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TW200818600A - Dual autodiplexing antenna - Google Patents

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TW200818600A
TW200818600A TW096120122A TW96120122A TW200818600A TW 200818600 A TW200818600 A TW 200818600A TW 096120122 A TW096120122 A TW 096120122A TW 96120122 A TW96120122 A TW 96120122A TW 200818600 A TW200818600 A TW 200818600A
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portable
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TW096120122A
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Greg R Black
Vijay L Asrani
Adrian Napoles
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Motorola Inc
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Description

200818600 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明一般係關於具有用於通信信號傳輸的天線之電子 裝置’而更明確言之係關於一種具有雙天線之電子裝置, 其中該等雙天線係自動雙工,因為其將功率引導至該等天 線中之一較小負載天線。 ♦ 【先前技術】 f Ο 雙向通信裝置,例如行動電話、雙向無線電及個人數位 助理,皆使用天線來發射與接收無線電頻率通信信號。此 等天線與廣域網路塔、區域網路基地台甚至直接與其他裝 置通訊,以發送與接收資料。該等天線允許該裝置真正成 為無線,因為所有通信皆可透過空中發生。 儘管此等天線曾經係大而可伸縮的裝置,但如今在大多 數般通彳自裝置上存在的天線相會小。兮笼 田J 落等天線一般採取 兩個形式之- ··短柱與内部。在一短柱天線情況下,一較 小突伸部分從電子裝置伸出。在内邻 牡円邛天線情況下,該天線 本身係完全嵌入該裝置内,從而產 一 度王 w滑時尚的外觀。 短柱與内部天線皆經歷之一問 j嗖你員载。使用一行動電 話作為一範例,在人們撥打電話時,1一 八叙用手握持電話 耳朵。由於如今的行動電話變得非常小,因此有 寺^有效地包圍該裝置。因此,該裝置㈣天線 手周㈣送功率來與—塔、基地台或其他裝置通 訊。與該天線鄰接而放置的手”自 妥“ 于貞裁該天線’從而使得該 天線難以與其他裝置”通話,,。 121287.doc 200818600 對於負題,先前技術中有兩個解決方式。第一解決 係僅將該天線製造得更大。例如’在先前技術之雙向 二、:電中,該天線係一長的可延伸金屬裝置。若該天線延 超過任何係負載之物件,則減小負載效應。但是,如今 此解決方式在現代電子裝置中不可行,因為在三英寸的行 動^舌上安裝兩英尺的天線並不實際。另外,高操作頻率 °月匕不適用於與其操作波長相比很長的天線。 先則技術之第二解決方式係無論何時只要天線係負載時 便增加傳輸功率。此解決方式之問題係一般由可再充電電 池給此等行動裝置加電。因此,傳輸功率之增加意謂著該 電池之負载增加。此增加的負載意謂著再充電之間的"通 話時間’’縮短,而此等穿罟 忒置之使用者可能會對此感到失 望。 因此’ f要-㈣於能夠在負载條件下操作的電子通信 裝置之改良的天線。 【發明内容】 在詳細說明依據本發明之具體實施例前,應明白該等呈 體實施例主要係關於與具有一雙自動雙工天線之一電子裝 置相關的設備組件之组合。因此,圖中在適當之處以傳統 符號來表示該等設備組件,並僅顯示與理解本發明之且體 實施例相關的該些特定細節以使得不會由於從本文說明内 容獲盈的熟習此項技術者輕易便會明白之細節而混淆揭示 内容。 121287.doc 200818600 現在詳細說明本發明之具體實施例。參閱圖式,圖中全 篇之類似數字表示類似部分。除非上下文另外清楚指示, 此處說明書及申請專利範圍全篇中使用之下列術語將採用 此處明確結合的意義:”一”、”一個”及,,該,,之意義包含複 數參考,”在其中”之意義包含”在其中,,及"在其上,,。諸如 第一與第二'頂部與底部及類似術語之類的關係術語可僅 用於將一實體或動作與另一實體或動作區分開來,而不一 定需要或暗示此類實體或動作之間實際存在任何此類關係 〆、序而且,本文顯示在括號中的參考指示符指示在一 所說明圖式以外之—圖式中顯示之組件。例如,在說明圖 A時娜及-裝置(1G)將表示在圖纽外的圖式中顯示一元件 10 〇 如上面所提到’可攜式通信裝置(例如行動電話)中的天 線負载可引起性能劣化。天線上增加的負載使得該天線難 乂有效地與-退程來源(remote sou叫通訊。通信困難可 〇 料致呼叫中斷、間歇性音訊或更壞的情況。由於許多行 =話操作頻率(包括與全球行㈣信標準(GSM)相關聯之 電彻頻率)以高頻率進行操作,因此天線結構趨 2更小。因此’在此等類型的裝置中,手負載效應更加嚴 =本文之圖示及說明,在—具體實施例中,本發明 位於該裝置底部的第—天線之-雙向通信裝置,而 ::天線係位於頂部。皆包含輕射元件 计成在兩個不同頻帶中操作,其中頂部天線在一心; 121287.doc 200818600 中操作’而底部天線在一第二頻帶中操作。藉由使用GSm
協定作為一範例,該底部天線可以係設計用於低頻帶GSM 通信(例如880至960 MHz),而該頂部天線係設計用於高頻 帶操作(例如1710至1880 MHz)。在另一具體實施例中,低 頻帶GSM範圍可以係介於約824 乂沿與㈧斗MHz之間,而 高頻帶可以係介於約1850 MHz與1990 MHz之間。此等頻 ▼係範例性的,因為可以依據該應用而使用其他頻帶。
一收發器經由兩個被動傳輸線匹配電路來驅動該兩個天 線。該底部天線儘管主要係設計成在低頻帶中操作,但亦 能夠在高頻帶中操作,從而提供自動雙工功能性之一第一 部分。 每一天線皆具有一標稱阻抗及各種負載阻抗。例如,當 "亥通u置係倚靠耳朵放置而使用者的手—般橫跨該裝置 为部時’可以發生一負載阻抗。經實驗測試顯示,當該通 信裝置係倚靠耳朵放置而使用者的手相對於該天線在該裝 置背部處於特定位置時發生一 I,最壞情況”負載之一具體實 施例。在-電話之情況下,制者的食指可以對著耳朵按 壓聽筒’而拇指及其他手指抓握電話之側。 在處於標稱阻抗時,每一該等天線接收來自該收發器的 =輸U之-部分。當該等天線之_係負載時(可能由於 =者的手所致),天線/傳輸線Μ合變成失配,從而造成 待k路至負載天線的信號減少。 m ^ Jr ^ ^ w 在,、體實轭例中該使 特定位置㈣時藉由向耳朵㈣聽 濟而負載該頂部天線,此導致將功率”被動地"引導至能夠 121287.doc 200818600 5兩頻帶中操作之下部較小負載天線。此導致優於先前技 ^丁天線之改良傳輸性能。使用術語"被動"之原因在於沒有引 導功率流之主動組件,功率流係透過阻抗失配來被動引導。
Ο 將該收發器與該等天線輕合之每-傳輸線匹配電路包括 一相關聯的插人相位。在—具體實施財,該插入相位係 經選擇並設計以當對應天線處於—最壞情況阻抗時最大化 t該傳輸線輸入處的阻抗之實數部分而最小化該反應部 分。在此—情況下’該天線之有效阻抗相對於“變高, 而該天線從該收發器接收之功率份額會減小。因此,該傳 輸功率係引導至另一天線。 在-具體實施例中,該插人相位係經選擇並設計以在天 線輻射元件係在-最壞情況條件下負載時增加該天線之輸 入阻抗。該插入相位可以係經選擇以在對應輕射元件係負 載時最大化該天線之輸入阻抗。在失配之情況下,該傳輸 線/天線裝配件用作一雙工器,操控功率離開失配天線。 本發明之具體實施例適用於所有類型的天線,包括F結構 天線、倒F形結構天線、倒C形結構天線、補綴天線、發光 體(body radiator)天線及其他類型的天線。 【實施方式】 現在來看圖1 ’其中解說依據本發明之具有一雙自動雙 工之一可攜式雙向通信裝置100之一具體實施例。該可攜 式雙向通信裝置100包括經組態用於在至少_楚_此+ w 乐一頻寬中 操作之一第一天線10 1。該第一天線101係配置於該可样气 雙向通信裝置100之一第一端103。在該可攜式雙向通 121287.doc -11- 200818600 置100係一行動電話之情況下,該可攜式雙向通信裝置 可以包括一揚聲器108與麥克風1〇9。在此一裝置中,該第 一天線101可以與該揚聲器1〇8鄰近。 忒可攜式雙向通信裝置100還包括經組態用於在至少一 第二頻寬中操作之一第二天線102。該第二天線102係配置 於該可攜式雙向通信裝置100之一末端104。在該可攜式雙 向通#裝置100係一行動電話之情況下,該第二天線可 以與該麥克風109鄰近。在一具體實施例中,該第一天線 101與該第二天線1〇2皆係配置於該可攜式雙向通信裝置 100之後部,以使得傳輸主要具有從該可攜式雙向通信裝 置100之後部向外之指向性。 、 應注意,儘管本文中基於說明目的而使用一行動電話作 為一範例性裝置,但從此揭示内容獲益的熟習此項技術者 會明白此揭示内容並不受此限制。該雙自動雙工天線結構 同樣可以應用於採用天線作為一通信構件之任何類型的裝 置。此類裝置可以包括雙向無線電、傳呼機、遊戲裝置、 個人電腦及類似者。 一收發器107係電耦合至該第一天線1〇1與該第二天線 102兩者。孩收發器107可以係一發射器或接收器或一組合 收發器之一,其產生並放大供傳遞至該第一天線1〇1及第 二天線102之通信信號。該收發器1〇7還可以包括相關聯的 放大及功率管理電路。 該第一天線101與第二天線102皆具有與其相關聯之一輻 射場型105、106。該輻射場型105、1〇6指示一天線在發射 121287.doc -12 - 200818600 與接收特定頻率通信信號時之有效性。此等輻射場型 105、106將隨負載而變化。纟文對其之述及僅係用於提供 指示-天線有效性之—記憶裝置,因為下面將使用更多技 術指標,其中包括回波損耗與史密斯圖。 現在來看圖2,其中解說依據本發明具有一雙自動雙工 天線之一可攜式雙向通信裝置100之一具體實施例之一切 割圖。在此切割圖中,可以更容易地看見内部組件。 Ο
如上面所提到,該可攜式雙向通信裝置100包括一第一 天線101與第二天線102。該第一天線1〇1包括一第一輻射 元件203,而該第二天線102包括一第二輻射元件2〇4。該 第一天線ιοί具有一信號饋送205與接地饋送2〇6。同樣, 該第二天線102具有一信號饋送2〇7與一接地饋送2〇8。此 等天線在此係顯示為内部FICA天線,其係能夠輻射或接收 電磁能量的導電金屬(例如銅)之切割件。依據本發明之其 他具體實施例還可以使用其他天線結構,例如piFA結構。 圖3、6及8將說明,該第一天線1〇1與第二天線ι〇2中的每 一天線具有與其相關聯之一標稱阻抗及至少一負載阻抗。 該標稱阻抗可以係-自由空間阻抗,而# —致損耗物件係 放置於該等天線之一天線附近時可以發生該負載阻抗。 藉由一收發器107來驅動該第一天線1〇1與第二天線ι〇2 之每-天線。該收發器107係藉由傳輸線匹配電路而耦合 至該第一天線1〇1及第二天線102。明確言之,一第一傳輸 線匹配電路201藉由該收發器1〇7將該信號饋送2〇5耦合至 該第-天線ιοί,而一第二傳輸線匹配電路2〇2藉由該收發 121287.doc -13· 200818600 器107將該信號饋送207耦合至該第二天線1〇2。在一具體 實施例中,每一傳輸匹配電路係由銅、共面波導組成。此 等波導係由在一印刷電路板之每一側上的銅跡線製成。在 該印刷電路板係配置於一可攜式電子裝置内之情況下,該 印刷電路板還可以包括其他電子組件,例如小鍵盤及顯示 電路。 舉例而言,一頂部跡線可以包括在約5丨密爾的銅與接地 邊界之間移動而厚度約為12密爾之一鋸齒形(zig-zagging) 銅路徑,該路徑與該邊界之間有一介於3與4密爾之間的間 隔。該銅路徑與邊界共同包含一共面波導。在該印刷電路 板之相對側上’ 一實心5 1密爾跡線可以在該邊界下穿過。 儘管該等傳輸線匹配電路之長度與裝置有一定的相依性, 但在一具體實施例中該第一傳輸線匹配電路丨之最佳長 度係使得在斷開該第二傳輸線匹配電路2〇2時增加或最大 化在該第一傳輸線匹配電路2〇1及第一天線1〇1之輸入處的 低頻帶阻抗之一實數部分而減小或最小化一反應部分之長 度’其中增加或最大化係適用於天線1 〇丨之相對於無負載 阻抗的負載阻抗。同樣,在一具體實施例中該第二傳輸線 匹配電路202的最佳長度係使得在斷開該第一傳輸線匹配 電路201時增加或最大化該第二傳輸線匹配電路2〇2及第二 天線102的輸入處之高頻帶阻抗之實數部分而減小或最小 化反應部分之長度,其中該增加或最大化係適用於天線 1 02之相對於無負載阻抗的負載阻抗。應注意,該等傳輸 線匹配電路可以採用適當長度之傳輸線以提供一插入相位 121287.doc -14· 200818600 來增加相對於該無負載阻抗的負載阻抗之實數部分。還可 以使用其他電路’包括低通、高通、帶通或全通網路或其 -組合來提供所需要的插人相位。因&,還可以採用此等 指南及下面說明中所提出的其他參數來設計用於其他天線 類型之其他傳輸線匹配電路。
Ο 現在來看圖3,其中繪示表示依據本發明之一具體實施 例之一雙自動雙工天線300之第一天線1〇1、第二天線、1〇2 及收發器107之一示意圖。如上面所提到,該第一天線ι〇ι 與第一天線102之各天線在處於一無負載狀態時具有與其 相關聯之一標稱阻抗而在處於一負載狀態時具有至少一第 二負載阻抗。圖3中,第一阻抗3〇1及第二阻抗3〇2分別繪 不忒第一天線101及第二天線102之標稱阻抗。當該可攜式 雙向通信裝置100處於自由空間中時,該等阻抗係標稱, 而兩個天線皆無負載。 口亥第天線1 0 1係藉由該第一傳輸線匹配電路20丨耦合至 该收發器107。該第—傳輸線匹配電路加具有與其相關聯 之一第一插入相位。該第二天線1〇2係藉由該第二傳輸線 匹配電路202麵合至該收發㈣7,該第:傳輸線匹配電路 2们具有與其相關聯之一第二插入相位。該第一插入相位 在X第天線10 1之輻射元件係負載時係經選擇以增加或 實質上最大化該第-天線1〇1之一輸入阻抗。同樣,該第 二插入相位係經選擇以增加或實質上最大化在該第二天線 102之輻射元件係負載時該第二天線ι〇2之一輸入阻抗。使 用術f貝上之原因在於從此揭示内容獲益的熟習此項 121287.doc -15- 200818600 技術者會明白對於最佳的功率重新引導而言無需獲得絕對 的最大化。實質上的最大化(在容限或一在最大值附近的 窗口内)將具有合適作用。 在一具體實施例中,$帛一插入相纟大於該第二插人相 位。此一具體實施例可以係在將該第一天線1〇1設計用於 高頻帶傳輸而將該第二天線丨〇2設計用於低頻帶傳輸之一 GSM應用中。經實驗測試,顯示在該第一傳輸線匹配電路 2〇 1 h况下在1 GHz時大於50度之一插入相位以及在該第二 傳輸線匹配電路202情況下在1 GHz時小於50度之一插入相 位適合於應用。針對此類應用之模擬包括在該第一傳輸線 匹配電路201情況下在i 〇!^時75度之一插入相位以及在該 第二傳輸線匹配電路202情況下在1 GHz時2〇度之一插入相 位。在無負載狀態下的功率流3〇3 —般係引導至該第一天 線101與第二天線1〇2,但在處於一給定的操作頻率時功率 可以大部分流向一單一天線。 現在來看圖4及5,其中分別解說針對該第一天線 與第二天線(1〇2)之標稱回波損耗及複阻抗。圖4解說針對 3弟一天線(1 〇 1)之面頻帶標稱回波損耗及複阻抗,而圖5 解說針對該第二天線(102)之低頻帶標稱回波損耗及複阻 抗。 圖4中,突顯部分401解說該高頻帶中該第一天線(1〇1) 之回波損耗,而突顯部分402解說該低頻帶中該第一天線 (101)之回波損耗。應注意,此係在一 GSM應用中將171〇 至1 880 MHz及880至960 MHz之範例性頻帶用作高與低頻 121287.doc -16- 200818600 帶。從此揭示内容獲益的熟習此項技術者會明白本發明不 受此限制。其他雙頻帶方案,包括適用於其他展頻通信協 定(例如CDMA)之該些方案,可用於定義高與低頻帶。 觀看突顯扇區401處的回波損耗,可以看出該第一天線 (1〇1)之主要特徵係針對高頻帶中的㈣,因&其回波損耗 比在該低頻帶中更佳。突顯區域403經由傳統的史密斯圖 表示來解說該高頻帶中該第一天線(1〇1)之標稱複阻抗,而 ㈣區域404解說該低頻帶中該第一天線(1〇1)之標稱複阻 D 抗。 圖5中,突顯部分501解說該高頻帶中該第二天線(1〇2) 之回波損耗,而突顯部分502解說該低頻帶中該第二天線 (1〇2)之回波損耗。觀看突顯區段5〇1處的回波損耗,可以 看出該第二天線(102)之主要特徵係針對低頻帶中的操作, 因為其回波損耗比在該高頻帶中更佳。該突顯區域5〇3解 说忒同頻中該第二天線(1〇2)之標稱複阻抗,而突顯區域 。 504解說該低頻帶中該第二天線(1〇2)之標稱複阻抗。 現在來看圖6,其中解說該第一天線1〇1負載之雙自動雙 工天線300。在至少一手4〇4鄰近該可攜式雙向通信裝置 100之第一端103之情況下,該第一天線1〇1可變成負載。 忒手404使得與該第一天線1〇1相關聯之阻抗變成負載。在 手4〇4(可以係與頭或頭/手組合結合)鄰近或位置接近該第 一天線101時,該負載阻抗4〇1變成最壞情況。同時該第一 天線101之負載導致對應的回波損耗增加,而該回波損耗 相位係2*π加或減π/4弧度。從更一般角度表達,該回波損 121287.doc -17- 200818600 耗之相位係2*π*η加或減π/4弧度,其中n係一整數。此係 使得電阻之對應實數部分實質上最大化之情況。該傳輸線 匹配網路之插入相位用於提供達到此標準之回波損耗相 位0 暫且參看圖10,其中解說依據本發明之一具體實施例針 對一系統該負載阻抗之實數部分相對於回波損耗之相位之 一曲線圖。圖10中的此曲線圖係針對4之情況,而 該收發器(107)之輸出電阻係50歐姆。如曲線1〇〇〇所示,該
電阻之貝數部分係在處於2π弧度之倍數(例如點} 〇〇丨)時最 大化。該電阻之實數部分係在處於2π弧度加或減π/4弧度 之倍數時實質上最大化,如區域1〇〇2中之阻抗增加所示。 如上面所提到,該第一傳輸線匹配電路(201)之插入相 ^係經選擇以增加或最大化在該第一天線(ι〇ι)處於一最壞 f月況或70王負載狀悲時與該第一天線(丨〇丨)相關聯之輸入阻 抗此使得σ亥第一天線(1〇1)之阻抗(如收發器(工〇7)所見)增 加。此阻抗增加使得功率流增加至該第二天線。 暫且參看圖7,其中解說處於一負載狀態之第一天線 ():回波抽耗及複阻抗。可以看出,在突顯扇區701該 间頻f中的回波損耗比圖5中的突顯扇區(401)之回波損耗 更差。因此,与'楚 Μ弟一天線(1 0 1 )發射與接收信號之能力會因 負載而減低。 回過來看圖6,脾同&、日从 將圖6視為因該手404之負載而導致之一 從圖3之轉變,您; , 補侦該第一天線101從一無負載狀態向 一負載狀悲之轉_,ρ @ ^ 号支已將功率流303從該第一天線ι〇1重新 121287.doc -18- 200818600 引導至該第二天線102。此重新引導係由於負載阻抗4〇丨所 致。負載阻抗401發生之原因係在手4 所產生的負載下該 第一天線101之阻抗由於該第—傳輸線匹配電路2〇1而最大 化。由於s亥第一天線1 〇2能夠在該高頻帶與低頻帶中操 作,因此該第二天線102將一機制提供給該可攜式雙向通 #裝置100從而甚至在負載條件下亦可靠地繼續發送。 該雙自動雙工天線亦可以採取相反方式工作。現在來看 圖8’其中解說該雙自動雙工天線3〇〇,其中已藉由位置接 近該可攜式雙向通信裝置100的末端1〇4之手4〇4來負載該 第二天線102。在此情形中,由於最大化與該第二天線— 相Μ之-阻抗係’因此阻抗8〇2現在係完全負载。由於 該第二傳輸線匹配電路係經選擇以最大化該阻抗,因此功 率流303係從該第二天線呢重新引導至該第―天線⑻。 與該第-傳輸線匹配電路201及第二傳輸線匹配電路靜 合工作之雙天線結構已將功率雙工至負載較小之天線。
Cj 儘管該雙自動雙工天線_將功率引導至負載較小的天 :(如上面所提到)’但在行動電話之範例性具體實施例 H用者握持該可攜式雙向通信裝置⑽ Γ:近生;常見的最壞情況負載情形,因為手與頭之: 一端,基於此原因,在-具體實施例中, 使得該可攜式雙向通信裝置 呆乍而 能夠可靠地通訊。置1GQ在此㈣情況條件下仍將 現在來看圖9’其中解說依據本發明之-雙自動雙工天 121287.doc •19- 200818600 線(300)結構之—模擬的回波損耗及複阻抗。該回波損耗及 複阻抗處於最壞情況負載下。對於此模擬,使用以下波導 參數。對於該第-傳輸線匹配電路⑽),使用長度為ιι8 m厚度為12雄、爾而與接地平面之間隔為⑽微米之一波 導。對於該第二傳輸線匹配電路(2〇2),使用長度為% mm、厚度為12密爾而與接地平面之間隔為⑽微米之一波 導。使用具有與圖2所示模型類似的幾何結構之天線模 型。結果係顯示於圖9中。 Γ
U 在圖W可以看出’在最壞情況負載下,本發明之雙自 動雙工天線(300)使得高頻帶中的性能(以突顯分段=表 不)與低頻帶中的性能(以突顯分段902來表示)皆提高。此 在於根據該制者的手在該裝置附近之放置而 ^力率傳輸從該收發器(1_導至較小負載天線之雙 攸0 與選定的傳輸線匹配電路之使用結合來使用兩個天線且 -天線位於該裝置之頂部後部而另一天線位於該裝 部後部,此係用來將能量從—負載天線雙工至_ * 線。頂部天線-般在-第—頻寬中操作,而該第:天 般在一第二頻寬中操作,但該第二、、、 笪楚也吐 綠在功旎上能夠在該 〔㈣中操作。在負載下對功率流之重新引導 係错由將該等傳輸線匹配電路的插入相位提供成使得 壞情況天線阻抗在該等傳輸線匹配成吏传一取 阻抗來實現。 電路,丨面處旋轉至一高 在前述說明書中,已說明本發明之特定具體實施例。然 121287.doc -20 - 200818600 而,熟習技術人士應明白本發明可有各種修改及變化,而 不會背離如下申請專利範圍所提出的本發明之範疇。因 此雖然已解說並說明本發明之較佳.具體實施例,但是應 明白本發明不限於此。熟習此項技術者應明白具有許多修 改後1化,變動、替代及等效物,而不脫離由隨附申請專 和範圍定義的本發明之精神及範疇。因此,說明書及附圖 應視為解說,而不應視為限制,並且所有此類修改皆意圖 包括於本發明之範轉内。 【圖式簡單說明】 圖1解說依據本發明具有一雙天線之一可攜式雙向通信 裝置之一具體實施例。 圖2解說依據本發明具有一雙天線之一可攜式雙向通信 裝置之一具體實施例之一切割圖。 供依據本發明具有無負載雙天線之一可攜式雙向 通k裝置之一具體實施例之一示意圖。 Q 圖4及5解說依據本發明之一具體實施例針對一第一天線 及第二天線之範例性回波損耗及複阻抗曲線圖,其中各天 線皆無負載。 ^ 圖6提供依據本發明具有雙天線之一可攜式雙向通信裝 置之一具體實施例之一示意圖,其中一第一天線負載而第 一天線無負載。 圖7解說依據本發明之一具體實施例針對一負載的第— 天線之一範例性回波損耗及複阻抗曲線圖。 圖8提供依據本發明具有雙天線之一可攜式雙向通信穿 121287.doc -21 - 200818600 置之一具體實施例之一示意圖,其中一第二天線負載而第 一天線無負載。 圖9解說依據本發明之一具體實施例在一最壞情況之負 載條件下之一雙自動雙工天線之一範例性的組合性能。 圖10解說依據本發明之一具體實施例針對一系統負載阻 抗之實數部分相對於回波損耗之相位。
熟習此項技術者應瞭解圖式中之元件係為簡單及清楚起 見而解說而無須依比例繪製。例如,相對於其他元件,圖 中某些元件的尺寸可能過度放大,以有助於增進對本發明 之具體實施例的瞭解。 【主要元件符號說明】 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 201 202 203 可攜式雙向通信裝置 第一天線 弟一天線 可攜式.雙向通信裝置(100)之—第—端 可攜式雙向通信裝置(1〇0)之末端 輻射場型 幸S射場型 收發器 揚聲器 麥克風 第一傳輸線匹配電路 弟一傳輸線匹配電路 第一輻射元件 121287.doc -22- 200818600 204 第二輻射元件 205 信號饋送 206 接地饋送 207 信號饋送 208 接地饋送 300 雙自動雙工天線 301 第一阻抗 302 第二阻抗 「 303 功率流 401 突顯部分/負載阻抗 402 突顯部分 403 突顯區域 404 突顯區域/手 501 突顯區段/部分 502 突顯部分 503 突顯區域 504 突顯區域 701 突顯扇區 802 阻抗 901 突顯分段 902 突顯分段 121287.doc -23-

Claims (1)

  1. 200818600 十、申請專利範圍: 1. 一種可攜式雙向通信裝置,其包含: a. -第一天線’其係經組態用於至少在一第一頻寬中操 作,其係配置於該可攜式雙向通信裝置之一第—端. b. -第二天線,其係經組態用於至少在一第二頻寬中 操作,其係配置於該可攜式雙向通信裝置之一末 端;以及 c. -接收器與-發射器中的至少一者,其係耦合至該第 一天線與該弟二天線兩者; 其中該第一天線與該第二天線之每一天線皆具有與其 相關聯的至少一標稱阻抗及一負載阻抗; 其中當該第-天線與該第二天線之一天線有負載時, 將來自該接收器與該發射器之該至少一者之功率流動引 導至該第—天線與該第二天線之-較小負載天線。 2.如請求項1之可攜式雙向通信裝置,其中當至少一手與 該第一端相鄰時負載該第一天線。 3·如請求項1之可攜式雙向通信裝置,其中當至少一手與 該末端相鄰時負載該第二天線。 4·如請求項1之可攜式雙向通信裝置,其中該第一天線包 含至少一第一天線輻射元件,其進一步包含具有一與其 相關聯的第一插入相位之一第一傳輸線匹配電路,該第 一傳輸線匹配電路係電耦合於該發射器與該接收器之該 至少一者與该第一天線輻射元件之間。 5·如請求項4之可攜式雙向通信裝置,其中該第二天線包 121287.doc 200818600 含至少一第二天線輻射元件,其進—牛 ^匕各具有一 相關聯的第二插人相位之—第二傳輪線四配電路,ς第 二傳輸線匹配電路係電輕合於該發射器與該接收器^ 至少一者與該第二天線輻射元件之間。 / 6.如請求項4之可攜式雙向通信裝置,其 位係經選擇以增加在該第-天線輕射元件係負載Β: Γ第目 一天線之一輸入阻抗。 其中該第二插入相 經選擇以增加該第 7·如請求項6之可攜式雙向通信裝置,
    位在該第二天線輻射元件係負載時係 二天線之一輸入阻抗。 8.如請求項6之可攜式雙向通信裝置,其中該第一插入相 位在該第一天線輻射元件係負载時係經選擇以實質上最 大化該第一天線之該輸入阻抗。 取 其中該第一插入相 9·如請求項5之可攜式雙向通信裝置, 位大於該第二插入相位。 ι〇·=請求項5之可攜式雙向通信裝置,其中該第一頻寬係 :於約1850死赫與199〇兆赫之間’進一步其中該第二頻 見係介於約824兆赫與894兆赫之間。 11·:請求項5之可攜式雙向通信裝置,其中該負載阻抗包 含在至少—手與該帛—天線輻射元件或該帛三天線輕射 兀件之一相鄰時發生一阻抗,使得該第一天線或該第二 天線之該—者之一回波損耗在2*π弧度加或減π/4弧度之 一倍數内。 l2·如明求項1之可攜式雙向通信裝置,其中該可攜式雙向 121287.doc 200818600 通kI置包含具有一揚聲器與一麥克風之一行動電話, 其中該第一天線與該揚聲器鄰近,而該第二天線與該麥 克風鄰近。 13· —種電子裝置,其包含: a.—收發器; b· —第一傳輸線,其係耦合至該收發器; C•一第一天線,其特徵係在至少一第一頻寬中之操作,
    Ο 其係耦合至該第一傳輸線,該第一天線具有處於一無 負載狀恶之至少一第一阻抗與處於一負載狀態之一第 二阻抗; d· —第二傳輸線,其係耦合至該收發器;以及 e. —第二天線,其特徵係在至少一第二頻寬中的操作, 其係柄合至該第二傳輸線; 其中當该第一天線從該無負載狀態轉變為該負載狀態 時,至该第二天線之功率增加。 14. 15. 如請求項13之電子裝置,其中當最大化與該第-天線相 關聯之-阻抗時’該第一天線處於一完全負載狀態。 如請求項14之電子裝置’其中當-手、頭及其組合中的 一者之位置係鄰近該第-天線時,該第-天線處於該完 全負載狀態。 16·如請求項13之電子裝置,其中當該第-傳輸線處於-完 王負載狀日^· ’ 4第-傳輸線之—插人相位係經選擇以 最大化與該第-傳輸線相關聯之一輸入阻抗。 17.如請求項13之電子裝置,其中該第-傳輸線之-插入相 121287.doc 200818600 位係經選擇以當該第一傳輸線處於一完全負載狀態時該 第一天線之一回波損耗相位在2π弧度加或減π/4弧度之一 倍數内。 18·如請求項丨3之電子裝置,其中當該第一傳輸線處於一完 全負載狀態時,該第一傳輸線之一插入相位係經選擇以 最小化從該收發器傳遞的功率之一反應成分。 19· 一種包含在至少一第一頻寬中操作之一第一天線與在至 f 少一第二頻寬中操作之一第二天線的行動電話,其進一 k 步包含耦合至一第一傳輸線及一第二傳輸線之一收發 為,其中該第一天線係耦合至該第一傳輸線而該第二天 線係麵合至該第二傳輸線,該第—天線與該第二天線中 的每一天線皆具有-標稱阻抗及複數個負載阻抗,該複 數個負載阻抗係由-使用者的手在該行動電話附近的放 置來決定,λ中依照該使用者的手在該行動電話附近的 。亥放置之卩用,將來自該收發器之一功率傳輸增加到 j 忒第一天線及該第二天線之一較小負載天線。 ‘ 20·如請求項19之行動電話,其中該第一天線之一插入相位 大於4第—天線’其中進—步該第―頻寬中的頻率大於 該第二頻寬中的頻率。 121287.doc
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4438066B2 (ja) 2004-11-26 2010-03-24 キヤノン株式会社 アクティブマトリクス型表示装置およびその電流プログラミング方法
US7724194B2 (en) * 2006-06-30 2010-05-25 Motorola, Inc. Dual autodiplexing antenna
US8255013B1 (en) * 2006-12-18 2012-08-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Audio receiver design for a mobile computing device
US8847764B2 (en) * 2007-12-05 2014-09-30 Avery Dennison Corporation RFID system with distributed read structure
US20110012792A1 (en) * 2009-07-17 2011-01-20 Motorola, Inc. Antenna arrangement for multimode communication device
US8483751B2 (en) * 2009-07-17 2013-07-09 Motorola Mobility Llc Split band diversity antenna arrangement
US20110014879A1 (en) * 2009-07-17 2011-01-20 Motorola, Inc. Customized antenna arrangement
DE112010006030T5 (de) 2010-11-25 2013-09-05 Epcos Ag Mobile Kommunikationsvorrichtung mit verbesserter Antennenleistung
US8712355B2 (en) 2011-08-30 2014-04-29 Motorola Mobility Llc Antenna tuning on an impedance trajectory
US8639194B2 (en) * 2011-09-28 2014-01-28 Motorola Mobility Llc Tunable antenna with a conductive, physical component co-located with the antenna
US9419457B2 (en) 2012-09-04 2016-08-16 Google Technology Holdings LLC Method and device with enhanced battery capacity savings
US9356461B2 (en) 2012-09-25 2016-05-31 Google Technology Holdings, LLC Methods and systems for rapid wireless charging where the low state of charge (SOC) temperature dependent charging current and low SOC temperature limit are higher than the high SOC temperature dependent charging current and high SOC temperature limit
US9356343B2 (en) * 2013-01-18 2016-05-31 Microsoft Technology Licensing, Llc Utilization of antenna loading for impedance matching
KR101909921B1 (ko) 2013-02-22 2018-12-20 삼성전자주식회사 송, 수신기 각각을 위한 최적 임피던스를 갖는 2-포트 안테나
US9491706B2 (en) 2013-03-13 2016-11-08 Google Technology Holdings LLC Reduced-power transmitting from a communications device
US9596653B2 (en) 2013-12-16 2017-03-14 Google Technology Holdings LLC Remedying power drain via a coverage map
CN104335420A (zh) 2014-04-22 2015-02-04 华为终端有限公司 天线系统及终端
US9865897B2 (en) 2014-06-02 2018-01-09 Google Llc Stacked electrochemical cell with increased energy density
US9438293B2 (en) 2014-08-05 2016-09-06 Google Technology Holdings LLC Tunable circuit elements for dynamic, per element power
US9472965B2 (en) 2014-09-08 2016-10-18 Google Technology Holdings LLC Battery cycle life through smart overnight charging
US9847807B2 (en) 2014-10-09 2017-12-19 Blackberry Limited Wide band antenna systems
US9853684B2 (en) * 2014-10-09 2017-12-26 Blackberry Limited High radiation efficiency antenna systems
CN106684558B (zh) * 2016-11-02 2023-12-29 上海捷士太通讯技术有限公司 一种自带匹配电路的天线
US10581160B2 (en) * 2016-12-16 2020-03-03 Gopro, Inc. Rotational wireless communication system

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US48227A (en) * 1865-06-13 Improvement in cartridge-retractors for breech-loading fire-arms
US5708971A (en) * 1994-01-11 1998-01-13 Ericsson Inc. Two-way paging system and apparatus
US5486836A (en) 1995-02-16 1996-01-23 Motorola, Inc. Method, dual rectangular patch antenna system and radio for providing isolation and diversity
JP2001053518A (ja) * 1999-08-06 2001-02-23 Sony Corp アンテナ装置及び携帯無線機
US7095793B2 (en) * 2000-01-07 2006-08-22 Mario Hieb Digital exciter/phasor/transmitter for directional antennal system
JP2002171190A (ja) * 2000-12-01 2002-06-14 Nec Corp 小型携帯電話機
JP2003087019A (ja) * 2001-09-13 2003-03-20 Nec Saitama Ltd 携帯無線機
US7184727B2 (en) * 2002-02-12 2007-02-27 Kyocera Wireless Corp. Full-duplex antenna system and method
JP3744883B2 (ja) * 2002-06-05 2006-02-15 日本電気株式会社 携帯電話機、これに内蔵された解析装置、及びその解析方法
CN1726710A (zh) * 2002-12-16 2006-01-25 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于在双向无线电设备中取得视频的方法和设备
US6924766B2 (en) * 2003-04-03 2005-08-02 Kyocera Wireless Corp. Wireless telephone antenna diversity system
JP4199697B2 (ja) * 2004-05-31 2008-12-17 パナソニック株式会社 携帯無線機
US7640040B2 (en) * 2005-08-22 2009-12-29 Kyocera Corporation Systems and methods for tuning an antenna configuration in a mobile communication device
GB2434872A (en) * 2006-02-03 2007-08-08 Christopher Paul Hancock Microwave system for locating inserts in biological tissue
US7724194B2 (en) * 2006-06-30 2010-05-25 Motorola, Inc. Dual autodiplexing antenna
US20100109971A2 (en) * 2007-11-13 2010-05-06 Rayspan Corporation Metamaterial structures with multilayer metallization and via
WO2009086219A1 (en) * 2007-12-21 2009-07-09 Rayspan Corporation Multi-metamaterial-antenna systems with directional couplers
US8299967B2 (en) * 2008-05-28 2012-10-30 Tyco Electronics Services Gmbh Non-planar metamaterial antenna structures
US8188929B2 (en) * 2008-05-29 2012-05-29 Motorola Mobility, Inc. Self-resonating antenna
US8232920B2 (en) * 2008-08-07 2012-07-31 International Business Machines Corporation Integrated millimeter wave antenna and transceiver on a substrate
US7943404B2 (en) * 2008-08-07 2011-05-17 International Business Machines Corporation Integrated millimeter wave antenna and transceiver on a substrate
JP5702303B2 (ja) * 2008-12-24 2015-04-15 ホリンワース ファンド,エル.エル.シー. Rfフロントエンドモジュールおよびアンテナシステム

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