專(zhuān)利名稱(chēng)：射頻數(shù)據(jù)通信裝置的天線(xiàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及RF(射頻)數(shù)據(jù)通信裝置的天線(xiàn)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及那些用來(lái)發(fā)送和接收數(shù)字信號(hào)，例如雙向?qū)ず魴C(jī)和類(lèi)似的裝置。近年來(lái)，RF遠(yuǎn)程通信有了迅猛的發(fā)展，例如無(wú)繩電話(huà)和蜂窩式電話(huà)這類(lèi)產(chǎn)品成為常見(jiàn)的產(chǎn)品。特別是尋呼機(jī)，在需要從遠(yuǎn)距離地點(diǎn)迅速取得聯(lián)絡(luò)的人群(如技術(shù)人員)之中，已變成常用的物品。對(duì)于這類(lèi)裝置，非常重要的是提供清晰強(qiáng)大的信號(hào)，保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴?br> 已有的RF數(shù)據(jù)通信裝置的所用的天線(xiàn)中有許多值得注意的問(wèn)題。某些裝置例如尋呼機(jī)常常是使用者自己隨身帶的。但人的身體有某些固有的介電特性(如由于起電和電流起伏等)，便產(chǎn)生了一種電磁邊界。使用者的身體固有的邊界條件改變著周?chē)鷪?chǎng)的阻抗，影響天線(xiàn)電流分布和信號(hào)輻射方向性圖，因此使天線(xiàn)增益降低約4dB。這樣，天線(xiàn)便處于“失調(diào)”狀態(tài)。天線(xiàn)的失調(diào)也會(huì)由某些客體的存在(如金屬物體)以及地面條件而引起。這種結(jié)果，使RF數(shù)據(jù)通信裝置特別是尋呼機(jī)的工作范圍變小，室內(nèi)性能變差。
已有的裝置也有涉及發(fā)送和接收信號(hào)極化特性方面的性能問(wèn)題。電磁輻射可在任何平面上傳播。因此，可看作有垂直極化和水平極化。為了接收到強(qiáng)信號(hào)，天線(xiàn)必須正確地對(duì)準(zhǔn)入射信號(hào)的極化平面。然而，裝置在開(kāi)作時(shí)，天線(xiàn)可以在所有不同方向上偏轉(zhuǎn)，它不一定能最恰當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)所要接收的入射信號(hào)。在雙向裝置中，類(lèi)似的問(wèn)題也在發(fā)射中發(fā)生。已有的裝置的天線(xiàn)包含一種環(huán)路設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)兩個(gè)極化方面通常是有效的，但也有低增益和低帶寬的缺點(diǎn)。環(huán)境源也對(duì)極化信號(hào)的接收有影響。例如，室內(nèi)的金屬能有效地“傾倒”垂直極化波，因此減弱以垂直極化天線(xiàn)接收的信號(hào)的強(qiáng)度。
回應(yīng)上述在RF數(shù)據(jù)通信裝置如尋呼機(jī)中出現(xiàn)的局限性的一個(gè)方法是建立雙向通信，這樣，應(yīng)答或回響信號(hào)可從尋呼機(jī)返回到源頭。但是，由于這些裝置常常是隨身帶的或貼近使用者的身體使用的。圍繞使用者身體的電磁邊界明顯地降低了傳輸效率。另外，已有的雙向?qū)ず魴C(jī)，傳輸帶寬一般地低至1/2％。由此可見(jiàn)，已有的RF數(shù)據(jù)通信裝置的天線(xiàn)不能提供數(shù)字信號(hào)發(fā)送和接收所必需的可靠而有效的工作狀態(tài)。
鑒于已有的用于RF數(shù)據(jù)通信裝置的天線(xiàn)的困難和缺點(diǎn)，在此提供一種天線(xiàn)系統(tǒng)，即通過(guò)更為可靠而有效的天線(xiàn)設(shè)計(jì)，解決已有的問(wèn)題。
因此，需要一種改進(jìn)的天線(xiàn)系統(tǒng)，使RF數(shù)據(jù)通信裝置增加工作的地域范圍。
還需要一種改進(jìn)的天線(xiàn)系統(tǒng)，使雙向數(shù)據(jù)通信裝置改善室內(nèi)性能。
還需要一種天線(xiàn)系統(tǒng)，使RF數(shù)據(jù)通信裝置對(duì)環(huán)境波動(dòng)不太敏感。
還需要一種天線(xiàn)系統(tǒng)，使RF數(shù)據(jù)通信裝置在工作時(shí)對(duì)方位不太敏感。
還需要一種RF數(shù)據(jù)通信裝置，提供穩(wěn)定的、高增益、雙向數(shù)據(jù)通信。
還需要一種天線(xiàn)系統(tǒng)，允許在RF數(shù)據(jù)通信裝置中同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
還需要一種通過(guò)天線(xiàn)系統(tǒng)與RF數(shù)據(jù)通信裝置聯(lián)合使用，而改善發(fā)送和接收的方法。
利用本發(fā)明的天線(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)這些及其它需要，這種天線(xiàn)較好地包括一個(gè)偶極子，它有兩個(gè)相互垂直的元件，用于接收和發(fā)送電磁信號(hào)。一個(gè)電磁耦合器，被用于平衡每個(gè)偶極子元件之間的信號(hào)強(qiáng)度，以建立符合要求的諧振帶寬。一個(gè)阻抗匹配電路，較好地采用LC集總匹配電路，包括至少一個(gè)電容器和至少一個(gè)電感器，這個(gè)電路被用于將偶極子電連接至數(shù)據(jù)通信裝置。
本發(fā)明可有各種不同的實(shí)施例，它的一些細(xì)節(jié)可以在各方面修改，而都不偏離本發(fā)明，這一點(diǎn)將會(huì)得到理解。因此，圖形和敘述都是說(shuō)明性的而非限制性的。
下面，將參考附圖僅以舉例的方法說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中相同的零部件有同樣的參考標(biāo)號(hào)

圖1a表示手提式數(shù)據(jù)通信裝置，具有根據(jù)本發(fā)明的單天線(xiàn)。
圖1b表示手提式數(shù)據(jù)通信裝置的另一個(gè)實(shí)施例，具有根據(jù)本發(fā)明的雙天線(xiàn)。
圖2表示本發(fā)明的天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)和操作。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的匹配電路的細(xì)節(jié)。
圖4A和4B分別表示根據(jù)本發(fā)明的偶極天線(xiàn)在欠耦合和臨界耦合情況下的幅度和空間響應(yīng)。
圖5A和5B分別表示根據(jù)本發(fā)明的偶極天線(xiàn)在過(guò)耦合情況下的幅度和空間響應(yīng)。
圖6A和6B分別表示RF數(shù)據(jù)通信裝置所含有的本發(fā)明單天線(xiàn)和雙天線(xiàn)結(jié)構(gòu)。
圖7A是RF數(shù)據(jù)通信裝置采用根據(jù)本發(fā)明的單天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖7B是RF數(shù)據(jù)通信裝置采用根據(jù)本發(fā)明的雙天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的示意圖。
現(xiàn)在參看附圖來(lái)說(shuō)明，這些圖只是為了說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，而不是對(duì)本發(fā)明的限制，圖中表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，單個(gè)偶極子天線(xiàn)具有電磁耦合和LC阻抗匹配電路，使不平衡的變換得以平衡。說(shuō)明使用雙天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例也被表示。不論是單個(gè)天線(xiàn)或是作為雙天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的一部分，都適合于800-1000MHz范圍的發(fā)射和接收。當(dāng)然熟悉這方面技術(shù)的人知道，工作于其他頻率范圍的天線(xiàn)也是可以構(gòu)成的。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，圖1a表示裝置10，例如一個(gè)尋呼機(jī)，該裝置包含根據(jù)本發(fā)明的天線(xiàn)。在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，裝置包括機(jī)蓋12和機(jī)身14。機(jī)蓋12最好包括一個(gè)用于顯示發(fā)出和接收的字母數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的LCD(液晶顯示器)16。機(jī)身14接受和保持電子元件，這些電子元件對(duì)裝置的信號(hào)進(jìn)行處理，并提供裝置的其他功能。天線(xiàn)20最好并入到機(jī)蓋14的里面，這樣可以看不見(jiàn)。圖1b表示在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)為兩個(gè)天線(xiàn)30，這樣的設(shè)計(jì)，或是為了能同時(shí)發(fā)射和接收數(shù)據(jù)，或是為了減少單個(gè)天線(xiàn)結(jié)構(gòu)所需的設(shè)計(jì)需求。
如圖1a,1b和2所示，天線(xiàn)20的優(yōu)選結(jié)構(gòu)是由水平臂22和垂直臂24形成的偶極子，用每個(gè)垂直和水平極化面接收數(shù)據(jù)。偶極子各個(gè)臂22,24的尺寸應(yīng)能把它們裝配到裝置的機(jī)蓋12之中，而在雙天線(xiàn)配置的情況下，放置的方法是使每個(gè)天線(xiàn)30與另一個(gè)天線(xiàn)絕緣。臂22,24最好用銅制造，銅的厚度約0.0025″，放在厚度為0.001″的Kapton〔卡普頓(聚酰亞胺薄膜)〕材料基體上。水平臂22最好約2.04″長(zhǎng)，帶一個(gè)約0.54″的擴(kuò)展部。垂直臂24最好約2.17″長(zhǎng)，帶一個(gè)約1.19″長(zhǎng)的底部。在該優(yōu)選實(shí)施例中水平臂和垂直臂基本上是正交的，也就是說(shuō)，它們基本上構(gòu)成90°角。但是，通常知道這方面技術(shù)的人都了解，臂的位置只要求有一個(gè)角度，使兩個(gè)臂不在一條線(xiàn)上。因?yàn)樘炀€(xiàn)20的形狀是二維的。所以它能夠在兩個(gè)極化面發(fā)射和接收信號(hào)(如圖2所示)，這樣可使裝置對(duì)傾斜和方向性能夠不太敏感，以提供優(yōu)良的室內(nèi)性能。偶極子天線(xiàn)20的優(yōu)選結(jié)構(gòu)在900MHz時(shí)可得到大約0dB增益，比尋呼機(jī)經(jīng)常使用的現(xiàn)有的環(huán)形天線(xiàn)的增益至少提高5dB。
在單一天線(xiàn)結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過(guò)集總LC匹配電路30，被互逆地處理，如圖3所示，它最好包括電容(C1,C2)和電感(L1,L2,L3)，以便將偶極子臂22,24連接到機(jī)身14里的同軸電纜上。工作在900MHz頻率范圍的優(yōu)選實(shí)施例中，C1=4.3pF,C2=7.5pF,L1=L2=3.9nH和L3=4.7nH；同軸電纜是MXFX81電纜和顯示器16，它也可能影響C1,C2,L1,L2和L3的數(shù)值，最好選用香港Varitronix第CRUS1024-V05號(hào)的FSTN LCD(液晶顯示器)。對(duì)于任何給定數(shù)據(jù)的通信裝置，裝置的內(nèi)部阻抗可以直接測(cè)量，從測(cè)量的阻抗值能夠根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)C1,C2,L1,L2和L3的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。LC電路30提供變換作用，匹配作用和平衡作用，如以下說(shuō)明。
LC電路30為天線(xiàn)20提供一個(gè)阻抗，該阻抗與包含在裝置機(jī)身14里面的RF(射頻)器件的50歐姆阻抗相匹配。該阻抗匹配能使由于操作員的存在和不同地平面條件而感應(yīng)的電流減小，因此提高了裝置的增益。本匹配電路也提供每個(gè)臂之間信號(hào)能量按比例的變換作用。在發(fā)射方式中，RF信號(hào)通過(guò)同軸電纜32饋送到電路30，在這里分開(kāi)進(jìn)入每個(gè)臂22,24,信號(hào)在各個(gè)臂變換為電磁輻射，通過(guò)空氣向外傳播。在接收方式中，匹配電路30將接收到的信號(hào)合并并把RF信號(hào)變換為可檢測(cè)的信號(hào)電平。然后，可檢測(cè)的信號(hào)通過(guò)同軸電纜傳播到RF數(shù)據(jù)通信裝置。
由于偶極子臂22,24之間的耦合，大大促進(jìn)本天線(xiàn)的性能。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，天線(xiàn)附近各向異性介質(zhì)的存在對(duì)控制裝置里面的電子環(huán)境，以及影響天線(xiàn)的傳播方向是有效的。如申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)的，本液晶顯示器16的液晶材料是各向異性的，它的各向異性的性質(zhì)提供所希望的耦合特性。如在此所用的，本文中“耦合”類(lèi)似于變壓器中的相互感應(yīng)，在這里，電磁能量的傳播穿越各諧振電路中的一對(duì)電感線(xiàn)圈。
通過(guò)精心定位的兩個(gè)偶極子臂，饋送電纜和液晶顯示器16，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)偶極子臂22,24能夠電磁耦合，就像變壓器中的電感線(xiàn)圈那樣。液晶顯示器16的各向異性材料產(chǎn)生一個(gè)非均勻電場(chǎng)，能有效地使每個(gè)偶極子元件發(fā)射和接收的信號(hào)分離出垂直分量。來(lái)自水平偶極子臂22的傳播信號(hào)，以水平極化方式傳播。但是，通過(guò)液晶顯示器16傳播的一部分信號(hào)變換成垂直極化，因此初始的極化波有效地分離為具有垂直和水平極化的波。類(lèi)似的，從垂直偶極子24傳播的極化信號(hào)分離出垂直分量，通過(guò)液晶顯示器16的電磁耦合，各個(gè)垂直分量的每一個(gè)分量相互在相位上增強(qiáng)，因此，每個(gè)極化構(gòu)成波前。這樣，各個(gè)耦極子22,24的每一個(gè)被電磁耦合。
當(dāng)每個(gè)偶極子元件與鄰近的各個(gè)其他元件相互影響產(chǎn)生單一的諧振幅度峰時(shí)，偶極子的欠耦合出現(xiàn)。臨界耦合在中心頻率附近導(dǎo)致一個(gè)具有最大幅值的單一諧振波型。欠耦合和臨界耦合天線(xiàn)的諧振響應(yīng)在圖4A中示出。這些耦合也得到如圖4B所示的空間幅度峰值，這里，天線(xiàn)增益的峰值大約在230度(0度是面向用戶(hù)的)。
當(dāng)耦合進(jìn)一步增加以改于偶極子變成為耦合的時(shí)候。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例那樣的天線(xiàn)性能就會(huì)出現(xiàn)。過(guò)耦合偶極子的諧振幅度在兩上諧振頻率峰上是等幅的，就所要求的基頻來(lái)說(shuō)，這兩個(gè)峰可以表現(xiàn)為對(duì)稱(chēng)的或不對(duì)稱(chēng)的，如圖5A所示。這樣就有效地?cái)U(kuò)展了諧振頻率的帶寬。另外，頻率峰是雙折射的，也就是說(shuō)，每個(gè)頻率峰有垂直于另一個(gè)的傳播向量。這樣過(guò)耦合偶極子傳播兩個(gè)相互垂直的信號(hào)，只是在諧振對(duì)稱(chēng)的頻率和非對(duì)稱(chēng)的頻率上稍有差別。這個(gè)結(jié)果使天線(xiàn)在兩種極化方向上加寬了有效的帶寬，提高了天線(xiàn)的增益。過(guò)耦合偶極子也具有兩個(gè)空間的幅度諧振峰，如圖5B所見(jiàn)。這樣，在用戶(hù)較大的圓周范圍內(nèi)，增益是較高的，而且本天線(xiàn)的增益對(duì)方向變化不太敏感。
偶極子20和匹配電路30相結(jié)合，能使雙向RF數(shù)據(jù)通信裝置穩(wěn)定，并對(duì)處于周圓環(huán)境中的天線(xiàn)失調(diào)不敏感。在許多原因中，可能由于寄生電容和不利的地平面條件而出現(xiàn)天線(xiàn)失調(diào)現(xiàn)象。本發(fā)明對(duì)建筑物內(nèi)方向定位和信號(hào)反射不敏感。本發(fā)明比現(xiàn)有的環(huán)形天線(xiàn)增益至少有5dB的提高，比手持?jǐn)?shù)據(jù)通信裝置使用的插接式天線(xiàn)增益至少有3dB的提高，另外，工作帶寬約為10％，比較起來(lái)，其他的單向裝置為1-2％，其他雙向的裝置為0.5％。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖6A和6B，圖中表示兩個(gè)與RF數(shù)據(jù)通信裝置一起的發(fā)明裝置。圖6A表示包含本發(fā)明的RF數(shù)據(jù)通信裝置如尋呼機(jī)的簡(jiǎn)單方塊圖。這個(gè)裝置包括一個(gè)控制子系統(tǒng)200，該子系統(tǒng)包括DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)130，存儲(chǔ)器140和控制器150；無(wú)線(xiàn)電接收機(jī)110和無(wú)線(xiàn)電發(fā)射機(jī)120；以及本發(fā)明的天線(xiàn)系統(tǒng)170，該系統(tǒng)包括連帶匹配電路的偶極子天線(xiàn)20，和顯示器16，如上面討論的，該顯示器具有雙重功能作為數(shù)據(jù)接口160的一部分而顯示數(shù)據(jù)，以及作為各向異性介質(zhì)，用于電磁耦合偶極子天線(xiàn)20的臂桿輻射來(lái)的信號(hào)。開(kāi)關(guān)/天線(xiàn)收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)175是處置天線(xiàn)系統(tǒng)170的元件，使天線(xiàn)不是在發(fā)射方式就是在接收方式，盡管開(kāi)關(guān)/天線(xiàn)收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)175表示為天線(xiàn)系統(tǒng)20的部件，但它很容易被表現(xiàn)和構(gòu)成為天線(xiàn)20以外的功能部分，只是操作上與天線(xiàn)系統(tǒng)是連接起來(lái)的。下面詳細(xì)地討論，圖7A表示開(kāi)關(guān)/天線(xiàn)收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)175處在天線(xiàn)系統(tǒng)20外面的位置。另外，開(kāi)關(guān)/天線(xiàn)收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)175功能的執(zhí)行可以用電子的、軟件的或機(jī)械的開(kāi)關(guān)、或收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)或用任何一種方法實(shí)現(xiàn)，其中，不同的數(shù)據(jù)流入站和出站能夠相應(yīng)地通過(guò)偶極子天線(xiàn)20而分離，并且不是發(fā)射就是接收，。
圖6B僅在使用雙天線(xiàn)系統(tǒng)171這一點(diǎn)上不同于圖6A。接收天線(xiàn)28和發(fā)射天線(xiàn)29代替單一偶極子天線(xiàn)20，使RF數(shù)據(jù)通信裝置能同時(shí)發(fā)射和接收，或者減少與單一天線(xiàn)有關(guān)的設(shè)計(jì)要求。這種結(jié)構(gòu)消除對(duì)圖6中開(kāi)關(guān)/天線(xiàn)收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)175的需要，因?yàn)樵谶@種結(jié)構(gòu)中每種方式是由分離的天線(xiàn)提供的。
圖7A和7B分別是圖6A和6B所示RF通信裝置的更加具體示意圖。天線(xiàn)20和顯示器16用天線(xiàn)/顯示子系統(tǒng)600代表。無(wú)線(xiàn)電接收機(jī)110由單元111-117、IQ解調(diào)器118、輔助本地振蕩合成器119和本地振蕩合成器200表示，無(wú)線(xiàn)電接收機(jī)110和無(wú)線(xiàn)電發(fā)射機(jī)120共享本地振蕩合成器200。無(wú)線(xiàn)電發(fā)射機(jī)120包括單元311-314,321-324,330-336，時(shí)鐘電路210，和本地振蕩合成器200，該振蕩合成器由發(fā)射機(jī)120和無(wú)線(xiàn)電接收機(jī)110共享。存儲(chǔ)器140由刷新RAM 141和SRAM142代表?？刂?50由微處理機(jī)500連同控制線(xiàn)151代表。數(shù)據(jù)接口由串行線(xiàn)16連同微處理機(jī)500代表。如上所述，顯示器16也可以考慮為數(shù)據(jù)接口160的部件。此外，任何輸入裝置，例如鍵盤(pán)，鼠標(biāo)，觸模屏等等應(yīng)當(dāng)考慮為數(shù)據(jù)接口160的部件。
除上面的單元外，圖7A和7B說(shuō)明了RF數(shù)據(jù)通信裝置的其他元件。單元601和602表示處理來(lái)自電池電壓傳感器603的數(shù)據(jù)的電路，單元701和702表示處理來(lái)自溫度傳感器703數(shù)據(jù)的電路。裝置還包括電源管理電路100。
圖7B與圖7A的不同之處僅在于它包括由接收天線(xiàn)28和發(fā)送天線(xiàn)29構(gòu)成的雙天線(xiàn)。結(jié)果，開(kāi)關(guān)/天線(xiàn)收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)175不再需要包含T/R開(kāi)關(guān)。但應(yīng)當(dāng)注意，由于接收電路和發(fā)射電路其享本地振蕩合成器200，因此，這個(gè)裝置不可能利用雙天線(xiàn)同時(shí)發(fā)射和接收。通過(guò)一個(gè)附加的本地振蕩合成器，再現(xiàn)這種共享功能，顯然可見(jiàn)，在這種情況下，使用雙天線(xiàn)，就能同時(shí)發(fā)射和接收。
如上所述，本發(fā)明能解決用在RF數(shù)據(jù)通信方面的現(xiàn)有天線(xiàn)的許多有關(guān)問(wèn)題，并可提高效率和適用性。雖然在上文中已參考尋呼機(jī)敘述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本發(fā)明適用任何需要一種能解決現(xiàn)有天線(xiàn)許多問(wèn)題的天線(xiàn)系統(tǒng)的裝置。應(yīng)當(dāng)注意，在能應(yīng)用本發(fā)明的天線(xiàn)系統(tǒng)的裝置中，本發(fā)明的通用性不受限制，如筆記本計(jì)算機(jī)、蜂窩式電話(huà)和尋呼機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、個(gè)人信息管理(PIM)和其他的個(gè)人數(shù)據(jù)裝置，包括那些戴在手腕上、與眼鏡相結(jié)合或作為帶狀繞在身上的裝置。另外，可以理解，對(duì)熟悉這方面技術(shù)的人來(lái)說(shuō)，可以在如后附權(quán)利要求所表達(dá)的本發(fā)明的原則和范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)上面為了解釋本發(fā)明的特征而已經(jīng)敘述過(guò)的細(xì)節(jié)、材料和部件安排的各種變形。
權(quán)利要求
1．一種用于提高射頻數(shù)據(jù)通信裝置性能的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，它包括一個(gè)偶極天線(xiàn)，它有一個(gè)在第一方向伸展的第一臂，和一個(gè)在與第一方向不在一條線(xiàn)上的第二方向伸展的第二臂；一個(gè)電磁耦合器，其中，這個(gè)電磁耦合器平衡第一臂和第二臂之間的信號(hào)強(qiáng)度，并為RF數(shù)據(jù)通信裝置建立符合要求的諧振帶寬；以及一個(gè)阻抗匹配電路，它包括至少一個(gè)電容器元件和至少一個(gè)電感器元件，其中，匹配電路使在操作上與天線(xiàn)相連接的射頻數(shù)據(jù)通信裝置的阻抗相匹配。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，該電磁耦合器包括位置鄰近偶極天線(xiàn)的一個(gè)各向異性介質(zhì)。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，各向異性介質(zhì)包括液晶顯示器。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，匹配電路是一個(gè)集總LC電路。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)電感器和每個(gè)電容器的數(shù)值被選擇，以提供阻抗匹配，并使偶極天線(xiàn)和射頻數(shù)據(jù)通信裝置之間的不平衡變換得以平衡。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，偶極天線(xiàn)是一個(gè)第一偶極天線(xiàn)，且其中天線(xiàn)系統(tǒng)還包括鄰近第一偶極天線(xiàn)和電磁耦合器的一個(gè)第二偶極天線(xiàn)。
7．一種具有改進(jìn)的天線(xiàn)性能的一種射頻數(shù)據(jù)通信裝置，其特征在于，還包括一個(gè)數(shù)據(jù)接口；一個(gè)列線(xiàn)電接收機(jī)和一個(gè)無(wú)線(xiàn)電發(fā)射機(jī)，其中，數(shù)據(jù)接口，無(wú)線(xiàn)電接收機(jī)和無(wú)線(xiàn)電發(fā)射機(jī)通過(guò)微處理機(jī)連接；以及一個(gè)天線(xiàn)系統(tǒng)，其中，天線(xiàn)系統(tǒng)包括一個(gè)偶極天線(xiàn)，它有一個(gè)在第一方向伸展的第一臂，和一個(gè)在與第一方向不在一條線(xiàn)上的第二方向伸展的第二臂；一個(gè)電磁耦合器，其中，這個(gè)電磁耦合器平衡第一臂和第二臂之間的信號(hào)強(qiáng)度，并為射頻數(shù)據(jù)通信裝置建立符合要求的諧振帶寬；以及一個(gè)阻抗匹配電路，它包括至少一個(gè)電容器元件和至少一個(gè)電感器元件，其中，匹配電路使在操作上與天線(xiàn)相連接的射頻數(shù)據(jù)通信裝置的阻抗協(xié)調(diào)配合。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的射頻數(shù)據(jù)通信裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)發(fā)射/接收開(kāi)關(guān)，其特征在于，開(kāi)關(guān)切換天線(xiàn)系統(tǒng)的工作方式，即從發(fā)射切換到接收，以及從接收切換到發(fā)射，當(dāng)開(kāi)關(guān)將天線(xiàn)系統(tǒng)切換到發(fā)射方式時(shí)，偶極天線(xiàn)用于發(fā)射，當(dāng)開(kāi)關(guān)將天線(xiàn)系統(tǒng)切換到接收方式時(shí)，偶極天線(xiàn)用于接收。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的射頻數(shù)據(jù)通信裝置，其特征在于，發(fā)射/接收開(kāi)關(guān)是一個(gè)天線(xiàn)收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。
10．根據(jù)權(quán)利要求7所述的射頻數(shù)據(jù)通信裝置，其特征在于，該偶極天線(xiàn)是一個(gè)第一偶極天線(xiàn)，且天線(xiàn)系統(tǒng)還包括鄰近第一偶極天線(xiàn)和電磁耦合器的一個(gè)第二偶極天線(xiàn)。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的射頻數(shù)據(jù)通信裝置，其特征在于，射頻信號(hào)通過(guò)第一偶極天線(xiàn)接收，射頻信號(hào)通過(guò)第二偶極天線(xiàn)發(fā)射。
12．一種提高與射頻數(shù)據(jù)通信裝置配用的天線(xiàn)性能的方法，包括下列步驟將各向異性介質(zhì)設(shè)備在偶極天線(xiàn)的兩臂之間；以及激勵(lì)各向異性介質(zhì)和偶極天線(xiàn)，使信號(hào)分離，而來(lái)自每個(gè)偶極天線(xiàn)臂輻射為正交分量，以形成將合要求的諧振帶寬。
全文摘要
所示為一種RF(射頻)數(shù)據(jù)通信裝置天線(xiàn)系統(tǒng)(10),包括一個(gè)偶極天線(xiàn)和一個(gè)電磁耦合器(16),該電磁耦合器(16)在每個(gè)偶極天線(xiàn)臂(22,24)之間耦合,以建立符合要求的諧振帶寬。另有一個(gè)LC匹配電路(30),用以使偶極天線(xiàn)與射頻數(shù)據(jù)通信裝置的阻抗匹配,并在天線(xiàn)系統(tǒng)的偶極天線(xiàn)臂之間變換射頻信號(hào)。
文檔編號(hào)H01Q1/22GK1231069SQ97198020
公開(kāi)日1999年10月6日 申請(qǐng)日期1997年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月18日
發(fā)明者朱里中, 齊異紅, 佩里·雅爾利奇維斯基, 彼得·埃德蒙森, 史蒂文·卡克納 申請(qǐng)人:捷訊研究有限公司