專利名稱：天線系統(tǒng)以及包含這種天線系統(tǒng)的無線電通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括天線裝置和饋送裝置以用于傳送和接收RF波的系統(tǒng)。具體地說，它涉及一種用于移動無線電通信設(shè)備，例如手持便攜式電話的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在多個分離的頻帶上傳送和接收信號。
在當(dāng)今的通信業(yè)務(wù)中，對于用戶單元的可用性以及較小尺寸的要求日益增加。手持便攜式通信設(shè)備的用戶要求無論他的位置在哪里都要被服務(wù)。這就要求運(yùn)營商對他們的移動網(wǎng)絡(luò)提供良好的覆蓋。但是對于用戶很少的區(qū)域，例如人口稀少的區(qū)域、郊區(qū)來說，借助于地面移動電話系統(tǒng)是不經(jīng)濟(jì)的或者不可能的。對于這種區(qū)域來說，借助于通過衛(wèi)星進(jìn)行通信可以得到良好的覆蓋。由于利用線性極化RF波進(jìn)行通信是用于地面移動通信系統(tǒng)的，其要求在發(fā)射和接收天線之間有一定程度的對準(zhǔn)，因此這種信號不適于衛(wèi)星通信，而代之以使用圓極化RF波。這意味著必須使用特定類型的天線。當(dāng)同一移動電話既可用于衛(wèi)星通信又可用于地面通信時，這是可行的。為此，電話必須帶有兩個天線。這并不符合對于手持便攜式電話的緊湊、占用的空間小的要求。
美國專利US-A-5,628,057公開了一種具有用于衛(wèi)星通信的天線的無線電話發(fā)射機(jī)。該天線在樞軸點(diǎn)附加到電話上。這種天線僅工作于圓極化模式，并且不能提供工作于線性極化模式的裝置。
WO96/06468,WO97/37401和EP0791978每個都公開了一種在衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)中接收圓極化RF波的天線。每個天線包括一個具有四個螺旋輻射單元的陶瓷磁心。饋線從天線的底部通過磁心，并且連接到天線頂部的輻射單元。天線的自移相結(jié)構(gòu)及其饋送使天線可工作于非常狹窄的頻帶內(nèi)，即幾十分之一的帶寬。由于該天線是設(shè)計(jì)用于接收GPS信號的，這一頻帶足夠了。但它不適用于雙向無線電通信，在雙向無線電通信中需要最高可達(dá)百分之十的相對帶寬。
此外，美國專利US-A-5,600,341公開了一種利用圓極化和線性極化工作的天線。用于圓極化的QHA(四線螺旋天線)疊加在由兩線式螺旋線所饋送的直線式天線上。盡管會發(fā)生到饋線的某些耦合，但直線式天線利用線性極化來工作，并且部分天線的功能是由兩線式螺旋線執(zhí)行的。這些文獻(xiàn)并沒有教導(dǎo)四線螺旋天線如何利用線性極化來工作。沒有描述移相網(wǎng)絡(luò)，盡管沒有提及，但螺旋線被認(rèn)為是自移相螺旋線。自移相螺旋線是工作在非常狹窄的頻帶的天線，并且通常限于GPS業(yè)務(wù)，其中需要小于0.2％的帶寬。對于多數(shù)衛(wèi)星電話頻帶來說，自移相QHA具有相當(dāng)不充分的帶寬。由于天線的圓極化和線性極化的疊加，所公開的天線有空間上的要求，并且以低效的方式使用天線的體積。
JP-A-09219621公開了一種疊加在圓極化天線上的線性極化天線。由于具有少于三個螺旋線的螺旋天線通常需要具有一個為λ的圓周長以給出圓極化，因此這種天線必須對空間的要求比較高，或者以某些沒有被解釋的其他方式工作。沒有出現(xiàn)移相網(wǎng)絡(luò)，并且如果該螺旋線為自移相，也不需要移相網(wǎng)絡(luò)，但是實(shí)現(xiàn)了非常狹窄的頻帶。
JP-A-08298410公開了一種包括兩個螺旋線的天線，一個螺旋線位于另一個螺旋線之中。內(nèi)部螺旋線為可擴(kuò)展的，當(dāng)擴(kuò)展它時，起到圓極化天線的作用。由于僅出現(xiàn)了一個螺旋單元，圓周長必須為λ以給出圓極化，這種天線對空間的要求也必須非常高。在內(nèi)部天線的回縮狀態(tài)中，天線起到線性極化的作用。不需要移相網(wǎng)絡(luò)，只是因?yàn)槭褂昧艘粋€螺旋單元以實(shí)現(xiàn)圓極化。
下述專利申請涉及與本申請的發(fā)明相同的技術(shù)領(lǐng)域，從而作為參考包含于此。
一瑞典專利申請SE9801755-1的名稱為"Antenna devicecomprising capacitively coupled radiating elements and a hand heldradio communication device for such antenna device",1998年5月18日(與本申請同一天)在瑞典申請，申請人Allgon AB。
-瑞典專利申請SE 9801753-6的名稱為"Antenna devicecomprising feeding means and a hand held radio communicationdevice for such antenna device",1998年5月18日(與本申請同一天)在瑞典申請，申請人Allgon AB。
-瑞典專利申請SE9704938-1，申請日1997年10月30日，申請人Allgon AB，名稱為"Antenna system for circularly polarized radiowaves including antenna means and interface network"。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種包括天線裝置和饋送裝置的天線系統(tǒng)，以用于在第一工作模式時傳送/接收圓極化RF波，在第二工作模式時傳送/接收線性極化RF波。
本發(fā)明的目的也在于提供一種可以用于衛(wèi)星通信和地面通信、且占用小的空間的天線系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的也在于提供一種天線系統(tǒng)，該天線系統(tǒng)在用于線性極化波的輻射結(jié)構(gòu)與用于激勵所述輻射結(jié)構(gòu)以工作于線性極化波的裝置之間提供良好的隔離，以便避免用于一種極化模式的高發(fā)射功率將損害其他極化模式的接收機(jī)的靈敏性。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種在不同頻帶、工作模式和有利的輻射波瓣圖中表現(xiàn)出高效率的天線系統(tǒng)。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的在于提供一種表現(xiàn)出無線電話在多數(shù)系統(tǒng)中使用所需要的寬頻帶特性的天線系統(tǒng)。
本發(fā)明的這些和其他目的通過根據(jù)所附權(quán)利要求的天線裝置來達(dá)到。
通過權(quán)利要求1的特征可以實(shí)現(xiàn)一種具有良好天線功能的天線系統(tǒng)，因?yàn)榫€性極化模式中的最大電流可以高于電話中的電流。
通過輻射結(jié)構(gòu)中的中心輻射器的設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)螺旋輻射單元的有效和均勻激勵，以便在第二工作模式中提供線性極化波的發(fā)射/接收。
通過用于圓極化RF波的、伸出輻射結(jié)構(gòu)第二端的在中央設(shè)置的輻射器的布置，可以實(shí)現(xiàn)在線性極化模式中的改進(jìn)天線操作。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的與無線電通信設(shè)備相連的天線系統(tǒng)示意圖，該天線系統(tǒng)包括天線裝置和饋送裝置，用以發(fā)射和接收RF波。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，當(dāng)用于第一和第二工作模式時，根據(jù)圖1天線系統(tǒng)的饋送裝置的示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的部分分解的輻射結(jié)構(gòu)，以及用于激勵或饋電輻射結(jié)構(gòu)以工作于線性極化RF波的裝置的實(shí)施例示意圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的部分分解的輻射結(jié)構(gòu)，以及用于激勵或饋電輻射結(jié)構(gòu)以工作于線性極化RF波的裝置的另一個實(shí)施例示意圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的部分分解的輻射結(jié)構(gòu)，以及用于激勵或饋電輻射結(jié)構(gòu)以工作于線性極化RF波的裝置的其他實(shí)施例示意圖。
圖6是用于圖5所示的頂部電容負(fù)載單元的頂視圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的部分分解的輻射結(jié)構(gòu)，以及用于激勵或饋電輻射結(jié)構(gòu)以工作于線性極化RF波的裝置的另一個實(shí)施例示意圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的部分分解的輻射結(jié)構(gòu)，以及用于激勵或饋電輻射結(jié)構(gòu)以工作于線性極化RF波的裝置的其他實(shí)施例示意圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明用于消除不需要信號的濾波器的示意圖。
圖10是裝有根據(jù)本發(fā)明的天線系統(tǒng)的手持便攜式電話的示意圖。
參照圖1，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的天線系統(tǒng)，該天線系統(tǒng)包括天線裝置和饋送裝置，以用于發(fā)射和接收RF波。示于圖1的系統(tǒng)借助于圓極化RF波經(jīng)過衛(wèi)星通信。它包括輻射結(jié)構(gòu)10，該輻射結(jié)構(gòu)10包括一個支承件11，該支承件11可以是軟性薄膜、軟性印制電路板或者堅(jiān)固的管狀體。在支承件11上，N個導(dǎo)電螺旋輻射單元同軸設(shè)置并且共同延伸。在圖1中，N=4，但它可以是任何比1大的數(shù)。然而，最好N大于2，以便在左旋和右旋圓極化之間實(shí)現(xiàn)隔離(區(qū)分)。為了實(shí)現(xiàn)這一區(qū)分的N的最小數(shù)為3，它給出了空間的最有效解決方案。但主要使用N=4，因?yàn)樗m用于通用類型的元件。螺旋輻射單元表示為12A-D，并且優(yōu)選地具有是其厚度若干倍的寬度，例如4倍。輻射單元可以通過首先用金屬涂層涂敷支承件11的表面，并且根據(jù)應(yīng)用在攝影涂層上的圖形有選擇地蝕刻該涂層以暴露出支承件來形成，該攝影涂層類似于用于蝕刻印制電路板的涂層。另一種方法是，金屬材料可以通過選擇性地淀積或者印制技術(shù)來涂敷。輻射單元10也可以通過利用MID(模塊化互連設(shè)備)技術(shù)來制造，并且可以形成導(dǎo)線形式的螺旋輻射單元。
輻射結(jié)構(gòu)10被示出具有圓形的截面，但是它也可以是其他形狀，例如四方形，并且仍然包含于同軸結(jié)構(gòu)中。
所形成的N線輻射單元10具有一個第一端15和一個第二端14。在第一端15，螺旋輻射單元12 A-D帶有相應(yīng)的饋送點(diǎn)，或者饋送部分13A-D。
饋送裝置20連接到輻射裝置10，用于饋送和接收信號。饋送裝置20可能包括一個雙工器30，該雙工器30具有用于將由天線系統(tǒng)所發(fā)射的信號和來自無線電通信設(shè)備的收發(fā)信機(jī)電路的信號的輸入端Tx，以及用于將由天線系統(tǒng)所接收的信號傳送到無線電通信的收發(fā)信機(jī)電路的輸出端Rx。當(dāng)天線回縮/擴(kuò)展時，如果需要的話，雙工器30最好包含于無線電通信設(shè)備的電路中。在這種情況下，雙工器和饋送裝置20之間的連接優(yōu)選地為軟性同軸電纜。雙工器30的輸出端31或者無線電通信設(shè)備的收發(fā)信機(jī)電路的輸出端連接到移相網(wǎng)絡(luò)21。移相網(wǎng)絡(luò)包括一個90°功率分配器，其在輸入端將信號分成兩個信號，一個信號相對于另一個信號移相90°。90°功率分配器的每個輸出端連接到180°功率分配器的輸入端，在180°功率分配器的輸入端將信號分成兩個信號，一個信號相對于另一個信號相移180°。因而饋送裝置20具有四個輸出端，分別帶有0°,90°,180°和270°的相移。每個輸出端可能經(jīng)過匹配裝置23A-D與相應(yīng)的饋送部分13A-D相連接，以便在饋送部分13A-D得到漸進(jìn)的相移。匹配裝置用于向所連接的電路提供天線結(jié)構(gòu)的預(yù)定阻抗，優(yōu)選地為50歐姆。施加于雙工器的輸入端Tx上、從而被分成相移信號并且饋送給輻射結(jié)構(gòu)的信號將生成一個將由輻射結(jié)構(gòu)10所輻射的圓極化RF波。在帶有N個螺旋輻射單元的一般情況下，有N個饋送部分、N個匹配裝置以及N個移相網(wǎng)絡(luò)，這N個移相網(wǎng)絡(luò)提供一個漸進(jìn)的相移，其中部件的精確選擇對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。優(yōu)選地，漸進(jìn)的相移為360°/N。然而，沒有螺旋輻射單元的完全幾何對稱，也可以相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)相移。每對饋送部分之間的相移對應(yīng)于它們之間的夾角。當(dāng)從輻射單元的中心軸穿過第一饋送部分的線與從輻射單元的中心軸穿過第二饋送部分的線之間的夾角例如為45°時，饋送部分之間的相移被選擇為45°。
由于輻射單元10和饋送單元20是無源的，當(dāng)在相同方向上接收到圓極化RF波時，它們將反向工作。
180°功率分配器優(yōu)選地包括寬帶平衡轉(zhuǎn)換器，即對于所有涉及的頻帶給出良好的平衡，因?yàn)樵陴佀筒糠?3A-D上具有相同相位的信號，例如由輻射結(jié)構(gòu)10所接收的線性極化信號將彼此抵消，并且不進(jìn)入無線電通信設(shè)備的電路中。90°的功率分配器優(yōu)選地包括一個90°的混合電路。
輻射結(jié)構(gòu)10優(yōu)選地具有一個范圍在10-14mm的直徑d，以及一個優(yōu)選地在80-120mm的長度l，用以工作于頻帶1.4-2.5GHz中。
所述的天線裝置和饋送裝置可用于在使用衛(wèi)星的系統(tǒng)中進(jìn)行無線電通信，并且也可以用于在使用衛(wèi)星的定位系統(tǒng)，例如GPS中接收信號。使用衛(wèi)星的無線電通信系統(tǒng)通常工作于相當(dāng)寬的頻帶中(例如在1.4到2.5GHz的中心頻率上)，并且在某些情況下，上行鏈路和下行鏈路中的工作頻帶相距很遠(yuǎn)(例如1.6和2.5GHz)。因此，寬帶天線系統(tǒng)必須被用于這種應(yīng)用中。通過設(shè)計(jì)輻射結(jié)構(gòu)10和饋送裝置20，所述的天線系統(tǒng)具有寬帶特性。對于用于無線電話的目的來說，用于GPS的自移相螺旋天線用戶在帶寬上太窄了。
圖2示出了當(dāng)用于第一工作模式時，即如上所述，發(fā)射/接收圓極化RF波時，以及當(dāng)用于第二工作模式時，即發(fā)射/接收線性極化RF波時，根據(jù)圖1天線系統(tǒng)的饋送裝置20。第二工作模式的工作用于在地面通信系統(tǒng)，例如GSM,PCN,DECT,AMPS,PCS和/或JDC蜂窩電話系統(tǒng)的無線電通信。
為了提供第二模式的工作，雙工器24A-D在其中一個輸入端上連接到移相網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)輸出端。雙工器的其他輸入端連接到公用線25，該公用線連接到無線電通信設(shè)備的收發(fā)信機(jī)電路，用以通信線性極化RF波。當(dāng)天線回縮/擴(kuò)展時，該公用線優(yōu)選地為軟性同軸電纜。外導(dǎo)體應(yīng)該連接到接地結(jié)構(gòu)或者地面。每個雙工器的輸出端連接到相應(yīng)的匹配裝置23A-D。通過這種饋電，施加到饋送部分13A-D的信號與通過公用線25進(jìn)入的信號將具有相同的相位，輻射結(jié)構(gòu)10將基本上起到直線輻射器的作用。而且，在部件為無源的地方，接收信號時的操作與發(fā)射信號的操作相反。
饋送裝置20(雙工器也可能)優(yōu)選地設(shè)置在PCB或者其他合適的裝置上，并且是由分離或者分布元件構(gòu)成。
圖3示出了拆開的輻射結(jié)構(gòu)10，以及用于激勵或者饋電螺旋輻射單元12A-D以使它們利用線性極化RF波工作的裝置。輻射結(jié)構(gòu)10耦合到饋送裝置20以及無線電通信設(shè)備的收發(fā)信機(jī)電路，并且以與圖1和2所述方式相同或者相似的方式工作于第一模式。對于線性極化RF波而言，為了工作于第二模式，直線輻射器16與輻射結(jié)構(gòu)10同軸設(shè)置。
直線輻射器16在其第一端的饋送部分13上被饋電，該饋送部分13優(yōu)選地基本位于輻射結(jié)構(gòu)10的第一端15的平面上。饋送部分13可能經(jīng)過匹配裝置23與導(dǎo)線25A相連。導(dǎo)線25A與無線電通信設(shè)備的收發(fā)信機(jī)電路相連。如上所述，當(dāng)該導(dǎo)線為軟性同軸電纜時，外導(dǎo)體與接地結(jié)構(gòu)或者地面相連。直線輻射器的第二端為自由端。
直線輻射器16的長度可以小于輻射結(jié)構(gòu)的長度。直線輻射器16的長度優(yōu)選地比輻射結(jié)構(gòu)10長大約10-20mm，如圖3中虛線所示出的。
當(dāng)直線輻射器16利用信號饋電時，它耦合到輻射結(jié)構(gòu)10，輻射結(jié)構(gòu)10將被激勵，并且基本上以直線輻射器的形式輻射。當(dāng)接收到RF信號時，操作是相反的。在直線輻射器延伸出輻射結(jié)構(gòu)的第二端的情況下，沒有被輻射結(jié)構(gòu)所包圍的部分將起到直線輻射器的作用。
圖4示出了圖3實(shí)施例的變化，差別在于中心設(shè)置的輻射器的結(jié)構(gòu)。該輻射器包括一個起直線輻射器作用的饋線16，饋線16在其第二端連接到正常模式(normal mode)的螺旋輻射器17。正常模式的螺旋輻射器17是一個螺旋饒制的單根導(dǎo)線輻射器，其具有小于λ的圓周長。組合輻射器16+17的長度可以與前面實(shí)施例的相同，并且優(yōu)選地長于輻射結(jié)構(gòu)10。
圖5示出了圖3實(shí)施例的進(jìn)一步變化，差別在于中心設(shè)置的輻射器的結(jié)構(gòu)。該輻射器包括一個延伸出輻射結(jié)構(gòu)10的第二端14的直線輻射器16，并且?guī)в许敳侩娙葚?fù)載18。直線輻射器16裝有十字形的導(dǎo)電元件18，該導(dǎo)電元件18帶有折彎的端部。元件18的頂視圖如圖6所示。通過這個頂部電容負(fù)載，中心設(shè)置的輻射器的最大電流向第二端移動，從而改進(jìn)了天線的性能。十字形結(jié)構(gòu)防止了頂部電容負(fù)載18中的環(huán)形電流。
圖7示出了圖3實(shí)施例的進(jìn)一步變化，差別在于中心設(shè)置的輻射器的結(jié)構(gòu)。該輻射器包括一個正常模式的螺旋輻射器17。螺旋輻射器17的長度可以比輻射結(jié)構(gòu)10長或者相同，但是優(yōu)選為較短。
圖8示出了圖3實(shí)施例的進(jìn)一步變化，差別在于中心設(shè)置的輻射器的結(jié)構(gòu)。該輻射器包括一個帶有套管19和輻射器17的套管天線。折彎的套管19下的槽具有基本上為λ/4的電長度，并且防止電流在饋送電纜25A的外部流動。輻射器17可以是直線或者螺旋形的，例如正常模式的螺旋輻射器。輻射器17的電長度也優(yōu)選地為基本上λ/4。套管天線可以比輻射結(jié)構(gòu)10短或者具有相同的長度。然而，優(yōu)選地為較長，并且伸出輻射結(jié)構(gòu)10的第二端。當(dāng)使用套管天線時，匹配裝置也可以被排除。套管天線由同軸電纜25A來饋電，該同軸電纜帶有連接到接地裝置或者類似結(jié)構(gòu)的外導(dǎo)體。
由輻射結(jié)構(gòu)10所接收的線性極化RF波將在饋送部分13A-D產(chǎn)生同相信號。如果它們沒有被如圖2實(shí)施例中的雙工器所分離，它們可以通過移相網(wǎng)絡(luò)21進(jìn)入無線電通信設(shè)備的用于圓極化RF波的收發(fā)信機(jī)電路。在接收的線性極化RF波被耦合到中心設(shè)置的輻射器的情況下，可以有利地消除或者排除這些信號。這可以借助于圖9所示的濾波器40A-D來實(shí)現(xiàn)。每個濾波器在其一端與相應(yīng)的饋送部分13A-D相連接。濾波器的其他端彼此相連，并且連接到信號地線。這些濾波器在線性極化RF波的頻率上具有諧振頻率，線性極化RF波的頻率被很好地與圓極化RF波的頻率分離。
圖10示出了帶有根據(jù)本發(fā)明天線系統(tǒng)的手持便攜式電話。包括輻射結(jié)構(gòu)10和輻射器16,17,18,19的天線優(yōu)選地由電絕緣套51所保護(hù)。圖10示出了回縮位置的天線。即使天線在其回縮位置，也可以看出部分天線從電話外殼50中伸出。由于天線可以工作于帶有尋呼功能和備用模式的衛(wèi)星系統(tǒng)或者甚至地面系統(tǒng)的呼叫模式中，這會非常有利。
電話的外殼可以導(dǎo)電，以提供對裝置的PCB的屏蔽，并且連接到信號地線。接地平面可以由電話的外殼或者其中的部分形成，并且連接到電話的收發(fā)信機(jī)電路的信號地線。另一種方法是接地平面可以是一個導(dǎo)電板、導(dǎo)電線圈或者印制電路板。
盡管借助于上述實(shí)例描述了本發(fā)明，很顯然的是，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以有多種變化。
權(quán)利要求
1．一種用于傳送和接收RF波的天線系統(tǒng)，該天線系統(tǒng)包括天線裝置和饋送裝置，它還包括具有第一端(15)和第二端(14)的輻射結(jié)構(gòu)(10)，所述輻射結(jié)構(gòu)(10)包括共同延伸并且同軸設(shè)置在支承結(jié)構(gòu)(11)上的N個螺旋輻射單元(12A-D)，其中N為大于1的整數(shù)；設(shè)置在所述輻射結(jié)構(gòu)(10)的第一端(15)的每個相應(yīng)螺旋輻射單元的饋送部分(13A-D)；在N個連接上連接到所述螺旋輻射單元(12A-D)的每個所述饋送部分(13A-D)的饋送裝置(20)，所述饋送裝置具有用于連接到無線電通信設(shè)備的電路的連接裝置，所述饋送裝置包括用于在所述N個連接上相移信號的移相網(wǎng)絡(luò)(21)，以便在第一工作模式中提供圓極化RF波的傳送/接收；其特征在于裝置(24A-D,16,17,19,25,25A)被用于基本上均勻地激勵螺旋輻射單元(12A-D)，以便在第二工作模式中提供線性極化RF波的傳送/接收。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中裝置(40A-D,24A-D)被用于防止螺旋輻射單元(12A-D)的饋送部分(13A-D)上的同相信號經(jīng)過移相網(wǎng)絡(luò)(20)進(jìn)入無線電通信設(shè)備的電路。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中用于防止螺旋輻射單元(12A-D)的饋送部分(13A-D)上的同相信號經(jīng)過移相網(wǎng)絡(luò)(20)進(jìn)入無線電通信設(shè)備的電路的裝置包括N個濾波器(40A-D)，每個濾波器在其一端連接到相應(yīng)螺旋輻射單元的饋送部分(13A-D)，濾波器在另一端連接到公用信號地線。
4．根據(jù)權(quán)利要求1到3中任何一個的天線系統(tǒng)，其中N至少為3。
5．根據(jù)權(quán)利要求1到4中任何一個的天線系統(tǒng)，其中移相網(wǎng)絡(luò)在所述N個連接的兩個相鄰連接之間提供基本上是360°/N的相移。
6．根據(jù)權(quán)利要求1到5中任何一個的天線系統(tǒng)，其中N為4，移相網(wǎng)絡(luò)(21)具有一個用于連接到電話設(shè)備電路的輸入端，并且包括一個90°功率分配器，該功率分配器兩個輸出端中的一個連接到180°功率分配器的輸入端，從而得到帶有90°漸進(jìn)相移的四個輸出，每個輸出端連接到螺旋輻射單元(12A-D)的相應(yīng)饋送部分(13A-D)，并且180°功率分配器為用于所有涉及的頻率寬帶分配器，用以在螺旋輻射單元的饋送部分上消除同相信號。
7．根據(jù)權(quán)利要求1到6中任何一個的天線系統(tǒng)，其中螺旋輻射單元(12A-D)在所述輻射結(jié)構(gòu)(10)的第二端(14)提供自由端。
8．根據(jù)權(quán)利要求1到7中任何一個的天線系統(tǒng)，其中接地平面裝置或者類似裝置用于連接到無線電通信設(shè)備的電路的地線。
9．根據(jù)權(quán)利要求1到8中任何一個的天線系統(tǒng)，其中直線輻射器(16)與所述螺旋輻射單元(12A-D)同軸設(shè)置，并且由所述螺旋輻射單元(12A-D)所環(huán)繞；直線輻射器(16)具有第一端和第二端；并且直線輻射器(16)在其第一端帶有饋送部分(13)，該饋送部分可能經(jīng)過匹配裝置(23)連接到無線電通信設(shè)備的電路，該電路包括接地結(jié)構(gòu)，從而在直線輻射器與螺旋輻射單元之間得到耦合，用以工作于第二模式。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的天線系統(tǒng)，其中直線輻射器(16)具有基本上與所述輻射結(jié)構(gòu)(10)的長度相同的長度，并且直線輻射器和所述輻射結(jié)構(gòu)基本上在它們的整個長度上共同延伸。
11．根據(jù)權(quán)利要求9的天線系統(tǒng)，其中直線輻射器(16)具有比所述輻射結(jié)構(gòu)(10)更長的長度，并且直線輻射器和所述輻射結(jié)構(gòu)基本上在所述輻射結(jié)構(gòu)的整個長度上共同延伸。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的天線系統(tǒng)，其中直線輻射器(16)在不與所述輻射結(jié)構(gòu)共同延伸的部分上具有一個頂部電容負(fù)載。
13．根據(jù)權(quán)利要求9的天線系統(tǒng)，其中直線輻射器(16)具有比所述輻射結(jié)構(gòu)(10)短的長度，并且直線輻射器和所述輻射結(jié)構(gòu)基本上在所述直線輻射器的整個長度上共同延伸；該直線輻射器在其第二端與第二正常模式的螺旋輻射器(17)相連。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的天線系統(tǒng)，其中輻射器包括直線輻射器(16)，并且第二正常模式的螺旋輻射器(17)具有比所述輻射結(jié)構(gòu)(10)長的長度。
15．根據(jù)權(quán)利要求1到8中任何一個的天線系統(tǒng)，其中正常模式的螺旋輻射器(17)與所述螺旋輻射單元(12A-D)同軸設(shè)置，并且由所述螺旋輻射單元(12A-D)所環(huán)繞；正常模式的螺旋輻射器(17)具有第一端和第二端；并且正常模式的螺旋輻射器(17)在其第一端帶有饋送部分(13)，該饋送部分可能經(jīng)過匹配裝置(23)連接到無線電通信設(shè)備的電路，該電路包括接地結(jié)構(gòu)，從而在正常模式的螺旋輻射器與螺旋輻射單元之間得到耦合，用以工作于第二模式。
16．根據(jù)權(quán)利要求1到8中任何一個的天線系統(tǒng)，其中套管天線(17,19)與所述螺旋輻射單元(12A-D)同軸設(shè)置，并且由所述螺旋輻射單元(12A-D)所環(huán)繞；套管天線(17,19)具有第一端和第二端；并且套管天線(17,19)在其第一端帶有饋送部分(13)，該饋送部分可能經(jīng)過匹配裝置(23)連接到無線電通信設(shè)備的電路，該電路包括接地結(jié)構(gòu)，從而在套管天線與螺旋輻射單元之間得到耦合，用以工作于第二模式。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的天線系統(tǒng)，其中套管天線(17,19)包括一個第三正常模式的螺旋輻射器(17)。
18．根據(jù)權(quán)利要求1到8中任何一個的天線系統(tǒng)，其中用于激勵螺旋輻射單元的裝置包括一個輻射裝置(16,17,19)，該輻射裝置(16,17,19)與所述螺旋輻射單元(12A-D)同軸設(shè)置，并且由所述螺旋輻射單元(12A-D)所環(huán)繞；該輻射裝置具有第一端和第二端；并且該輻射裝置在其第一端帶有饋送部分，該饋送部分可能經(jīng)過匹配裝置連接到無線電通信設(shè)備的電路，該電路包括接地結(jié)構(gòu)；該輻射裝置在其第二端帶有一個正常模式的螺旋輻射器，并且該輻射裝置具有基本上與所述輻射結(jié)構(gòu)相同的長度，并且該輻射裝置和所述輻射結(jié)構(gòu)基本上在它們的整個長度上共同延伸。
19．根據(jù)權(quán)利要求1到8中任何一個的天線系統(tǒng)，其中正常模式的螺旋輻射器(17)具有第一端和第二端，其第一端帶有饋送部分，該正常模式螺旋輻射器的第一端設(shè)置在輻射結(jié)構(gòu)第二端的區(qū)域中；并且該正常模式的第一端位于正常模式螺旋輻射器的第二端與輻射結(jié)構(gòu)的第一端之間。
20．根據(jù)權(quán)利要求1到8中任何一個的天線系統(tǒng)，其中每個雙工器(24A-D)在其輸出端連接到每個螺旋輻射單元(12A-D)，每個雙工器的第一輸入端連接到饋送裝置N個連接的相應(yīng)一個，每個雙工器的第二輸入端連接到用于線性極化模式的、無線電通信設(shè)備的收發(fā)信機(jī)電路。
21．一種手持便攜式通信設(shè)備，其特征在于它帶有一個根據(jù)權(quán)利要求1到20中任何一個的天線系統(tǒng)。
全文摘要
一種包括天線裝置和饋送裝置的天線系統(tǒng),用以在第一工作模式時傳送/接收圓極化RF波,在第二工作模式時傳送/接收線性極化RF波,一種手持無線電通信設(shè)備帶有這種天線系統(tǒng)。輻射結(jié)構(gòu)(10)包括所述共同延伸并且同軸設(shè)置在支承結(jié)構(gòu)(11)上的N個螺旋輻射單元(12A－D),其中N為大于1的整數(shù),以便在第一工作模式中提供圓極化RF波的傳送/接收。而且,裝置(24A－D,16,17,19,25,25A)被用于基本上均勻地激勵螺旋輻射單元(12A－D),以便在第二工作模式中提供線性極化RF波的傳送/接收。
文檔編號H01Q11/08GK1301415SQ9980624
公開日2001年6月27日 申請日期1999年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月18日
發(fā)明者奧勒·艾德瓦松, 理查德·伯翰南, 博·諾林, 加尼·巴勞恩 申請人:奧根公司