[发明专利]共形和小型宽带天线

说明书

技术领域

本发明的示例性和非限制性实施例一般涉及宽频带或双频带天线，并 且特别涉及相互耦合的单极和贴片天线(patch antenna)。

背景技术

近年来，超宽带(UWB)通信系统已经成为增加的研究的焦点，因为 这样的系统可以在极高的速率(例如，在10米范围内从110Mb/s到 480Mb/s)传送和接收数据。已经预测到大约在2007年移动手持装置将添 加UWB功能性。已经发表的很多学术文献和专利都致力于天线解决方案， 因为该系统具有很宽的带宽(3.1-10.5GHZ)。迄今为止大部分解决方案都 设法解决带宽问题，而不考虑天线尺寸限制。因此，这些解决方案可以适 合于一些设备，例如，PC和膝上型计算机，但却并不适合于移动电话手持 装置以及其它手持便携式通信设备，例如移动电话手持装置、电子邮件设 备、口袋大小的数字视频设备，等等。最小带宽和辐射效率要求对于设计 用于诸如上述那些较小的便携式通信设备的UWB天线来说是相当有挑战 性的。通常，天线带宽和辐射效率与天线的尺寸成比例，所以较小的天线 通常呈现窄带宽和低辐射效率。

Ikmo Park等人的美国专利申请No.2005/0116867中描述了一种设法 使得能够在紧凑尺寸下接收宽带的常规天线(公开日期是2005年6月2 日)。该公开示出了一种布置在短接贴片天线与接地平面之间的螺旋带状 线(spiral strip line)单极天线。一个介电基片(dielectric substrate)位 于单极和贴片天线之间，并且另一个介电基片位于接地平面和单极天线之 间。单极天线是四分之一波长，并且贴片是11mm(毫米)乘11mm的矩 形，或11mm直径的圆形。尽管这可以如此之小，然而对于目前正在使用 和处于开发中的一些更有挑战性的移动电话手持装置的尺寸来说，仍然认 为其在横向上太大。在该公开中的列表设计数据进一步示出了在7-10mm 范围中的高度要求，由此导致了将难以被设计到多数具有常规尺寸的移动 电话手持装置中的三维天线。此外，将合理预期这样高的三维天线会征用 高的制造成本。

所需要的是一种具有非常小尺寸(优选地小于约11mm乘11mm的正 方形)并且具有低型面(low profile)的宽带天线，以便使得能够在各种移 动通信设备(对这样的移动通信设备来说物理空间是一种奖励)中使用。 有利地，使用现有工艺将易于制造这样的天线，以便控制住完整的无线设 备内与其制造和布局相关联的增加的成本。

发明内容

依照当前所描述的这些教导的实施例，克服了前述以及其它问题，并 且实现了其它优点。

依照本发明的示例性实施例，提供了一种天线，其包括接地镀金属 (grounding metallization)、与所述接地镀金属的边缘在横向上隔开的单 极辐射元件，以及与所述接地镀金属的边缘在横向上隔开的贴片辐射元件。 所述单极和贴片辐射元件至少相互覆盖一部分，并且所述贴片辐射元件被 短接到所述接地镀金属。

依照本发明的另一示例性实施例，提供了一种用于制造天线的方法。 在所述方法中，提供了一种基片，其限定了形成切口(cutout)的至少两 个邻近边缘。所述切口的特征在于缺少(absence of)镀金属。在所述切口 内布置贴片天线和单极天线，以便使得所述贴片天线和单极天线彼此隔开 并且至少部分地相互覆盖。布置所述贴片天线，以便其与所述至少两个邻 近边缘中的每一个都在横向上隔开。将所述贴片天线短接到所述基片的接 地镀金属。

依照本发明的另一示例性实施例，提供了一种包括收发器和天线的便 携式通信设备。所述天线包括第一天线装置、第二天线装置和接地装置。 所述第一天线装置被耦合到所述收发器，用于在第一频带中的四分之一波 长辐射。所述第二天线装置感应地被耦合到所述第一天线装置，用于在第 二频带中的八分之一波长辐射。所述接地装置与第一和第二天线装置的横 向边缘隔开，并且被短接到第二天线装置。第一天线装置的至少一部分覆 盖了第二天线装置的至少一部分。在实施例中，第一天线装置可以是单极 辐射元件，第二天线装置可以是贴片辐射元件，所述接地装置可以是被镀 到基片的镀金属，并且所述单极和贴片辐射元件被布置在所述基片的相对 侧上。