CN1762070A - 用于移动无线电设备的电路装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于移动无线电设备的电路装置，包括：功率分配器(1)，用于在空间上安排为相互隔开的至少两个天线(2，3)上分配高频发送信号；并且包括连接在天线(2，3)之一和功率分配器(1)之间的至少一个移相器(4)，用于生成由天线(2，3)辐射的发送信号之间的相位差(Δ)。为了实现在移动无线电设备的发送模式下的方向特性，同时实现在接收模式中的无方向性敏感度，本发明提议移相器(4)被安排为非可逆移相器，使得从天线(2，3)接收的高频接收信号被施加到功率分配器(1)而无相位差。

Description

用于移动无线电设备的电路装置
技术领域
本发明涉及用于移动无线电设备的电路装置，包括功率分配器，用于在至少两个在空间上安排为相互隔开的天线上分配高频发送信号，并且还包括连接在天线之一和功率分配器之间的至少一个移相器，用于生成利用天线辐射的发送信号之间的相位差。
背景技术
众所周知，在传统的移动无线电设备中，在这些设备的发送模式中产生的微波辐射的相当部分在移动无线电设备的用户的身体中被吸收，更特别地在其头部被吸收。公认地，到现在为止，还尚未证实由移动无线电设备的功率范围内的微波辐射所引起的对用户健康造成的负面影响。但是，期望：利用合适安排的技术设施，安排移动无线电设备，使得微波辐射在移动无线电设备的用户身体中的特定吸收比率(SAR)尽可能保持为最小。
为了达到最小可能的微波辐射对用户引起的负荷，例如，可以调整移动无线电设备的天线的方向特性，使得在用户的方向上辐射最低可能的功率。为此，公知给移动无线电设备安装屏蔽板，该屏蔽板位于移动无线电设备的天线和用户的头部之间。
缺点则是屏蔽板的方向特性也工作在移动无线电设备的接收模式中，因此取决于该设备的瞬时定方，能够影响接收。
为了利用移动无线电天线实现特定方向特性，如从AT 405 348 B中获知的，可以使用多个天线的特定空间布局，其中将具有可预定相位差的高频发送信号提供给各个天线。为此，通过功率分配器来分配高频发送信号。每次在天线和功率分配器之间连接移相器时，产生期望的相位差。
这种公知布局的缺点也是方向特性，其在发送模式下保护移动无线电设备的用户，而在接收模式下反而具有干涉效果。原则上，可以想到除了专用于发送模式并具有期望方向特性的天线阵列之外，使用不具有特殊方向特性的单独的接收天线。但是，一方面，由于成本的原因，并且另一方面，由于空间的原因，这因为考虑到移动无线电设备所力求的微型化而毫无可能。实际上，不可能充分小型化这样的在发送模式下具有期望的方向特性并且同时具有充足的带宽用于第三代移动无线电设备的天线阵列。
发明内容
基于这种思想，本发明的目的是提供用于移动无线电设备的电路装置，用于专门在移动无线电设备的发送模式下实现保护移动无线电设备用户的方向特性，而在接收模式下具有不定向特性。然后，完成该电路装置而不需要分别用于发送或接收模式的独立天线，并且应有可能在成本上有效地和经济地实现这样的装置。
利用在起始段落中定义的电路装置类型实现该目的，其中移相器被安排为非可逆移相器，使得从天线接收的高频接收信号被无相位差地施加到功率分配器。
在发送模式下，依照本发明的电路装置的功率分配器将移动无线电设备辐射的微波信号分为两个或多个信号，每个信号具有减小的功率电平。然后，这些信号被施加到各个天线，这些天线以特定方式在空间上隔开地设置在移动无线电设备中。随后实现期望的方向特性，其中在至少一个天线和功率分配器之间连接移相器，通过移相器在天线所辐射的发送信号之间产生了特定的相位差。移动无线电设备中相位差的范围和天线的空间布局将准确地相互调谐，以实现传送模式下的期望方向特性。
在接收模式下，从天线接收的高频接收信号再次被施加到功率分配器，功率分配器将接收信号叠加在和信号上。然后这个和信号被施加到移动无线电设备的相应部件，用于进一步的处理。依照本发明，将非可逆移相器用于在天线辐射的发送信号之间生成发送模式所要求的相位差，作为其结果，实现了在接收模式下通过功率分配器叠加的接收信号不具有相位差。结果是移动无线电设备在接收模式下没有特定的方向特性，这有利地导致移动无线电设备的接收不依赖于其瞬时定向的事实。而且，同时，保护移动无线电设备的用户在发送模式下不负担过高的微波辐射。
有利地，依照本发明的电路可以被极其节约成本地制造，仅仅利用几个标准部件。利用两个常规类型的偶极天线，可以实现适用于发送模式的方向特性，这样依照本发明的电路装置在移动无线电设备中仅占据最小的空间。
如果天线是偶极天线，则天线的偶极轴被有利地彼此平行对准，同时天线之间的距离小于发送和接收信号的波长。同时，由非可逆移相器产生的由天线辐射的发送信号之间的相位差至多是180°。以这种方式，可以成本有效地在移动无线电设备的发送模式下实现方向特性，其中辐射到用户的微波功率显著减小，并且同时在远离用户的发射方向上没有太强的集中。后者对于保证能够充分良好地接收有可能独立于移动无线电设备的瞬时定向在发送模式下由移动无线电设备辐射的信号是重要的，这样在移动无线电设备的使用中不存在限制。已显现，如果天线之间的距离等于发送模式和接收信号的波长的十分之一或十分之二，并且利用天线辐射的发送信号之间的相位差大约为100°到145°，将获得特别合适的方向特性。
上述的电路装置对于传统类型的移动无线电设备可以作为发送模式/接收模块以极小成本进行安装。如果移动无线电设备的天线是其偶极轴被彼此平行对准的偶极天线，则这些天线将被设置在距离用户头部不同的距离上，以便有效地保护移动无线电设备的用户。例如，偶极天线可以沿着远离用户头部指向的轴线上设置在合适的距离上。
附图说明
下面，参考附图，将进一步解释本发明的实施例示例，其中：
图1显示依照本发明的电路装置的方框图，
图2显示可以用于依照本发明的电路装置的非可逆移相器，和
图3显示依照本发明的移动无线电设备的方向图。
具体实施方式
图1示出的电路装置包括功率分配器1，其中高频发送信号被馈送到其输入S。利用功率分配器1，发送信号被分为具有更小功率的两个信号，这两个信号存在于功率分配器1的输出A和B上。这些信号被施加给在空间上隔开设置的两个天线2和3。在天线2和功率分配器1之间连接有非可逆移相器4，用于在由天线2和3辐射的发送信号之间产生相位差Δ。两个天线2和3的空间布局以及相位差Δ的大小决定发送模式中该装置的方向特性。由天线2和3接收的高频接收信号通过其端子A和B施加给功率分配器1。功率分配器1将这些信号叠加在和信号上，该和信号出现在功率分配器1的端子S上。作为非可逆移相器的结果，从天线2接收的信号没有经历相移，因此接收信号由功率分配器1同相叠加。因此，无论如何，在所示的电路装置的接收模式中没有方向特性。在空间中在所有方向上接收的敏感度同样大。
图2显示非可逆移相器的制造可能性。所示的移相器包括三端口循环器5，其端口6被连接到功率分配器的连接A。施加到循环器5的发送信号通过循环器的端口7被施加到传导部件8。在传导部件8的末端，具有发送信号的反射，使得反射的发送信号被退回到循环器的端口7，同时该信号经历了相移Δ，该相移取决于传导元件8的长度。然后，经相移的发送信号被输出给循环器5的端口9，并且被施加到天线2。由天线2接收的信号直接从循环器的端口9发送到其端口6而不实现相移。
图3的左图显示装配了图1所示的电路装置的移动无线电设备在发送模式中的方向特性。
右图显示同一设备在接收模式中的方向特性。沿着等高线TX，由移动无线电设备辐射的微波具有相同的幅度。等高线RX表明移动无线电设备的接收模式敏感度，其在空间中所有方向上是基本相同大的。左图显示的方向特性可以通过两个偶极天线实现，这些偶极天线的偶极轴设置在z方向，即意味着垂直于表示层。
同时，天线被相互隔开设置在x方向上，其中天线之间的距离大约是发送信号波长的十分之一。由两个天线辐射的发送信号之间的相位差大约是145°。通过左面的方向图，清楚可见，由在图中心提供的天线阵列向左边辐射的功率比向右边辐射的更多。因此，移动无线电设备的用户的头部位于天线阵列的右侧是切合实际的。

Claims (8)

1.用于移动无线电设备的一种电路装置，包括功率分配器(1)，用于在空间上安排为相互隔开的至少两个天线(2，3)上分配高频发送信号；并且包括连接在一个天线(2)和功率分配器(1)之间的至少一个移相器(4)，用于生成由天线(2，3)辐射的发送信号之间的相位差(Δ)，其特征在于，该移相器(4)被安排为非可逆移相器，因此从天线(2，3)接收的高频接收信号被施加到功率分配器(1)而无相位差。
2.权利要求1所述的电路装置，其特征在于，天线(2，3)是偶极天线。
3.权利要求2所述的电路装置，其特征在于，天线(2，3)的偶极轴被彼此平行对准。
4.权利要求1-3中任何一项权利要求所述的电路装置，其特征在于，天线(2，3)之间的距离小于发送模式和接收信号的波长，并且由天线(2，3)辐射的发送信号之间的相位差(Δ)至多是180°。
5.权利要求4所述的电路装置，其特征在于，天线(2，3)之间的距离对应于发送模式和接收信号的波长的十分之一或十分之二，并且由天线(2，3)辐射的发送信号之间的相位差(Δ)是100°-145°。
6.一种移动无线电设备，包括发送模式/接收模块，其包括功率分配器(1)，用于在空间上安排为相互隔开的移动无线电设备的至少两个天线(2，3)上分配高频发送信号，其中用于生成由天线(2，3)辐射的发送信号之间的相位差(Δ)的移相器(4)连接在天线之一(2)和功率分配器(1)之间，其特征在于，移相器(4)被安排为非可逆移相器，因此从天线(2，3)接收的高频接收信号被施加到功率分配器1而无相位差。
7.权利要求6所述的移动无线电设备，其特征在于，移动无线电设备的天线(2，3)是偶极天线，其偶极轴被彼此平行对准。
8.权利要求7所述的移动无线电设备，其特征在于，移动无线电设备的天线(2，3)被安排在距离移动无线电设备的用户的头部不同的距离上。
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