CN101997175B - 天线切换装置及利用其切换rf信号极性的方法 - Google Patents

天线切换装置及利用其切换rf信号极性的方法 Download PDF

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Abstract

一种天线切换装置，具有传输线的正交装置，通过该正交装置，可以经由选择性地将所述切换装置的接头接地的开关来配置期望的信号路径。该期望的路径将信号从输入端口路由到第一和第二输出端口中的一个或两者，以便产生具有垂直线性极化、水平线性极化或圆形极化的信号。所选择的极化可以根据期望而改变，并且/或者可以应用多个天线切换装置以允许具有不同极化的同时发生的信号。

Description

天线切换装置及利用其切换RF信号极性的方法
相关申请交叉引用 
本申请要求Graham P.Bloy、Matthew E.Pierce和Christopher Gordon Gervase Turner于2009年8月10日提交的、名称为“Antenna Switching Arrangement(天线切换装置)”的美国发明专利申请No.：12/538857的权益。 
技术领域
本发明涉及一种用于控制多振子(element)天线阵列的极化的切换装置(arrangement)，并且更具体地涉及在射频识别系统中使用的天线阵列。 
背景技术
射频识别(RFID)技术使用可以与物体相关联或者附加到物体上的标签应答器(transponder)、以及产生询问信号以便读取和识别该询问信号的范围内的一个或多个RFID标签的读取器。使用“有源”标签和无电力的“无源”标签来宽泛地对RFID技术进行分类，所述“有源”标签具有本地电源，该电源允许更长的读取范围以及/或者传送更大量的数据，所述“无源”标签典型地仅仅响应于询问信号而发送唯一的RFID标签标识符。 
典型的RFID标签包括可以为集成电路或硅芯片形式的电子电路，由此该电路存储识别数据以及传送识别数据到读取器。除了该芯片以外，所述标签还包括电连接到该芯片的某种形式的天线。有源标签包含由该标签自己的电源而与读取器通信的天线。对于无源标签，所述天线充当换能器，以将源自读取器的射频(RF)能量转换为电力，由此所述芯片被激励，并且执行经由反向散射调制与读取器的通信功能。可替换地，无源标签可以耦合到被激励的电路，以来自该被激励的电路的动态数据(例如诸如温度、湿度和/或电池状况的环境/状态数据)来响应。 
RFID通信系统可以包括扫描询问波束技术以便将询问信号集中在目标空间内的指定位置上，从而以更大的灵敏度/精度识别三维目标区域内的单独RFID标签的存在、位置和/或运动方向。例如，Bloy等人在2008年3月30 日提交的名称为“Radio Frequency Signal Acquisition and Source Location System”的国际专利申请公开号WO2009/035723、以及Bloy在2008年9月9日提交的名称为“Steerable Phase Array Antenna RFID Tag Locater and Tracking System”的国际专利申请公开号WO2009/034526描述了协作可操控(steerable)相控阵天线的系统，所述系统经由诸如耦接到平板天线的天线振子的对应阵列的相移器的阵列之类的电子波束操控电路，执行目标区域的波束扫描，由此通过从先前的对目标区域的扫描获得的历史信号数据的逻辑处理导出各个RFID标签的存在和位置，上述两个申请与本申请一起被共有，并且通过引用而被整体合并于此。 
在存在大量RFID标签的环境中，读取器读取每个RFID标签的能力、即读取速率可能显著劣化。该劣化可能由来自其它RFID标签的干扰产生，并且/或者RFID标签可能沿到产生询问信号的天线的信号路径上彼此阻挡或者部分阻挡。 
RFID标签和/或标签天线相对于询问信号路径的方位将决定RFID标签接收的信号电平和/或被暴露给询问信号的RFID标签产生的任何响应信号。例如，在垂直于询问信号路径的平面中定向的RFID标签将比在平行于询问信号路径的平面(边视图)中定向的RFID标签提供更强的信号响应。 
可以从具有期望的电场平面极化(例如垂直极化、水平极化或者圆形极化)的读取器天线发出询问信号。对于垂直极化和水平极化，垂直地或者水平地定向电场平面。对于圆形极化，在调制期间旋转电场平面，例如以圆形旋转，从而在波的一个周期期间形成一个完整的旋转。 
与圆形极性询问信号相比，线性极性询问信号(垂直的或水平的)在与RFID标签的天线方位对准时可以提供提高的通信性能。然而，如果信号/天线对准不是最佳的，则在线性极化配置中，通信性能显著劣化。圆形极化询问信号提供降低的通信性能，但是使得能够在RFID标签方位的大得多的范围内进行与RFID天线的通信。然而，在RFID标签间隔较近(closely-spaced)的情况下，圆形极化询问信号可能经历显著的通信性能劣化，从而减少间隔较近的标签中的每个标签可以获得的能量，减小读取器和所述多个标签之间的最小操作距离，并且/或者需要来自读取器的增大的入射/发射功率。由于无线电管制而可能并不总是能够增大读取器发射功率，并且由于使用情况或物理环境而可能不能减小读取器和所述多个标签之间的距离。 
Turner等人的美国专利No.6367697“Reader Arrangement for an Electronic Identification System having a Plurality of Reader Heads for Energizing Transponders”教导了一种读取器装置，其中，在RFID标签通信期间可以替换地使用多个天线和/或多振子天线阵列，以便利用与RFID标签相关联的天线的分集来提高通信性能。尽管US6367697教导了切换和相位延迟，但是其没有公开或暗示改变和/或动态切换天线阵列的极化并且同时提供所需的相控(phasing)和分离电路的手段。 
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种或多种天线切换装置和方法，其克服了现有技术的缺陷。 
附图说明
被包含在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例，其中，附图中相同的参考标号指代相同的特征或元件，并且可能不会针对它们出现的每个附图都对它们进行详细描述，并且，所述附图图示与下面给出的对于实施例的详细描述以及上面给出的对于本发明的一般性描述一起用来解释本发明的原理。 
图1是单馈电点(feed point)线性极化贴片天线的示意性等轴视图。 
图2是可以作为线性或圆形极化驱动的双馈电点圆形极化贴片天线的示意性等轴视图。 
图3是用于驱动图2的具有圆形极化的贴片天线的基于传输线的馈电(feed)装置的示意图。 
图4是用于驱动图2的具有圆形极化的贴片天线的基于定向耦合器的馈电装置的示意图。 
图5是用于选择性地驱动具有垂直线性极化、水平线性极化或圆形极化的两馈电点天线的正交桥接岔路(hybrid)装置。 
图6是四分之一波短路传输线的RF电等效物的示范。 
图7是四分之一波传输线的阻抗变换特性的示范。 
图8是四振子相控天线阵列的示意性等轴视图。 
图9是四振子相控天线阵列模块的框图。 
图10是示例性的基于电感器的接头(junction)切换装置。 
具体实施方式
本发明人已经认识到：对于给定的RFID标签天线方位、信号干扰水平和/或部分信号阻挡情形，RFID标签对于读取器信号的接收和/或从RFID标签返回的任何响应信号的信号强度可能受到施加到读取器信号上的信号极化的显著影响。因此，有能力发送具有多种极化的读取器信号的读取器/天线可以检测到否则会被具有传统的单一极化询问信号能力的读取器/天线遗漏的RFID标签。 
被配备为发送具有多种极化的读取器信号的读取器/天线可以被配置为依序施加这些可替换的读取器信号极化中的每一种，同时监视响应的数目和从读取器信号的每种极化获得的每个响应的信号强度。通过比较这些结果，读取器和/或耦接到读取器的处理器可以提高高密度RFID标签群体的读取速率，并且/或者了解特定的RFID标签在空间中的方位。 
可以通过可替换地将在一个或多个阵列中布置的多个天线振子或馈源(feed)与例如被配置用于可由读取器/天线和/或控制该读取器/天线的系统选择的每个期望的极化(垂直线性极化、水平线性极化和/或圆形极化)的天线振子的矩阵耦合，来进行读取器信号的极化之间的切换。 
在具有高密度标签群体的目标区域的询问序列期间，在目标区域播送具有第一极化的第一读取器信号，并且记录从该区域中的RFID标签接收的任何响应。然后，在目标区域播送具有第二极化的第二读取器信号，并且再次记录从该区域中的RFID标签接收的任何响应。类似地，也可以施加具有第三极化的第三读取器信号。 
然后，可以比较所述响应，并且报告任何差异例如作为对于各个RFID标签方位的指示，并且/或者可以将每个读取器信号的响应相对于彼此互相进行滤波以便编辑当前存在的RFID标签的列表。因为所编辑的列表具有读取特定方位的RFID标签、对于其它标签的信号部分阻挡和/或信号干扰抑制的每个极化的优点的好处，因此相对于使用根据传统RFID读取器的单个读取器信号极化可以获得的读取速率，所编辑的列表是一种改进。 
本发明人设计了一种特别适合于这种系统的天线装置，其包括多个天线或天线振子、以及组合相位延迟线和切换机构，所述机构在被读取器或某种 其它切换控制器指示时，使得在一个或多个线性极化模式和至少一个圆形极化模式之间切换所发射的读取器信号的信号极化；其中，通过将不希望的天线端口短路来将能量引导到第一或第二天线，从而将来自不希望的端口的能量重定向到希望的端口。 
本发明提供了以下额外的益处：可以通过简单的DC控制电压、以几纳秒量级的极快的切换时间来控制天线极化。所述切换电路的进一步的优势在于可以使用低成本印刷电路技术来构造该切换电路。 
本发明包括多条传输线，所述多条传输线以“支线”或桥接岔路(hybrid)连接配置来布置，使得存在布置为具有正交有序端口的匹配四向桥接岔路的四个端口。该桥接岔路的目的是提供相移网络或延迟网络，其中，在输入端口处施加的信号的相位在每个输出端口处被延迟不同的量。在本发明中，修改正交桥接岔路以便提供相移网络，使得端口之间的臂提供必要的相位延迟以便给多振子天线阵列的交叉振子馈电，或者控制到具有多个馈电点的天线的信号的相位。本发明还提供了多个开关，其可以将由独立的控制器确定的桥接岔路输出端口中的一个或多个短路。当以某种模式操作所述开关时，射频能量被引导到第一天线或第二天线或者被同时引导到第一天线和第二天线二者，以便使天线阵列或具有多个馈电点的天线辐射基本上第一线性极化、第二线性极化或圆形极化的信号。 
所述天线装置可以包括一对天线振子，例如相对于彼此以直角布置的一对偶极子；利用独立的馈电线来向所述偶极子馈电，所述馈电线将每个偶极子的馈电点连接到桥接岔路延迟和切换装置的相应输出。 
所述装置可以包括单振子天线，例如贴片、平板或其它天线，其具有围绕辐射元件隔开以便提供具有不同极化的辐射信号的多个馈电点或抽头。在另外的一个或多个实施例中，所述装置可以类似地包括具有单独的或多个馈电点的简单或复杂形状的一个多个缝隙天线。 
本发明提供了支线耦合器以便为了圆形极化而给正交的振子馈电，该支线耦合器具有为了线性极化而将任一个腿短路的能力，这是因为每条腿都经由四分之一波线而与另一个相关，所述四分之一波线在一端被短路时在另一端呈现为开路。 
参照图1-5详细描述所述天线装置的示例性实施例。图1示出了包括导电背板102、电介质隔板103、导电辐射贴片104和第一馈电点105的线性极 化贴片天线。通过旋转该贴片天线，可以获得垂直线性极化或者水平线性极化。导电背板102可以作为例如印刷电路板背面上的印刷电路板层而成本低廉地形成，该印刷电路板的电介质基板可以用作电介质隔板103，并且辐射贴片104可以是印刷电路板的另一层，例如印刷电路板的正面。 
类似地，图2示出了作为圆形极化天线布置的贴片天线，其具有第一馈电点105和第二馈电点106，第一馈电点105和第二馈电点106被布置在辐射贴片104的相对于彼此横向的邻近边上。 
图3示出了使用贴片天线获得圆形极化的典型的馈电装置。输入端口301连接到双向分离器302，双向分离器302将来自输入端口301的信号均等地分到两个方向上。提供延迟线303以便通过增加所沿的信号路径的长度来延迟到第二端口305的信号。第一端口304连接到贴片天线上的第一馈电点105，第二端口305连接到第二馈电点106。 
可替换地，图4示范了起相同作用的定向耦合器。沿着定向耦合器的相邻传输线400的电磁耦合在第一端口304和第二端口305之间均等地划分信号。为了使不希望的信号反射最小，第三端口306端接(terminate)大体上等于其它端口中的每一个的特征阻抗的负载。可以调谐耦合器的传输线长度差分特性以提供任何希望的相移。 
图5示范了示例性实施例的正交桥接岔路装置。“支线”正交桥接岔路耦合器电路由第一、第二、第三和第四正交传输线505、507、508和510形成。这些元件中的每一个以及传输线511大体上等于90度的电长度，即，期望的读取器中间波段信号频率的四分之一波长长。第一、第二、第三和第四传输线506、509、511和512是分别用来将输入端口301、第一输出端口503、第二输出端口504和端接接头501连接到正交传输线结构的传输线。使用在这里为二极管的第一开关520、第二开关521、第三开关522和第四开关523来选择性地将正交传输线结构的相关联的第一、第二、第三和第四接头531、532、533和534短路到中性线和/或地。 
输入端口301是输入-输出端口，其根据应用通常将连接到发射机、接收机或收发机。该电路是双向的，因此在信号流的每个方向相同地运行。出于本描述的目的，假设信号在来自输入端口301的方向流动。施加到输入端口301的信号通过第四传输线512流动到第一和第二正交传输线505和507的第四接头534，在第四接头534处该信号被划分。每个分支的相对阻抗分 别决定每个接头(在这里为第一和第二正交传输线505和507的输入)处的信号的功率分割。 
当以圆形极化模式工作时，功率(power)还通过提供90度相移的第三正交传输线508流动到第一和第二输出端口503和504二者。流过第一正交传输线505的信号也是四分之一电波长长，即，90度。该信号还通过第一传输线506，其也具有90度电长度。因此，在出现在第一输出端口503之前，该信号的相位被移位180度，成为垂直线性极化。该信号的其它部分经由具有90度电长度的第二正交传输线507而通过下方的分支，从而将该信号的相位移动90度。该信号还通过第四正交传输线510，在该第四正交传输线510，在第三正交传输线508和第二传输线509的接头处，该信号被相移另一个90度。该信号通过第二传输线509，在该第二传输线509中，该信号被进一步移位90度，从而在第二输出端口504处产生270度的总相移，成为水平线性极化。当第一和第二输出端口503和504连接到相对于彼此以直角布置的两个天线或两个天线馈电点时，效果是施加到这两个天线或天线端口的信号在它们之间将具有90度的相位差。如本领域公知的，该90度的相位差使得天线阵列辐射的信号被圆形极化。第四传输线512可以以90度的电长度形成，以便充当对于源信号的阻抗缓冲器。 
第三传输线511的长度很重要，其中将能量从输入端口301引导到第二输出端口504。电阻器530是端接电阻器，其被选择为大体上等于端接接头501的特征阻抗。因此，端接接头501在其被电阻器530端接时成为所述特征阻抗，其可操作以便提高隔离性，从而确保正交传输线结构上的、特别是对于第一和第二输出端口503和504的精确相移。 
当所述装置意欲提供线性极化的信号模式时，可以控制所述装置以便根据第一、第二、第三和第四开关520、521、522、523(在这里被示范为二极管)的状态而在第一输出端口503或第二输出端口504处提供输出信号。出于讨论的目的，假设将第一输出端口503分配给垂直极化的天线或天线馈电点，并且将第二输出端口504分配给水平天线或馈电点。如果希望只辐射垂直极化的信号，则接通第二和第三开关521和522。当应用二极管作为所述开关时，每个二极管被正向偏置，使得它们导电并且有效地将第二和第三接头532和533短路。注意，当第三开关522接通时，第四开关523的状态是无关的。将第二和第三接头532和533短路将分别通过四分之一波的第三和 第二传输线508和507而在第一和第四接头531和534处显现为开路，使得所有功率都被转移到第一输出端口503。如果希望只辐射水平极化的信号，则接通第一和第四开关520和523以便将第一接头531和负载电阻器530短路到电路中性线或地，使得来自输入端口301的所有功率都出现在第二输出端口504。由于第三传输线511是四分之一波传输线，因此当接通第四开关523时，第三传输线511在第三接头533处将显现为高阻抗。 
四分之一波传输线的使用使得将在桥接岔路正交环中使用传输线变换器的已知原理。四分之一电波长的传输线具有反相性质。也就是说，如果四分之一波线的一端为开路，则相反端显现为短路，或者如果一端被短路，则另一端显现为开路，如图6所示。短路的四分之一波传输线等效于只有非常高的阻抗电阻性分量的并联调谐电路。在本实施例的情况中，当只需要垂直极化的信号时，接通第一开关520，换言之，将第一接头531短路，第一正交传输线505的、在第四传输线512和第二正交传输线507的接头(第四接头534)处的相反端显现为开路或非常高的阻抗。此外，第一输出端口503处的阻抗变为非常高的阻抗，从而向天线馈电点提供高阻抗负载，继而减少垂直馈电(feed)和任何其它馈电之间的相互作用的量。 
四分之一波长传输线的反相性质还用来在切换一个或其它输出时转换桥接岔路中的阻抗。图7示出了四分之一波线的阻抗变换特性。源阻抗RS小于负载阻抗RL。通过使用具有特征阻抗Z0的四分之一波传输线来连接RS和RL使得Z0 2＝RS*RL，阻抗RL被变换以提供对于源阻抗RS的匹配。在本实施例的情况中，输入端口301的输入阻抗是特征阻抗。然而，因为第一输出端口503和第二输出端口504均具有等于所述特征阻抗的阻抗，因此，在没有阻抗变换网络的情况下，接头将具有特征阻抗的0.5倍的阻抗，即并联的第一输出端口503和第二输出端口504的阻抗。第一和第四正交传输线505和510被布置为具有所述特征阻抗的0.707倍的特征阻抗，并且因此充当传输线变换器，以便转换桥接岔路中的阻抗以在第一输出端口503和第二输出端口504均有效时正确地匹配端口阻抗。 
图8和9示范了另一个实施例，其中，使用根据本发明的多个天线切换装置来提高例如根据WO2009/035723的可电操控的相控阵天线系统的性能。在此实施例中，相控天线阵列800包括多个单独的平板天线，在这里为第一平板天线801、第二平板天线802、第三平板天线803和第四平板天线804， 它们由逻辑控制器805控制。RF输入/输出信号806在这四个平板天线之间被分割为4个方向。尽管利用四个平板天线进行了示范，但是所应用的平板天线的数目可以根据期望的系统参数、目标区域和/或RF环境而变化。 
第一平板天线801、第二平板天线802、第三平板天线803和第四平板天线804中的每一个具有分割(split)天线馈电点，其被布置为给每个平板馈电，使得所述馈电点之一提供垂直极化的发射，并且第二馈电点提供水平极化的发射。每个平板上的这两个馈电点连接到例如如图5所示并且在上文中在这里描述的桥接岔路正交装置500。控制器805可以被布置为执行每个平板的控制的集中并且分割射频信号的功能。可替换地，控制器805也可以被布置为控制施加到每个平板的信号的相位以便操控该阵列的波束，例如如WO2009/035723中公开的那样。控制线807可以连接到外部控制器，从而后端处理器或计算机可以切换发射的信号的极化。可替换地，控制线807也可以由外部控制器使用，以操控天线的波束方向，例如如WO2009/035723中公开的那样。 
本实施例还应用于可由通过馈电网络连接的多个天线构成的阵列。由于所述阵列将以一贯的极化辐射，因此对于单个天线的控制将与对于多个天线的控制相同。图5所示的网络可以应用于任何元件(element)、或者阵列中的元件，以便提供信号路径的极化的切换。 
在一些应用中，可能希望从多个天线平板发射水平极化的信号，同时从其它天线发射垂直极化的信号。同样，可以将所述阵列布置为发射所述应用需要的或者由控制器805内的判定电路基于所接收的信号的特性确定的垂直、水平和/或圆形极化的天线的任何组合的信号。在对本发明的介绍中描述的RFID系统的情况下，可以以随机的方位分布标签。控制器可以指示RFID读取器进行所存在的标签的清查。控制器可以自动地以随机或预定模式切换所发射的信号的极化。控制器可以使RFID读取器进行读取区域(field)的多次询问，对于每个询问序列，控制器使所发射的辐射模式和/或极化被改变或修改，直到完成清查为止。 
为了清楚的目的，在上述电路描述中，没有示出用于二极管型开关的切换接口。本领域技术人员将认识到，可以向本领域中良好地设置的若干二极管切换装置中的任何一个施加例如DC控制电压。此外，如果希望的话，可以应用可替换的开关，例如场效应晶体管、机械开关等。 
图10中示出了另一种可替换的开关装置，电感器驱动阻抗开关。作为对图5中呈现的二极管型开关520的替代而示范，到第一接头531的连接是由作为DC断路器(break)工作的电容器900隔离的直流。例如具有诸如铁氧体之类的磁芯的电感器901具有稳态电抗，该稳态电抗被选择为相关联的接头(在这里为第一接头531)的特征阻抗的至少10倍、优选为20倍的值。将控制电压施加到控制端口902激励了电感器线圈，产生处于使得磁芯饱和的水平的磁场，大幅减小出现在第一接头531处的有效阻抗，根据控制电压向控制端口902的施加而有效地切换短路和开路之间的接头。 
可以在印刷电路板上以高精度、成本有效地形成各种传输线和/或正交传输线。可替换地，可以作为带状线或微带来形成所述传输线和/或正交传输线。在形成正交传输线时，可以使用一个或多个集总的电抗元件，例如电容器、电感器和/或传输线变换器，来对于支线耦合器中的每个传输线分支进行任何希望的相位延迟。在使用电感器或传输线变换器的情况下，电抗性切换装置使用饱和的电感器；可以使用被用作延迟线元件的相同的电感器或变换器来形成所述开关，从而减少所需元件的数目。由此，实现了制造成本和可靠性的改善，这是因为减少了系统元件的总数目。 
本领域技术人员将认识到，本发明不限于上面描述的实施例，而是本发明也可以应用于其它形式的无线电通信，在该无线电通信中，希望改变单个天线或者多个天线或者在一个或多个阵列中布置的多个天线的所发射或所接收的信号的极化。 
本领域技术人员将认识到，在这里描述的实施例提供了一种新颖的手段来将射频能量切换到多振子天线或具有多个馈电点的天线，使得可以改变馈电信号的相位，并且可以以简单、紧凑和成本有效的方式几乎瞬时地和可靠地在垂直、水平或圆形之间切换极化，而不需要定向耦合器或外部延迟线。 
部件表 
  102   导电背板
  103   规则引擎(rules engine)
  104   辐射贴片
  105   第一馈电点
  106   第二馈电点
  300   相邻传输线
  301   输入端口
  302   双向分离器
  303   延迟线
  304   第一端口
  305   第二端口
  306   第三端口
  501   端接接头
  503   第一输出端口
  504   第二输出端口
  505   第一正交传输线
  506   第一传输线
  507   第二正交传输线
  508   第三正交传输线
  509   第二传输线
  510   第四正交传输线
  511   第三传输线
  512   第四传输线
  520   第一开关
  521   第二开关
  522   第三开关
  523   第四开关
  530   电阻器
  531   第一接头
  532   第二接头
  533   第三接头
  534   第四接头
  801   第一平板天线
  802   第二平板天线
  803   第三平板天线
  804   第四平板天线
 805   控制器
 807   控制线
 900   电容器
 901   电感器
 902   控制端口
其中，在前面的描述中，对比率、整体(integer)、元件或具有已知等效物的模块进行了介绍，因此这样的等效物就像其被单独地进行了阐述一样合并于此。 
尽管已经通过描述本发明的实施例说明了本发明，并且尽管已经以相当多的细节描述了所述实施例，但是申请人无意将所附权利要求的范围约束或以任何方式限制到这样的细节。本领域技术人员将易于想到另外的优点和修改。因此，本发明在其更广的方面不限于所示出和描述的具体细节、代表性装置、方法和说明性示例。相应地，可以背离这样的细节，而不背离申请人的总的发明构思的精神或范围。此外，应当认识到，可以对其进行改进和/或修改，而不背离如所附权利要求限定的本发明的范围或精神。 

Claims (17)

1.一种天线切换装置，包括：
输入端口，经由第四传输线耦接到正交传输线的正交装置的第四接头，所述正交装置还被提供有第一、第二和第三接头；
第一接头被提供有第一开关，该第一开关可操作以便选择性地将第一接头耦接到地；
第二接头被提供有第二开关，该第二开关可操作以便选择性地将第二接头耦接到地；
第三接头被提供有第三开关，该第三开关可操作以便选择性地将第三接头耦接到地；
第一接头经由第一传输线耦接到第一输出端口；
第二接头经由第二传输线耦接到第二输出端口；
端接接头，经由第三传输线耦接到第三接头；
第四开关，可操作以便选择性地将端接接头耦接到地；以及
电阻器，耦接在端接接头和地之间，
其中，所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关每个都是电感器，可通过将控制电压施加到所选择的电感器以便使该电感器的芯磁饱和从而减小电感器的电抗，来选择所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关。
2.如权利要求1所述的装置，其中，连接在所述第一接头和第四接头之间的第一正交传输线以及连接在所述第二接头和第三接头之间的第四正交传输线具有大体上为输入端口的特征阻抗的0.707倍的特征阻抗。
3.如权利要求1所述的装置，其中，第一、第二、第三和第四正交传输线每个都具有期望信号频率的波长的四分之一的电长度。
4.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一输出端口耦接到垂直线性极化天线。
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述第二输出端口耦接到水平线性极化天线。
6.如权利要求1所述的装置，其中，所述正交传输线是印刷电路板上的迹线。
7.如权利要求1所述的装置，还包括多个天线切换装置，所述多个天线切换装置中的每一个的第一开关、第二开关、第三开关和第四开关由控制器控制。
8.如权利要求1所述的装置，其中，使用至少一个集总的电抗性元件来形成所述正交传输线。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述开关每个为构成正交传输线电感器的电感器；可通过将控制电压施加到所选择的电感器以便使该电感器的芯磁饱和从而减小电感器的电抗，来选择所述开关。
10.一种用于经由天线切换装置切换RF信号的极性的方法，所述天线切换装置包括：输入端口，经由第四传输线耦接到正交传输线装置的第四接头，所述正交传输线的正交装置还被提供有第一、第二和第三接头；第一接头被提供有第一开关，该第一开关可操作以便选择性地将第一接头耦接到地；第二接头被提供有第二开关，该第二开关可操作以便选择性地将第二接头耦接到地；第三接头被提供有第三开关，该第三开关可操作以便选择性地将第三接头耦接到地；第一接头经由第一传输线耦接到第一输出端口；第二接头经由第二传输线耦接到第二输出端口；端接接头，经由第三传输线耦接到第三接头；第四开关，可操作以便选择性地将端接接头耦接到地；以及电阻器，耦接在端接接头和地之间，所述方法包括以下步骤：
将RF信号耦合到具有第一输出端口和第二输出端口的天线切换装置的输入端口；
设置所述天线切换装置的多个开关以便在第一输出端口、第二输出端口、以及同时到第一输出端口和第二输出端口之间选择期望的信号路径，
其中，所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关中的至少一个是电感器，该电感器通过电容器与相应的接头隔离开，可通过将控制电压施加到所选择的电感器以便使该电感器的芯磁饱和从而减小电感器的电抗，来选择所述开关。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述多个开关中的每一个选择性地将正交传输线装置的相应接头耦接到地，从而将所选择的一个或多个接头短路以定义期望的信号路径。
12.如权利要求10所述的方法，其中，所述开关中的至少一个是二极管。
13.如权利要求10所述的方法，其中，第一输出处的信号的相位和第二输出处的信号的相位分开90度。
14.如权利要求10所述的方法，其中，在定义产生垂直线性极化、水平线性极化和圆形极化之一的所选极化的信号路径之间交替进行所述开关的设置。
15.如权利要求10所述的方法，其中，通过控制器来执行所述开关的设置。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述控制器控制多个单独的正交传输线装置。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述控制器指示所述多个单独的正交传输线装置中的至少一个产生不同极化的信号。
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