在底部(3)和中部(2)之間連接的裝置或電路的控制輸入，可以主動地變化控制元件(41) 的電感。能夠主動控制電感的裝置或電路的實例在〃 寬帶單片微波主動感應(yīng)器及其對寬 頻帶放大器小型化的應(yīng)用〃 (IEEETrans. Microwave Theory Tech，第36巻，1020頁-1924 頁，1988年12月，S. Hara， T. Tok咖itsu， T. Tanaka和M. Aikawa)中陳述，本文通過引用將 其并入?？刂圃?41)將被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解為能夠作為通常與區(qū)域(5)的電感并聯(lián) 的感應(yīng)器。已經(jīng)被意識到的是，可以改變結(jié)果電感以使得天線(96)的LC特性變化，或者等 價地，在中等的頻率范圍內(nèi)改變天線(96)的諧振頻率。 圖6B圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(95)的一個實施例的側(cè)視圖，其中控制 元件(41)通常布置在區(qū)域(5)中部(11)內(nèi)的斷開處，并且控制元件(41)的一端電耦接至 頂部(l)，另一端電耦接至底部(3)。在一個實施例中，控制元件(41)包括可以呈現(xiàn)開-關(guān) 和/或主動可控的電容或電感特性的裝置。在一個實施例中，控制元件(41)可以包括晶體管裝置、FET裝置、MEMs裝置或者其它適合的控制元件或電路。在一個實施例中，其中控制 元件(41)呈現(xiàn)關(guān)閉特性，已經(jīng)被意識到的是天線(95)的LC特性可以變化以使天線(95) 以比具有呈現(xiàn)開啟特性的控制元件的天線操作的頻率高10倍的頻率操作。在一個實施例 中，控制元件(41)的電感可以被主動地控制，已經(jīng)被意識到的是天線(95)的諧振頻率可以 在窄的帶寬內(nèi)快速地改變。 圖6C圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(94)的一個實施例的側(cè)視圖，其中控制 元件(41)通常布置在區(qū)域(5)中，并且在部(12)內(nèi)的斷開處，控制元件(41)的一端電耦 接至中部(2)，另一端電耦接至底部(3)。在一個實施例中，控制元件(41)包括可以呈現(xiàn) 開-關(guān)和/或主動可控的電容或電感特性的裝置。在一個實施例中，控制元件(41)可以包 括晶體管裝置、FET裝置、MEMs裝置或者其它適合的控制元件或電路。在一個實施例中，其 中控制元件(41)呈現(xiàn)關(guān)閉特性，已經(jīng)被意識到的是天線(94)的LC特性可以變化以使天線 (94)以比具有呈現(xiàn)開啟特性的控制元件的天線操作的頻率高10倍的頻率操作。在一個實 施例中，其中控制元件(41)的電感可以被主動地控制，已經(jīng)被意識到的是天線(94)的諧振 頻率可以在窄的帶寬內(nèi)快速地變化。 圖7A圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(93)的一個實施例的側(cè)視圖，其中控制 元件(51)通常布置在區(qū)域(9)中，并且其一端通常在饋電點(8)處耦接并且另一端沿接地 平面(6)在底部(3)耦接。在一個實施例中，控制元件(51)包括可以呈現(xiàn)開-關(guān)和/或主 動可控的電容或電感特性的裝置。在一個實施例中，控制元件(51)可以包括晶體管裝置、 FET裝置、MEMs裝置或者其它適合的控制元件或電路。在一個實施例中，其中控制元件(51) 呈現(xiàn)開啟特性，天線(93)短路并且天線(93)既不輻射功率也不接收功率。具有呈現(xiàn)關(guān)閉 特性的控制元件，天線(93)可以正常地操作。在一個實施例中，其中控制元件(51)的電感 和/或電容可以被控制，已經(jīng)被意識到的是，可以控制天線的輸入阻抗，以使得為了在天線 的環(huán)境變化的同時維持最好的天線特性的目的，輸入阻抗可以被調(diào)節(jié)。
圖7B圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(92)的另一個實施例的側(cè)視圖，其中控 制元件(51)通常布置在饋電區(qū)域(9)，并且其一端耦接至底部(3)，另一端在接地點處耦 接。在一個實施例中，其中控制元件呈現(xiàn)開啟特性，天線(92)正常地操作，反之當(dāng)控制元件 呈現(xiàn)關(guān)閉特性時，天線作為開路。通過控制控制元件(51)的電感和電容，可以控制天線的 輸入阻抗。在一個實施例中，輸入阻抗可以在天線環(huán)境變化的同時被如此調(diào)節(jié)，以維持最好 的天線特性。 圖8A圖解電容性負(fù)載的磁偶極子天線(91)的一個實施例的三維視圖，該電容性
負(fù)載的磁偶極子天線(91)包括電容性區(qū)域(4)和電感性區(qū)域(5)，并進一步包括電耦接至
饋電線(8)的第一短截線(10)。第一短截線(10)可以被用來增加電容性負(fù)載的磁偶極子
天線(91)的帶寬和/或創(chuàng)建第二諧振以增加天線(91)的總的可用帶寬。 圖8B圖解電容性負(fù)載的磁偶極子天線(90)的另一個實施例的三維視圖，該電容
性負(fù)載的磁偶極子天線(90)包括電容性區(qū)域(4)和電感性區(qū)域(5)，并進一步包括電耦接
至饋電線(8)的第一短截線(IO)，和電耦接至饋電線(8)的第二短截線(13)。 圖9A圖解電容性負(fù)載的磁偶極子天線(89)的實施例的三維視圖，該電容性負(fù)載
的磁偶極子天線(89)包括電容性區(qū)域(4)、電感性區(qū)域(5)和短截線(10)。在一個實施例
中，短截線(10)的電氣連續(xù)性被控制元件(71)的電連接中斷，該控制元件(71)如圖9A所示沿著點(73)和點(74)之間的短截線(10)中的斷開處布置。在一個實施例中，控制元件 (71)包括可以呈現(xiàn)開-關(guān)和/或主動可控的電容或電感特性的裝置。在一個實施例中，控 制元件(71)可以包括晶體管裝置、FET裝置、MEMs裝置或者其它適合的控制元件或電路。 在一個實施例中，利用呈現(xiàn)開啟特性的控制元件(71)，短截線(10)的整體長度對天線(89) 特性產(chǎn)生影響。利用呈現(xiàn)關(guān)閉特性的控制元件(71)，只有形成與天線的電接觸的部分短截 線(10)對天線(89)的LC電路產(chǎn)生影響。在一個實施例中，已經(jīng)被意識到的是，通過控制 控制元件(71)的電感和電容，可以達成頻率或者帶寬的可控改變，或者實現(xiàn)天線(89)的阻 抗匹配。 圖9B圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(88)的另一個實施例的三維視圖，該電 容性負(fù)載的磁偶極子天線(88)包電容性區(qū)域(4)、電感性區(qū)域(5)以及短截線(10)。如圖 9B中圖解的，控制元件(71)的一端電耦接至短截線(10)的端部(72)處，短截線(10)的另 一端耦接至接地點。在一個實施例中，控制元件(71)包括可以呈現(xiàn)開-關(guān)和/或主動可控 的電容或電感特性的裝置。在一個實施例中，控制元件(71)可以包括晶體管裝置、FET裝 置、MEMs裝置或者其它適合的控制元件或電路。在一個實施例中，其中控制元件(71)呈現(xiàn) 開啟特性，短截線(10)短路。利用包括關(guān)閉特性的控制元件(71)，短截線(10)可以對天 線(88)的操作特性產(chǎn)生影響。在一個實施例中，其中控制元件(71)的電感和電容可以被 主動地控制，已經(jīng)被意識到的是，可以得到諧振頻率或者帶寬的連續(xù)變化。
圖9C圖解電容性負(fù)載的磁偶極子天線(87)的另一個實施例的三維視圖，該電容 性負(fù)載的磁偶極子天線(87)包括電容性區(qū)域(4)、電感性區(qū)域(5)、第一短截線(10)和第 二短截線(13)。在一個實施例中，如圖9A和9B中介紹的，短截線(10)和短截線(13)可以 合并各自的控制元件(71)，以實現(xiàn)符合本文中陳述的在先說明的天線(87)的LC特性的變 化。 圖10圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(86)的實施例的側(cè)視圖，該電容性負(fù)載 的磁偶極子天線(86)包括電容性區(qū)域(4)、電感性區(qū)域(未顯示)和短截線(側(cè)視圖中不 可見)。在一個實施例中，控制元件(31)可以被布置在上部(1)以實現(xiàn)天線(86)的工作頻 率的變化，例如，實現(xiàn)從800/1900MHz美國頻帶到900/1900MHz GSM歐亞頻帶的變化。在一 個實施例中，第二控制元件(41)可以被布置在部(12)中以實現(xiàn)天線(86)的諧振頻率在頻 率范圍內(nèi)的變化。在一個實施例中，控制元件(51)可以被布置在下部(3)和接地點之間以 實現(xiàn)對作為天線(86)的負(fù)載的功能的輸入阻抗的控制。用于實現(xiàn)控制的控制反饋信號可 以通過監(jiān)控來源于天線(86)的傳輸質(zhì)量來獲取。在一個實施例中，控制元件可以被布置在 短截線中以實現(xiàn)對與傳輸帶對應(yīng)的第二諧振的控制。 已經(jīng)被意識到的是，提高天線的傳輸質(zhì)量的一種方式是轉(zhuǎn)換天線的波束方向或?qū)?天線的波束轉(zhuǎn)向。在一個實施例中，波束轉(zhuǎn)換可以用兩個電容性負(fù)載的磁偶極子獲得，這兩 個電容性負(fù)載的磁偶極子通過使用本文描述的控制元件來開啟和關(guān)閉。
圖11A圖解了兩個電容性負(fù)載的磁偶極子天線(84、85)的一個實施例的俯視圖。 在一個實施例中，每一個天線被相對地、齊平地并平行于接地平面(6)布置。在一個實施例 中，每一個天線(84、85)可以包括各自的控制元件(75、76)。通過控制每一個控制元件(75、 76)以呈現(xiàn)開-關(guān)特性，包括各自的天線的頂部(l)的各自的輻射單元能夠被關(guān)閉或開啟以 實現(xiàn)對一個天線或另一個的利用。具有兩個都呈現(xiàn)關(guān)閉特性的控制元件(75、76)，兩個天線(84、85)都可以被利用來提供寬的輻射圖。 圖11B圖解了兩個電容性負(fù)載的磁偶極子天線(82、83)的另一個實施例的俯視 圖。在一個實施例中，每一個天線被相對地、齊平地并且在接地平面(6)的兩側(cè)上背對背地 布置。在一個實施例中，每一個天線可以包括各自的控制元件(75、76)。通過控制每一個控 制元件(75、76)以呈現(xiàn)開-關(guān)特性，包括各自的天線的頂部(1)的各自的輻射單元能夠被 關(guān)閉或開啟以利用一個天線或另一個。替代地，如果兩個控制元件(75、76)都呈現(xiàn)關(guān)閉特 性，兩個天線(82、83)都可以被利用來提供寬的天線覆蓋。 圖12A圖解了以背靠背構(gòu)造耦接以構(gòu)成天線(81)的兩個電容性負(fù)載的磁偶極子 的一個實施例。在一個實施例中，天線(81)的頂部(1)通過包括控制元件(101)的垂直部 被耦接至底部(3)，該控制元件(101)其一端電連接至頂部(1)并且其另一端電連接至底部 (3)。在一個實施例中，其中控制元件(101)呈現(xiàn)開啟特性，天線(81)LC特性被并聯(lián)的電容 和電感限定，電容和電感由電容性區(qū)域和電感性區(qū)域(未顯示)限定。已經(jīng)被意識到的是， 具有呈現(xiàn)關(guān)閉特性的控制元件，天線(81)在較低頻率和在較寬的覆蓋區(qū)域和帶寬諧振。
圖12B圖解了被耦接以構(gòu)成天線(80)的兩個電容性負(fù)載的磁偶極子的另一種構(gòu) 造。在一個實施例中，天線(80)的頂部(1)通過包括控制元件(101)的垂直部被耦接至底 部(3)，該控制元件(101)其一端電連接至頂部(1)并且其另一端電連接至底部(3)。在圖 解的實施例中，天線(80)的頂部輻射部(1)是正交的而不是在相同的平面內(nèi)，這提供輻射 圖中的極化分集，該輻射圖由輻射部提供。 圖13圖解了包括多個電容性負(fù)載的磁偶極子天線的天線(79)的一個實施例的三 維視圖。在一個實施例中，單個偶極子天線與放置在一個或多個偶極子結(jié)構(gòu)的電容性區(qū)域、 電感性區(qū)域、匹配區(qū)域和/或短截線區(qū)域內(nèi)的例如控制元件(31、41、51、71)的一個或多個 控制元件共用公用區(qū)域。這樣復(fù)雜的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了多頻帶的覆蓋并能夠提供考慮到輸入阻 抗、輻射功率和波束方向的優(yōu)化的解決方案。在一個實施例中，多個電容性磁偶極子天線能 夠被配置為實時提供不同的構(gòu)造解決方案的選擇。舉例來說，在一個實施例中，其中人體影 響無線通信的接收或者發(fā)射，一個或多個天線能夠被其他天線主動地替代以提高通信的實 時接收或發(fā)射。 圖14a、14b和14c各自圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(199)的一個或多個部 分的一個實施例的三維視圖、側(cè)視圖和仰視圖。在一個實施例中，天線(199)包括與接地 平面部(112)相對布置的頂部(106)，頂部(106)通過接地連接部(107)耦接至接地平面 部(112)。在一個實施例中，頂部(106)的大體上平坦的布置和接地部(112)的相對的、大 體上平坦的布置限定了第一間隙區(qū)域(117)。在一個實施例中，接地部(112)通過被通常 指示作為饋電區(qū)域(113)中的接地連接部(107)被耦接至頂部(106)。在一個實施例中， 接地部(112)包括接地平面。在一個實施例中，在饋電區(qū)域內(nèi)，信號饋送線路部(105)被耦 接至頂部(106)。在一個實施例中，頂部(106)包括第一部(116)和第二部(lll)，第一部 通過連接部(114)耦接至第二部。在一個實施例中，第一部(116)和第二部(111)在平面 中相對地布置并限定第二間隙區(qū)域(115)。在一個實施例中，一個或多個部(105)、 (107)、 (111) 、 (112) 、 (114)和(116)可以包括導(dǎo)體。在一個實施例中，一個或多個部(105) 、 (107)、 (111)、 (112)、 (114)禾P (116)可以包括導(dǎo)電的平板結(jié)構(gòu)。要理解的是，頂部(106)和接地 平面(112)可以包括除平板之外的結(jié)構(gòu)。舉例來說，一個或多個部(105)、 (107)、 (111)、(112)、 (114)和(116)可以包括桿、圓柱等。還要理解的是，本發(fā)明不限于所描述的幾何 形狀，如在其它的實施例中，頂部(106)、接地平面(112)、第一部(116)和第二部(111)可 以彼此以其他的幾何形狀相對布置。舉例來說，頂部導(dǎo)體(106)可以被耦接至接地平面部 (112)，第一部(116)可以被耦接至第二部(111)以使一個或多個部處于不同于平行的關(guān) 系。如此，要理解的是，天線(199)以及本文中描繪的其他天線，可以在設(shè)計上變化并且仍 保持在要求保護的發(fā)明的范圍之內(nèi)。 參照上文的說明和圖示要理解的是，一個或多個部(105)、 (107)、 (111)、 (112)、 (114)和(116)以及本文中進一步描述的其他部，可以被用來實現(xiàn)電容性負(fù)載的磁偶極子 天線的操作特性方面的變化。在一個實施例中，一個或多個部(105) 、(107) 、(111) 、(112)、 (114)和(116)可以被用來變更電容性負(fù)載的磁偶極子天線設(shè)計的電容和/或電感特性。 舉例來說，一個或多個部(105)、 (107)、 (111)、 (112)、 (114)和(116)可以被用來重新構(gòu)造 電容性負(fù)載的磁偶極子天線的阻抗、頻率和/或輻射特性。 圖15圖解電容性負(fù)載的磁偶極子天線(198)的一個或多個部的一個實施例的側(cè) 視圖和仰視圖，其中天線(198)進一步包括控制部(121)。在一個實施例中，控制部(121) 被通常布置在饋電區(qū)域(113)內(nèi)。在一個實施例中，控制部(121) —端被電耦接至饋電線 路部(105)，另一端電耦接至接地連接部(107)。在一個實施例中，控制部(121)包括可以 呈現(xiàn)開-關(guān)和/或主動可控的電容/電感特性的裝置。在一個實施例中，控制部(121)可 以包括晶體管裝置、FET裝置、MEMs裝置或其他適合的能夠呈現(xiàn)開_關(guān)和/或主動可控的電 容/電感特性的控制部或電路。在一個實施例中，其中控制部(121)包括具有開啟特性的 開關(guān)，本領(lǐng)域技術(shù)人員用于阻抗匹配的史密斯圓圖回路比當(dāng)控制部(121)呈現(xiàn)關(guān)閉特性時 要小。已經(jīng)被意識到的是，在饋電區(qū)域(113)中具有開啟特性的控制部(121)的使用可以 被用來主動地補償對天線(198)的外界影響，舉例來說，由人體帶來的外界影響。在一個實 施例中，其中，舉例來說，利用對在饋電線路(105)和連接器部(107)之間連接的FET裝置 或電路的連接的控制輸入，可以主動地變化控制部(121)的電容/電感，控制部(121)可以 被用來實現(xiàn)天線(198)的電感或者電容的變化。已經(jīng)被意識到的是，可以改變控制部(121) 的電容/電感以主動地變化天線(198)的LC特性，以使得天線(198)的阻抗和/或諧振頻 率可以被主動地重構(gòu)/構(gòu)造。 圖16A、 16B和16C圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(197)的一個或多個部的一 個實施例的側(cè)視圖和仰視圖，其中天線(197)進一步包括控制部(131)。在一個實施例中， 控制部(131)被通常布置在由連接部(114)限定的區(qū)域中。在一個實施例中，連接部(114) 包括耦接至第二部分(114b)的第一部分(114a)。在一個實施例中，第一部分(114a)通過 控制部(131)被耦接至第二部分(114b)。在一個實施例中，其中控制部(131)包括呈現(xiàn)開 啟特性的開關(guān)，要理解的是連接部(114)的第一和第二部分可以彼此電連接以實現(xiàn)比其中 核心部呈現(xiàn)關(guān)閉特性的實施例更大的表面幾何形狀。 已經(jīng)被意識到的是，利用以本文中概括地描述的方式被耦接至連接部(114)的控 制部(131)，連接部(114)可以包括較大的表面積并且天線(197)的諧振頻率因此可以被 降低。在一個實施例中，天線(197)的工作頻率可以主動地從一個頻率變化到另一個頻 率，舉例來說，在美國使用的用于蜂窩電話收發(fā)應(yīng)用的800MHz帶和在歐洲使用的用于蜂窩 電話收發(fā)應(yīng)用的900MHz帶之間變化。在一個實施例中，其中舉例來說，利用對在第一部分(114a)和第二部分(114b)之間連接的FET裝置或電路的連接的控制輸入，可以主動地變化 控制部(131)的電容和/或電感，還已經(jīng)被意識到的是，控制部(131)的電容和/或電感可 以被改變以使天線(197)的LC特性變化，以使得天線(197)的諧振頻率可以被主動地重構(gòu) /構(gòu)造。 圖17A和17B圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(196)的一個或多個部的一個實 施例的仰視圖和正面剖視圖，其中天線(196)進一步包括布置在第二間隙區(qū)域(115)的一 般區(qū)域中的控制部(141)。在一個實施例中，控制部(141)的一端被電耦接至第一部(116)， 另一端被電耦接至第二部(111)。在一個實施例中，通過呈現(xiàn)開啟特性的控制部(141)，第 一部(116)可以被電耦接至第二部(lll)，以使得與具有呈現(xiàn)關(guān)閉特性的控制部(141)的 實施例相比，增加了天線(196)的頻率和帶寬。在一個實施例中，其中控制部(141)的電容 和/或電感可以主動地變化，第一部(116)和第二部(111)之間的電耦接可以被連續(xù)地控 制以實現(xiàn)第二間隙區(qū)域(115)中電感和/或電容的變化。已經(jīng)被意識到的是，具有通常布 置在間隙區(qū)域(115)中的控制部(141)，諧振頻率、帶寬和/或天線阻抗特性可以被主動地 重構(gòu)/構(gòu)造。 圖17C圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(196)的一個或多個部的一個實施例的 正側(cè)剖視圖，其中天線(196)進一步包括布置在第二間隙區(qū)域(115)的一般區(qū)域內(nèi)的橋接 部(144)和控制部(141)。在一個實施例中，橋接部(144)被耦接至第二部(111)以在第一 部(116)之上使第二部的區(qū)域延伸。在一個實施例中，控制部(141)的一端被電耦接至橋 接部(144)，另一端被電耦接至第一部(116)。 圖17D圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(196)的一個或多個部的一個實施例的 正側(cè)剖視圖，其中天線(196)進一步包括布置在第二間隙區(qū)域(115)的一般區(qū)域內(nèi)的橋接 部(144)和兩個控制部(141)。在一個實施例中，橋接部(144)被布置為在第一部(116)的 區(qū)域之上和第二部(111)的區(qū)域之上延伸。橋接部(144)通過第一控制部(141)被耦接至 第一部(116)，并通過第二控制部(141)被耦接至第二部(111)。已經(jīng)被意識到的是，圖17C 和17D所圖解的實施例的控制部分(141)通常可以被布置在間隙區(qū)域(115)內(nèi)以實現(xiàn)天線 (196)諧振頻率、帶寬和阻抗特性的主動控制。 圖18圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(195)的一個或多個部的一個實施例的 仰視圖，其中天線(195)進一步包括布置在第一部(116)的常用區(qū)域內(nèi)的控制部(151)。在 一個實施例中，第一部(116)包括第一部分(116a)和第二部分(116b)，第一部分通過控制 部(151)耦接至第二部分。在一個實施例中，控制部(151)的一端耦接至第一部分(116a)， 另一端耦接至第二部分(116b)，以使當(dāng)控制部(151)呈現(xiàn)開啟特性時，第一部(116)的面積 可以被有效地增加。已經(jīng)被意識到的是，具有呈現(xiàn)開啟特性的控制部(151)，天線(195)的 諧振頻率比具有呈現(xiàn)關(guān)閉特性的控制部(151)的要低，舉例來說800腿z對900腿z。還已經(jīng) 被意識到的是，通過控制部(151)，其中電容和/或電感可以變化，天線(195)的諧振頻率可 以主動地重構(gòu)。 圖19圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(194)的一個或多個部的一個實施例的 側(cè)視圖，其中天線(194)進一步包括通常布置在由第一部(116)和接地平面(112)限定的 第一間隙區(qū)域(117)內(nèi)的控制部(161)。已經(jīng)被意識到的是，當(dāng)控制部(161)呈現(xiàn)開啟特性 時，天線(194)可以被關(guān)閉，其中控制部分(161)的一端耦接至第一部(116)，另一端耦接至接地平面(112)。還已經(jīng)被意識到的是，天線(194)的諧振頻率或者阻抗可以主動地重構(gòu)， 其中控制部(161)的電容和/或電感可以主動地變化。 圖20圖解雙帶電容性負(fù)載的磁偶極子天線的諧振頻率，其中通過包括一個或多 個附加部和/或天線的低電流密度部中的間隙使天線具備附加諧振頻率。在一個實施例 中，電容性負(fù)載的磁偶極子天線可以配備有在它的3db點橫跨低頻帶的低諧振頻率(a)和 在它的3db點橫跨高頻帶的高諧振頻率(b)，這兩個諧振頻率的頻率間隔為(X)，并且這兩 個諧振頻率都由本文中進一步描述的一個或多個部和/或間隙的幾何形狀確定。在不同的 實施例中，可以通過按照本文中進一步提供的說明所闡述的原理布置控制部，主動地在高 頻帶或者低頻帶中，或者兩者中重構(gòu)天線特性。 圖21A圖解了雙帶電容性負(fù)載的磁偶極子天線(193)的一個實施例的一個或多個 部的仰視圖，其中天線(193)包括布置在區(qū)域(173)、區(qū)域(174)、區(qū)域(175)和區(qū)域(176)、 區(qū)域(714)和區(qū)域(715)中的一個或多個區(qū)域中的控制部(未顯示)。要理解的是，盡管 圖21A-C描述了其中包括一個附加部和/或附加間隙以構(gòu)成雙帶天線的實施例，但是本發(fā) 明不限于這些實施例，如其他實施例中一個以上的附加部和/或一個以上附加間隙可以被 設(shè)置以在電容性負(fù)載的磁偶極子天線中實現(xiàn)一個或多個附加諧振頻率的創(chuàng)建。在一個實施 例中，第三部(177)被耦接至連接部(114)，并被布置在第一部(116)和第二部(111)之間。 第三部(177)使得天線(193)能夠以頻率間隔(X)的兩個不同的諧振頻率操作。要理解的 是，當(dāng)(X)接近O時，所作出以影響一個諧振頻率的天線特性的變化可以影響另一個諧振頻 率的特性。已經(jīng)被意識到的是，在區(qū)域(173)中使用的控制部可以被用來控制天線(193)的 在兩個諧振頻帶中的阻抗。區(qū)域(174U75)對用于低諧振頻率的單帶天線的各自的部和間 隙提供類似的功能。耦接至區(qū)域(176)中的天線(193)的控制部可以用來影響天線(193) 在低諧振頻帶和高諧振頻帶中的特性。最后，已經(jīng)被意識到的是，區(qū)域(714、715)以類似于 單帶天線的部和間隙的方式對高諧振頻帶產(chǎn)生影響。 圖21B圖解了雙帶電容性負(fù)載的磁偶極子天線(192)的一個或多個部的仰視圖， 其中天線(192)包括布置在區(qū)域(173)、區(qū)域(716)、區(qū)域(175)和區(qū)域(176)、區(qū)域(715) 和區(qū)域(716)中的一個或多個區(qū)域中的控制部(未顯示)。在一個實施例中，第三部(177) 被耦接至第一部(116)，并被布置在第一部(116)和第二部(111)之間。第三部(177)使 得天線(192)在高諧振頻率和低諧振頻率中的一個或兩者上操作。已經(jīng)被意識到的是，控 制部可以在區(qū)域(173)中使用以控制天線(192)在低頻帶或高頻帶中的阻抗。區(qū)域(174、 175、 176)對用于低頻帶的單帶天線的各個間隙和部提供類似的功能。已經(jīng)被意識到的是， 高頻帶之上的區(qū)域(176)的影響減少。還已經(jīng)被意識到的是，區(qū)域(715、716)以類似于單 帶天線的間隙和部的方式對高頻帶產(chǎn)生影響。最后，還已經(jīng)被意識到的是天線(192)的特 性可以在低頻帶中不依賴于高頻帶中的特性而變更。 圖21C圖解了雙帶電容性負(fù)載的磁偶極子天線(191)的一個或多個部的仰視圖， 其中天線(191)包括布置在區(qū)域(173)、區(qū)域(716)、區(qū)域(175)和區(qū)域(176)、區(qū)域(715) 和區(qū)域(716)中的一個或多個區(qū)域中的控制部(未顯示)。在一個實施例中，第三部(177) 被布置在第一部(116)和第二部(111)之間。第三部(177)的一端通過第一連接部耦接至 第一部(116)，第二端通過第二連接部耦接至第二部(111)。第三部(177)使得天線(19(一) 在兩個不同的諧振頻帶中的一個或兩者中進行操作。已經(jīng)被意識到的是，控制部可以在區(qū)域(173)中使用以控制天線(191)在低頻帶或高頻帶中的阻抗。區(qū)域(174、 175、 176)對用 于低頻帶的單帶天線的各個間隙和部提供類似的功能。已經(jīng)被意識到的是，高頻帶之上的 區(qū)域(176)的影響減少。還已經(jīng)被意識到的是，區(qū)域(715、716)以類似于單帶天線的間隙 和部的方式對高頻帶產(chǎn)生影響。最后，還已經(jīng)被意識到的是天線(191)的特性可以在低頻 帶中不依賴于高頻帶中的特性而變更。 圖22A圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(190)的一個實施例的一個或多個部 的三維視圖，其中天線(190)進一步包括短截線(181)。已經(jīng)被意識到的是，具有耦接至饋 電區(qū)域中的天線，舉例來說，耦接至接地連接部(107)或耦接至饋電線路(105)的短截線 (181)，可以在短截線和天線的部分之間限定間隙以便創(chuàng)建附加的低或者高天線諧振頻率。 通過如本文所描述的變化短截線的特性，可以控制天線的特性，舉例來說，它的阻抗和低/ 高諧振頻率。在一個實施例中，短截線(181)包括布置在接地平面部(112)上的印制線并 限定短截線和天線(190)的一個或多個部之間的間隙。在一個實施例中，短截線(181)包 括直角幾何形狀，但要理解的是，短截線(181)可以包括其它的幾何形狀，舉例來說直的、 彎曲的幾何形狀等。在一個實施例中，短截線(181)可以以各種技術(shù)實施，舉例來說，本領(lǐng) 域技術(shù)人員實施的用于創(chuàng)建微帶狀線或者共面波導(dǎo)的技術(shù)。在一個實施例中，短截線(181) 阻抗測量為50歐姆，而其他的阻抗也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖22B圖解了電容性負(fù)載 的磁偶極子天線(189)的一個實施例的一個或多個部的三維視圖，其中天線(189)進一步 包括耦接至接地連接部(107)或者耦接至饋電線路(105)的短截線(182)。在一個實施例 中，短截線(182)被布置在接地平面部(112)之上和天線(189)的一個或多個部之下。在 一個實施例中，短截線(182)可以以這樣的方式被布置為直接耦接至部(111)。在一個實施 例中，短截線(182)包括直角幾何形狀，但是要理解的是，短截線(182)可以包括其它的幾 何形狀，舉例來說直的或者彎曲的幾何形狀。
類似于圖21A所圖解的，圖23A圖解 了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(188)的一個實施例的一個或多個部的三維視圖，其中天線 (188)包括短截線(181)和控制部(191)。在一個實施例中，控制部(191)被布置為將短截 線(181)的第一部(181a)耦接至第二部(181b)。已經(jīng)被意識到的是，與呈現(xiàn)關(guān)閉特性的控 制部相比，呈現(xiàn)開啟特性的控制部(191)可以被用來增加短截線(181)的長度。已經(jīng)被意 識到的是，控制部(191)因此可以實現(xiàn)對由短截線創(chuàng)建的天線諧振頻率的控制。還已經(jīng)被 意識到的是，如果由短截線(181)創(chuàng)建的諧振頻率足夠接近由頂部(106)創(chuàng)建的諧振頻率， 則控制部(191)可以被用來實現(xiàn)由頂部創(chuàng)建的諧振頻率或者天線特性的變化。
圖23B圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(187)的一個實施例的一個或多個部 的三維視圖，其中天線(187)包括短截線(181)和控制部(191)。在一個實施例中，控制部 (191)被布置為將短截線(181)耦接至接地平面(112)。已經(jīng)被意識到的是，控制部(191) 的使用因此可以實現(xiàn)對由短截線創(chuàng)建的天線諧振頻率的控制。還已經(jīng)被意識到的是，如果 由短截線(181)創(chuàng)建的諧振頻率足夠接近由頂部(106)創(chuàng)建的諧振頻率，則控制部(191) 可以被用來實現(xiàn)由頂部創(chuàng)建的諧振頻率或者天線特性的變化。 圖24A圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(186)的一個實施例的一個或多個部的 三維視圖，其中天線包括短截線(182)并進一步包括被布置為將短截線的一部分耦接至短 截線的另一部分的控制部(201)。已經(jīng)被意識到的是，控制部(201)可以被用來實現(xiàn)短截 線(182)的電長度的變化。已經(jīng)被意識到的是，控制部(201)的使用因此可以實現(xiàn)對由短截線創(chuàng)建的天線諧振頻率的控制。還已經(jīng)被意識到的是，如果由短截線(201)創(chuàng)建的諧振 頻率足夠接近由頂部(106)創(chuàng)建的諧振頻率，則控制部(201)可以被用來實現(xiàn)由頂部創(chuàng)建 的諧振頻率或者天線特性的變化。 圖24B圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(185)的一個實施例的一個或多個部的 三維視圖，其中天線包括短截線(182)并進一步包括被耦接以將短截線(182)連接至天線 (185)的部(106)的控制部(201)。已經(jīng)被意識到的是，控制部(201)可以被用來實現(xiàn)對天 線(185)的特性的主動控制。 圖24C圖解了電容性負(fù)載的磁偶極子天線(184)的一個或多個部的三維視圖，其 中天線包括短截線(184)和在短截線和接地平面部(112)上的接地點(202)之間連接的控 制部(201)。已經(jīng)被意識到的是，當(dāng)控制部(201)呈現(xiàn)開啟特性時短截線對天線的特性的影 響比當(dāng)控制部呈現(xiàn)關(guān)閉特性時更強烈。 已經(jīng)被意識到的是，電容性負(fù)載的磁偶極子天線可以包括一個以上控制部以實現(xiàn) 對電容性負(fù)載的磁偶極子天線的一個或多個特性的獨立控制，舉例來說，對多帶天線的多 諧振頻率的獨立控制。 圖25圖解了雙帶電容性負(fù)載的磁偶極子天線(183)的一個實施例的一個或多個 部的三維視圖，其包括控制部(211)、控制部(212)、可重構(gòu)區(qū)域(114)和第三部(213)。在 一個實施例中，天線(183)可以進一步包括可重構(gòu)的短截線(182)。已經(jīng)被意識到的是控 制部(211)對低諧振頻帶有影響。舉例來說，通過控制控制部(211)的特性，可以使天線 (183)從800MHz切換到900MHz。還已經(jīng)被意識到的是，短截線(182)上的控制部(212)可 以被用來影響高諧振頻帶。舉例來說，可以使天線(183)從1800MHz切換至1900MHz。
圖26圖解了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的天線(299)的另一個實施例。在本實施例 中，多個控制元件(231)可以電耦接至天線(299)。這些控制元件(231)可以包括可以呈現(xiàn) 開-關(guān)和/或主動可控的電容/電感特性的裝置。在一個實施例中，控制元件(231)可以 包括晶體管裝置、FET裝置、MEMs裝置或其他適合的能夠呈現(xiàn)開_關(guān)和/或主動可控的電 容/電感特性的控制元件或電路。這些控制元件(231)可以被切換為開啟或關(guān)閉，或者電 容或者電感可以被變化以主動地控制天線(299)的諧振頻率。用這樣的方式，可以構(gòu)建能 夠與諸如200MHz、400MHz、700MHz、800MHz、900MHz、 1800MHz、 1900MHz等的多個頻率諧振的 天線(299)。這樣，天線(299)可以被構(gòu)造為支持諸如廣播電視的低頻應(yīng)用，以及諸如蜂窩 式通信的高頻應(yīng)用。 圖27A-H圖解了本發(fā)明的各種實施例，其中印刷電路板(330)上的導(dǎo)電墊片(350) 和跡線(360)被用來將天線(310)與電子裝置(300)中的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(320)連接。如圖27A 所示，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電子裝置(300)可以包括所謂的"翻蓋電話"型移動電 話。裝置(300)的各部位可以每一個都包括具有由在裝置(300)的鉸鏈區(qū)域中的柔性導(dǎo)電 連接器(340)連接的導(dǎo)電的跡線(360)的印刷電路板(330)。導(dǎo)電的跡線(360)可以被用 于將天線(310)連接至印刷電路板(330)上的導(dǎo)電墊片(350)。 天線(310)能夠包括通過接地和饋電引線(分別是307和305)連接至地面和饋電 的主輻射部(306)。導(dǎo)電的連接墊片(355)能夠?qū)⒔拥匾€(307)和饋電引線(305)連接 至印刷電路板(330)。在一個實施例中，如圖27B所示，接地引線(307)能夠通過導(dǎo)電墊片 (350)和連接墊片(355)之間的導(dǎo)電的跡線(360)連接至導(dǎo)電墊片(350)。在另一個實施例中，如圖27C中顯示，饋電引線(305)能夠通過導(dǎo)電的跡線(360)連接至導(dǎo)電墊片(350)。
如圖27D-F所示，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(320)能夠經(jīng)由導(dǎo)電墊片(350)和導(dǎo)電的跡線(360) 連接至天線(310)。連接引線(325)可以被用于將導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(320)連接至導(dǎo)電墊片(350)。 如上所述，在一個實施例中，諸如圖27E所示的實施例，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(320)可以包括位于裝置 (300)的外表面上或靠近該外表面的區(qū)域中的導(dǎo)電墊片，以使得當(dāng)用戶握住裝置(300)時， 裝置用戶直接地或電容性地耦接至導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(320)。在另一個實施例中，如圖27F中所示， 導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(320)可以包括導(dǎo)電的輪或者其他的用于裝置的控制機構(gòu)。在本實施例中，當(dāng)用 戶使用控制機構(gòu)時，裝置用戶耦接至天線(310)。 在本發(fā)明的其它實施例中，天線(310)可以包括附加的連接引線(309、311)。舉 例來說，在如圖27G所示的實施例中，第三連接引線(309)可以被增加用于變更天線(310) 的頻率響應(yīng)。第三連接引線(309)能夠通過導(dǎo)電連接墊片(355)連接至印刷電路板(330)， 并通過導(dǎo)電的跡線(360)連接至導(dǎo)電墊片(350)。在如圖27H所示的實施例中，第四連接 引線(311)能夠被增加并且控制元件(313)能夠被包括以將第四連接引線(311)和連接墊 片(350)耦接。第四連接引線(311)能夠被連接至導(dǎo)電連接墊片(355)，并通過導(dǎo)電的跡線 (360)和控制元件(313)被連接至連接墊片(350)。 在一個實施例中，控制元件(313)可以用于實現(xiàn)對天線諧振頻率的控制?？刂圃?件可以包括可以呈現(xiàn)開-關(guān)和/或主動可控的電容/電感特性的裝置。在一個實施例中， 控制元件(313)可以包括晶體管裝置、FET裝置、MEMs裝置或其他適合的能夠呈現(xiàn)開-關(guān)和 /或主動可控的電容/電感特性的控制元件或電路?？刂圃梢员磺袚Q為開啟或關(guān)閉，或 者電容或者電感可以被變化以主動地控制天線(310)的諧振頻率。用這樣的方式，可以構(gòu) 建能夠與諸如200MHz、400MHz、700MHz、800MHz、900MHz、 1800MHz、 1900MHz等多個頻率諧振 的天線(310)。這樣，天線(310)可以被構(gòu)造為支持諸如廣播電視的低頻應(yīng)用，以及諸如蜂 窩式通信的高頻應(yīng)用。圖28圖解了根據(jù)本發(fā)明的這個實施例的天線的諧振頻率的一個可 能的局部分布圖。 在本發(fā)明的另一個實施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(430)可以包括移動裝置(420)的外表面 上的裝飾部件。舉例來說，在如圖29所示的實施例中，該部件是金屬圓盤形的裝飾。在其 它的實施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(430)由導(dǎo)電材料制成并通過導(dǎo)體(452)和導(dǎo)電的跡線(460)被 耦接至天線(442)，在這個情況下，該導(dǎo)體(452)是導(dǎo)電的螺釘。該裝飾部件位于裝置上當(dāng) 用戶握住裝置(420)時用戶的手經(jīng)常接觸的區(qū)域中。用該方式，用戶通過與導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(430) 直接接觸有效地耦接至天線(442)，以使得當(dāng)裝置(420)被使用時用戶成為天線(442)的部 分。 圖30A-F和31圖解了本發(fā)明的各種實施例，其中有源裝置能夠被使用以有效地提 高諸如如上所述的那些現(xiàn)有天線的效率。該有源裝置能夠被實施為能夠被附接至移動裝置 的現(xiàn)有天線的安全裝置(dongle)，舉例來說，當(dāng)不方便或不可以使用用戶的身體作為現(xiàn)有 天線的延伸時。替代地，該有源裝置可以與諸如如上所述的那些的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)一起使用。
將連同有源元件一起使用的現(xiàn)有天線可以是如上所述的并在圖3-19、21A-C和 22A-27H中圖解的那些天線。然而，總體尺寸可以被增加以提高自由空間性能。諧振元件在 基于隔離磁偶極子技術(shù)的現(xiàn)有天線中使用。這樣的天線自然是多帶諧振器，其中通過向天 線結(jié)構(gòu)增加無功分量以減小低帶頻率。這樣的天線能夠在諸如200MHz、400MHz和700MHz范圍的低帶頻率內(nèi)使用，即用于標(biāo)準(zhǔn)和/或手持?jǐn)?shù)字視頻廣播和數(shù)字式媒體廣播。
在一個實施例中，提供有中空的塑性表面或者支撐(501)，繞制的線狀天線(505) 如圖30A所示地纏繞著它。應(yīng)當(dāng)注意的是，盡管塑性支撐(501)被圖解為實質(zhì)上呈錐形，但 是也可以使用其他合適的構(gòu)造。舉例來說，可以根據(jù)本發(fā)明的各種實施例使用實質(zhì)上圓柱 形的塑性支撐(未顯示)。在塑性支撐(501)環(huán)繞的區(qū)域內(nèi)，磁場被創(chuàng)建。應(yīng)當(dāng)注意的是， 雖然塑料是被使用的優(yōu)選的材料，但是其它的材料也可以被用來形成支撐(501)。
圖30B顯示包括有效地連接到LNA板(515)的低噪聲放大器(LNA)單元(510)的 有源元件(508)。使用有源元件(508)是為了補償天線自由空間操作中的效率損失。應(yīng)當(dāng)注 意的是，盡管LNA單元(510)被圖解為單個模塊，附加的組件可以被包括在LNA單元(510) 中。有源元件(508)還可以包括接地引腳(530)、用于驅(qū)動有源元件(508)的Vcc電源引腳 (535)、輸入引腳(520)和輸出引腳(525)。經(jīng)由現(xiàn)有的跡線或者一個或多個附加跡線(未 顯示)，輸入引腳(520)有效地連接到現(xiàn)有天線(請確認(rèn)這是正確的。此外，在你的低頻天 線報告的介紹部分中提到了外部金屬條，然而，在手稿公開材料中對此并未提及，所以我不 確定是否你的最終產(chǎn)品需要該金屬條)。輸出引腳(520)可以有效地連接到下面詳細(xì)描述 的繞制的線狀天線(501)。接地引腳(530)可以有效地連接到現(xiàn)有接地點或平面，諸如圖 3-13中顯示的接地平面(6)，或者連接至如圖27A-H顯示的印刷電路板(330) 。 Vcc電源引 腳(535)可以饋送用于驅(qū)動有源元件(508)的DC電壓，其中該DC電壓經(jīng)由有線連接(未 顯示)從印刷電路板(330)被引至Vcc電源引腳(535)。 圖30C顯示安全裝置(500)的切開的立體圖，其中有源元件(508)經(jīng)由輸出引腳 (525)有效地連接到繞制的線狀天線(505)。有源元件(508)被實質(zhì)上保持在由塑性支撐 (501)和繞制的線狀天線(505)環(huán)繞的區(qū)域的中心處。應(yīng)當(dāng)注意的是，為了保持有源元件 (508)的實質(zhì)上集中定向，有源元件(508)被物理上構(gòu)造為與塑性支撐(501)和繞制的線狀 天線(505)相比相對較輕。此外，如圖30C所示，通過將有源元件(508)插入進由塑性支撐 (501)和繞制的線狀天線(505)限定的區(qū)域內(nèi)實質(zhì)上一半，能夠?qū)崿F(xiàn)空間的節(jié)省，同時仍然 能夠保持良好的與天線激勵有關(guān)的效率增益和/或電特性。此外，有源元件(508)在由塑 性支撐(501)和繞制的線狀天線(505)環(huán)繞的區(qū)域中占據(jù)的體積保持為總體積的大約1/6。 取決于有源元件(508)的尺寸，能夠通過實質(zhì)上遵循該比率確定塑性支撐(501)的半徑。
圖30D顯示本發(fā)明的一個實施例的另一個立體圖，其圖解將繞制的線狀天線 (505)連接至有源元件(508)的輸出引腳(525)的一種可能的方法。如上所述，重要的是 將有源元件(508)保持在由塑性支撐(501)和繞制的線狀天線(505)環(huán)繞的區(qū)域內(nèi)的實 質(zhì)上中央處。因此，輸出引腳(525)通過可靠的接觸機構(gòu)被連接至繞制的線狀天線(505)。 盡管圖30D顯示有源元件(508)的輸出引腳(525)被連接至繞制的線狀天線(505)的第一 端(540)，應(yīng)當(dāng)理解的是第二端(545)也可以延伸實質(zhì)上通過繞制的線狀天線(505)的中 央。因此，輸出引腳(525)能夠被連接至繞制的線狀天線(505)的第二端(545)。
圖30E顯示如上所述的完整的安全裝置500，其中有源元件(508)被插入由塑性支撐(501) 和繞制的線狀天線(505)環(huán)繞的區(qū)域內(nèi)實質(zhì)上一半。應(yīng)當(dāng)注意的是，圖30E顯示繞制的線 狀天線(505)的最后一圈不延伸至由塑性支撐(501)和繞制的線狀天線(505)環(huán)繞的區(qū)域 的底部。然而，在本發(fā)明的另一個實施例中，有源元件(508)能夠被定向以使得它完全不在 由塑性支撐(501)和繞制的線狀天線(505)環(huán)繞的區(qū)域內(nèi)。在本實施例中，繞制的線狀天線(505)的最后一圈將達到塑性支撐(501)的底部并從此處凸出。 圖30F顯示本發(fā)明的又一個實施例，其中有源元件(508)整體插入由塑性支撐 (501)和繞制的線狀天線(505)環(huán)繞的區(qū)域的內(nèi)部。在本發(fā)明的此實施例中，撓曲(手稿公 開中出現(xiàn)"撓曲"，但我不確定這指的是什么)。繞制的線狀天線(505)能夠圍繞撓曲和塑 性支撐(501)纏繞。此外，塑性支撐(501)可以包括實質(zhì)上平坦的用于支撐有源元件(508) 的部。 盡管本文描述的本發(fā)明的各種實施例是相對于諸如移動電話的移動裝置描述的， 圖31顯示被構(gòu)造作為USB安全裝置(600)的本發(fā)明的另一個實施例。USB安全裝置(600) 使用與如上所述安全裝置(500)中所使用的實質(zhì)上相同的組件或元件。S卩，USB安全裝 置(600)包括實質(zhì)上相同的有源元件(508)，例如LNA單元(510)、 LNA板(515)、塑性支撐 (501)、繞制的線狀天線(505)和輸出引腳(525)。然而，代替諸如輸入引腳(520)的能夠被 連接至現(xiàn)有移動裝置天線的輸入引腳，USB安全裝置(600)使用與USB連接器(605)兼容的 輸入引腳(未顯示)。舉例來說，USB安全裝置(600)然后能夠被插入便攜式計算機(615) 的USB插槽(610)內(nèi)。因此，USB安全裝置(600)可以被用作便攜式計算機(615)的延伸 天線。 圖32A-37F圖解了本發(fā)明的其他各種實施例，其中有源裝置能夠被使用以有效地 提高諸如如上所述的那些現(xiàn)有天線的效率。有源裝置能夠被實施為一個以上的天線線圈， 舉例來說，當(dāng)不方便或不可以使用用戶身體作為現(xiàn)有天線的延伸和/或舉例來說，當(dāng)需要 低頻激發(fā)時，該天線線圈能夠與移動裝置的現(xiàn)有天線集成。 圖32A和32B分別顯示天線線圈(705)的側(cè)視圖和立體圖，該天線線圈(705)可 以由各種導(dǎo)電材料制成，諸如但不限于銅。天線線圈(705)可以被構(gòu)造為具有由箭頭(715) 指示的預(yù)定長度L和由箭頭(720)指示的間距12。此外，天線線圈(705)被連接至印刷電 路板(PCB) (710)，其中PCB(710)還可以在其上集成，一個或多個諸如如上所述的移動裝置 (20)的裝置的可操作的或不可操作的元件。替代地，PCB(710)可以被僅僅用來將天線線圈 (705)和移動裝置(20)集成在一起。應(yīng)當(dāng)注意的是，長度L和間距12能夠確定調(diào)節(jié)頻率。 此外，長度L和間距l(xiāng)2能夠提供開發(fā)天線線圈(705)的期望效率的機構(gòu)。
圖33A和33B分別顯示經(jīng)由饋電(825)集成到PCB(820)上的多個天線線圈(805、 810、815)的側(cè)視圖和立體圖。多個天線線圈(805、810、815)被用來縮短實際的線圈長度， 諸如如上所述的天線線圈(705)。經(jīng)由墊片(830)將天線線圈(805)連接到天線線圈(801) 和將天線線圈(810)連接至天線線圈(815)的分別是組件C2和Q。組件Q和C2可以是感 應(yīng)器或者能夠為天線線圈(805、810、815)增加電感和/或電長度的其它的元件。因此，該 天線構(gòu)造的主輻射部分可以被認(rèn)為是彼此串聯(lián)的多個線圈。 在圖33A和33B描述的天線構(gòu)造中，組件&和C2每一個都用作濾波器。因此，取 決于組件Q和(:2的作用，該天線構(gòu)造可以在多頻率環(huán)境中使用，類似于如上所述的用于磁 偶極子天線的那些。特別地，天線線圈(815)可以被調(diào)諧用于第一頻率4，舉例來說，高頻， 天線線圈(801)能夠用天線線圈(815)調(diào)諧以讀取第二頻率^，并且天線線圈(805)能夠用 天線線圈(810、815)兩者調(diào)諧以達到第三頻率f3。圖33C圖解了這樣的操作的圖形表示， 其中組件Q能夠用作被調(diào)諧為將如實線850所指示的頻率^以下的頻率截止的低通濾波 器。組件(:2也可以用作濾波器，其能夠被調(diào)諧為將由虛線855指示的頻率&以下的頻率截止。 圖34A和34B顯示本發(fā)明的又一個實施例，其中天線線圈(705)連接至跡線元件 (730)。跡線元件(730)可以通過墊片735被連接至天線線圈(705)和連接至PCB (710)。 將跡線元件(730)附加至天線線圈(705)增加天線線圈(705)的有效電長度。應(yīng)當(dāng)注意的 是，跡線元件(730)可以被構(gòu)造成各種形狀，諸如如圖34C中顯示的。還應(yīng)當(dāng)注意的是，電 感型組件，諸如組件Cl和C2可以與其集成。 根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，圖35A和35B圖解經(jīng)由多個有源/開關(guān)元件(835)連 接的多個天線線圈(805、810、815)。此外，多個有源/開關(guān)元件(835)中的一個可以被用來 連接跡線元件(730)和天線線圈(805)。多個有源/開關(guān)元件(835)中的每一個都能夠包 括可以呈現(xiàn)開_關(guān)和/或主動可控的電容/電感特性的裝置，諸如如圖5A和5B中顯示和 先前描述的控制元件(31)。應(yīng)當(dāng)注意的是，有源/開關(guān)元件(835)中的每一個都可以包括 晶體管裝置、FET裝置、MEMs裝置或其他適合的能夠呈現(xiàn)開_關(guān)和/或主動可控的電容/電 感特性的控制元件或電路。在此特定的實施例中，多個有源/開關(guān)元件(835)中的每一個 都可以是用作開關(guān)的場效應(yīng)晶體管(FET)。通過打開或關(guān)閉FET，天線線圈(805、810、815) 可以被調(diào)諧為任何期望的頻率。此外，更多或更少的天線線圈可以串聯(lián)使用，通過使用多個 FET，其他數(shù)百MHz的目標(biāo)頻率范圍可以被使用，舉例來說，200MHz、400MHz、700MH、800MHz、 900MHz、1800MHz、1900MHz等。 圖36A-36C分別顯示本發(fā)明的一個實施例的側(cè)視圖、立體圖和俯視圖，其中多個 天線線圈(805、810、815、860、865)可以以正交方式被定向。應(yīng)當(dāng)注意的是，任意數(shù)目的天 線線圈可以被使用。正交構(gòu)造能夠適合于極化分集。此外，正交構(gòu)造能夠提供相對于頻率 帶的所希望的控制水平。圖36C特別圖解了切換電流通路的主動控制。
圖37A和37B分別顯示本發(fā)明的一個實施例的立體圖和切開的俯視圖，其中兩個 天線線圈(705、706)被嵌入支撐(900)中，在該支撐(900)上已經(jīng)支撐了現(xiàn)有天線(306)。 現(xiàn)有天線(306)可以是磁偶極子天線，諸如如上所述的那些，其中接地引線(307)和饋電引 線(305)連接至PCB(710)。支撐(900)可以被構(gòu)造為具有兩個用于支撐每兩個天線線圈 (705、706)中的一個的細(xì)長的空腔(905、910)。支撐(900)也可以被構(gòu)造為在部位(915)處 開口以允許天線線圈(705、706)被引入支撐(900)內(nèi)。天線線圈(705)經(jīng)由饋電725連接 至PCB(710)。此外，天線線圈(705)能夠經(jīng)由觸點(707)被連接至天線線圈(706)。應(yīng)當(dāng)注 意的是，觸點(707)可以是任何一個天線線圈(705、706)的延續(xù)部分。替代地，觸點(707) 可以是彈簧觸點、接觸板或者其他合適類型的連接器。 如此，要承認(rèn)的是在前的說明是使一個或多個發(fā)明具體化，這些發(fā)明在不脫離本 公開的宗旨和本質(zhì)特征的前提下可以以其他特定的形式實行，并且本發(fā)明不受上文說明性 的細(xì)節(jié)所限制，而由后附的權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
一種天線，被構(gòu)造為用于移動裝置上的低頻應(yīng)用，所述移動裝置由該裝置的用戶握住，其特征在于，所述天線包括天線元件；電耦接至所述天線元件的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)被放置在使得當(dāng)所述用戶握住所述裝置時所述用戶通過所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)有效地耦接至所述天線元件的位置；和電耦接至所述天線元件的有源元件，其中，當(dāng)所述用戶并未有效地耦接至所述天線元件時，所述有源元件有效地提高所述天線元件的自由空間操作效率。
2. 如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)通過導(dǎo)體電耦接至所述天線元件。
3. 如權(quán)利要求2所述的天線，其特征在于，所述導(dǎo)體是配線。
4. 如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括所述裝置的殼體。
5. 如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括嵌入進所述裝置的殼體內(nèi)的一塊導(dǎo)電材料。
6. 如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括暴露在所述裝置的外表面上的導(dǎo)電墊片。
7. 如權(quán)利要求6所述的天線，其特征在于，所述導(dǎo)電墊片包括貼花，所述貼花包括導(dǎo)電材料。
8. 如權(quán)利要求6所述的天線，其特征在于，所述導(dǎo)電墊片包括嵌入進所述裝置的殼體內(nèi)的暴露的導(dǎo)電材料。
9. 如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述用戶通過與所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)直接接觸而被耦接至所述天線。
10. 如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)位于足夠靠近所述用戶握住的所述裝置的部分的區(qū)域中，所述用戶握住的所述裝置的部分使得所述用戶能夠通過電容耦合被耦接至所述天線。
11. 如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，進一步包括被耦接至所述天線元件的控制元件，所述控制元件被構(gòu)造為用于主動地重構(gòu)所述天線的諧振頻率以形成多帶天線。
12. 如權(quán)利要求11所述的天線，其特征在于，所述天線元件進一步包括電容性負(fù)載的偶極子天線元件。
13. 如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，進一步包括被耦接至所述天線元件的多個控制元件，所述多個控制元件被構(gòu)造用于主動地重構(gòu)所述天線的諧振頻率以形成多帶天線。
14. 如權(quán)利要求13所述的天線，其特征在于，所述天線元件進一步包括電容性負(fù)載的偶極子天線元件。
15. 如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述有源元件經(jīng)由至少接地引腳和電源引腳被至少一個導(dǎo)體電耦接至所述天線元件。
16. 如權(quán)利要求16所述的天線，其特征在于，所述至少一個導(dǎo)體是配線。
17. 如權(quán)利要求16所述的天線，其特征在于，所述導(dǎo)體是通用串行總線連接器。
18. 如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述有源元件包括低噪聲放大器單元，所述低噪聲放大器單元包括電耦接至低噪聲放大器板的低噪聲放大器。
19. 如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述有源元件至少部分地由中空的支撐結(jié) 構(gòu)圍繞。
20. 如權(quán)利要求19所述的天線，其特征在于，天線線圈螺旋地纏繞所述中空的支撐結(jié) 構(gòu)，并且其中所述天線線圈以所述天線線圈的第一部和所述天線線圈的第二部中的任意一 個電連接至所述低噪聲放大器單元。
21. 如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述天線元件包括有效地連接到所述移動 裝置的印刷電路板的第一天線線圈，所述第一天線線圈經(jīng)由所述第一天線線圈的長度和所 述第一天線線圈的間距中的至少一個，能夠調(diào)節(jié)頻率和效率中的至少一個。
22. 如權(quán)利要求21所述的天線，其特征在于，通過有效地連接至所述第一天線線圈的 跡線元件使所述第一天線線圈的電長度延長。
23. 如權(quán)利要求22所述的天線，其特征在于，所述跡線元件進一步包括集成在所述跡 線元件內(nèi)的至少一個電感組件。
24. 如權(quán)利要求21所述的天線，其特征在于，所述天線元件包括經(jīng)由連接部有效地連接到所述第一天線線圈的第二天線線圈，所述連接部包括所述第 一天線線圈和所述第二天線線圈中的一個的延續(xù)部分、彈簧觸點和接觸板中的一個；支撐結(jié)構(gòu)，被構(gòu)造為用于將所述第一天線線圈和所述第二天線線圈嵌入在所述支撐結(jié) 構(gòu)內(nèi)；和由所述支撐結(jié)構(gòu)支撐的第二天線元件，所述第二天線元件包括接地引線和饋電引線中 的至少一個，其中所述接地引線和所述饋電引線中的至少一個有效地連接到所述印刷電路 板。
25. 如權(quán)利要求24所述的天線，其特征在于，所述第二天線元件包括磁偶極子天線。
26. 如權(quán)利要求21所述的天線，其特征在于，所述天線元件進一步包括經(jīng)由至少一個 電感組件有效地連接到所述第一天線元件的至少第二天線元件。
27. 如權(quán)利要求26所述的天線，其特征在于，所述至少一個電感組件作為用于將所述 第一和第二天線元件中的至少一個調(diào)諧至期望頻率的濾波器。
28. 如權(quán)利要求21所述的天線，其特征在于，所述天線元件進一步包括經(jīng)由至少第一 開關(guān)元件有效地連接到所述第一天線元件的至少第二天線元件，所述第二天線元件包括第 二天線線圈。
29. 如權(quán)利要求28所述的天線，其特征在于，通過跡線元件使所述第一天線線圈和所 述至少第二天線線圈的電長度延長，所述跡線元件經(jīng)由第二開關(guān)元件被有效地連接至所述 第一天線線圈和所述至少第二天線線圈。
30. 如權(quán)利要求28所述的天線，其特征在于，通過將所述至少第一開關(guān)元件調(diào)諧至開 啟或關(guān)閉將所述第一天線線圈和所述至少第二天線線圈調(diào)諧至期望的頻率。
31. 如權(quán)利要求28所述的天線，其特征在于，進一步包括至少第三天線，所述至少第三 天線包括第三天線線圈，所述第三天線線圈以正交構(gòu)造經(jīng)由的第二開關(guān)元件有效地連接到 所述第一天線線圈和所述至少第二天線線圈中的一個。
32. —種多帶天線，被構(gòu)造為提高用戶握住的移動裝置中使用的低頻響應(yīng)，其特征在 于，所述天線包括多個部，所述多個部被耦接以界定電容性負(fù)載的偶極子天線元件；至少一個控制元件，在所述多個部中的兩個部之間連接以使得控制元件的啟用將所述 兩個部電連接以實現(xiàn)天線元件的表面幾何形狀的變化，并且控制元件的停用使得所述兩個 部電斷開連接以實現(xiàn)所述天線元件的表面幾何形狀的變化，幾何形狀的變化使得所述天線 元件被主動地重構(gòu)；電耦接至所述天線元件的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其中，所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)被放置在使得當(dāng)所述用戶握 住所述裝置時所述用戶有效地耦接至所述天線的位置，以及電耦接至所述天線元件的有源元件，其中，當(dāng)所述用戶未有效地耦接至所述天線元件 時，所述有源元件有效地提高所述天線元件的自由空間操作效率。
33. 如權(quán)利要求32所述的天線，其特征在于，進一步包括與所述天線元件相對布置的 接地平面和連接到所述接地平面的短截線，在所述天線元件和所述短截線之間創(chuàng)建用于生 成所述天線的附加諧振頻率的間隙。
34. 如權(quán)利要求33所述的天線，其特征在于，所述短截線進一步包括用于使所述天線 能夠被主動重構(gòu)的通過短截線控制部連接的第一短截線部分和第二短截線部分。
35. 如權(quán)利要求32所述的天線，其特征在于，所述天線進一步包括多個天線元件。
36. 如權(quán)利要求32所述的天線，其特征在于，所述有源元件被至少一個導(dǎo)體經(jīng)由至少 接地引腳和電源引腳電耦接至所述天線元件。
37. 如權(quán)利要求32所述的天線，其特征在于，所述有源元件包括被中空的支撐結(jié)構(gòu)至 少部分環(huán)繞的低噪聲放大器，天線線圈纏繞所述中空的支撐結(jié)構(gòu)，并且其中所述天線線圈 電耦接至所述低噪聲放大器。
38. 如權(quán)利要求32所述的天線，其特征在于，進一步包括嵌入在支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的至少兩 個天線線圈，其中所述支撐結(jié)構(gòu)進一步支撐所述天線元件。
39. —種具有增強的低頻特性的用于用戶握住的移動裝置中的多帶電容性負(fù)載的偶極 子天線，其特征在于，所述天線包括導(dǎo)電的頂部，包括通過連接部位耦接至第二部的第一部； 接地平面部，與所述導(dǎo)電的頂部的相對布置；用于使所述天線能夠主動重構(gòu)的控制部，其中所述控制部在所述第一部、所述第二部 或所述連接部位中的兩個之間連接，以使所述控制部的啟用將所述第一部、所述第二部或 所述連接部位中的兩個電連接以實現(xiàn)導(dǎo)電的頂部的表面幾何形狀的變化，并使所述控制部 的停用將所述第一部、所述第二部或所述連接部位中的兩個斷開電連接以實現(xiàn)所述導(dǎo)電的 頂部的表面幾何形狀的變化，所述幾何形狀的變化使得所述天線被主動地重構(gòu)；電耦接至所述天線的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)被放置在使得當(dāng)所述用戶握住所述 裝置時所述用戶通過所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)有效地耦接至所述天線的位置；禾口電耦接至所述天線的低噪聲放大器，其中，當(dāng)所述用戶未有效地耦接至所述天線時，所 述低噪聲放大器有效地提高所述天線的自由空間操作效率。
40. 如權(quán)利要求39所述的天線，其特征在于，進一步包括多個控制部，所述多個控制部 中的每一個在所述第一部、所述第二部或所述連接部位中的兩個之間連接，使得所述多個 控制部中的任意一個的啟用或者停用實現(xiàn)使所述天線被主動地重構(gòu)的所述導(dǎo)電的頂部的 表面幾何形狀的變化。
41. 如權(quán)利要求39所述的天線，其特征在于，所述低噪聲放大器至少部分被中空的支撐結(jié)構(gòu)環(huán)繞，天線線圈纏繞所述中空的支撐結(jié)構(gòu)，并且其中所述天線線圈電耦接至所述低噪聲放大器。
42.如權(quán)利要求39所述的天線，其特征在于，進一步包括嵌入在支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的至少兩個天線線圈，其中所述支撐結(jié)構(gòu)進一步支撐所述天線。
全文摘要
一種被構(gòu)造用于移動裝置(20)上的低頻應(yīng)用的天線包括耦接至導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(30)的天線元件(42)，該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(30)依序耦接至移動裝置的用戶以使得移動裝置的用戶有效地成為天線的部分。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可以包括，舉例來說，由導(dǎo)電材料制成的裝置殼體，嵌入在裝置殼體內(nèi)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，或者在裝置殼體中暴露的導(dǎo)電墊片。天線元件電連接至導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，并且用戶能夠通過直接接觸或者通過電容耦合被耦接至導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。此外，天線可以包括被構(gòu)造為提高自由空間操作效率的有源元件。有源元件可以包括，舉例來說，集成在低噪聲放大器板上的低噪聲放大器。
文檔編號H01Q1/24GK101715615SQ200880011999
公開日2010年5月26日 申請日期2008年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月15日
發(fā)明者勞倫·德克洛, 塞巴斯蒂安·羅森, 羅蘭·瓊斯, 金基壽 申請人:艾斯特里克有限公司