具有接地面延伸的天线系统及其使用方法技术方案

一种天线系统，包括在基板上的一个接地面结构，基板上的一个天线空间靠近接地面结构，天线空间包括一个未接地天线，其具有一个关联的第一谐振长度，接地面的一个延伸突出到天线空间内，接地面延伸定义第二谐振长度，其包括至少一部分其自身长度以及至少一部分接地面结构的长度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及天线系统及其方法，特别涉及利用接地面谐振 (ground plane resonance )的天线系统禾口方法。
技术介绍
现代无线装置内的许多天线系统包括一个或多个天线元件和 一个接地面。接地面通常是一部分导电材料，与天线元件相比，其表面积 较大。而且，接地面通常通过各种电子元件的接地连接与其连接。使用接 地面的一个例子是单极天线(monopole antenna),其对着接地面被馈电， 作用就象一个半波长偶极天线(half-wavelength dipole antenna)。 —些现有技术的系统，如在PCT公开文献W02003077360内 所示，有一个或多个从接地面延伸出来的寄生元件(parasitic dement)。那 些寄生元件与一个或多个天线元件耦合连接，从而在被激励时每个寄生元 件增加其自身的窄频带(narrow fr叫uencyband)。寄生元件被设置成从接 地面延伸出来只不过是一种将寄生元件接地的方法，这种寄生元件的谐振 长度(resonantlength)不包括任何部分接地面。另一种从接地面延伸的现 有技术是提供平衡-不平衡转换器(balun)给微分天线元件(differential antenna dsmsnlOo在一个装置内，尽管在天线元件和接地面之间的一些数量的耦 合产生接地面辐射，但目前没有设计使用接地面作为其所属的一个辐射结 构。事实上，接地面谐振通常是一种需要最小化的现象。因此，当工程师 设计用于装置内的天线系统时，他们专注于预留给天线元件的体积。所以， 以下通常是事实即在一个限定的安装PCB的天线系统里，设计时只有不 到一半的体积用于信号辐射。专利技术概述本专利技术的各种实施例涉及天线系统及其使用方法，其中天线系统包括一个或多个接地面延伸。在一个例子里，天线系统被放置在基板上，如PCB，并且接地面包括一个导电层，其覆盖一个侧面的大部分表面积。 基板的部分表面积被预留给一个未接地天线，其也被放置在基板上。接地 面有一部分延伸到天线空间(antenna space)内。延伸被设计成，使得其 至少一部分自身长度和至少一部分接地面长度一起形成一个谐振长度，其 对应一个通信频带。在运行时，由接地面及其延伸形成的结构电磁耦合到 未接地天线元件，并在通信频带上传输数据。因此，在这个例子里，接地 平面及其延伸被使用作为一个辐射结构，除由天线元件提供的通信频带之 外，在一个或多个通信频带内增加性能。在一个具体例子里，天线元件是一个未接地单极型天线，其被 设置在天线空间的一侧。接地面延伸突出在天线空间的相对一侧。天线元 件和接地面之间的距离足够短使得电容性馈电发生，但足够大使得接地面 的出现不会縮窄天线元件带宽到一个不合需要的程度。在一个示范方法里， 一个信号被提供给一个未接地天线元件。 未接地天线元件和一个包括接地面和接地面延伸的结构之间的耦合使结构 发生谐振，由此在一个已建立的通信频带上传输数据。前述已经相当广泛地概述了本专利技术的特征和技术优势，以便随 后本专利技术的详细描述可以被更好地理解。本专利技术的额外特征和优点将在下 文描述，其形成本专利技术的目的和权利要求。本领域有经验的技术人员应该 理解，披露的概念和具体实施里可以易被使用作为一个修改或设计其它结 构的基础，用于执行本专利技术的相同目的。本领域有经验的技术人员也应该 理解，这种等同结构没有偏移再附加权利要求里阐述的本专利技术精神和范围。 被认为是本专利技术特征的新颖特征，从以下结合附图的描述，无论是其组织 还是运行方法，与目的和优点一起将被更好地理解。但是，应该清楚地理 解，提供的每个特征仅用于描述和说明，而不是意在作为本专利技术限制的定 义。附图说明图1描述本专利技术一个实施例的一个典型系统；图2从一个不同角度描述图1的典型实施例；图3描述一种典型技术，依照本专利技术一个实施例将一个接地面 延伸连接到一个接地面；图4描述依照本专利技术一个实施例的一个典型系统，其具有标记 的典型谐振长度；图5描述依照本专利技术一个实施例的一个典型系统；图6A和6B描述依照本专利技术不同实施例的接地面延伸的典型 形状；图7A-D描述依照本专利技术不同实施例的天线元件的典型形状；图8描述依照本专利技术一个实施例的一个典型三维几何图形；图9描述依照本专利技术一个实施例的一个凸起几何图形；和图10描述依照本专利技术一个实施例的一个用于运行天线系统的 典型方法。专利技术详述图1描述依照本专利技术一个实施例的典型系统100。系统100是 一个用于多频带(multi-band)和/或宽频带(broadband)通信的天线系统。 系统100包括放置在基板102上的接地面101。在这个例子里，天线空间 103是基板的一部分，它是为天线元件104预留的，并且实际上它是由接 地面101的形状确定。天线元件104被放置在天线空间103。由于天线104是靠近而 不是位于接地面101上方，并且也没有一个到接地面101的导电连接，其 是一个未接地的天线元件。具体而言，在此例子里显示的天线元件104是一个单极天线元件。突出部分105是放置在天线空间103里的接地面101的一个延 伸。接地面延伸105可以是形成接地面101的同一导电层的一部分，或可 以独立形成或放置在基板102上。接地面延伸105和接地面101的尺寸一 起形成一个谐振长度，其可以被用来传输数据信号。具体地，当接地面101 和接地面延伸105被放置在天线元件104的近场(near field)内，天线元 件104可以运行作为一个电容性馈电，其沿着以上所述的谐振长度产生谐 振。换言之，接地面延伸105被设计成适应一部分接地面101的长度，从 而符合一个谐振长度，其对应一个已建立的通信频带。这样，可以优化接 地面101的谐振以提供额外性能给天线系统100。图2从一个不同角度显示了系统100。图2显示基板102是三 维的，并可能是由多层组成。实际上，图2所示视图是有些简化的，因为 各种实施例可以使用基板102来支持各种电子组件(图中未显示)，并且在 基板102表面上显示的零件不受限于顶层，因为一些实施例可能包含那些 零件在中间层。 一个恰当类型基板的例子是印刷电路板(PCB)，其中天线 元件104、接地面IOI、和接地面延伸105作为金属层在其上形成。在各种实施例里，基板102不受限于一个单片基板。事实上， 基板102可以有两个或多个基板部分组成，例如，接地面101放置在基板 一个部分上，而天线空间103放置在基板另一个部分上，而接地面延伸105 通过诸如一个焊接连接(soldered connection)被连接到接地面101。图3描述接地面延伸105连接到接地面101的一个典型技术。 有可能接地面101和延伸105是连续形成的，也可能它们之间形成有间隙 隔开。当接地面101和延伸105有间隙隔开时，有各种技术用来在它们之 间建立连接。如图3所示，接地面延伸105通过集总元件(lumped element) 301 (如电容器或电感/电容元件)被连接到接地面101。集总元件301提 供额外匹配，并可以调整谐振频率。其它技术包括但不受限于迹线、焊接 线等。图4显示有示例谐振长度的系统100。在这个具体例子里，天 线元件104是"L"型，具有水平部分的第一谐振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线系统，包括：　一个在基板上的接地面结构；　一个在所述基板上的天线空间，其靠近所述接地面结构，所述天线空间包括一个未接地天线，其具有一个关联的第一谐振长度；和　所述接地面的一个延伸，突出到所述天线空间内，所述接地面延伸定义第二谐振长度，其包括至少一部分其自身长度和至少一部分所述接地面结构长度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳江平，
申请(专利权)人：香港应用科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]