[发明专利]用于便携式设备的天线系统

说明书

公开了一种天线系统，其包括：i)第一天线和第二天线，第二天线沿着纵轴自第一天线横向地布置，以及ii)被布置在第一天线和第二天线之间的隔离结构。隔离结构包括第一谐振器元件，该第一谐振器元件具有带有上端部和下端部的第一臂以及连接到第一臂的上端部的横向第二臂，该第一臂在其下端部处接地。第一谐振器元件的至少一部分被布置成相邻于第一天线的一部分，使得第一谐振器元件强耦合到第一天线。

本发明涉及一种可重构天线系统。具体地但不排他地，本发明涉及用于在例如膝上型计算机、平板电脑或智能手机的便携式电子设备中使用的可重构多输入多输出(MIMO)天线系统。

背景

诸如智能手机和膝上型计算机的便携式设备需要多个天线紧密地被定位在一起，同时避免在它们之间的耦合。在本领域中已知多种隔离装置，包括被定位于第一天线和第二天线之间以增加在两个天线之间的隔离的谐振器。谐振器通常包括具有被调谐到其中需要进行隔离的频带的长度的导体，该导体可以采取多种形式，例如倒L形，在被定位于第一天线和第二天线之间的臂中的一个臂的端部(例如较长臂的自由端)处接地。另外的结构是已知的，例如当被定位于第一天线和第二天线之间时将在它们之间提供隔离的接地面。然而，一般这种结构仅在有限的频带内很好地操作，在该频带外，隔离显著被降低。这是在紧凑型多频带天线系统(例如覆盖多种全球无线标准的MIMO天线系统)的设计中的一个重大障碍。

便携式设备(例如膝上型计算机)的金属硬壳式(“单片式”)机箱的使用将天线的定位限制到在非金属部件(例如插入到机箱内的聚合物或者用作在键盘和机箱的屏幕部分之间的铰链的一部分的聚合物部件)后面的区域。如例如WO2013060683(Krewski等人)中公开的，用于膝上型计算机的在LTE低频带、中频带和WLAN频带中操作的、包括被放置在膝上型计算机的铰链区域中的辐射器的多频带MIMO天线系统是已知的。这些现有技术的设计受限于对在由铰链形成(这是不合乎需要的设计约束)并通过铰链进行定位(这敏感地影响天线系统的操作)的机箱的两个部分之间的导电耦合的需要。这样的设计约束使现有技术设计在范围上太窄而不能适应制造商所需要的设计概念的范围。此外，在现有技术设计中的馈电端口需要与机箱的键盘部分的第一连接以及与机箱的屏幕部分的第二连接，这需要在这两个部分之间的复杂的RF电连接。

另一个挑战是提供足够紧凑以安装在膝上型计算机的铰链区域内的多频带MIMO天线系统，其包括两个WLAN天线和两个LTE蜂窝天线，每个天线能够在不同频带中独立操作，在天线之间有足够的隔离。特别是，铰链呈现约束长度，并且天线需要被布置在该长度内，同时彼此隔离。照惯例，通过提供在铰链区域内的第一WLAN天线和第一LTE天线以及在机箱的键盘或屏幕部分内的第二WLAN天线和第二LTE天线来实现隔离。然而，金属硬壳式机箱的使用意味着所有四个天线都需要被设置在铰链区域内。

因此，本公开的实施例设法提供包括多个天线和在天线之间提供隔离的一个或更多个隔离结构的改进的天线系统。本公开的某些实施例提供了用于在膝上型计算机中使用的改进的4端口或5端口多频带MIMO天线系统，其中辐射元件被提供在膝上型计算机的铰链区域内，而不需要在膝上型计算机机箱的两个部分之间的电连接。

此外，当前的可重构天线系统遭受在用于将RF端口(例如组合发射/接收RF端口)耦合到天线的匹配网络中的损耗，例如在现有技术匹配网络中通常使用的开关中的寄生损失。本公开的某些实施例的另一个目的是提供减少或避免这样的缺点的改进的可重构天线系统。

本公开的简要概述

从第一方面来看，提供了一种天线系统，其包括第一天线和第二天线，第二天线沿着纵轴自第一天线横向地布置；并且还包括被布置在第一天线和第二天线之间的隔离结构，该隔离结构包括具有带有第一端部和第二端部的第一臂以及连接到第一臂的第二端部的横向第二臂的第一谐振器元件，该第一臂在其第一端部处接地并在纵轴上延伸，其中第一谐振器元件的至少一部分相邻于第一天线的一部分进行布置，使得第一谐振器被强耦合到第一天线。