專利名稱：L波段四線螺旋天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于用戶終端手機(jī)的天線系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及用于移動電話用戶手機(jī)的四線螺旋天線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在本領(lǐng)域中蜂窩式或衛(wèi)星通信系統(tǒng)用于提供移動電話用戶與固定用戶或其他移動用戶之間的通信鏈路是公知的。這些通信鏈路可承載多種不同形式的信息，包括話音、數(shù)據(jù)、視頻和傳真?zhèn)鬏?。在典型的蜂窩式系統(tǒng)中，來自移動用戶的無線發(fā)射由本地、陸基、發(fā)射機(jī)/接收機(jī)站接收。然后，為了由所需的接收終端接收，這些本地基站或“網(wǎng)孔”通過本地電話系統(tǒng)或蜂窩式系統(tǒng)重發(fā)移動用戶的信號。
許多蜂窩式系統(tǒng)主要或只依賴于視距通信。在這些系統(tǒng)中，每個(gè)本地發(fā)射機(jī)/接收機(jī)有一個(gè)有限的范圍，因而需要大量本地網(wǎng)孔以提供一個(gè)大范圍地區(qū)的通信覆蓋。與提供這樣大量網(wǎng)孔有關(guān)的成本可能限制了蜂窩式系統(tǒng)在人煙稀少地區(qū)和/或有限蜂窩式服務(wù)需求地區(qū)的使用。此外，甚至在未因經(jīng)濟(jì)上的考慮而排除蜂窩式服務(wù)的地區(qū)，由于本地地形和氣象條件的原因在陸基蜂窩式系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)“關(guān)閉”區(qū)。
因此，提出了一種組合的蜂窩式/衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)將一個(gè)有限的陸基蜂窩式網(wǎng)絡(luò)與一個(gè)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)合以在不能提供蜂窩式服務(wù)的大范圍地區(qū)為移動用戶提供通信。在所提出的系統(tǒng)中，陸基蜂窩站安放在高業(yè)務(wù)量地區(qū)，同時(shí)一個(gè)L波段衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)向剩余地區(qū)提供服務(wù)。為提供蜂窩式和衛(wèi)星兩種通信，用于此系統(tǒng)的用戶終端手機(jī)應(yīng)包括衛(wèi)星和蜂窩收發(fā)信機(jī)兩者。這種組合系統(tǒng)在廣域地區(qū)提供全通信覆蓋而不需額外數(shù)量的地面的網(wǎng)孔。
在所提出的該系統(tǒng)中，如同所知的亞洲蜂窩式衛(wèi)星系統(tǒng)，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)將由一個(gè)或多個(gè)在赤道上方大約22600哩處軌道運(yùn)行的同步衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)。這些衛(wèi)星將對大部分遠(yuǎn)東地區(qū)包括中國、日本、印度尼西亞和菲律賓提供點(diǎn)波束覆蓋。在這些系統(tǒng)中，向衛(wèi)星發(fā)射的信號將落入1626.5MHz至1660.5MHz的發(fā)射頻帶內(nèi)，和由衛(wèi)星發(fā)射的信號將落入1525MHz至1559MHz的接收頻帶內(nèi)。
盡管將衛(wèi)星和蜂窩式服務(wù)集成在一個(gè)雙模式系統(tǒng)中可克服許多與單一陸基蜂窩式系統(tǒng)有關(guān)的缺點(diǎn)，而提供在尺寸、重量、成本、易使用和通信清晰度方面滿足用戶期望的雙模式用戶終端手機(jī)是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。消費(fèi)者對于手持移動電話機(jī)物理特性和通信性能的期望已由用于常規(guī)蜂窩式系統(tǒng)的電話機(jī)說明了，該常規(guī)電話機(jī)僅包括與通常位于移動用戶終端20哩內(nèi)的網(wǎng)孔節(jié)點(diǎn)通信的單一收發(fā)信機(jī)。通過對比，即將用于亞洲蜂窩式衛(wèi)星系統(tǒng)的手持用戶終端必須包括一個(gè)蜂窩式和一個(gè)衛(wèi)星收發(fā)信機(jī)兩者。此外，因?yàn)橄蛐l(wèi)星發(fā)射的或來自衛(wèi)星的信號在一般將用戶手機(jī)與同步衛(wèi)星隔開的25000或更多哩的傳播中經(jīng)歷大幅度的衰減，與系統(tǒng)的衛(wèi)星通信方面有關(guān)的大的自由空間損耗可明顯增加必須由天線提供的用于用戶終端手機(jī)上衛(wèi)星收發(fā)信機(jī)的功率和天線增益。
另外，網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星方面也可在用戶終端手機(jī)上增加額外的限制。例如，裝備用戶終端手機(jī)的衛(wèi)星收發(fā)信機(jī)應(yīng)提供一個(gè)準(zhǔn)半球天線輻射圖，為了避免需要跟蹤所希望的衛(wèi)星。另外，提供該準(zhǔn)半球天線輻射圖的天線應(yīng)發(fā)射和接收圓極化波形，以便既使用戶終端上針對衛(wèi)星的衛(wèi)星天線任意方向引起的信號損失最小又避免當(dāng)信號穿過電離層時(shí)可能引起的法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)。另外，手持收發(fā)信機(jī)上的衛(wèi)星天線也應(yīng)在小仰角上具有低方向性比和低增益以便提供低輻射圖噪聲溫度。
除了上述限制外，該手機(jī)衛(wèi)星收發(fā)信機(jī)最好也能夠在與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的發(fā)射和接收頻帶的全范圍工作。可是，亞洲蜂窩式衛(wèi)星系統(tǒng)的工作頻帶與用于各種現(xiàn)有技術(shù)的L波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)的用戶終端天線系統(tǒng)相關(guān)的任何通信帶寬一樣大。另外，如上面討論的，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)在一個(gè)頻帶(發(fā)射子頻帶)上發(fā)射信號并在另一個(gè)頻帶(接收子頻帶)上接收信號以便使發(fā)射和接收信號之間的干擾最小。因此用戶手機(jī)上的衛(wèi)星收發(fā)信機(jī)最好提供在發(fā)射和接收子頻帶兩者上的可接受的輻射圖。
鑒于上述限制，存在對手持衛(wèi)星收發(fā)信機(jī)的需求，尤其是，用于該收發(fā)信機(jī)的天線系統(tǒng)能夠發(fā)射和接收圓極化波形，該天線系統(tǒng)在分離的、相對寬頻帶的發(fā)射和接收子頻帶上提供一個(gè)相對高增益的準(zhǔn)半球輻射圖。這樣一個(gè)天線系統(tǒng)最好能夠?qū)μ幱诎肭蛉魏挝恢玫男l(wèi)星發(fā)射和接收信號。另外，設(shè)定的用戶終端手持特性和消費(fèi)者對小而容易攜帶天線的期望，使能夠滿足上述需要的衛(wèi)星天線系統(tǒng)應(yīng)裝配在極小的物理體積內(nèi)。這些用戶強(qiáng)加的尺寸限制也為天線饋電結(jié)構(gòu)和任何匹配、切換和用于天線正常工作的其他網(wǎng)絡(luò)所需的物理體積設(shè)置了限制。因此，例如，在亞洲蜂窩式衛(wèi)星系統(tǒng)中，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)鏈路預(yù)算(budgets)需要手持電話機(jī)上的衛(wèi)星天線系統(tǒng)能夠在超過45°的所有仰角上提供至少2dBi的靜增益，這里靜增益定義為由天線任意負(fù)匹配(minus any matching)、天線饋電結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的吸收或其他損耗提供的實(shí)際增益或“方向性”。此外，天線也必須具有小于3dB的軸向比同時(shí)在整個(gè)接收子頻帶上提供良好的方向性比。這些性能特性必須由與任何相關(guān)阻抗匹配的電路或其他器件一起安裝在長13厘米、直徑13毫米的圓柱體內(nèi)的一個(gè)天線提供。
螺旋天線和尤其多線螺旋天線是相對小型的天線，非常適合于需圓極化波形和準(zhǔn)半球波瓣圖的各種應(yīng)用。螺旋天線是以螺紋形式繞制的導(dǎo)線以形成一個(gè)螺旋。這種螺旋天線一般由連接到螺旋底部的同軸電纜傳輸線饋電。多線螺旋天線是一個(gè)包括多于一個(gè)輻射單元的螺旋天線。這種多線螺旋天線的每個(gè)單元一般饋有在相位上分離360°/N的等幅信號，其中N為輻射天線單元的數(shù)量。由于相鄰單元之間的相位間隔按360°/N改變，由多線螺旋天線提供的天線圖往往明顯地衰減。因此，耦合多線螺旋天線與發(fā)射機(jī)/接收機(jī)之間信號的饋電結(jié)構(gòu)最好引入最小的相位失真或沒有相位失真以便天線輻射圖的衰減最小或防止衰減。
多線螺旋天線的一種常用形式為四線螺旋。四線螺旋天線為圓極化天線，其包括以螺旋狀排列的四個(gè)正交輻射單元(其可是分節(jié)的線匝)，以正交相位激勵(lì)(即感應(yīng)或來自各個(gè)輻射單元的輻射能量在相鄰輻射單元之間偏移90°)。
四線螺旋天線能工作在幾種模式下，包括軸向模式、正常模式或兩種模式的比例組合。為獲得軸向工作模式，每個(gè)天線單元的軸向長度一般幾倍于對應(yīng)天線工作頻帶中心頻率的波長。工作在這種模式，四線螺旋天線可提供相對高增益輻射圖?？墒?，這樣的輻射圖是高方向性的(即它不是準(zhǔn)半球形)和因此軸向工作模式一般不適用于不包括跟蹤衛(wèi)星裝置的衛(wèi)星通信終端。
工作在正常模式下，四線螺旋天線的每個(gè)螺旋一般在頂部進(jìn)行平衡非平衡轉(zhuǎn)換饋電，和螺旋臂一般為諧振長度(即長度為四分之一λ、二分之一λ、四分之三λ或λ，在此λ為對應(yīng)天線工作頻帶中心頻率的波長)。這些單元以大傾斜角繞在小直徑上。以此方式，天線一般提供用于移動衛(wèi)星通信所需的準(zhǔn)半球輻射圖，但不幸的是，天線僅在位于諧振頻率上的相對較窄帶寬上提供增益。另外，天線的本征帶寬正比于由四線螺旋天線限定的圓柱體直徑，由此，其它完全相同的情況下，天線越小則工作帶寬越窄。如上面討論的，某些正在形成的蜂窩式和衛(wèi)星電話用途具有相對大的發(fā)射和接收工作帶寬。這些帶寬可接近或甚至超過了工作在正常模式的四線螺旋天線所提供的帶寬，和在明顯需要限制天線最大直徑的其它系統(tǒng)中尤其如此。
除了上述有關(guān)四線螺旋天線的帶寬限制外，天線可有效工作的帶寬也受功率傳輸考慮的限制。特別地，在工作中，必須在發(fā)射機(jī)/接收機(jī)和四線螺旋天線之間傳輸電信號?？墒?，由于在饋源與負(fù)載之間的非完全阻抗匹配引起產(chǎn)生反射，這樣的功率傳輸一般不是無損耗的。如足夠大，可用電壓駐波比(“VSWR”)表示的反射功率損耗可能妨礙通信系統(tǒng)滿足其鏈路預(yù)算(budgets)。作為舉例，對于亞洲蜂窩式衛(wèi)星系統(tǒng)，系統(tǒng)鏈路預(yù)算需要在手機(jī)發(fā)射機(jī)/接收機(jī)輸出端測量的電壓駐波比小于1.5。
盡管經(jīng)?？赡軐⑺木€螺旋天線的輸入阻抗與來自發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的內(nèi)聯(lián)傳輸線阻抗相匹配，由于四線螺旋天線的輸入阻抗隨頻率明顯改變，這種匹配僅產(chǎn)生在小頻率范圍上。因此，甚至不需要完全匹配(即VSWR＝1.0)，一般也仍可在某個(gè)極小帶寬上獲得可接受的匹配。此帶寬小于正在形成的蜂窩式和衛(wèi)星電話用途所要求的工作帶寬。因而，阻抗失配也可適用于對四線螺旋天線系統(tǒng)有效帶寬的限制。
四線天線以前使用在大量L波段移動衛(wèi)星通信應(yīng)用中，包括國際海事衛(wèi)星INMARSAT、導(dǎo)航衛(wèi)星NAVSTAR，和全球定位系統(tǒng)GPS?？墒牵瑤缀跛羞@些現(xiàn)有技術(shù)天線實(shí)際太大而不能滿足正出現(xiàn)的衛(wèi)星電話應(yīng)用對尺寸的要求。另外，盡管也能提供這些正出現(xiàn)的應(yīng)用所需要的增益、軸向比、噪聲溫度、方向性比和寬帶性能，現(xiàn)有技術(shù)天線一般也不能滿足這些正出現(xiàn)的應(yīng)用對尺寸的限制。因此，需要一種新的、明顯更小的衛(wèi)星電話天線系統(tǒng)，它應(yīng)能夠在寬間隔的、相對寬帶的發(fā)射和接收子頻率上提供具有正增益的準(zhǔn)半球天線圖。
本發(fā)明概述鑒于關(guān)于現(xiàn)有天線系統(tǒng)的上述限制，本發(fā)明的一個(gè)目的是實(shí)際地提供用于L波段衛(wèi)星和蜂窩式電話網(wǎng)絡(luò)的小型的四線螺旋天線系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供L波段四線螺旋天線系統(tǒng)，其能夠在所有超過45°的仰角上提供方向性超過3dBi的輻射圖。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供L波段四線螺旋天線系統(tǒng)，其能夠在工作頻率寬帶上提供良好的阻抗匹配。
本發(fā)明的這些和其他目的是由用于手持用戶收發(fā)信機(jī)的小型L波段四線螺旋天線系統(tǒng)實(shí)際提供的，該收發(fā)信機(jī)利用可由四線螺旋天線得到的尺寸、增益、極化和輻射圖特性，而避免此種天線的帶寬限制。這些改善的性能特性是通過使用小直徑閉環(huán)天線設(shè)計(jì)和增加天線工作帶寬的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)來提供的。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供用于發(fā)射和接收無線信號的手持收發(fā)信機(jī)，其包括一個(gè)發(fā)射機(jī)、一個(gè)接收機(jī)、一個(gè)用戶接口、一個(gè)四線螺旋天線和耦合裝置，該裝置將天線電連接到用戶終端收發(fā)信機(jī)上。在此實(shí)施例中，構(gòu)成四線螺旋天線的單元的軸向長度最好在7至9厘米范圍和由這些單元限定的圓柱體直徑最好在6至13毫米之間。在另一個(gè)實(shí)施例中，此收發(fā)信機(jī)在1626.5MHz到1660.5MHz頻段發(fā)射信號和在1525MHz至1559MHz頻段接收信號。四線螺旋天線可包含兩個(gè)正交排列和相位正交激勵(lì)的雙線螺旋天線，和該天線可提供作為與手持用戶收發(fā)信機(jī)分離的獨(dú)立裝置。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，四線螺旋天線包含四個(gè)天線單元，每個(gè)單元具有一個(gè)源端和一個(gè)末端。在這個(gè)實(shí)施例中，第一和第三天線單元的源端耦合到收發(fā)信機(jī)上，和第二和第四天線單元的源端耦合到第一參考電壓。第一和第二天線單元和第三與第四天線單元在它們的末端電連接。每個(gè)這樣的線螺旋可能包含一個(gè)具有大約55至85度螺距角的螺旋體。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)天線單元的長度大約為四線螺旋天線工作波長(λ)的0.5倍，和天線單元限定了一個(gè)具有小于天線工作波長(λ)的10％的固定直徑的圓柱體。四線螺旋天線可進(jìn)一步配置成發(fā)射和接收圓極化信號。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，將匹配裝置耦合到四線螺旋天線的單元上以增加四線螺旋天線的工作帶寬。這些匹配裝置對于在L波段頻段中的至少25MHz的連續(xù)帶寬上最好將在收發(fā)信機(jī)輸出端測量的電壓駐波比減小到小于1.5。這些匹配裝置可包含耦合到四線螺旋天線單元上的電抗元件。該天線系統(tǒng)也可包括一個(gè)或多個(gè)可彎曲的微電子基片，在其上可實(shí)現(xiàn)四線螺旋天線和作為集中元件裝置的匹配裝置。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種四線螺旋天線系統(tǒng)，其中四線螺旋天線每個(gè)單元的軸向長度在對應(yīng)天線設(shè)計(jì)的發(fā)射和接收信號頻率范圍波長的0.37至0.48倍，和由天線限定的圓柱體直徑在0.03至0.07波長之間。本發(fā)明四線螺旋天線系統(tǒng)的這些和其他實(shí)施例提供了在實(shí)體封裝中的用于正出現(xiàn)的移動衛(wèi)星通信應(yīng)用所必須的增益、帶寬、極化和輻射圖特性，其小巧并符合消費(fèi)者對于攜帶方便的期望。
附圖簡要說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的四線螺旋天線系統(tǒng)的一個(gè)方框圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的四線螺旋天線系統(tǒng)的一個(gè)透視圖；圖3為說明本發(fā)明天線、耦合網(wǎng)絡(luò)和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的特定實(shí)施例的示意圖；圖4為說明本發(fā)明一種改型實(shí)施例的示意圖。
最佳實(shí)施例的詳細(xì)說明現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述本發(fā)明，如下所示為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。可是，本發(fā)明可用許多不同的形式來體現(xiàn)，而且不得解釋為限制在此闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例是為了使公開更徹底和完整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面?zhèn)鬟_(dá)本發(fā)明的范圍。另外，盡管本發(fā)明的天線系統(tǒng)特別有利于用在某些衛(wèi)星通信應(yīng)用中，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解這些天線系統(tǒng)也可有利地用于多種應(yīng)用中，包括蜂窩式、陸基通信系統(tǒng)，因而本發(fā)明不能以任何方式解釋為對使用在衛(wèi)星通信終端手機(jī)中的天線系統(tǒng)的限制。相同數(shù)字表示通篇相同的元件。
在圖1的方框圖中描述了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的手持無線通信終端10的實(shí)施例。終端10一般包含一個(gè)天線系統(tǒng)18、由發(fā)射機(jī)12接收機(jī)14和用戶接口16組成的一個(gè)收發(fā)信機(jī)11。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說用戶接口16適用于手持無線通信終端是公知的，如送話器、袖珍鍵盤、旋轉(zhuǎn)撥號盤和類似物。同樣地，各種適用于在手持無線通信終端上使用的發(fā)射機(jī)12和接收機(jī)14對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也是公知的。
如圖1中所描述，根據(jù)本發(fā)明的天線系統(tǒng)18使用了一個(gè)四線螺旋天線20。該天線20可電連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)29上，該網(wǎng)絡(luò)用于改善天線系統(tǒng)18與收發(fā)信機(jī)11之間的寬帶阻抗匹配。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)29被耦合到天線饋電網(wǎng)絡(luò)27上。為在發(fā)射期間使四線螺旋天線20的每個(gè)單元產(chǎn)生輻射，天線饋電網(wǎng)絡(luò)27將來自發(fā)射機(jī)12的信號分開并使其相位旋轉(zhuǎn)，和當(dāng)通信終端10工作在接收方式時(shí)天線饋電網(wǎng)絡(luò)27將天線20所接收的輻射能量合并和傳送到接收機(jī)14。
如圖2所示，四線螺旋天線20由四個(gè)輻射螺旋天線單元22、24、26、28或“線”組成。一個(gè)線通常由如同22的一條線或帶沿同軸支撐管的長度纏繞成螺旋狀而形成。因此，天線20包含一對雙線螺旋體22、26和24、28。四線螺旋天線20的單元22、24、26、28最好實(shí)際相互隔開90°并以正交相位激勵(lì)。另外，在以導(dǎo)電材料帶形成單元的場合，最好使用較寬的帶(即對于設(shè)計(jì)工作在1500-1660MHz頻率范圍的天線在3-5毫米寬數(shù)量級)以減少損耗和使單元的電感最小，從而促進(jìn)天線20阻抗與發(fā)射機(jī)12和接收機(jī)14阻抗的匹配。
在本發(fā)明范圍內(nèi)的另一種實(shí)施例包括具有輻射單元22、24、26、28的四線螺旋天線20，這些單元在每個(gè)形成圍繞一個(gè)軸的線圈或部分線圈的意義上是螺旋形的，但從一端到另一端的直徑也變化。這樣，盡管天線20的優(yōu)選實(shí)施例具有限定一個(gè)圓柱體封套的螺旋單元，也可能使這些單元限定另外的一個(gè)圓錐形封套或其它旋轉(zhuǎn)表面來形成天線20。另外，應(yīng)注意在此使用的詞匯“螺旋體”并不打算暗示多個(gè)匝。具體地，一個(gè)在此使用的“螺旋體”可以構(gòu)成少于一個(gè)整匝。
如圖2中所示，可由(i)四個(gè)輻射單元的軸向長度(H)(ii)由這些單元和與源端和末端連接相關(guān)的交叉臂限定的圓柱體的直徑(D)和(iii)每個(gè)輻射單元的實(shí)際長度(L)來限定一個(gè)四線螺旋天線。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，由L波段四線螺旋天線20的單元限定的圓柱體直徑D是6和13毫米之間，以提供滿足消費(fèi)者對小型、易攜帶蜂窩式電話機(jī)所期望的一個(gè)小巧天線結(jié)構(gòu)。另一種形式，由天線20的單元限定的圓柱體直徑D最好在對應(yīng)天線接收和發(fā)射信號頻段中心頻率波長(λ)的近似0.03和0.07倍之間。
同樣地，天線單元22、24、26、28最好是軸向長度(即由天線單元限定的圓柱體的高度)在7和9厘米之間以便為便攜蜂窩式/衛(wèi)星電話機(jī)提供小巧的天線。另一種方式，天線單元22、24、26、28的軸向長度最好在對應(yīng)天線接收和發(fā)射信號頻段中心頻率波長(λ)的0.37和0.48倍之間。另一種方式，每個(gè)天線單元的長度最好是便于天線在感性趣的頻段上以諧振方式工作的這樣一個(gè)長度。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會明白四線螺旋天線可設(shè)計(jì)成有λ/4、λ/2、3λ/4或λ的單元長度而工作在諧振態(tài)，其中λ對應(yīng)天線接收和發(fā)射信號頻段的中心頻率波長。可是，如同本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，由于天線罩的效果天線單元的實(shí)際物理長度可以更短，因?yàn)樘炀€罩往往改變傳播速度使得長度短于在自由空間中的長度。這種效果在小尺寸成為重要目標(biāo)的場合是有利的，由此應(yīng)理解本發(fā)明的四線螺旋天線系統(tǒng)也可是具有物理長度并非四分之一波長倍數(shù)的天線單元而工作在諧振態(tài)或接近諧振態(tài)。
另外，盡管具有λ/4、λ/2、3λ/4和λ實(shí)際或電(應(yīng)用天線罩效果的場合)長度單元的四線螺旋天線公知為工作在諧振態(tài)，這種諧振態(tài)或接近諧振態(tài)工作也可由其它長度的單元獲得。諧振工作意味著等效電抗為零，同時(shí)等效導(dǎo)納為一個(gè)實(shí)數(shù)。希望工作在諧振態(tài)，因?yàn)樵谥C振狀態(tài)可不需要任何另外的電抗匹配而實(shí)現(xiàn)最大功率傳輸。可是，如同本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的，通過使用額外的匹配裝置可設(shè)計(jì)出具有非四分之一波長倍數(shù)單元長度而工作在諧振狀態(tài)或接近諧振狀態(tài)的四線螺旋天線，由此在饋源與負(fù)載之間提供良好的功率傳輸。因而，應(yīng)確認(rèn)本發(fā)明不僅限于具有四分之一波長倍數(shù)單元長度的四線螺旋天線，而是包含具有任何單元長度結(jié)合任何匹配結(jié)構(gòu)提供接近諧振工作的四線螺旋天線。
由四線螺旋天線20提供的輻射圖主要隨螺旋體直徑、傾角(隨螺旋體每單位軸向長度匝數(shù)變化)和單元長度而變化。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，螺旋天線單元22、24、26、28的電長度近似為λ/2。在此實(shí)施例中，天線20最好具有大約55至85度的傾角。在此優(yōu)選范圍，較低傾角提供更多半球覆蓋，而對于單元長度在1/2波長數(shù)量級上較高傾角值將使輻射圖集中在小于半球覆蓋的立體角上。給定使用天線的系統(tǒng)的特定要求，選擇適當(dāng)傾角可提供覆蓋與方向性之間的最佳折中方案。
在上述本發(fā)明的λ/2單元長度實(shí)施例中，四線螺旋天線20工作在接近諧振方式，和在對應(yīng)波長λ的諧振頻率上的較窄帶寬內(nèi)提供一個(gè)準(zhǔn)半球輻射圖。如上面討論的，由此種四線螺旋天線提供的方向性隨傾角變化。因此，例如，單元軸向長度在7至9厘米數(shù)量級和直徑在6至13毫米數(shù)量級具有65度范圍的一個(gè)傾角的四線螺旋天線能在L波段頻段上提供在正上方大于6dBi的方向性和在其它所有超過45°的仰角上大于4dBi的方向性的輻射圖，通過調(diào)整傾角也同樣可以獲得其它準(zhǔn)半球輻射圖，用較高傾角一般提供較寬的覆蓋而峰值增益較低。如同本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，上述天線輻射圖方向性數(shù)值是指由天線獲得的實(shí)際增益，和不考慮由天線饋電網(wǎng)絡(luò)27或阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)29引起的任何損耗。通常，這些損耗在2dB數(shù)量級，因此上面描述的具有65°傾角的天線的“凈增益”為在正上方近似4dBi和在所有超過45°的仰角上近似2dBi。
如圖2所示，構(gòu)成四線螺旋天線20的四個(gè)單獨(dú)天線單元22、24、26、28的每一個(gè)具有接近天線饋電網(wǎng)絡(luò)27的源端22a、24a、26a、28a，和末端22b、24b、26b、28b。如圖2所示，四線螺旋天線單元22和26的末端22b、26b最好由線或帶151電連接以形成一個(gè)雙線回路，和單元24和28的末端24b、28b同樣由線或帶153電連接以形成第二個(gè)雙線回路。在此實(shí)施例中，單元22和24的源端22a、24a被耦合到天線饋電網(wǎng)絡(luò)27上和單元26和28的源端26a、28a被耦合接地。四線螺旋天線20的此實(shí)施例稱之為一個(gè)閉環(huán)實(shí)施例，因?yàn)樘炀€20的單元在末端被電連接。這些與包含四個(gè)螺旋單元且每個(gè)都在末端開路的開環(huán)四線螺旋天線相區(qū)別。
在天線20的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，雙線環(huán)路22、26；24、28是對稱的。因此，電連接151、153最好由排列以便提供短路的相同形狀導(dǎo)電線或帶實(shí)現(xiàn)，這些短路形成雙線回路22、26和24、28而雙線回路22、26與雙線回路24、28電絕緣。這種電連接151、153的對稱排列使相鄰單元之間的相位離開理想90°相位偏置的改變最小。
四線螺旋天線20的閉環(huán)實(shí)施例有利于解決在移動電話應(yīng)用中使用開環(huán)四線螺旋天線時(shí)引起的問題。尤其是在需要小天線直徑的應(yīng)用中，底部饋電的開環(huán)1/2波長四線螺旋天線在諧振頻率上具有近似開路的阻抗(1000歐姆或更大)。這樣的阻抗太大以至不能轉(zhuǎn)換為所需的阻抗，這樣不能獲得最大功率傳輸，因?yàn)樘炀€阻抗與饋源傳輸線阻抗不匹配，所需阻抗通常為50歐姆數(shù)量級因?yàn)樘炀€一般通過一條或多條50歐姆同軸電纜與收發(fā)信機(jī)11連接。在優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)天線20工作在接收方式時(shí)閉環(huán)底P饋電λ/2長度單元的四線螺旋天線的諧振電阻為4-8歐姆范圍，而當(dāng)天線20工作在發(fā)射方式時(shí)為8-12歐姆范圍。這樣可以通過各種阻抗轉(zhuǎn)換技術(shù)，如射頻轉(zhuǎn)換器或通過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)27，轉(zhuǎn)換到50歐姆數(shù)量級以匹配傳輸源點(diǎn)的阻抗。可是，對于某個(gè)非1/2波長的單元長度，如3/4波長單元，開路阻抗會低的多，以便轉(zhuǎn)換到50歐姆數(shù)量級。
當(dāng)以背射方式從頂部饋電，通過可選擇的向上或向下方式在中部饋電，或以前射反向纏繞方式在底部饋電時(shí)，四線螺旋天線已知能夠輻射左旋或右旋園極化信號?？墒牵敳筐侂娦褪皆趫A柱體中心需要套管平衡非平衡轉(zhuǎn)換器，可能很難制作。在用于衛(wèi)星或蜂窩式電話系統(tǒng)中的微波頻率上尤其如此，因?yàn)檫@些電話機(jī)需要小直徑的螺旋天線結(jié)構(gòu)。同樣，中心饋電的四線螺旋天線也難以制作。在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明通過對激勵(lì)兩個(gè)閉環(huán)雙線回路的四線螺旋天線使用源端饋電網(wǎng)絡(luò)來解決這些制作問題。
單個(gè)螺旋22、24、26、28的纏繞可以是右旋的或左旋的，在此每個(gè)構(gòu)成天線20的單元22、24、26、28具有相同的纏繞方向。在上述優(yōu)選實(shí)施例中天線20為在端射方式下的源端饋電，根據(jù)IEEE和行業(yè)慣例，左旋纏繞用于接收和發(fā)射右旋園極化波形，反之右旋纏繞用于接收和發(fā)射左旋園極化波形。
四線螺旋天線20可以包括一個(gè)天線罩，該罩一般由帶端蓋的塑料管來實(shí)現(xiàn)。四線螺旋天線20的單元22、24、26、28最好由導(dǎo)電材料例如銅的連續(xù)的帶構(gòu)成。在優(yōu)選實(shí)施例中，這些輻射單元22、24、26、28被印刷在可彎曲的平板電介質(zhì)基片上，如玻璃纖維、特氟隆(聚四氟乙烯)、聚酰亞胺或類似物，和輻射單元22、24、26、28通過蝕刻、噴鍍或其它常規(guī)方法布置在電介質(zhì)基片上。然后這些可彎曲的電介質(zhì)基片被卷成圓柱體形狀，由此將直線帶轉(zhuǎn)變成螺旋天線單元22、24、26、28?？墒?，盡管上面描述的形成四線螺旋天線的技術(shù)是優(yōu)選方法，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說可用各種不同方式實(shí)現(xiàn)四線螺旋天線20是顯而易見的，甚至不需要一個(gè)圓柱形的支撐結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，四線螺旋天線20被耦合到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)29上。這種阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)29是優(yōu)選的，因?yàn)橄到y(tǒng)鏈路預(yù)算(budget)在用戶終端上可能需要高效率天線系統(tǒng)，在此情況下天線20必須對手機(jī)接收機(jī)14呈現(xiàn)一個(gè)良好的源端阻抗和對手機(jī)發(fā)射機(jī)12呈現(xiàn)一個(gè)良好的負(fù)載。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)29一般通過一個(gè)或多個(gè)電抗器件的帶通網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，電抗器件工作以保證在天線20與收發(fā)信機(jī)11之間測量的電壓駐波比(“VSWR”)維持低于天線20工作頻段上的某個(gè)特定標(biāo)準(zhǔn)。這些阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)29的一個(gè)或多個(gè)帶通網(wǎng)絡(luò)因此增加了天線20能有效工作的帶寬。這種阻抗匹配是可能的，因?yàn)樵诙鄶?shù)移動蜂窩式和衛(wèi)星電話應(yīng)用中關(guān)于天線20的輻射圖一般不需要激勵(lì)點(diǎn)阻抗為諧振的，而僅需要在天線系統(tǒng)18與發(fā)射機(jī)12或接收機(jī)14之間提供合理的共軛匹配。這樣，根據(jù)R.M.Fano在“任意阻抗寬帶匹配的理論極限”J.Franklin Inst.二月號1950第139-154頁中所提出的公知為“法諾定律”(Fano’s Law)的原理，可以使用阻抗匹配電路來增加帶寬，在此帶寬上按照將VSWR保持在低于一個(gè)特定標(biāo)準(zhǔn)的思路天線系統(tǒng)18的阻抗與發(fā)射機(jī)12或接收機(jī)14的阻抗相匹配。
為了舉例，亞洲蜂窩式衛(wèi)星系統(tǒng)所要求尺寸的四線螺旋天線在發(fā)射和接收頻帶中心具有一個(gè)接近諧振電阻，但在每個(gè)34MHz頻帶的低端和高端具有非常高的串聯(lián)等效電阻。這樣，這種天線的工作帶寬(指定為在收發(fā)信機(jī)11的輸出端VSWR小于1.5的帶寬)為載波頻率的1％或更小，因此在亞洲蜂窩式衛(wèi)星系統(tǒng)中在發(fā)射和接收頻段兩者中均為15MHz數(shù)量級或更小。因此，如果與系統(tǒng)一起使用這種四線螺旋天線可能需要匹配結(jié)構(gòu)。
如同本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，可使用各種不同的匹配網(wǎng)絡(luò)來提供改善的寬帶阻抗匹配。通常，使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)來推導(dǎo)出用于阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的最佳結(jié)構(gòu)和確定器件值，如同William Sabin在“用于ARRL無線電設(shè)計(jì)員的寬帶高頻天線匹配”，QST MAGAZINE八月號1995第33-36頁中所討論的那樣。
在圖1中也說明了天線饋電網(wǎng)絡(luò)27，提供用來在發(fā)射模式對輻射能量分相和在接收模式合并接收到的輻射能量。此饋電網(wǎng)絡(luò)27能夠用向四線螺旋天線饋電的已知網(wǎng)絡(luò)任何形式來實(shí)現(xiàn)，如Terret等人的美國專利第5255005號中所公開的一個(gè)混合耦合器和兩個(gè)對稱器模塊的組合。
圖3說明了一個(gè)本發(fā)明的四線螺旋天線系統(tǒng)18的優(yōu)選實(shí)施例。在此實(shí)施例中，饋電網(wǎng)絡(luò)27用一個(gè)90°3dB的分路/合成耦合器51來實(shí)現(xiàn)。如圖3所示，90°混合耦合器51最好通過阻抗匹配帶通網(wǎng)絡(luò)102、104耦合到形成四線螺旋天線的雙線環(huán)路上。
如圖3中所示，90°混合耦合器51具有輸入端52、54和輸出端56、58。輸入端52通過同軸電纜53耦合到收發(fā)信機(jī)11上和輸入端54通過電抗終端負(fù)載59耦合接地。在發(fā)射期間，90°混合耦合器51將來自收發(fā)信機(jī)11的輸入饋源信號分成兩路等幅輸出信號，它們在相位上相互偏離90°。通過輸出口56饋送的信號被耦合到天線20的雙線環(huán)路22、26上，和通過輸出口58饋送的信號饋給第二個(gè)雙線環(huán)路24、28。
盡管90°混合耦合器51提供了用于分路通過兩個(gè)雙線環(huán)路22、26和24、28發(fā)射的饋源信號的一個(gè)有用裝置，耦合器51也利于減小由發(fā)射機(jī)12和接收機(jī)14一側(cè)查看的有效VSWR，由此改善了鏈路余量(margin)和增加天線可以使用的工作帶寬。這些的產(chǎn)生是因?yàn)?0°混合耦合器51將0°和90°接口入射的能量以這樣方式合并使得耦合器51輸入口52處呈現(xiàn)所需的信號同時(shí)在電抗終端負(fù)載59中吸收反射信號。因此，在發(fā)射機(jī)12和接收機(jī)14處測量出的VSWR只是在接近天線20的90°混合耦合器51端口56、58處測量出的VSWR的非常小部分。
如同本領(lǐng)域技術(shù)人員能容易理解的，90°混合耦合器51能以各種不同方式實(shí)現(xiàn)，如通過分布式四分之一波長傳輸線或集中元件裝置。在優(yōu)選實(shí)施例中，混合耦合器51是以安裝在帶狀線或微帶電子基片上的集中元件90°混合分路器/合成器實(shí)現(xiàn)的?？梢詢?yōu)選這種裝置因?yàn)槠淠軌蛟诟鱾€(gè)輸出接口之間保持幾乎剛好90°的相位差。另一方面，分布式四分之一波長分支線耦合器或使用傳輸線的其它配置只在接近諧振的頻率上在輸出口之間保持90°相位差。這樣，例如，在L波段范圍內(nèi)給定34MHz的發(fā)射或接收頻帶，分布式分支線耦合器在中心信號對34MHz頻帶的上和下端信號之間可產(chǎn)生多達(dá)4°的相位偏移。
圖3也說明了將四線螺旋天線20電耦合到天線饋電網(wǎng)絡(luò)27上的優(yōu)選方法。如上面所討論的，四線螺旋天線可用一對長為波長(λ)、電連接的雙線環(huán)路來實(shí)現(xiàn)。如圖3所示，天線20通過將λ長的環(huán)路22、26耦合到90°混合耦合器51的0°輸出口56上和將第二雙線環(huán)路24、28耦合到90°輸出口58上來饋電的。每個(gè)雙線環(huán)路的相反端26a、28a電耦合接地。以此方式，每個(gè)四線螺旋天線20的單元22、24、26、28被正交相位的等幅信號激勵(lì)，因?yàn)槿肷湓讦碎L的雙線環(huán)路22、26和24、28的兩個(gè)源端22a、24a的信號在橫越環(huán)路長度到達(dá)各自的終端26a、28a期間經(jīng)歷了180°的相位改變。
在圖3中也說明了阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)29的優(yōu)選實(shí)施例，其包含帶通電路102、104。如圖3所示，電路102、104可用帶通梯形網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，該網(wǎng)絡(luò)在每個(gè)并聯(lián)支路中使用串聯(lián)電感和電容。因?yàn)閮?yōu)化天線20寬帶性能的電路102、104中所包含電感的量值可以足夠小以至不能使用可在所需范圍保證電感值的低成本現(xiàn)成的器件，優(yōu)選了這種設(shè)計(jì)?？墒?，由于包括串聯(lián)電感和電容的網(wǎng)絡(luò)支路的阻抗是電感正電抗與電容負(fù)電抗之和，在此優(yōu)選實(shí)施例中的帶通網(wǎng)絡(luò)102、104允許使用低成本現(xiàn)成的較大值的電感，該電感被串聯(lián)電容有效地減弱了。舉例說明，如果在1.6GHz需要+J10的電抗，需要一個(gè)1毫微亨的線圈，但對于某些應(yīng)用一個(gè)1毫微亨的線圈可能貴得受不了?？墒牵ㄟ^使用具有+J30歐姆電抗的便宜現(xiàn)成的3毫微亨線圈與具有-J20歐姆電抗的一個(gè)電容(大約5微微法)串聯(lián)能夠達(dá)到同樣的效果。
如早先所討論的，對于用λ/2長度天線單元VSWR小于1.5的小直徑(直徑小于10毫米)諧振四線螺旋天線的頻率范圍接近載波頻率的1％。這樣，在1500MHz，這種四線螺旋天線的本征帶寬為15MHz或更小?？墒牵ㄟ^使用阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)102、104，VSWR小于1.5的帶寬可容易增加到25MHz(載波頻率的1.7％)，且使用優(yōu)化的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)可達(dá)到35MHz(載波頻率的2.3％)或更多。這樣，阻抗匹配裝置29能容易地使頻率范圍翻倍，小直徑四線螺旋天線可在L波段的該頻率范圍上工作。
盡管圖3說明的梯形網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)被選作各種應(yīng)用，本領(lǐng)域技術(shù)人員會明白多種多樣的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)可用來改善天線系統(tǒng)18的寬帶性能，這樣本發(fā)明不僅限于圖3所示的梯形網(wǎng)絡(luò)，其它實(shí)現(xiàn)方法也可用來提供阻抗匹配電路102、104。
在圖4中說明本發(fā)明的一個(gè)改型實(shí)施例，其設(shè)計(jì)得有利于天線20在分開的發(fā)射和接收子頻段上工作。如圖4所示，此改型實(shí)施例包括第一和第二電路支路32、34和42、44，和分開的發(fā)射和接收天線饋電網(wǎng)絡(luò)51、61，發(fā)射和接收電路斷開裝置74、76和84、86，和上面圖3中描述的器件之外的阻抗轉(zhuǎn)換裝置92、96。這些額外器件提供了四線螺旋天線20的如下雙頻帶工作。
第一和第二電路支路32、34和42、44用于調(diào)節(jié)四線螺旋天線的諧振頻率以允許天線20在兩個(gè)分開頻率的最小一個(gè)上諧振。具體地，第一電路支路32、34可用于改變天線20的諧振頻率以近似地對應(yīng)發(fā)射子頻帶的中心頻率，同時(shí)第二電路支路42、44同樣地用于改變天線20的諧振頻率以近似地對應(yīng)接收子頻帶的中心頻率。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，四線螺旋天線20設(shè)計(jì)得諧振在發(fā)射和接收子頻帶之間的某個(gè)頻率上。然后第一和第二電路支路32、34和42、44用于調(diào)諧天線到分開的發(fā)射和接收子頻帶的中心頻率上。這樣，通過提供有效改變四線螺旋天線20諧振頻率的分開的發(fā)射和接收電路支路32、34和42、44，甚至一個(gè)窄帶四線螺旋天線20能被制作得在分開的發(fā)射和接收子頻帶上工作。
如圖4所示，第一和第二電路支路32、34和42、44可以用耦合到四線螺旋天線20單元22，24，26，28上的電抗元件實(shí)現(xiàn)，由此改變這些天線單元的有效電長度。作為背景技術(shù)，四線螺旋天線中的閉環(huán)單元對的等效電路可由串聯(lián)電阻、電感和電容及跨接在串聯(lián)電阻、電感和電容上的并聯(lián)容抗形成。因此，每個(gè)單元的諧振頻率是與等效串聯(lián)電阻-電感-電容網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的諧振頻率，此處并聯(lián)容抗使得等效串聯(lián)電抗在較低頻段上低些和在較高頻段上高些。這樣，通過放置在耦合到這些天線單元之一的電路支路中串聯(lián)一個(gè)額外電抗性器件(即另一個(gè)電容或電感)，單元的諧振頻率可有效地改變到不同頻率上。
在圖4所示的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，第一電路支路是以電容32、34實(shí)現(xiàn)的，兩電容分別被電連接到發(fā)射90°混合耦合器51的輸出端56與雙線環(huán)路22、26之間和輸出端58與雙線環(huán)路24、28之間。這些電容32、34有效縮短了雙線環(huán)路22、26和24、28的電長度，這樣就將天線20調(diào)諧到一個(gè)較高的諧振頻率上。同樣地，第二電路支路是以電感42、44實(shí)現(xiàn)的，兩電感分別被電連接到雙線環(huán)路22、26和24、28與接收90°混合耦合器61的輸入端62、64之間。這些電感42、44有效加長了天線單元22、24、26、28的電長度，這樣就將天線20調(diào)諧到一個(gè)較低的諧振頻率上。
可是，如同本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，第一和第二電路支路不必用成對電容32、34或電感42、44實(shí)現(xiàn)，而可用任何有效改變天線單元22、24、26、28電長度的電抗元件組合來實(shí)現(xiàn)。因此，可使用各種電耦合到發(fā)射和接收天線饋電網(wǎng)絡(luò)51、61與四線螺旋天線20的單元之間的電容和電感組合來實(shí)現(xiàn)第一和第二電路支路32、34和42、44。
如圖4所示，第一和第二電路支路32、34和42、44連帶發(fā)射和接收電路斷開裝置74、76和84、86一起工作。具體地，當(dāng)手機(jī)10工作在接收方式時(shí)發(fā)射電路斷開裝置74、76工作以將發(fā)射網(wǎng)絡(luò)32、34、51、12與天線20電絕緣，同時(shí)在發(fā)射期間接收電路斷開裝置84、86同樣工作以將接收網(wǎng)絡(luò)42、44、61、14與天線20電絕緣。優(yōu)選使用開關(guān)74、76和84、86是因?yàn)殡娍乖?2、34和42、44不能在一些蜂窩式和衛(wèi)星電話應(yīng)用中在發(fā)射和接收電路支路之間提供足夠絕緣，在這些應(yīng)用中系統(tǒng)鏈路預(yù)算在用戶終端天線系統(tǒng)18與收發(fā)信機(jī)11之間考慮非常小的耦合損耗。
發(fā)射和接收電路斷開裝置74、76和84、86通過在天線20與“關(guān)”電路支路之間提供開路有助于防止由電絕緣“關(guān)”電路支路產(chǎn)生的不需要的耦合(注意“關(guān)”電路支路指用戶終端工作在接收方式時(shí)的發(fā)射電路支路，和指用戶終端工作在發(fā)射方式時(shí)的接收電路支路)。當(dāng)提供這種開路時(shí)，“開”電路支路基本上象“關(guān)”電路支路不存在一樣而工作。如圖4所示，這些斷開裝置可以用耦合到四線螺旋天線20的雙線環(huán)路22、26和24、28上的開關(guān)裝置來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)用戶終端10為接收方式時(shí)開關(guān)74、76由偏置信號72打開以在雙線環(huán)路的源端22a、26a處提供開路，當(dāng)通訊終端10為發(fā)射方式時(shí)開關(guān)84、86由偏置信號82打開以在雙線環(huán)路的源端22a、26a處提供開路。
如同本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，為了將天線與不使用的“關(guān)”網(wǎng)絡(luò)有效絕緣，這種開關(guān)裝置不必實(shí)際提供一個(gè)真實(shí)的開路；而是只需要提供足夠的阻抗以使得只有極小的能量被耦合入“關(guān)”網(wǎng)絡(luò)。盡管本領(lǐng)域技術(shù)人員將確認(rèn)各種電氣、機(jī)電或機(jī)械開關(guān)可用來提供這樣的開路，由于電氣開關(guān)的可靠性、低成本、實(shí)體體積小和能作正出現(xiàn)的數(shù)字通信工作方式所需的高速開和關(guān)，仍優(yōu)選了電氣開關(guān)。這些電氣開關(guān)可由帶狀線或微帶印刷電路板上的小表面固定裝置來實(shí)現(xiàn)，該印刷電路板容納了發(fā)射和接收天線饋電網(wǎng)絡(luò)51、61。在本發(fā)明的實(shí)施例中，開關(guān)裝置74、76和84、86是由PIN二極管實(shí)現(xiàn)的。
PIN二極管是在從高頻頻段到微波頻段的寬頻率范圍上作為可變電阻工作的半導(dǎo)體裝置。當(dāng)處于正向偏置條件時(shí)，這些二極管具有非常低的小于1歐姆的電阻。另外，這些二極管可以被零或反向偏置，在此它們表現(xiàn)為并聯(lián)在10000歐姆大電阻上的近似1微微法的小電容。這樣，在正向偏置方式，PIN二極管起短路作用，而在反向偏置方式PIN二極管起開路作用。在本發(fā)明的實(shí)施例中，開關(guān)74、76和84、86由固定在帶狀線或微帶印刷電路板上的分立PIN二極管實(shí)現(xiàn)的，它們被耦合到形成四線螺旋天線20雙線環(huán)路的源端22a、26a。
在此實(shí)施例中，當(dāng)通信手機(jī)10為接收方式時(shí)，在發(fā)射電路支路中的每個(gè)PIN二極管上施加一個(gè)直流偏置電流，在此反向偏置這些二極管而在四線螺旋天線20單元22、26的源端產(chǎn)生開路。同時(shí)，在接收電路支路中PIN二極管上施加一個(gè)正向控制電流產(chǎn)生連接接收電路支路的一個(gè)低電阻。隨后，接收電路支路的PIN二極管工作在正向偏置方式，由此將天線20耦合到接收機(jī)14上。如同本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的，當(dāng)用戶終端10工作在發(fā)射方式時(shí)，在接收電路支路的PIN二極管上施加一個(gè)反向偏置控制電壓并在發(fā)射電路支路的PIN二極管上施加一個(gè)正向偏置，由此將天線20耦合到發(fā)射機(jī)12并在四線螺旋天線20與接收電路支路42、44、61、14之間產(chǎn)生開路。
如圖4所示，在優(yōu)選實(shí)施例中，另外可使用砷化鎵場效應(yīng)晶體管(GaAs FETs)實(shí)現(xiàn)開關(guān)74、76和84、86。優(yōu)先于PIN二極管選擇這些裝置是因?yàn)楫?dāng)缺少偏置信號時(shí)它們工作在反向偏置方式，因此避免了PIN二極管所固有的漏電功率，它是對正向偏置工作需要的偏置電流。另外，如圖4所示，每個(gè)GaAs FET使用一個(gè)防諧振電感并因而在“關(guān)”方式使開關(guān)絕緣。此操作明顯增加了“關(guān)”電路的電絕緣。在“開”方式，電感表現(xiàn)為所希望的無效，因?yàn)槠溆膳cGaAs FET相關(guān)的“開”電阻短路了。另外，GaAs FET開關(guān)的源極和漏極工作在直流接地電位和電阻上。這些屬性致使這些GaAs FET免除了通常在天線電路附近使用GaAs FET所擔(dān)心的普通靜電放電。另外，在圖4的實(shí)施例中，一對射頻GaAs FET開關(guān)用在發(fā)射和接收方式兩者中，因?yàn)殡娐吩O(shè)計(jì)得使兩個(gè)開關(guān)耦合到雙線環(huán)路22、26和24、28的每一個(gè)上。因此，每個(gè)開關(guān)74、76、84、86所處理的功率僅是用于隔離每個(gè)分開的電路支路單獨(dú)的開關(guān)所需功率的一半。這是明顯的，因?yàn)楝F(xiàn)有的GaAs FET具有一個(gè)功率電平，高過此電平會發(fā)生不希望的信號壓縮，而圖4的實(shí)施例通過僅需要一半的功率通過每個(gè)GaAs FET開關(guān)74、76、84、86來減少發(fā)生此事的可能性。在此實(shí)施例中，GaAs FET開關(guān)74、76、84、86是由帶狀線印刷電路板上的表面固定元件實(shí)現(xiàn)的，該印刷電路板包含發(fā)射和接收90°混合耦合器51、61。
如圖4所示，通常發(fā)射信號饋源12通過一個(gè)同軸電纜53耦合到發(fā)射90°混合耦合器51上。同軸電纜通常具有近似50歐姆的阻抗。為使從發(fā)射信號饋源12到四線螺旋天線20的能量傳輸最大，最好將發(fā)射饋源12的阻抗與天線20的阻抗相匹配。在通過50歐姆同軸電纜將發(fā)射饋源12耦合到天線20的情況下，該匹配可通過使用已知技術(shù)將天線單元22、24的阻抗提高到近似50歐姆來實(shí)現(xiàn)，和用一個(gè)50歐姆電阻來實(shí)現(xiàn)電阻59。由于在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)的λ/2長度的天線單元22、24、26、28具有在諧振狀態(tài)近似4-12歐姆的電阻，需要一個(gè)近似四倍的阻抗轉(zhuǎn)換以使四線螺旋天線20的阻抗與發(fā)射90°混合耦合器51輸入端的阻抗相匹配。
如圖4所示，可通過包括四比一轉(zhuǎn)換器的射頻平衡非平衡轉(zhuǎn)換器92、96來提供這樣的阻抗轉(zhuǎn)換。如同本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，這樣的平衡非平衡轉(zhuǎn)換器可由帶4∶1阻抗轉(zhuǎn)換器的λ/4同軸平衡非平衡轉(zhuǎn)換器或各種其它平衡非平衡轉(zhuǎn)換器設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。以同軸4∶1平衡非平衡轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)阻抗轉(zhuǎn)換裝置92，96，可能將每個(gè)天線單元22、24、26、28的阻抗轉(zhuǎn)換為近似50歐姆以匹配發(fā)射機(jī)12和接收機(jī)14的阻抗。可是，盡管同軸4∶1平衡非平衡轉(zhuǎn)換器是實(shí)現(xiàn)裝置92、96的一種可能的方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員會意識到能用各種技術(shù)來實(shí)現(xiàn)阻抗轉(zhuǎn)換，如使用各種小型表面固定射頻轉(zhuǎn)換器或瓷芯轉(zhuǎn)換器，或通過調(diào)整阻抗匹配帶通網(wǎng)絡(luò)102、104、106、108。
如同本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，射頻轉(zhuǎn)換器92、96，盡管不需要，也有助于解決器件的實(shí)現(xiàn)問題，因?yàn)橥ㄟ^將天線單元22、24、26、28的諧振電阻從4-12歐姆增加到近似50歐姆，電感值被有效增加了四倍，進(jìn)一步有助于解決潛在的器件實(shí)現(xiàn)問題，因?yàn)樾‰姼兄岛痛箅娙葜翟诖笈恐圃烨闆r下很難控制。
最后，在圖4的實(shí)施例中提供了兩個(gè)分開的天線饋電網(wǎng)絡(luò)51、61，其工作而將四線螺旋天線分別耦合到發(fā)射機(jī)12和接收機(jī)14上。這些饋電網(wǎng)絡(luò)用與圖3中早先描述的饋電網(wǎng)絡(luò)51相同的方式工作。同樣地，也提供兩個(gè)額外的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106、108，它們通常向早先描述的匹配網(wǎng)絡(luò)102、104那樣工作。
圖4中描述的天線系統(tǒng)工作如下。當(dāng)通信手機(jī)10為接收方式時(shí)，偏置信號72激活發(fā)射電路斷開開關(guān)74、76以使發(fā)射網(wǎng)絡(luò)32、34、51、12與四線螺旋天線20之間的電連接開路，以便將發(fā)射電路支路32、34、51、12與天線20電絕緣。同樣地，當(dāng)用戶手機(jī)10為發(fā)射方式時(shí)，偏置信號82激活接收電路斷開開關(guān)80，以便將接收網(wǎng)絡(luò)42、44、61、14與天線20電絕緣。在發(fā)射期間，耦合裝置51從發(fā)射機(jī)12向四線螺旋天線20饋送一個(gè)源信號，反之在接收方式，耦合裝置61工作以合并由四線螺旋天線20所接收的信號并將此合并的信號饋送到接收機(jī)14。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，90°混合耦合器51、61，50歐姆電阻59、68，GaAs FET開關(guān)74、76、84、86，阻抗匹配電路102、104、106、108，第一和第二電路支路32、34、42、44和平衡非平衡轉(zhuǎn)換器92、96都是由帶狀線或微帶印刷電路板上的表面固定器件來實(shí)現(xiàn)的。最好使用在頂層與底層之間包括接地電路的多層板，和發(fā)射和接收支路的0°支線器件固定在板的一面上，而發(fā)射和接收支路的90°支線器件固定在印刷電路板的相反一面上。在印刷電路的一端，可提供四個(gè)觸點(diǎn)以將四線螺旋天線20的單元耦合到天線饋電電路上。在印刷電路的另一端，可安排用于從發(fā)射機(jī)12和接收機(jī)14上連接同軸傳輸線的設(shè)備。
在優(yōu)選實(shí)施例中，使用可彎曲的微電子基片，將該基片彎折以使其完全符合用來容納四線螺旋天線20的圓柱體結(jié)構(gòu)。如上所述，四線螺旋天線20也可在可彎曲的平面基片上實(shí)現(xiàn)，將該基片同樣地卷起來以形成螺旋天線單元22、24、26、28。在此實(shí)施例中形成天線20的平面基片可以是基片132或與基片電連接的一個(gè)分開的基片。
另外，通過在一個(gè)或多個(gè)完全包含在天線外殼內(nèi)的微電子基片上實(shí)現(xiàn)天線系統(tǒng)18，有可能極度靠近四線螺旋天線20來安放天線饋電和匹配網(wǎng)絡(luò)，由此使由匹配/饋電網(wǎng)絡(luò)與天線20之間電連接所增加的寄生電感量最小。最好所有饋電電路、匹配電路和天線系統(tǒng)18的其它非天線器件的元件都安置在距天線20源端小于5厘米內(nèi)。更好地，這些器件都安置在距天線20源端小于3厘米內(nèi)。
使用彎折的可彎曲微電子基片可明顯減少四線螺旋天線系統(tǒng)18所需要的體積。為了舉例，圖4的實(shí)施例，當(dāng)以10毫米直徑實(shí)現(xiàn)時(shí)，設(shè)計(jì)工作在近似1600MHz上的λ/2單元的四線螺旋天線可以裝配在13厘米長和10毫米直徑的圓柱體內(nèi)。這樣，在L波段，根據(jù)本發(fā)明的四線螺旋天線可容易地設(shè)計(jì)出來以裝配在2立方厘米體積內(nèi)，其明顯小于許多提供劣于本發(fā)明天線的帶寬和/或增益性能特性的現(xiàn)有技術(shù)四線螺旋天線。
在附圖、說明和例子中，已經(jīng)公開了本發(fā)明的典型優(yōu)選實(shí)施例，盡管使用了特定的術(shù)語，這些術(shù)語的使用只是出于一般和說明性考慮而非為限制的目的，在下列的權(quán)利要求書中闡述本發(fā)明的范圍。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員自身能夠想象出不同于此處描述的不超出本發(fā)明的范圍的天線系統(tǒng)的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.用在L波段頻段上發(fā)射和接收射頻信號的手持收發(fā)信機(jī)上的天線系統(tǒng)包括(a)具有四個(gè)天線單元的一個(gè)四線螺旋天線，其中每個(gè)單元的軸向長度在7和9厘米之間和由所述天線限定的圓柱體直徑在6和13毫米之間；(b)用于在所述四線螺旋天線和所述收發(fā)信機(jī)之間耦合信號的裝置。
2.權(quán)利要求1的天線系統(tǒng)，其中所述收發(fā)信機(jī)在1626.5MHz到1660.5MHz頻帶中發(fā)射信號和在1525MHz到1559MHz頻帶中接收信號。
3.權(quán)利要求1的天線系統(tǒng)，其中所述天線單元的每一個(gè)具有一個(gè)源端和一個(gè)末端，和其中所述第一和第三天線單元的源端被耦合到所述收發(fā)信機(jī)上，和所述第二和第四天線單元的源端被耦合到一個(gè)第一基準(zhǔn)電壓上，和其中所述第一和第二天線單元在它們的末端被電連接和所述第三和第四天線單元在它們的末端被電連接。
4.權(quán)利要求1的天線系統(tǒng)，其中所述天線單元的長度是為了在所述手持收發(fā)信機(jī)工作頻帶中的一個(gè)頻率上諧振工作而提供的。
5.權(quán)利要求1的天線系統(tǒng)，其中每個(gè)天線單元的長度近似于所述四線螺旋天線工作波長(λ)的0.5倍。
6.權(quán)利要求1的天線系統(tǒng)，其中所述天線單元的每個(gè)包含帶有大于大約55度和小于大約85度傾角的一個(gè)線螺旋。
7.權(quán)利要求1的天線系統(tǒng)，其中所述天線單元按正交排列并以正交相位激勵(lì)。
8.權(quán)利要求1的天線系統(tǒng)，其中所述四線螺旋天線配置成發(fā)射和接收圓極化信號。
9.權(quán)利要求1的天線系統(tǒng)，其中所述四線螺旋天線的單元限定了一個(gè)帶有小于所述四線螺旋天線工作波長(λ)10％的固定直徑的圓柱體。
10.權(quán)利要求1的天線系統(tǒng)，進(jìn)一步包含耦合到所述四線螺旋天線單元上的匹配裝置用于增加所述四線螺旋天線的工作帶寬。
11.權(quán)利要求10的天線系統(tǒng)，其中對于至少為天線設(shè)計(jì)工作頻率1.7％的一個(gè)連續(xù)帶寬，在所述收發(fā)信機(jī)輸出端測量的電壓駐波比小于1.5。
12.權(quán)利要求10的天線系統(tǒng)，其中對于在L波段頻帶中至少為25MHz的一個(gè)連續(xù)帶寬，在所述收發(fā)信機(jī)輸出端測量的電壓駐波比小于1.5。
13.權(quán)利要求10的天線系統(tǒng)，其中所述匹配裝置包括耦合到所述四線螺旋天線單元上的電抗元件。
14.權(quán)利要求10的天線系統(tǒng)，其中所述四線螺旋天線和所述匹配裝置所需要的體積小于2立方厘米。
15.權(quán)利要求10的天線系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少一個(gè)可彎曲的微電子基片，和其中在所述至少一個(gè)可彎曲的微電子基片實(shí)現(xiàn)所述四線螺旋天線。
16.權(quán)利要求15的天線系統(tǒng)，其中在所述至少一個(gè)可彎曲的微電子基片以集中元件實(shí)現(xiàn)所述匹配裝置。
17.對用于接收射頻信號的手持用戶收發(fā)信機(jī)的天線系統(tǒng)包括(a)具有四個(gè)天線單元的一個(gè)四線螺旋天線用于在1525MHz到1559MHz頻帶內(nèi)接收射頻信號帶有對所有超過45°的仰角超過3dBi的方向性，其中每個(gè)單元的軸向長度在7和9厘米之間和由所述天線限定的圓柱體直徑在6和13毫米之間；(b)用于在所述四線螺旋天線和所述收發(fā)信機(jī)之間耦合信號的裝置。
18.權(quán)利要求17的天線系統(tǒng)，其中所述天線單元的每一個(gè)具有一個(gè)源端和一個(gè)末端，和其中所述第一和第三天線單元的源端被耦合到所述收發(fā)信機(jī)上，和所述第二和第四天線單元的源端被耦合到一個(gè)第一基準(zhǔn)電壓上，和其中所述第一和第二天線單元在它們的末端被電連接和所述第三和第四天線單元在它們的末端被電連接，和其中所述天線單元按正交排列并以正交相位激勵(lì)。
19.權(quán)利要求17的天線系統(tǒng)，其中所述天線單元的每個(gè)包含帶有大于大約55度和小于大約85度傾角的一個(gè)線螺旋。
20.權(quán)利要求17的天線系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦合到所述四線螺旋天線單元上的匹配裝置用于增加所述四線螺旋天線的工作帶寬。
21.權(quán)利要求20的天線系統(tǒng)，其中在整個(gè)1525MHz至1559MHz的頻帶上在所述收發(fā)信機(jī)輸出端測量的電壓駐波比小于1.5。
22.權(quán)利要求20的天線系統(tǒng)，其中所述四線螺旋天線和所述匹配裝置所需要的體積小于2立方厘米。
23.權(quán)利要求20的天線系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少一個(gè)可彎曲的微電子基片，和其中在所述至少一個(gè)可彎曲的微電子基片實(shí)現(xiàn)所述四線螺旋天線和所述匹配裝置。
24.用于發(fā)射射頻信號的手持用戶收發(fā)信機(jī)的天線系統(tǒng)包括(a)具有四個(gè)天線單元的一個(gè)四線螺旋天線用于在1626.5MHz到1660.5MHz頻帶內(nèi)發(fā)射射頻信號帶有對所有超過45°的仰角超過3dBi的方向性，其中每個(gè)單元的軸向長度在7和9厘米之間和由所述天線限定的圓柱體直徑在6和13毫米之間；(b)用于在所述四線螺旋天線和所述收發(fā)信機(jī)之間耦合信號的裝置。
25.權(quán)利要求24的天線系統(tǒng)，其中所述天線單元的每一個(gè)具有一個(gè)源端和一個(gè)末端，和其中所述第一和第三天線單元的源端被耦合到所述收發(fā)信機(jī)上，和所述第二和第四天線單元的源端被耦合到一個(gè)第一基準(zhǔn)電壓上，和其中所述第一和第二天線單元在它們的末端被電連接和所述第三和第四天線單元在它們的末端被電連接，和其中所述天線單元按正交排列并以正交相位激勵(lì)。
26.權(quán)利要求24的天線系統(tǒng)，其中所述天線單元的每個(gè)包含帶有大于大約55度和小于大約85度傾角的一個(gè)線螺旋。
27.權(quán)利要求24的天線系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦合到所述四線螺旋天線單元上的匹配裝置用于增加所述四線螺旋天線的工作帶寬。
28.權(quán)利要求27的天線系統(tǒng)，其中在整個(gè)1626.5MHz至1660.5MHz的頻帶上在所述收發(fā)信機(jī)輸出端測量的電壓駐波比小于1.5。
29.權(quán)利要求27的天線系統(tǒng)，其中所述四線螺旋天線和所述匹配裝置所需要的體積小于2立方厘米。
30.權(quán)利要求27的天線系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少一個(gè)可彎曲的微電子基片，和其中在所述至少一個(gè)可彎曲的微電子基片實(shí)現(xiàn)所述四線螺旋天線和所述匹配裝置。
31.用于發(fā)射和接收射頻信號的手持收發(fā)信機(jī)的天線系統(tǒng)包括(a)具有四個(gè)天線單元的一個(gè)四線螺旋天線，其中每個(gè)單元的軸向長度在0.37和0.48工作波長之間和由所述天線限定的圓柱體直徑在0.03和0.07工作波長之間；(b)用于在所述四線螺旋天線和所述收發(fā)信機(jī)之間耦合信號的裝置。
32.權(quán)利要求31的天線系統(tǒng)，其中所述收發(fā)信機(jī)在1626.5MHz到1660.5MHz頻帶中發(fā)射信號和在1525MHz到1559MHz頻帶中接收信號。
33.權(quán)利要求31的天線系統(tǒng)，其中所述天線單元的每一個(gè)具有一個(gè)源端和一個(gè)末端，和其中所述第一和第三天線單元的源端被耦合到所述收發(fā)信機(jī)上，和所述第二和第四天線單元的源端被耦合到一個(gè)第一基準(zhǔn)電壓上，和其中所述第一和第二天線單元在它們的末端被電連接和所述第三和第四天線單元在它們的末端被電連接。
34.權(quán)利要求31的天線系統(tǒng)，其中所述天線單元的長度是為了在所述手持收發(fā)信機(jī)工作頻帶中的一個(gè)頻率上諧振工作而提供的。
35.權(quán)利要求31的天線系統(tǒng)，其中所述天線單元的每個(gè)包含帶有大于大約55度和小于大約85度傾角的一個(gè)線螺旋。
36.權(quán)利要求31的天線系統(tǒng)，進(jìn)一步包含耦合到所述四線螺旋天線單元上的匹配裝置用于增加所述四線螺旋天線的工作帶寬。
37.權(quán)利要求36的天線系統(tǒng)，其中所述匹配裝置包括耦合到所述四線螺旋天線單元上的電抗元件。
38.用于在L波段中發(fā)射和接收射頻信號的一個(gè)手持收發(fā)信機(jī)包括(a)一個(gè)發(fā)射機(jī)；(b)一個(gè)接收機(jī)；(c)一個(gè)用戶接口；(d)具有四個(gè)天線單元的一個(gè)四線螺旋天線，其中每個(gè)單元的軸向長度在7和9厘米之間和由所述天線限定的圓柱體直徑在6和13毫米之間；(e)用于在所述四線螺旋天線和所述收發(fā)信機(jī)之間耦合信號的裝置。
39.權(quán)利要求38的收發(fā)信機(jī)，其中所述天線單元的每一個(gè)具有一個(gè)源端和一個(gè)末端，和其中所述第一和第三天線單元的源端被耦合到所述收發(fā)信機(jī)上，和所述第二和第四天線單元的源端被耦合到一個(gè)第一基準(zhǔn)電壓上，和其中所述第一和第二天線單元在它們的末端被電連接和所述第三和第四天線單元在它們的末端被電連接。
40.權(quán)利要求38的收發(fā)信機(jī)，其中所述天線單元的長度是為了在所述手持收發(fā)信機(jī)工作頻帶中的一個(gè)頻率上諧振工作而提供的。
41.權(quán)利要求38的收發(fā)信機(jī)，其中每個(gè)所述天線單元的長度近似為所述四線螺旋天線工作波長(λ)的0.5倍。
42.權(quán)利要求38的收發(fā)信機(jī)，其中所述天線單元的每個(gè)包含帶有大于大約55度和小于大約85度傾角的一個(gè)線螺旋。
43.權(quán)利要求38的收發(fā)信機(jī)，其中所述天線單元按正交排列并以正交相位激勵(lì)。
44.權(quán)利要求38的收發(fā)信機(jī)，其中所述四線螺旋天線配置成發(fā)射和接收圓極化信號。
45.權(quán)利要求38的收發(fā)信機(jī)，進(jìn)一步包含耦合到所述四線螺旋天線單元上的匹配裝置用于增加所述四線螺旋天線的工作帶寬。
46.權(quán)利要求45的收發(fā)信機(jī)，其中對于在L波段頻帶中至少為25MHz的一個(gè)連續(xù)帶寬，在所述收發(fā)信機(jī)輸出端測量的電壓駐波比小于1.5。
47.權(quán)利要求45的收發(fā)信機(jī)，其中所述匹配裝置包括耦合到所述四線螺旋天線單元上的電抗元件。
全文摘要
能夠在L波段的相對寬帶頻率范圍提供正增益、準(zhǔn)半球天線圖的小型四線螺旋天線。根據(jù)本發(fā)明的天線系統(tǒng)一般包括一個(gè)四線螺旋天線和至少一個(gè)天線饋電網(wǎng)絡(luò),并可進(jìn)一步包括用于改善天線寬帶頻率性能的匹配裝置。在優(yōu)選實(shí)施例中,形成每個(gè)雙線螺旋的四線螺旋天線單元在末端短路,和通過電連接到四線螺旋天線的雙線環(huán)路的接收發(fā)送90°混合耦合器向天線饋送和從天線感應(yīng)能量。天線系統(tǒng)還可包括第一和第二電路支路用來將天線的諧振頻率改變?yōu)閷?yīng)于分離的發(fā)射和接收頻帶的第一和第二諧振頻率,和在天線正接收信號時(shí)用于將第一電路支路與天線電絕緣和在發(fā)射期間將第二電路支路與天線電絕緣的切換或其他斷開裝置。
文檔編號H01Q1/24GK1241308SQ97180828
公開日2000年1月12日 申請日期1997年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月20日
發(fā)明者小G·A·奧內(nèi)爾 申請人:艾利森公司