本發(fā)明涉及平衡天線系統(tǒng)。具體而非排他性地，本發(fā)明涉及用于在諸如移動(dòng)電話、膝上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)或無(wú)線電設(shè)備等的便攜式電子設(shè)備中使用的平衡天線系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
采用多個(gè)天線來(lái)發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)的多輸入多輸出(MIMO)無(wú)線系統(tǒng)由于其在豐富的多徑環(huán)境中有增加容量的可能性而越來(lái)越受關(guān)注。此類系統(tǒng)可以用于在不需要額外的頻譜帶寬的情況下通過使用多徑傳播來(lái)實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的通信性能(即，改善的信號(hào)質(zhì)量和可靠性)。這已經(jīng)是用于采用2G或3G通信標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率通信的公知的且常用的解決方案。對(duì)于諸如路由器設(shè)備等的室內(nèi)無(wú)線應(yīng)用而言，外部的偶極天線和單極天線與最流行的高增益全向偶極陣列以及共線天線一起廣泛地使用。然而，在市場(chǎng)上具有MIMO系統(tǒng)的便攜式設(shè)備非常少，這主要是由于在維持每一個(gè)輻射器之間所需的隔離度的同時(shí)在較小的設(shè)備中聚集多個(gè)輻射器的復(fù)雜度(這是因?yàn)榻K端具有很小的分配空間)。針對(duì)該問題的令人關(guān)注的解決方案之一涉及使用不需要接地面(并且特別是接地面的電流)來(lái)有效地進(jìn)行輻射的平衡輻射器。近年來(lái)，平衡天線系統(tǒng)已經(jīng)吸引了移動(dòng)電話天線設(shè)計(jì)者越來(lái)越多的關(guān)注，這是因?yàn)楫?dāng)將平衡天線系統(tǒng)保持在人體附近時(shí)它們的性能穩(wěn)定。在這種類型的天線中，只有平衡電流在天線元件上流動(dòng)，從而顯著地減小了電流流動(dòng)對(duì)電話盤的影響，并且可以使人體對(duì)天線性能的影響很小。平衡天線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)通常包括通過平衡線或“平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器”(其被配置為將單個(gè)不平衡信號(hào)轉(zhuǎn)化為兩個(gè)差分平衡信號(hào)，或反之亦然)饋送的輻射元件。這種平衡天線已經(jīng)成功地應(yīng)用于設(shè)計(jì)PDA和膝上型設(shè)備中的以2.45GHz和5.2GHz操作的二元件結(jié)構(gòu)。然而，當(dāng)前認(rèn)為難以(或者甚至不可能)在較低的頻率處(例如，在DVB-H、GSM或UMTS移動(dòng)電話中)實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)，這是由于相應(yīng)諧振的物理大小。因此，需要一種針對(duì)移動(dòng)電話中的MIMO應(yīng)用的、可以對(duì)服務(wù)提供商和客戶端所需的整個(gè)頻譜范圍提供覆蓋的緊湊的平衡天線設(shè)計(jì)。因此，本發(fā)明的目的是提供一種有助于解決上文提到的問題的平衡天線系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種平衡天線系統(tǒng)，包括經(jīng)由匹配電路連接到平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的輻射器。因此，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種平衡天線系統(tǒng)，其具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)并且能夠在不同頻率范圍上以單個(gè)諧振操作。匹配電路并入平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器與輻射器之間的事實(shí)允許更大的靈活性和對(duì)輻射器的控制，從而導(dǎo)致更大的調(diào)諧能力。所述輻射器可以由環(huán)形天線或偶極天線構(gòu)成，并且可以包括第一饋線和第二饋線。在某些實(shí)施例中，所述輻射器可以包括第一輻射元件和第二輻射元件。輻射器可以被配置為提供單個(gè)諧振頻率，或者輻射器可以被配置為同時(shí)提供兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)諧振頻率。因此，可以將單個(gè)天線系統(tǒng)配置為覆蓋寬頻率范圍。所述匹配電路可以包括第一阻抗匹配電路和第二阻抗匹配電路。所述第一阻抗匹配電路可以連接到第一饋線和/或所述第一輻射元件，而第二阻抗匹配電路可以連接到第二饋線和/或所述第二輻射元件。所述第一匹配電路和所述第二匹配電路可以是相同的，并且可以通過平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器連接到單個(gè)端口。為了最小化組件數(shù)量，可以共同優(yōu)化匹配電路和平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。應(yīng)當(dāng)注意的是，前述可重新配置的平衡天線已經(jīng)在平衡輻射元件的每一個(gè)臂上并入了變?nèi)荻O管或開關(guān)。相比之下，所提出的平衡天線可以合并兩個(gè)相同的外部匹配電路以及平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器電路，其中，針對(duì)每一個(gè)輻射元件有一個(gè)外部匹配電路，所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器電路以前未在文獻(xiàn)中提出。平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器可以被配置為通過消除或阻塞外部電流來(lái)將不平衡信號(hào)轉(zhuǎn)換為平衡信號(hào)。已知用于與偶極天線一起使用的多種平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。這些平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器包括所謂的電流平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器、同軸平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器和套筒平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器-在本發(fā)明的實(shí)施例中可以采用這些平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器中的任意一個(gè)。然而，在特定的實(shí)施例中，期望采用被配置用于阻抗變換的寬帶LC平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器，以向平衡天線系統(tǒng)提供寬調(diào)諧范圍。所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器可以包括第一濾波器和第二濾波器。第一阻抗匹配電路可以被設(shè)置在所述第一濾波器與第一輻射元件之間，而第二阻抗匹配電路可以被設(shè)置在所述第二濾波器與第二輻射元件之間。在具體的實(shí)施例中，所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器可以包括高通濾波器(第一濾波器)、低通濾波器(第二濾波器)和T結(jié)。在可替換的實(shí)施例中，所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器包括并聯(lián)連接的高通濾波器(第一濾波器)和帶通濾波器(第二濾波器)。第一濾波器可以包括至少一個(gè)電容器，而所述第二濾波器可以包括至少一個(gè)電感器。所述高通濾波器和/或所述低通/帶通濾波器均可以包括一個(gè)或多于一個(gè)的電感器或電容器(例如，具有L-C電路的形式)。在某些實(shí)施例中，所述高通濾波器可以包括：一個(gè)電容器或串聯(lián)連接的多于一個(gè)(例如，三個(gè))的電容器；以及零個(gè)電感器、或一個(gè)電感器或并聯(lián)連接的多于一個(gè)(例如，兩個(gè))的電感器，而所述低通濾波器可以包括：一個(gè)電感器或串聯(lián)連接的多于一個(gè)(例如，三個(gè))的電感器；以及零個(gè)電容器、或一個(gè)電容器或并聯(lián)連接的多于一個(gè)(例如，兩個(gè))的電容器。在可替換的實(shí)施例中，所述高通濾波器可以包括電感器和電容器，而所述低通濾波器可以包括多個(gè)電感器和多個(gè)電容器。所述第一濾波器和所述第二濾波器可以并聯(lián)連接。在某些平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器配置中，第一濾波器和第二濾波器中的每一個(gè)中的組件的數(shù)目可以與階數(shù)的幅度相對(duì)應(yīng)，其中，濾波器中的階數(shù)越多，則向越寬的帶寬提供相位差。在特定的配置中，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器可以包括具有一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)(例如，五個(gè))階數(shù)(即，通過包括一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)組件)的濾波器。然而，申請(qǐng)人還發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器本身的性能并不那么重要，并且僅在每一個(gè)濾波器中采用一個(gè)電感器(或電容器)可以是足夠的。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，可以設(shè)置至少一個(gè)可替換的組件以包含在所述第一濾波器和/或所述第二濾波器中?？梢栽O(shè)置至少一個(gè)開關(guān)，以使所述至少一個(gè)可替換的組件能夠替代另一個(gè)組件被激活。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，可以設(shè)置了第二高通濾波器和/或第二低通濾波器?？梢栽O(shè)置至少一個(gè)開關(guān)，以使所述第二高通濾波器和/或所述第二低通濾波器能夠替代所述相應(yīng)的高通濾波器和/或低通濾波器被激活。所述第二高通濾波器和/或所述第二低通濾波器可以包括一個(gè)或多于一個(gè)的電感器或電容器(例如，具有L-C電路的形式)。例如，所述第二高通濾波器可以包括串聯(lián)連接的三個(gè)電容器和并聯(lián)連接的兩個(gè)電感器，而所述第二低通濾波器可以包括串聯(lián)連接的三個(gè)電感器和并聯(lián)連接的兩個(gè)電容器。然而，將理解的是，所述第二高通濾波器將具有與所述高通濾波器不同的至少一個(gè)組件，并且所述第二低通濾波器將具有與所述低通濾波器不同的至少一個(gè)組件。在某些實(shí)施例中，所述第二高通濾波器的所有組件將與所述高通濾波器的所有組件不同和/或所述第二低通濾波器的所有組件將與所述低通濾波的所有組件不同。所述第一匹配電路和/或所述第二匹配電路可以是可重新配置的，以使所述相應(yīng)的第一輻射元件和/或第二輻射元件能夠被調(diào)諧到不同的頻率。所述第一匹配電路和/或所述第二匹配電路可以包括一個(gè)或多于一個(gè)的電感器或電容器(例如，具有L-C電路的形式)，并且可以包括可變電容器(即，變?nèi)荻O管)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述第一匹配電路和所述第二匹配電路在結(jié)構(gòu)上可以是相同的(即，具有以相同的方式布置的相同的組件)。將理解的是，這種布置可以提供非常好的諧振，但是在某些環(huán)境中也可以使用不同的匹配電路。在特定的實(shí)施例中，所述第一匹配電路和/或所述第二匹配電路包括第一電感器、電容器和第二電感器。所述第一電感器可以與所述電容器并聯(lián)連接，而所述第二電感器可以與所述電容器串聯(lián)連接。所述第一電感器可以連接到接地面，而所述電容器可以是可調(diào)諧的。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，可以設(shè)置至少一個(gè)可替換的組件以包含在所述第一匹配電路和/或所述第二匹配電路中?？梢栽O(shè)置至少一個(gè)開關(guān)，以使所述至少一個(gè)可替換的組件能夠替代另一個(gè)組件被激活。在某些實(shí)施例中，可以從具有至少兩個(gè)可能的電感器的組中選擇所述第一電感器，并且可以從具有至少另外兩個(gè)可能的電感器的組中選擇所述第二電感器。將理解的是，設(shè)置針對(duì)所述平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器和/或所述第一/第二匹配電路的可替換的組件允許天線的配置更靈活，因此允許顯著地增大天線的調(diào)諧范圍。所述第一輻射元件可以由第一(例如，金屬的)帶(其基本上為U形或L形的)構(gòu)成，并且被設(shè)置在基板(例如，印刷電路板(PCB))的第一面上的、所述基板的第一端。所述U形或L形的帶可以位于所述基板的第一端部的一半中，并且可以被定向?yàn)槭沟盟鯱形或L形的帶的開口端/開口側(cè)向內(nèi)朝向所述第一端部的中心區(qū)域。較短的饋線可以被設(shè)置在所述U形或L形帶的與所述基板的中心最接近的起始點(diǎn)處，并且沿著所述基板的長(zhǎng)向延伸。所述第二輻射元件可以基本上類似于所述第一輻射元件，并且也被設(shè)置在所述基板的所述第一面上，但在所述基板的所述第一端部的相鄰一半中被定向?yàn)榕c所述第一輻射元件相對(duì)，使得所述第二帶的開口端/開口側(cè)朝向所述第一帶的開口端/開口側(cè)。可以在所述第一輻射元件和第二輻射元件的所述相應(yīng)的饋線之間并且在所述第一帶和所述第二帶的所述相應(yīng)的端之間提供間隙。接地面可以被設(shè)置在所述基板的與所述第一面相對(duì)的第二面上。所述接地面可以基本上是矩形的，并且可以基本上占據(jù)從基板的(與第一端相對(duì)的)第二端到與所述饋線的自由端相對(duì)的位置的整個(gè)基板表面?；蹇梢跃哂腥魏魏线m的大小，并且在一個(gè)實(shí)施例中，可以具有約116×40mm2的表面積，使得它可以容易地容納在傳統(tǒng)的移動(dòng)設(shè)備中。將理解的是，基板的厚度不受限制，但是通常將是幾毫米的厚度(例如，1mm、1.5mm、2mm或2.5mm)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一輻射元件和第二輻射元件可以在約40×10mm2的區(qū)域上延伸。將理解的是，輻射器的大小不受限制，并且當(dāng)需要更寬的操作帶寬或者更高的增益時(shí)，可以增加輻射器的大小。已經(jīng)證明，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，已經(jīng)將天線設(shè)計(jì)為在從470MHz到2200MHz的頻率范圍上操作(即，在1730MHz上調(diào)諧)，其中，在該操作頻帶上具有至少6dB的回波損耗。平衡天線系統(tǒng)可以被配置用于多輸入多輸出(MIMO)應(yīng)用。因此，平衡天線系統(tǒng)可以并入到具有多個(gè)天線的系統(tǒng)中。每一個(gè)天線可以是平衡的或不平衡的，并且可以被配置為提供不相關(guān)的信道，以在無(wú)需額外的頻譜或發(fā)射機(jī)功率的情況下增加系統(tǒng)的容量。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于MIMO應(yīng)用的天線結(jié)構(gòu)，其包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的至少一個(gè)平衡天線系統(tǒng)和至少一個(gè)其它天線。所述至少一個(gè)其它天線可以由平衡天線或不平衡天線構(gòu)成，并且是可重新配置的。在一個(gè)實(shí)施例中，所述至少一個(gè)其它天線也可以依據(jù)本發(fā)明的第一方面。每一個(gè)天線的相對(duì)位置可以被選擇為提供良好的(最佳的)天線隔離。在一些實(shí)施例中，這可以通過使每一個(gè)天線彼此相隔最大可用的距離來(lái)獲得。實(shí)際上，第一天線可以位于所述結(jié)構(gòu)的第一端，而第二天線可以位于所述結(jié)構(gòu)的第二端。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一天線和第二天線可以間隔至少200mm、至少150mm、至少100mm或者至少50mm。在一些實(shí)施例中，通過在所述天線結(jié)構(gòu)的接地面中預(yù)設(shè)置槽，將所述平衡天線系統(tǒng)與所述其它天線隔離。針對(duì)其它天線的可選特征在特定的實(shí)施例中，至少一個(gè)其它天線可以由GB0918477.1中所描述的類型的兩端口底盤天線構(gòu)成。因此，所述其它天線可以是可重新配置的天線，其包括兩個(gè)或更多個(gè)互耦輻射元件以及被配置用于獨(dú)立地調(diào)諧每一個(gè)輻射元件的頻帶的兩個(gè)或更多個(gè)阻抗匹配電路，其中，每一個(gè)輻射元件被布置為選擇性地在以下狀態(tài)中的每一個(gè)中操作：驅(qū)動(dòng)狀態(tài)、浮置狀態(tài)和接地狀態(tài)。其它天線的輻射元件中的至少一個(gè)可以由非諧振諧振器構(gòu)成。在特定的實(shí)施例中，采用兩個(gè)非諧振諧振器。每一個(gè)輻射元件可以被配置為在寬帶和/或窄帶頻率范圍上操作。在特定的實(shí)施例中，每一個(gè)阻抗匹配電路可以包括寬帶調(diào)諧電路和窄帶調(diào)諧電路。在一個(gè)實(shí)施例中，在一基板上設(shè)置所述其它天線，該基板在其第一面上印刷有接地面?？梢栽诨宓呐c第一面相對(duì)的第二面上設(shè)置第一輻射元件，并且第一輻射元件在橫向上與接地面分隔開。第一輻射元件可以由可以是平面或其它形狀的金屬片構(gòu)成。在具體的實(shí)施例中，第一輻射元件可以由L形的金屬片構(gòu)成，該L形金屬片具有平面部分和垂直于接地面的部分。垂直部分可以從平面部分的與接地面相距最遠(yuǎn)的邊緣延伸，使得垂直部分與接地面相隔所謂的第一間隙。第二輻射元件可以由可以是平面或其它形狀的金屬片構(gòu)成。在特定的實(shí)施例中，第二輻射元件由垂直于接地面的平面金屬片構(gòu)成。第二輻射元件可以位于接地面與第一輻射元件的垂直部分之間(即，在第一間隙內(nèi))。接地面與第二輻射元件之間的距離將形成所謂的第二間隙。將理解的是，在該實(shí)施例中，第二輻射元件與第一輻射元件的垂直部分之間的距離將確定它們之間的互耦的量。因此，該距離在全文中稱作互間隙(mutualgap)。每一個(gè)輻射元件的形狀未被特別限制，并且可以是例如正方形的、矩形的、三角形的、圓形的、橢圓形的、環(huán)形的、星形的或者不規(guī)則的。此外，每一個(gè)輻射元件可以包括至少一個(gè)槽口或開孔。將理解的是，每一個(gè)輻射元件的形狀和配置將取決于用于討論中的應(yīng)用的其它天線的期望的特征。類似地，可以改變接地面的大小和形狀，以針對(duì)所有操作模式提供最優(yōu)的特性。因此，第一接地面可以是例如正方形的、矩形的、三角形的、圓形的、橢圓形的、環(huán)形的或不規(guī)則的。此外，接地面可以包括至少一個(gè)槽口或開孔。其它天線的每一個(gè)輻射元件可以具有相關(guān)聯(lián)的饋送端口。每一個(gè)饋送端口可以連接到控制模塊，該控制模塊包括用于選擇相關(guān)聯(lián)的輻射元件的操作狀態(tài)的控制裝置?？刂蒲b置可以包括開關(guān)，該開關(guān)被選擇性地配置為允許輻射元件浮置、連接到接地面、或者由其相關(guān)聯(lián)的阻抗匹配電路驅(qū)動(dòng)。在上面的實(shí)施例中，第一饋送端口可以被設(shè)置在第一輻射元件與具有第一阻抗匹配電路的第一控制模塊之間，第二饋送端口可以被設(shè)置在第二輻射元件與具有第二阻抗匹配電路的第二控制模塊之間。第一饋送端口可以被布置在輻射元件的中心或者偏離中心(即，與一側(cè)相比，更接近輻射元件的另一側(cè))。在具體的實(shí)施例中，第一饋送端口可以沿著第一輻射元件的長(zhǎng)位于約三分之一的距離處。這是有利的，其原因在于它使得沿著接地面產(chǎn)生了非對(duì)稱電流，從而支持很多不同的諧振。它還使第一輻射元件能夠產(chǎn)生更多的諧振，這是由于它在每一個(gè)方向上具有不同的電長(zhǎng)度。此外，將第一饋送端口布置為偏離中心給予第二輻射元件更多的空間以便放置在第一輻射元件附近，這進(jìn)而導(dǎo)致兩個(gè)輻射元件之間更好的耦合。第一饋送端口可以沿著接地面的邊緣連接到接地面。第一饋送端口可以連接到邊緣的中心處，或者連接在接地面的一側(cè)處或者連接到接地面的一側(cè)。使第一饋送端口連接在接地面的一側(cè)處允許第二輻射元件充分利用接地面的寬度。然而，它還導(dǎo)致輻射元件與接地面之間存在不同的耦合效率。在某些實(shí)施例中，第二饋送端口被放置在第一饋送端口的附近。這使每一個(gè)饋送端口能夠獨(dú)立地操作(接通)，或者使每一個(gè)饋送端口作為相鄰饋送端口的驅(qū)動(dòng)器(接地)或者被電斷開(斷開)。因此，可以通過選擇與每一個(gè)輻射元件有關(guān)的不同的操作模式來(lái)動(dòng)態(tài)地調(diào)諧每一個(gè)輻射元件的操作頻率。下表基于針對(duì)第一饋送端口(饋送端口1)和第二饋送端口(饋送端口2)選擇上述狀態(tài)的組合來(lái)提供了一些可能的操作狀態(tài)。狀態(tài)模式1饋送端口1模式2饋送端口21饋電天線接通寄生的接地2寄生的接地饋電天線接通3饋電天線接通浮置的斷開4浮置的斷開饋電天線接通5饋電天線接通饋電天線接通表1其它天線的可能的操作狀態(tài)將理解的是，模式1和模式2分別表示第一輻射元件和第二輻射元件的操作模式。因此，當(dāng)饋送端口接通時(shí)，相關(guān)聯(lián)的輻射元件用作在相應(yīng)的阻抗匹配電路所支持的頻率處諧振的驅(qū)動(dòng)(或饋電)天線。當(dāng)饋送端口斷開(即，電斷開)時(shí)，允許相關(guān)聯(lián)的輻射元件浮置(即，在任何支持的頻率處諧振)。當(dāng)饋送端口接地時(shí)，相關(guān)聯(lián)的輻射元件用作寄生元件(即，在特定的頻率處諧振，從而有效地防止其它輻射元件支持該頻率)。因此，將清楚的是，本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了不同的操作模式集合，從而相對(duì)于傳統(tǒng)的天線設(shè)計(jì)允許增加的可調(diào)諧性。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，其它天線的第一輻射元件可以具有約0.4到3GHz的調(diào)諧范圍，而其它天線的第二輻射元件可以具有約1.6到3GHz(或者更高)的調(diào)諧范圍?？梢圆捎脝蝹€(gè)調(diào)諧電容器在每一個(gè)操作模式中調(diào)諧其它天線的每一個(gè)輻射元件。單個(gè)調(diào)諧電容器可以由變?nèi)荻O管構(gòu)成。在某些實(shí)施例中，可以使用三個(gè)或更多個(gè)輻射元件來(lái)進(jìn)一步增加其它天線的頻率調(diào)諧靈活性。第三或后續(xù)輻射元件可以位于上文定義的第一間隙中。第三或后續(xù)輻射元件可以被配置為在大于3GHz的頻率處操作。將理解的是，如上文所述的采用其它天線的優(yōu)點(diǎn)在于它使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地針對(duì)大量操作頻率來(lái)配置天線。此外，可以容易地實(shí)現(xiàn)各個(gè)阻抗匹配電路配置以使其它天線能夠在監(jiān)聽模式和應(yīng)用模式中操作。因此，上文所述的其它天線設(shè)計(jì)可以提供寬頻率調(diào)諧范圍或?qū)拵阅?。然而，它不能單?dú)地提供MIMO性能，這是因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)端口處于相同的頻率時(shí)，在兩個(gè)端口之間存在強(qiáng)耦合。即使在相對(duì)低的頻率(例如，700MHz)處，仿真結(jié)果顯示耦合約為零，然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，針對(duì)適用于移動(dòng)電話應(yīng)用的產(chǎn)品，優(yōu)選至少-15dB的耦合。因此，期望將其它天線與本發(fā)明的第一方面的平衡天線系統(tǒng)相結(jié)合以提供適用于MIMO應(yīng)用的至少兩個(gè)去耦合的可重新配置的天線。仿真已經(jīng)顯示，利用本發(fā)明的第二方面的實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)至少-30.53dB的隔離度，從而使得這種結(jié)構(gòu)對(duì)于MIMO設(shè)備是理想的。這些結(jié)果還建議，天線結(jié)構(gòu)可以提供寬可調(diào)諧范圍(即，從470MHz到2200MHz)，并且具有用于在移動(dòng)設(shè)備中使用以覆蓋DVB-H、GSM710、GSM850、GSM900、GPS1575、GSM1800、PCS1900和UMTS2100的可能性。因此，所提出的天線結(jié)構(gòu)是MIMO應(yīng)用的理想候選，特別是在諸如電話、膝上型計(jì)算機(jī)和PDA之類的小型終端移動(dòng)設(shè)備中。將理解的是，進(jìn)行參數(shù)研究以評(píng)估根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的特定天線結(jié)構(gòu)的最佳構(gòu)造。附圖說(shuō)明現(xiàn)在將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的某些實(shí)施例，在附圖中：圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的平衡天線的正面圖；圖1B示出了圖1A的平衡天線的背面圖；圖2示出了用于與圖1A和圖1B中的平衡天線一起使用的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器配置的電路圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的平衡天線系統(tǒng)的示意圖；圖4示出了針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的阻抗匹配電路配置的電路圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的平衡天線系統(tǒng)的電路圖，并且包括多個(gè)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器配置和多個(gè)阻抗匹配配置；圖6示出了圖5中所示的電路的第一配置在從1.11pF到10pF的變?nèi)荻O管的電容范圍上的回波損耗對(duì)頻率的圖示；圖7示出了圖5中所示的電路的第二配置在從0.21pF到10pF的變?nèi)荻O管的電容范圍上的回波損耗對(duì)頻率的圖示；圖8示出了圖5中所示的電路的第三配置在從0.38pF到10pF的變?nèi)荻O管的電容范圍上的回波損耗對(duì)頻率的圖示；圖9A示出了包括圖1A和圖1B的平衡天線以及底盤天線的組合MIMO天線系統(tǒng)的正面圖；圖9B示出了圖9A的組合MIMO天線系統(tǒng)的背面圖；圖10示出了當(dāng)圖9A和圖9B的MIMO天線系統(tǒng)連接到圖5中所示的電路時(shí)針對(duì)該MIMO天線系統(tǒng)的S參數(shù)的圖示；圖11A示出了當(dāng)驅(qū)動(dòng)平衡天線時(shí)遍布圖9A和圖9B的MIMO天線系統(tǒng)的電流分布；圖11B示出了當(dāng)驅(qū)動(dòng)底盤天線時(shí)遍布圖9A和圖9B的MIMO天線系統(tǒng)的電流分布；圖12A示出了當(dāng)驅(qū)動(dòng)平衡天線時(shí)遍布圖9A和圖9B的MIMO天線系統(tǒng)的平均電流分布；圖12B示出了當(dāng)驅(qū)動(dòng)底盤天線時(shí)遍布圖9A和圖9B的MIMO天線系統(tǒng)的平均電流分布；圖13A示出了當(dāng)在700MHz驅(qū)動(dòng)平衡天線時(shí)圖9A和圖9B的MIMO天線系統(tǒng)的遠(yuǎn)場(chǎng)電流分布；圖13B示出了當(dāng)在700MHz驅(qū)動(dòng)底盤天線時(shí)圖9A和圖9B的MIMO天線系統(tǒng)的遠(yuǎn)場(chǎng)電流分布；圖14A示出了包括圖1A和圖1B的平衡天線和安裝在側(cè)面的底盤天線的另一個(gè)組合MIMO天線系統(tǒng)的正面圖；圖14B示出了圖14A中所示的組合MIMO天線系統(tǒng)的背面圖；圖15示出了當(dāng)圖14A和圖14B的MIMO天線系統(tǒng)連接到圖5中所示的電路時(shí)針對(duì)該MIMO天線系統(tǒng)的S參數(shù)的圖示；圖16A示出了包括圖1A和圖1B的平衡天線和安裝在側(cè)面的第二平衡天線的另一個(gè)組合MIMO天線系統(tǒng)的正面圖；圖16B示出了圖16A中所示的組合MIMO天線系統(tǒng)的背面圖；圖17示出了當(dāng)圖16A和圖16B的MIMO天線系統(tǒng)連接到圖5中所示的電路時(shí)針對(duì)該MIMO天線系統(tǒng)的S參數(shù)的圖示；圖18A示出了包括兩個(gè)平衡天線和安裝在側(cè)面的底盤天線的另一個(gè)組合MIMO天線系統(tǒng)的正面圖；圖18B示出了圖18A中所示的組合MIMO天線系統(tǒng)的背面圖；圖19示出了當(dāng)圖18A和圖18B的MIMO天線系統(tǒng)連接到圖5中所示的電路時(shí)針對(duì)該MIMO天線系統(tǒng)的S參數(shù)的圖示；圖20示出了用于在本發(fā)明的實(shí)施例中使用的可替換的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器配置的電路圖；圖21A示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的平衡天線的正面圖；圖21B示出了圖21A的平衡天線的背面圖；圖21C示出了圖21A中所示的輻射元件的放大平面圖；圖22示出了圖21A至圖21C的天線的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器和匹配電路布置；圖23示出了圖22的電路的輸出Zb1和Zb2的相位對(duì)頻率的圖示；圖24示出了當(dāng)圖22的匹配電路中的變?nèi)荻O管從10pF改變?yōu)?.2pF時(shí)仿真的反射系數(shù)對(duì)頻率；圖25A示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的平衡天線的正面透視圖以及放大的細(xì)節(jié)圖；圖25B示出了圖25A的平衡天線的背面圖；圖25C示出了圖25A和圖25B的平衡天線的輻射元件的正面平面圖；圖26示出了包括圖25A至圖25C的天線的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器和匹配電路布置的電路圖；圖27示出了當(dāng)圖26的電路中的變?nèi)荻O管從10pF改變?yōu)?.1pF時(shí)仿真的反射系數(shù)對(duì)頻率；圖28示出了包括圖21A至圖21C的天線的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器和匹配電路布置的可替換的電路圖；圖29示出了當(dāng)圖28的電路中的變?nèi)荻O管從10pF改變?yōu)?.1pF時(shí)仿真的反射系數(shù)對(duì)頻率；圖30示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一平衡天線的正面圖和背面圖；圖31示出了包括圖30的天線的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器和匹配電路布置的電路圖；圖32示出了當(dāng)圖31的電路中的變?nèi)荻O管從10pF改變?yōu)?.28pF時(shí)仿真的反射系數(shù)對(duì)頻率；圖33A示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一平衡天線的正面透視圖；圖33B示出了圖33A的平衡天線的背面透視圖；圖34示出了用于驅(qū)動(dòng)圖33A和圖33B的天線中的輻射元件中的每一個(gè)的電路圖；圖35示出了當(dāng)圖34的電路中的變?nèi)荻O管從約15.4pF改變?yōu)?.4pF時(shí)測(cè)量的反射系數(shù)對(duì)頻率；以及圖36示出了與圖33B的視圖類似的視圖，但是其中，已經(jīng)將接地面修改為包括槽(slot)。具體實(shí)施方式參照?qǐng)D1A和圖1B，示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的平衡天線系統(tǒng)10。如下面更詳細(xì)地描述的，平衡天線系統(tǒng)10是可重新配置的，并且被設(shè)計(jì)為在諸如移動(dòng)電話、膝上型計(jì)算機(jī)或PDA之類的便攜式產(chǎn)品中使用。在微波基板12(例如，印刷電路板，PCB)上設(shè)置平衡天線系統(tǒng)10，使得該系統(tǒng)可以容易地被容納在傳統(tǒng)的移動(dòng)電話中，其中，微波基板12具有約116×40mm2的表面積和約1.15mm的厚度。如圖1A所示，在基板12的第一面(side)16上、在基板12的第一端部18處設(shè)置了第一輻射元件14。第一輻射元件14是由基本上為U形的第一帶層20構(gòu)成，該U形的第一帶層20位于基板12的第一端部18的一半中，并且被定向?yàn)槭沟闷溟_口端22向內(nèi)朝向第一端部18的中心區(qū)域。在第一帶20的與基板12的中心最接近的起點(diǎn)處設(shè)置較短的饋線24，并且饋線24沿著基板12的長(zhǎng)向延伸。與第一輻射元件14基本上類似的第二輻射元件26也被設(shè)置在基板12的第一面16上，并且位于基板12的第一端部18的相鄰一半中。因此，第二輻射元件26是由基本上為U形的第二帶層28構(gòu)成，該U形的第二帶層28也被定向?yàn)槭沟闷溟_口端30向內(nèi)朝向第一端部18的中心區(qū)域。因此，第二輻射元件26被定向在與第一輻射元件14相反的方向上。同樣在第二帶28的與基板12的中心最接近的起點(diǎn)處設(shè)置較短的饋線32，并且饋線32沿著基板12的長(zhǎng)向延伸。在第一輻射元件14和第二輻射元件26的相應(yīng)饋線24、32之間、并且在第一帶20和第二帶28的相應(yīng)端36之間設(shè)置了間隙34。因此，第一輻射元件14和第二輻射元件26形成了偶極天線37。在圖1A所示的實(shí)施例中，第一輻射元件14和第二輻射元件26一起在約40×10mm2的區(qū)域上延伸。如圖1B所示，在基板12的與第一面16相對(duì)的第二面40上設(shè)置了接地面38。接地面38基本上是矩形的，并且基本上占據(jù)從基板12的(與第一端部18相對(duì)的)第二端42到與饋線24、32基本上相對(duì)的位置的整個(gè)基板12表面。接地面38具有約100×40mm2的大小。平衡天線系統(tǒng)10還包括平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器和兩個(gè)匹配電路，連接到第一輻射元件14和第二輻射元件26，并且為了清楚的原因，未在圖1A和圖1B中示出，但是它們將被設(shè)置在基板12的與接地面40相對(duì)的第一面16上。在圖2中通過LC電路圖的方式示出了適當(dāng)?shù)钠胶?不平衡轉(zhuǎn)換器50的示例。該特定的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器50具有寬帶配置，并且基本上如Iizuka和Watanabe在公開的日本專利申請(qǐng)?zhí)?005-198167中所描述的。因此，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器50包括形成T結(jié)52的輸入端的第一(不平衡)端口Zu，T結(jié)52被配置為將在第一端口Zu處接收的電信號(hào)分到較高的路徑54和較低的路徑56中。較高的路徑54被布置為饋送到第一高通濾波器(HPF)中，并且較低的路徑被布置為饋送到第二低通濾波器(LPF)中。高通濾波器(HPF)由L-C電路構(gòu)成，該L-C電路具有串聯(lián)連接的三個(gè)電容器CH1、CH2、CH1以及通過在電容器之間設(shè)置的相應(yīng)分支并聯(lián)連接的兩個(gè)電感器LH1、LH1。電感器LH1中的每一個(gè)連接到接地面40，并且來(lái)自電容器CH1、CH2、CH1的輸出構(gòu)成阻抗ZbH。低通濾波器(LPF)是由L-C電路構(gòu)成，該L-C電路具有串聯(lián)連接的三個(gè)電感器LL1、LL2、LL1和通過在電感器之間設(shè)置的相應(yīng)分支并聯(lián)連接的兩個(gè)電容器CL1、CL1。每一個(gè)電容器CL1連接到接地面40，并且來(lái)自電感器LL1、LL2、LL1的輸出構(gòu)成阻抗ZbL。ZbH和ZbL一起形成了平衡輸出Zb。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的平衡天線系統(tǒng)10包括如圖2中所示的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器50，其用于使用在其自身與如圖1A中所示的平衡偶極天線37之間設(shè)置的阻抗匹配電路60來(lái)向平衡偶極天線37進(jìn)行饋送。將注意的是，在該圖示中，示出了輸入端口1，其饋送到平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器50的第一(不平衡)端口Zu，以驅(qū)動(dòng)平衡天線系統(tǒng)10。更具體地說(shuō)，來(lái)自平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器50的具有阻抗ZbH的高通濾波器連接到匹配電路60并且連接到偶極天線37的饋源1(即，圖1A的饋線24)，而來(lái)自平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器50的具有阻抗ZbL的低通濾波器連接到匹配電路60并且連接到偶極天線37的饋源2(即，圖1A的饋線32)。如下面將更詳細(xì)地解釋的，通過在偶極天線37與平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器50之間并入匹配電路60，可以使系統(tǒng)可重新配置，并且系統(tǒng)可以用于提供從470MHz到2200MHz的寬調(diào)諧范圍，這可以覆蓋DVB-H、所有GSM和UMTS2100頻帶。圖4示出了可以在本發(fā)明的實(shí)施例中使用的特定的阻抗匹配電路60的電路圖。將注意的是，在該圖示中，從來(lái)自平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器50的具有阻抗ZbH的高通濾波器和具有阻抗ZbL的低通濾波器分別前往饋源1和饋源2的路徑被分隔開，使得阻抗匹配電路60被分成第一匹配電路62和第二匹配電路64。在該特定的實(shí)施例中，第一匹配電路62和第二匹配電路64是相同的，并且被配置為向平衡偶極天線37中的每一條支路提供阻抗變換。更具體地說(shuō)，第一匹配電路62和第二匹配電路64中的每一個(gè)包括并聯(lián)連接到接地面40的電感器L2和串聯(lián)連接的電容器C1/C2和電感器L1。電容器C1/C2是可變的，以允許調(diào)節(jié)第一匹配電路62和第二匹配電路64的阻抗，以在頻率范圍上調(diào)諧天線37。雖然圖4中所示的實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)某一頻率范圍上的調(diào)諧，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以通過將多個(gè)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器配置和多個(gè)阻抗匹配配置包含在集成調(diào)諧電路70中來(lái)實(shí)現(xiàn)更大的調(diào)諧范圍，如圖5中所示。在該實(shí)施例中，在電路70的左手側(cè)處設(shè)置了輸入端口1(不平衡饋線)，并且經(jīng)由平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器配置72將不平衡饋線轉(zhuǎn)換為兩個(gè)平衡饋線。高通濾波器連接到第一阻抗匹配電路74并且經(jīng)由饋源1連接到平衡偶極天線37，而低通濾波器連接到第二阻抗匹配電路76并且經(jīng)由饋源2連接到平衡偶極天線37。平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器配置72包括第一高通濾波器78和第二高通濾波器80，其在構(gòu)造上與上文關(guān)于圖2所描述的高通濾波器相同，但是針對(duì)電容器和電感器中的每一個(gè)具有不同的值。設(shè)置了第一(單刀雙擲)開關(guān)82以選擇第一高通濾波器78或第二高通濾波器80之一，以便在任何時(shí)候使用。還設(shè)置了第一低通濾波器84和第二低通濾波器86，其在構(gòu)造上與上文關(guān)于圖2所描述的低通濾波器相同，但是同樣地針對(duì)電容器和電感器中的每一個(gè)具有不同的值。設(shè)置了第二(單刀雙擲)開關(guān)88以選擇第一低通濾波器84或第二低通濾波器86之一，以便在任何時(shí)候使用。第一阻抗匹配電路74具有上文關(guān)于圖4所述的形式，但是包括可以被選擇作為并聯(lián)電感器(L2)的三個(gè)不同的電感器(L7、L8、L9)和可以被選擇作為串聯(lián)電感器(L1)的另外三個(gè)不同的電感器(L1、L2、L3)。設(shè)置了多個(gè)開關(guān)以激活針對(duì)第一阻抗匹配電路74的期望的組件組合。如上所述，在兩組電感器之間設(shè)置了可調(diào)諧的電容器C1(即，變?nèi)荻O管)。可以將可調(diào)諧的電容器C1從0.2pF調(diào)諧到10pF。類似地，第二阻抗匹配電路76具有上文關(guān)于圖4所述的形式，但是也包括可以被選擇作為并聯(lián)電感器(L2)的三個(gè)不同的電感器(L14、L15、L16)和可以被選擇作為串聯(lián)電感器(L1)的另外三個(gè)不同的電感器(L4、L5、L6)。設(shè)置了多個(gè)開關(guān)以激活針對(duì)第二阻抗匹配電路76的期望的組件組合。與前面一樣，在兩組電感器之間設(shè)置可調(diào)諧的電容器C2(即，變?nèi)荻O管)?？梢詫⒖烧{(diào)諧的電容器C2從0.2pF調(diào)諧到10pF。使用仿真工具(CSTMicrowave)來(lái)設(shè)計(jì)圖5中所示的電路，其中，使用瞬態(tài)求解器來(lái)仿真圖1A和圖1B的天線結(jié)構(gòu)，以產(chǎn)生表示天線響應(yīng)的1端口S參數(shù)文件，并且這用作設(shè)計(jì)匹配網(wǎng)絡(luò)的出發(fā)點(diǎn)。使用文獻(xiàn)中可用的標(biāo)準(zhǔn)公式來(lái)計(jì)算第一匹配電路74和第二匹配電路76內(nèi)的組件的值。然后，使用MicrowaveOffice(可以從AWR公司購(gòu)買的RF/微波設(shè)計(jì)平臺(tái))來(lái)調(diào)節(jié)每一個(gè)電感器的值，以優(yōu)化天線的回波損耗性能。在該設(shè)計(jì)過程階段期間，將電容器C1和C2分別固定為10pF。注意，針對(duì)本文所描述的所有仿真，使用相同的仿真工具。申請(qǐng)人在這些仿真期間發(fā)現(xiàn)，為了在整個(gè)期望的操作頻帶(470MHz至2200MHz)上獲得單個(gè)諧振，在至少6dB的回波損耗的情況下，需要針對(duì)匹配網(wǎng)絡(luò)74、76中的每一個(gè)的三個(gè)不同的配置以及針對(duì)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器72的兩個(gè)不同的配置。已經(jīng)將這些不同的配置集成到如圖5中所示的電路中，但是如果期望的話，可以將這些不同的配置作為三個(gè)單獨(dú)的電路來(lái)提供。下面的表2列出了為了產(chǎn)生要求的頻譜覆蓋的圖5中所示的開關(guān)所需的邏輯狀態(tài)。在該實(shí)施例中，諸如圖5中的開關(guān)82之類的單刀雙擲開關(guān)處于用“1”表示的“接通”位置和用“0”表示的“斷開”位置。對(duì)于如圖5中所示的雙刀雙擲開關(guān)，“0”表示標(biāo)記為1和2的節(jié)點(diǎn)連接、并且標(biāo)記為4和5的節(jié)點(diǎn)連接的情形，而“1”表示標(biāo)記為1和3的節(jié)點(diǎn)連接、并且標(biāo)記為4和6的節(jié)點(diǎn)分別連接的情形。如圖5所示，示出了開關(guān)中的每一個(gè)處于默認(rèn)位置。模式XYZ操作頻帶輸出(MHz)A110470-640B100630-1520C0011500-2200表2操作邏輯狀態(tài)因此，表2中所描述的并且被標(biāo)記為模式A、B和C的三個(gè)狀態(tài)涉及天線的三個(gè)相對(duì)窄的操作頻帶。在模式A操作中，如圖6中所示，可以通過將變?nèi)荻O管C1和C2一起從10pF改變?yōu)?.11pF來(lái)將諧振頻率從470MHz移動(dòng)到640MHz。圖7示出了模式B操作，在該模式B操作中，可以通過將變?nèi)荻O管C1和C2一起從10pF改變?yōu)?.21pF來(lái)將諧振頻率從630MHz調(diào)諧到1520MHz。類似地，圖8示出了當(dāng)變?nèi)荻O管C1和C2一起從10pF改變?yōu)?.38pF并且諧振頻率從1500MHz移動(dòng)到2200MHz時(shí)的模式C操作。因此，使用理想組件的仿真結(jié)果顯示，本天線結(jié)構(gòu)具有1730MHz的寬調(diào)諧范圍。因此，可以將天線的諧振頻率調(diào)諧為覆蓋DVB-H、GSM710、GSM850、GSM900、GPS1575、GSM1800、PCS1900和UMTS2100頻帶。將注意到，雖然在上面的示例中，變?nèi)荻O管C1和C2均一起改變，但是在其它實(shí)施例中，可以通過將每一個(gè)變?nèi)荻O管設(shè)置為不同的值來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)諧。在圖9A和圖9B中示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的適用于多輸入多輸出(MIMO)應(yīng)用的天線結(jié)構(gòu)90。天線結(jié)構(gòu)90包括上文所描述的平衡天線系統(tǒng)10以及兩端口底盤天線100。如上文所解釋的，MIMO設(shè)備利用多個(gè)不相關(guān)的信道/天線，以在不需要額外的頻譜或發(fā)射機(jī)功率的情況下增加通信鏈路的容量。不相關(guān)的天線應(yīng)當(dāng)終止于最佳位置，以引起所需的(或最佳的)天線與天線隔離。通常，當(dāng)天線分隔開最大可用距離(例如，一個(gè)天線在基板12的頂部邊緣處，而另一個(gè)天線在底部邊緣處)時(shí)，達(dá)到了最佳隔離值。在該特定的實(shí)施例中，天線沿著基板12的長(zhǎng)分離約100mm的距離。在本申請(qǐng)中，描述了根據(jù)本發(fā)明的MIMO系統(tǒng)的很多示例。對(duì)于前三種情況，將注意到，MIMO系統(tǒng)包括兩個(gè)分離的天線。而在第四種情況中，MIMO系統(tǒng)包括三個(gè)分離的天線。在如圖9A和圖9B中所示的MIMO系統(tǒng)中，兩端口底盤天線100為在GB0918477.1中詳細(xì)描述的類型，并且包括能夠同時(shí)進(jìn)行雙頻帶操作的一對(duì)非諧振耦合元件112、114。耦合元件112、114占用相對(duì)較小的體積空間40×5×7mm3，并且位于與基板12的第二面40相同的面上的底盤116的頂部上，而平衡天線系統(tǒng)10的偶極天線37位于相對(duì)的第一面16上。更具體地說(shuō)，兩個(gè)耦合元件112、114被安裝在彼此鄰近的位置處并且通過接地面38來(lái)驅(qū)動(dòng)。第一耦合元件112由L形的金屬片構(gòu)成，該L形的金屬片具有與接地面38平行的、構(gòu)成底盤的平面部分116和與接地面38垂直的垂直部分118。如上所述，在基板的與接地面38相對(duì)的面上設(shè)置平面部分116，并且平面部分116在橫向上與接地面38隔開。垂直部分118從平面部分116的與接地面38最遠(yuǎn)的邊緣開始延伸，使得垂直部分118與接地面38相隔所謂的第一間隙120。在該特定的實(shí)施例中，第一間隙120小于10mm。第二耦合元件114也由金屬片構(gòu)成，在該情況下，金屬片形成了平面矩形。第二輻射元件114也被定向?yàn)榕c接地面38垂直，并且位于第一間隙120內(nèi)。因此，L形的第一耦合元件12在兩個(gè)相鄰面上有效地圍繞第二輻射元件114。在所示的實(shí)施例中，第二耦合元件114約為第一耦合元件12的長(zhǎng)度的一半，并且從第一耦合元件12的邊緣被略微插入。接地面38與第二耦合元件114之間的距離形成了所謂的第二間隙122。第二耦合元件114與第一耦合元件12的垂直部分118之間的距離確定它們之間的互耦的量。因此，該距離被稱作互間隙124。雖然未示出，但是每一個(gè)輻射元件112、114分別經(jīng)由第二饋送端口126和第三饋送端口128連接到第一控制模塊和第二控制模塊。第二饋送端口126(端口2)在第一耦合元件112的垂直部分118與第一控制模塊(未示出)之間延伸，并且沿著第一耦合元件112的長(zhǎng)位于約三分之一的距離處。第三饋送端口128(端口3)位于第二饋送端口126附近，并且連接到相鄰的第二控制模塊(未示出)。如GB0918477.1中所描述的，每一個(gè)耦合元件112、114可以單獨(dú)地被選擇性地驅(qū)動(dòng)，被允許浮置，或者通過相應(yīng)控制模塊的操作而被束縛于接地狀態(tài)。因此，可以以與上文關(guān)于調(diào)諧平衡偶極天線37所述的方式類似的方式，通過選擇不同的操作模式來(lái)動(dòng)態(tài)地調(diào)諧每一個(gè)耦合元件112、114的操作頻率?？梢酝ㄟ^經(jīng)由端口1驅(qū)動(dòng)平衡天線系統(tǒng)10并且使用端口2和端口3操作底盤天線100的耦合元件112、114中的每一個(gè)，來(lái)操作MIMO天線結(jié)構(gòu)90。為了說(shuō)明的目的，端口1被連接到與如圖5中所示的電路類似的電路，并且關(guān)于底盤天線100只激活端口2。更具體地說(shuō)，端口2連接到如GB0918477.1中所描述的類型的電路，而端口3僅連接到50歐姆的負(fù)載，但是可能已經(jīng)被單獨(dú)地調(diào)諧。圖10示出了圖9A和圖9B的MIMO天線結(jié)構(gòu)在上述環(huán)境下的S參數(shù)的圖示。因此，發(fā)現(xiàn)平衡天線系統(tǒng)10的回波損耗約為-11.62dB，而底盤天線100的端口2的回波損耗約為-35.92dB。通過圖10還將清楚的是，S21回波損耗(其是平衡天線10與底盤天線100之間的隔離度的測(cè)量值)約為-30.53dB?？梢酝ㄟ^圖11A和圖11B的電流分布圖來(lái)說(shuō)明平衡天線10與底盤天線100之間的低隔離度，其中，這些電流分布圖是在驅(qū)動(dòng)平衡天線10(圖11A)或者驅(qū)動(dòng)底盤天線100(圖11B)時(shí)獲得的。因此，可以看出，在每一種情況下，電流非常集中于正在被驅(qū)動(dòng)的天線附近，只有很少電流或者沒有電流在另一天線中流動(dòng)。圖12A和圖12B還通過當(dāng)驅(qū)動(dòng)平衡天線10或者驅(qū)動(dòng)底盤天線100時(shí)的平均電流分布的圖示來(lái)證實(shí)了該結(jié)果。如圖13A和圖13B中所示，當(dāng)驅(qū)動(dòng)平衡天線時(shí)(圖13A)和當(dāng)驅(qū)動(dòng)底盤天線時(shí)(圖13B)，針對(duì)MIMO天線系統(tǒng)的電流分布的方向性是不同的。因此，這解釋了為什么在兩個(gè)天線之間耦合較低。注意，當(dāng)前的仿真是使用理想組件來(lái)計(jì)算的。實(shí)際上，將圖5的匹配電路與天線結(jié)構(gòu)90集成在一起將對(duì)天線結(jié)構(gòu)的效率和增益產(chǎn)生影響。已經(jīng)計(jì)算出該影響，使得在已經(jīng)將天線結(jié)構(gòu)90連接到匹配電路以后，平衡天線具有-1.038dB的總效率和0.7664dB的實(shí)際增益，而底盤天線具有-5.06dB的總效率和-3.072dB的實(shí)際增益。因此，這些結(jié)果反映了匹配電路的加性損耗。圖14A和圖14B分別示出了另一個(gè)組合MIMO天線系統(tǒng)140的正面圖和背面圖，該組合MIMO天線系統(tǒng)140包括圖1A和圖1B的平衡天線10和圖9A和圖9B的底盤天線100，但是在該情況下，底盤天線100被安裝在側(cè)面而不是在基板12的端部上。當(dāng)與平衡天線10相比時(shí)，底盤天線100仍然安裝到基板12的對(duì)端(和基板的相對(duì)面上)，以在該配置中在兩個(gè)天線之間提供最大可能的分離。如圖所示，這些天線沿著基板12的長(zhǎng)向分離約60mm的距離。如上所述，端口1連接到平衡天線10并且由圖5的電路驅(qū)動(dòng)，端口2連接到較大的耦合元件112(由GB0918477.1中所描述的類型的匹配電路驅(qū)動(dòng))，并且端口3連接到較小的耦合元件114并且僅束縛于50歐姆的負(fù)載。圖15示出了結(jié)合圖5的匹配網(wǎng)絡(luò)的平衡天線10的回波損耗約為-22.16dB，而底盤天線100的回波損耗約為-46.98dB。通過圖15還將清楚的是，平衡天線10與底盤天線100之間的S12隔離度約為-22.62dB。圖16A和圖16B分別示出了另一個(gè)組合MIMO天線系統(tǒng)150的正面圖和背面圖，該組合MIMO天線系統(tǒng)150包括圖1A和圖1B的平衡天線10以及第二平衡天線152(其與圖1A和圖1B的平衡天線相同)，并且當(dāng)與平衡天線10相比時(shí)，第二平衡天線152被安裝到基板12的對(duì)端(和基板12的相同面上)，但是如所看到的，被定向?yàn)榇怪庇谄胶馓炀€10并且沿著頂部邊緣放置。如圖所示，這些天線沿著基板12的長(zhǎng)分離約60mm的距離。在該實(shí)施例中，端口1如上所述地進(jìn)行連接，端口2連接到第二平衡天線152，并且連接到與圖5中所示的電路類似的另一個(gè)優(yōu)化的電路。圖17示出了當(dāng)天線中的每一個(gè)連接到相應(yīng)的匹配網(wǎng)絡(luò)時(shí)針對(duì)MIMO天線系統(tǒng)150的S參數(shù)。平衡天線10的回波損耗約為-11.12dB，而第二平衡天線152的回波損耗約為-9.52dB。還可以看出，在該實(shí)施例中，兩個(gè)平衡天線之間的S12隔離度約為-17.65dB。圖18A和圖18B分別示出了另一個(gè)組合MIMO天線系統(tǒng)160的正面圖和背面圖，該組合MIMO天線系統(tǒng)160包括兩個(gè)平衡天線10(其與關(guān)于圖1A和圖1B所描述的平衡天線相同)和關(guān)于圖9A和圖9B所描述的底盤天線100。然而，在該特定的實(shí)施例中，基板162具有約90×66mm2的面積，底盤天線100被安裝在基板162的長(zhǎng)邊中間，并且兩個(gè)平衡天線10被安裝到基板162的與底盤天線100相距最遠(yuǎn)的兩個(gè)角中的每一個(gè)。兩個(gè)平衡天線10還被定向在相對(duì)于基板162的長(zhǎng)約45°的內(nèi)傾角處。兩個(gè)平衡天線10在沿著基板162的短邊的方向上均與底盤天線100分離約30.64mm，并且沿著基板162的長(zhǎng)邊彼此分離約19.29mm。在該實(shí)施例中，端口1和端口2連接到平衡天線10中的每一個(gè)和其相應(yīng)的匹配電路，而端口3連接到底盤天線100的較大耦合元件112(及其優(yōu)化的匹配電路)。在該實(shí)施例中，較小的耦合元件114保持開路。圖19示出了結(jié)合了匹配網(wǎng)絡(luò)的平衡天線10中的第一個(gè)的回波損耗約為-28.32dB，而結(jié)合了匹配網(wǎng)絡(luò)的平衡天線10中的第二個(gè)的回波損耗約為-12.14dB，并且結(jié)合了匹配網(wǎng)絡(luò)的較大耦合元件112的回波損耗約為-23.41dB。擬合(fit)還顯示，這些天線之間的隔離度為：兩個(gè)平衡天線之間的約為-10.885dB、底盤天線與第二平衡天線之間的約為-16.88dB以及底盤天線與第一平衡天線之間的約為-17.07dB。圖20示出了可以在本發(fā)明的實(shí)施例中使用的可替換的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器170的電路圖。平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器170包括基本上如YehLiu和Chiou于2005年2月在IEEEMicrowaveandWirelessComponentsLetters的第15卷第2號(hào)中發(fā)表的“Compact28-GHzSubharmonicallyPumpedResistiveMixerMMICUsingaLumped-ElementHigh-Pass/Band-PassBalun”中描述的LC電路。如圖所示，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器170包括高通濾波器(第一濾波器)172和帶通濾波器(第二濾波器)174。第一(不平衡)端口Zu經(jīng)由T結(jié)連接到高通濾波器172和帶通濾波器174。高通濾波器172包括電容器C和電感器L，并且來(lái)自高通濾波器172的輸出構(gòu)成了阻抗Zb1。帶通濾波器174包括三個(gè)電感器和兩個(gè)電容器，并且來(lái)自帶通濾波器174的輸出構(gòu)成了阻抗Zb2。在該實(shí)施例中，應(yīng)當(dāng)注意的是，電感器L均是相同的，但是在帶通濾波器174中，電容器之一(構(gòu)成標(biāo)記為2C的旁路電容器)是其它電容器C的值的兩倍。將注意的是，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器170實(shí)質(zhì)上是異相功率分配器，其包括并聯(lián)連接的一個(gè)高通濾波器172和一個(gè)帶通濾波器174。雖然該平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器170可以提供寬帶寬操作(并且與上文所描述的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器50相比具有更少的組件，從而導(dǎo)致更少的損耗)，但是實(shí)際上，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器170可能在不平衡輸出Zb1與Zb2之間提供小于180度的相位差。因此，在需要180度的相位差的實(shí)施例中，采用圖2中所示的類型的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器可能更方便，而在不需要180度的相位差的實(shí)施例中，采用圖20中所示的類型的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器可能更方便。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在本發(fā)明的實(shí)施例中采用平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器170的情況下，可以通過采用僅一個(gè)平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器170配置并且針對(duì)第一匹配電路和第二匹配電路中的每一個(gè)僅采用兩個(gè)配置來(lái)獲得約470至2200MHz的期望的調(diào)諧范圍。因此，當(dāng)與圖5中所示的實(shí)施例相比時(shí)，可以采用更簡(jiǎn)單的電路。將在圖21A至圖21C中示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的平衡天線系統(tǒng)200。如上所述，平衡天線系統(tǒng)200是可重新配置的，如下面更詳細(xì)描述的，并且平衡天線系統(tǒng)200被設(shè)計(jì)為在諸如移動(dòng)電話、膝上型計(jì)算機(jī)或PDA之類的便攜式產(chǎn)品中使用。在微波基板202(例如，印刷電路板(PCB))上設(shè)置了平衡天線系統(tǒng)200，使得系統(tǒng)可以容易地被容納在傳統(tǒng)的移動(dòng)電話中，其中，該微波基板202具有約110mm的長(zhǎng)度L1、約40mm的寬度W和約5mm的厚度H。如圖21C中最佳地示出的，在基板202的第一面206上、在基板202的第一端部208處設(shè)置了第一輻射元件204。第一輻射元件204由基本上為L(zhǎng)形的第一帶層構(gòu)成，該L形的第一帶層位于基板202的朝向第一端部208的一半中，并且被定向?yàn)槭沟闷溟_口側(cè)212向內(nèi)朝向第一端部208的中心區(qū)域。在第一輻射元件204的與基板202的中心最接近的起點(diǎn)處設(shè)置較短的饋線214，并且饋線214沿著基板202的長(zhǎng)向延伸。與第一輻射元件204基本上類似的第二輻射元件216也被設(shè)置在基板202的第一面206上，并且位于基板202的第一端部208的相鄰一半中。因此，第二輻射元件216由基本上為L(zhǎng)形的第二帶層構(gòu)成，該L形的第二帶層也被定向?yàn)槭沟闷溟_口側(cè)220向內(nèi)朝向第一端部208的中心區(qū)域。因此，第二輻射元件216被定向在與第一輻射元件204相反的方向上。同樣地，在第二輻射元件216的與基板202的中心最接近的起點(diǎn)處設(shè)置較短的饋線222，并且饋線222沿著基板202的長(zhǎng)向延伸。在第一輻射元件204和第二輻射元件216的相應(yīng)饋線214、222之間、并且在第一帶和第二帶的相應(yīng)端226之間設(shè)置了間隙224。因此，第一輻射元件204和第二輻射元件216形成了偶極天線227。在圖21C所示的實(shí)施例中，第一輻射元件204和第二輻射元件166具有沿著基板202的長(zhǎng)向延伸約70mm的長(zhǎng)邊l1和沿著基板202的寬向延伸約19mm的短邊l2。第一帶和第二帶的寬度w約為1mm，并且間隙224具有約2mm的寬度d。饋線214、222中的每一個(gè)具有約10mm的長(zhǎng)度l3。如圖21B所示，在基板202的與第一面206相對(duì)的第二面230上設(shè)置了接地面228。接地面228基本上為矩形，并且基本上占據(jù)從基板202的(與第一端部208相對(duì)的)第二端232到與饋線214、222的自由端基本上相對(duì)的位置的整個(gè)基板202表面。接地面228具有約100mm的長(zhǎng)度L2，并且在基板202的整個(gè)寬度W上延伸。平衡天線系統(tǒng)200還包括平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器和兩個(gè)匹配電路，連接到第一輻射元件204和第二輻射元件216，并且為了清楚的原因，未在圖21A至圖21C中示出，但是它們將被設(shè)置在基板202的與接地面228相對(duì)的第一面206上。圖22示出了圖21A至圖21C的天線200的適合的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器240和匹配電路布置250的電路圖。平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器240包括一個(gè)(1nH的)電感器L5和一個(gè)(0.1pF的)電容器C3，其是來(lái)自分離不平衡信號(hào)Zu的T結(jié)242的并聯(lián)分支。匹配電路布置250包括第一匹配電路252和第二匹配電路254，其中，第一匹配電路252連接到平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器240的電感器L5并且終止于平衡信號(hào)Zb1，該平衡信號(hào)Zb1實(shí)際上被饋送到第一輻射元件204的饋線214中，第二匹配電路254連接到平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器240的電容器C3并且終止于平衡信號(hào)Zb2，該平衡信號(hào)Zb2實(shí)際上被饋送到第二輻射元件216的饋線222中。第一匹配電路252和第二匹配電路254均包括電感器L3、L4(均為3.5nH)、電容器C1、C2(均為10pF)和第二電感器L1、L2(均為9.4nH)。在每一種情況下，電容器C1、C2中的每一個(gè)由能夠從10pF變?yōu)?.2pF的變?nèi)荻O管替換。如圖23所示，已經(jīng)對(duì)第一匹配電路252和第二匹配電路254以及平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器240的集成進(jìn)行了優(yōu)化，以產(chǎn)生約180°的所需相位差，從而在所需的操作帶寬中傳送針對(duì)不平衡饋送Zu的平衡饋送Zb1和Zb2。圖24示出了當(dāng)由圖22的電路對(duì)較大的平衡天線200進(jìn)行饋送時(shí)針對(duì)較大的平衡天線200的仿真反射系數(shù)對(duì)頻率。更具體地說(shuō)，平衡天線被配置為同時(shí)提供三個(gè)諧振，并且匹配電路布置250中的變?nèi)荻O管(標(biāo)記為C1和C2)可以從10pF改變?yōu)?.2pF，以同時(shí)移動(dòng)三個(gè)諧振頻率，從而覆蓋低頻帶(從700MHz到1010MHz)、中頻帶(從1620MHz到2490MHz)和高頻帶(從2740MHz到3000MHz以上)，同時(shí)使回波損耗維持在6dB以上。因此，即使當(dāng)考慮實(shí)際組件的損耗時(shí)，當(dāng)前的天線結(jié)構(gòu)200也能夠在所需的操作頻帶中提供高效率。進(jìn)一步優(yōu)化天線結(jié)構(gòu)或添加其它匹配電路可以用于覆蓋任何剩余的感興趣的頻帶。圖25A、圖25B和圖25C示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的可重新配置的平衡偶極天線300，其具有單個(gè)可調(diào)諧的諧振頻率。在微波基板302(TaconicTLY-3-0450-C5)上設(shè)置平衡天線300，該微波基板具有2.33的介電常數(shù)、0.0009的損耗因數(shù)、1.143mm的厚度、約114mm的長(zhǎng)度L1和約40mm的寬度W。天線300包括兩個(gè)金屬輻射元件304，被安裝在基板302的第一端306處，并且基本上在基板302的寬度W上延伸，使得它們占據(jù)約40mm×14mm的總面積。輻射元件304具有0.01778mm的金屬厚度并且例如使用隔離片(未示出)安裝在基板302以上5mm的高度H處。因此，天線300可以容易地容納在傳統(tǒng)的移動(dòng)電話中。如圖25B中所示，金屬接地面307被設(shè)置在基底302的背面。接地面307占據(jù)100×40mm2的面積，并且終止在與輻射元件304所在的區(qū)域的端相反的位置處。輻射元件304對(duì)稱地布置在基板302的中心縱軸的任意一側(cè)上，在每一個(gè)輻射元件304之間設(shè)置了2mm的間隙d。雖然每一個(gè)輻射元件304基本上為矩形，但是在第一端306附近設(shè)置了L形的開孔(cut-out)308，使得每一個(gè)矩形的內(nèi)部310未達(dá)到第一端306，并且在與第一端306相距較短的距離處設(shè)置了橫向縫隙312，其從未達(dá)到的內(nèi)部310向靠近基板302的邊緣、但是與基板302的邊緣間隔開的位置延伸。在每一個(gè)輻射元件304的位于與第一端306相對(duì)的端處的外邊緣處，設(shè)置了形狀為較小的矩形314的另一個(gè)開孔。在輻射元件304中的每一個(gè)的位于與第一端306相對(duì)的端處的內(nèi)邊緣附近設(shè)置了饋線315，以用于將輻射元件304連接到控制電路，如下面將描述的。在下面的表3中給出了平衡天線300的所有特征的尺寸。表3圖25A至圖25C中所示的天線的尺寸圖26示出了包括圖25A至圖25C的天線300的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器320和匹配電路322的電路圖。實(shí)際上，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器320和匹配電路320被設(shè)置在基板302上的與接地面307相對(duì)的位置處，并且經(jīng)由饋線315連接到輻射元件304。在該實(shí)施例中，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器320包括并聯(lián)連接的10.4nH的電感器和1.9pF的電容器。匹配電路322包括兩個(gè)相同的電路，其中的每一個(gè)連接在平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器320的分支與輻射元件304之一之間，并且包括與高達(dá)10pF的變?nèi)荻O管C1并聯(lián)連接的1.3nH的電感器，變?nèi)荻O管C1進(jìn)而與41nH的電感器串聯(lián)連接。如圖27所示，在至少6dB的回波損耗的情況下，通過將圖26的變?nèi)荻O管C1從10pF改變?yōu)?.1pF，可以將天線300的頻率從約700MHz調(diào)諧到高達(dá)2434MHz。對(duì)于DVB-H頻帶或者高于2500MHz，可以提供其它匹配電路。因此，雖然天線300在電路中的集總元件上的耗散損耗較高，并且在諸如700MHz之類的低頻處效率較低，但是其大小適用于諸如手表手機(jī)等的小型終端中的MIMO應(yīng)用。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，提供了具有與圖21A至圖21C中所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)并且具有下面的表4中詳細(xì)說(shuō)明的尺寸的可重新配置的平衡天線。表4圖21A至圖21C中所示的天線的尺寸因此，天線包括大小為50mm×40mm、軌道寬度為1mm、金屬厚度為0.01778mm的L形的偶極臂，并且具有110×40mm2的總大小和100×40mm2的接地面大小。在微波基板材料(TaconicTLY-3-0450-C5)上構(gòu)造該天線，該微波基板材料具有2.33的介電常數(shù)、0.0009的損耗因數(shù)和1.143mm的厚度。圖28示出了上述天線的電路圖。該電路包括平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器330和匹配電路332，其將被設(shè)置在基板202上與接地面228相對(duì)的位置處，并且將經(jīng)由饋線214、222連接到輻射元件204、216。在該實(shí)施例中，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器330包括并聯(lián)連接的12nH的電感器和2pF的電容器。匹配電路332包括兩個(gè)相同的電路，其中每一個(gè)連接在平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器330的分支與輻射元件204、216之一之間，并且包括與高達(dá)10pF的變?nèi)荻O管C1并聯(lián)連接的7.3nH的電感器，變?nèi)荻O管C1進(jìn)而與26nH的電感器串聯(lián)連接。如圖29中所示，在至少6dB的回波損耗的情況下，通過將圖28的變?nèi)荻O管C1從10pF改變?yōu)?.1pF，可以調(diào)諧三個(gè)單獨(dú)的頻率以便同時(shí)覆蓋從633MHz到3000MHz以上。更具體地說(shuō)，可以將低頻帶諧振頻率從648MHz調(diào)諧到1616MHz、將中頻帶諧振頻率從1704MHz調(diào)諧到2560MHz，并且將高頻帶諧振頻率從2280MHz調(diào)諧到3000MHz以上，同時(shí)使回波損耗維持在6dB以上。對(duì)于DVB-H頻帶，可以采用其它匹配電路。因此，雖然集總元件和基板中的某一耗散損耗在低頻處導(dǎo)致低效率，但是該獨(dú)特的調(diào)諧范圍使該天線適用于小型終端中的MIMO應(yīng)用，特別是當(dāng)終端是由低損耗材料構(gòu)成的時(shí)。圖30示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一可重新配置的平衡天線400的正面圖和背面圖。天線400與上文所述的并且在圖21A至圖21C中所示的天線類似，但是這一次具有下面的表5中詳細(xì)說(shuō)明的尺寸。表5圖30中所示的天線的尺寸因此，天線400包括大小為70mm×40mm、軌道寬度為1mm、金屬厚度為0.01778mm的L形的偶極輻射元件404，并且具有110×40mm2的總大小和100×40mm2的接地面406。在微波基板材料402(TaconicTLY-3-0450-C5)上構(gòu)造該天線，該微波基板材料具有2.33的介電常數(shù)、0.0009的損耗因數(shù)和1.143mm的厚度。在接地面406上設(shè)置了端口408，以經(jīng)由適合的電路來(lái)驅(qū)動(dòng)輻射元件404。圖31示出了天線400的這種電路圖。該電路包括平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器410和匹配電路412，其將被設(shè)置在基板402上與接地面406相對(duì)的位置處(但是可以通過端口408來(lái)驅(qū)動(dòng))，并且經(jīng)由饋線連接到輻射元件404。在該實(shí)施例中，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器410包括并聯(lián)連接的13.2nH的電感器和2.3pF的電容器。匹配電路412包括兩個(gè)相同的電路，其中的每一個(gè)連接在平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器410的分支與輻射元件404之一之間，并且包括與高達(dá)10pF的變?nèi)荻O管C1并聯(lián)連接的1.9nH的電感器，變?nèi)荻O管C1進(jìn)而與9.4nH的電感器串聯(lián)連接。如圖32所示，在至少6dB的回波損耗的情況下，通過將圖31的變?nèi)荻O管C1從10pF改變?yōu)?.28pF，可以調(diào)諧三個(gè)單獨(dú)的頻率以便同時(shí)覆蓋從705MHz到3000MHz以上。更具體地說(shuō)，可以將低頻帶諧振頻率從705MHz調(diào)諧到951MHz，將中頻帶諧振頻率從1692MHz調(diào)諧到2457MHz，以及將高頻帶諧振頻率從2826MHz調(diào)諧到3000MHz以上，同時(shí)使回波損耗維持在6dB以上。因此，使用理想組件的仿真結(jié)果顯示天線400具有三頻帶行為。低頻帶和中頻帶可以覆蓋大多數(shù)現(xiàn)有的蜂窩服務(wù)，這是因?yàn)榈皖l帶可以被調(diào)諧為覆蓋LTE700、GSM850和EGSM900，而中頻帶可以被調(diào)諧為覆蓋PCN、GSM1800、GSM1900、PCS和UMTS。申請(qǐng)人還發(fā)現(xiàn)，合并真實(shí)的組件在684MHz處提供了總效率的至少-3.77dB。因此，可以認(rèn)為天線400能夠解決可能與先前的實(shí)施例中的一些相關(guān)聯(lián)的、低頻處的低效率問題。圖33A和圖33B分別示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、適用于多輸入多輸出(MIMO)應(yīng)用的另一平衡天線500的正面圖和背面圖。天線500實(shí)質(zhì)上包括圖30的天線400結(jié)合了如圖9A和圖9B中所示的并且如上所述的兩端口底盤天線100。因此，兩端口底盤天線100為如GB0918477.1中詳細(xì)描述的類型，并且包括能夠進(jìn)行同時(shí)雙頻帶操作的一對(duì)非諧振耦合元件112、114。MIMO天線500具有118×40mm2的總大小和100×40mm2的接地面502。底盤天線100占據(jù)40×4×7mm3的較小體積，并且安裝在偏離基板402的與輻射元件404所在的端相對(duì)的第二端的位置處。如圖33A中所示，在額外的U形基板504上設(shè)置了輻射元件404，U形基板504比輻射元件404自身更寬且更長(zhǎng)，以提供機(jī)械支撐。平衡天線元件400和底盤天線100中的耦合元件112、114是由RohacellTM材料支持的。通過接地面502設(shè)置第一端口(端口1)以經(jīng)由適當(dāng)?shù)碾娐穪?lái)驅(qū)動(dòng)輻射元件404。類似地，在基板402的邊緣上設(shè)置第二端口(端口2)以驅(qū)動(dòng)耦合元件114，并且通過接地面502的第二端設(shè)置第三端口(端口3)，以驅(qū)動(dòng)耦合元件112。圖34示出了設(shè)置在端口中的每一個(gè)與其相應(yīng)的輻射和耦合元件404、112、114之間的元件的電路圖。因此，對(duì)于平衡天線400，端口1連接到平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器510，該平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器510包括并聯(lián)連接的13nH的電感器和3pF的電容器。然后，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器510的每一個(gè)臂經(jīng)由相同的匹配電路512連接到輻射元件404之一。每一個(gè)匹配電路512包括與高達(dá)10pF的變?nèi)荻O管C1并聯(lián)連接的1.9nH的電感器，該變?nèi)荻O管C1進(jìn)而與5.6nH的電感器串聯(lián)連接。對(duì)于底盤天線100，第一L網(wǎng)絡(luò)匹配電路514連接在端口2與耦合元件114之間，而第二L網(wǎng)絡(luò)匹配電路516連接在端口3與耦合元件112之間。第一匹配電路514包括與高達(dá)10pF的變?nèi)荻O管C2并聯(lián)連接的5.1nH的電感器，該變?nèi)荻O管C2進(jìn)而與27nH的電感器串聯(lián)連接。第二匹配電路516包括與高達(dá)10pF的變?nèi)荻O管C3并聯(lián)連接的2.4nH的電感器，該變?nèi)荻O管C3進(jìn)而與2nH的電感器串聯(lián)連接。使用來(lái)仿真MIMO天線500，并且然后利用來(lái)自AppliedWaveResearch的MicrowaveOffice，使用表示天線的頻率響應(yīng)的s4p文件來(lái)確定上文針對(duì)每一個(gè)匹配電路詳細(xì)說(shuō)明的最佳組件值。還使用類型為MV34003-150A、針對(duì)施加的電壓0V到15V電容從0.409pF改變?yōu)?5.435pF(其比上文所描述的范圍更寬)的四個(gè)變?nèi)荻O管C1、C1、C2、C3說(shuō)明了天線500。并入10kΩ電阻器的直流偏置線附接于每一個(gè)變?nèi)荻O管的陽(yáng)極以提供正電壓。采用電阻器來(lái)抑制出現(xiàn)在直流線上的任何殘留的RF信號(hào)。通過使用來(lái)自的偏置器ZX85-122G-S+從SMA連接器(即，具有50歐姆阻抗的同軸RF連接器)的內(nèi)部導(dǎo)體提供負(fù)電壓。圖35示出了當(dāng)圖34的電路中的變?nèi)荻O管從約15.4pF改變?yōu)?.4pF時(shí)所測(cè)量的反射系數(shù)對(duì)頻率。因此，可以看出，天線500可以在三個(gè)同時(shí)的頻帶中操作。在測(cè)量期間，底盤天線100的端口2和3是開路。變?nèi)荻O管兩端的電壓從0V改變?yōu)?5V，并且由此產(chǎn)生的諧振頻率針對(duì)低頻帶從646MHz改變?yōu)?48MHz、針對(duì)中頻帶從1648MHz改變?yōu)?074MHz、并且針對(duì)高頻帶從2512MHz改變?yōu)?000MHz以上，同時(shí)使回波損耗維持在6dB以上。下面的表6示出了當(dāng)變?nèi)荻O管的電壓從0V改變?yōu)?5V時(shí)針對(duì)底盤天線100的兩個(gè)端口的測(cè)量的反射系數(shù)。在每一個(gè)端口上的測(cè)量期間，另外兩個(gè)端口保持開路。與平衡天線400不同，底盤天線100的每一個(gè)端口驅(qū)動(dòng)單個(gè)諧振。每一個(gè)端口的頻率分別從597MHz改變?yōu)?124MHz以及從1586MHz改變?yōu)?332MHz。因此，天線500提供了從646MHz到848MHz以及從1648MHz到2074MHz的MIMO操作。如果變?nèi)荻O管的電容調(diào)諧范圍更寬，則頻率調(diào)諧范圍也很可能會(huì)增大。表6中還示出了針對(duì)端口2和3在多個(gè)頻率處的瞬時(shí)帶寬。還示出了端口1的針對(duì)相同的頻率的帶寬。因此，這些帶寬中的最小帶寬表示瞬時(shí)MIMO帶寬?？梢钥闯觯丝?給出了與端口3相比明顯更窄的帶寬。表6示出了最小MIMO帶寬為14MHz(在771MHz的中心頻率處)，并且最大MIMO帶寬是93MHz(在1812MHz的中心頻率處)。表6當(dāng)變?nèi)荻O管從0V改變?yōu)?5V時(shí)分別針對(duì)端口2和端口3(底盤天線)的測(cè)量的反射系數(shù)下面的表7給出了針對(duì)MIMO天線500的測(cè)量的S參數(shù)。通過這些結(jié)果可以清楚的是，隔離度良好，這是因?yàn)镾21在所有頻帶上都為至少15dB。表7圖33A-B的MIMO天線的測(cè)量的S參數(shù)*向平衡天線的變?nèi)荻O管施加的電壓圖36示出了與圖33B中的視圖類似的、但是其中接地面502已經(jīng)被修改為在端口1周圍包括U形槽520的視圖。對(duì)于某些應(yīng)用，期望MIMO天線500針對(duì)主發(fā)射和接收天線(例如，底盤天線100)具有至少-4.5dB的總效率、并且針對(duì)第二接收天線(例如，平衡天線400)具有-5.5dB的總效率。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)根據(jù)圖33A和圖33B將底盤天線100與平衡天線400集成時(shí)，底盤天線100的實(shí)際增益在低頻處下降至少5dB。為了解決該問題，申請(qǐng)人提出了通過在接地面502中引入槽520(如圖36中所示)來(lái)隔離平衡天線400和底盤天線100的匹配電路。下面的表8示出了針對(duì)包括槽520的MIMO天線500(如圖36中所示)的仿真的反射系數(shù)、輻射效率、總效率和實(shí)際增益。在該實(shí)施例中，在僅通過包括槽520而不影響其它參數(shù)的情況下，針對(duì)底盤天線100的實(shí)際增益改善了6.28dB(79.6％)，這是因?yàn)樗F(xiàn)在在687MHz處為-7.89dB。表8針對(duì)圖36的天線的仿真的反射系數(shù)、輻射效率、總效率和實(shí)際增益通過上文可以清楚的是，本發(fā)明的實(shí)施例可以提供可重新配置的平衡天線，該可重新配置的平衡天線可以在寬頻率范圍(例如，從646MHz到3000MHz以上)上調(diào)諧，并且可以與另一個(gè)天線一起并入到具有良好天線隔離度的MIMO天線結(jié)構(gòu)中。該平衡天線能夠覆蓋已知為DVB-H、GSM710、GSM850、GSM900、GPS1575、GSM1800、PCS1900和UMTS2100的現(xiàn)有的蜂窩服務(wù)頻帶，并且是MIMO應(yīng)用的理想候選，特別是在諸如移動(dòng)設(shè)備、膝上型計(jì)算機(jī)和PDA之類的小型終端中。本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚的是，可以在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種修改。具體地說(shuō)，還可以將關(guān)于一個(gè)實(shí)施例所描述的特征并入到其它實(shí)施例中。