[发明专利]用于在天线结构上安装电子组件的方法和装置

说明书

本公开的领域

本发明一般地涉及天线，且更具体地涉及在天线结构上安装电子组件。

背景

无线通信设备的尺寸正在被市场朝着尺寸越来越小的方向驱动。消费者和用户的要求持续推动通信设备的尺寸和重量的急剧减小。为了适应这个趋势，存在动力来尽可能地在设备内合并组件和功能，以便减小电路的体积。然而，内置天线系统仍然需要适当地以多种现有工作模式在多个频带上工作。例如，在第四代长期演进（4G LTE）上提供服务的网络运营商也在3G系统上提供服务，且该设备必须适应这两个系统和它们的工作频率。然而，4G系统使用比3G系统更低的工作频率，这转化为更大的天线。

对通信设备的增强操作性的需求，连同向更小设备尺寸的驱动力，导致对于天线的技术需求冲突。此外，为了有效地工作，内置天线需要设备内一定量的机械空间，这在这些设备几何形状缩小的情况下变得困难。在工作中，当它的长度在电学上是正在辐射的频率波长的四分之一时，单极天线（比如典型的PIFA（平面倒F天线））会谐振。随着天线从源驱动器获得并存储能量，驻波被建立。天线的Q能够被描述为在每个驱动射频（RF）源循环所存储的能量。描述天线的Q的另一个方式是意识到：在它辐射前，平均而言，波前来回反弹Q次。又另一个描述天线的Q的方式为，天线末端处的电压会上升驱动电压的因数Q倍。沿着天线的电压将遵循余弦分布；在接地端为零，在驱动点处为驱动电平，以及在天线的开路端为Q倍的驱动电平。然而，较小的设备需要在设备内将组件更接近地放置在一起，且因此更接近天线元件，且会典型地提高天线的Q。因为天线的带宽等于天线的1/Q，天线负载的净结果是带宽减小。

当前，需要产生围绕天线的闭塞空间以保证它的辐射效率。然而，出现的问题在于，天线附近的任何电路都会遭受来自天线的辐射且趋向使天线失调。此外，耦合至来自天线的RF场的任何非线性半导体结能够调整RF能量并引起不期望的谐波被辐射。这种情况被天线与邻近电路的接近程度放大。

屏蔽是将邻近电路从有意的辐射器去耦的经典方法。然而，当屏蔽侵占了天线空间时，另一个问题出现了。屏蔽引起场和图案的改变，以及天线失调。当然，可以针对电路屏蔽的侵占，对天线进行重新调节和补偿，但一般是以天线系统的带宽为代价。在LTE频率，即使在屏蔽侵占天线空间之前，这个带宽问题就很严重。因此，屏蔽会使严重的问题更加糟糕。

因此，需要解决靠近天线元件定位的电子组件的问题，从而使电子组件不会降低天线性能。

附图简述

附图（其中贯穿不同视图，相似的附图标记指代相同或功能类似的元素）连同以下的详细说明并入本说明书且形成本说明书的一部分，并且用于进一步示出包括所要求保护发明的概念的实施例，并解释了那些实施例的多种原理和优点。

图1是根据本发明的其上设置有组件的天线结构的透视图。

图2是现有技术PIFA的横截侧视图。

图3是图2的PIFA上的电压分布曲线图。

图4是根据本发明的其上设置有组件的天线结构的横截面侧视图。

图5是根据本发明的方法的流程图。

本领域的技术人员将理解，图中的元素是出于简单和清楚的目的而图示的，不一定按比例绘制。例如，图中一些元素的大小可以相对于其它元素被夸大，以帮助改进对本发明实施例的理解。

在附图中适当处，装置和方法组件由常规符号表现，仅示出了与理解本发明的实施例有关的那些特定细节，从而不会因为细节使公开内容模糊，得益于本文的描述，这些细节对本领域的技术人员将是显见的。

详细描述

本发明提供靠近天线元件安装电子组件的技术，使得电子组件不降低天线性能。通过识别天线上的RF电压分布，本发明通过允许其它电路驻留在天线结构上，来更有利地使用这个分布。只要这些电路遵循天线结构的轮廓，它们会被天线照射且会遭受与它们所驻留的天线相同的RF电压分布。随着到这些电路的迹线穿过天线接地点，这些电路上的RF电压也将变为零。这消除了电路去耦或屏蔽的需要。在许多情形中，强制驻留在主印刷电路板区域上的电路现在能够驻留在天线结构上，而不需要附加的隔离。天线的物理结构固有地提供了对这些寄生电路的所需隔离。