CN103765670A - 多输出天线 - Google Patents

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Abstract

公开了一种可重构多输出天线（16），包括：一个或更多个辐射元件（12,14）；经由例如分离器（30，32）或双工器耦接至所述辐射元件（12,14）或每个辐射元件（12,14）的至少两个匹配电路（42,44,50,52）；其中，每个匹配电路（42,44,50,52）与被设置成驱动分离的共振频率的分离的端口（38，40，46，48）相关联，使得所述辐射元件（12,14）或每个辐射元件（12,14）可操作用于同时提供多个输出。每个输出的共振频率能够由每个匹配电路独立控制，端口彼此具有良好隔离，从而以同时的多个独立输出操作提供非常宽的操作频率范围。还描述了一种天线结构、一种天线接口模块以及一种用于耦接至一个或更多个辐射元件的多输出天线控制模块。公开了一种可重构多输出天线，包括：一个或更多个辐射。

Description

多输出天线
技术领域
本发明涉及一种多输出天线。特别地但非排他性地，本发明涉及在诸如移动电话、膝上型电脑、个人数字助理（PDA）或无线电设备的便携式电子设备中使用的多输出天线。
背景技术
随着对高度移动性环境中连接性的增长的需求，正推出更多的标准和服务（例如DVB-H、RFID、RDF、UWB、LTE等）。为此，一些人相信未来的移动终端将需要并入多于20个的分离的天线。因此，对于移动终端设计者而言，将所有这些天线安装在手持机中可用的小量空间内将具有挑战性。
存在将有助于减轻此问题的、关于可重构天线设计的许多提议。特别地，本申请人已经设计出在WO2011/048357中描述的可重构天线，其具有极宽的调谐范围。然而，该天线仅能够同时访问两种服务。例如，该天线能够仅支持DVB-H（470MHz）和GSM（900MHz）信号或DVB-H（470MHz）和WiFi（2400MHz）信号或GSM（900MHz）和GPS（1500MHz）信号，但是该天线不能如由可能需要同时访问GSM、GPS和WiFi的当前移动设备所需要的那样同时支持这些服务中的多于两种的服务。进一步，该特定天线未必适合将需要多分辨率频谱感测的未来的认知无线电系统。
如果未来需要多服务或多频谱感测，则一种解决方案将是使用更多的可重构天线。然而，如上提及的，在小型设备中设置多个天线是不可行的，因此系统设计者仍然需要解决关于小量可用空间的问题以提供这样的服务。
因此，本发明的目的在于提供有助于解决以上提及的问题的多输出天线。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种多输出天线，包括：一个或更多个辐射元件；耦接至所述辐射元件或每个辐射元件的至少两个匹配电路；其中，每个匹配电路与被设置成驱动分离的共振频率的分离的端口相关联，使得所述辐射元件或每个辐射元件可操作用于同时提供多个输出。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于耦接至一个或更多个辐射元件的多输出天线控制模块，所述控制模块包括：被设置用于耦接至所述辐射元件或每个辐射元件的至少两个匹配电路；其中，每个匹配电路与被设置成驱动分离的共振频率的分离的端口相关联，使得所述辐射元件或每个辐射元件可操作用于同时提供多个输出。
因此，本发明的实施方式提供了具有多个匹配电路的天线和/或控制模块，所述多个匹配电路可以被同时操作以提供多个输出。相应地，本发明的单个天线可以模拟来自多个分离的天线的输出，却占用比所述多个分离的天线所需要的空间小的空间。更具体地，本发明的方面允许使用较少的辐射元件，从而还减少了与在分离的的辐射元件被置为邻近时对其进行耦接相关联的问题。进一步，由于所述匹配电路可以永久地耦接至所述辐射元件使得所述端口可以同时操作，所以本发明的实施方式可以排除对为了选择或隔离特定输出所需的开关或其他复杂电路元件的需要。
有利地，可以由每个匹配电路独立地控制每个输出的共振频率，端口彼此具有良好的隔离，从而以同时的多个独立输出操作提供非常宽的操作频率范围。因此，多个输出/端口可以具有独立的频率控制（即，当改变端口1的共振频率时，端口2的共振频率将不受影响并保持相同）。
根据以上描述，根据本发明的天线是用在如下小型终端中的理想候选：所述小型终端需要同时访问多种服务或需要诸如用于认知无线电系统等的多种搜索功能。
在一些实施方式中，多输出天线可以是可调谐的（即可调节的或可重构的），使得每个输出可以以多个不同的操作频率进行操作。
多输出天线还可以包括辐射底盘，并且所述一个或更多个辐射元件可以被配置成激励所述辐射底盘的多个共振模式以提供所述多个输出。所述底盘可以由基板或印刷电路板（PCB）构成。每个辐射元件的尺寸、形状和位置可以被选择为使所述多个底盘共振模式最优化。
所述辐射元件或每个辐射元件可以经由分离器电路耦接至所述至少两个匹配电路。因此，所述分离器电路可以用于将辐射元件的单个馈送端口划分成两个（或更多个）端口。应当理解，每个端口可以并入被配置成驱动其自身的操作频率和带宽而不会显著影响与其他端口相关联的任何其他共振频率的独立匹配电路。
分离器电路可以包括LC电路，该LC电路包括并联连接的并且以T形结连结至单个馈送端口的电容器和电感器。分离器电路的电容器可以与第一端口所关联的第一匹配电路串联连接。分离器电路的电感器可以与第二端口所关联的第二匹配电路串联连接。
每个匹配电路可重构为使得该匹配电路的相应端口能够将该相应端口的输出调谐成不同频率。匹配电路可以包括一个或更多个电感器或电容器（例如以L-C电路的形式）并且可以包括可变电容器（即变容管）。
在特定实施方式中，每个匹配电路可以包括与电容器并联连接的第一电感器，该电容器转而与第二电感器串联连接。所述第一电感器可以连接至接地面，并且所述电容器可以是可变的且可以由变容管构成。所述变容管可以具有任何合适的调谐范围，诸如2pF至10pF，0.1pF至12pF或0.3pF至0.8pF。
在本发明的实施方式中，在分离器电路和/或每个匹配电路中的部件的值可以被选择为使得所述第一端口与所述第二端口不相关但仍然实现每个端口的合理效率。
在本发明的实施方式中，每个匹配电路可以结构上相同（即具有以相同方式设置的相同部件，然而未必具有相同的值）。应当理解，这样的设置可以提供良好的共振，尽管在一些情况下还可以采用不同的匹配电路。
在本发明的一些实施方式中，可以设置至少一个替选部件用于包含在匹配电路中。可以设置至少一个开关以使得能够激活至少一个替选部件来代替另一部件。在一些实施方式中，所述第一电感器可以选自至少两个可能的电感器，和/或所述第二电感器可以选自至少两个其他可能的电感器。
应当理解，用于匹配电路的替选部件的设置允许天线配置的更大的灵活性，从而允许天线的调谐范围极大增加。
在特定实施方式中，可以设置一对辐射元件，所述一对辐射元件中的每一个耦接至两个（或更多个）匹配电路，其转而与两个（或更多个）不同端口相关联，使得天线可操作用于同时提供高达四个（或更多个）输出。因此，2对辐射元件可以提供8个输出，4对辐射元件可以提供16个输出，以此类推。如果多于两个的匹配电路和端口与每个辐射元件相关联，则可以增加输出的数目，这是因为输出的数目由辐射元件的数目乘以每个辐射元件的匹配电路/端口的数目来确定。
如例如在WO2011/048357中描述的，每对辐射元件可以耦接在一起。因此，根据本发明，每对辐射元件可以包括相互耦接的辐射元件，其中每个辐射元件具有被分成两个分离的端口的相关联的馈送端口，并且其中，每个端口设置有分离的阻抗匹配电路，该分离的阻抗匹配电路被配置成用于对与每个辐射元件相关联的两个不同输出之一进行独立调谐。每个辐射元件还可以被设置用于如下状态中的每个状态中的选择操作：驱动状态、浮动状态或接地状态。
至少一个所述辐射元件可以由非共振共振器构成。在特定实施方式中，采用两个非共振共振器。可以配置每个辐射元件在频率的宽带和/或窄带范围上进行操作。在特定实施方式中，每个阻抗匹配电路可以包括宽带调谐电路和窄带调谐电路。
在一个实施方式中，天线设置在基板（例如底盘）上，该基板在其第一侧上印刷有接地面。第一辐射元件可以设置在基板的与第一侧相对的第二侧上，并且横向与所述接地面间隔开。第一辐射元件可以由金属贴片构成，该金属贴片可以为平面的或为其他形式。在具体实施方式中，第一辐射元件可以由具有平面部分和与接地面正交的部分的L形金属贴片构成。所述正交部分可以从所述平面部分的、离接地面最远的边缘延伸，使得所述正交部分与所述接地面间隔开所谓的第一间隙。
第二辐射元件可以由金属贴片构成，该金属贴片可以为平面的或为其他形式。在特定实施方式中，第二辐射元件由与接地面正交的平面金属贴片构成。第二辐射元件可以位于接地面与第一辐射元件的正交部分之间（即位于第一间隙内）。接地面与第二辐射元件之间的距离将形成所谓的第二间隙。应当理解，在该实施方式中，第二辐射元件与第一辐射元件的正交部分之间的距离将确定它们之间的互耦量。因此全文通篇将该距离称为互间隙。
每个辐射元件的形状没有特别限制，并且可以为例如正方形、矩形、三角形、圆形、椭圆形、圆环形、梯形、星形或不规则形状。另外，每个辐射元件可以包括至少一个凹口或断口（cut-out）。应当理解，每个辐射元件的形状和配置将取决于关于所关注的应用的天线的期望特性。
相似地，接地面的尺寸和形状可以变化以提供所有操作模式的最佳特性。相应地，第一接地面可以例如为正方形、矩形、三角形、圆形、椭圆形、圆环形、梯形、星形或不规则形状。另外，接地面可以包括至少一个凹口或断口。
每个端口可以连接至控制系统，该控制系统包括用于选择相关联输出的操作状态的控制装置。该控制系统可以包括选择性地被配置成允许输出浮动、连接至接地面或由其相关联的阻抗匹配电路驱动的开关。
在以上实施方式中，第一馈送端口可以设置在第一辐射元件与第一分离器电路之间，并且第二馈送端口可以设置在第二辐射元件与第二分离器电路之间。
第一馈送端口可以位于辐射元件的中心或偏离中心（即，距辐射元件的一侧比另一侧近）。
在具体实施方式中，第一馈送端口可以位于沿第一辐射元件长度的距离的约三分之一处。其有利之处在于：这使得沿接地面生成非对称电流，从而支持许多不同共振。这还使得第一辐射元件能够生成更多的共振，这是因为第一辐射元件在每个方向上具有不同的电气长度。此外，将第一馈送端口定位成偏离中心允许更大空间用于要被定位成靠近第一辐射元件的第二辐射元件，这转而导致两个辐射元件之间的更好的耦合。
第一馈送端口可以沿接地面的边缘连接至接地面。第一馈送端口可以连接在所述边缘的中心处或者连接在或朝向所述边缘的一侧。使第一馈送端口连接在接地面的一侧允许第二辐射元件充分使用接地面的宽度。然而，这也会导致辐射元件与接地面之间的不同的耦合效率。
在一些实施方式中，将第二馈送端口放置成接近第一馈送端口。这使得每个馈送端口能够独立操作（接通），或作为相邻馈送端口的驱动器（接地），或电气断开（断开）。因此，可以通过选择与每个辐射元件相关的不同操作模式来动态调谐每个辐射元件的操作频率。下表提供了基于选择第一馈送端口（馈送端口1）和第二馈送端口（馈送端口2）的以上状态的组合的一些可能的操作状态。
状态 模式1 馈送端口1 模式2 馈送端口2
1 馈送天线 接通 寄生 接地
2 寄生 接地 馈送天线 接通
3 馈送天线 接通 浮动 断开
4 浮动 断开 馈送天线 接通
5 馈送天线 接通 馈送天线 接通
表1天线的可能操作状态
应当理解，模式1与模式2分别表示第一辐射元件与第二辐射元件的操作模式。相应地，当馈送端口接通时，相关联的辐射元件用作在相应的阻抗匹配电路支持的频率处共振的驱动（或馈送）天线。当馈送端口断开（即电气断开）时，允许相关联的辐射元件浮动（即在任意支持的频率处共振）。当馈送端口接地时，相关联的辐射元件用作寄生元件（即在特定频率处共振，有效防止其他辐射元件支持该频率）。因此，应认识到，本发明的实施方式实现了多样化的操作模式组，允许较之传统天线设计的增加的可调谐性。
在本发明的一个实施方式中，第一辐射元件可以具有约0.4GHz至3GHz的调谐范围，并且第二辐射元件可以具有约1.6GHz至3GHz（或更高）的调谐范围。
由于每个辐射元件耦接至两个端口，每个端口具有分离的的阻抗匹配电路，所以可以在每个匹配电路中采用调谐电容器以对每个辐射元件的两个分离的输出进行调谐。
在一些实施方式中，可以采用三个或更多个辐射元件以进一步增加天线的频率调谐敏捷度。第三辐射元件或后续辐射元件可以位于上文定义的第一间隙内。第三辐射元件或后续辐射元件可以被配置成以大于3GHz的频率进行操作。
应当理解，采用如上所述的天线的优点在于其使得本领域技术人员能够容易地将天线配置成大量的同时的操作频率。另外，可以容易地实施各种阻抗匹配电路配置以使得天线能够在收听模式和应用模式二者下操作。因此，上述天线设计可以提供宽频调谐范围或宽带性能。
基板可以具有任何便利的尺寸，并且在一个实施方式中基板可以具有约116×40mm2的表面积，使得可以容易地将所述基板容置在传统移动设备中。应当理解，基板的厚度不受限，但通常为几毫米厚（例如1mm、1.5mm、2mm或2.5mm）。
在本发明的一个实施方式中，第一辐射元件和第二辐射元件可以在约40×10mm2的面积内延伸。应当理解，每个辐射元件的尺寸并不受限，并且可以在需要更宽的操作带宽或更高的增益时增加。
已经证实的是，在本发明的一个实施方式中，已设计如下天线：其针对每个输出具有独立的宽调谐范围，并且可以在从456MHz直到2946MHz的频率范围内操作，其中跨操作频带具有至少6dB的回波损耗并且在每个端口之间具有良好隔离。
本发明的多输出天线可以被配置为用在便携式设备中的底盘天线。
可以将天线配置用于多输入多输出（MIMO）应用。因此，天线可以被并入在具有多个天线的系统中。每个天线可以是根据本发明的天线，并且可以被配置成提供多个不相关信道以增加系统的容量而不需要额外的频谱或发射功率。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于MIMO应用的天线结构，其包括至少一个根据本发明的第一方面的天线和至少一个另外的天线。
所述至少一个另外的天线可以由平衡天线或非平衡天线构成，并且可以是可重构的。在一个实施方式中，所述至少一个另外的天线还可以是根据本发明的第一方面的天线。
每个天线的相对位置可以被选择为提供良好（或最佳）的天线隔离。在一些实施方式中，这可以通过以最大可用距离将每个天线与其他天线隔开而获得。实践中，第一天线可以位于所述结构的第一端，并且第二天线可以位于所述结构的第二端。
在本发明的实施方式中，第一天线和第二天线可以隔开至少200mm、至少150mm、至少100mm或至少50mm。
应当理解，可以采取参数研究来评估根据本发明的实施方式的特定天线结构的最佳构造。
根据本发明的第四方面，提供了一种天线接口模块，包括：根据本发明的第一方面的多输出天线；以及被配置成将多个输出中的每一个调谐成目标操作频率的自动调谐系统。
因此，自动调谐系统可以根据环境变化使天线性能最优化，并可以减少用户的手或身体对操作频率的影响。更具体地，可以在多个不同设备中设置相同（通用）的天线接口模块，并且可以采用自动调谐系统来补偿每个设备的尺寸和/或形状的差异，特别是在其上安装有接口模块的每个基板（例如底盘）的尺寸和/或形状的差异。
自动调谐系统可以包括耦接至每个匹配电路和/或分离器电路的至少一个变容管。自动调谐系统可以被设置为监视目标操作频率（例如在相关联的端口处）的反射信号的功率水平，以及调节至少一个变容管的偏置电压以使反射信号的功率水平最小。因此，自动调谐系统还可以包括定向耦合器、功率检测器、模数转换器（ADC）、微处理器以及至少一个数模转换器（DAC）。数模转换器的数目可以对应于在每个匹配电路和/或分离器电路中设置的变容管的数目，使得由分离的数模转换器来提供每个变容管的偏置电压。
自动调谐系统还可以包括变容管（以及相关联的数模转换器）以在不同环境下改进天线的匹配性能、提供更大的灵活性以及改进信号灵敏度。
多输出天线控制模块还可以包括上述自动调谐系统。
附图说明
现在将参照附图描述本发明的一些实施方式，在附图中：
图1示出了根据本发明的一个实施方式的用于天线的一对耦接的辐射元件的顶部透视图；
图2示出了与图1中的辐射元件相关联的电路的框图；
图3示出了对应于图2的天线结构的电路图；
图4示出了当C1从1pF改变为10pF而C2、C3、C4固定为10pF时，关于图3中所示的电路的第一配置的回波损耗与频率的曲线图；
图5示出了当C1从0.5pF改变为10pF而C3固定为1pF并且C2和C4固定为10pF时，关于图3中所示的电路的第二配置的回波损耗与频率的曲线图；
图6示出了当C2从0.2pF改变为10pF而C1、C3和C4固定为10pF时，关于图3中所示的电路的第三配置的回波损耗与频率的曲线图；
图7示出了当C3从1pF改变为10pF而C1、C2和C4固定为10pF时，关于图3中所示的电路的第四配置的回波损耗与频率的曲线图；
图8示出了当C3从0.3pF改变为10pF而C2固定为1pF并且C1和C4固定为10pF时，关于图3中所示的电路的第五配置的回波损耗与频率的曲线图；
图9示出了当C4从0.45pF改变为10pF而C1、C2和C3固定为10pF时，关于图3中所示的电路的第六配置的回波损耗与频率的曲线图；
图10A示出了根据图2的框图制造的天线结构的顶视图；
图10B示出了根据图2的框图制造的天线结构的后视图；
图11示出了当C1、C2、C3和C4固定为10pF时，关于图10A和图10B中所示的多输出底盘天线的回波损耗与频率的仿真曲线图；
图12示出了当C1、C2、C3和C4固定为10pF时，关于图10A和图10B中所示的多输出底盘天线的回波损耗与频率的测量曲线图；
图13示出了根据本发明的又一实施方式的具有两对耦接的辐射元件的底盘天线的结构的顶部透视图；
图14示出了与图13的辐射元件相关联的电路的框图；
图15示出了当匹配电路中的每一个的变容管固定为10pF时，关于图13和14中所示的多输出底盘天线的回波损耗与频率的仿真曲线图；
图16示出了本发明的与图1所示的实施方式相似、但其中仅设置有单个大型辐射元件的一个实施方式的顶部透视图；
图17示出了与图16的辐射元件相关联的电路的框图；
图18示出了当第一变容管C1从0.22pF改变为10pF而第二变容管C2固定为10pF时，关于图16和17中所示的多输出底盘天线的回波损耗与频率之间的仿真曲线图；
图19示出了当第二变容管C2从0.3pF改变为10pF而第一变容管C1固定为10pF时，关于图16和图17中所示的多输出底盘天线的回波损耗与频率的仿真曲线图；
图20示出了当所有的4个变容管固定为10pF时，关于图1和2中所示的多输出底盘天线的回波损耗与频率的仿真曲线图；
图21示出了本发明的与图16中所示的实施方式相似、但是其中在基板的与所述单个大型辐射元件的相对的一端处设置有第二大型辐射元件的一个实施方式的顶部透视图；
图22示出了与图21的每个辐射元件相关联的电路的框图；
图23示出了当所有4个变容管固定为10pF时，关于图21和22中所示的多输出底盘天线的回波损耗与频率的仿真曲线图；
图24示出了本发明的与图1所示的实施方式相似、但在基板的与第一对耦接的辐射元件的相对的一端处设置有第二对耦接的辐射元件的一个实施方式的顶部透视图；
图25示出了当所有8个变容管固定为10pF时，关于图24中所示的多输出底盘天线的回波损耗与频率的仿真曲线图；
图26示出了可以构成本发明的实施方式中的辐射元件的不同形状的范围；
图27示出了在第一天线底盘上并入有天线接口模块的本发明的一个实施方式的顶部透视图；
图28示出了图27中的天线接口模块的放大的顶部透视图；
图29示出了在图28中所示的天线接口模块的替选天线接口模块的放大的顶部透视图；
图30A示出了在与图27所示相似的第一天线底盘上并入有图28的天线接口模块的本发明的一个实施方式的顶部透视图；
图30B示出了在与图30A所示形状不同的第二天线底盘上并入有图28的天线接口模块的本发明的一个实施方式的顶部透视图；
图30C示出了在与图30A和30B所示形状不同的第三天线底盘上并入有图28的天线接口模块的本发明的一个实施方式的顶部透视图；
图31示出了对应于图17的天线结构的电路图，其具有用于相关联的自动调谐系统的2个附加变容管；
图32示出了用于与图31的电路图一起使用的自动调谐系统的框图；
图33示出了对应于图17的天线结构的电路图，其具有用于相关联的自动调谐系统的4个附加变容管；以及
图34示出了用于与图33的电路图一起使用的自动调谐系统的框图。
具体实施方式
参照图1，其示出了根据本发明的一个实施方式的用于天线16的一对10耦接的辐射元件12、14。辐射元件12、14与在WO2011/048357中描述的辐射元件相似，被安装为彼此接近并且在PCB接地面18上被驱动。然而，在实践中，辐射元件12、14和接地面18被设置在基板上，为了清楚起见在图1中未示出基板。
应当注意，天线16的构造相当简单，其具有测为100×40mm2的接地面18以及占用40×5×7mm3的非常小的容积空间的辐射元件12、14的对10，天线16满足用在移动电话工业中的要求。
在此特定实施方式中，第一辐射元件12由具有与接地面18平行的平面部分20和与接地面18正交的正交部分22的L形微带贴片构成。应当理解，平面部分20设置在基板的与接地面18相对的一侧，横向与接地面间隔开。正交部分22从平面部分20的离接地面18最远的边缘延伸，使得正交部分22与接地面18间隔开所谓的第一间隙24。在此特定实施方式中，第一间隙24小于10mm。
第二辐射元件14也由微带贴片构成，该微带贴片在此情况下形成平面矩形。第二辐射元件14也被取向为与接地面18正交并且位于第一间隙24内。因此，由L形第一辐射元件12在两个相邻侧上有效地包围第二辐射元件14。在所示的实施方式中，第二辐射元件14仅超过第一辐射元件12的长度的一半，并从第一辐射元件12的侧边缘延伸。接地面18与第二辐射元件14之间的距离形成所谓的第二间隙26。第二辐射元件14与第一辐射元件12的正交部分22之间的距离将确定它们之间的互耦量，因此该距离被称为互间隙28。
如图2所示，每个辐射元件12、14分别经由第一馈送端口34和第二馈送端口36连接至第一分离器电路30和第二分离器电路32。在此特定实施方式中，第一馈送端口34和第二馈送端口36由导线构成；然而，在其他实施方式中，可以采用其他馈送机构，诸如微带馈送线或非直接电磁耦合。
返回参照图1，第一馈送端口34在第一辐射元件12的正交部分22与位于靠近接地面18的最近边缘的第一分离器电路30之间延伸，并且被定位在沿第一辐射元件12的长度的距离的约三分之一处。如上所述，其有利之处在于这使得接地面18和第一辐射元件12能够支持许多不同共振。第二馈送端口36与第一馈送端口34相邻并且连接至相邻的第二分离器电路32。
如图2所示，第一分离器电路30被设置为将第一辐射元件12的唯一第一馈送端口34划分成第一端口38和第二端口40。第一端口38设置有第一匹配电路42，并且第二端口40设置有第二匹配电路44。相似地，第二分离器电路32被设置为将第二辐射元件14的唯一第二馈送端口36划分成第三端口46和第四端口48。第三端口46设置有第三匹配电路50，并且第四端口48设置有第四匹配电路52。共同地，两个分离器电路30、32，四个匹配电路42、44、50、52以及四个端口38、40、46、48构成多输出天线16的控制模块54。根据系统需要，控制模块54还可以包括用于驱动每个端口且调谐每个匹配电路的控制装置。
图3示出了与在图2中示出的天线16对应的电路图。分离器电路30包括并联连接并且以T形结连结至第一馈送端口34的电容器Cs1和电感器Ls1，并且分离器电路32包括并联连接并且以T形结连结至第二馈送端口36的电容器Cs2和电感器Ls2。第一分离器电路30的电容器Cs1具有0.3pF的值，第二分离器电路32的电容器Cs2具有0.6pF的值，并且每个电感器Ls1、Ls2具有1nH的值。
第一分离器电路30的电容器Cs1与第一匹配电路42串联连接，而第一分离器电路30的电感器Ls1与第二匹配电路44串联连接。相似地，第二分离器电路32的电容器Cs2与第三匹配电路50串联连接，而第二分离器电路32的电感器Ls2与第四匹配电路52串联连接。
每个匹配电路42、44、50、52包括与变容管C1、C2、C3、C4并联连接的第一电感器LM1、LM2、LM3、LM4，变容管C1、C2、C3、C4转而与第二电感器LM5、LM6、LM7、LM8串联连接。第一电感器LM1、LM2、LM3、LM4均连接至接地面，并且每个电感器的值如下：LM1=3.559nH,LM2=3.533nH，LM3=2.2nH，LM4=2.6nH，LM5=39nH，LM6=48nH，LM7=4.4nH，LM8=21nH。变容管C1、C2、C3、C4均具有0.2pF直至10pF的调谐范围，以使得相应的端口38、40、46、48能够将其相关联的输出调谐成不同频率。
应当注意，在天线16的设计过程中的第一步骤为仿真图1所示的结构。所有的仿真均使用在CST Microwave
Figure BDA0000462526510000121
中的瞬态求解器（transientsolver）来执行。然后将表示天线响应的s2p文件用作用于设计图3中所示的匹配网络的起点。然后调节每个独立的匹配电路中的部件的值，以便使天线16的回波损耗性能以及每个端口38、40、46、48之间的隔离最优化。在设计过程的该阶段中，变容管C1、C2、C3、C4均被固定为10pF。另外，分离器电路30、32中的部件的值被选择为提供4个不相关的输出，却仍然实现每个端口38、40、46、48的合理效率。
图4示出了当C1从10pF改变为1pF而C2、C3和C4固定为10pF时，关于图3中所示的电路的第一配置的回波损耗与频率的仿真曲线图。因此，可以看见的是，可以通过改变变容管C1的值将与第一端口38（端口1）相关联的共振频率从459MHz移至723MHz。在图4中还示出了与第二端口40（端口2）、第三端口46（端口3）和第四端口48（端口4）相关联的共振频率，并且显然当变容管C1变化时仅端口3的共振频率略微受到影响，而其他两个端口的共振频率接近固定。
然而，还要注意，当两个共振变得较接近在一起时，端口1与端口3之间的隔离劣化（即耦合增加）。因此，对于变容管C1从10pF改变为0.5pF而C3固定为1pF以及其他两个变容管（即C2与C4）固定为10pF时的情况，获得另一种仿真并且在图5中示出。在此情况下，端口1的共振频率从459MHz调谐为1038MHz，与包括端口3在内的所有其他端口具有良好隔离（即-7dB以下）。
图6示出了关于图3中所示的电路的第三配置的回波损耗与频率的仿真曲线图，其中C2从10pF改变为0.2pF而C1、C3和C4固定为10pF。因此，可以将端口2的共振频率从1500MHz移至2181MHz，与所有其他端口具有良好隔离（即-7dB以下）。
相似地，图7示出了关于图3中所示的电路的第四配置的回波损耗与频率的仿真曲线图，其中C3从10pF改变为1PF而C1、C2和C4固定为10pF。在此情况下，将端口3的共振频率从843MHz调谐成1242MHz。
图8示出了当变容管C3从10pF改变为0.3pF而C2固定为0.2pF并且其他两个变容管（即C1和C4）固定为10pF时的仿真的回波损耗。在此情况下，可以将端口3的共振频率从843MHz调谐成1935MHz，与所有其他端口具有良好隔离（即-7dB以下）。
最后，图9示出了当C4从10pF改变为0.45pF而C1、C2和C3固定为10pF时，关于图3中所示的电路的第六配置的回波损耗与频率的仿真曲线图。以此方式，可以将端口4的共振频率从2373MHz移至2901MHz，与所有其他端口具有良好隔离（即-7dB以下）。
根据以上仿真结果，显然，通过对每个端口所关联的独立的匹配电路进行调谐，可以改变与该端口相关联的操作频率和带宽而不影响其他端口的共振频率。
下表1总结了具有理想部件（即没有寄生损耗）的天线系统的所仿真的效率和实现增益，并且结果总体上很好，使得天线成为用于便携式设备的多输出底盘天线的合适候选。
端口 频率（MHz） 辐射效率（dB） 总效率（dB） 实现增益（dB）
1 459 -2.274 -3.665 -3.221
2 843 0 -0.937 1.021
3 1500 0 -0.272 3.691
4 2373 0 -0.164 4.631
表1关于具有理想电路部件的多输出底盘天线的所仿真的效率和增益
为了证实以上结论，本申请人还仿真了具有真实部件的天线，并且制造并论证了原型设备。意图不仅在于论证天线系统的频率敏捷度，而且还论证该天线系统有潜力用在同时覆盖DVB-H、GSM710、GSM850、GSM900、GPS1575、GSM1800、PCS1900和UMTS2100的移动设备中或用在需要多分辨率频谱感测的认知无线电系统中。
图10A和10B示出了原型底盘天线60，其包括连接至图2和图3的分离器电路、匹配电路和端口的图1的耦接的辐射元件对。在这种情况下，天线60由具有2.33的电容率和1.143mm的厚度的微波基板62（含有被称为TLY-3-0450-C5的材料）制造，设置有具有0.01778mm的厚度的金属接地板64。耦接的辐射元件由RohacellTM泡沫结构70支承，该RohacellTM泡沫结构70在操作频带内具有1.08的介电常数。图3的电气部件均设置在基板62上并连接至相应端口（端口1、端口2、端口3和端口4）中的每个端口。相应地，使用单个耦合元件70对来激励设备中的4个分离的共振。
在测试的实施方式中，为了论证目的，图3的变容管C1、C2、C3、C4被具有10pF的固定值的电容器代替。
图11示出了当采用真实部件时天线60的仿真的S个参数。图11示出了4个端口的共振频率分别是462MHz、876MHz、1518MHz和2370MHz，所述共振频率分别具有-20.83dB、-7.462dB、-26.25dB和-32.36dB的回波损耗。由图11还可看出，每个端口之间的耦合均出现在-12dB以下。
表2示出了当采用真实部件时关于天线60的仿真的效率和实现增益。例如，端口1在462MHz处具有满足规格需要的-9.959dB的实现增益，并且来自其他端口的输出也具有合理的效率和实现增益。
端口 频率（MHz） 辐射效率（dB） 总效率（dB） 实现增益（dB）
1 462 -11.35 -11.59 -9.959
2 876 -1.942 -3.373 -1.422
3 1518 -3.252 -3.577 0.676
4 2370 -0.331 -0.465 4.235
表2关于具有真实电路部件的图10中所示的原型天线的仿真的效率和增益
图12示出了针对天线60所测量的S个参数。测量结果表明4个端口的共振频率分别为481MHz、837MHz、1459MHz和2711MHz，所述共振频率分别具有-13.25dB、-11.94dB、-10.66dB和-15.83dB的回波损耗。图12还示出了除了端口3与端口4之间的耦合（即S43）为-6.76dB之外，每个端口之间的耦合总体上在-7dB以下。总之，测量结果与仿真吻合较好，并且相信任何差异都是由于制造公差（例如由于附加的焊料）造成的。
根据以上内容应当清楚，通过用如上所述的分离器电路和匹配电路进行操作，天线60（具有单个的耦接的辐射元件70对）可以提供具有独立频率可调谐行为的4个输出，所述4个输出一起可以覆盖从456MHz到2946MHz的频率范围，其中跨此操作频带具有6dB的回波损耗。
本申请人还提出了将分离器电路和匹配电路与更多对耦接的辐射元件一起使用以提供甚至更多的独立可调谐输出。为了验证该构思，仿真了具有2对耦接的辐射元件的底盘天线80。图13示出了天线80的辐射元件的结构。天线80基本上与上面关于图1所述的天线相同，但还包括第二对82耦接的辐射元件84、86。第二对82耦接的辐射元件84、86与上述第一对10耦接的辐射元件12、14相同，但被定位为临近基板的侧边的中间。然而，应当注意，第二对82耦接的辐射元件84、86的位置并不受限，并且可以被设置在基板周围的任何位置。清楚地是，天线80可以并入另外成对的耦接的辐射元件（甚至另外的单独的辐射元件）以进一步增加输出的数目。
如图14所示，每个辐射元件12、14、84、86分别经由馈送线连接至分离器电路30、32、88、90，并且分离器电路30转而连接至与两个分离的端口38、40相关联的两个分离的匹配电路42、44，分离器电路32转而连接至与两个分离的端口48、50相关联的两个分离的匹配电路50、52，分离器电路88转而连接至与两个分离的端口100、102相关联的两个分离的匹配电路92、94，以及分离器电路90转而连接至与两个分离的端口104、106相关联的两个分离的匹配电路96、98。每个匹配电路和每个分离器电路的结构与图3所示的相应结构相同，尽管每个部件的值可能不同，这是因为该值是通过如下方式来确定的：调节该值以使天线80的回波损耗性能和每个端口之间的隔离最优化。
如图15所示，通过采用2对耦接的辐射元件，可以获得8个独立可调谐输出（1、2、3、4、5、6、7、8）。在该示例中获得的8个共振频率为460MHz、710MHz、1060MHz、1460MHz、1620MHz、1790MHz、2090MHz和2500MHz，8个共振频率具有-8.374dB、-8.326dB、-16.96dB、-15.24dB、-28.88dB、-20.7dB、-17.25dB和-30.47dB的回波损耗。图15中端口之间的最大隔离为-6.42dB。
图16示出了与图1中所示的多输出天线相似但是其中仅使用单个大型辐射元件12来激励手持机底盘中的共振的多输出天线110的顶部透视图。如上，辐射元件12由具有与接地面18平行的平面部分20和与接地面18正交的正交部分22的L形微带贴片构成。平面部分20设置在基板（未示出）的与接地面18相对的一侧，与接地面18横向间隔开。正交部分22从平面部分20的离接地面18最远的边缘延伸，使得正交部分22与接地面18间隔开第一间隙24。在此特定实施方式中，第一间隙24小于10mm。
与图1不同，天线110具有被测量为50×20mm2的接地面18并且辐射元件12占用20×2×3.5mm3的空间，因此天线110非常适合用在移动电话工业中。
如图17所示，单个辐射元件12经由第一馈送端口34连接至第一分离器电路30。返回参照图16，第一馈送端口34在辐射元件12的正交部分22与位于靠近接地面18的最近边缘处的第一分离器电路30（在图17中示出）之间延伸，并且被定位在沿辐射元件12的长度的距离的约三分之一处。
如图17所示，第一分离器电路30被设置为将辐射元件12的唯一第一馈送端口34划分成第一端口38和第二端口40。第一端口38设置有第一匹配电路42，并且第二端口40设置有第二匹配电路44。共同地，分离器电路30，两个匹配电路42、44以及两个端口38、40构成用于多输出天线110的控制模块54。如上，根据系统需要，控制模块54还可以包括用于驱动每个端口并调谐每个匹配电路的控制装置。应当理解，因为每个端口并入独立的匹配电路，所以其操作频率和带宽可以独立地改变而不影响其他共振频率例如经由其他端口控制的共振频率。
尽管未单独示出，但与图17的设置对应的电路结构如图3中关于大型辐射元件12所示的那样，并包括第一变容管C1和第二变容管C2。
图18示出了当第一变容管C1从0.22pF改变为10pF而第二变容管C2固定为10pF时，关于图16和17中所示的多输出底盘天线110的回波损耗与频率的仿真曲线图。如所示出的，该设置允许端口1的共振频率从900MHz移至1896MHz，与端口2具有良好隔离（即-7dB以下）。图19示出了当第二变容管C2从0.3pF改变为10pF而第一变容管C1固定为10pF时，关于图16和17中所示的多输出底盘天线110的回波损耗与频率的仿真曲线图。如所示出的，这允许端口2的共振频率从2448MHz移至3000MHz以上，与端口1具有良好隔离（即-7dB以下）。因此，使用单个辐射元件12，可以具有两个独立的输出。
图20示出了关于图1和图2中所示的多输出底盘天线16的回波损耗与频率的仿真曲线图，该多输出底盘天线16这次并入占用20×2×3.5mm的容积空间和具有50×20mm的尺寸的接地面的一对辐射元件12、14。根据图3，采用了具有0.1pF至10pF的调谐范围的4个变容管（C1、C2、C3和C4）。图20示出了当所有4个变容管固定为10pF时与4个端口中的每个相关联的4个独立输出。4个共振频率分别为670MHz、1840MHz、3600MHz和5190MHz，该四个共振频率分别具有-9.608dB、-12.81dB、-13.21dB和-15.04dB的反射系数。端口之间的最大隔离为-7.253dB。
图21示出了与图16所示的多输出天线相似，但是其中在手持机底盘的与单个大型辐射元件12相对的一端处设置第二大型辐射元件12’的多输出天线120的顶部透视图。辐射元件12’由具有与接地面18平行的平面部分20’和与接地面18正交的正交部分22’的L形微带贴片构成。平面部分20’设置在基板（未示出）的与接地面18相对的一侧上，横向与接地面间隔开。正交部分22’从平面部分20’的离接地面18最远的边缘延伸，使得正交部分22’与接地面18间隔开第一间隙24’。在此特定实施方式中，第一间隙24’小于10mm。
如图22所示，辐射元件12如上所述经由第一馈送端口34连接至第一分离器电路30，并且辐射元件12’经由第二馈送端口34’连接至第二分离器电路30’。返回参照图21，第二馈送端口34’在辐射元件12’的正交部分22’与位于靠近接地面18的最远边缘处的第二分离器电路30’（在图17中示出）之间延伸，并且被定位在沿辐射元件12’的长度的距离的约三分之一处。因此，辐射元件12’与辐射元件12相比朝向接地面18的相对边缘馈送。
如图22所示，如之前那样，第一分离器电路30被设置为将辐射元件12的唯一第一馈送端口34划分成分别具有第一匹配电路42与第二匹配电路44的第一端口38与第二端口40。第二分离器电路30’被相似地设置为将辐射元件12’的唯一第二馈送端口34’划分成分别具有第三匹配电路42’与第四匹配电路44’的第三端口38’与第四端口40’。
尽管未单独示出，但与图22中的设置对应的电路结构基本上如图3所示的那样，其中小型元件被与辐射元件12解耦的辐射元件12’代替。因此，采用具有0.1pF至10pF的调谐范围的4个变容管（C1、C2、C3和C4）。
图23示出了当所有4个变容管固定为10pF时，关于图21和22中所示的多输出底盘天线120的回波损耗与频率的仿真曲线图。这导致分别在680MHz、1430MHz、2910MHz和4520MHz处的4个分离的共振频率，所述共振频率分别具有-9.498dB、-14.40dB、-20.19dB和-26.9dB的反射系数。图23所示的最大隔离为-10.84dB。因此，使用两个辐射元件12、12’可以具有4个独立输出。
图24示出了与图1所示的多输出天线相似，但是其中在接地面18的与第一对10耦接的辐射元件12、14相对的一端处设置有第二对10’耦接的辐射元件12’、14’的多输出天线130的顶部透视图。尽管在此情况下每对耦接的辐射元件的结构与前述结构相同，但是接地面具有50×20mm的尺寸并且每对耦接的辐射元件占用20×2×3.5mm的容积空间。另外，匹配电路设置如图14所示的那样，其中采用8个分离的端口以使用4个辐射元件12、14、12’、14’来产生8个独立输出。
图25示出了当所有8个变容管（每个匹配电路中一个变容管）固定为10pF时，关于图24中所示的多输出底盘天线130的回波损耗与频率的仿真曲线图。8个不同的共振频率分别为630MHz、1170MHz、1670MHz、2390MHz、3090MHz、3810MHz、4490MHz和5340MHz，8个不同的共振频率分别具有-9.612dB、-6.788dB、-9.483dB、-9.857dB、-10.52dB、-13.81dB、-19.53dB和-15.37dB的回波损耗。图24所示的最大隔离为-8.869dB。
应当理解，通过改变每个匹配电路中的每个变容管的值，可以在一定频率范围内调谐每个输出以覆盖大的操作包络。同样明显的是，可以将单个辐射元件与适当的分离器电路和匹配电路一起采用以提供具有独立频率可调谐行为的两个输出。相似地，可以采用两个辐射元件以提供4个输出，并且可以采用4个辐射元件以提供8个输出。根据本发明，还可以设想其他实施方式以通过并入分离器电路、匹配电路与辐射元件的适当组合来产生期望数目的输出。
图26示出了可以构成在本发明的任意实施方式中用于激励基板（例如手持机底盘或PCB）的共振模式的辐射元件的不同形状的范围。辐射元件的形状并不限于上述支架形状，而是可以为具有任何尺寸的任何形状，即圆形140、矩形142、椭圆形144、正方形146、三角形148或梯形150。还要注意，辐射元件可以为共振元件，或者或许更常见地为非共振元件。
本发明的一个方面提供了包括上述多输出天线和被配置成将多个输出中的每个调谐成目标操作频率的自动调谐系统（例如通用自适应调谐系统）的天线接口模块（AIM）。因此，提出了自动调谐系统可以根据环境变化来使天线性能最优化并可以减少用户的手或身体对操作频率的影响。更具体地，可以在多个不同设备（例如移动电话）中设置相同（通用）的天线接口模块，并且可以采用自动调谐系统来补偿每个设备的尺寸和/或形状的差异，特别是在其上安装有接口模块的每个基板（例如底盘）的尺寸和/或形状的差异。
如上所述，多输出天线可以设置有被配置成提供两个输出的一个辐射元件，被配置成提供四个输出的两个辐射元件，以此类推。可以由自动调谐系统将每个输出的共振频率自动调谐成目标操作频率。AIM可以在用于多搜索功能的软件定义系统和认知无线电系统中或者在任何当前或未来的便携式设备中找到应用以在使用期间使天线性能最优化。
如前所述，可以将辐射元件设置为附接至底盘天线基板的外部部件。替选地，如图27所示，可以将辐射元件配置为附接至底盘天线基板162的天线接口模块160的一部分。在本实施方式中，天线接口模块160被安装在矩形基板162的拐角上，并且矩形接地面164被设置在基板162的顶部表面上，终止于天线接口模块160的开始处。
图28示出了天线接口模块160的放大的顶部透视图。天线接口模块160由若干层印刷电路板（PCB）166构成，印刷电路板166具有单个支架形的非共振辐射元件168，该辐射元件168包括沿PCB166的顶层的一个边缘印刷的平面矩形部分170以及从平面部分170的自由长边下垂并且沿PCB166的深度向下延伸的矩形正交部分172。尽管未示出，PCB166包含与天线接口模块160相关联的匹配电路、分离器电路和自动调谐系统所需要的所有电路部件和微处理器。可以通过任何合适的电路技术（即简单的单层或多层PCB（印刷电路板）、LTCC（低温共烧陶瓷）、HTCC（高温共烧陶瓷）等）来设计和制造这样的集成电路系统。
图29示出了替选的天线接口模块174的放大的顶部透视图。天线接口模块174与以上关于图28所述的天线接口模块基本上相同，但还包括第二非共振辐射元件176以提供额外两个输出。如所示出的，第二辐射元件176具有与正交部分172相似的尺寸和形状，但是被并入在PCB166的层内，使得其基本上从临近平面部分170的另一长边处向下延伸穿过PCB166。
图30A至图30C示出了安装在各种不同天线基板上的图28的天线接口模块160。第一基板180（图30A）与图27中所示的基板基本上相似。第二基板182（图30B）与图30A所示的基板相比更窄且更长。第三基板184（图30C）与图30A所示的基板相比更宽且更短。在每种情况下，天线接口模块160被安装在矩形基板180、182、184的拐角上，并且矩形接地面186被设置在基板的顶部表面上，终止于天线接口模块160的开始处。应当理解，在使用中，天线接口模块160中的每个将采用其自动调谐系统来补偿基板180、182、184的不同形状，以便将输出调谐成期望的操作频率。因此，天线接口模块160适合用在具有不同尺寸或形状的设备（即移动手持机）中，从而构成通用天线接口模块。
图31示出了对应于图17的天线结构的电路图190，其具有设置用于相关联的自动调谐系统的2个附加（分流）的变容管C4和C5。因此，电路图190适合用在天线接口模块160中，并且包括连接至单个辐射元件168的分离器电路192、连接至端口1的第一匹配电路194和连接至端口2的第二匹配电路196。附加变容管C4被设置在分离器电路192与匹配电路194之间且接地，并且附加变容管C5被设置在分离器电路192与匹配电路196之间且接地。实践中，如以下将要描述的，通过自动调谐系统来控制附加变容管C4和C5中的每个的值以将每个端口重新调谐成期望的输出频率。应当注意，仍然采用在每个匹配电路194、196中的变容管C2和C3以实现每个相关联的输出的宽调谐范围。
图32示出了用于与图31的电路图190一起用在天线接口模块160中的自动调谐系统200的框图。自动调谐系统200被设置为：监视每个端口处的目标操作频率的反射信号（输入RF_1和输入RF_2）的功率水平；以及调节各个附加变容管C4和C5的偏置电压以使反射信号的功率水平最小。如所示出的，自动调谐系统200因此还包括：分别连接至每个端口的定向耦合器202、204；分别连接至定向耦合器202、204的功率检测器206、208；分别连接至功率检测器206、208的采样模数转换器（ADC）210、212；分别连接至每个ADC210、ADC212的微处理器214、216；以及分别连接至每个微处理器214、216的2个数模转换器（DAC）218。每个微处理器214、216采用被配置成向电路图190中的变容管C2、C3、C4、C5中的相关联的变容管提供（经由DAC218）偏置电压的适当算法。
图33示出了与图31的天线结构对应的电路图210，其具有设置用于相关联的自动调谐系统的另外2个附加（分流）的变容管C6和C7，以在不同环境下改进AIM的匹配性能、提供更大的灵活性并改进信号灵敏度。电路图210基本上如关于图31所描述的那样，但具有2个附加（分流）变容管C6和C7，附加变容管C6连接至匹配电路212中的初始分流电感器L4并且然后接地，附加变容管C7连接至匹配电路214中的初始分流电感器L5并且然后接地。因此，单个辐射元件168设置有两个匹配电路212、214，每个匹配电路包括三个变容管。
图34示出了用于与图33的电路图210一起用在天线接口模块160中的自动调谐系统220的框图。自动调谐系统220基本上如上面关于图32所描述的那样，但具有微处理器222、224，微处理器222、224采用被配置成向每个匹配电路212、214中的三个变容管中的相关联的变容管提供（经由3个分离的DAC226）偏置电压的适当算法。因此，自动调谐系统220包括连接至图33的电路图中的6个飞行员的共6个Dace226。
根据上文，本发明的实施方式提供了能够同时覆盖现有的诸如DVB-H、GSM710、GSM850、GSM900、GPS1575、GSM1800、PCS1900、UMTS2100和WiFi频带的蜂窝服务的多输出可调谐天线。该天线还适于可能需要多分辨率频谱感测功能的认知无线电系统。因此，所提出的天线是需要同时访问多种服务的便携式设备的理想候选，并且特别好地适于包含小型终端的应用，诸如智能电话、膝上型电脑和PDA。
本领域的技术人员应当理解，可以在不偏离本发明的保护范围的前提下对上述实施方式进行各种修改。特别地，关于一个实施方式描述的特征也可以并入在其他实施方式中。

Claims (42)

1.一种多输出天线，包括：
一个或更多个辐射元件；
耦接至所述辐射元件或每个辐射元件的至少两个匹配电路；以及
其中，每个匹配电路与被设置成驱动分离的共振频率的分离的端口相关联，使得所述辐射元件或每个辐射元件可操作用于同时提供多个输出。
2.一种用于耦接至一个或更多个辐射元件的多输出天线控制模块，所述控制模块包括：
被设置用于耦接至所述辐射元件或每个辐射元件的至少两个匹配电路；以及
其中，每个匹配电路与被设置成驱动分离的共振频率的分离的端口相关联，使得所述辐射元件或每个辐射元件可操作用于同时提供多个输出。
3.根据权利要求1所述的多输出天线或根据权利要求2所述的控制模块被配置成可调谐的，使得每个输出能够以多个不同的操作频率进行操作。
4.根据权利要求1或3所述的多输出天线或根据权利要求2或3所述的控制模块，其中，所述辐射元件或每个辐射元件经由分离器电路耦接至所述至少两个匹配电路。
5.根据权利要求4所述的多输出天线或控制模块，其中，所述分离器电路用于将被设置用于所述辐射元件或每个辐射元件的单个馈送端口划分成两个或更多个端口。
6.根据权利要求5所述的多输出天线或控制模块，其中，所述分离器电路包括并联连接并经由T形结连结至所述单个馈送端口的电容器和电感器。
7.根据权利要求6所述的多输出天线或控制模块，其中，所述分离器电路的所述电容器与第一端口所关联的第一匹配电路串联连接，并且所述分离器电路的所述电感器与第二端口所关联的第二匹配电路串联连接。
8.根据任一项前述权利要求所述的多输出天线或根据权利要求2至7中任一项所述的控制模块，其中，每个匹配电路可重构为使得它们的相应端口能够将它们的输出调谐成不同频率。
9.根据任一项前述权利要求所述的多输出天线或根据权利要求2至8中任一项所述的控制模块，其中，所述匹配电路包括一个或更多个电感器和可变电容器。
10.根据权利要求9所述的多输出天线或控制模块，其中，每个匹配电路包括与变容管并联连接的第一电感器，所述变容管转而与第二电感器串联连接。
11.根据任一项前述权利要求所述的多输出天线或根据权利要求2至10中任一项所述的控制模块，其中，至少一个替选部件被设置用于选择性地包括在所述匹配电路中。
12.根据任一项前述权利要求所述的多输出天线或根据权利要求2至11中任一项所述的控制模块，其中，多于两个的匹配电路和端口与每个辐射元件相关联。
13.根据任一项前述权利要求所述的多输出天线或根据权利要求2至12中任一项所述的控制模块，其中，所述天线包括一对辐射元件，所述一对辐射元件中的每个辐射元件耦接至两个匹配电路，所述两个匹配电路转而与两个不同端口相关联，使得所述天线可操作用于同时提供高达4个输出。
14.根据权利要求13所述的多输出天线或控制模块，其中，所述辐射元件对相互耦接并且所述辐射元件对中的每个辐射元件具有被分成两个分离的端口的相关联的馈送端口，其中，每个端口设置有被配置用于对每个辐射元件所关联的两个不同输出之一进行独立调谐的分离的阻抗匹配电路。
15.根据任一项前述权利要求所述的多输出天线或根据权利要求2至14中任一项所述的控制模块，其中，采用两个非共振辐射元件。
16.根据任一项前述权利要求所述的多输出天线或根据权利要求2至15中任一项所述的控制模块被设置在基板上，所述基板在其第一侧印刷有接地面。
17.根据权利要求16所述的多输出天线或控制模块，其中，第一辐射元件设置在所述基板的与所述第一侧相对的第二侧，并且横向与所述接地面间隔开。
18.根据权利要求17所述的多输出天线或控制模块，其中，所述第一辐射元件由具有平面部分和与所述接地面正交的部分的L形金属贴片构成。
19.根据权利要求18所述的多输出天线或控制模块，其中，所述正交部分从所述平面部分的离所述接地面最远的边缘延伸，使得所述正交部分与所述接地面间隔开所谓的第一间隙。
20.根据权利要求19所述的多输出天线或控制模块，其中，所述第二辐射元件由正交于所述接地面的平面金属贴片构成。
21.根据权利要求20所述的多输出天线或控制模块，其中，所述第二辐射元件位于所述接地面与所述第一辐射元件的所述正交部分之间。
22.根据任一项前述权利要求所述的多输出天线或根据权利要求2至21中任一项所述的控制模块，其中，每个端口连接至包括用于选择相关联的输出的操作状态的控制装置的控制系统。
23.根据权利要求13所述的多输出天线或控制模块，其中，第一馈送端口设置在第一辐射元件与第一分离器电路之间，并且第二馈送端口设置在第二辐射元件与第二分离器电路之间。
24.根据权利要求23所述的多输出天线或控制模块，其中，所述第一馈送端口位于相对于所述第一辐射元件的偏离中心处。
25.根据权利要求23或24所述的多输出天线或控制模块，其中，所述第二馈送端口被放置成接近所述第一馈送端口。
26.根据权利要求1或3至25中任一项所述的多输出天线，其被配置成用在便携式设备中的底盘天线。
27.一种天线结构，包括至少一个根据权利要求1或3至26中任一项所述的天线和至少一个另外的天线。
28.根据权利要求27所述的天线结构，其中，所述至少一个另外的天线由可重构的平衡天线或非平衡天线构成。
29.根据权利要求27或28所述的天线结构，其中，所述至少一个另外的天线也是根据权利要求1或3至26中任一项所述的天线。
30.根据权利要求27至29中任一项所述的天线结构，其中，每个天线与其他天线以最大可用距离间隔开。
31.根据权利要求30所述的天线结构，其中，第一天线位于所述结构的第一端，并且第二天线位于所述结构的第二端。
32.一种便携式电子设备，包括：根据权利要求1或3至26中任一项所述的多输出天线、根据权利要求2至25中任一项所述的控制模块或根据权利要求27至31中任一项所述的天线结构中的一个或更多个。
33.一种天线接口模块，包括：
根据权利要求1或3至26中任一项所述的多输出天线；以及
自动调谐系统，所述自动调谐系统被配置成将多个输出中的每个调谐成目标操作频率。
34.根据权利要求33所述的天线接口模块，其中，所述自动调谐系统包括耦接至每个匹配电路和/或分离器电路的至少一个变容管。
35.根据权利要求34所述的天线接口模块，其中，所述自动调谐系统被设置成：监视所述目标操作频率的反射信号的功率水平；以及调节所述至少一个变容管的偏置电压以使所反射的信号的功率水平最小。
36.根据权利要求35所述的天线接口模块，其中，所述自动调谐系统包括定向耦合器、功率检测器、模数转换器ADC、微处理器以及至少一个数模转换器DAC。
37.根据权利要求36所述的天线接口模块，其中，所述数模转换器的数目与设置在每个匹配电路和/或分离器电路中的变容管的数目相对应，使得由分离的数模转换器提供每个变容管的偏置电压。
38.根据权利要求2至25中任一项所述的多输出天线控制模块，还包括：上述被配置成将所述多个输出中的每个调谐成目标操作频率的自动调谐系统。
39.一种基本上如参照附图在以上进行描述的多输出天线。
40.一种基本上如参照附图在以上进行描述的控制模块。
41.一种天线结构，包括：至少一个基本上如参照附图在上文中进行描述的天线和至少一个另外的天线。
42.一种基本上如参照附图在上文中进行描述的天线接口模块。
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