[发明专利]用于手持设备在具有宽双工间隔的低LTE频带中工作的可调谐多谐振天线系统、设备以及方法

说明书

本主题涉及一种为新一代移动通信提供有效覆盖低频带(例如，700MHz频带和600MHz频带)的天线系统、设备和方法。例如，双谐振辐射系统可以包括接地平面、与所述接地平面间隔开但与所述接地平面通信的辐射耦合器以及与所述接地平面通信的接地平面延伸部。在这种布置中，所述辐射耦合器和所述接地平面延伸部中的一个或两个是可调谐的，以调谐双谐振频率响应。

优先权要求

本申请要求于2014年10月17日提交的美国临时专利申请第62/065，106号的权益和优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本文所公开的主题总体涉及天线系统、设备和方法。更具体地，本文所公开的主题涉及用于与无线电通信系统、设备和方法一起使用的天线设计。

背景技术

第四代(4G)移动通信标准化为长期演进(LTE)和先进长期演进LTE-Advanced(LTE-A)技术，以便向消费者提供更高的数据速率。但是，4G正在全球部署新的不同频带，会导致频带增容。因此，在希望用户能够保持这些4G频带中的任意频带的连续性的情况下，在频分双工(FDD)和时分双工(TDD)中，设备天线需要覆盖大约40个频带，频带数目在将来一代有可能进一步增加。在这方面，与仅基于语音的规范(例如2G)相比，世界范围移动数据访问已经是分配给移动通信的频带数量的十倍。具体而言，14个频带目前在4G频谱的低频范围内被定义并且几乎代表了699MHz与960MHz之间的所有频率。此外，之前用于频率从600MHz至698MHz的电视广播的一部分频谱正在向运营商拍卖，并且仍然在考虑较低频率。

设计4G低频带手持设备天线已经表明对天线工程师而言是一个挑战，因为在效率一定的情况下天线带宽和工作频率与天线体积成反比地变化。因而，为了降低天线谐振频率并增加其带宽，需要增大天线体积。但是，与此相反，消费者对较小和较薄的设计的需求以及将更多组件装配在智能手机(例如，相机、大型电池、高端屏幕)中的愿望激励了设备制造商开发对新一代的智能手机尽可能小的天线占用空间。因此，在过去十年中，天线工程师已将其设计的下界从824MHz扩展至699MHz，同时减小了天线体积。这种低谐振频率和较小天线体积的结合常常可能导致效率降低，从而影响通信性能。这些问题可能通过尝试利用低频带中可用的新频带而进一步加剧，因此这些频带必须扩展额外的100MHz。

相应地，期望天线系统、设备和方法为新一代移动通信提供对低频带(例如，700MHz频带和600MHz频带)的有效覆盖。

发明内容

根据本公开，提供了用于与无线电通信系统、设备和方法一起使用的天线系统、设备和方法。在一个方案中，提供了一种多谐振辐射系统。这样的系统可以包括接地平面、与接地平面间隔开但与接地平面通信的辐射耦合器以及与接地平面通信的接地平面延伸部。在这种布置中，辐射耦合器和接地平面延伸部中的一个或两个可调谐以调谐多谐振频率响应。

在另一方案中，一种双谐振辐射系统包括：接地平面；辐射耦合器，其与所述接地平面间隔开，但与所述接地平面通信；第一可调谐元件，其连接在地线与所述辐射耦合器的连接到所述接地平面的耦合器连接部之间；串联可调谐电容器，其连接在馈电节点与所述辐射耦合器的连接到所述接地平面的所述耦合器连接部之间；接地平面延伸部，其与所述接地平面通信；以及第二可调谐元件，其连接到所述接地平面延伸部。在该配置中，所述第一可调谐元件和所述串联可调谐电容器可以被配置为调谐所述辐射耦合器的谐振频率；并且所述第二可调谐元件可以被配置为调谐所述接地平面的谐振频率。

在又一方案中，提供了一种用于操作天线的方法。所述方法可以包括：调谐辐射耦合器的第一谐振频率，所述辐射耦合器与接地平面间隔开，但与所述接地平面通信；以及调谐所述接地平面和接地平面延伸部的组合的第二谐振频率，所述接地平面延伸部与所述接地平面通信。以这种方式，所述第一谐振频率和所述第二谐振频率可以相长地叠加以形成双谐振频率响应。另外，本系统和方法的进一步优点是地线可以被调谐至较低频率以匹配天线工作频率，这使得增加了效率。