專利名稱：用于發(fā)射和接收無(wú)線電波的天線設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及天線領(lǐng)域并且具體地分別涉及一種用于發(fā)射和接收無(wú)線電波的天線設(shè)備、一種包括所述天線設(shè)備的無(wú)線電通信設(shè)備和一種用于發(fā)射和接收無(wú)線電波的方法。
當(dāng)現(xiàn)今制造一個(gè)手持便攜式電話時(shí)，天線通常適合于這部具體電話的特性并且適合于在缺省環(huán)境中的缺省使用。這意味著該天線隨后不能用于使用某一電話的任何特定情形中或適合不同的手持便攜式電話。因此，手持便攜式電話的每一種模型都必須裝備有一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的天線，它一般說(shuō)來(lái)不能被任意地使用于任何其他電話模型中。
小尺寸結(jié)構(gòu)的天線設(shè)備的輻射性質(zhì)，例如一個(gè)手持無(wú)線電通信設(shè)備，很大程度上取決于諸如所述設(shè)備和電話外殼的印刷電路板(PCB)之類的支持結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸。諸如諧振頻率、輸入阻抗、帶寬、輻射模式、增益、極化和近場(chǎng)模式之類的所有輻射性質(zhì)是天線設(shè)備本身和它與PCB以及電話外殼的相互作用的結(jié)果。因此，在下面對(duì)輻射性質(zhì)進(jìn)行的所有引用是意指天線被結(jié)合在其中的整個(gè)設(shè)備。
在上面已經(jīng)被提到的相對(duì)于諸如無(wú)繩電話、遙測(cè)系統(tǒng)、無(wú)線數(shù)據(jù)終端等等之類的其它無(wú)線電通信設(shè)備也是正確的。因此，本發(fā)明的天線設(shè)備在一個(gè)很寬的規(guī)模上可應(yīng)用在各種通信設(shè)備中。
通過(guò)例如EP-A2-0,852,407，GB-A-2,332,124和JP-A-10,145,130可了解具有分集功能(因此完成對(duì)各種無(wú)線電波環(huán)境的適應(yīng))的接收天線。這樣的分集功能系統(tǒng)可用來(lái)抑制噪聲，和/或諸如延遲信號(hào)之類可能會(huì)引起碼間干擾的不希望有的信號(hào)以及同信道干擾信號(hào)，并因此改善了總的信號(hào)質(zhì)量，但是需要一個(gè)包括多個(gè)接收機(jī)鏈路在內(nèi)的復(fù)雜接收機(jī)電路結(jié)構(gòu)，以及多個(gè)天線輸入端口。
可切換的天線例如從用于獲得分集的著作中可知。
WO 99/44307公開(kāi)了一種具有天線增益分集的通信設(shè)備。該裝置包括第一和第二天線元件，它們中兩者或者僅僅其中一個(gè)能夠被耦合到天線信號(hào)節(jié)點(diǎn)。沒(méi)有耦合到該節(jié)點(diǎn)的天線元件被電耦合到信號(hào)地線。
EP-A1-0,546,803公開(kāi)了一種包括單個(gè)天線元件的分集式天線。該天線元件是以四分之一波長(zhǎng)單極天線的形式，它能夠在一個(gè)公共RF饋送源中的一端或另一端處交替地被饋送。
US-A1-5,541,614公開(kāi)了一種天線系統(tǒng)，其包括嵌入在頻率選擇光子能帶隙(photonic bandgap)晶體之上的一組中心饋送和分段的偶極天線。例如通過(guò)連接/斷開(kāi)各段偶極子臂以使它們更長(zhǎng)或更短，可改變天線系統(tǒng)的某些特性。
然而，這些現(xiàn)有技術(shù)的配置其中并無(wú)一個(gè)描述在某些智能基礎(chǔ)上(例如由于信號(hào)情形所引起而需要時(shí))連接或切斷任何可切換的天線元件。所述EP-A1-0,546,803提及如此的智能切換的可能性，但是沒(méi)有如何控制該切換的指示。
在這方面，本發(fā)明的一個(gè)特定目的是提供這樣一個(gè)天線設(shè)備，它比現(xiàn)有技術(shù)的天線設(shè)備展現(xiàn)出更好的性能。
本發(fā)明的另一目的是提供一種天線設(shè)備，其某些特性是可控制的，比如諧振頻率、阻抗、輻射模式、極化，帶寬和分集之類的。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種天線設(shè)備，在它的天線結(jié)構(gòu)和切換設(shè)備之間展現(xiàn)出一個(gè)可控制的相互作用。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種天線設(shè)備，其簡(jiǎn)單、輕便、易于制造而且便宜。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種有效、易于安裝并且可靠的天線設(shè)備，特別是，即使在長(zhǎng)時(shí)間的使用之后在機(jī)械上仍然堅(jiān)固。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種適合于作為無(wú)線電通信設(shè)備的一個(gè)集成部分而被使用的天線設(shè)備。
通過(guò)天線設(shè)備、通過(guò)一種無(wú)線電通信設(shè)備以及通過(guò)所附權(quán)利要求所述的方法達(dá)到了本發(fā)明的這些目的。
在權(quán)利要求中，＂天線結(jié)構(gòu)＂意指包括連接到無(wú)線電通信設(shè)備電路的發(fā)射(饋送)線(組)上的有源元件，以及可以被接地或被留下斷開(kāi)的并因此作為例如定向器、反射器、阻抗匹配元件等等的那些元件。


圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于發(fā)射和接收無(wú)線電波的天線模塊的框圖。
圖2示意性地顯示了接收或發(fā)射天線元件以及一個(gè)切換設(shè)備，用于選擇性地連接和斷開(kāi)作為根據(jù)本發(fā)明的天線模塊一部分的接收天線元件。
圖3示意性地顯示了一個(gè)接收或發(fā)射天線結(jié)構(gòu)和一個(gè)切換設(shè)備，用于選擇性地把作為根據(jù)本發(fā)明的天線設(shè)備一部分在各種不同點(diǎn)處的所述接收天線結(jié)構(gòu)選擇性地接地。
圖4是用于控制發(fā)明的天線設(shè)備之切換設(shè)備的切換與固定算法例子的流程圖。
圖5是用于控制發(fā)明的天線設(shè)備之切換設(shè)備的一個(gè)替換算法例子的流程圖。
圖6是用于控制發(fā)明的天線設(shè)備之切換設(shè)備的另外一個(gè)替換算法例子的流程圖。
圖7示意性地顯示了接收或發(fā)射天線元件以及一個(gè)切換設(shè)備，用于選擇性地連接和斷開(kāi)作為根據(jù)本發(fā)明另外一個(gè)實(shí)施例的天線模塊一部分的接收天線。
最佳實(shí)施方式在下列說(shuō)明中，為了解釋而非限制的目的，闡明了具體的細(xì)節(jié)，以便提供對(duì)本發(fā)明的全面理解?？墒牵瑢?duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很明顯，本發(fā)明可以被實(shí)踐在偏離這些具體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施例中。在其它實(shí)例中，熟知的設(shè)備和方法的細(xì)節(jié)描述被省略以使本發(fā)明不會(huì)因?yàn)椴槐匾募?xì)節(jié)而不清楚。發(fā)明的天線模塊(圖1)參考圖1，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)天線設(shè)備或模塊1包括分開(kāi)的發(fā)射機(jī)(TX)2和接收機(jī)(RX)3 RF部分。
天線模塊1是用于發(fā)射和接收無(wú)線電波的無(wú)線電通信設(shè)備(未示出)的高頻(HF)部分。因此，天線模塊1最好被安排為通過(guò)無(wú)線電通信電路被電連接到無(wú)線電通信設(shè)備的數(shù)字或模擬信號(hào)處理器。
天線模塊1最好被安排在一個(gè)托架(未示出)上，該托架可以是一個(gè)靈活的基底，一個(gè)MID(塑?；ミB設(shè)備)或一個(gè)PCB。如此的天線模塊PCB可以和無(wú)線電通信設(shè)備的一個(gè)PCB一起并排被安裝在(特別是可以被可拆卸地安裝在)基本上同一平面中，或者它可以被附加到例如安裝在無(wú)線電設(shè)備PCB上的一個(gè)絕緣支持裝置上如此以使它基本上與絕緣支持裝置并行但是高于那里。天線模塊PCB還可以基本上與無(wú)線電通信設(shè)備的PCB垂直。
發(fā)射機(jī)部分2包括一個(gè)輸入4，用于從無(wú)線電通信設(shè)備的數(shù)字發(fā)送源中接收數(shù)字信號(hào)。輸入4經(jīng)傳輸線路5被連接到用于把數(shù)字信號(hào)變換為模擬信號(hào)的一個(gè)數(shù)字模擬(D/A)變換器6。變換器6經(jīng)傳輸線路5進(jìn)一步被連接到用于把模擬信號(hào)頻率上變換為期望RF頻率的一個(gè)上變換器7。上變換器7經(jīng)傳輸線路5依次被連接到用于放大頻率變換信號(hào)的一個(gè)功率放大器(PA)8。功率放大器8進(jìn)一步被連接到一個(gè)發(fā)射機(jī)天線設(shè)備9用于轉(zhuǎn)送放大的RF信號(hào)以及用于根據(jù)所述信號(hào)輻射RF波。一個(gè)濾波器(未示出)可以被安排在功率放大器之前或之后的信號(hào)路徑中。
在發(fā)射機(jī)部分中用于測(cè)量電壓駐波比(VSWR)的設(shè)備10，優(yōu)選地如圖1中，在發(fā)射機(jī)部分3中被連接在功率放大器8和發(fā)射機(jī)天線設(shè)備9之間，或者被結(jié)合在發(fā)射機(jī)天線設(shè)備9中。
發(fā)射機(jī)天線設(shè)備9包括連接到傳輸線路5的一個(gè)切換設(shè)備11和一個(gè)發(fā)射天線結(jié)構(gòu)12，其優(yōu)選地由可經(jīng)切換設(shè)備11連接到傳輸線路5的多個(gè)發(fā)射天線元件組成?？墒?，關(guān)于本發(fā)明，發(fā)射機(jī)天線設(shè)備9可以同樣好地由被永久連接的單個(gè)發(fā)射天線組成。
接收機(jī)部分3包括用于接收RF波和用于根據(jù)它產(chǎn)生一個(gè)RF信號(hào)的一個(gè)接收天線結(jié)構(gòu)13。接收天線結(jié)構(gòu)13可在多個(gè)(至少兩個(gè))天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間切換，其每一個(gè)通過(guò)一組輻射相關(guān)參數(shù)來(lái)區(qū)別，比如諧振頻率，輸入阻抗，帶寬，輻射模式，增益，極化和近場(chǎng)模式之類的。一個(gè)切換設(shè)備14被安排在它的附近用于在天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間選擇性地切換天線結(jié)構(gòu)13。接收天線結(jié)構(gòu)13和切換設(shè)備14可以被整體地安排在一個(gè)接收機(jī)天線設(shè)備15中。
天線結(jié)構(gòu)13可以分別地包括可連接到傳輸線路16或到RF接地(未示出)的多個(gè)元件和/或包括可連接到傳輸線路16或到RF接地的多個(gè)連接空出點(diǎn)，這將在下面進(jìn)一步被描述。
天線結(jié)構(gòu)13經(jīng)傳輸線路16進(jìn)一步被連接到用于放大接收信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)低噪聲放大器(LNA)17。正如本說(shuō)明情況中，天線結(jié)構(gòu)13的RF饋送可以經(jīng)切換設(shè)備14被實(shí)現(xiàn)，或者能夠分別地在切換設(shè)備14之外被實(shí)現(xiàn)。
如果接收分集被使用，則來(lái)自低噪聲放大器17中的信號(hào)輸出在合并器18中被合并。分集合并可以是切換類型，或者是信號(hào)的加權(quán)和。
傳輸線路16被進(jìn)一步連接到用于下變換器信號(hào)頻率的一個(gè)下變換器或下混頻器19以及被連接到用于把接收信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)的一個(gè)模擬數(shù)字(A/D)變換器20。數(shù)字信號(hào)在21處被輸出到無(wú)線電通信設(shè)備的數(shù)字處理電路。
根據(jù)本發(fā)明，提供用于控制接收機(jī)部分3中的切換設(shè)備14的一種控制設(shè)備22，并因此根據(jù)在發(fā)射機(jī)部分2處表示反射系數(shù)的一個(gè)測(cè)量，選擇性地連接和斷開(kāi)接收天線結(jié)構(gòu)13的一些部分，在此，該測(cè)量可以是由設(shè)備10測(cè)量的一個(gè)電壓駐波比(VSWR)。同樣地，反射功率可以被測(cè)量。可是，以下本說(shuō)明將只是指VSWR即使應(yīng)該理解其他反射測(cè)量也被使用。
通過(guò)切換設(shè)備14，可輕易地控制天線結(jié)構(gòu)13一些部分的連接和斷開(kāi)。通過(guò)重新裝配被連接到傳輸線路16的天線結(jié)構(gòu)13，諸如接收機(jī)天線設(shè)備15的諧振頻率、輸入阻抗、帶寬、輻射模式、增益、極化和近場(chǎng)模式之類的輻射相關(guān)參數(shù)可以被改變。
VSWR最好通過(guò)以規(guī)則的時(shí)間間隔或連續(xù)地抽樣來(lái)在使用期間被反復(fù)地測(cè)量。
控制設(shè)備22可以被安排用于控制切換設(shè)備14根據(jù)在無(wú)線電通信設(shè)備中的天線模塊1的使用期間反復(fù)接收的測(cè)量VSWR來(lái)切換狀態(tài)，使得動(dòng)態(tài)地讓天線設(shè)備1在該無(wú)線電通信設(shè)備的鄰近環(huán)境中適應(yīng)物體，比如用戶他自己。因此，天線模塊的接收機(jī)部分3的性能可以在使用期間被不斷地最佳化。
控制設(shè)備22優(yōu)選地包括一個(gè)帶有存儲(chǔ)器24的中央處理器(CPU)23，存儲(chǔ)器24經(jīng)連接25、26被連接到測(cè)量設(shè)備10并且經(jīng)線路27被連接到切換設(shè)備14。CPU23優(yōu)選地裝備有一個(gè)適當(dāng)?shù)目刂扑惴ú⑶掖鎯?chǔ)器24被用于存儲(chǔ)切換的各種天線結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。切換設(shè)備14優(yōu)選地包括一個(gè)微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)交換設(shè)備。
CPU23因此通過(guò)線路25、26接收來(lái)自VSWR測(cè)量設(shè)備10中的測(cè)量VSWR值并且處理每一個(gè)接收的VSWR值。如果它發(fā)現(xiàn)它相配(根據(jù)任何已實(shí)現(xiàn)的控制算法)，則它經(jīng)線路27發(fā)送切換指令信號(hào)給切換設(shè)備14。
最好，發(fā)射機(jī)部分2的天線結(jié)構(gòu)12也可在多個(gè)(至少兩個(gè))天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間切換，其每一個(gè)通過(guò)諸如諧振頻率、阻抗、輻射模式、極化和帶寬之類的一組輻射相關(guān)參數(shù)來(lái)區(qū)分，并且切換設(shè)備11被安排用于根據(jù)經(jīng)控制線28從控制設(shè)備22中發(fā)送的控制信號(hào)來(lái)選擇性地切換所述天線結(jié)構(gòu)。
此外，天線模塊1包括一個(gè)用于經(jīng)線路29a在CPU23和無(wú)線電通信設(shè)備的電路之間發(fā)信號(hào)的控制端口29。因此，功率放大器8、低噪聲放大器17以及合并器18可以分別地經(jīng)線路30、31和32而被控制。在圖1中，最后，參考數(shù)字33表示排列在發(fā)射機(jī)部分2中的并行串行變換器，用于把并行信號(hào)線25、28、30變換成為一個(gè)串行線路26。這用于減少在發(fā)射機(jī)部分2和接收機(jī)部分3之間的線路數(shù)量以及因此的連接數(shù)量。
作為選擇，CPU23、存儲(chǔ)器24和控制端口29可以位于發(fā)射機(jī)部分2中并因此并行串行變換器33被安排在接收機(jī)部分3中以便獲得同一目的。
如圖1中說(shuō)明的天線模塊1只有數(shù)字端口(輸入4、輸出21和控制端口29)并因此，它可以被稱為一個(gè)數(shù)字控制的天線(DCA)。
然而，應(yīng)該理解，根據(jù)本發(fā)明的天線模塊未必是必須包含A/D和D/A變換器、變頻器或放大器。在任何一種情況中，天線模塊顯然將具有模擬輸入和輸出端口。操作環(huán)境接下來(lái)，將描述可能影響根據(jù)本發(fā)明的天線設(shè)備或模塊性能的各種操作環(huán)境。
諸如小尺寸無(wú)線通信設(shè)備的諧振頻率、輸入阻抗、帶寬、輻射模式、極化、近場(chǎng)模式之類的天線參數(shù)被該設(shè)備附近的物體所影響。在這兒，在附近是指這樣一個(gè)距離在該距離內(nèi)對(duì)天線參數(shù)的影響是值得注意的。此距離概略地?cái)U(kuò)展為離該設(shè)備大約一個(gè)波長(zhǎng)。
諸如移動(dòng)電話之類的一個(gè)小尺寸無(wú)線通信設(shè)備，可被用于許多不同的鄰近環(huán)境中。
它例如可以是作為一個(gè)電話被緊握在耳部，它可以被放進(jìn)口袋中，它可以被附在腰部的帶子上，或者它可以被手持。另外，它可以被放置在一個(gè)金屬桌子上。許多許多的操作環(huán)境可以被列舉。對(duì)于所有環(huán)境所共同的是在該設(shè)備附近可能有物體，從而影響該設(shè)備的天線參數(shù)。在該設(shè)備附近有各種物體的環(huán)境對(duì)天線參數(shù)有不同的影響。
在下列將明確討論兩個(gè)特定的操作參數(shù)。
通過(guò)把無(wú)線電通信設(shè)備定位在真空空間中可獲得自由空間(FS)操作環(huán)境，即，在該設(shè)備的附近沒(méi)有物體。該設(shè)備周圍的空中在這兒被認(rèn)為是自由空間。許多操作環(huán)境可以被近似為自由空間環(huán)境。通常，如果該環(huán)境對(duì)天線參數(shù)有很少的影響，則它可以被稱為自由空間。
通話位置(TP)操作環(huán)境被定義為這樣一個(gè)位置在該位置中，該無(wú)線電通信設(shè)備被用戶緊握在耳部。對(duì)天線參數(shù)的影響變化取決于把持該設(shè)備的人，更精確地說(shuō)是取決于該設(shè)備如何定位。在這里，TP環(huán)境被認(rèn)為是一個(gè)一般情況，即，包括在上面提及的所有個(gè)體變化。諧振頻率(圖2)接下來(lái)，將更詳細(xì)地描述按照本發(fā)明可以被控制的各種輻射相關(guān)參數(shù)，諸如諧振頻率、輸入阻抗和輻射模式之類的。
用于無(wú)線的無(wú)線電通信設(shè)備的天線經(jīng)受由于用戶的存在所引起的失調(diào)。對(duì)于許多天線類型，與當(dāng)設(shè)備位于自由空間中時(shí)相比，當(dāng)用戶存在時(shí)諧振頻率可能下降一些百分比。
在自由空間和通話位置之間的自適應(yīng)調(diào)諧大體上能夠減少這個(gè)問(wèn)題。
調(diào)諧天線的一種直接的方式是改變它的電長(zhǎng)度，并從而改變諧振頻率。電長(zhǎng)度越長(zhǎng)，則諧振頻率越低。如果電長(zhǎng)度的改變足夠大的話，則這也是產(chǎn)生頻帶切換的最直接的方式。
在圖2中示出了一種和包括多個(gè)切換37-49的切換設(shè)備36一起被排列的類似迂回(meander-like)的天線結(jié)構(gòu)35。天線結(jié)構(gòu)35可以被看作多個(gè)對(duì)準(zhǔn)并各個(gè)可連接的天線元件50-54，它在連接狀態(tài)中通過(guò)切換設(shè)備36被連接到饋送點(diǎn)55。饋送點(diǎn)55還被連接到無(wú)線電通信設(shè)備的接收機(jī)電路(未示出)的一個(gè)低噪聲放大器上，并因此天線結(jié)構(gòu)35操作為接收天線。低噪聲放大器可替代地可以與天線結(jié)構(gòu)35和切換設(shè)備36一起位于天線模塊中。作為選擇，饋送點(diǎn)55被連接到用于接收RF信號(hào)的無(wú)線電通信發(fā)射機(jī)的功率放大器上，并且天線結(jié)構(gòu)35因此操作為發(fā)射天線。
一種典型的操作示例如下。假定切換37和46-49被關(guān)閉而剩余切換被打開(kāi)并且當(dāng)這樣一種天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)被安排在位于空閑空間中的手持便攜式電話中時(shí)它適合于最佳性能。當(dāng)這部電話被移動(dòng)到通話位置時(shí)，用戶的影響降低了諧振頻率并且因此，為了補(bǔ)償用戶的存在，切換49被打開(kāi)，因此連接天線結(jié)構(gòu)的電長(zhǎng)度被減小并且相應(yīng)地諧振頻率被增加。此增加將利用天線結(jié)構(gòu)35和切換設(shè)備36的一種適當(dāng)設(shè)計(jì)來(lái)補(bǔ)償當(dāng)電話從自由空間移動(dòng)到通話位置時(shí)所引入的降低。
同一天線結(jié)構(gòu)35和切換設(shè)備36也可以被用于在諸如GSM900和GSM1800之類的兩個(gè)不同頻帶之間切換。
例如，如果將包括連接到饋送點(diǎn)55的天線元件50-53(切換37和46-48關(guān)閉而剩余切換打開(kāi))的天線元件50-53的一種天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)，用于適合GSM900頻帶，則通過(guò)簡(jiǎn)單地打開(kāi)切換47可切換到GSM1800頻帶，因此，目前連接的天線結(jié)構(gòu)(元件50和51)的電長(zhǎng)度被減少到大約早先長(zhǎng)度的一半，這意味著諧振頻率大約被加倍，這將適合于GSM1800頻帶。阻抗(圖3)代替調(diào)諧一個(gè)失調(diào)天線，人們能夠完成自適應(yīng)阻抗匹配，它包括讓諧振頻率稍微偏移并且通過(guò)匹配來(lái)補(bǔ)償此失調(diào)。
一個(gè)天線結(jié)構(gòu)可以在不同的位置處具有饋送點(diǎn)。每個(gè)位置具有一個(gè)在E和H場(chǎng)之間不同的比值，這導(dǎo)致不同的輸入阻抗。倘若饋送點(diǎn)切換對(duì)天線結(jié)構(gòu)的剩余部分很少有影響，則通過(guò)切換饋送點(diǎn)可以利用這種現(xiàn)象。當(dāng)天線體驗(yàn)由于用戶(或其它物體)的出現(xiàn)所引起的失調(diào)時(shí)，天線通過(guò)例如改變天線結(jié)構(gòu)的饋送點(diǎn)可以與饋線阻抗匹配。按照一種類似的方式，RF接地點(diǎn)可以被改變。
在圖3中示意性地示出了天線結(jié)構(gòu)61的這樣一種實(shí)現(xiàn)的示例，其能夠在彼此相隔的若干不同點(diǎn)處被選擇性地RF接地。天線結(jié)構(gòu)61在本說(shuō)明情況中是一種安裝在無(wú)線電通信設(shè)備的PCB62上的平面反向的F天線(PIFA)。天線61具有一條饋線63和N條不同的空出的RF接地64。通過(guò)從一個(gè)RF接地切換到另外一個(gè)，阻抗稍微被改變。
而且，切進(jìn)/切出無(wú)源天線元件可以產(chǎn)生一個(gè)阻抗匹配，因?yàn)閺臒o(wú)源天線元件到有源天線元件的相互耦合產(chǎn)生一個(gè)相互的阻抗，它加到有源天線元件的輸入阻抗上。
FS和TP之外的其它典型使用位置能夠被定義，比如腰部位置、口袋位置和鋼桌上。每個(gè)情況可以有一個(gè)典型的調(diào)諧/匹配，以使只有有限數(shù)量的點(diǎn)需要被切換通過(guò)。如果天線元件的失調(diào)的外部極限能夠被找到，則需要被天線設(shè)備覆蓋的自適應(yīng)調(diào)諧/匹配的范圍能夠被估計(jì)。
一種實(shí)現(xiàn)是定義覆蓋調(diào)諧/阻抗匹配范圍的若干天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)。在每個(gè)不同的天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間可以有相等或不相等的阻抗差值。輻射模式無(wú)線終端的輻射模式被它近場(chǎng)區(qū)域中的用戶或其它物體的存在所影響。引入損耗材料不僅改變輻射模式，而且由于吸收，在輻射功率中引入損耗。
如果終端的輻射模式是自適應(yīng)控制的，則此問(wèn)題可以被減小。輻射模式(近場(chǎng))可以被大概引導(dǎo)為偏離引入損耗的物體，這將減小總損耗。
輻射模式中的一個(gè)改變需要產(chǎn)生要被改變的電磁輻射的電流。通常，對(duì)于一個(gè)小的設(shè)備(例如，一個(gè)手持便攜式電話)，需要在天線結(jié)構(gòu)中相當(dāng)大的改變來(lái)產(chǎn)生改變的電流 特別是對(duì)于較低頻帶。然而，可通過(guò)切換到產(chǎn)生不同輻射模式的另一種天線類型或者切換到無(wú)線電通信設(shè)備的PCB另一位置/側(cè)的另一天線結(jié)構(gòu)來(lái)執(zhí)行之。
另一種方式可以是從與無(wú)線電通信設(shè)備的PCB極度相互作用的天線結(jié)構(gòu)(例如鞭狀或微帶天線)切換到不那么做的另一種天線(例如環(huán)形天線)。這將極大地改變輻射的電流，因?yàn)榕cPCB的相互作用對(duì)PCB(該P(yáng)CB被使用作為主要的輻射結(jié)構(gòu))引入大電流。
注意，在設(shè)備的近場(chǎng)區(qū)域中的物體將改變天線輸入阻抗。因此，VSWR可能是有小損耗的時(shí)刻的一個(gè)優(yōu)良指示符。自由空間的VSWR相比，VSWR中的小變化意味著由于附近物體所引起的小損耗。
上面的討論涉及天線近場(chǎng)和來(lái)自近場(chǎng)中的物體中的損耗。可是，在一般情況下，人們能夠在一個(gè)產(chǎn)生優(yōu)良信號(hào)情形的有利方向上引導(dǎo)一個(gè)遠(yuǎn)場(chǎng)模式中的主波束。
按照一種類似的方式，極化能夠被改變以便改善信號(hào)情形。算法(圖4-6)測(cè)量的VSWR在控制切換狀態(tài)的某些種類的算法中被處理。所有描述的算法都是試差(trial-and-error)類型，因?yàn)闆](méi)有關(guān)于新?tīng)顟B(tài)的信息直到它已經(jīng)被達(dá)到為止。
在下面，參考圖4-6，描述用于控制天線的某些算法示例。
簡(jiǎn)單的算法可能是一種切換和固定算法，如圖4的流程圖所示。在這里，在預(yù)定義狀態(tài)i＝1，...，N(例如N＝2，一種狀態(tài)對(duì)于FS是最佳化而另外一種狀態(tài)對(duì)于TP是最佳化)之間執(zhí)行切換。一個(gè)狀態(tài)i＝1最初被選擇，隨后，在步驟65，VSWR被測(cè)量。測(cè)量的VSWR然后在步驟66中與預(yù)定義極限(門限值)相比較。如果這個(gè)門限值沒(méi)有被超過(guò)，則該算法返回到步驟65，而如果它被超過(guò)，則執(zhí)行一個(gè)對(duì)新?tīng)顟B(tài)i＝i+1的切換。如果i+1超過(guò)N，則執(zhí)行切換到狀態(tài)1。經(jīng)過(guò)這個(gè)步驟之后，該算法返回到步驟65。這里可以有一個(gè)時(shí)間延遲以便防止按照一種太快的時(shí)間刻度來(lái)切換。
使用這樣一種算法，每個(gè)狀態(tài)1，...，N被使用直到被檢測(cè)的VSWR超過(guò)預(yù)定義極限為止。當(dāng)這發(fā)生時(shí)，該算法執(zhí)行步驟通過(guò)預(yù)定義狀態(tài)直到達(dá)到一個(gè)具有低于門限值的VSWR的狀態(tài)時(shí)為止。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)天線結(jié)構(gòu)兩者都可以同時(shí)被切換。可以定義任意數(shù)目的狀態(tài)，使得在多種狀態(tài)之間執(zhí)行切換。
另一示例是一種更高級(jí)的切換和固定算法，如圖5的流程圖所示。用與早先算法相同的方式，N種狀態(tài)被預(yù)定義，并且一個(gè)狀態(tài)i＝1最初被選擇，隨后，在步驟68，VSWR被測(cè)量，并且在步驟69中，與門限值相比較。如果門限值沒(méi)有被超過(guò)，則該算法返回到步驟68，但是如果它被超過(guò)，則接著是步驟69，其中，所有的狀態(tài)都被切換過(guò)并且對(duì)于每一狀態(tài)測(cè)量VSWR。所有的VSWR被比較并且具有最小VSWR的狀態(tài)被選擇。
步驟70看上去可能像對(duì)于i＝1∶N切換到狀態(tài)1測(cè)量VSWR(i)存儲(chǔ)VSWR(i)切換到最小VSWR的狀態(tài)最后，該算法返回到步驟68。注意，這種算法可能需要相當(dāng)快的切換和VSWR測(cè)量，因?yàn)樗械臓顟B(tài)必須在步驟70被切換過(guò)。
另外一種替換算法特別適合于有多種預(yù)定義天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)，它可以被排列以使兩個(gè)相鄰的狀態(tài)具有只有些許偏差的輻射性質(zhì)。在圖6中，表示了這樣一種另外算法的流程圖。
N種狀態(tài)被預(yù)定義，并且最初一個(gè)狀態(tài)i＝1被選擇，一個(gè)參數(shù)VSWRold被設(shè)置為零，而一個(gè)變量＂change＂被設(shè)置為+1。在第一步71中VSWRi(狀態(tài)i的VSWR)被測(cè)量并儲(chǔ)存，隨后在步驟72中，VSWRi與VSWRold相比較。如果，一方面，VSWRi＜VSWRold，則接著是一個(gè)步驟73，其中，＂change＂被設(shè)置為+change(這個(gè)步驟i實(shí)際上沒(méi)有必要)。接著是步驟74和75，其中，分別地，VSWRold被設(shè)置來(lái)呈現(xiàn)VSWR，即，VSWRi，并且天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)被改變?yōu)閕+＂change＂，即，i＝i+change。然后，該算法返回到步驟71。如果，另一方面，VSWRi＞VSWRold，則接著是步驟76，其中，變量＂change＂被設(shè)置為-change。接下來(lái)，該算法繼續(xù)到步驟74和75。注意在這種情況下，該算法改變＂方向＂。
很重要的是當(dāng)在每一循環(huán)中切換狀態(tài)被改變時(shí)，使用一個(gè)時(shí)間延遲以便只有在特定的時(shí)間步長(zhǎng)處運(yùn)行循環(huán)(分別地，71，72，73，74，75，71和71，72，76，74，75，71)。在72處，當(dāng)前狀態(tài)(VSWRi)與早先一個(gè)狀態(tài)(VSWRold)相比較。如果VSWR比早先狀態(tài)好，則在同一＂方向＂中的還一個(gè)狀態(tài)變化被執(zhí)行。當(dāng)達(dá)到一個(gè)最優(yōu)值時(shí)，所使用的天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)通常將在每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)處的兩個(gè)相鄰狀態(tài)之間來(lái)回?cái)[動(dòng)。當(dāng)分別達(dá)到端狀態(tài)1和N時(shí)，該算法可以不進(jìn)一步分別繼續(xù)切換到狀態(tài)N和1，而是優(yōu)選地固定在端狀態(tài)處直到它分別切換到狀態(tài)2和N-1。
該算法假定在兩個(gè)相鄰狀態(tài)之間相對(duì)小的差值，并且該天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)被排列以使每個(gè)狀態(tài)之間的變化率大概相等。這是指在每個(gè)狀態(tài)之間有一個(gè)類似數(shù)值變化例如在諧振頻率中。例如，在PIFA天線結(jié)構(gòu)的饋送和RF接地之間間距中的小變化將完全適合這種算法，參見(jiàn)圖3。
在所描述的所有算法中，可能只有在適合無(wú)線電通信設(shè)備操作的特定時(shí)間間隔中必需執(zhí)行切換。
作為另外一個(gè)替換選項(xiàng)(在圖中未示出)，圖1的控制設(shè)備22可以支持一個(gè)帶有絕對(duì)或相對(duì)電壓駐波比(VSWR)范圍的查詢表，其每一個(gè)都與各自的天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)相關(guān)。這樣一種提供將允許控制設(shè)備22查閱該查詢表用于尋找給出測(cè)量VSWR值的一個(gè)適當(dāng)?shù)奶炀€結(jié)構(gòu)狀態(tài)，并且用于把切換設(shè)備14調(diào)整到該適當(dāng)?shù)奶炀€結(jié)構(gòu)狀態(tài)。
應(yīng)該理解，所描述的所有算法可應(yīng)用來(lái)控制任何接收和發(fā)射天線結(jié)構(gòu)的切換。另外的天線結(jié)構(gòu)(圖7a-f)接下來(lái)，參考圖7a-f，將簡(jiǎn)要地描述作為根據(jù)本發(fā)明的天線模塊1的一部分的用于選擇性地連接和斷開(kāi)接收天線結(jié)構(gòu)的接收天線結(jié)構(gòu)和切換設(shè)備的各種配置示例。
首先參考圖7a，它示出了排列在切換設(shè)備或元件81周圍的一個(gè)天線結(jié)構(gòu)模型。該天線結(jié)構(gòu)包括接收天線元件，在這里是以四個(gè)環(huán)狀天線元件82的形式。在每一環(huán)狀天線元件82內(nèi)形成一個(gè)環(huán)狀無(wú)源天線元件83。
切換單元81包括被排列來(lái)用于連接和斷開(kāi)天線元件82和83的電可控的切換(未示出)之矩陣。這些切換可以是PIN二極管切換，或者GaAs場(chǎng)效應(yīng)晶體管，F(xiàn)ET，但是最好是微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)切換。
通過(guò)切換單元35，環(huán)狀天線元件可以互相并聯(lián)或串聯(lián)連接，或者某些元件可以被串聯(lián)連接而某些被并聯(lián)連接。另外，一個(gè)或多個(gè)元件可以被完全地切斷或者連接到RF接地(未示出)。
接下來(lái)，參考圖7b，它示出了一個(gè)替換天線結(jié)構(gòu)。它包括圖7a的所有天線元件并且另外在環(huán)狀天線元件82，83的每一對(duì)之間包括一個(gè)迂回形狀的天線元件84。一個(gè)或多個(gè)這種迂回形狀的天線元件84可以分別地或者按照與環(huán)形天線元件的任何組合形式來(lái)被使用。
在圖7c-e中，示出了包括分別連接到切換設(shè)備81上的兩個(gè)隙縫天線元件85、兩個(gè)迂回形狀天線元件87和兩個(gè)微帶天線89在內(nèi)的天線結(jié)構(gòu)。每一天線元件85，87，89可以在替換的空出饋送連接86，88，90處被饋送。
最后，圖7f示出了一種天線結(jié)構(gòu)，包括連接到切換設(shè)備81上的一個(gè)鞭狀天線和/或螺旋型天線91以及一個(gè)迂回形狀天線元件92。
上述的天線設(shè)備是天線概念的一部分，它在我們?nèi)缦碌墓餐瑧叶礇Q的瑞典專利申請(qǐng)被進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明和詳解＂An antenna devicefor transmitting and/or receiving RF waves＂(一種用于發(fā)射和/或接收RF波的天線設(shè)備)、＂Antenna device and method fortransmitting and receiving radio waves＂(用于發(fā)射和接收無(wú)線電波的天線設(shè)備和方法)以及＂Antenna device for transmittingand/or receiving radio frequency waves and method relatedthereto＂(用于發(fā)射和/或接收射頻波的天線設(shè)備及其相關(guān)方法)，所有這些都是與本申請(qǐng)完全相同的日期申請(qǐng)的，因此將它們結(jié)合在此供參考。
很明顯，本發(fā)明在多個(gè)方式中可以不同。這種變化不被認(rèn)為是偏離本發(fā)明的范圍。所有此類修改對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很明顯是意指被包括在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)射和接收無(wú)線電波的天線設(shè)備(1)，可連接到一個(gè)無(wú)線電通信設(shè)備上，并且包括-發(fā)射機(jī)(2)和接收機(jī)(3)部分，所述接收機(jī)部分包括-一個(gè)可在多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間切換的接收天線結(jié)構(gòu)(13，35，61，82-85，87，89，91，92)，其每一個(gè)通過(guò)諸如諧振頻率、輸入阻抗、帶寬、輻射模式、增益、極化和近場(chǎng)模式之類的一組相關(guān)輻射參數(shù)來(lái)區(qū)分，和-一個(gè)切換設(shè)備(14，36，81)，在所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間選擇性地切換所述天線結(jié)構(gòu)，其特征在于-接收裝置，用于接收在發(fā)射機(jī)部分(2)中測(cè)量的表示反射系數(shù)的第一測(cè)量，和-一個(gè)控制設(shè)備(22)，根據(jù)表示反射系數(shù)的所述第一接收測(cè)量，用于控制所述接收機(jī)部分的切換設(shè)備(14，36，81)和因此在所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間天線結(jié)構(gòu)(13，35，61，82-85，87，89，91，92)的選擇性切換。
2.如權(quán)利要求1所述的天線設(shè)備，其特征在于所述接收裝置被安排用于反復(fù)地接收表示反射系數(shù)的第一測(cè)量。
3.如權(quán)利要求2所述的天線設(shè)備，其特征在于所述控制設(shè)備(22)，在無(wú)線電通信設(shè)備中的所述天線設(shè)備的使用期間，被安排用于根據(jù)所述反復(fù)接收的表示反射系數(shù)的第一測(cè)量來(lái)控制所述切換設(shè)備(14，36，81)在所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間切換，使得所述天線設(shè)備動(dòng)態(tài)地適應(yīng)所述無(wú)線電通信設(shè)備附近地區(qū)中的任意物體。
4.如權(quán)利要求1-3任何一個(gè)所述的天線設(shè)備，其特征在于所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)的每一個(gè)適合于所述無(wú)線電通信設(shè)備中的天線設(shè)備(1)在各個(gè)預(yù)定義操作環(huán)境中的使用。
5.如權(quán)利要求4所述的天線設(shè)備，其特征在于所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)的第一天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)適用于所述無(wú)線電通信設(shè)備中的天線設(shè)備(1)在自由空間中的使用，而所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)的第二天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)適用于所述無(wú)線電通信設(shè)備中的天線設(shè)備在通話位置中的使用。
6.如權(quán)利要求5所述的天線設(shè)備，其特征在于所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)的第三天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)適用于無(wú)線電通信設(shè)備中的天線設(shè)備在腰部位置中的使用。
7.如權(quán)利要求6所述的天線設(shè)備，其特征在于所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)的第四天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)適用于無(wú)線電通信設(shè)備中的天線設(shè)備在口袋位置中的使用。
8.如權(quán)利要求1-7任何一個(gè)所述的天線設(shè)備，其特征在于它被安排用于根據(jù)表示反射系數(shù)的所述第一接收測(cè)量來(lái)切換頻帶。
9.如權(quán)利要求1-8任何一個(gè)所述的天線設(shè)備，其特征在于它被安排用于根據(jù)表示反射系數(shù)的所述第一接收測(cè)量使接收分集功能連接和斷開(kāi)。
10.如權(quán)利要求1-9任何一個(gè)所述的天線設(shè)備，其特征在于所述發(fā)射機(jī)部分(2)還包括-一個(gè)可在多個(gè)發(fā)射天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間切換的發(fā)射天線結(jié)構(gòu)(12)，其每一個(gè)通過(guò)諸如諧振頻率、阻抗、輻射模式、極化和帶寬之類的一組相關(guān)輻射參數(shù)來(lái)區(qū)分，和-一個(gè)發(fā)射機(jī)切換設(shè)備(11)，用于在所述多個(gè)發(fā)射天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間選擇性地切換所述發(fā)射天線結(jié)構(gòu)，其中，-控制設(shè)備(22)被安排用于根據(jù)表示反射系數(shù)的所述第一接收測(cè)量來(lái)控制所述發(fā)射機(jī)部分的所述發(fā)射機(jī)切換設(shè)備，和因此在所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間發(fā)射天線結(jié)構(gòu)的選擇性地切換。
11.如權(quán)利要求1-10任何一個(gè)所述的天線設(shè)備，其特征在于所述控制設(shè)備(22)被安排用于根據(jù)表示反射系數(shù)的所述第一接收測(cè)量超過(guò)(66，69，72)一個(gè)門限值來(lái)控制所述接收機(jī)部分(3)的至少切換設(shè)備(14，36，81)以便在所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間選擇性地切換(67，70，75)接收天線結(jié)構(gòu)(13，35，61，82-85，87，89，91，92)。
12.如權(quán)利要求1-10任何一個(gè)所述的天線設(shè)備，其特征在于-所述控制設(shè)備(22)被安排用于控制所述接收機(jī)部分(3)的至少切換設(shè)備(14，36，81)選擇性地切換接收天線結(jié)構(gòu)(13，35，61，82-85，87，89，91，92)通過(guò)所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)，-所述接收裝置被安排用于接收每個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)各自的表示反射系數(shù)的測(cè)量，和-所述控制設(shè)備(22)還被安排用于根據(jù)表示反射系數(shù)的所述第一接收測(cè)量超過(guò)(69)一個(gè)門限值來(lái)控制所述接收機(jī)部分的切換設(shè)備來(lái)把所述接收天線結(jié)構(gòu)選擇性地切換到具有表示反射系數(shù)的最小測(cè)量的天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)。
13.如權(quán)利要求1-10任何一個(gè)所述的天線設(shè)備，其特征在于控制設(shè)備(22)被安排用于把表示反射系數(shù)的所述第一接收測(cè)量與表示反射系數(shù)的先前一個(gè)接收測(cè)量進(jìn)行比較(72)，以及用于根據(jù)所述比較來(lái)控制所述接收機(jī)部分的至少切換設(shè)備來(lái)在所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間選擇性地切換(70)所述接收天線結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求1-10任何一個(gè)所述的天線設(shè)備，其特征在于所述控制設(shè)備(22)保存一個(gè)帶有絕對(duì)或相對(duì)反射系數(shù)測(cè)量范圍的查詢表，其每一個(gè)與各自的天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)相關(guān)，并且所述控制設(shè)備被安排來(lái)查閱所述查詢表用于控制所述接收機(jī)部分的至少切換設(shè)備(14，36，81)。
15.如權(quán)利要求1-14任何一個(gè)所述的天線設(shè)備，其特征在于至少所述多個(gè)接收天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)包括不同數(shù)目的連接接收天線元件(13，50-54，82-85，87，89，91，92)。
16.如權(quán)利要求1-15任何一個(gè)所述的天線設(shè)備，其特征在于至少所述多個(gè)接收天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)包括不同安排的饋送關(guān)系。
17.如權(quán)利要求1-16任何一個(gè)所述的天線設(shè)備，其特征在于至少所述多個(gè)接收天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)包括不同安排的RF接地(64)。
18.如權(quán)利要求1-17任何一個(gè)所述的天線設(shè)備，其特征在于所述控制設(shè)備(22)被安排在所述接收機(jī)部分(3)中。
19.如權(quán)利要求1-18任何一個(gè)所述的天線設(shè)備，其特征在于所述控制設(shè)備(22)包括一個(gè)中央處理器(23)和一個(gè)用于存儲(chǔ)天線結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器(24)。
20.如權(quán)利要求1-19任何一個(gè)所述的天線設(shè)備，其特征在于它包括一個(gè)設(shè)備(10)，測(cè)量反射系數(shù)以及用于把所述反射系數(shù)測(cè)量發(fā)送給所述接收裝置。
21.如權(quán)利要求1-20任何一個(gè)所述的天線設(shè)備，其特征在于所述切換設(shè)備(14，36，81)包括一個(gè)微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)切換設(shè)備。
22.如權(quán)利要求1-21任何一個(gè)所述的天線設(shè)備，其特征在于所述天線結(jié)構(gòu)包括一個(gè)可切換的天線元件，其具有迂回(84，87，92)、環(huán)狀(82)、縫隙(85)、微帶(89)、鞭狀(91)、螺線形、螺旋狀以及碎片形結(jié)構(gòu)的任何一種。
23.一種可連接到無(wú)線電通信設(shè)備上的天線設(shè)備(1)，包括-發(fā)射機(jī)(2)和接收機(jī)(3)部分，所述發(fā)射機(jī)部分包括-一個(gè)輸入(4)，用于接收來(lái)自所述無(wú)線電通信設(shè)備的發(fā)射機(jī)電路中的第一RF信號(hào)，-一個(gè)功率放大器(8)，用于放大所述接收RF信號(hào)，和-一個(gè)發(fā)射天線元件(12)，用于接收所述放大信號(hào)以及用于根據(jù)它來(lái)輻射RF波，并且所述接收機(jī)部分包括-一個(gè)可在多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間切換的接收天線結(jié)構(gòu)(13，35，61，82-85，87，89，91，92)，其每一個(gè)通過(guò)諸如諧振頻率、輸入阻抗、帶寬、輻射模式、增益、極化和近場(chǎng)模式之類的一組相關(guān)輻射參數(shù)來(lái)區(qū)分，根據(jù)它來(lái)接收RF波和轉(zhuǎn)送第二RF信號(hào)，-一個(gè)切換設(shè)備(14，36，81)，用于在所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間選擇性地切換所述天線結(jié)構(gòu)，-一個(gè)低噪聲放大器(17)，用于放大所述接收的第二信號(hào)，和-一個(gè)輸出(21)，用于把所述放大的第二信號(hào)輸出給所述無(wú)線電通信設(shè)備的接收機(jī)電路，其特征在于-接收裝置，用于接收在發(fā)射機(jī)部分中測(cè)量的表示反射系數(shù)的一個(gè)測(cè)量，和-一個(gè)控制設(shè)備(22)，用于根據(jù)表示反射系數(shù)的所述接收的測(cè)量來(lái)控制所述接收機(jī)部分的切換設(shè)備，和因此在所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間的天線結(jié)構(gòu)的選擇性地切換。
24.一種無(wú)線電通信設(shè)備，其特征在于它包括一個(gè)如權(quán)利要求1-23任何一個(gè)所述的天線設(shè)備(1)。
25.在一個(gè)包括發(fā)射機(jī)(2)和接收機(jī)(3)部分的可連接到無(wú)線電通信設(shè)備的天線設(shè)備(1)中，所述接收機(jī)部分包括-一個(gè)可在多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間切換的天線結(jié)構(gòu)(13，35，61，82-85，87，89，91，92)，其每一個(gè)通過(guò)諸如諧振頻率、阻抗、輻射模式、極化和帶寬之類的一組相關(guān)輻射參數(shù)來(lái)區(qū)分，和-一個(gè)切換設(shè)備(14，36，81)，在所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間選擇性地切換所述天線結(jié)構(gòu)，一種用于發(fā)射和接收無(wú)線電波的方法，其特征在于如下步驟-接收一個(gè)表示反射系數(shù)的測(cè)量，和-根據(jù)表示反射系數(shù)的所述接收測(cè)量，控制所述接收機(jī)部分的切換設(shè)備(14，36，81)和因此在所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間的天線結(jié)構(gòu)(13，35，61，82-85，87，89，91，92)的選擇性地切換。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于反復(fù)地接收一個(gè)表示反射系數(shù)的第一測(cè)量。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于根據(jù)表示反射系數(shù)的所述反復(fù)接收的第一測(cè)量，在無(wú)線電通信設(shè)備中所述天線設(shè)備的使用期間控制所述切換設(shè)備在所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)之間切換，使得所述天線設(shè)備動(dòng)態(tài)地適應(yīng)所述無(wú)線電通信設(shè)備附近地區(qū)中的物體。
28.如權(quán)利要求25-27任何一個(gè)所述的方法，其中，所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)的每一個(gè)適合于把所述無(wú)線電通信設(shè)備中的方法(25)使用在各個(gè)預(yù)定義操作環(huán)境中。
29.如權(quán)利要求25-28任何一個(gè)所述的方法，其特征在于根據(jù)表示反射系數(shù)的所述第一接收測(cè)量來(lái)切換頻帶。
30.如權(quán)利要求25-29任何一個(gè)所述的方法，其特征在于根據(jù)表示反射系數(shù)的所述第一接收測(cè)量來(lái)連接或斷開(kāi)接收分集功能。
31.如權(quán)利要求25-30任何一個(gè)所述的方法，其特征在于根據(jù)表示反射系數(shù)的所述第一接收測(cè)量超過(guò)(66，69，72)門限值，控制所述接收機(jī)部分(3)的所述切換設(shè)備(14，36，81)以便在所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間選擇性地切換(67，70，75)接收天線結(jié)構(gòu)(13，35，61，82-85，87，89，91，92)。
32.如權(quán)利要求25-30任何一個(gè)所述的方法，其特征在于根據(jù)表示反射系數(shù)的所述第一接收測(cè)量超過(guò)(69)一個(gè)門限值的進(jìn)一步步驟-控制所述接收機(jī)部分(3)的至少切換設(shè)備(14，36，81)選擇性地切換接收天線結(jié)構(gòu)(13，35，61，82-85，87，89，91，92)通過(guò)所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)，-接收每個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)各自的表示反射系數(shù)的測(cè)量，和-控制所述接收機(jī)部分的所述切換設(shè)備把所述接收天線結(jié)構(gòu)選擇性地切換(70)到具有表示反射系數(shù)的最小測(cè)量的天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)。
33.如權(quán)利要求25-30任何一個(gè)所述的方法，其特征在于把表示反射系數(shù)的所述第一接收測(cè)量與表示反射系數(shù)的先前接收的一個(gè)測(cè)量進(jìn)行比較(72)，并且根據(jù)所述比較來(lái)控制所述接收機(jī)部分的切換設(shè)備在所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間選擇性地切換(70)所述接收天線結(jié)構(gòu)。
34.如權(quán)利要求25-30任何一個(gè)所述的天線設(shè)備，其特征在于存儲(chǔ)一個(gè)帶有絕對(duì)或相對(duì)反射系數(shù)測(cè)量范圍的查詢表，其每一個(gè)與各自的天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)相關(guān)，并且所述控制設(shè)備被安排來(lái)查閱所述查詢表用于控制所述接收機(jī)部分的至少切換設(shè)備(254，36，825)。
全文摘要
本發(fā)明包括一種用于發(fā)射和接收無(wú)線電波的天線設(shè)備(1),可連接到無(wú)線電通信設(shè)備上,并且包括發(fā)射機(jī)(2)和接收機(jī)(3)部分。接收機(jī)部分包括一個(gè)可在多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間切換的接收天線結(jié)構(gòu)(13,35,61,82－85,87,89,91,92),其每一個(gè)通過(guò)諸如諧振頻率、阻抗、輻射模式、極化和帶寬之類的一組相關(guān)輻射參數(shù)來(lái)區(qū)分;和一個(gè)切換設(shè)備(14,36,81),用于在所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間選擇性地切換所述天線結(jié)構(gòu)。該天線設(shè)備還包括一個(gè)接收裝置,用于接收發(fā)射機(jī)部分中表示反射系數(shù)的第一測(cè)量,和一個(gè)控制設(shè)備(22),根據(jù)表示反射系數(shù)的所述第一接收測(cè)量,用于控制所述接收機(jī)部分的切換設(shè)備,和因此在所述多個(gè)天線結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間選擇性地切換天線結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01Q1/24GK1390372SQ0081522
公開(kāi)日2003年1月8日 申請(qǐng)日期2000年10月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月29日
發(fā)明者C·布勞恩, O·愛(ài)德華松, L·艾里松 申請(qǐng)人:奧根流動(dòng)電話通訊公司