[发明专利]天线设备和包括这种天线设备的便携式无线通信设备

说明书

技术领域

本发明总体上涉及天线设备，更具体地说，涉及在无线通信设备(例 如，移动电话)中使用的天线设备，所述无线通信设备被调适用于具有 相对较低频率的无线信号(例如，FM(调频)频带中的无线信号)。

背景技术

内置天线已经在便携式无线通信设备中使用了一段时间。存在很多 与使用内置天线有关的优点，其中应被提起的是它们体积小且重量轻， 这使得它们适于尺寸和重量尤为重要的应用领域(例如，移动电话)。

然而，移动电话中的内置天线的应用对天线振子的构造提出了某些 限制。具体地说，在便携式无线通信设备中，用于内置天线布置的空间 有限。这些限制使得难以找到一种提供宽操作频带的天线构造。这一限 制对于意欲与相对低频的无线信号一起使用的天线而言尤其突出，因为 和以相对高频操作的天线相比，这种天线的所需物理长度更长。

在相对低的频带操作的一种具体应用是FM无线电应用。在欧洲 将FM频带定义为在88-108MHz之间，在美国将FM频带定义为在 76-110MHz之间。被装入在便携式无线通信设备的外壳内的现有技术常 规天线构造(例如，环形天线或单极天线)将导致以下无法令人满意的 操作：天线要么频带足够宽但性能极差，要么性能虽好但频带过窄。

作为替代的是，用于便携式无线通信设备的常规FM天线被设置在 连接到通信设备的耳机线中。这种具有相对长引线的构造容许满足低频 应用的天线长度。然而，在不允许设置外置天线的情况，这种解决方案 显然是不可行的。

在所谓的有源天线设备中，一些类型的半导体(例如，晶体管)被 用在放大器级中以根据情况需要放大接收的或发射的信号。然而，为了 确保在所有的频率稳定放大，该放大器在天线端是施加有电阻性负载的。 这种负载进而引入了不必要的热噪声，劣化了放大器的噪声因子。

另一问题是在与FM天线所在的设备相同的通信设备中设置诸如 GSM天线的第二天线，该第二天线与FM天线的操作相干扰。

发明内容

本发明的目的是提供一种在便携式无线通信设备中使用的天线设 备，该天线设备在整个具有相对低频的频带(诸如FM无线电频带)中 以足够好的性能操作。

本发明基于这样的认识：在考虑到天线辐射体特性(例如，阻抗) 的同时，结合减少电阻性负载，可以使用非无条件稳定的(not unconditionally)或潜在不稳定的放大器级来提供具有优异性能的天线设 备。这需要放大器级(可选地与滤波器相组合)的精心选择。

根据本发明，提供了一种用于便携式无线通信设备的天线设备，所 述天线设备适于接收处于至少第一操作频带中的无线信号，所述天线设 备包括辐射元件、与所述辐射元件相连的滤波器级、以及与所述滤波器 级相连并可以连接到用于无线信号的接收器设备的放大器级，所述天线 设备的特征在于所述放大器级是非无条件稳定的或者是潜在不稳定的。

还提供了包括这种天线设备的便携式无线通信设备。

根据本发明的天线设备在给出高的增益放大的同时提供了稳定的操 作，使得相对强的低噪声RF(射频)信号到达用于无线信号的接收器设 备。

在一种优选实施方式中，放大器级缺少位于辐射元件端的电阻性负 载，从而提高了放大器级的性能。

在一种优选实施方式中，使用所谓的级联构造。使用这种构造，实 现了放大器级的输入和输出之间的高隔离度，确保了稳定的放大器操作。 而且，小输入电容提供了宽带解决方案。

在一种优选实施方式中，所述天线设备设置有电阻从而改善稳定性， 减小GSM/CDMA串扰，并在不危害RF接收质量的情况下消除了ESD 的影响。

在所附权利要求中限定了其他优选实施方式。

附图说明

现在参照附图，以实施例的方式描述本发明，在附图中：

图1是示出了根据本发明的、连接到FM接收器电路的天线设备的 示意图；

图2是详细示出了根据本发明的天线设备的第一实施方式的图；

图3是示出了根据本发明的天线设备的第二实施方式的图；

图4是示出了根据本发明的天线设备的第三实施方式的图；

图5是根据本发明的、安装在便携式无线通信设备中的天线设备的 局部立体剖视图；

图6是示出了在天线设备和FM接收器电路之间使用匹配网络的示 意图；以及