具体实施方式

本文公开的技术一般涉及具有改进的辐射效率和扩展的覆盖范围的无线通信天线。根据一些实施例，天线包括馈源和辐射器，其中将由天线发送的信号通过分布式和相干耦合从馈源耦合到辐射器，以通过馈源和辐射器实现相干辐射。结果，通过馈源和辐射器的辐射可以相长干涉，以实现更高的辐射效率和更大的覆盖范围，而不增加天线的功耗。本文描述各种发明实施例，包括系统、模块、设备、组件、方法等。本领域的普通技术人员将认识到，以下描述仅是说明性的，并不意图以任何方式限制。

在一个说明性示例中，可穿戴设备(例如，婴儿监测设备)中的无线发送器的天线包括信号馈送组件和电池(例如，圆形电池)，其中电池包括还用作天线辐射器和/或谐振器的电极或外壳。信号馈送组件位于电池周边附近并沿电池周边方向延伸。信号馈送组件沿电池周边将射频(RF)信号耦合到电池。信号馈送组件和电池被配置为使得在信号馈送组件中传播的RF信号和耦合到电池的RF信号沿电池的周边在空间上同相(即，相位对齐)。因此，来自信号馈送组件和电池的辐射可以相长干涉以增加天线的辐射效率，并且因此可以在不增加天线的功耗的情况下增加天线的覆盖范围。

本文描述的天线可用于使用无线信号进行通信的任何设备或系统中，尤其是在需要低功耗和高覆盖范围两者的设备和系统中，诸如电池供电的移动设备、可穿戴设备、婴儿护理设备、医疗设备等。

如本文所使用的，当两个信号具有相同频率并且在传播期间在两个信号之间保持固定相位关系(例如，零或非零恒定相位偏移)时，它们在时间和空间上是“相干的”。例如，对于两个相干信号，第一信号在其传播路径上任何给定位置处的相位和第二信号在其传播路径上任何给定位置处的相位在任何给定时间都可以具有零或非零恒定偏移。相反，当两个信号不具有相同的频率或在传播期间不保持两个信号之间的固定相位关系(例如，具有随机相位偏移)时，它们是非相干的。当两个相干信号在给定位置同相时，它们可能总是在给定位置相长干涉，其中组合信号的振幅可能是两个相干信号振幅的总和。当两个相干信号在给定位置处具有相反相位(即，约180°或πrad的相位偏移)时，它们在给定位置处可能总是相消干涉，以相互抵消，使得组合信号的振幅是两个相干信号振幅之间的差。当两个非相干信号在给定位置发生干扰时，组合信号的功率可以是两个非相干信号的功率之和。

如本文所使用的，当两个信号在传播期间在其传播路径上的任何对应位置对处具有相同相位时，两个信号是“空间同相”或“相位对齐”的。例如，两个空间同相信号可以在第一对对应位置(例如，在每个信号的传播路径上一个相邻的两个位置)处具有相同的第一相位，并且在任何给定时间之后，两个空间同相信号可以在第二对对应位置(例如，在每个信号的传播路径上一个相邻的两个位置)处具有相同的第一相位，并且在第一对对应位置处可以具有相同的第二相位。

如本文所使用的，导体的“电长度”是指导体的长度，该长度是指特定频率的信号在通过导体后的相移。

如本文所用，“分布式组件”可指组件，其物理(和电)长度与组件中电信号的波长相比非常显著，因此，在组件中传播的电信号的特性可能是组件上时间和位置的函数。因此，分布式组件可以由通过传输线或延迟线连接在一起的多个离散组件建模。在一些实施例中，当电组件对电信号的延迟大于例如电信号的最高频率分量的周期的10％、20％、25％、50％、75％、100％或更高或电信号的上升时间时，电组件可被视为分布式组件。

如本文所使用的，术语“分布式耦合”是指更好地建模为电信号的空间分布组件的两个电组件之间的电信号耦合，因此，两个电组件之间的耦合被更好地建模为许多离散组件之间的耦合。

在以下描述中，为了说明的目的，阐述了具体细节，以提供对本公开的示例的透彻理解。然而，显而易见的是，在没有这些具体细节的情况下也可以实施各种示例。例如，设备、系统、结构、组件、方法和其他组件可以框图的形式被示出为组件，以避免在不必要的细节中混淆示例。在其他情况下，为了避免混淆示例，可以在没有必要细节的情况下示出众所周知的设备、过程、系统、结构和技术。附图和描述不具有限制性。本发明中使用的术语和表达用作描述术语而非限制术语，使用此类术语和表达无意排除所示和描述的特征或其部分的任何等价物。此处使用的“示例”一词是指“用作示例、实例或说明”。本文中描述为“示例”的任何实施例或设计不一定被解释为优选于或优于其他实施例或设计。

许多设备(诸如移动设备、可穿戴设备、婴儿护理设备、物联网设备和医疗设备)基于各种无线通信标准或协议(诸如蜂窝通信标准(例如，2G、3G、4G或5G蜂窝通信标准)、全球定位系统(GPS)标准、Wi-Fi、WiMax、蓝牙、低功耗蓝牙(BLE)、ZigBee等)，使用射频或微波信号与其他设备或系统进行通信。这些设备(使用无线信号进行通信时称为无线设备)通常由容量有限的可充电或非可充电电池供电。在许多应用中，无线设备需要消耗较少的电力以实现更长的工作时间(或电池寿命)，然而，仍然可以最小化电池的尺寸和设备的总体尺寸。同时，希望无线设备能够与其他设备或系统进行更远距离的通信，这通常可以通过增加设备发送的无线信号的功率来实现。然而，在不改善发送器辐射效率的情况下增加要发送的无线信号的功率可能会增加无线设备的功耗并缩短电池寿命。此外，对于正常操作期间可能在用户身体附近使用的可穿戴设备或便携式设备，增加要发送的无线信号的功率还可能增加身体对射频能量的暴露和比吸收率(“SAR”)，其指示身体在整个身体上平均或在任何1克组织(定义为立方体形状的组织体积)上平均的对射频能量的吸收率。

例如，许多婴儿护理设备(诸如吸收性物品(例如，智能尿布)或其他跟踪或监测设备)可以包括在2.4GHz频带中传输信号的BLE设备。BLE通常用于电池寿命优于数据传输速度(即数据速率)的应用中。BLE设备通常具有较短的通信范围，诸如在房间内。对于BLE设备来说，通过多个墙壁或其他障碍物进行通信可能很困难。因此，接收设备(例如，智能手机)可能需要相对邻近(例如，在同一房间内或就在房间外)婴儿佩戴的设备，并且婴儿处于最大范围的位置(例如，不覆盖设备)。例如，当婴儿面朝下躺着、靠着护理者的胸部或者与接收器在不同的房间时，这可能会导致用户体验不佳，因为设备可能无法与接收器通信。可能需要使用覆盖范围更大的发送器来改善使用体验。

无线发送器通常包括一个或多个天线，诸如印刷天线(例如，微带或贴片天线)或天线阵列。天线可以包括馈源和辐射器，其中要发送的信号可以从馈源发送到辐射器以发送到空气或其他介质。在一些天线中，天线馈源可以包括具有受控阻抗的导线或传输线，以将射频电信号传送到辐射器中。在一些天线中，天线馈源可通过电容耦合将射频电信号传送到辐射器中。然而，这些天线可能没有高辐射效率来改善发送器的覆盖范围和功率效率两者。

根据本文所公开的天线的某些实施例，天线馈源可通过沿辐射器的周边的至少一部分的分布式电容耦合将射频电信号传送到天线的辐射器中。天线馈源、辐射器和天线的其他组件的物理尺寸、位置、材料和其他参数可以被配置为使得在天线馈源中传播的电信号和耦合到辐射器并在辐射器中传播的电信号沿辐射器的周边在空间上同相(即，相位对齐)。例如，辐射器的给定位置的电信号的相位可以与天线馈源的对应位置(例如，最邻近辐射器给定位置的位置)的电信号相位相同。因此，来自天线馈源和辐射器的辐射可以彼此相长干涉，以增加天线的辐射功率和辐射效率，从而增加天线的覆盖范围。在一些实施例中，设备的电池(例如，纽扣或币形电池，诸如锂金属纽扣/币形电池)可用作辐射器和/或谐振器，以减少天线、发送器和设备的组件数量和物理尺寸。

图1A和1B示出了根据某些实施例的包括天线的无线设备100的示例。图1A是无线设备100的俯视图，图1B是无线设备100的透视图。无线设备100可以是电子设备，诸如可以附接到或嵌入到可穿戴物品或移动设备中的感测设备。无线设备100可以包括印刷电路板(PCB)110，印刷电路板(PCB)110可以包括一个或多个导电层和一个或多个电介质层。无线设备100还可以包括用于将电磁波辐射到空气中的辐射器130(和/或谐振器)。无线设备100还可以包括天线馈源120，天线馈源120将电信号耦合到辐射器130以通过空气传输到接收器。无线设备100还可以包括PCB 110上的一个或多个其他电子电路112。

在一些实施例中，辐射器130可以包括金属片。在一些实施例中，辐射器130可以是电池的一部分，可以安装在PCB 110上或安全地固定在PCB 110上。在一些实施例中，电池可以包括纽扣电池或币形电池，诸如锂、银、碱性或镍电池，其包括金属电极或金属外壳。在一些实施例中，辐射器130可以包括覆盖电池顶壁和侧壁的电池正极(即阳极)。在一些实施例中，辐射器130可以包括容纳电池的腔室或外壳的部分。

电子电路112可以包括例如电容器、电阻器、电感器、传感器、集成电路等。例如，电子电路112可以包括传感器(例如，光电探测器、压力传感器、湿度传感器等)、电源管理设备(例如，功率调节器或转换器)、以例如约2.4GHz的频率产生载波信号的振荡器和用要发送的数据调制载波信号的调制器。

天线馈源120可以安装在PCB 110上，并与PCB 110相隔一定距离。例如，天线馈源120可以包括刚性部分122，其将天线馈源120的其他部分升高到PCB 110的表面之上。在一些实施例中，非导电垫片可用于将天线馈源120与PCB 110分离。如图所示，天线馈源120可以在沿辐射器130的周边的方向上延伸。要发送的电信号(例如，由要发送的数据调制的载波信号)可从PCB 110上的电子电路112发送到天线馈源120，天线馈源120可依次将电信号馈送到辐射器130，诸如可覆盖电池顶壁和侧壁的电池正极(即阳极)。由于天线馈源120的形状和载波信号的高频(因此短波长)，天线馈源120和辐射器130之间的耦合可以是分布式馈送，其中，在天线馈源120中传播的电信号可以随着电信号在天线馈源120中沿辐射器130周边的方向传播而通过电容耦合逐渐传输到辐射器130。换句话说，辐射器130可以是由天线馈源120驱动的分布式负载。

图2示出了根据某些实施例的天线200的示例中天线馈源220和辐射器210之间的分布式耦合。天线馈源220可以是天线馈源120的示例，辐射器210可以是图1所示的辐射器130的示例。如图所示，辐射器210可以包括具有例如圆形的金属片。天线馈源220可以包括金属导体。在一些实施例中，天线馈源220可以包括多个分布式馈送元件(例如，短导体)。天线馈源220可位于辐射器210附近，并可在沿辐射器210周边的方向上延伸。

如图2所示，诸如RF信号的电信号222可以被发送到天线馈源220并且可以在天线馈源220中传播。当电信号222在天线馈源220内传播时，可将其部分辐射到空气或另一电介质中。辐射到空气中的电磁波可导致辐射器210处的电磁场(以及由此产生的电流)改变，使得至少一部分电信号222可耦合到辐射器210并由辐射器210接收。辐射器210可具有大于约π/5、π/4、π/3、π/2、π或2πrad的电长度。当电信号222在天线馈源220内传播时，它可以逐渐耦合到辐射器210。因此，辐射器210可以充当天线馈源220的分布式负载。耦合到辐射器210中的电信号(例如，电信号212)可以如图2所示在辐射器210内传播，并且可以至少部分辐射到空气中。在一些实施例中，电信号212可在辐射器210内谐振，其中谐振频率可取决于辐射器210的尺寸。

此外，天线馈源220和辐射器210的尺寸、材料和位置可以被调谐，使得电信号222和电信号212可以在传播方向上同步或同相。例如，在一些实施例中，天线馈源220和辐射器210的对应位置上的两个电信号的相位可以相同，或者可以具有固定的延迟。更具体地，辐射器210上点A处的电信号212的相位和天线馈源220上点A'处的电信号222的相位可以相同(或相差相位θ)。辐射器210上点B处的电信号212的相位和天线馈源220上点B'处的电信号222的相位可以相同(或相差相位θ)。类似地，辐射器210上点N处的电信号212的相位和天线馈源220上点N'处的电信号222的相位可以相同(或相差相位θ)。因此，由辐射器210的辐射和由天线馈源220的辐射可以是相干的(例如，在空间上同相)，并且因此可以在远场中彼此相长干涉以最大化辐射效率和辐射功率。

相反，在天线馈源通过单个馈送点或小区域(与要发送的电信号的波长相比)物理地或电容地耦合到辐射器的天线中，由辐射器的辐射和由天线馈源的辐射可能不相干或在空间上同相，因此，在远场中可能并不总是相长干涉以最大化辐射效率和辐射功率。

图3A-3C示出了根据某些实施例的包括天线馈源320和电池330作为天线辐射器的无线设备300的示例。图3A是无线设备300的透视图。图3B是无线设备300的俯视图。图3C是无线设备300的侧视图。在一些实施例中，无线设备300可以包括可由对象佩戴或附接到对象的感测或监测设备。例如，无线设备300可以是附接或嵌入吸收性物品(例如，尿布、裤子、垫子)的感测设备，用于监测吸收性物品(例如，如果物品被尿液、粪便或其他体液污染)和/或穿着吸收性物品的人的状态。吸收性物品可以是一次性的、半耐用的或耐用的。吸收性物品还可以包括持久性组件和一次性组件。

如图所示，无线设备300可以包括容纳无线设备300的其它组件的外壳305。外壳305可以是任何形状的闭合结构，诸如圆形、椭圆形、多边形等。外壳305可以包括非导电材料和/或导电材料。在一些实施例中，外壳305可以包括用于与周围环境通信和/或测量周围环境的一些开口。开口可以包括用于监测周围环境(诸如吸收性物品或其他可穿戴设备的温度或湿度水平，或穿戴可穿戴设备的人的生命体征(例如，温度、脉搏率、血压或呼吸率))的各种传感器的输入端口。

PCB 310可定位在外壳305中。如图3C所示，在一些实施例中，PCB 310可通过一个或多个垫片314与外壳305的底部分离，垫片314可以包括非导电材料。因此，即使外壳305的底部由于与液体(例如水)接触而潮湿，PCB 310也可能不会与液体直接接触。PCB 310可以包括安装在PCB 310上或嵌入PCB 310中的一个或多个组件312，其可以包括电组件、机械组件或各种类型的传感器，诸如化学传感器(例如，气味传感器)。如上文关于电子电路112所述，组件312可以包括例如传感器(例如，光电探测器、压力传感器、湿度传感器、热传感器等)、电源管理设备(例如，功率调节器或转换器)、以例如约2.4至约2.8GHz产生载波信号的振荡器以及用要发送的数据调制载波信号的调制器。

天线馈源320可以安装在PCB 310上。天线馈源320可以包括导电材料。在一些实施例中，天线320可通过刚性部分322连接到PCB 310，该刚性部分322将天线馈源320升高到PCB 310的上表面之上。在一些实施例中，空间可用于升高天线馈源320并将其与PCB 310的上表面分离。天线馈源320可以从PCB 310上的电路接收要发送到远场的电信号，诸如由要发送到接收器的数据调制的RF信号。例如，要发送的数据可以指示各种传感器的测量结果，诸如指示可穿戴设备中测量的湿度水平高于阈值水平的报警信号。

电池330(诸如纽扣电池或币形电池(例如锂电池、银电池、碱性电池或镍电池))可定位在PCB 310上。电池330可以包括覆盖电池330的顶壁和侧壁的电极(例如，阳极)。电池330的另一电极(例如，阴极)可以与PCB 310上的迹线、焊盘或另一导体接触。电池330可通过第一元件340和/或第二元件350牢固地固定在PCB 310上和/或电连接至PCB 310，其中第一元件340和第二元件350可物理和/或电连接至PCB 310。例如，电池330的阳极可以与第一元件340和/或第二元件350物理或电接触。第一元件340和第二元件350可以是导电的或非导电的，并且可以作为天线的一部分，诸如辐射器和/或天线的谐振器的一部分。

如图3A-3C所示，天线馈源320可以在沿电池330周边的方向上延伸，并可位于邻近电池330，使得由天线馈源320中的电信号产生的电磁场可引起电磁场变化，从而导致电池330中的电极(例如，阳极)中的电流变化。因此，要发送的电信号可以从天线馈源320电容性地耦合到电池330。耦合到电池330的电极并在其中传播的电信号可导致从电池330的电极向空气或另一介质的电磁辐射。

图4A示出了根据某些实施例的无线设备(例如，无线设备300)的示例中天线馈源(例如，天线馈源320)和辐射器(例如，电池330的阳极)之间的分布式耦合。如上所述，电信号410可以被发送到天线馈源320，并在天线馈源320中沿如图4A所示的方向传播。与电信号410的波长相比，电信号410的传播方向上的天线馈源320的长度可能是显著的，因此将充当多个分布式组件而不是单个组件。例如，天线馈源320(即，天线馈源320的电长度)对电信号410的延迟可能大于电信号410的最高频率分量的周期的10％、20％、25％、50％、75％、100％或更长。因此，在传播期间，电信号410的一部分可以通过多个分布组件中的每一个耦合到电池330的阳极，如虚线412所示。

此外，天线馈源320、辐射器(例如，电池330的阳极)、第一元件340和第二元件350的物理尺寸、材料、位置等可以被调谐，使得在天线馈源320中传播的电信号410和在辐射器中传播的电信号可以在空间上同相(即，相位对齐)以产生上文参考图2所述的相干辐射(例如，电磁场)。例如，在一些实施例中，天线馈源320中电信号410的传播速度可以不同于(例如，略快于)辐射器中电信号的传播速度(例如，由于不同的材料磁导率和/或介电常数)以沿辐射器的周边在空间上保持固定的相位关系。

图4B示出了根据某些实施例的在无线设备(例如，无线设备300)的示例中通过天线馈源320和辐射器(例如，电池330的阳极)的相干辐射。如图所示，天线馈源320可以与电池330周边的至少一部分相邻，并且可以与电池330周边紧密耦合。在天线馈源320中传播的电信号410和在电池330阳极中传播的电信号420可以是相干的(例如，空间同相)，如上文参考图2所述。例如，电信号410和电信号420在每个电信号的传播路径上一个的第一对对应位置(例如，一对相邻位置)处可以具有相同的相位，并且在任何给定时间之后，可以在每个信号的传播路径上一个的第二对对应位置(例如，另一对相邻位置)处具有相同的相位。

因为电信号410和电信号420是相干的，所以它们的辐射也可以是相干的。通过天线馈源320和电池330的相干辐射可以相长干涉，以增加天线的辐射效率和功率，从而增加天线的覆盖范围，而不增加无线设备的功耗或尺寸、为天线留出更多空间或使用昂贵的材料(如介电材料)或复杂的三维结构。此外，与吸收性物品相关联的、在任何1克组织(定义为立方体形状的组织体积)上平均的平均峰值空间平均比吸收率(SAR)可降低至远低于约1.6W/kg的值，诸如低于约0.8W/kg、0.4W/kg、0.08W/kg、0.04W/kg或更低。

图5A示出了根据某些实施例的无线设备500中的天线馈源520a的示例。作为无线设备300，无线设备500可以包括可类似于外壳305的外壳505、可类似于PCB 310的PCB 510以及可类似于组件312的一个或多个组件512。无线设备500还可以包括天线，天线可以包括天线馈源520a和辐射器530a，辐射器530a可以是如上参考图3A-3C所述的电池的电极。在一些实施例中，无线设备500还可以包括分别类似于第一元件340和第二元件350的第一元件540和第二元件550。天线馈源520a和辐射器530a(以及，在一些实施例中，第一元件540和第二元件550)可以共同设计和共同优化，以使由天线将电信号的分布式耦合从天线馈源520a发送到辐射器530a，并且还在沿传播路径在天线馈源520a中传播的电信号和在辐射器530a中传播的电信号之间保持相干性(例如，空间同相关系)。在图5A所示的示例中，天线馈源520a可以包括一块固体导电材料，其中天线馈源520a的宽度可根据需要改变以实现相干辐射。

图5B示出了根据某些实施例的无线设备500b中的天线馈源520b的示例。无线设备500b可以类似于无线设备500a，并且可以包括天线，其包括天线馈源520b和辐射器530b，天线馈源520a和辐射器530a可以不同于天线馈源520a和辐射器530a配置以实现所需的分布式耦合和相干辐射。例如，如图所示，天线馈源520b可以包括一个或多个切口或压痕区域522。

图5C示出了根据某些实施例的无线设备500c中的天线馈源520c的示例。无线设备500c可以类似于无线设备500a，并且可以包括天线，其包括天线馈源520c和辐射器530c，天线馈源520c和辐射器530c可以不同于天线馈源520a和辐射器530a配置以实现所需的分布式耦合和相干辐射。例如，如图所示，与天线馈源520a相比，天线馈源520c可以具有不同的宽度和/或形状。

图5D示出了根据某些实施例的无线设备500d中的天线馈源520d的示例。无线设备500d可以类似于无线设备500a，并且可以包括天线，其包括天线馈源520d和辐射器530d，天线馈源520d和辐射器530d可以不同于天线馈源520a和辐射器530a配置以实现所需的分布式耦合和相干辐射。例如，如图所示，天线馈源520d可以不是平坦的(例如，不平行于PCB510)，并且可以包括一个或多个倾斜部分524，其可以相对于PCB 510具有不同的倾斜角度。

如上所述，天线的天线辐射器可以是不同的形状，诸如圆形、椭圆形或多边形，并且可以具有不同的物理尺寸。天线辐射器可以与天线馈源共同设计和共同优化，以实现所需的分布式耦合和相干(例如，空间同相)辐射。

图6A示出了根据某些实施例的天线中环形天线辐射器610的示例。图6B示出了根据某些实施例的天线中八边形天线辐射器620的示例。图6C示出了根据某些实施例的天线中三角形天线辐射器630的示例。图6D示出了根据某些实施例的天线中领结形天线辐射器640的示例。对于天线辐射器610、620、630和640中的任何一个，可使用沿天线辐射器的周边的至少一部分延伸的相应天线馈源来馈送要通过分布式和相干(例如，空间同相)耦合传输到天线辐射器的电信号，使得天线馈源和天线辐射器的辐射可以相长干涉以改善天线的辐射效率。

即使图中未示出，也可以使用天线馈源和天线辐射器的其他结构。例如，在一些实施例中，中间导电元件可以位于天线馈源和天线辐射器之间，其中要发送的电信号可以从天线馈源耦合到中间导电元件，然后可以从中间导电元件耦合到天线辐射器。在一些实施例中，天线可以包括一个以上的辐射器。例如，可以在天线馈源的对侧定位两个辐射器或在沿天线馈源的延伸的两个不同位置处定位两个辐射器。

在本文公开的天线的一个示例中，实现了400英尺的视线范围，用于从无线设备到智能手机的低功耗蓝牙(BLE)通信。一些居住障碍物可能会将该视线范围缩小到几十英尺以上的有效室内范围。实验结果表明，在大多数路径上以及在家中的墙壁和地板上都能实现可靠的鲁棒的BLE通信。因此，父母或看护者可以使用智能手机在家中与例如婴儿穿戴的吸收性物品(例如智能尿布)进行通信或接收通知。此外，与吸收性物品相关联的峰值空间平均SAR可低于约1.6W/kg，诸如低于约0.8W/kg、0.4W/kg、0.08W/kg、0.04W/kg或更低。

图7是示出根据某些实施例的使用天线发送无线信号的方法的示例的流程图700。流程图700中描述的操作仅用于说明目的，并不意图限制。在各种实现中，可以对流程图700进行修改以添加额外操作或省略一些操作。流程图700中描述的操作可以通过例如上面参考图1A-6D所述的天线来执行。。

在框710处，天线的天线馈源可以接收将由天线发送的电信号。如上所述，电信号可以包括RF信号，该RF信号包括由要发送到接收器的数据调制的载波信号。要发送的数据可以包括由传感器(例如温度传感器、湿度传感器、化学传感器等)检测到的信息。载波信号可以具有大于例如500MHz、900MHz、2GHz、2.4GHz或更高的频率。在一个示例中，电信号包括可调谐信号。电信号可以通过阻抗匹配的传输线或其他导体被发送到天线馈源。

在框720处，天线馈源可将电信号辐射到空气或其他周围介质中。天线馈源可以包括导体，该导体可以更好地建模为电信号的分布式组件。例如，天线馈源对电信号的延迟可以大于例如电信号的最高频率分量的周期的10％、20％、25％、50％、75％、100％或更高。在一些实施例中，用于电信号的天线馈源的电长度可以大于约π/5、π/4、π/3、π/2、π、2πrad或更长。电信号可以在天线馈源中传播，并在天线馈源附近的空气或其他周围介质中引起电磁场变化。

在框730处，邻近天线馈源的辐射器可通过分布式耦合接收由天线馈源辐射的电信号的一部分。在一些实施例中，辐射器包括电池(诸如纽扣电池或币形电池)的电极或外壳。辐射器可以具有周边，其长度与电信号的波长相比可以是显著的。因此，辐射器也可以被建模为分布式组件。天线馈源可沿辐射器的周边的至少一部分延伸。因为天线馈源和辐射器两者都是分布式组件，所以从天线馈源到辐射器的电信号的耦合可以是沿辐射器的周边的部分的分布式耦合，如上文参考(例如)图2和4A所述。耦合到辐射器的电信号可以沿辐射器的周边在辐射器中传播。在辐射器中传播的电信号和在天线馈源中传播的电信号可以是相干的，并且可以在传播路径上空间同相或相位对齐，如上文参考(例如)图2和4B所述。

在框740处，辐射器可将所接收的电信号的一部分辐射到空气或其他周围介质中。因为在辐射器中传播的电信号和在天线馈源中传播的电信号可以是相干的，并且在传播路径上空间同相或相位对齐，因此由天线馈源辐射的电信号和由辐射器辐射的电信号可以是相干的，并且可以在远场中相长干涉，以提高辐射效率，从而提高天线的覆盖范围。

图8示出了无线设备的电子系统800的示例，其中可以实现根据某些实施例的上述天线。在此示例中，电子系统800可以包括一个或多个处理器810(或控制器，诸如微控制器)和存储器820。处理器810可以包括例如或处理器、微控制器或专用集成电路(ASIC)。处理器810可以被配置为执行用于在多个组件上执行操作的指令，并且可以是例如通用处理器或适于在便携式电子设备内实现的微处理器。处理器810可通过总线805与电子系统800内的多个组件通信耦合。总线805可以是适于在电子系统800内传输数据的任何子系统。总线805可以包括多个计算机总线和用于传输数据的附加电路。

存储器820可以直接或通过总线805耦合到处理器810。在一些实施例中，存储器820可以提供短期和长期存储，并且可以被划分为若干单元。存储器820可以是易失性的，诸如静态随机存取存储器(SRAM)和/或动态随机存取存储器(DRAM)，和/或非易失性的，诸如只读存储器(ROM)、闪存等。此外，存储器820可以包括可移动存储设备，诸如安全数字(SD)卡。存储器820可以为电子系统800提供计算机可读指令、数据结构、程序模块和其他数据的存储。在一些实施例中，存储器820可以分布到不同的硬件模块中。一组指令和/或代码可存储在存储器820上。指令可以采用可由电子系统800执行的可执行代码的形式，和/或可以采用源代码和/或可安装代码的形式，在编译和/或安装到电子系统800上时，源代码和/或可安装代码的形式(例如，使用各种通用编译器、安装程序、压缩/解压缩实用程序等)可以采用可执行代码的形式。

在一些实施例中，存储器820可存储多个应用模块824，其可以包括任意数量的应用。应用的示例可以包括与不同传感器关联以执行不同功能的应用。在一些实施例中，应用模块824的某些应用或部分可由其他硬件模块执行。在某些实施例中，存储器820可另外包括安全存储器，其可以包括额外的安全控制以防止对安全信息的复制或其他未经授权的访问。

在一些实施例中，存储器820可以包括加载在其中的轻型操作系统822。操作系统822可操作以启动由应用模块824提供的指令的执行和/或管理其他硬件模块以及与无线通信子系统830的接口，无线通信子系统830可以包括一个或多个无线收发器。操作系统822可适用于跨电子系统800的组件执行其他操作，包括线程、资源管理、数据存储控制和其他类似功能。操作系统822可以包括各种轻型操作系统，诸如用于物联网设备的操作系统。

无线通信子系统830可以包括，例如，红外通信设备、无线通信设备和/或芯片组(诸如设备、BLE设备、ZigBee设备、IEEE 802.11设备、Wi-Fi设备、WiMax设备、近场通信(NFC)设备等)，和/或类似的通信接口。电子系统800可以包括一个或多个天线834，用于作为无线通信子系统830的一部分或作为耦合到系统任何部分的单独组件。取决于所需的功能，无线通信子系统830可以包括单独的收发器以与基站收发器站和其他无线设备和接入点通信，其中可以包括与不同的数据网络和/或网络类型通信，诸如无线广域网(WWAN)、无线局域网(WLAN)或无线个人区域网(WPAN)。WWAN可以是，例如，WiMax(IEEE 802.16)网络。WLAN可以是例如IEEE 802.11x网络。WPAN可以是例如蓝牙网络、IEEE 802.15x网络或一些其他类型的网络。本文描述的技术还可以用于WWAN、WLAN和/或WPAN的任何组合。无线通信子系统830可以允许与网络、其他计算机系统和/或本文所述的任何其他设备交换数据。无线通信子系统830可以包括用于使用天线834发送或接收数据(诸如各种传感器数据)的装置。无线通信子系统830、处理器810和存储器820可一起包括用于执行本文公开的一些功能的一个或多个装置的至少一部分。

在一些实施例中，电子系统800还可以包括标准定位服务(SPS)接收器，其能够使用SPS天线从一个或多个SPS卫星接收信号。SPS接收器可以使用传统技术从SPS系统的SPS人造卫星(SV)提取便携式设备的位置，诸如全球导航卫星系统(GNSS)(如全球定位系统(GPS))、伽利略、格洛纳斯、指南针、日本准天顶卫星系统(QZSS)、印度区域导航卫星系统(IRNSS)、中国北斗等。此外，SPS接收器可以使用可以与一个或多个全球和/或区域导航卫星系统关联或以其他方式启用的各种增强系统(例如，基于卫星的增强系统(SBAS))。举例来说，但不限于此，SBAS可以包括提供完整性信息、差异校正等的增强系统，诸如例如广域增强系统(WAAS)、欧洲静地导航覆盖服务(EGNOS)、多功能卫星增强系统(MSAS)、GPS辅助地球增强导航或GPS和静地增强导航系统(GAGAN)等。因此，如本文所使用的，SPS系统可以包括一个或多个全球和/或区域导航卫星系统和/或增强系统的任何组合，并且SPS信号可以包括SPS、类SPS和/或与一个或多个这样的SPS系统相关联的其他信号。

在各种实施例中，无线通信子系统830或SPS接收器可操作为通电、断电或处于待机状态(即，睡眠)模式。当断电时，无线通信子系统830中的电路可能不消耗功率。当处于待机模式时，只有一小部分无线通信子系统830可以被激活，而无线通信子系统830的其余部分可以被停用或断电，因此，电路或子系统可能消耗低或最低水平的功率。

电子系统800的实施例还可以包括一个或多个传感器840。传感器840可以包括例如图像传感器、加速计、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、接近传感器、磁强计、陀螺仪、惯性传感器(例如，包括加速计和陀螺仪的模块)、环境光传感器或可操作以提供感官输出和/或接收感官输入的任何其他模块。其他示例性传感器包括用于检测由吸收性物品捕获的身体固体和液体的存在和/或数量的传感器。此类传感器旨在检测婴儿/幼儿或失禁成人穿戴的吸收性物品内的尿液或粪便。有许多不同类型的传感器能够检测吸收性物品内的尿液或粪便，包括光学传感器、颜色传感器、电容传感器、电感传感器和挥发性有机化合物传感器。这些传感器可以使用本领域技术人员已知的各种技术实现。例如，可使用压电、压阻、电容或微电子机械系统(MEMS)实现加速计，并且包括两轴或多轴加速计。在一些实施例中，电子系统800可以包括数据记录器，其可记录传感器检测到的信息。

电子系统800可以包括输入/输出模块850。输入/输出模块850可以包括一个或多个输入设备或输出设备。输入设备的示例可以包括触摸板、麦克风、按钮、拨号盘、开关、用于连接到外围设备(例如鼠标或控制器)的端口(例如微型USB端口)或用于由用户控制输入/输入模块850的其他合适的设备。在一些实施方式中，输入/输出模块850可以包括输出设备，诸如可用于产生信号光束(诸如报警信号)的光电二极管或发光二极管(LED)。

电子系统800可以包括电源子系统，该电源子系统可以包括一个或多个可充电或非可充电电池870，诸如碱性电池、铅酸电池、锂离子电池、锌碳电池以及镍镉或镍氢电池。电源子系统还可以包括一个或多个电源管理电路860，诸如电压调节器、DC-DC转换器、有线(例如，通用串行总线(USB)或微型USB)或无线(NFC或Qi)充电电路、能量收集电路等。

上面讨论的设备、系统、模块、组件和方法仅为示例。各种实施例可酌情省略、替代或添加各种程序或组件。此外，参考某些实施例描述的特征可以组合在各种其他实施例中。实施例的不同方面和元件可以以类似的方式组合。此外，技术不断发展，因此，许多元件都是示例，并不将本发明的范围限制在这些特定示例中。

在描述中给出具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实施实施例。例如，为了避免混淆实施例，已经在没有不必要的细节的情况下示出了众所周知的电路、过程、系统、结构和技术。本说明仅提供示例性实施例，并不旨在限制本发明的范围、适用性或配置。相反，实施例的前述描述将为本领域技术人员提供用于实现各种实施例的启用描述。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

此外，一些实施例被描述为流程图或框图的过程。尽管每个操作都可以将操作描述为顺序过程，但许多操作可以并行或并发执行。此外，可以重新排列操作的顺序。过程可以具有图中未包括的附加步骤。此外，方法的实施例可以通过硬件、软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言或其任何组合来实现。当在软件、固件、中间件或微码中实现时，用于执行相关任务的程序代码或代码段可存储在诸如存储介质的计算机可读介质中。处理器可以执行相关的任务。

对于本领域技术人员来说，显而易见的是，可以根据具体要求进行实质性的变化。例如，还可以使用定制的或专用的硬件，和/或可以在硬件、软件(包括便携式软件，诸如小程序等)或两者中实现特定的元件。此外，可以采用到诸如网络输入/输出设备的其他计算设备的连接。

参考附图，可以包括存储器的组件可以包括非暂时性机器可读介质。术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”可指参与提供使机器以特定方式操作的数据的任何存储介质。在上文提供的实施例中，各种机器可读介质可涉及向处理单元和/或其他设备提供指令/代码以供执行。另外或替代地，机器可读介质可用于存储和/或携带此类指令/代码。在许多实现中，计算机可读介质是物理和/或有形存储介质。这种介质可以采取多种形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。计算机可读介质的常见形式包括，例如，磁性和/或光学介质，诸如光盘(CD)或数字多功能盘(DVD)、穿孔卡、纸带、具有孔图案的任何其他物理介质、RAM、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪存EPROM、任何其他存储芯片或盒带、下文所述的载波或计算机可从中读取指令和/或代码的任何其他介质。计算机程序产品可以包括代码和/或机器可执行指令，其可表示过程、函数、子程序、程序、例程、应用程序(App)、子例程、模块、软件包、类或指令、数据结构或程序语句的任意组合。

本领域技术人员将理解，用于传达本文所述消息的信息和信号可以使用各种不同技术和技术中的任何一种来表示。例如，可以通过电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或其任何组合来表示可在上述描述中引用的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和芯片。

本文中使用的术语“和”和“或”可以包括各种含义，这些含义至少部分取决于使用这些术语的上下文。通常，“或”如果用于关联列表，诸如A、B或C，则意指A、B和C，在这里用于包容性意义，以及A、B或C，在这里用于排他性意义。此外，本文中使用的术语“一个或多个”可用于以单数形式描述任何特征、结构或特性，或可用于描述特征、结构或特性的一些组合。然而，应当注意，这仅仅是一个说明性示例，并且所要求保护的主题不限于此示例。此外，术语“至少一个”如果用于关联列表，诸如A、B或C，则可解释为表示A、B和/或C的任何组合，例如A、AB、AC、BC、AA、ABC、AAB、AABBCCC等。

此外，虽然已经使用硬件和软件的特定组合描述了某些实施例，但是应当认识到，硬件和软件的其他组合也是可能的。某些实施例可仅在硬件中实现，或仅在软件中实现，或使用其组合实现。在一个示例中，软件可以用包含可由一个或多个处理器执行的计算机程序代码或指令的计算机程序产品来实现，用于执行本公开中描述的任何或所有步骤、操作或过程，其中计算机程序可以存储在非暂时性计算机可读介质上。本文描述的各种过程可以在相同处理器或不同处理器上以任意组合实现。

当设备、系统、组件或模块被描述为被配置为执行某些操作或功能时，例如，可以通过设计执行该操作的电子电路、通过编程执行该操作的可编程电子电路(诸如微处理器)(诸如通过执行计算机指令或代码，或通过编程以执行存储在非暂时性存储介质上的代码或指令的处理器或内核，或其任何组合来执行操作)来完成该配置。过程可以使用各种技术进行通信，包括但不限于用于过程间通信的常规技术，并且不同的过程对可以使用不同的技术，或者相同的过程对可以在不同的时间使用不同的技术。

因此，说明书和附图应被视为是说明性的，而不是限制性的。然而，显而易见的是，在不偏离权利要求所述的更广泛精神和范围的情况下，可以对其进行添加、减少、删除以及其他修改和变更。因此，尽管已经描述了特定实施例，但这些并不旨在限制。各种修改和等价物均在以下权利要求的范围内。