專(zhuān)利名稱(chēng)：提供隔離和分集的方法、雙矩形蓋板天線系統(tǒng)和無(wú)線電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天線系統(tǒng)，具體涉及具有分集性的蓋板(patch)天線系統(tǒng)。
在微波通信中，微波信號(hào)強(qiáng)度減小的原因既是因?yàn)樽匀辉蚶缃涤炅?、濕度或地形，也是因?yàn)槿藶樵蚶鐦?gòu)筑物散射或阻塞微波信號(hào)，這將導(dǎo)致通信信道質(zhì)量下降。在某些情況下，信號(hào)強(qiáng)度的減小阻礙了可靠的通信。分集對(duì)于接通微波信號(hào)提供了多重機(jī)會(huì)，并改善可靠通信的概率。對(duì)于接通微波信號(hào)的多重機(jī)會(huì)是利用信號(hào)的時(shí)間域、頻率域和/或場(chǎng)域內(nèi)的冗余度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中，場(chǎng)域是由該信號(hào)的空間屬性、極化屬性和輻射場(chǎng)型的屬性組成的。
一種單個(gè)雙方式蓋板天線是微帶天線，被激勵(lì)時(shí)可產(chǎn)生兩個(gè)正交極化波，該天線業(yè)已在摩托羅拉公司的2.45GHz無(wú)線電局域網(wǎng)(RLAN)中用于分集接收。本領(lǐng)域公知的一種單方式蓋板天線或類(lèi)似的天線例如倒F形天線與鞭狀天線一起使用是在便攜式無(wú)線電手機(jī)上獲得場(chǎng)域分集的普遍實(shí)踐，尤其是日本的蜂窩界普遍實(shí)踐。
一些剛冒出的1.9GHz個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)，例如個(gè)人接入通信系統(tǒng)(Personal Access Communications System簡(jiǎn)寫(xiě)為PACS)，其空中接口要求用戶(hù)單元提供發(fā)射和接收的場(chǎng)域分集。符合這種要求的典型的全雙工無(wú)線電設(shè)備使用了一個(gè)天線開(kāi)關(guān)和一個(gè)雙工器，該天線開(kāi)關(guān)從提供出場(chǎng)域分集的兩個(gè)天線中選出一個(gè)，該雙工器工作可減少?gòu)陌l(fā)射機(jī)到接收機(jī)的耦合能量。在一種兩頻率的全雙工系統(tǒng)中，雙工方式允許發(fā)射機(jī)信號(hào)和接收機(jī)信號(hào)耦合得不致劣化任一個(gè)信號(hào)。利用濾波器阻抗特性的知識(shí)，將可控長(zhǎng)度的傳輸線用來(lái)為發(fā)射機(jī)濾波器和接收機(jī)濾波器提供合適的阻抗。這種阻抗隔離對(duì)于有效運(yùn)行是必需的。濾波器提供信號(hào)隔離是通過(guò)減少接收機(jī)對(duì)發(fā)射機(jī)的信號(hào)損失量和發(fā)射機(jī)對(duì)接收機(jī)的信號(hào)損失量實(shí)現(xiàn)的。這種雙工操作會(huì)對(duì)電路板布局造成約束，并增加了發(fā)射和接收濾波器設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，通常導(dǎo)致插入損耗增大，并要求在濾波器之間設(shè)置可控相位-長(zhǎng)度的傳輸線。時(shí)分雙工系統(tǒng)可以用一個(gè)第二開(kāi)關(guān)代替雙工器來(lái)選擇發(fā)射或接收，可是這都增加了對(duì)發(fā)射通路和接收通路的附加插入損耗。
據(jù)此，現(xiàn)在需要一種用于提供隔離和分集同時(shí)消除對(duì)雙工器或第二個(gè)發(fā)射/接收開(kāi)關(guān)的需求的方法、雙矩形蓋板天線系統(tǒng)和無(wú)線電設(shè)備。


圖1示出一種先有技術(shù)的具有兩個(gè)饋電點(diǎn)的雙方式蓋板天線的示意圖。
圖2示出圖1的先有技術(shù)蓋板天線沿第二方式極化面的電壓分布圖。
圖3示出一種按照本發(fā)明提供隔離和分集的雙矩形蓋板天線系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意圖。
圖4示出一種按照本發(fā)明提供隔離和分集的雙矩形蓋板天線系統(tǒng)的第二實(shí)施例的示意圖。
圖5示出一種按照本發(fā)明提供隔離和分集的雙矩形蓋板天線系統(tǒng)的第三實(shí)施例的示意圖。
圖6示出一種按照本發(fā)明提供隔離和分集的雙矩形蓋板天線系統(tǒng)的第四實(shí)施例的示意圖。
圖7示出一種按照本發(fā)明提供隔離和分集的方法的第一實(shí)施例的流程圖。
圖8示出一種按照本發(fā)明提供隔離和分集的方法的第二實(shí)施例的流程圖。
圖9示出一種具有按照本發(fā)明提供隔離和分集的雙矩形蓋板天線系統(tǒng)的無(wú)線電設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例的外形圖。
總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供一種用以提供隔離和分集同時(shí)消除對(duì)雙工器或第二發(fā)射/接收開(kāi)關(guān)的需求的方法、雙矩形蓋板天線系統(tǒng)和無(wú)線電設(shè)備。
圖1以標(biāo)號(hào)100示出一種先有技術(shù)的具有兩個(gè)饋電點(diǎn)的雙方式蓋板天線的示意圖。饋電點(diǎn)的位置是關(guān)鍵，因?yàn)樗苯佑绊懱炀€的極化和阻抗。饋電點(diǎn)通常是同軸電纜中心導(dǎo)體與導(dǎo)電層的連接點(diǎn)，也是同軸電纜屏蔽層與地平面的連接點(diǎn)，該同軸電纜在地平面的下方離開(kāi)該蓋板天線。該蓋板天線100的一個(gè)蓋板102是導(dǎo)電層，該中心導(dǎo)體與它相連接，而地平面105是第二導(dǎo)電層。電介質(zhì)104是非導(dǎo)電材料層，它可以是空氣、某種陶瓷或纖維/樹(shù)脂復(fù)合材料，處在該蓋板102與地平面105之間。一個(gè)第一方式饋電點(diǎn)106提供第一方式極化108，一個(gè)第二方式饋電點(diǎn)110提供第二方式極化112，第二方式極化與第一方式極化108相正交。圖1至圖6所示的方式極化箭頭線表示沿著與蓋板導(dǎo)體平面垂直的中心軸在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)域內(nèi)該有關(guān)方式的輻射電場(chǎng)的極化。
圖2以標(biāo)號(hào)200示出在圖1的先有技術(shù)的蓋板天線中沿第二方式極化的電壓分布202的示意圖。本發(fā)明中，該蓋板天線100利用在第一方式饋電點(diǎn)106與第二方式饋電點(diǎn)110之間的隔離，用以作為無(wú)線電設(shè)備的射頻前端的發(fā)射和接收濾波器的雙工連接。實(shí)際上，由于在該蓋板的中部沿著在每種方式的電壓分布中與那種方式的極化相垂直的一條線存在一個(gè)電壓零點(diǎn)204，故在饋電點(diǎn)106和110之間在以工作頻率為中心的一個(gè)給定帶寬內(nèi)提供30dB以上的隔離度。這就允許將濾波器直接連接到天線上，無(wú)需在兩濾波器之間設(shè)置可控相位-長(zhǎng)度的傳輸線來(lái)提供必需的負(fù)載。與微帶蓋板通常有關(guān)的窄帶寬問(wèn)題通過(guò)剪裁該蓋板的尺寸使之諧振在接收極化波的接收頻帶的中心頻率上和諧振在發(fā)射極化波的發(fā)射頻帶的中心頻率上而克服了。由于發(fā)射和接收濾波器無(wú)需雙工，故對(duì)于該蓋板的隔離度還考慮了較低階的濾波器，這將增大接收通路的靈敏度和發(fā)射通路的效率。因?yàn)樯w板天線可以利用印刷電路板技術(shù)來(lái)制造，故在蓋板天線的第二方式極化與第一方式極化之間的隔離度不僅很高而且很細(xì)密地受到控制和可預(yù)測(cè)。隔離帶寬通常超過(guò)天線的阻抗帶寬。
一個(gè)2.45GHz銅蓋板的典型尺寸為36mm×36mm，制作在一種典型電介質(zhì)其介電常數(shù)為2.55和厚度為3mm的玻璃/聚四氟乙烯層上。
圖3以標(biāo)號(hào)300示出一種按照本發(fā)明提供隔離和分集的雙矩形蓋板天線系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖4以標(biāo)號(hào)400示出一種按照本發(fā)明提供隔離和分集的雙矩形蓋板天線系統(tǒng)的第二個(gè)實(shí)施例的示意圖。系統(tǒng)300和400僅對(duì)接收提供分集，這兩個(gè)系統(tǒng)各包括一個(gè)第一矩形蓋板天線302、一個(gè)第二矩形蓋板天線304和402和一個(gè)開(kāi)關(guān)306。兩系統(tǒng)300和400之間的區(qū)別在于第二矩形蓋板天線304、402不同。
第一矩形蓋板天線302具有一個(gè)頂層，它是一個(gè)基本上平的導(dǎo)電矩形第一蓋板303，帶有四個(gè)共平面的邊、一個(gè)第一中線和一個(gè)第二中線。該第一中線與第一蓋板的第一邊正交；第二中線與第一蓋板的第一邊平行，并在第一蓋板的中央處與第一中線相交。第一蓋板303含有一個(gè)第一方式饋電點(diǎn)316，用于對(duì)發(fā)射通路308提供第一方式極化318；和第二方式饋電點(diǎn)312，用于對(duì)接收通路310提供第二方式極化314，它與第一方式極化318正交。第一方式饋電點(diǎn)316和第二方式饋電點(diǎn)312的位置選擇得可沿第二中線由第一方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)和沿第一中線由第二方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)提供隔離。第一方式饋電點(diǎn)316位于在第一中線上在第一邊323與第一蓋板中央319之間，第二方式饋電點(diǎn)312位于第二中線上在第二邊321與第一蓋板中央319之間。第一邊323與第二邊321相鄰而且正交。
在圖3中，第二矩形蓋板天線304與第一矩形蓋板天線302在空間上分隔開(kāi)，并具有一個(gè)基本上平的導(dǎo)電矩形第二蓋板305為其頂層。第二蓋板305含有一個(gè)第三方式饋電點(diǎn)320，可對(duì)接收通路310提供一種第三方式極化322。該第三方式極化322與第二方式極化314正交。這種配置既提供了極化，還在接收通路310中提供空間分集。發(fā)射通路308無(wú)開(kāi)關(guān)和雙工電路，因而減小了插入損耗，對(duì)于給定的發(fā)射機(jī)輸出可增加輻射功率。在時(shí)分雙工系統(tǒng)中，發(fā)射對(duì)接收的隔離度的最佳化是依靠設(shè)定天線開(kāi)關(guān)以在發(fā)射操作期間選擇第一矩形蓋板天線302來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
圖4示出在全雙工系統(tǒng)中發(fā)射對(duì)接收的隔離的優(yōu)選實(shí)施例。第二矩形蓋板天線402與第一矩形蓋板天線302在空間上分隔開(kāi)，并且具有一個(gè)基本上平的導(dǎo)電矩形第二蓋板403作為其頂層。第二蓋板403含有一個(gè)第三方式饋電點(diǎn)404，可提供一種第三方式極化406，它與第一方式極化318正交。第三方式饋電點(diǎn)404與開(kāi)關(guān)306相連接，用于分集。雖然在接收通路408中保持空間分集，但極化分集好處不存在。
開(kāi)關(guān)306可操作地被耦連來(lái)選擇第一矩形蓋板天線302的第二方式饋電點(diǎn)312和第二矩形蓋板天線403的第三方式饋電點(diǎn)404其中之一。該選擇的根據(jù)是一個(gè)預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量。公知的分集算法可以利用接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI，來(lái)確定最佳的天線以供使用。開(kāi)關(guān)306在接收通路中提供空間分集。該射頻開(kāi)關(guān)306可以應(yīng)用本領(lǐng)域公知的PIN二極管電路或砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(GaAs FET)開(kāi)關(guān)電路來(lái)實(shí)施。
圖5以標(biāo)號(hào)500示出一種按照本發(fā)明提供隔離和分集的雙矩形蓋板天線系統(tǒng)的第三實(shí)施例的示意圖。圖6以標(biāo)號(hào)600示出一種按照本發(fā)明提供隔離和分集的雙矩形蓋板天線系統(tǒng)的第四實(shí)施例的示意圖。這兩個(gè)系統(tǒng)均含有一個(gè)第一矩形蓋板天線502、一個(gè)第二矩形蓋板天線504、一個(gè)第一開(kāi)關(guān)506、604和一個(gè)第二開(kāi)關(guān)508、606。圖5和圖6所示系統(tǒng)的區(qū)別在于第一開(kāi)關(guān)506、604和第二開(kāi)關(guān)508、606的連接方式不同。
第一矩形蓋板天線502具有一個(gè)基本上平的導(dǎo)電矩形第一蓋板503為其頂層，它有四個(gè)共平面的邊、一個(gè)第一中線和一個(gè)第二中線。第一中線與第一蓋板503的第一邊523正交；第二中線與第一蓋板503的第一邊523平行，并在第一蓋板503的中央519與第一中線相交。第一蓋板503含有一個(gè)可提供第一方式極化520的第一方式饋電點(diǎn)518和一個(gè)可提供與第一方式極化520正交的第二方式極化516的第二方式饋電點(diǎn)514。第一方式饋電點(diǎn)518和第二方式饋電點(diǎn)514的位置選擇得可由第一方式極化520沿著第二中線的一個(gè)電壓零點(diǎn)和第二方式極化516沿第一中線的一個(gè)電壓零點(diǎn)在這兩個(gè)饋電點(diǎn)之間提供隔離度。第一方式饋電點(diǎn)518位于第一中線上在第一邊523與第一蓋板503中央519之間，第二方式饋電點(diǎn)位于第二中心線上，在第二邊521與第一蓋板503中央519之間。第一邊523與第二邊521相鄰而且正交。
第二矩形蓋板天線504與第一矩形蓋板天線502在空間上分隔開(kāi)，并且具有一個(gè)基本上平的導(dǎo)電矩形第二蓋板505為其頂層，它有四個(gè)共平面的邊、一個(gè)第三中線和一個(gè)第四中線。第三中線與第二蓋板505的第一邊529正交；第四中線與第二蓋板505的第一邊529平行并在第二蓋板505的中央525與第一中線相交。第二蓋板505含有一個(gè)提供第三方式極化528的第三方式饋電點(diǎn)526和一個(gè)提供與第三方式極化528正交的第四方式極化524的第四方式饋電點(diǎn)522。第三方式饋電點(diǎn)526和第四方式饋電點(diǎn)528的位置選擇得可由第三方式極化528沿著第四中線的一個(gè)電壓零點(diǎn)和由第四方式極化522沿第三中線的一個(gè)電壓零點(diǎn)提供這兩個(gè)饋電點(diǎn)之間的隔離度。第三方式饋電點(diǎn)526位于第三中線上在第一邊529與第二蓋板505中央525之間，第四方式饋電點(diǎn)522位于第四中線上在第二邊527與第二蓋板505中央525之間。第一邊529與第二邊527相鄰而且正交。
圖5中，第一開(kāi)關(guān)506可操作地被耦連來(lái)選擇第一矩形蓋板天線502的第二方式饋電點(diǎn)514和第二矩形蓋板天線504的第三方式饋電點(diǎn)526其中之一，以在接收通路510中提供空間分集和極化分集。第二開(kāi)關(guān)508可操作地被耦連來(lái)選擇第一矩形蓋板天線502的第一方式饋電點(diǎn)518和第二矩形蓋板天線504的第四方式饋電點(diǎn)522其中之一，以在發(fā)射通路512中提供空間分集和極化分集。
圖6中，第一開(kāi)關(guān)604可操作地被耦連來(lái)選擇第一矩形蓋板天線502的第二方式饋電點(diǎn)514和第二矩形蓋板天線504的第四方式饋電點(diǎn)522其中之一，以在接收通路608中提供空間分集。第二開(kāi)關(guān)606可操作地被耦連來(lái)選擇第一矩形蓋板天線502的第一方式饋電點(diǎn)518和第二矩形蓋板天線504的第三方式饋電點(diǎn)526其中之一，以在發(fā)射通路610中提供空間分集。這種配置對(duì)于由于提供場(chǎng)型分集而使第一矩形蓋板天線和第二矩形蓋板天線不在同一個(gè)平面的應(yīng)用中是有利的。
由該開(kāi)關(guān)所作的選擇是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量。公知的分集算法可以利用接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI，來(lái)確定最佳的天線以供使用。
圖7以標(biāo)號(hào)700示出一種按照本發(fā)明提供隔離和分集的方法的實(shí)施例的流程圖。第一步702是由第一矩形蓋板天線上的第一方式饋電點(diǎn)提供第一方式極化。第二步704是由第一矩形蓋板天線上的第二方式饋電點(diǎn)提供與第一方式極化正交的第二方式極化。第一方饋電點(diǎn)和第二方式饋電點(diǎn)的位置應(yīng)選擇得可由第一矩形蓋板天線中部沿著垂直于第一方式極化的一條線的第一方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)和第一矩形蓋板天線中部沿著垂直于第二方式極化的一條線的第二方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)在兩個(gè)饋電點(diǎn)之間提供隔離度。第三步706是由第二矩形蓋板天線的第三方式饋電點(diǎn)提供第三方式極化，其中，第二矩形蓋板天線與第一矩形蓋板天線在空間上分隔開(kāi)。第四步708是由一個(gè)開(kāi)關(guān)選擇第二方式極化或第三方式極化，以在接收通路中提供空間分集。
第三方式極化可以與第一方式極化正交，以在全雙工系統(tǒng)的接收通路中提供信號(hào)隔離度。另一種可替代的方案是，第三方式極化可以與第二方式極化正交，以在接收通路中提供極化分集。選擇第二方式極化或第三方式極化是根據(jù)一個(gè)預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量。公知的分集算法可以利用接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI來(lái)確定最佳的天線以供使用。
圖8以標(biāo)號(hào)800示出一種按照本發(fā)明提供隔離和分集的方法的第二實(shí)施例的流程圖。第一步802是由第一矩形蓋板天線的第一方式饋電點(diǎn)提供第一方式極化。第二步804是由第一矩形蓋板天線的第二方式饋電點(diǎn)提供與第一方式極化正交的第二方式極化。第一方式饋電點(diǎn)和第二方式饋電點(diǎn)的位置應(yīng)選擇得可由第一矩形蓋板天線中部沿著垂直于第一方式極化的一條線的第一方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)和第一矩形蓋板天線中部沿著垂直于第二方式極化的一條線的第二方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)在兩個(gè)饋電點(diǎn)之間提供隔離度。第三步806是由第二矩形蓋板天線的第三方式饋電點(diǎn)提供第三方式極化。第四步808是由在第二矩形蓋板天線的第四方式饋電點(diǎn)提供與第三方式極化正交的第四方式極化。第三方式饋電點(diǎn)和第四方式饋電點(diǎn)的位置應(yīng)選擇得可由第二矩形蓋板天線中部沿著垂直于第三方式極化的一條線的第三方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)和第二矩形蓋板天線中部沿著垂直于第四方式極化的一條線的第四方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)在兩個(gè)饋電點(diǎn)之間提供隔離度。第五步810是由第一開(kāi)關(guān)選擇第一矩形蓋板天線的第二方式饋電點(diǎn)和第二矩形蓋板天線的第三方式饋電點(diǎn)之中的一個(gè)，以在接收通路中提供空間分集。第六步812是由第二開(kāi)關(guān)選擇第一方式極化或第四方式極化，以在發(fā)射通路中提供空間分集。
選擇第二方式極化或第三方式極化是根據(jù)一個(gè)第一預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量。選擇第一方式極化或第四方式極化是根據(jù)一個(gè)第二預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量，第二預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量可以與第一預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量相同或不同。公知的分集算法可以利用接收的信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI來(lái)確定最佳的天線以供使用。
圖9以標(biāo)號(hào)900示出一種按照本發(fā)明提供隔離和分集的、具有雙矩形蓋板天線系統(tǒng)的無(wú)線電設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例的外形圖。兩個(gè)物理上分隔開(kāi)的蓋板天線904和906可以分別連接到開(kāi)關(guān)908和910，并且安裝在一個(gè)無(wú)線電手機(jī)902上。無(wú)線電設(shè)備902可以在天線904和906之中任一個(gè)上同時(shí)發(fā)射和接收，只承受一個(gè)開(kāi)關(guān)的損耗，該損耗是該開(kāi)關(guān)在將發(fā)射和接收的信號(hào)引導(dǎo)到所需天線的發(fā)射和接收通路中的損耗。典型的配置是由一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)選擇天線和由另一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)選擇發(fā)射或接收。由于在通路中少了一個(gè)開(kāi)關(guān)，故該無(wú)線電設(shè)備902呈現(xiàn)出較高的接收機(jī)靈敏度和對(duì)于給定的發(fā)射機(jī)放大器輸出提供較高的輻射功率，并且考慮到同時(shí)發(fā)射和接收。一個(gè)蓋板天線904可以安裝在手機(jī)背部，其定位得可使操作者的手不致遮掩它，而第二個(gè)蓋板天線906可以放在該無(wú)線電設(shè)備的基體的翻折部分上。這種配置提供了一定程度的空間、場(chǎng)型和極化分集。
在僅要求接收分集性的應(yīng)用中，本發(fā)明允許從發(fā)射通路中取消所有的開(kāi)關(guān)和雙工器連接，從而對(duì)于給定的發(fā)射機(jī)放大器輸出提供最大的輻射功率。這對(duì)于在諸如RLAN之類(lèi)的微波應(yīng)用中用于控制成本和電流泄漏是很重要的，因?yàn)閷?duì)于給定的有效輻射功率而言，有損耗的發(fā)射通路增加了對(duì)發(fā)射機(jī)放大器的功率需求。
雖然上文業(yè)已描述了示例性的實(shí)施例，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然在不偏離本發(fā)明的前提下能作出許多的變化和修改。例如上述的饋電點(diǎn)是一個(gè)探針饋電點(diǎn)，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解還可以采用任何可能的可替代的饋電結(jié)構(gòu)例如孔徑饋電、微帶導(dǎo)電饋電或電磁場(chǎng)鄰近效應(yīng)都能用以從天線耦合能量和把能量耦合到天線上。類(lèi)似地，任何呈現(xiàn)隔離和場(chǎng)分集的天線結(jié)構(gòu)例如交叉的偶極子、交叉的倒F形或交叉的隙縫/孔徑天線或?qū)崿F(xiàn)左螺旋/右螺旋橢圓極化組合的天線都可用以作為輻射結(jié)構(gòu)。業(yè)已承認(rèn)，利用修改的探針位置可作出設(shè)計(jì)上的折衷以改變可達(dá)到的隔離度。據(jù)此，所附的權(quán)利要求書(shū)意旨包括所有不偏離本發(fā)明的精神和范疇之內(nèi)的變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用以提供隔離和分集的雙矩形蓋板天線系統(tǒng)，其特征在于，包括1A)一個(gè)第一矩形蓋板天線，具有一個(gè)基本上平的導(dǎo)電矩形第一蓋板，該蓋板具有四個(gè)共平面的邊、一個(gè)與第一邊正交的第一中線和一個(gè)與第一邊平行并與第一中線在第一蓋板的中央相交的第二中線，其中第一蓋板包含1A1)一個(gè)第一方式饋電點(diǎn)，位于第一蓋板的中心線上在第一蓋板的第一邊與第一蓋板的中央之間，用以提供第一方式極化，其中第一方式饋電點(diǎn)連接到一個(gè)發(fā)射通路上；1A2)一個(gè)第二方式饋電點(diǎn)，位于第一蓋板的第二中線上在與第一蓋板的第一邊相鄰的第二邊與第一蓋板的中央之間，用以提供與第一方式極化正交的第二方式極化，其中第一方式饋電點(diǎn)和第二方式饋電點(diǎn)的位置應(yīng)選擇得可由沿著第二中線的第一方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)和沿著第一中線的第二方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)在兩個(gè)饋電點(diǎn)之間提供隔離度；1B)一個(gè)第二矩形蓋板天線，在空間上與第一矩形插接片天線分隔開(kāi)，具有基本上平的導(dǎo)電矩形第二蓋板，該蓋板含有一個(gè)第三方式饋電點(diǎn)，以提供第三方式極化；和1C)一個(gè)開(kāi)關(guān)，可操作地被耦連來(lái)根據(jù)一個(gè)預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量選擇第一矩形蓋板天線的第二方式饋電點(diǎn)和第二矩形蓋板天線的第三方式饋電點(diǎn)其中之一，以在接收通路中提供空間分集。
2.權(quán)利要求1的雙矩形蓋板天線系統(tǒng)，其特征在于，包括2A-2C中至少一個(gè)2A)該第三方式極化與第一方式極化正交，以在全雙工系統(tǒng)的發(fā)射通路與接收通路之間提供信號(hào)隔離度；2B)該第三方式極化與第二方式極化正交，以在接收通路中提供極化分集；2C)該第二蓋板具有四個(gè)共平面的邊、一個(gè)與第二蓋板的第一邊正交的第三中線、以及一個(gè)與第二蓋板的第一邊平行并與第三中線在第二蓋板中央相交的第四中線，第二蓋板含有2C1-2C2；2C1)一個(gè)第三方式饋電點(diǎn)，位于第二蓋板的第三中線上在第二蓋板的第一邊與第二蓋板中央之間，用以提供第三方式極化；2C2)一個(gè)第四方式饋電點(diǎn)，位于第二蓋板的第四中線上在第二蓋板的與第一邊相鄰的第二邊與第二蓋板中央之間，用以提供與第三方式極化正交的第四方式極化，其中第三方式饋電點(diǎn)和第四方式饋電點(diǎn)的位置應(yīng)選擇得可由沿第四中線的第三方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)和沿第三中線的第四方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)在兩個(gè)饋電點(diǎn)之間提供隔離度；其中可選擇的是，該系統(tǒng)還包括一個(gè)第二開(kāi)關(guān)，可操作地被耦連來(lái)根據(jù)一個(gè)第二預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量選擇第一矩形蓋板天線的第一方式饋電點(diǎn)和第二矩形蓋板天線的第四方式饋電點(diǎn)其中之一，以在發(fā)射通路中提供空間分集。
3.一種提供隔離和分集的方法，其特征在于，包括以下步驟3A)由第一矩形蓋板天線上的第一方式饋電點(diǎn)提供第一方式極化，并連接到發(fā)射通路上；3B)由第一矩形蓋板天線上的第二方式饋電點(diǎn)提供與第一方式極化正交并與第一方式極化有隔離度的第二方式極化；3C)由第二矩形蓋板天線上的第三方式饋電點(diǎn)提供第三方式極化，其中第二矩形蓋板天線與第一矩形蓋板天線在空間上分隔開(kāi)；3D)由一個(gè)開(kāi)關(guān)根據(jù)一個(gè)預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量選擇第二方式極化與第三方式極化其中之一，以在接收通路中提供空間分集。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，4A-4C至少一個(gè)4A)該第三方式極化與第一方式極化正交，以在全雙工系統(tǒng)的發(fā)射通路與接收通路之間提供信號(hào)隔離度；4B)該第三方式極化與第二方式極化正交，以在接收通路中提供極化分集；4C)該方法還包括4C1-4C2；4C1)由第二矩形蓋板天線上的第四饋電點(diǎn)提供與第三方式極化正交并與第三方式極化有隔離度的第四方式極化；4C2)由一個(gè)開(kāi)關(guān)根據(jù)一個(gè)第二預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量在第一方式極化和第四方式極化之中選擇其一，以在發(fā)射通路中提供空間分集。
5.一種用以提供隔離和分集的雙矩形蓋板天線系統(tǒng)，其特征在于，包括5A)一個(gè)第一矩形蓋板天線，具有基本上平的導(dǎo)電矩形第一蓋板，該蓋板帶有四個(gè)共平面的邊、一個(gè)與第一邊正交的第一中線和一個(gè)與第一邊平行且與第一中線在第一蓋板中央相交的第二中線，其中，所述的第一蓋板含有5A1)一個(gè)第一方式饋電點(diǎn)，位于在該第一蓋板的第一中線上第一邊與第一蓋板的中央之間，用以提供第一方式極化，其中該第一方式饋電點(diǎn)連接到一個(gè)發(fā)射通路上；5A2)一個(gè)第二方式饋電點(diǎn)，位于該第一蓋板的第二中線上在與第一邊相鄰的第二邊與第一蓋板的中央之間，用以提供與第一方式極化正交的第二方式極化，其中第一方式饋電點(diǎn)和第二方式饋電點(diǎn)的位置應(yīng)選擇得可由沿第二中線的第一方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)和沿第一中線的第二方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)在兩個(gè)饋電點(diǎn)之間提供隔離度；5B)一個(gè)第二矩形蓋板天線，在空間上與第一矩形蓋板天線分隔開(kāi)，具有基本上平的導(dǎo)電矩形第二蓋板，該第二矩形蓋板帶有四個(gè)共平面的邊、一個(gè)與第二蓋板的第一邊正交的第三中線和一個(gè)與第二蓋板的第一邊平行且與第三中線在第二蓋板的中央相交的第四中線，其中第二蓋板含有5B1)一個(gè)第三方式饋電點(diǎn)，位于第二蓋板的第三中線上在第二蓋板的第一邊與第二蓋板的中央之間，用以提供第三方式極化；5B2)一個(gè)第四方式饋電點(diǎn)，位于第二蓋板的第四中線上在第二蓋板的與第一邊相鄰的第二邊與第二蓋板的中央之間，用以提供與第三方式極化正交的第四方式極化，其中該第三方式饋電點(diǎn)和第四方式饋電點(diǎn)的位置應(yīng)選擇得可由沿第四中線的第三方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)和沿第三中線的第四方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)在兩個(gè)饋電點(diǎn)之間提供隔離度；5C)一個(gè)第一開(kāi)關(guān)，可操作地被耦連來(lái)根據(jù)一個(gè)預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量選擇第一矩形蓋板天線的第二方式饋電點(diǎn)和第二矩形蓋板天線的第三方式饋電點(diǎn)之中的一個(gè)，以在接收通路中提供空間分集；5D)一個(gè)第二開(kāi)關(guān)，可操作地被耦連來(lái)根據(jù)第二個(gè)預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量選擇第一矩形蓋板天線的第一方式饋電點(diǎn)和第二矩形蓋板天線的第四方式饋電點(diǎn)之中的一個(gè)，以在發(fā)射通路中提供空間分集。
6.權(quán)利要求5的雙矩形蓋板天線系統(tǒng)，其特征在于，6A-6B至少一個(gè)6A)該第二方式極化與第三方式極化正交，以在接收通路中提供極化分集；6B)該第一式極化與第四方式極化正交，以在發(fā)射通路中提供極化分集。
7.一種提供隔離和分集的方法，其特征在于，包括以下步驟7A)由一個(gè)第一矩形蓋板天線的一個(gè)第一方式饋電點(diǎn)提供第一方式極化，并連接到發(fā)射通路上；7B)由該第一矩形蓋板天線的一個(gè)第二方式饋電點(diǎn)提供與第一方式極化正交且與第一方式極化有隔離度的第二方式極化；7C)由一個(gè)第二矩形蓋板天線的一個(gè)第三方式饋電點(diǎn)提供第三方式極化，其中該第二矩形蓋板天線在空間上與第一矩形蓋板天線分隔開(kāi)；7D)由該第二矩形蓋板天線的一個(gè)第四方式饋電點(diǎn)提供與第三方式極化正交且與第三方式極化有隔離度的第四方式極化；7E)由一個(gè)第一開(kāi)關(guān)根據(jù)一定預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量選擇該第二方式極化和第三方式極化這中的一個(gè)，以在接收通路中提供空間分集；7F)由一個(gè)第二開(kāi)關(guān)根據(jù)第二個(gè)預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量選擇第一方式極化和第四方式極化之中的一個(gè)，以在發(fā)射通路中提供空間分集。
8.權(quán)利要求7的方法，其特征在于，該第二方式極化與第三方式極化正交，以在接收通路中提供極化分集。
9.權(quán)利要求7的方法，其特征在于，該第一方式極化與第四方式極化正交，以在發(fā)射通路中提供極化分集。
10.一種具有一個(gè)雙矩形蓋板天線系統(tǒng)用以提供隔離度和分集性的無(wú)線電設(shè)備，其特征在于，該雙矩形蓋板天線系統(tǒng)包括10A)一個(gè)第一矩形蓋板天線，具有基本上平的導(dǎo)電矩形第一蓋板，該蓋板帶有四個(gè)共平面的邊、一個(gè)與第一邊正交的第一中線和一個(gè)與第一邊條平行且與第一中線在第一蓋板的中央相交的第二中線，其中該第一蓋板含有10A1)一個(gè)第一方式饋電點(diǎn)，位于第一蓋板的第一中線上在第一蓋板的第一邊與第一蓋板的中央之間，用以提供第一方式極化，其中該第一方式饋電點(diǎn)連接到發(fā)射通路上；10A2)第二方式饋電點(diǎn)，位于同第一蓋板的第一中線上在第一蓋板的與第一邊相鄰的第二邊與第一蓋板的中央之間，用以提供與第一方式極化正交的第二方式極化，其中該第一方式饋電點(diǎn)和第二方式饋電點(diǎn)的位置應(yīng)選擇得可由沿第二中線的該第一方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)和沿第一中線的該第二方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)在兩個(gè)饋電點(diǎn)之間提供隔離度；10B)一個(gè)第二矩形蓋板天線在空間上與第一矩形蓋板天線分隔開(kāi)，具有基本上平的導(dǎo)電矩形第二蓋板，該第二矩形蓋板帶有四個(gè)共平面的邊、一個(gè)與第二蓋板的第一邊正交的第三中線和一個(gè)與第二蓋板的第一邊平行且與第三中線在第二蓋板的中央相交的第四中線，其中該第二蓋板含有10B1)一個(gè)第三方式饋電點(diǎn)，位于第二蓋板的第三中心線上在第二蓋板的第一邊與第二蓋板的中央之間，用以提供第三方式極化；10B2)一個(gè)第四模式饋電點(diǎn)，它位于第二蓋板的第四中線上在第二蓋板的與第一邊相鄰的第二邊與第二蓋板的中央之間，用以提供與第三方式極化正交的第四方式極化，其中該第三方式饋電點(diǎn)和第四方式饋電點(diǎn)的位置應(yīng)選擇得可由沿該第四中線的該第三方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)和沿該第三中線的該第四方式極化的一個(gè)電壓零點(diǎn)在兩個(gè)饋電點(diǎn)之間提供隔離度；10C)一個(gè)第一開(kāi)關(guān)，可操作地被耦連來(lái)根據(jù)一個(gè)預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量選擇第一矩形蓋權(quán)天線的第二方式饋電點(diǎn)和第二矩形蓋板天線的第三方式饋電點(diǎn)之中的一個(gè)，以在接收通路中提供空間分集；10D)一個(gè)第二開(kāi)關(guān)，可操作地被耦連來(lái)根據(jù)第二個(gè)預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量選擇第一矩形蓋板天線的第一方式饋電點(diǎn)和第二矩形蓋板天線的第四方式饋電點(diǎn)之中的一個(gè)，以在發(fā)射通路中提供空間分集。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用以提供隔離和分集、同時(shí)消除了對(duì)雙工器或第二發(fā)射/接收開(kāi)關(guān)的需求的方法、雙矩形蓋板天線系統(tǒng)和無(wú)線電設(shè)備。該雙矩形蓋板天線系統(tǒng)包括一個(gè)第一矩形蓋板天線(302)、一個(gè)第二矩形蓋板接片天線(304)和一個(gè)開(kāi)關(guān)(306)。通過(guò)在該第一矩形天線(302)與第二矩形蓋板天線(304)之間進(jìn)行切換來(lái)提供接收通路的分集。
文檔編號(hào)H01Q1/52GK1145697SQ95192522
公開(kāi)日1997年3月19日 申請(qǐng)日期1995年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月16日
發(fā)明者史蒂芬·雷夫·庫(kù)夫那, 斯考特·奈爾森·卡尼, 厄里克·萊洛·卡茲 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司