CN1319266A - 双重特性天线和无线电装置 - Google Patents

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Abstract

一个无线电装置,包括一个接收电路和/或一个发射电路,和包括有耦合到接收电路的一个接收天线和/或耦合到发射电路的一个发射天线的一个天线装置。此天线装置包括至少一个附加天线部件,把此附加天线组件分别机电耦合到接收天线和/或发射天线。借助于在接收天线和/或发射天线的线圈之间插入附加天线组件,独立的天线阻抗调节是切实可行的,发射机和接收机的设计者的设计的适应性增宽,并且使得一个天线收发转换开关、以及阻抗匹配电路的多余。

Description

双重特性天线和无线电装置
本发明涉及一种包括一个发射电路和/或一个接收电路的无线电装置，和包括耦合到接收电路的一个接收天线和/或耦合到发射电路的一个发射天线的一种天线装置。
本发明还涉及适合应用在无线电装置中的一种天线，此天线包括一种包括有一接收天线和/或发射天线的天线装置。
从EP-A-0767508中可了解这样一种无线电装置和天线。该已知的的无线电装置包括一种包括一个接收天线和一个发射天线的以螺旋形天线装置的形式存在的天线装置。此无线电装置进一步包括一个有接收/匹配滤波器的接收电路和一个有相似发射滤波器的发射电路。而且此无线电装置装备有一个发射/接收转换器或一个天线收发转换开关。很明显，该已知的无线电装置和天线的结构是复杂的，并且它的阻抗匹配是易出故障的和综合性的。
因此，本发明的一个目的是提供一种改良的无线电装置和天线，两者包括较少的元件和提供用于减少阻抗匹配处理和硬件的可能性。
另外，按照本发明的无线电装置特征在于此天线装置包括至少一个附加天线部件，此附加天线部件分别被机电耦合至接收天线和/或发射天线。
同样的，按照本发明的天线特征在于此天线装置包括至少一个附加天线部件，此附加天线部件分别被机电耦合至接收天线和/或发射天线。
按照本发明的无线电装置和天线的一个优点就是附加天线部件使用阻抗匹配电路或滤波器多余，因为包括上述附加天线部件的每一个接收天线和/或发射天线的阻抗能很容易直接分别与接收电路的输入阻抗或/和发射电路的输出阻抗匹配。因为这样的输入和输出阻抗是相互不同的，因此现在它们中的每一个能更好的分别独立地匹配到接收和发射天线。这样降低了阻抗损耗并特别增加了接收电路的灵敏性。通常，因为公知的天线的窄的阻抗范围，因此设计师就必定不再在一个非常严格限制的范围内指定输入和输出阻抗，所以用于接收机和发射机的适应性设计就被扩宽。
此外，假如接收天线和发射天线都是用在一个收发信机无线电装置中，则具有天线部件的结构在接收路径和发射路径上提供一个很好的隔离，在一个850MHZ或更高范围内用于一个频段的隔离一般要好于30dB，甚至根本不需要发射/接收转换器或一个天线收发转换开关就能被获得。例如一个成螺旋形状，或者有其它的形状，并且能被机电耦合至其它形状的辅助天线组件的适合此目的天线系统，。
按照本发明无线电装置的一个实施例，提供一个平基座结构，其特征在于天线装置包括至少一个接地板。特别是假如一个接地板或者被耦合至上述接收天线和发射天线之一，或反之耦合至至少一个附加天线部件，则各种的可能的实施例出现在能够到达的范围内。
按照本发明的无线电装置的另外一个实施例，其特征在于天线装置有一个接插结构。按照本发明的天线通过减少一些必须占用的空间，这样天线装置的结构就可集成在一个层结构中。包括陶瓷结构的天线甚至能够有更小的比例，。
按照本发明的无线电装置的另外一个实施例，其特征在于此天线装置提供一个被安置在具有它相关的附加天线部件的接收天线和具有它相关的附加天线部件的发射天线之间的中间部分的屏蔽元件。此实施例特别有利于在移动设备中应用，例如移动电话，因为在接收和发射天线两者之间的相互距离能被减少至大约最大10-15厘米，此外不需要天线收发转换开关和阻抗匹配电路。屏蔽元件最好是一个成本效果合算的且小尺寸的棒状天线。
特别在按照本发明的天线的另一个是实例中，上面提到的匹配是很容易完成的，其特征在于接收天线和/或发射天线每一个都拥有线圈，并且辅助天线组件被分别地插入接收天线的线圈和/或发射天线的线圈之间。现在仅仅通过在天线的第一和第二或第二和第三附属线圈之间插入辅助天线组件，和/或在上述线圈之间角旋转上述的部件，和/或影响插入深度或上述部件之间的空间形式或线圈的外部，匹配能够进行。
现在，按照本发明的无线电装置和天线将和它们附加的优点一起通过参考附加的附图做进一步说明。
在附图中：
图1显示了按照本发明的一个无线电装置的实施例，此无线电装置拥有按照本发明所述的双螺旋形天线；和
图2显示按照图1所示天线阻抗/频率曲线图。
图1显示一个无线电装置1实例的简图。无线电装置1可以只包括图1所示的左边的接收机部分，或者它可以只包括图中右边所示的发射机部分，或者可以这两个部件都包括，在随后的一个实例中这样的无线电装置1被安装作为一个发射机-接收机，也被叫做无线电收发两用机。无线电装置1也包括任何合适的形式的天线装置2。这样的天线装置2装配有两个双螺旋形天线3和4，这两个天线是相类似的，但是一般不认为是完全相同的。在此实例中的每一个天线3,4都包括若干个线圈3a,4a，和附加天线部件3b,4b。每一个天线部件3b,4b被分别地电磁耦合至它所连接的线圈3a,4a。这样的天线部件3b,4b可能有任何合适的曲线的、螺旋形的、甚至是直线的形状，并且把部件3b,4b每一个插入在线圈或线圈3a,4a的立体结构之间。天线3a和它所连接的天线部件3b彼此被电分离，但是彼此却电磁耦合。用于线圈4a和它所连接的天线部件4b也是同样的处理。
因而，通过改变在第一和第二或第二和第三附加线圈之间的附加天线部件的插入位置，和/或在线圈之间各自的天线部件3b,4b的独立的角旋转，和/或通过独立的影响插入深度或上述部件3b,4b之间或线圈3a,4a独立的外部的空间形式，用于每一对3a,3b和4a,4b的天线阻抗调节能够独立的发生。所示实施例的无线电装置1拥有一个在本例中作为一个公共基座的接地板5，以便使天线系统能够成为一个整体。
在实施例中所显示的线圈3a形成的接收天线和线圈4a形成的发射天线被电子连接到接地板5。接收天线的天线部件3b在本例中连接到一个放大器7的输入6，放大器一般是低噪声天线(LNA)类型的，而发射天线的天线部件4b被连接到功率放大器(PA)9的输出8。分别在输入6和低噪声天线放大器7以及输出8和功率放大器9里之间没有出现特殊的阻抗匹配电路。低噪声天线放大器7被连接到一个无线电装置1的接收(RX)电路10，而功率放大器(PA)9被连接到一个无线电装置1的发射(TX)电路11。因此无线电装置1特别适合于双向的声音和/或数据传输，例如移动通信装置，特别是移动电话，因此不需要一个天线收发转换开关。
实际上，出现的所有上述接收和发射天线3a,3b和4a,4b分别显示在围绕10厘米的相互距离中有超过30dB的充分的隔离。所有的天线能很容易的集成在一个可以包括一个用于小尺寸的集成、距离、隔离的陶瓷结构的接插结构或层结构上。一个探针或屏蔽部分12的应用最好是通过一个棒连接到接地板5，并且大约被定位在对于各自的天线提供有足够的隔离的接收天线3a,3b和发射天线4a,4b的中间。增加的各自的天线组件能使天线阻抗在大约19Ω到50Ω之间变化。测量的带宽在17.3MHZ左右时存在一个58Ω的谐振阻抗(在50Ω时存在一个-10dB的回程损耗)。图2粗略的显示了一个用于真实阻抗部件(上曲线)和无源阻抗部件(下曲线)的阻抗/频率曲线图。

Claims (12)

1．一个无线电装置，包括一个接收电路和/或一个发射电路，和包括有耦合到接收电路的一个接收天线和/或耦合到发射电路的一个发射天线的一个天线装置，其特征在于天线装置包括至少一个附加天线部件，此附加天线组件分别的电耦合到接收天线和/或发射天线。
2．按照权利要求1的无线电装置，其特征在，于天线装置是一个螺旋形天线装置。
3．按照权利要求1或2无线电装置，其特征在于，天线装置包括至少一个接地板。
4．按照权利要求3的无线电装置，其特征在于，接地板5或者耦合至至少上述接收天线和发射天线之一，或者耦合至一个上述辅助天线组件。
5．按照权利要求1-4之一的无线电装置，其特征在，于天线装置有一个接插结构。
6．按照权利要求1-5之一的无线电装置，其特征在，于天线装置有一个陶瓷的结构。
7．按照权利要求1-6之一的无线电装置，其特征在，于无线电装置拥有一个在具有它相关的有辅助天线组件的接收天线和具有它相关的辅助天线组件的发射天线之间的中间位置上的屏蔽元件。
8．按照权利要求7的无线电装置，其特征在，于屏蔽元件是一个棒状天线。
9．适合应用在按照权利要求1-8之一的无线电装置中的一种天线，此天线包括一个包括有一个接收天线和/或一个发射天线的天线装置，其特征在，于天线部件包括至少一个附加天线部件，把此附加天线部件分别机电耦合到接收天线和/或发射天线。
10．按照权利要求9的无线电装置，其特征在于，天线装置是一个螺旋形天线装置。
11．按照权利要求9或10的无线电装置，其特征在，于接收天线和/或发射天线每一个都拥有一个或更多的线圈，而且附加天线组件被分别地插入在接收天线和/或发射天线的一个或更多的线圈之间。
12．按照权利要求11的天线，其特征在于，天线装置包括一个接地板，此接地板被耦合至上述的接收天线和/或发射天线的线圈。
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