近年来，已经趋向于协调整个世界中的移动电话系统。例如，许多国 家具有GSM900系统，该系统能够让来自一个国家的用户在另一国家使用 他们的移动电话。然而，这种协调还没有被完成。例如，频谱可用性已经 导致了DCS1800的产生，DCS1800类似于GSM900，但是其在1800MHz 的频带区域内工作而非在GSM的900MHz的频带区域内工作。此外，国 家频谱管理机构不必决定将相同频段分配给公用陆地移动网络服务。例如， 在美国，在1900MHz的频带区域中实现了类似DSC1800的系统 (PCS1900)。在新系统被引入而旧系统逐步停止的过渡时间段期间，出 现进一步的不兼容性。
因此，需要提供一种能够在多个频率处工作的移动电话天线。

本发明提供了根据权利要求的方法与天线，并且还参考具体实施例进 行了描述。
附图说明
现在将通过示例，参考附图来描述本发明的实施例，在附图中：
图1是本领域公知的具有间接馈送体(feed)(未示出)的有槽PIFA 天线的现有技术的立体图；
图2是图1的俯视图，示出了间接馈送体；
图3是在1/4波长谐振频率处的图2的现有技术天线周围的电流的简 要示图；
图4是回波损耗与频率的曲线，示出了图2的现有技术天线的1/4波 长谐振频率；
图5是在3/4波长谐振频率处的图2的现有技术天线周围的电流的简 要示图；
图6是回波损耗与频率的曲线，示出了图2的现有技术天线的3/4波 长谐振频率；
图7是根据本发明的天线的第一实施例的示图；
图8是示出了在1/4波长谐振频率处的图7天线周围的电流的简要示 图；
图9是回波损耗与频率的曲线，示出了图7天线的1/4波长谐振频率；
图10是示出了在3/4波长谐振频率处的图7天线周围的电流的简要示 图；
图11是回波损耗与频率的曲线，示出了图7天线的3/4波长谐振频率；
图12是根据本发明的天线的第二实施例的示图；
图13是示出了在1/4波长谐振频率处的图12天线周围的电流的简要 示图；
图14是回波损耗与频率的曲线，示出了图12天线的1/4波长谐振频 率；
图15是示出了在3/4波长谐振频率处的图12天线周围的电流的简要 示图；
图16是回波损耗与频率的曲线，示出了图12天线的3/4波长谐振频 率；
图17是根据本发明的天线的第三实施例的示图；
图17a是具有直接馈送体配置的天线的第三实施例的示图；
图18是示出了在1/4波长谐振频率处的图17天线周围的电流的简要 示图；
图19是回波损耗与频率的曲线，示出了图17天线的1/4波长谐振频 率；
图20是示出了在3/4波长谐振频率处的图17天线周围的电流的简要 示图；
图21是示出了图17天线的3/4波长谐振频率的曲线；
图22至图26示出了根据本发明的有槽PIFA天线的可选的槽形式；
图27是根据本发明包括两个有槽PIFA天线的多频带天线的立体图；
图28是图27中所示天线的俯视图；
图29是回波损耗与频率的曲线，示出了图27中所示天线的1/4波长 谐振频率和3/4波长谐振频率；
图30是图27所示的包括单馈送体结构的天线的俯视图。

图1中示出了本领域公知的四分之一波长谐振有槽PIFA天线1的现 有技术示图，该天线被部署在安装(未示出安装件)于无线电通信设备的 主印刷电路板(PCB)3上的基板2之上。天线1/基板2通常是矩形的， 并且位于较大矩形主印刷电路板3的主面3a之上，且与主面3a平行。这 种天线被配置用于根据其几何特征(总体尺寸/形状、槽尺寸/形状/位置) 在1/4波长谐振频率(例如，980MHz)和3/4波长谐振频率(例如，2.8GHz) 处谐振。将会理解，本文中所引用的相对于具体天线几何特征的频率仅提 供用于指示性目的，而不必要反映用于具体几何特征的实际频率。
部署于基板2上的(相对于底层的PCB 3的)远端表面5上的天线1 是由铜(导电材料)构成的。而且，天线1包括反L形槽4，该槽4是由 导电层5的L形区域(4a、4b)上的铜的缺失来定义的。槽4包括第一部 分4a，第一部分4a从沿着基板2的右手侧向下近似三分之一处垂直延伸， 并延伸到表面5的近似中间位置，到达第一远端6。槽4具有第二部分4b， 第二部分4b以直角从第一远端6向着表面5的最底边延伸，到达第二远端 13(图1-2)。
除了位于面向表面5的右手侧的支路8之外，铜导体在沿着表面5的 上侧边的边缘部分7处也缺失，所述支路8延伸到基板2的上侧边(图1 -2)。支路8电接地，以便定义固定电短路(最小E场位置)。
天线的馈送体9、10被设置在基板2的(相对于表面5的)底侧上， 该底侧面向PCB 3的主面3a。馈送体包括与基板2的右手侧对齐的同轴电 缆9和导电带(strip)10(图2中的虚线所示)。馈送体9、10没有构成 到表面5的导电路径，并且将被本领域技术人员看作间接的馈送体配置。 导电带10在前述边缘部分7的边缘处开始，并且一直延伸直到它与有槽 PIFA天线1的电断路相一致，其在图2中近似在沿着基板2的右手侧向下 的中间位置处。该位置也被称为最大E场位置11。
天线1的表面5用作第一频率处的1/4波长谐振元件(图3和图4)。 该天线1还在第二频率处谐振，第二频率将近似为第一频率的三倍(图5 和图6)，即，天线1的表面5还用作3/4波长谐振元件。应当注意，本领 域公知的1/4波长谐振PIFA天线将在四分之一波长的奇整数倍的频率(例 如，1/4、3/4等)处谐振。由于天线耦合效应，天线1具有的谐振频率可 能并非恰好是四分之一波长的整数倍，这在导电层5的远端12非常接近支 路8时可以发生。然而，这种耦合效应同时施加于所有谐振频率(牵涉的 程度不同)。
现在将通过示例，描述在1/4和3/4波长谐振频率处围绕现有技术的天 线1的电流密度。为了清楚简明的目的，将分别讨论电流密度，但是本领 域技术人员将意识到，在天线1被1/4和3/4波长谐振频率两者激励时，如 图3和5中示出的天线1的电流密度可以同时出现。
图3中示出了1/4波长谐振频率处的具有围绕所述结构的电流的图2 的天线1。电流基本围绕槽4的周长，并在从天线1的最大E场位置11到 天线的短路端的顺时针方向流动，其与支路8(最小E场位置)相一致。 在电接地的支路8处(最小E场位置)，在天线的短路端产生最大电流密 度。在与最大E场位置11相一致的天线1的断路端处产生最小电流密度， 所述最大E场位置11在沿着基板右手侧向下的近似中间位置。最大和最 小电流密度中的每一个仅出现一次。这意味着围绕槽4的电流所采取的平 均路径长度确定了天线的1/4波长。这种情况下的最终的1/4波长谐振频率 是980MHz，并且在图4中示出。
图5中示出了3/4波长谐振频率处的具有围绕所述结构的电流的图2 的天线1。再一次地，电流基本围绕槽4的周长，并在从天线1的最大E 场位置11到天线的短路端的顺时针方向流动，其与支路8(最小E场位置) 相一致。然而，在这种情况下，最大和最小电流密度中的每一个都出现两 次。电流密度的第一最大值15出现在天线1的短路端，且与电接地的支路 8相一致。第二最大值16出现在围绕槽4逆时针方向上距离第一最大值15 的电力1/2波长的位置处，该位置与向着部分4b的最低边的位置相一致。 电流密度的第一最小值17出现在围绕槽4逆时针方向上距离第一最大值 15的电力1/4波长的位置处，并且与沿着部分4b的左手侧向下的近似中间 位置相一致。电流密度的第二最小值18出现在天线的断路端处，该位置与 沿着基板2的右手侧向下的近似中间位置相一致，并且与最大E场位置11 相一致。电流所采取的围绕槽4的平均路径长度确定了天线的3/4波长。
在图6中示出的最终3/4波长谐振频率为2800MHz。如前所述以及如 本示例中所述，现有技术的有槽PIFA天线1的1/4和3/4波长谐振频率 (980MHz和2800MHz)不具有恰好1∶3的数值比。如已经指出的那样， 这是由于表面5的远端12与非常接近的支路8之间的耦合效应。   通过对图2的天线1进行修改，现在将描述根据本发明的天线，所述 修改通过更改围绕槽4的电流路径长度来实现本发明的三个实施例(图7、 12和17)。在每种情况中，相对于图2的现有技术，已经通过更改槽4 的周长/形状而改变了平均电流路径长度。图1和2的附图标号1-13在图 7、12和17中分别具有对应的参考标号101至113、201至213、301至313。
图7所示的天线101与图1和图2的天线1相同，除了图1的反L形 槽4具有用来构成基本r形槽的第三部分104c。第三部分104c从第一部分 104a的远端106以直角向基板102的最高边延伸，并且其取向沿着与第二 部分104b相同的垂直轴。
图8中示出了在1/4波长谐振频率处围绕图7的天线101的结构的电 流。其与图3类似，并对对应的部件进行了适当地标记。电流所采取的围 绕槽104的平均路径长度确定了天线的1/4波长，并且该配置提供了950 MHz的1/4波长谐振频率(图9)。比较图3和图8，可以看出，天线1 已经通过向槽4添加第三部分104c而进行了修改。这个修改已经导致了电 流密度大的区域中的平均电流路径长度的改变(对于槽4的周长的很小改 变，图3和图8中的最大电流密度的位置很大程度上没有改变)。改变电 流密度大的地方的槽4的周长，并进而改变电流密度大的地方的平均电流 路径长度，这改变了天线1的1/4波长谐振频率。通过增加电流路径长度， 我们已经将谐振频率从980MHz改变为950MHz。相应地，将意识到，减 小电流密度大的地方的槽周长，并进而减小电流密度大的地方的平均电流 路径长度，这将导致1/4波长谐振频率的增加。
图10示出了3/4波长谐振频率处的图7的天线101，该天线101具有 围绕所述结构的电流。其与图5相类似，并对对应的部件进行了适当地标 记。电流所采取的围绕槽104的平均路径长度确定了天线的3/4波长。最 终的3/4波长谐振频率为2780MHz，并且在图11中示出。比较图5和图 10，可以看出，天线1已经通过向槽4添加第三部分104c而进行了修改。 这个修改已经导致了电流密度小的区域中的平均电流路径长度的改变(图 6和图11中的最小电流密度的位置很大程度上没有改变)。比较图6和图 11，可以看出，改变电流密度小的地方的槽4的周长，并进而改变电流密 度小的地方的平均电流路径长度，这对天线101的3/4波长谐振频率具有 适度的改变。通过增加电流路径长度，我们已经将谐振频率从2800MHz 改变为2780MHz。相应地，还将意识到，电流密度小的地方的槽周长的 减小，并进而电流密度小的地方的平均电流路径长度的减小，这将导致3/4 波长谐振频率的增加。
总之，向天线1添加槽104c充分改变了天线101的1/4波长谐振频率， 而对于3/4波长谐振频率具有极小的影响。
图12中示出了第二实施例，其中天线201与图1和2的天线1相同， 除了图1的反L形的槽4具有用来构成基本C形槽的附加部分204d。附 加部分204d被添加在与部分204b的远端213成直角的方向上，并且在朝 向基板202右手侧的方向上延伸。图13示出了1/4波长谐振频率处的所述 结构周围的电流。其与图3相类似，并对对应的部件进行了适当地标记。 电流所采取的围绕槽204的平均路径长度确定了天线的1/4波长，并且在 本示例中是970MHz(图14)。
比较图3和13，可以看出，天线1已经通过向槽4添加部分204d而 进行了修改。这个修改已经导致了电流密度低的区域中的平均电流路径长 度的改变。比较图4和14，可以看出，改变电流密度低的地方的槽204的 周长，并进而改变电流密度低的地方的平均电流路径长度，这将改变天线 1的1/4波长谐振频率。通过增加电流路径长度，我们已经将谐振频率从 980MHz改变为970MHz。相应地，还将意识到，减小电流密度低的地方 的槽周长，并进而减小电流密度低的地方的平均电流路径长度，这将导致 1/4波长谐振频率的增加。
图15示出了3/4波长谐振频率处的图12的天线201，该天线201具有 围绕所述结构的电流。其与图5相类似，并对对应的部件进行了适当地标 记。电流所采取的围绕槽204的平均路径长度确定了天线的3/4波长，并 且在此示例中是2700MHz(图16)。
比较图5和图15，可以看出，天线1已经通过向槽4添加部分204d 而进行了修改。这个修改已经导致了电流密度大的区域中的平均电流路径 长度的改变。参考图6和图16，可以看出，改变电流密度大的地方的槽204 的周长，并进而改变电流密度大的地方的平均电流路径长度，这将改变天 线201的3/4波长谐振频率。通过增加电流路径长度，我们已经将谐振频 率从2800MHz改变为2700MHz。还将意识到，减小电流密度大的地方的 槽周长，并进而减小电流密度大的地方的平均电流路径长度，这将导致3/4 波长谐振频率的增加。
总之，参考图3和图16，将意识到，向天线1添加槽204d充分改变 了天线201的3/4波长谐振频率，而对1/4波长谐振频率具有极小的影响。
图17中示出了第三实施例，其中天线301与图1和图2的天线1相同， 除了图1的反L形的槽4具有用来构成基本t形槽304的附加第三部分304c 和第四部分304d。第三部分304c从第一部分304a的远端306以直角向基 板302的最高边延伸，并且其取向沿着与第二部分304b相同的垂直轴。第 四部分304d被添加在与部分304b的远端313成直角的方向上，并且在朝 向基板302右手侧的方向上延伸。
图18示出了1/4波长谐振频率处的图17的天线301，该天线具有围绕 所述结构的电流。其与图3相类似，并对对应的部件进行了适当地标记。 电流所采取的围绕槽304的平均路径长度确定了天线的1/4波长，并且在 本示例中是940MHz(图19)。
比较图3和18，可以看出，天线1已经通过向槽4添加部分304c和 304d而进行了修改。比较图4和19，可以看出，改变槽304的周长将改变 天线1的1/4波长谐振频率。通过增加电流路径长度，我们已经将谐振频 率从980MHz改变为940MHz。相应地，还将意识到，减小电流密度大的 地方的槽周长，并进而减小电流密度大的地方的平均电流路径长度，这将 导致1/4波长谐振频率的增加。
图20示出了3/4波长谐振频率处的图17的天线301，该天线301具有 围绕所述结构的电流。其与图5相类似，并对对应的部件进行了适当地标 记。电流所采取的围绕槽304的平均路径长度确定了天线的3/4波长，并 且在此示例中是2680MHz(图21)。
比较图5和图20，可以看出，天线1已经通过向槽4添加部分304c 和304d而进行了修改。比较图6和图21，可以看出，改变槽304的周长， 并进而改变平均电流路径长度，这将改变天线301的3/4波长谐振频率。 通过增加电流路径长度，我们已经将谐振频率从2800MHz改变为2680 MHz。相应地，还将意识到，减小电流密度大的地方的槽周长，并进而减 小电流密度大的地方的平均电流路径长度，这将导致3/4波长谐振频率的 增加。
总之，将意识到，向天线1添加部分304c对天线1的1/4波长谐振频 率的改变具有实质影响，而向天线1添加部分304c对天线1的3/4波长谐 振频率的改变具有极小影响。而且，还将意识到，向天线1添加部分304d 对天线1的3/4波长谐振频率的改变具有实质影响，而向天线1添加部分 304d对天线1的1/4波长谐振频率的改变具有极小影响。将意识到，部分 304c和304d的添加具有下述效果：分别独立控制1/4波长或3/4波长谐振 频率，而另一3/4波长或1/4波长谐振频率分别基本固定。还将意识到，1/4 和3/4波长谐振频率的改变比例是由下述因素确定的：槽4的几何特征(总 体尺寸/形状、槽尺寸/形状/位置)被更改的程度，以及几何特征相对于围 绕槽4的1/4和3/4波长的最大电流密度而被更改的地方。
图7、12和17中描述的实施例分别示出了对间接馈送体结构109、110、 209、210和309、310的使用。直接馈送体配置(17a)可以优先于间接馈 送体配置而被使用。对任一种馈送体结构的使用均不会改变上述发明的功 能。
天线351(图17a)与天线301(图17)相同，除了间接馈送体结构 309、310被直接馈送体结构359、360所代替。图17的部件301-308和 311-413是对应的图17a中标号为351-358和361-364的部件。直接馈 送体配置包括与接地支路358的右手侧相邻的导电支路359。导电支路具 有与支路358相似的尺寸，并且电连接到表面355。在替代性配置(未示 出)中，接地支路358和导电支路359的位置可以交换，或者它们相对于 彼此的位置可以被调整。同轴电缆360的一端连接到导电带359，同轴电 缆360的另一端连接到无线电电路系统(未示出)。
本发明不限于分别在图7、12和17中示出的槽形式104、204和304。 图22-26示出了替代的槽形式404-804。图22-26中示出的天线401- 801中的每一个具有分别沿着表面405、505、605、705和805的顶边的短 路支路(未示出)，以及与图2中的标号9、10所示出的类似的朝向表面 右手侧的间接馈送体(未示出)。
槽404是包括有槽部分404a和404b的T形槽。它具有跨越基板402 的表面405水平延伸的开口横梁404a(图22)。第二槽404b从沿槽404a 的中间位置向下垂直延伸。
槽504是包括有槽部分504a、504b和504c的I形槽。它具有跨越基 板502的表面505水平延伸的开口横梁504a(图23)。第二槽504b从沿 槽504a的中间位置处向下垂直延伸。第三槽504c平行于槽504a，并且在 沿其长度的中间位置处连接到槽504b。槽504c的长度比槽504a短。
槽604基本是包括有槽部分604a和604b的L形槽。槽604具有跨越 基板602的表面605水平延伸到远端606的开口槽604a(图24)。第二槽 604b从槽604a的远端606以直角向下延伸到远端613。槽604b基本为矩 形，除了远端613的周长是半圆形。
槽704基本是包括有槽部分704a和704b的y形槽。开口槽704a从表 面705的上侧右手侧向表面705的下侧左手侧对角延伸(图25)。第二槽 704b从沿着槽704a的近似中间位置向上垂直延伸。
槽804基本是包括有槽部分804a和804b的T形槽。它具有跨越基板 802的表面805水平延伸的开口横梁804a(图26)。第二槽804b从沿着 槽804a的中间位置向下延伸，并且与槽804a成直角。第二槽804b终止于 远端813，由于槽804b的远端是波状的，所以导致第二槽804b具有不均 匀的宽度。
槽404(图22)示出了与图2的天线1相比，通过添加部分404aa(由 网状线部分突出显示)来调节天线401的1/4波长谐振频率的装置。槽704 (图25)示出了与现有技术的有槽PIFA天线(未示出)相比，通过添加 部分704b(由网状线部分突出显示)来调节天线701的1/4波长谐振频率 的装置。
图23的槽504aa和504c以及图26的槽804aa和804bb(由网状线部 分突出显示)分别图示了与图2的天线1相比，用来调节1/4波长和3/4 波长谐振频率的替代性装置。
图24所示的槽604bb(由网状线部分突出显示)示出了与图2的天线 1相比，用来调节3/4波长谐振频率的装置。
在替代性配置中，将短路支路8重新定位到表面405、505、605、705 和805上的替代位置，将使得天线401、501、601、701和801中示出的有 槽形式与图2的天线1相比，对1/4和3/4波长谐振频率具有不同的影响。 例如，如果如图2所示的短路支路8被移动到沿着图25的表面705的右手 侧的中间位置(未示出)，则槽704b的添加将对1/4波长谐振频率具有极 小影响，而将更改3/4波长谐振频率。
本发明提供了一种装置，该装置调节1/4和3/4波长谐振频率之间的频 率比，同时保持对1/4波长和3/4波长谐振频率的独立控制。在需要多于两 个谐振频率的应用中，例如在多频带移动手持机中，使用根据本发明的两 个四分之一波长谐振有槽PIFA平面元件将获得1/4和3/4波长谐振频率处 的四个谐振频率。现在将通过示例来描述图示了具有高达四个谐振频率的 多频带天线的本发明的其它实现。
图27的天线1001包括被部署在安装(未示出安装件)于无线电通信 设备的PCB 1003上的基板1002上的两个有槽PIFA天线1001a、1001b。 天线1001/基板1002通常是矩形的，并且位于较大矩形主PCB 1003的主 面1003a之上，且与主面1003a平行。
第一有槽PIFA天线1001a与图7的天线101相同，并且天线标号103 -113具有对应的标号1003-1013。第二有槽PIFA天线1001b与图12中 的天线201关于垂直轴的镜像图像相同。天线标号203-213具有对应的标 号1103-1113。天线1001a和100b的基板1002a和1002b分别经由非导 电带1019连接(图27和28)，以形成单个整体基板1002。槽1004和1104 的开口开向非导电带1019中，并且彼此相对。天线馈送电路1009、1010 和1109、1110用虚线来表示(图28)，并且可以使用匹配电路(未示出) 来组合，以在无线电电路和天线1001a和1001b之间提供阻抗匹配。可选 地，保持馈送体分离并且直接馈送到例如开关的适当的无线电电路(未示 出)可以是有利的。
将意识到，在其它实施例中，基板1002a和1002b不需要由非导电带 1019来接合，从而天线1001a和1001b作为分离的结构(未示出)存在。 在另一实施例中，将意识到，槽的开口不需要彼此相对，而是可以相对于 彼此有偏移(未示出)。
如图29所示，天线1001具有950MHz(1001a)和970MHz(1001b) 的1/4波长谐振频率以及2700MHz(1001b)和2780MHz(1001a)的3/4 波长谐振频率。天线1001a和1001b的1/4波长谐振频率足够靠近，使得 它们重叠构成单个较宽带宽的谐振频率，其中心为960MHz(图29)。因 此，天线1001将具有三个不同的谐振频率。将意识到，更改槽1004和1104 的几何特征可以使天线101的1/4波长和3/4波长谐振频率两个都重叠以构 成两个较宽带宽的谐振频率(未示出)(对于1001a和1001b的几何特征 充分相似的情形)。还将意识到，更改槽1004和1104的几何特征可以产 生不具有重叠谐振频率的天线1001，并因而具有四个不同的谐振频率(未 示出)(对于1001a和1001b的几何特征完全不同的情形)。
在其它实施例中，示出了天线1201，天线1201与图27的天线1001 相同，除了馈送体结构1009、1010和1109、1110已被去除并由单个馈送 体结构1209、1210所代替。标号1001-1019和1102-1119具有对应的标 号1201-1219和1302-1319。天线1201具有单个馈送体1209、1210，馈 送体1209、1210位于天线1201a和1201b之间的中间位置，并且在非导电 带1219之下(图30)。
在所示的每种情况中，开口槽几何特征构成了通过如下确定的多边形： 除开口之外的内角之和不是540度。
将意识到，可以对上述的优选实施例作出许多修改。例如，天线可以 被制备成对称形式的，以获得减小的带宽和更好的匹配特性。此外，将意 识到，各种实施例中的一个或多个可以被合并。