[发明专利]四波段耦合元件天线结构

说明书

技术领域

本发明一般涉及射频(RF)天线，并且更具体而言，涉及用于与多端 口天线使用的匹配电路，例如在多频带(多波段(multi-band))通信终 端(也称为移动台)中使用的那些。

背景技术

用于实现多波段天线匹配的已知技术对天线结构本身进行了调节。然 而，如果天线具有很多频带，则这可能变成复杂的过程。另外，由于端口 之间的不良隔离，很少使用多天线馈送(feed)。

移动台天线的固有问题是需要在覆盖多个频带的同时降低天线体积。 众所周知的是，尤其是在GSM 850/900波段中，移动台的机壳(chassis) 可以起到主辐射体(main radiator)的作用。可以将天线元件理解为在天 线的端口与移动台的机壳之间的匹配电路和耦合元件。为了能够在小体积 中实现宽带天线，天线元件强而有效地耦合于机壳的特征波型(wavemode) 是必要的。

可以确定，在内部接地平面的边角和较短端处可以实现对机壳波型的 最强耦合。对机壳波型的强耦合要求天线元件的电场的最大值位于机壳的 电场的最大值附近。另外，在天线元件周围的电场强度应当尽可能高，即， 应当高效使用天线的体积。就此而言，最普遍使用的内部移动台天线之一 的结构(PIFA)并非是最优的。在PIFA的短接管脚(shorting pin)附近， 电压低，并且因而电场强度也低。此外，出于两个不同原因，自谐振 (self-resonance)的要求对于天线设计者而言是限制因素。首先，由于自 谐振，在低频率(例如，在GSM 850/900波段)处的PIFA的空间要求相 当高。因此，需要天线元件的某种类型的弯曲(meandering)以便降低其 总体积。其次，由于在较低频率处的弯曲，根据机壳的高耦合位置来最优 地定形PIFA变得困难。

相信通过在机壳的边缘上一定程度地移动天线元件(PIFA)已经主要 实现了对机壳波型的较强耦合。使用多谐振天线元件和寄生谐振器 (parasitic resonator)，已经常规地实现了多波段/多谐振移动台天线。

发明内容

依照本发明的当前优选的实施例，克服了前述以及其它的问题，并且 实现了其它优点。

本发明的示例性方面是一种天线模块，其包括衬底(substrate)、第 一和第二耦合元件，以及第一和第二谐振匹配电路。所述衬底是绝缘的 (insulating)。所述第一耦合元件被安装到所述衬底，并且其特别适于通 过第一端口将第一频带耦合于接地平面。所述第二耦合元件也被安装到所 述衬底，并且其特别适于通过第二端口将第二频带耦合于接地平面。所述 接地平面可以是相同的，但是其本身并非所述天线模块的一部分。所述第 一谐振匹配电路耦合于所述第一端口且被置于所述衬底上，并且具有多个 组件，所述多个组件具有经选择的电值，从而使得所述第一谐振匹配电路 在所述第一频带内起到带通滤波器的作用以及至少在所述第二频带中呈现 高阻抗。类似地，所述第二谐振匹配电路耦合于所述第二端口，并且也被 布置在所述衬底上。第二串联匹配电路具有多个组件，其具有经选择的电 值，从而使得所述第二串联匹配电路在所述第二频带内起到带通滤波器的 作用以及至少在所述第一频带中呈现高阻抗。

在另一方面，本发明是多波段天线，其具有接地平面、第一和第二耦 合元件，以及第一和第二匹配电路。所述第一耦合元件定义了耦合于接地 平面的第一端口，并且其用于利用无线电信号来激励(exciting)所述接地 平面。所述第一匹配电路在第一端处耦合于所述第一端口，并且定义了相 对的馈送端。所述第一匹配电路用于衰减在第一频带之外的无线电信号。 所述第二耦合元件与所述第一耦合元件隔离，并且其定义了耦合于所述接 地平面的第二端口。所述第二耦合元件用于利用无线电信号来激励所述接 地平面。所述第二匹配电路在第一端处耦合于所述第二端口，并且其定义 了相对的馈送端。所述第二匹配电路用于衰减在第二频带之外的无线电信 号。所述馈送端均连接至公共馈送(common feed)处，其用于耦合于收 发信机。进一步地，所述耦合元件被布置成邻近所述接地平面的横向边缘 (transverse edge)，而不在所述接地平面的主表面(major surface)上。