CN1284794A - 分集天线系统和移动通信终端 - Google Patents
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Abstract
提供一种分集天线系统,该系统包括多个分别具有一用于在三维空间内通信的辐射图的天线(11)、(12)、(13)、(14)、(15)和(16),和用于根据所获得的接收强度信息从天线(11)、(12)、(13)、(14)、(15)和(16)中选择一最佳天线的选择装置(23)、(24)和(25),并且使一个家庭中上、下楼层间更好地进行通信成为可能。
Description
本发明涉及一种适用于家庭通信的分集天线系统和移动通信终端。
如图1和图2所示的分集天线系统(diversity antenna system)已经被应用。图1中的标号1表示一个移动通信终端。两个四分之一波长(入)单极天线2和3被安装在移动通信终端的外壳上并相互间保持一预定的距离，接收的单极天线2和3的输出提供给图2所示的接收机4和5以获得接收信号，由接收机4和5输出的接收信号被提供给转换开关6的两个固定接触点6a和6b。
而且，接收机4和5的接收电平还被提供到接收电平比较器7以判断一个较高的接收电平，转换开关6的活动接触点6c与两个固定接触点6a和6b相连接，通过天线开关单元8控制转换开关6的活动接触点6c以从6a或6b获得具有高接收电平的接收信号，从而在输出端9获得具有一较高接收电平的接收信号并采用该接收信号。
在图1和图2中的常规例子用于获得空间分集效果，其采用的依据是“当一个天线的安放位置与另一个天线相隔一定距离(1／4波长或更多)时，在每一个天线上的接收衰落的状态将独立地变化”。
只要天线2和3没有衰落到谷值，那么采用如图1和2所示的分集天线系统是很适宜的，并且通信状况不佳的期间大量减少。
近来，出现了家庭通信(domestic communication)，也就是所谓家庭网络，在一个房子内不同的单元通过无线电波进行通信。
不仅同一层的通信而且不同层间如第一和第二层之间的通信在上述家庭通信中也是需要的。
当图1和图2所示的分集天线系统应用到上述家庭通信的移动通信终端时，通过在平行于地面的方向上具有无方向性幅射图的一个天线，图1和图2中的单极天线2和3分别获得空间分集，这对于同一层上的多路径来说是有效的，但问题是对于不同楼层如第一和第二层之间的通信来说是不适合的。
本发明的提出解决了上述问题，其目的在于提供一种分集天线系统和移动通信终端以适应在不同楼层间的家庭通信。
为实现上述目的，本发明提出一种分集天线系统，包括多个天线，该多个天线分别具有用于在三维空间内通信的幅射图；以及选择构件，用于根据从每个天线获得的接收强度信息选择一个最适宜的天线。
由于本发明包括多个分别具有用于三维空间通信的幅射图的天线，所以对于上、下层之间的通信可能更适合。
而且，本发明的移动通信终端包括一个在平行于地面的方向具有无方向性幅射图的天线，一个在垂直于地面的方向的上部具有最大幅射图的天线，和一个在垂直于地面的方向的下部具有最大幅射图的天线。
根据本发明的另一方面，提供一种移动通信终端包括：两个或多个在平行于地面方向上具有无方向性幅射图、并且彼此间以一预定间隔分开的单极天线；两个或多个在垂直于地面方向的上部具有最大幅射图、并且彼此间以一预定间隔分开的贴片天线；两个或多个在垂直于地面方向的下部具有最大幅射图、并且彼此间以一预定间隔分开的贴片天线；和用于根据从所述每个天线获得的接收强度信息选择一最佳天线的选择装置，其中甚至在一个家庭中的上、下楼层之间也实现优良的通信。
由于本发明采用在垂直于地面方向的上部和下部具有最大幅射图的天线，所以对于上、下层之间的通信可能更适合。
以下结合附图来描述本发明的优选实施例。附图中：
图1示出了一个常规的分集天线系统的方框图；
图2示出了在图1中的常规分集天线系统的方框图；
图3示出了本发明的分集天线系统的一个实施例的方框图；
图4A和4B示出了贴片天线(patch antenna)的图解，其中图4A是天线的剖视图，图4B是天线的透视图；
图5示出在图3中的贴片天线的方框图；
图6A和6B表示单极天线的无方向性辐射图；
图7A和7B表示贴片天线的辐射图；以及
图8A和8B表示所选天线的辐射图。
本发明的分集天线系统的一个实施例将参照图3至8具体描述。
图3中，标号10表示一个用于家庭通信的移动通信终端，两个四分之一波长单极天线11和12安装在该移动通信终端10的外壳上，单极天线11和12之间以一预定间隔分开。
用于家庭通信的载波频率采用2.4GHz或5GHz。
如图6B所示，单极天线11和12在平行于地面的方向分别具有无方向性的幅射图，并且从单极天线11和12可获得空间分集效果。至于图6B中的方向性，假定天线11和12位于图6A的原点。这同样适用于图7A和7B中的方向性。
在该实施例中，两个贴片天线13和14安装在移动通信终端外壳的上表面，彼此间以一预定间隔分开，两个贴片天线15和16安装在移动通信终端外壳的下表面，彼此间也以一预定间隔分开。
如图4A和4B所示，贴片天线13、14、15和16分别这样构成：将具有一符合幅射频率的直径的天线导体31设置在一绝缘基片30的上表面上，并且将一接地导体32连接在该绝缘基片30的下表面上。
如图4A所示，天线13、14、15和16在天线导体31的一侧具有一个最大幅射图33。
因此，在图3的实施例中，贴片天线13和14分别用作如图7A所示的在垂直于地面方向的上部具有最大幅射图的天线。贴片天线13和14具有相同的方向性，由此获得空间分集效果。
此外，在图3的实施例中，贴片天线15和16分别用作如图7B所示的在垂直于地面方向的下部具有最大幅射图的天线。贴片天线15和16具有相同的方向性，由此获得空间分集效果。
如图5所示，通过将单极天线11和12以及贴片天线13、14、15和16的接收输出提供给接收机17、18、19、20、21和22而得到接收信号，从接收机17、18、19、20、21和22输出的接收信号被提供到转换开关23的固定接触点23a，23b，23c，23d，23e，和23f。
而且，接收机17、18、19、20、21和22的接收电平被提供给接收电平比较器24以判断出最高的接收电平，根据判断，由天线开关单元25控制的转换开关23的活动接触点23g连接到固定接触点23a，23b，23c，23d，23e，23f中具有最高接收电平的接触点，从而在输出端26获得具有最高接收电平的稳定的接收信号并使用该信号。
在图3和图5所示实施例的情况下，从其他的通信用户发送的无线电波输入到天线11、12、13、14、15和16，由接收机17、18、19、20、21和22所接收并获得接收信号。在该例中，电场强度，也就是接收电平由接收电平比较器进行比较以判断最高接收电平，由天线接收的具有最大电场强度和最高接收电平的一个接收信号被选择并经天线开关单元25提供给输出端。
在该例中，对于普通家庭中的家庭通信，在同一层或者上、下两层间的通信，也就是三维空间的通信作了评估，如图8A和8B所示。当采用上述实施例时，从具有三种不同幅射图的天线中选择出一具有最高接收电平的天线的接收信号，该具有三种不同幅射图的天线就象许多具有用于三维空间通信的幅射图的天线那样，也就是，单极天线11和12在平行于地面的方向上分别具有无方向性的幅射图，贴片天线13和14在垂直于地面方向的上部分别具有最大幅射图，贴片天线15和16在垂直于地面方向的下部分别具有最大幅图，因此，可获得幅射图分集效果并能完成更好的通信。
而且，因为在上述实施例中采用了具有相同方向幅射图的天线对，也就是，单极天线11和12，贴片天线13和14，以及贴片天线15和16，所以，在每一对的空间内都能获得空间分集效果。
进一步地，在上述实施例中描述了：接收机17、18、19、20、21和22分别由天线11、12、13、14、15和16提供信号。然而，当然也允许在通过一天线转换开关选择接收信号后再将接收信号提供给一个接收机。
在上述实施例中描述了采用具有三种不同幅射图的每两个天线。然而，也允许采用一个天线或三个甚至更多的天线。
而且，本发明不限于上述实施例。只要不脱离本发明的精神，当然可以采用其他不同的结构。
本发明的优选实施例中关于附图的描述，是为了便于理解本发明，本发明不受上述实施例的限制，并且所属领域技术人员在不背离本发明所附权利要求的范围的情况下可以作出不同的改变和改进。
Claims (4)
1．一种分集天线系统，包括：
多个分别具有一用于在三维空间内通信的幅射图的天线；和
用于根据从所述每个天线获得的接收强度信息选择一最佳天线的选择装置。
2．根据权利要求1的分集天线系统，其中，
所述分别具有一用于三维空间通信的幅射图的天线包括：一个在平行于地面方向上具有无方向性幅射图的天线、一个在垂直于地面方向的上部具有最大幅射图的天线、和一个在垂直于地面方向的下部具有最大幅射图的天线。
3．根据权利要求2的分集天线系统，其中，
所述在平行于地面方向上具有无方向性幅射图的天线包括两个或多个彼此分开一预定间隔的单极天线，所述在垂直于地面方向的上部具有最大幅射图的天线包括两个或多个彼此分开一预定间隔的贴片天线，所述在垂直于地面方向的下部具有最大幅射图的天线包括两个或多个彼此分开一预定间隔的贴片天线。
4．一种移动通信终端，包括：
两个或多个在平行于地面方向上具有无方向性幅射图、并且彼此间以一预定间隔分开的单极天线；
两个或多个在垂直于地面方向的上部具有最大幅射图、并且彼此间以一预定间隔分开的贴片天线；
两个或多个在垂直于地面方向的下部具有最大幅射图、并且彼此间以一预定间隔分开的贴片天线；和
用于根据从所述每个天线获得的接收强度信息选择一最佳天线的选择装置，其中
甚至在一个家庭中的上、下楼层之间也实现优良的通信。
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