[发明专利]多模天线结构

说明书

本申请是于2009年12月18日进入中国国家阶段的申请号为200880020727.9且发明名称为“多模天线结构”的中国发明专利申请的分案申请，

相关申请的交叉引用

本申请以下述美国专利申请为基础并要求了下述美国专利申请的优先权：2008年4月8日提交的标题为Multimode Antenna Structure的美国专利申请No.12/099,320，它是2007年6月27日提交的标题为Multimode Antenna Structure的美国专利申请No. 11/769,565的部分延续，其基于2007年4月20日提交的标题为Multimode Antenna Structure的美国临时专利申请No. 60/925,394，和2007年5月8日提交的标题为Multimode Antenna Structure的美国临时专利申请No.60/916,655，所有这些都通过参考结合于此。

技术领域

本发明总体上涉及无线通信设备，更特别地涉及被用于这些设备的天线。

背景技术

许多通信设备具有密集封装在一起的多个天线（例如彼此相隔少于1/4波长），而且可以同时在相同的频带内运行。这些通信设备的通用实例包括诸如蜂窝手机之类的便携式通信产品、个人数字助理（personal digital assistants，PDA），以及无线网络设备或个人计算机（personal computers，PC）的数据卡。许多系统结构（诸如多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO））和用于移动式无线通信设备的标准协议（诸如用于无线LAN的802.11，以及诸如802.16e（WiMAX）、HSDPA和1xEVDO之类的3G数据通信）需要同时运行的多个天线。

发明内容

本发明的一个或多个实施例指向一种用于在通信设备中发射和接收电磁信号的多模天线结构。通信设备包括用于处理传送至天线结构的和从天线结构传送的信号的电路。天线结构被配置成在指定频率范围内优化运行。天线结构包括可操作地耦合到所述电路的多个天线端口，以及每一个都可操作地耦合到一个不同的天线端口的多个天线元件。多个天线元件的每一个都被配置成具有所选择的电长度，以在所述指定频率范围内提供优化运行。天线结构还包括电连接所述天线元件的一个或多个连接元件，以便一个天线元件上的电流流向所连接的邻近天线元件,并且通常绕过（bypass）耦合到邻近天线元件的天线端口。流过一个天线元件和邻近天线元件的电流通常是量值相同的，以便在指定的期望信号频率范围内在不使用连接到所述天线端口的去耦网络的情况下由一个天线端口激励的天线模式通常与由另一个天线端口激励的模式电隔离，并且天线结构生成多样的天线方向图。

本发明的一个或多个其他实施例指向一种用于在包括天线方向图（antenna pattern）控制机构的通信设备中发射和接收电磁信号的多模天线结构。通信设备包括用于处理传送至天线结构的和从天线结构传送的信号的电路。天线结构包括可操作地耦合到电路的多个天线端口，以及每一个都可操作地耦合到一个不同的天线端口的多个天线元件。天线结构还包括电连接于天线元件的一个或多个连接元件，以便一个天线元件上的电流流向连接的邻近天线元件并且通常绕过耦合到邻近天线元件的天线端口。流过一个天线元件和邻近天线元件的电流通常是量值相同的，以便在指定的期望信号频率范围内由一个天线端口激励的天线模式通常与由另一个天线端口激励的模式电隔离，并且天线结构生成多样的天线方向图。天线结构还包括可操作地耦合到多个天线端口的天线方向图控制机构，以用于调整馈送至邻近天线端口的信号之间的相对相位，以便馈送至一个天线端口的信号与馈送至邻近天线端口的信号具有不同的相位，从而提供天线方向图控制。