分集式天線的製作方法
2023-05-12 11:59:41
專利名稱：分集式天線的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種分集式天線，特別適用於節省空間是頭等重要的場合，例如用於輕便型的裝置中。
由兩個或更多的間隔天線的接收被稱為分集式接收，它是為了克服由於諸如多路接收和/或電離層變化以及相類似的影響傳播的變化。一般地說，某些形式的轉換裝置被應用在天線之間的快速轉換，以便在接收機的合成信號是依次以每個天線來的時間多路傳輸信號。如果單個天線相對於輸入信號被適當地安置和間隔的話，那麼分集式天線的使用就能基本上補償多信號通道的衰減。
例如，在輕便型的裝置中，空間是應當考慮的，通常分集式技術不能使用的原因是因為天線系統的尺寸，從整體來看，很明顯地比普通單個天線大得多。
在本發明中，分集式作用是由在兩個間隔位置上激勵的天線單元的單個天線單元來達到的，以致合成的電流峰值是被間隔開的。實際上，這種天線的作用就如同在電流峰值之間有一定距離的間隔分開的二個天線一樣。在實施例中，天線單元在任何一端交替地饋電，分集式轉換裝置被用來激勵一端或者另一端。在上述的方法中，這種轉換能夠用連續快速的方法轉換，或者僅在所需要的信號條件下，轉換可以在靈活的基礎上實現。該天線能夠用於接收或發送。
為了更好地理解發明，現在僅僅通過參考隨後的附圖以舉例的方法對實施例進行描述
圖1是根據本發明分集式天線的一個實施例的示意圖;
圖2是實際的實施例的基本印製電路板的布局圖;
圖3是與圖2類似的圖，但更進一步表示用於轉換所必須的元件;以及圖4和圖5是在圖2的基礎上，用圖解法分別表示在右面饋電和在左面饋電期間的電流分布圖。
參考圖1，天線單元包括位於接地面2上的四分之一的波長帶1並且分別從開關S1和S2的任何一端饋電，開關S1和S2的每一個連接到轉換開關S3，並且所有三個開關都是同軸聯動一起動作的，根據本申請，標號3是信號源或接收機輸入電路，為了激勵開關S1、S2和S3而設置的裝置(未示出)去轉換在天線單元兩端提供的分集式開關從一個位置至另一個位置。
在這個例子中，當從任何一端饋電時，電流峰值的空間分隔幾乎是四分之一波長。這樣，使用這種方法，實際上天線的作用就如同包含幾乎四分之一波長間隔分開的兩個天線的分集式天線。顯然，這樣形成的兩個有影響的天線不能同時被使用，但是可以用已說明的轉換裝置來代替，以便交替地動作。
現在參照圖2和圖3，表示本發明用於發送和接收的實施例。它工作在約為1GHZ的典型頻率。圖2表示以印製電路板4的形式安裝在介質基片上的四分之一波長帶1和接地面2的基銅形式。帶1和接地面2是在板的相反的兩側，因此與另外一側是絕緣的帶1在板的表面一側，而接地面2在板的相反的一側。在工作中，帶1的作用就如同一個四分之一波長的單極天線的作用一樣。
帶1是從公共RF饋電點7饋到相同排列的四分之一波長傳輸線5、6的任何一端饋電的。RF饋電點8經過輸入線9、再經過耦合電容10連接到饋電點7。傳輸線5、6由印製的銅箔帶形成，或者採用加到印製板4表面的其它材料形成。
帶1的從左面到右面饋電的轉換是由一對PIN二極體11、12來實現的，反之亦然。每個PIN二極體是分別從傳輸線5、6的一對接點連接到公共接點13的。接點13經過印製板4連接到接地面2。把適當的DC電位施加到二極體11、12，將能夠使天線選擇饋電短的一端轉換開關S1的動作是由二極體11和左面四分之一波長線5來完成的;開關S2的動作是由二極體12和右面四分之一波長線5，以及開關S3的動作是由二極體11或者二極體12的作用來完成的，並且它們與左面或右面四分之一波長線6相結合。
二極體11、12的這種連接，以致當一個是正向偏壓時，而另一個是反向偏壓。提供給二極體的偏壓是取自DC控制輸入端14，它經過電阻15和另一四分之一波長傳輸線16連接到公共饋電點7，以及經過左面和右面傳輸線6連接到二極體。RF旁路電容24是從電阻15和傳輸線16之間的結點經過連接點17接到地，而連接點17是通過印製板4連接到接地面2的。
圖4和圖5分別表示在右面和左面饋電期間的RF電流分布圖。標號18表示接地面的電流圖象;標號19表示在單極1中電流的分布。電流的最小值由標號20表示，標號21表示電流的最大值。
電流的分布確定了單極1的輻射場。電流的最大值基本上是垂直的，因此，所產生的輻射場與集中在有源電流最大值的垂直半波偶極子的輻射場相似。左面和右面的電流最大值被幾乎是四分之一波長分開，於是所提供的空間分集式就等於由最大值之間的距離移動一個垂直半波的偶極子。
工作如下當正向DC電壓加到DC控制輸入端14時，單極1的右面一側由最大值RF電流22饋電(圖4)。PIN二極體11被偏置，並且將左面傳輸線5和6之間的結點接地短路。PIN二極體12截止並且不起作用。它的作用是對單極1和公共饋電點7的左面一側呈現開路，於是最大值RF電流就在單極的右面一側(標號22)。
當負的DC電壓加到DC控制輸入端14時，情況正好相反，單極1的左面一側由最大值RF電流23饋電(圖5)。PIN二極體12被偏置，PIN二極體11截止並且失去作用。
加到端14的DC電壓也可以交替地安排在接地面的上、下，其結果是從一端，然後是從另一端周期性地給單極1饋電，或者可以安排只保留一個極性，其結果是僅僅連續地從一端饋電，直到信號的情況惡化到必需給予一個轉換時為止。在後者可採用的方法中，信號的情況能夠從被連接到天線的保持電路(未示出)中可以監視，當必需的時候，產生改變DC偏置電壓極性的控制信號施加到端14上。
由於電容24的作用，DC饋電四分之一波長線16對RF總是呈現開路狀態。由電容10將RF輸入端8鎖定到施加在輸入端14的DC電壓上。施加到輸入端8(RF)和輸入端14(DC)的信號是相對於接地面2的，關於這一點是可以理解的。
上面描述了僅採用單個天線單元，就能使天線實現分集式，因此，在輕便型的裝置中就可以節省空間。一般說來，本發明用在時分多路(TDM)通信系統中是特別有效的;然而，展望分集式天線的特殊應用是作為用於在無繩CT2電話裝置的手機外形部件中的收發機的天線。
權利要求
1.一種分集式天線，包括一個單個天線單元，和用於在兩個間隔位置上的激勵裝置，這樣，以致產生的電流最大值被間隔分開。
2.如權利要求1的分集式天線，其中所說的位置包括元件的端點。
3.如權利要求1或2的分集式天線，其中所說的激勵裝置包括可操作的轉換裝置，以便操作開關從所說位置的一端到所說位置的另一端饋電到天線，並且反之亦然。
4.如權利要求3的分集式天線，其中所說的轉換裝置包括開關二級管。
5.如權利要求2至4中任一個權利要求的分集式天線，包括RF信號從單元接收(在接收端)或從RF信號被發送到單元(在發送端)的RF饋電點，RF信號連接裝置用於提供一個經過包括所說的轉換裝置的各個裝置的分離的RF連接到單元上的各自的位置，以及為了交換單元的饋電位置而用於激勵所說的開關的裝置。
6.如權利要求5的分集式天線，其中所說的轉換裝置是與各自的RF連接裝置並接的。
7.如權利要求4和6的分集式天線，進一步包括一個DC饋電點，用於提供一個DC偏置電壓，以偏置所說的開關二極體，其安排是這樣的在任何時候，所說的分離的RF接點之一對地短路，而另一個接點不短路。
8.如權利要求7的分集式天線，進一步包括用於提供一個限定在兩個不同DC電平的矩形波的所說的饋電點，其饋電是在周期交替的基礎上，以交替改變所說單元的饋電位置的方式可操作地交換所說的二極體。
9.如權利要求7的分集式天線，進一步包括根據RF信號電流的狀態改變加到DC饋電點的DC電位的裝置，僅僅當需要的時候，以便根據主要的狀態改變所說的單元的饋電位置。
全文摘要
一種分集式天線包括以四分之一波長單極1形成的單個天線單元，與用於從公共RF饋電點3的一端或另一端交替地給單極饋電的轉換裝置S
文檔編號H01Q3/24GK1077314SQ9211516
公開日1993年10月13日 申請日期1992年12月10日 優先權日1991年12月11日
發明者G·E·比斯利 申請人:謝伊通訊有限公司