[發(fā)明專利]具有集成放大器的縫隙型天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710138220.0
• 申請(qǐng)日: 2007-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN101118987A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿利·洛澤爾;多米尼克·洛海因湯;菲利普·米納德;洛伊克·馬納特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湯姆森特許公司
• 主分類號(hào): H01Q13/00
• 分類號(hào): H01Q13/00;H01Q13/02;H01Q3/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 呂曉章

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有集成放大器的天線，更具體地涉及諸如Vivaldi天線 或類似類型的天線的開口縫隙(open?slot)天線，其與集成在同一基板上的功 率放大器相連接。

背景技術(shù)

根據(jù)IEEE?802?11a/b/g標(biāo)準(zhǔn)工作并且在2.4GHz和5GHz頻帶上工作的 WiFi技術(shù)當(dāng)前保持用于非常高速率的無線傳輸?shù)淖罴训匚唬貏e是在家用環(huán) 境中。

幾種視頻流，特別是例如電臺(tái)或機(jī)頂盒(STB)與諸如膝上型計(jì)算機(jī)、 電視機(jī)或其它設(shè)備的諸多終端之間的高分辨率的傳輸，需要使用高階調(diào)制以 獲得標(biāo)準(zhǔn)所允許的最大速率，即54Mbps。諸如64-QAM調(diào)制的高階調(diào)制在功 率放大器的輸出功率方面比標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制的要求更高。實(shí)際上，給定接收質(zhì)量的 C/N關(guān)系(載波與噪聲比)隨著調(diào)制階數(shù)而增加。此外，調(diào)制階數(shù)越高，對(duì) 非線性的耐受性越弱，而功率放大器的功率回退(back-off)必定更明顯。功 率回退對(duì)應(yīng)于與為保證放大器的線性工作而在1dB壓縮點(diǎn)定義的功率放大器 的輸出功率相關(guān)的裕量。

最后，在Wi-Fi系統(tǒng)中使用的、包括多個(gè)載波的、具有非恒定包絡(luò)線的 OFDM調(diào)制，對(duì)于功率放大器的非線性特別敏感。

因此，考慮現(xiàn)有技術(shù)的功率放大器，所有這些限制意味著：在根據(jù)目標(biāo) 產(chǎn)品的成本和功耗限制的情況下，當(dāng)前難以發(fā)射各種規(guī)則所允許的最大功率。

具體地，在5GHz(5.47GHz-5.825GHz)高頻帶中，在歐洲允許發(fā)射高 達(dá)30dBm的EIRP(等效全向輻射功率)以及在美國(guó)允許發(fā)射高達(dá)35dBm的 EIRP。當(dāng)使用具有8-10dBi等級(jí)(order)的中等方向性(moderate?directivity) 的天線，并考慮2dB的傳輸損耗時(shí)，需要考慮大于22dBm的功率回退的線性 輸出功率。然而，利用當(dāng)前可用的功率放大器，不可能獲得大于18dBm的線 性輸出功率。因此，有趣的是：能夠?qū)蓚€(gè)或更多個(gè)提供18dBm等級(jí)的線性 輸出功率的放大器組合以獲得目標(biāo)功率。

因此，如圖1中所示，提出使用具有以推挽(Push-Pull)結(jié)構(gòu)放置的兩 個(gè)放大器的結(jié)構(gòu)以獲得目標(biāo)輸出功率。

圖1圖示具有使用推挽放大器結(jié)構(gòu)的集成放大器的Vivaldi型天線。更詳 細(xì)地，在具有地層(ground?plane)G的相同的基板S上，產(chǎn)生了包括連接到 放大電路的Vivaldi型天線7的結(jié)構(gòu)。使用微帶技術(shù)經(jīng)由根據(jù)Knorr技術(shù)的電 磁耦接，將此天線在激勵(lì)點(diǎn)8處連接到激勵(lì)線6。因此，微帶線6在與地層G 的表面相對(duì)的基板表面上實(shí)現(xiàn)。推挽結(jié)構(gòu)的放大器電路實(shí)施兩個(gè)混合環(huán) (hybrid?ring)2和5(其表示被簡(jiǎn)化)。實(shí)際上，在此圖中未示出必須被布置 在每個(gè)環(huán)的兩個(gè)(0°/180°)入口之間的充電電阻。更具體地、如圖1中所示， 附圖標(biāo)記1指被設(shè)計(jì)用來連接到天線的激勵(lì)電路的輸入端口。輸入端口1連 接到具有0°-180°功率分配器功能的第一混合環(huán)2。因此，在混合環(huán)2的兩個(gè) 輸出3上，獲得幅度相同但相位相反的信號(hào)。每個(gè)輸出3通過最接近工作波 長(zhǎng)的相同尺寸的阻抗匹配線連接到功率放大器4。每個(gè)功率放大器4的輸出 連接到第二混合環(huán)5的輸入，充當(dāng)功率合并電路。此混合環(huán)5連接到Vivaldi 型天線的激勵(lì)線6。此實(shí)施兩個(gè)混合環(huán)的推挽結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致鏈接到兩個(gè)混合環(huán) 所占據(jù)的表面的很大的尺寸。此結(jié)構(gòu)也造成由混合環(huán)所提供的附加損耗和與 混合環(huán)的帶寬相關(guān)的頻率帶寬的某些限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種集成功率放大器的、具有開口縫隙天線的新結(jié)構(gòu)，更 具體地是具有使用Knorr型線/縫隙變換的任何天線。

本發(fā)明因此涉及一種具有集成放大器的天線，該天線在配備有地層的基 板上包括：軸向輻射開口縫隙天線、在輸入處連接到饋電線且在輸出處連接 到兩個(gè)放大器的功率分配器，使得以相反相位給該兩個(gè)放大器供電，所述放 大器的輸出連接到包括第一微帶線的功率合并電路的輸入，其特征在于所述 第一微帶線與縫隙型天線的縫隙在所述縫隙型天線的激勵(lì)點(diǎn)處直接耦接。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一微帶線與縫隙天線的縫隙的耦接是電磁耦接。第 一微帶線優(yōu)選地與縫隙天線的縫隙在所述第一微帶線的中間耦接。