CN107735904A - 可重构天线 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于可重构天线的方法和装置。该装置是包括贴片天线和一个或多个寄生缝隙的可重构天线。贴片天线包括第一导体平面和第二导体平面。第二导体平面被配置为提供用于第一导体平面的接地平面。可重构天线进一步包括形成在第二导体平面中的一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙。一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙由第二导体平面的两个相对部分的第一集合形成。两个相对部分的第一集合通过第二导体平面中的第一切口分离。可重构天线进一步包括第一开关，第一开关被配置为启用或禁用一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙。

Description

可重构天线

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年6月18日提交的题为“RECONFIGURABLE ANTENNA”的美国专利申请No.14/743,377的权益，其以它的整体通过引用明确并入本文。

技术领域

本公开一般地涉及天线，并且更特别地涉及可重构天线。

背景技术

无线通信系统被广泛地部署以提供各种电信服务，诸如电话、视频、数据、消息收发和广播。典型的无线通信系统可以采用多接入技术，多接入技术通过共享可用的系统资源(例如，带宽、发射功率)而能够支持与多个用户的通信。这样的多接入技术的示例包括码分多接入(CDMA)系统、时分多接入(TDMA)系统、频分多接入(FDMA)系统、正交频分多接入(OFDMA)系统、单载波频分多接入(SC-FDMA)系统、以及时分同步码分多接入(TD-SCDMA)系统。一般而言，这些无线通信系统可以使用天线、多个天线、或天线系统来发射数据、接收数据、或发射数据和接收数据两者。

毫米波的路径损耗对于无线通信可能为高。因此，在一些情况下，高增益天线阵列一般可以用来满足用于各种系统的高数据吞吐量要求。一般而言，天线阵列具有越高的增益，天线阵列的波束变得越窄。这样的高增益天线系统的窄波束特性对于以下移动应用一般可能导致对于波束导向的需要，在这些移动应用中，移动设备(和移动设备的天线)的位置相对于移动设备正在与之通信的其他设备可能正在改变。当天线阵列的波束被电子地导向到某个方向时，它的增益是该方向上的个体天线元件增益和阵列因子的乘积。为了提高系统吞吐量，可能有必要在所有方向上具有接近于均匀的天线增益水平。因此，为了提高系统吞吐量，阵列中的个体天线元件将需要具有全向图案特性。现今在高增益天线阵列中使用的天线元件不具有全向图案。更确切地说，当前，多个天线阵列被用来提供360°的覆盖。多个天线阵列的使用可能增加系统成本。因此，使用单个天线或单个天线阵列代替多个天线阵列的天线系统可能是有用的，并且可以降低成本、空间或功率中的一项或多项。

发明内容

在本公开的一方面，提供了一种用于可重构天线的方法和装置。该装置是包括贴片天线和一个或多个寄生缝隙的可重构天线。贴片天线包括第一导体平面和第二导体平面。第二导体平面被配置为提供用于第一导体平面的接地平面。可重构天线进一步包括形成在第二导体平面中的一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙。一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙由第二导体平面的两个相对部分的第一集合形成。两个相对部分的第一集合通过第二导体平面中的第一切口分离。可重构天线进一步包括第一开关，第一开关被配置为启用或禁用一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙。

附图说明

图1是图示了根据本公开的用于可重构天线的示例天线结构的示图。

图2是图示了用于图1的可重构天线的示例天线结构的另一方面的示图。

图3是图示了根据本公开的用于可重构天线的另一示例天线结构的示图。

图4是根据本公开的与可重构天线有关的方法的流程图。

具体实施方式

下文关于附图阐述的详细描述旨在作为对各种配置的描述，而不旨在表示本文描述的概念可以按其被实践的仅有配置。该详细描述包括用于提供对各种概念的透彻理解的目的的具体细节。然而，对本领域的技术人员将明显的是，这些概念可以没有这些具体细节而被实践。在一些情况下，以框图形式示出了公知的结构和组件，以便避免使这些概念模糊不清。

现在将参考各种装置和方法来提出可重构天线的若干方面。这些装置和方法将在以下详细描述中描述，并且通过各种框、模块、组件、电路、步骤、过程和算法(统称为“元素”)在附图中图示。这些元素可以使用电子硬件、计算机软件、或它们的任何组合来实施。这些元素是被实施为硬件还是软件取决于特定应用和对整个系统施加的设计约束。

通过示例的方式，元素、或元素的任何部分、或元素的任何组合可以利用包括一个或多个处理器的“处理系统”来实施。处理器的示例包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、状态机、门控逻辑、分立硬件电路、以及被配置为执行贯穿本公开所描述的各种功能的其他适合的硬件。处理系统中的一个或多个处理器可以执行软件。软件应该被宽泛地解释为意指指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行文件、执行线程、过程、函数等，而不论是被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言还是其他方式。

因此，在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可以用硬件、软件、固件、或它们的任何组合来实施。如果以软件实施，则可以将这些功能作为一个或多个指令或代码存储或编码在计算机可读介质上。计算机可读介质包括计算机存储介质。存储介质可以是可以被计算机访问的任何可用介质。通过示例而非限制的方式，这样的计算机可读介质可以包括随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、紧凑盘ROM(CD-ROM)或其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁存储设备、前述类型的计算机可读介质的组合、或者如下的任何其他介质，其可以用来以可以由计算机访问的指令或数据结构的形式存储计算机可执行代码。

要理解的是，所公开的过程/流程图中的框的具体顺序或层级是示例性方法的说明。基于设计偏好，要理解的是可以重新布置过程/流程图中的框的具体顺序或层级。进一步地，一些框可以被组合或省略。所附方法权利要求以样本顺序提出了各种框的元素，并且不意指限于所提出的具体顺序或层级。

图1是图示了用于可重构天线100的示例天线结构的示图。可重构天线100包括贴片102。贴片102可以在基板104上。另外，图1的可重构天线100包括两个寄生缝隙108、110。两个寄生缝隙108、110可以在基板104的底部侧(例如，当贴片102所在的基板104的一侧被认为是基板的顶部侧时)。一般而言，根据本文描述的系统和方法的可重构天线100可以包括一个或多个寄生缝隙，诸如图1中图示的两个寄生缝隙108、110。在一些情况下，例如在贴片天线阵列中，贴片天线阵列中的一个或多个贴片天线可以不具有寄生缝隙。如将关于下文讨论的图3更详细地描述的，当使用天线阵列时，天线阵列中的一个或多个贴片天线可以不具有寄生缝隙，具有一个寄生缝隙，具有两个寄生缝隙，或具有更多寄生缝隙。

图1的可重构天线100还包括针式馈电部106。针式馈电部106可以用来将射频(RF)信号连接到可重构天线100，并且更具体地说，针式馈电部106可以用来将RF信号连接到贴片102。在图1的所图示的示例中，针式馈电部106不直接连接到两个寄生缝隙108、110。两个寄生缝隙108、110，然而，可以影响可重构天线100的辐射图案。也就是说，如下文描述的，信号传输的大体方向可以取决于两个寄生缝隙108、110的状态而改变。

贴片天线112包括第一导体平面，即贴片102。贴片102大体上可以是基板104上的平坦的矩形金属片(或另一导体)。平坦的矩形金属片(贴片102)可以形成贴片天线112的“贴片”。贴片天线112还包括第二导体平面，例如，在贴片102之下的接地平面。第一导体平面(贴片102)和第二导体平面(接地平面)可以通过基板104分离。

用于贴片天线的接地平面可以包括两个寄生缝隙108、110。如图1中图示的，贴片102大体上是平坦的大体方形的金属片。然而，将理解，金属片的特定形状可以取决于特定实施方式而变化，例如，贴片可以是如图1中图示的大体方形、大体矩形、或大体圆形。在一些示例中，贴片可以是不规则的形状。贴片一般可以是金属片可以被形成的任何形状。

在一些示例中，贴片天线112包括形成在第二导体平面中的一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙108以及形成在第二导体平面中的一个或多个寄生缝隙中的第二寄生缝隙110。第一寄生缝隙108和第二寄生缝隙110两者由第二导体平面的两个相对部分形成。相对部分每个通过第二导体平面中的切口分离，如关于下文描述的图2更详细地讨论的，切口可以在基板104的底部上。

图2是图示了用于图1的可重构天线100的示例天线结构的另一方面的示图。如图2中图示的，贴片天线112还可以包括例如在基板104的底部上的第二导体平面200。(词语“顶部”和“底部”可以用来描述可重构天线100的侧部或可重构天线100的组件。如关于图1和图2所使用的，词语“顶部”用来指示可重构天线100的包括贴片天线112的侧部，并且词语“底部”用来指示可重构天线100的包括第一寄生缝隙108和第二寄生缝隙110的侧部。)

第二导体平面200可以是接地平面。因此，第一导体平面(即，贴片102)可以在第二导体平面200之上，并且第二导体平面200可以被配置为提供用于第一导体平面(贴片102)的接地平面以形成贴片天线112。一般而言，接地平面可以大于贴片102。接地平面比第一导体平面大得多可能是有利的。然而，将理解，接地平面的尺寸一般可能被基板104的尺寸所限制。在一些示例中，接地平面可以用尽基板104的底层的大幅百分比，例如接近100％。然而，一些区域可以被去除以形成第一寄生缝隙108和第二寄生缝隙110。

如上文描述的，图1和图2的贴片天线112包括形成在第二导体平面200中的一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙108。一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙108由第二导体平面200的两个相对部分202、204的第一集合形成。两个相对部分202、204通过第二导体平面200中的第一切口206分离。在图2的所图示的示例中，两个相对部分202、204的第一集合在基板104的底部上。

可重构寄生缝隙108通过断开或闭合第一开关(未示出)而是可重构的。第一开关横跨寄生缝隙108，从而第一寄生缝隙108的两个相对部分202、204可以被连接和断开。当第一开关断开时，第一寄生缝隙108的两个相对部分202、204未短接在一起。因此，第一寄生缝隙108形成缝隙，该缝隙可以辐射电磁信号并且一般可以改变从可重构天线100辐射电磁信号的总体方向。相反地，当第一开关闭合时，第一寄生缝隙108的两个相对部分202、204被短接在一起。因此，第一寄生缝隙被短路并且一般不辐射电磁信号且一般不改变从可重构天线100辐射电磁信号的总体方向。由于第一寄生缝隙108例如通过开关被短路，第一寄生缝隙108的影响可以被最小化。一般而言，当第一寄生缝隙108被短接时，在电气上看起来好像这个第一寄生缝隙108不存在于接地平面中。

图1和图2的贴片天线112还包括形成在第二导体平面200中的一个或多个寄生缝隙中的第二寄生缝隙110。一个或多个寄生缝隙中的第二寄生缝隙110由第二导体平面200的两个相对部分208、210的第二集合形成。第二导体平面200的两个相对部分208、210通过第二导体平面200中的第二切口212分离。在图2的所图示的示例中，两个相对部分208、210的第二集合也在基板104的底部上。

可重构寄生缝隙110通过断开或闭合开关(未示出)而也是可重构的。第二开关(未示出)横跨寄生缝隙110，从而第二寄生缝隙110的两个相对部分208、210可以被连接和断开。当第二开关断开时，第二寄生缝隙110的两个相对部分208、210未短接在一起。因此，第二寄生缝隙110形成缝隙，该缝隙可以辐射电磁信号并且一般可以改变从可重构天线100辐射电磁信号的总体方向。相反地，当第二开关闭合时，第二寄生缝隙110的两个相对部分208、210被短接在一起。因此，第二寄生缝隙被短路并且一般不辐射电磁信号且一般不改变从可重构天线100辐射电磁信号的总体方向。由于第二寄生缝隙110例如通过开关被短路，第二寄生缝隙110的影响可以被最小化。一般而言，当第二寄生缝隙110被短接时，在电气上看起来好像这个第二寄生缝隙110不存在于接地平面中。

如本文描述的，第一开关和第二开关两者都用来横跨寄生缝隙108、110之一进行连接。第一开关和第二开关都不连接到针式馈电部106。第一开关和第二开关未分别将信号耦合或解耦到第一寄生缝隙108或第二寄生缝隙110。更确切地说，如上文描述的，当第一开关闭合时，第一开关将两个相对部分202、204短接在一起，并且当第一开关断开时，第一开关未将两个相对部分202、204短接在一起。因此，当两个相对部分202、204被短接在一起时，好像寄生缝隙108不在第二导体平面200中。在电气上，大体上好像第二导体平面200在寄生缝隙108附近的区域中是实心金属片，因为两个相对部分202、204通过第一开关被短接在一起。类似地，当第二开关闭合时，第二开关将两个相对部分208、210短接在一起，并且当第二开关断开时，第二开关未短接两个相对部分208、210。因此，再次地，当两个相对部分208、210被短接在一起时，好像寄生缝隙110不在第二导体平面200中。在电气上，当两个相对部分208、210通过第二开关被短接在一起时，大体上好像第二导体平面200在寄生缝隙110附近的区域中是实心金属片。虽然本文描述的开关被用来短接或不短接两个相对部分202、204或两个相对部分208、210之一，并且这些开关不与针式馈电部106进行连接或打断与针式馈电部106的连接，但是这一讨论中没有内容被意图为暗示其他开关可以被添加到所图示的示例以连接或断开来自针式馈电部106或本文描述的其他连接销针的信号。

如图1和图2中图示的，第一可重构寄生缝隙108和第二可重构寄生缝隙110可以形成在第二导体平面中。可重构天线100因此是在第二导体平面200中具有可重构寄生缝隙108、110的贴片天线元件(贴片天线112)。在图1的所图示的示例中，寄生缝隙108、110在有源贴片辐射体(贴片天线112)之下的第二导体平面200中。因此，寄生缝隙108、110被集成到贴片天线112接地部中。

寄生缝隙108、110可以具有内置的单刀单掷开关，其可以被接通或关断以重构天线图案。如上文描述的，当开关在电气上接通时，与该特定开关相关联的缝隙在电气上不存在。因此，贴片天线112和寄生缝隙108、110的组合可以被配置为改变可重构天线100的覆盖的方向。贴片天线112可以被用于宽边方向覆盖，方向z。寄生缝隙108之一可以被用于端射方向y，并且寄生缝隙110可以被用于端射方向x。

缝隙中的开关的状态确定辐射模式。在第一状态下，两个开关都接通。当两个开关都接通时，在电气上，看起来好像第二导体平面200(接地平面)是没有寄生缝隙108、110的实心接地平面。因此，在开关接通的第一状态下，由可重构天线100辐射的大部分电能或者由可重构天线100接收的大部分能量可以在宽边或z方向上或者来自宽边或z方向。换言之，当两个开关都接通时，在电气上，天线大体可以指向与贴片天线112的平面垂直的方向。

在第二状态(缝隙模式x)下，与寄生缝隙108相关联的开关接通，并且与寄生缝隙110相关联的开关关断。在这种状态下，在电气上，看起来好像可重构天线100包括单个寄生缝隙110。在电气上，看起来好像没有寄生缝隙108，因为寄生缝隙108被与其相关联的开关短路。因此，由可重构天线100辐射的大部分电能或者由可重构天线接收的大部分电能可以在x方向上或来自x方向。

在第三状态(缝隙模式y)下，与寄生缝隙108相关联的开关关断，并且与寄生缝隙110相关联的开关接通。当开关处于这种状态下时，在电气上，看起来好像可重构天线100包括单个寄生缝隙108。在电气上，看起来好像不存在寄生缝隙110，因为寄生缝隙110被与其相关联的开关短路。因此，由可重构天线100辐射的大部分电能或者由可重构天线100接收的大部分电能可以在y方向上或来自y方向。

因此，如上文描述的，贴片天线112、第一寄生缝隙108和第二寄生缝隙110之一可以基于开关的状态而作为主导的电磁辐射体。如上文描述的，当两个开关都接通时，贴片天线112是主导的电磁辐射体。当与寄生缝隙108相关联的开关关断并且与寄生缝隙110相关联的开关接通时，寄生缝隙108是主导的电磁辐射体。当与寄生缝隙108相关联的开关接通并且与寄生缝隙110相关联的开关关断时，寄生缝隙110是主导的电磁辐射体。一般而言，两个开关将不会同时关断。然而，将理解，如果两个开关同时关断，则与贴片天线112相比时，寄生缝隙108和寄生缝隙110两者一般将是主导的电磁辐射体。因此，在两个开关关断的情况下，由可重构天线100的大部分电能或者由可重构天线100接收的大部分能量可以在x方向和y方向两者上或者来自x方向和y方向两者。

在图1和图2的示例中，可重构天线100是单个天线结构，因为寄生缝隙108和寄生缝隙110形成在贴片天线112的接地平面内。寄生缝隙108和寄生缝隙110都不具有单独的馈电。因此，具有单个馈电的单个元件(即，具有馈电部106的可重构天线100)可以被用于全部图案覆盖而不是多个独立的天线元件。因此，单个元件可以用来覆盖所有方向，即，宽边和在端射方向两者上。因此，可重构天线100可以仅需要一组收发器。此外，可重构天线100可以节省空间、成本和功率。可重构天线100所需要的空间可以小于使用多个独立天线元件来覆盖不同方向的天线系统所需要的空间。在一个示例中，天线元件本身可以比使用多个独立天线的可比较的天线系统小20％。因此，可以减小天线模块面积和芯片面积。在与使用多个独立天线元件来覆盖不同方向的天线系统相比时，由于可重构天线100可以较不昂贵的来生产，所以成本可以降低。这一成本节省可以部分地归因于所需要的空间减小。较高的板空间本身可能增加成本。至少因为可重构天线100可以使用单个收发器而不是多个收发器，功率和成本可以被减少。

图1和图2的示例可重构天线100可以被认为是“图案可重构天线”或“辐射图案可重构天线”，因为天线的辐射图案是可重构的。如上文描述的，基于开关的状态，由可重构天线100辐射的电能或者由图案可重构天线100接收的能量可以例如主要在x方向上，主要在y方向上，或者主要在z方向上。因此，开关可以被控制为“接通”或“关断”以有意地修改可重构天线100的辐射图案的球形分布。

图3是图示了根据本公开的用于可重构天线的天线结构阵列300的示例的示图。图3的示例中图示的天线结构阵列300包括天线结构302、304、306、308。天线结构302、304、306、308大体可以类似于图1和图2的可重构天线100。具体地，包括寄生缝隙310和寄生缝隙312的天线结构308可以类似于可重构天线100的结构。天线结构302和304也大体类似于图1的图案可重构天线100的结构；然而，天线结构302、304每个分别仅包括单个寄生缝隙314、316。如图3中图示的，天线结构306不包括寄生缝隙。

寄生缝隙312、316可以在x方向(即，从两个天线结构304、308外出的端射方向)上发射或导向电磁信号。寄生缝隙310、314可以在y方向(即，从两个天线结构302、308远离的端射方向)上发射或导向电磁信号。

天线结构阵列300包括贴片318、320、322、324。贴片318、320、322、324可以在基板336上。另外，图3的天线结构阵列300包括四个寄生缝隙310、312、314、316，两个寄生缝隙310、312与贴片318相关联、一个寄生缝隙314与贴片320相关联、并且一个寄生缝隙316与贴片322相关联。在图3的所图示的示例中，贴片324不包括任何寄生缝隙。

四个寄生缝隙310、312、314、416中的一个或多个可以在基板336的底部侧上。(一般而言，可以如关于图1和图2描述的那样使用“顶部”和“底部”。)天线结构阵列300包括三个可重构天线，即与贴片318、320、322相关联的天线。在所图示的示例中，天线结构阵列300包括一个天线，即与贴片324相关联的天线。根据本文描述的系统和方法，天线可以包括零个、一个、两个或更多寄生缝隙。

图3的天线结构阵列300中的每个天线还包括针式馈电部326、328、330、334。针式馈电部326、328、330、334可以用来将射频(RF)信号连接到天线结构阵列300中的可重构天线中的每个。更具体地，如图3中图示的，针式馈电部326可以用来将RF信号连接到贴片318，针式馈电部328可以用来将RF信号连接到贴片322，针式馈电部330可以用来将RF信号连接到贴片324，针式馈电部334可以用来将RF信号连接到贴片320。

如在图1和图2的所图示的示例中那样，在图3的所图示的示例中，针式馈电部326、328、330、334不直接连接到寄生缝隙310、312、314、316中的任何寄生缝隙。寄生缝隙310、312、314、316然而可以影响天线结构阵列300的辐射图案。也就是说，如本文描述的，信号发射的大体方向可以取决于寄生缝隙310、312、314、316的状态而改变。在其他示例中，一个或多个天线结构可以被取向为与一个或多个其他天线结构相反。例如，一个天线结构可以在与另一天线结构的贴片相同的侧部上具有接地平面。在这样的示例中，可能要求金属平面中的不连续，例如以将用于一个天线结构的接地平面与另一天线结构的贴片分离。

图3的所图示的示例包括具有大体上可以在相同平面上的贴片系列318、320、322、324的天线结构阵列300。该平面大体上可以是恰好在基板336上面的平坦的金属区域。该平面中的贴片318、320、322、324可以每个形成贴片天线的贴片。贴片大体上是平坦的矩形金属片。然而，将理解，金属片(或另一导体)的特定形状可以取决于特定实施方式而变化。

如本文描述的，贴片天线中的若干贴片天线包括寄生缝隙310、312、314、316。第一寄生缝隙每个由第二导体平面的两个相对部分形成。第二导体平面可以在基板336的底部上。(将理解，词语“顶部”和“底部”是相对于附图中的示图的取向的。)如本文描述的，第二导体平面的相对部分每个通过第二导体平面中的切口分离。

图3的天线结构阵列300可以被认为是“图案可重构天线阵列”或“辐射图案可重构天线阵列”，因为天线阵列的辐射图案是可重构的。基于开关的状态，由天线结构阵列300辐射的电能或者由天线结构阵列300接收的能量可以例如主要在x方向上，主要在y方向上，或者主要在z方向上。一般而言，与天线结构302、304、308相关联的开关可以被配置为同时使天线结构302、304、308中的一个或多个天线结构指向相同的方向。开关可以被控制为“接通”或“关断”以有意地修改天线结构302、304、308中的一个或多个天线结构(并且因此是天线结构阵列300)的辐射图案的球形分布。注意，在图3的所图示的示例中，天线结构306不包括任何寄生缝隙。因此，天线结构306一般不被认为是图案可重构天线或辐射图案可重构天线，然而，天线结构阵列300可以被认为是“图案可重构天线阵列”或“辐射图案可重构天线阵列”。

图4是根据本公开的与可重构天线有关的方法的流程图400。可选地，在框402处，电路可以选择贴片天线、一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙、以及一个或多个寄生缝隙中的第二寄生缝隙中的一项作为主导的电磁辐射体。该选择可以通过设置第一开关和第二开关的状态来进行。当第一开关接通并且第二开关接通时，贴片天线是主导的电磁辐射体。当第一开关关断并且第二开关接通时，一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙是主导的电磁辐射体。当第一开关接通并且第二开关关断时，一个或多个寄生缝隙中的第二寄生缝隙是主导的电磁辐射体。开关可以由处理电路、数字逻辑、或者被设计为选择天线方向并指向天线的其他电路来控制。

在框404处，电路将天线配置用于多个天线配置中的一个天线配置。该配置通过禁用或启用天线的一个或多个寄生缝隙而发生。天线包括贴片天线以及一个或多个寄生缝隙。贴片天线包括第一导体平面和第二导体平面。第二导体平面被配置为提供用于第一导体平面的接地平面。一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙形成在第二导体平面中。一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙由第二导体平面的两个相对部分的第一集合形成。两个相对部分的第一集合通过第二导体平面中的第一切口分离。

在框406处，收发器、接收器、发射器电路、或其他电路通过所配置的天线进行通信。收发器、接收器、发射器电路、或其他电路可以通过到针式馈电部106、326、328、330、334的连接向天线发送信号或者从天线接收信号，针式馈电部106、326、328、330、334可以是可重构天线100或天线结构阵列300的一部分(例如，天线结构阵列300中的每个天线具有一个销针)。

在一些示例中，禁用或启用天线的一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙包括使用第一开关来连接或断开第二导体平面的两个相对部分的第一集合。第一开关可以连接在第二导体平面的两个相对部分的第一集合之间。另外，一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙和第一开关可以形成第一可重构寄生缝隙。

在一些示例中，天线可以进一步包括一个或多个寄生缝隙中的第二寄生缝隙和第二开关。第二开关可以被配置为启用或禁用一个或多个寄生缝隙中的第二寄生缝隙。

禁用或启用天线的一个或多个寄生缝隙中的第二寄生缝隙可以包括使用第二开关来连接或断开第二导体平面的两个相对部分的第二集合。此外，第二开关可以连接在通过第二切口分离的第二导体平面的两个相对部分的第二集合之间。一个或多个寄生缝隙中的第二寄生缝隙和第二开关可以形成第二可重构寄生缝隙。在一些示例中，一个或多个寄生缝隙中的第二可重构寄生缝隙可以形成在第二导体平面中。

在一些示例中，用于选择贴片天线、一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙、以及一个或多个寄生缝隙中的第二寄生缝隙中的一项作为主导的电磁辐射体的部件可以包括以下中的一项或多项：处理电路、数字逻辑、或者被设计为选择天线方向并指向天线的其他电路。

用于选择贴片天线、一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙、以及一个或多个寄生缝隙中的第二寄生缝隙中的一项作为主导的电磁辐射体的部件可以包括一个或多个开关。例如，该选择可以通过设置第一开关和第二开关的状态来进行。当第一开关接通并且第二开关接通时，贴片天线是主导的电磁辐射体。当第一开关关断并且第二开关接通时，一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙是主导的电磁辐射体。当第一开关接通并且第二开关关断时，一个或多个寄生缝隙中的第二寄生缝隙是主导的电磁辐射体。开关可以由处理电路、数字逻辑、或者被设计为选择天线方向并指向天线的其他电路来控制。

在一些示例中，用于将天线配置用于多个天线配置中的一个天线配置的部件可以包括处理电路、数字逻辑、或者被设计为将天线配置用于多个天线配置中的一个天线配置的其他电路。在一些示例中，用于将天线配置用于多个天线配置中的一个天线配置的部件可以包括一个或多个开关。

如本文描述的，天线的配置通过禁用或启用天线的一个或多个寄生缝隙而发生。天线包括贴片天线和一个或多个寄生缝隙。贴片天线包括第一导体平面和第二导体平面。第二导体平面被配置为提供用于第一导体平面的接地平面。一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙形成在第二导体平面中。一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙由第二导体平面的两个相对部分的第一集合形成。两个相对部分的第一集合通过第二导体平面中的第一切口分离。

在一些示例中，用于使用天线进行通信的部件可以包括以下中的一项或多项：收发器、接收器、发射器电路、或者可以使用所配置的天线进行通信的其他电路。收发器、接收器、发射器电路、或其他电路可以通过到针式馈电部106、326、328、330、334的连接向天线发送信号或者从天线接收信号，如本文描述的，针式馈电部106、326、328、330、334可以是可重构天线100或天线结构阵列300的一部分。

之前的描述被提供以使得本领域的任何技术人员能够实践本文描述的各种方面。对这些方面的各种修改对本领域的技术人员将容易是明显的，并且本文定义的一般原理可以应用到其他方面。因此，权利要求不意图为限于本文示出的方面，而是要符合与语言权利要求相一致的全部范围，其中除非具体地如此陈述，否则以单数形式引用元件不意图为意指“一个且仅一个”，而是“一个或多个”。本文使用词语“示例性”来意指“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何方面不一定被解释为比其他方面优选或有利。除非具体地另有陈述，否则术语“一些”是指一个或多个。诸如“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的至少一个”以及“A、B、C或它们的任何组合”等组合包括A、B、和/或C的任何组合，并且可以包括多个A、多个B或多个C。具体地，诸如“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的至少一个”、以及“A、B、C或它们的任何组合”等组合可以是仅A、仅B、仅C、A和B、A和C、B和C、或A和B和C，其中任何这样的组合可以包含A、B或C中的一个或多个成员。本领域的普通技术人员已知或后来变为已知的、对贯穿本公开所描述的各种方面的元素的所有结构性和功能性等价物明确地通过引用并入本文并且旨在被权利要求所涵盖。此外，本文公开的任何内容不贡献给公众，不管这种公开是否在权利要求中明确记载。任何权利要求元素不被解释为部件加功能，除非使用词组“用于……的部件”明确记载该元素。

Claims (30)

1.一种可重构天线，包括贴片天线和一个或多个寄生缝隙，所述可重构天线包括：

所述贴片天线，所述贴片天线包括：

第一导体平面，以及

第二导体平面，所述第二导体平面被配置为提供用于所述第一导体平面的接地平面；

所述一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙形成在所述第二导体平面中，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第一寄生缝隙由所述第二导体平面的两个相对部分的第一集合形成，两个相对部分的所述第一集合通过所述第二导体平面中的第一切口分离；以及

第一开关，被配置为启用或禁用所述一个或多个寄生缝隙中的所述第一寄生缝隙。

2.根据权利要求1所述的可重构天线，其中所述第一开关连接在所述第二导体平面的两个相对部分的所述第一集合之间，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第一寄生缝隙和所述第一开关形成第一可重构寄生缝隙。

3.根据权利要求1所述的可重构天线，进一步包括所述一个或多个寄生缝隙中的第二寄生缝隙和第二开关，所述第二开关被配置为启用或禁用所述一个或多个寄生缝隙中的所述第二寄生缝隙。

4.根据权利要求3所述的可重构天线，其中所述第二开关连接在所述第二导体平面的通过第二切口分离的两个相对部分的第二集合之间。

5.根据权利要求4所述的可重构天线，其中所述一个或多个寄生缝隙中的所述第二寄生缝隙和所述第二开关形成第二可重构寄生缝隙。

6.根据权利要求5所述的可重构天线，其中所述一个或多个寄生缝隙中的所述第二可重构寄生缝隙形成在所述第二导体平面中。

7.根据权利要求3所述的可重构天线，其中所述贴片天线、所述一个或多个寄生缝隙中的所述第一寄生缝隙和所述第二寄生缝隙中的一项，基于所述第一开关的状态和所述第二开关的状态，而作为主导的电磁辐射体。

8.根据权利要求7所述的可重构天线，其中当所述第一开关接通并且所述第二开关接通时，所述贴片天线是所述主导的电磁辐射体，其中当所述第一开关关断并且所述第二开关接通时，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第一寄生缝隙是所述主导的电磁辐射体，并且其中当所述第一开关接通并且所述第二开关关断时，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第二寄生缝隙是所述主导的电磁辐射体。

9.根据权利要求3所述的可重构天线，进一步包括：

第二贴片天线，包括：

第三导体平面，以及

第四导体平面，所述第四导体平面被配置为提供用于所述第三导体平面的接地平面；

所述一个或多个寄生缝隙中的第三寄生缝隙形成在所述第四导体平面中，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第三寄生缝隙由所述第四导体平面的两个相对部分的第三集合形成，两个相对部分的所述第三集合通过所述第四导体平面中的第三切口分离；以及

第三开关，被配置为启用或禁用所述一个或多个寄生缝隙中的所述第三寄生缝隙；

第三贴片天线，包括：

第五导体平面，以及

第六导体平面，所述第六导体平面被配置为提供用于所述第五导体平面的接地平面；

所述一个或多个寄生缝隙中的第四寄生缝隙形成在所述第六导体平面中，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第四寄生缝隙由所述第六导体平面的两个相对部分的第四集合形成，两个相对部分的所述第四集合通过所述第六导体平面中的第四切口分离；

第四开关，被配置为启用或禁用所述一个或多个寄生缝隙中的所述第四寄生缝隙；以及

第四贴片天线，包括：

第七导体平面，以及

第八导体平面，所述第四导体平面被配置为提供用于所述第七导体平面的接地平面。

10.根据权利要求9所述的可重构天线，其中所述第二导体平面、所述第四导体平面、所述第六导体平面和所述第八导体平面包括单个导体平面，并且其中所述第一导体平面、所述第三导体平面、所述第五导体平面和所述第七导体平面是共面的。

11.根据权利要求9所述的可重构天线，其中第一开关状态在所述一个或多个寄生缝隙中的所述第一寄生缝隙与所述一个或多个寄生缝隙中的所述第三寄生缝隙之间被共享，并且第二开关状态在所述一个或多个寄生缝隙中的所述第二寄生缝隙与所述一个或多个寄生缝隙中的所述第四寄生缝隙之间被共享。

12.根据权利要求1所述的可重构天线，其中所述第一导体平面和所述第二导体平面彼此平行。

13.根据权利要求1所述的可重构天线，进一步包括所述第一导体平面与所述第二导体平面之间的电介质。

14.一种可重构的可重构天线的方法，包括：

通过禁用或启用天线的一个或多个寄生缝隙将所述天线配置用于多个天线配置中的一个天线配置，所述天线包括贴片天线和所述一个或多个寄生缝隙，所述贴片天线包括第一导体平面和第二导体平面，所述第二导体平面被配置为提供用于所述第一导体平面的接地平面，所述一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙形成在所述第二导体平面中，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第一寄生缝隙由所述第二导体平面的两个相对部分的第一集合形成，两个相对部分的所述第一集合通过所述第二导体平面中的第一切口分离；以及

通过所配置的天线来通信。

15.根据权利要求14所述的方法，其中禁用或启用所述天线的所述一个或多个寄生缝隙中的所述第一寄生缝隙包括：使用第一开关连接或断开所述第二导体平面的两个相对部分的所述第一集合，所述第一开关连接在所述第二导体平面的两个相对部分的所述第一集合之间，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第一寄生缝隙和所述第一开关形成第一可重构寄生缝隙。

16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：使用第二开关启用或禁用所述一个或多个寄生缝隙中的第二寄生缝隙，所述第二开关被配置为启用或禁用所述第二寄生缝隙。

17.根据权利要求16所述的方法，其中禁用或启用所述天线的所述一个或多个寄生缝隙中的所述第二寄生缝隙包括：使用第二开关连接或断开所述第二导体平面的两个相对部分的第二集合，所述第二开关连接在所述第二导体平面的通过第二切口分离的两个相对部分的所述第二集合之间，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第二寄生缝隙和所述第二开关形成第二可重构寄生缝隙。

18.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：通过设置所述第一开关和所述第二开关的状态来选择所述贴片天线、所述一个或多个寄生缝隙中的所述第一寄生缝隙和所述第二寄生缝隙中的一项作为主导的电磁辐射体，其中当所述第一开关接通并且所述第二开关接通时，所述贴片天线是所述主导的电磁辐射体，其中当所述第一开关关断并且所述第二开关接通时，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第一寄生缝隙是所述主导的电磁辐射体，并且其中当所述第一开关接通并且所述第二开关关断时，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第二寄生缝隙是所述主导的电磁辐射体。

19.一种可重构天线，包括：

用于通过禁用或启用天线的一个或多个寄生缝隙将所述天线配置用于多个天线配置中的一个天线配置的部件，所述天线包括贴片天线和所述一个或多个寄生缝隙，所述贴片天线包括第一导体平面和第二导体平面，所述第二导体平面被配置为提供用于所述第一导体平面的接地平面，所述一个或多个寄生缝隙中的第一寄生缝隙形成在所述第二导体平面中，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第一寄生缝隙由所述第二导体平面的两个相对部分的第一集合形成，两个相对部分的所述第一集合通过所述第二导体平面中的第一切口分离；以及

用于通过所配置的天线来通信的部件。

20.根据权利要求19所述的可重构天线，其中禁用或启用所述天线的所述一个或多个寄生缝隙中的所述第一寄生缝隙包括用于使用第一开关连接或断开所述第二导体平面的两个相对部分的所述第一集合的部件，所述第一开关连接在所述第二导体平面的两个相对部分的所述第一集合之间，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第一寄生缝隙和所述第一开关形成第一可重构寄生缝隙。

21.根据权利要求20所述的可重构天线，其中所述天线进一步包括所述一个或多个寄生缝隙中的第二寄生缝隙和第二开关，所述第二开关被配置为启用或禁用所述一个或多个寄生缝隙中的所述第二寄生缝隙。

22.根据权利要求21所述的可重构天线，其中启用或禁用所述天线的所述一个或多个寄生缝隙中的所述第二寄生缝隙包括使用第二开关连接或断开所述第二导体平面的两个相对部分的第二集合，所述第二开关连接在所述第二导体平面的通过第二切口分离的两个相对部分的所述第二集合之间，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第二寄生缝隙和所述第二开关形成第二可重构寄生缝隙。

23.根据权利要求22所述的可重构天线，其中所述一个或多个寄生缝隙中的所述第二可重构寄生缝隙形成在所述第二导体平面中。

24.根据权利要求21所述的可重构天线，通过设置所述第一开关和所述第二开关的状态来选择所述贴片天线、所述一个或多个寄生缝隙中的所述第一寄生缝隙和所述第二寄生缝隙中的一项作为主导的电磁辐射体。

25.根据权利要求24所述的可重构天线，其中当所述第一开关接通并且所述第二开关接通时，所述贴片天线是所述主导的电磁辐射体，其中当所述第一开关接通并且所述第二开关关断时，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第一寄生缝隙是所述主导的电磁辐射体，并且其中当所述第一开关关断并且所述第二开关接通时，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第二寄生缝隙是所述主导的电磁辐射体。

26.根据权利要求21所述的可重构天线，所述可重构天线进一步包括：

第二贴片天线，包括：

第三导体平面，以及

第四导体平面，所述第四导体平面被配置为提供用于所述第三导体平面的接地平面；

所述一个或多个寄生缝隙中的第三寄生缝隙形成在所述第二导体平面中，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第三寄生缝隙由所述第四导体平面的两个相对部分的第三集合形成，两个相对部分的所述第三集合通过所述第四导体平面中的第三切口分离；

第三贴片天线，包括：

第五导体平面，以及

第六导体平面，所述第六导体平面被配置为提供用于所述第三贴片天线的接地平面；

所述一个或多个寄生缝隙中的第四寄生缝隙形成在所述第六导体平面中，所述一个或多个寄生缝隙中的所述第四寄生缝隙由所述第六导体平面的两个相对部分的第四集合形成，两个相对部分的所述第四集合通过所述第六导体平面中的第四切口分离；以及

第四贴片天线，包括：

第七导体平面，以及

第八导体平面，所述第八导体平面被配置为提供用于所述第七导体平面的接地平面。

27.根据权利要求26所述的可重构天线，其中所述可重构天线的所述第二导体平面、所述第四导体平面、所述第六导体平面和所述第八导体平面包括单个导体平面，并且其中所述第一导体平面、所述第三导体平面、所述第五导体平面和所述第七导体平面是共面的。

28.根据权利要求26所述的可重构天线，其中所述可重构天线的所述第一开关在所述一个或多个寄生缝隙中的所述第一寄生缝隙与所述一个或多个寄生缝隙中的所述第三寄生缝隙之间被共享，并且其中所述可重构天线的所述第二开关在所述一个或多个寄生缝隙中的所述第二寄生缝隙与所述一个或多个寄生缝隙中的所述第四寄生缝隙之间被共享。

29.根据权利要求19所述的可重构天线，其中所述可重构天线的所述第一导体平面和所述第二导体平面彼此平行。

30.根据权利要求19所述的可重构天线，其中所述可重构天线进一步包括所述第一导体平面与所述第二导体平面之间的电介质。