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Abstract

一种印制的导电网状物偶极天线，和使用这种天线的方法。该印制的偶极天线包括电介质基板12和由该电介质基板上印制的多个对称形状18构成的导电网状物14。每个对称形状都耦合到至少一个其它形状，并周期性置于电介质基板上靠近于至少一个其它形状。这些形状的周期性放置在电介质基板上形成导电网状物的对称图案。该天线优选是蜂窝或无线电话手机的部件。

Description

印制的导电网状物偶极天线和方法
发明背景
发明领域
本发明一般涉及一种用于发送和接收电磁信号的方法，尤其涉及一种印制的导电网状物偶极天线和使用印制的导电网状物偶极天线发送和接收信号的方法。
背景描述
现代社会中无线和蜂窝电话的使用以指数方式增加。但是，这种电话系统中使用的早期手机的大尺寸使得这种手机在短距离或长距离上的便携性变得麻烦，甚至在某些情况中变得费力。此外，由于这种手机不适合口袋、钱包、皮夹或类似的空间，使得较大的手机的存放很困难。
随着手机的尺寸变小，这些手机变得更便于携带和存放。但是，这些手机工作所必需的天线仍妨碍携带和存放。此外，如果天线延伸太长而不便于存放和携带，则天线会易于折断。现有技术尝试减小与手机一起使用的天线的尺寸，这通常引起天线以及手机性能的相应降低。印刷电路板上印制的天线有助于减轻这两个问题，提供改进的性能和更小的尺寸，但这种天线仍旧具有有限的长度，它们可以减小到该长度而同时保持合适的性能特性。
因此，需要一种与电话手机一起使用的天线，它的尺寸较小以便提供携带和存放方面的便利，而不牺牲天线的性能。
发明概述
本发明涉及印制的偶极天线。该印制的偶极天线包括电介质基板；和导电网状物，它由所述电介质基板上印制的多个对称形状构成。所述多个对称形状中的每一个都耦合到至少一个其它的所述多个对称形状。每个对称形状周期性地置于电介质基板上靠近至少一个其它的所述多个对称形状，从而允许对称形状之间的耦合。对称形状的周期性放置在电介质基板上形成导电网状物的对称图案。
本发明还包括使用偶极天线发送和接收信号的方法。该方法包括提供电介质基板；在所述电介质基板上将多个对称形状印制成通过将所述形状对称地放置成周期性图案形成的导电网状物；将每个所述形状耦合到至少一个邻近的形状。
在发送模式中，该方法继续并将发送信号从耦合的收发机馈送到导电网状物，通过至少部分的导电网状物传递发送信号，以及在导电网状物处发送该发送信号。
在接收模式中，该方法继续并在导电网状物处接收至少一个信号，通过至少部分导电网状物传递接收信号，并将接收信号从导电网状物馈送到耦合的收发机。该耦合的收发机优选是蜂窝或无绳电话手机。
本发明解决了现有技术具有的问题，因为本发明提供了一种与电话手机一起使用的天线和方法，其尺寸减小从而提供了携带和存放的便利，而不牺牲天线的性能。通过使用导电网状物减小天线的物理尺寸来提供尺寸的减小。本发明使用电流的之字形曲折来实现天线物理尺寸的降低。通过以下本发明的详细描述将使本发明的这些和其它优点和好处将变得显而易见。
附图概述
为使本发明便于理解和实施，将结合附图描述本发明；其中：
图1是印制的偶极天线的顶视图；
图2是示出图1印制偶极天线的可选实施例的顶视图；以及
图3是示出使用印制偶极天线发送或接收信号的方法的框图。
具体实施方式
可以理解，已简化了本发明的附图和描述以便示出与本发明的清楚理解相关的元件，同时为清楚起见除去了常规天线和电话系统中的许多其它元件。本技术领域内的普通技术人员可以理解，为实现本发明，其它元件是需要的。但是，因为这种元件是本技术领域内公知的，且它们不能有助于更好地理解本发明，因此这里不提供这些元件的讨论。
图1是印刷偶极天线10的顶视图。印刷偶极天线10包括电介质基板12和置于电介质基板上的导电网状物(mesh)14，该导电网膜优选通过印刷置于电介质基板上。
电介质基板12可以是现有技术领域内已知的类型。电介质基板可以由，例如FR4玻璃纤维或四氯/氟乙烯(chlorofluorotetraethelene)(诸如以TEFLON为名称出售的)。在本发明的优选实施例中，电介质基板12是印刷电路板。用作电介质基板12的该印刷电路板例如可以是PCS频带(band)中的FR4印刷电路板。
导电网状物14可以由本技术领域中已知的任何导体构成，诸如铜，以便提供用于电话天线应用中的合适传导性。导体14被印制在电介质基板12上以便形成导电网状物14。导电网状物14由多个对称形状18构成。在一个实施例中，对称形状18是封闭形状，诸如圆形、正方形、矩形18或任何多边形。整个网状物14可以由一种特殊形状18构成，诸如图中所示的矩形18，或者可以是大量不同类型的形状18的集合，如图2所示，这些形状是从圆形、正方形、矩形18或多边形中选择出的。该集合可以遵循设定图案或任意图案。
多个对称形状18中的每一个都耦合到至少一个其它对称形状18。在优选实施例中，每个对称形状18A耦合到最邻近的对称形状18B。因此，在优选实施例中，偶极天线两端处的两个对称形状18A、18C中的每一个都仅耦合到一个邻近的对称形状18B，而这两个端部对称形状18A、18C之间的每个中间对称形状18B则耦合到其任一侧处的两个对称形状18A、18D。该耦合22是通过每个形状18的电介质基板22上的周期性放置来进行的。该周期性放置优选尽可能靠在一起，以使印刷偶极10所占据的空间最小。但是，形状18之间的空间需要根据本技术领域内已知的设计考虑，诸如干扰图形和交叉耦合。
上述耦合22可以通过本技术领域内已知的方法进行。例如，多个对称形状18中的每一个都可经由至少一个导电条22直接电连接到至少一个相邻形状18，其中放置每个形状18用于耦合22，如以上所讨论的。在相邻形状18由一个导电条22直接电连接的实施例中，较佳地，相对于由耦合器22耦合的两个形状18中的至少一个，条22在条22和形状18的会合点26处居中。此外，可以相对于在耦合器22处会合的两个形状18使条22居中，或者在超过两个形状18在给定耦合器22处会合的实施例中相对于在给定耦合器处会合的所有形状18使条22居中。在可选实施例中，多个对称形状18中的每一个都可以通过电磁连接22耦合到至少一个相邻形状18。导电网状物优选还包括耦合到网状物14的余部的偏置(bias)36。在优选实施例中，所耦合的形状18的周期性放置形成了对称图案，诸如但不限于，图1所示的线形对准结构。导电网状物14连接到电介质基板12上的信号馈送30。
在接收模式中，信号馈送30将电介质基板12处接收到的信号从网状物14传送到收发机34。在发送模式中，信号馈送30将发送到电介质基板12的信号从收发机34传送到网状物14。在到达收发机34(接收模式)或电介质基板12(发送模式)时，信号在比常规印刷偶极更小的物理长度上穿过更长的电气间隔(space)。这是因为通过使用导电网状物14使得物理区域具有较小的长度，从而减少了天线所必需的物理长度。在实例性实施例中，天线的电气长度是信号传播的路径，在PCS频带(1.9GHz)中62mil的FR4板上该长度可以在2.5英寸(6.2cm)的范围中，而在562mil的FR4板上偶极天线的实际长度可以在仅2.2到1.7英寸(5.6到4.3cm)的范围中。这是惊人的物理长度减小，而不降低电气长度。
在本发明的较佳实施例中，收发机34是电话手机，诸如无线电话手机或蜂窝电话手机。电话手机处接收的信号可以主要取决于偶极天线10接收的信号。因此，本发明的偶极天线10的带宽可以用来为使用本发明的电话手机设定带宽。
图3是示出使用印制的偶极天线发送或接收信号的方法100的框图。方法100包括以下步骤：提供电介质基板102，在电介质基板上将多个对称形状印制成通过将所述形状对称地放置成周期性图案形成的导电网状物104，将每个形状都耦合到至少一个相邻形状106。
在接收模式中，该方法继续在导电网状物处接收至少一个信号108，通过至少部分导电网状物传递接收信号110，以及将接收信号从导电网状物馈送到耦合收发机112。在发送模式中，该方法继续将要发送的信号从耦合的收发机馈送到导电网状物，通过至少部分导电网状物传递要发送的信号116，以及在导电网状物处发送该要发送的信号118。
印制步骤104可以包括印制多个对称形状作为封闭形状。这些封闭形状可以包括圆形、正方形、矩形或者多边形，且导电网状物可以整体地由一种形状构成，或者可以是以设定模式或任意模式的两种或多种形状的组合。此外，印制104可以是任何导电材料，诸如但不限于，铜、金或铝。导电材料的印制厚度可以在0.7mm的范围内。电介质基片上这种材料的印制是现有技术中已知的。
耦合步骤106可以包括将多个对称形状中的每一个电磁连接到至少一个邻近的所述多个对称形状，或者将多个对称形状中的每一个直接电气连接到至少一个邻近的所述多个对称形状。直接的电气连接步骤优选包括将至少一个导电条印制在电介质基板上处于相邻形状之间。
在可选实施例中，该方法还可以包括使用从导电网状物馈送到耦合的收发机的接收信号控制耦合的收发机120的带宽的步骤。
本技术领域内熟练的技术人员将了解，可以实现本发明的许多变化和修改。以上的描述和以下的权利要求旨在覆盖所有这些修改和变化。

Claims (24)

1.一种偶极天线，其特征在于，包括：
电介质基板；和
导电网状物，它由所述电介质基板上印制的多个封闭对称形状构成，其中所述多个封闭对称形状中的每个封闭对称形状与其他封闭对称形状都分离，并且其中所述多个封闭对称形状中的每一个都耦合到至少一个邻近的所述多个封闭对称形状并且其中所述封闭对称形状中的每一个都周期性地置于所述电介质基板上靠近至少一个其它的所述多个封闭对称形状，其中所述周期性的放置形成所述多个封闭对称形状的对称图案，所述对称图案为线性对准结构。
2.如权利要求1所述的偶极天线，其特征在于，所述封闭对称形状选自由圆形、正方形和矩形组成的组。
3.如权利要求1所述的偶极天线，其特征在于，所述封闭对称形状选自由圆形、正方形和矩形组成的组中的至少两个。
4.如权利要求1所述的偶极天线，其特征在于，所述封闭对称形状包括至少一个圆形和至少一个多边形。
5.如权利要求1所述的偶极天线，其特征在于，所述封闭对称形状是多边形。
6.如权利要求1所述的偶极天线，其特征在于，所述多个封闭对称形状中的每一个都通过至少一个导电条直接电气连接到至少一个邻近的所述多个封闭对称形状。
7.如权利要求6所述的偶极天线，其特征在于，每个所述多个封闭对称形状通过一个导电条直接电气连接到至少一个邻近的所述多个封闭对称形状，其中所述导电条相对于所述至少两个连接的封闭对称形状中的至少一个而居中。
8.如权利要求1所述的偶极天线，其特征在于所述多个封闭对称形状中的每一个都电磁连接到至少一个邻近的所述多个封闭对称形状。
9.如权利要求1所述的偶极天线，其特征在于，所述偶极天线通信地连接到电话手机。
10.如权利要求9所述的偶极天线，其特征在于，所述电话手机是蜂窝电话手机。
11.如权利要求9所述的偶极天线，其特征在于，所述偶极天线为所述电话手机设定带宽。
12.如权利要求1所述的偶极天线，其特征在于，所述导电网状物包括印刷电路。
13.如权利要求12所述的偶极天线，其特征在于，所述电介质基板是印刷电路板。
14.如权利要求13所述的偶极天线，其特征在于，所述电介质基板是FR4印刷电路板。
15.如权利要求13所述的偶极天线，其特征在于，所述电介质基板是PCS频带印刷电路板。
16.如权利要求1所述的偶极天线，其特征在于，所述多个封闭对称形状中的至少一个直接电气连接到信号馈送。
17.一种使用偶极天线接收信号的方法，其特征在于，包括：
提供电介质基板；
在所述电介质基板上将多个封闭对称形状印制成通过将所述封闭对称形状对称地放置成周期性图案形成的导电网状物，其中所述多个封闭对称形状中的每个封闭对称形状与其他封闭对称形状都分离，并且所述周期性图案为线性对准结构；
将每个所述封闭对称形状耦合到至少一个邻近的封闭对称形状；
在所述导电网状物处接收至少一个信号；
通过至少部分的导电网状物传递所接收到的信号；以及
将所接收到的信号从导电网状物馈送到耦合的收发机。
18.一种使用偶极天线发送信号的方法，其特征在于，包括：
提供电介质基板；
在所述电介质基板上将多个封闭对称形状印制成通过将所述封闭对称形状对称地放置成周期性图案形成的导电网状物，其中所述多个封闭对称形状中的每个封闭对称形状与其他封闭对称形状都分离，并且所述周期性图案为线性对准结构；
将每个所述封闭对称形状耦合到至少一个邻近的封闭对称形状；
将发送的信号从耦合的收发机馈送到导电网状物；
通过至少部分的导电网状物传递所述发送信号；以及
在导电网状物处发送所述发送信号。
19.如权利要求17或权利要求18所述的方法，其特征在于，所述印制包括印制多个封闭对称形状，其中至少一个封闭对称形状选自圆形和多边形组成的组。
20.如权利要求17或权利要求18所述的方法，其特征在于，所述耦合包括将多个封闭对称形状中的每一个电磁连接到至少一个邻近的所述多个封闭对称形状。
21.如权利要求17或权利要求18所述的方法，其特征在于，所述耦合包括将所述多个封闭对称形状中的每一个直接电气连接到至少一个邻近的所述多个封闭对称形状。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述直接的电气连接包括将至少一个导电条印制于至少两个邻近的所述多个封闭对称形状之间，其中导电条电气连接所述至少两个邻近的封闭对称形状。
23.如权利要求17或权利要求18所述的方法，其特征在于，所述印制包括铜印制。
24.如权利要求17或权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括用从导电网状物馈送到耦合的收发机的接收信号控制耦合的收发机的带宽。
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