[發明專利]寬帶波束控制天線

無效

• 申請號: 200810090934.3
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101277139A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: M·拉特尼
• 申請（專利權）人: 索尼德國有限責任公司
• 主分類號: H04B7/04
• 分類號: H04B7/04;H04L1/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;劉春元

技術領域

本發明涉及帶有可控波束圖(beam?pattern)的天線設備，并涉及包括天線設備的RF收發器和包括天線設備的移動設備。

背景技術

美國聯邦通信委員會(FCC)允許非許可3.1GHz到10.6GHz頻帶用于超寬帶(UWB)應用，因此，UWB指具有帶寬大于500MHz或大于中心頻率25％的寬帶無線電技術。超寬帶頻率范圍例如是具有帶寬大于500MHz或大于中心頻率25％的頻率范圍。其它國家和組織已遵循和/或預期將遵循FCC規則。IEEE?802.15工作組開發了用于無線近距離或無線個人局域網的標準。工作組的WPAN^TM技術采用3.1GHz到10.6GHz范圍，并且致力于便攜式和移動計算裝置的無線連網，如PC、PDA、外圍設備、手機、尋呼機和消費者電子器件，允許那些裝置采用3.1GHz到10.6GHz范圍相互通信和交互。

UWB技術最早結合雷達應用開發。但是今天UWB系統也在數據率比藍牙或IEE?802.11高得多的移動終端(例如，手機、膝上型計算機、PDA、無線相機、MP3播放器)之間用作無線RF接口(例如，無線USB)。11.UWB系統還可用作汽車車內服務的集成系統，例如用作娛樂系統或任何基于位置的系統(例如，下載音頻或視頻數據以供乘客娛樂)。

傳統上，移動和無線耳機配有單個窄帶3D單極或平面天線。今天，在各種各樣的應用中采用了包括雙極、貼片和蝶狀天線(bow-tiesantenna)和其它類型平面結構的平面超寬帶天線。熟知地，與可變移相器一同工作的相控陣列可提供波束控制特性。但是，相控陣列天線尺寸相對較大，并且其在移動裝置(例如，消費者電子裝置)中的集成十分困難。

鑒于上述解釋，本發明的目的是提供一種具有波束可控制天線的移動裝置，及適合在移動裝置中采用的波束可控制天線和RF收發器。

發明內容

根據本發明的天線設備可附接(attachable)到收發器電路前端，并且包括：形成平面結構的至少兩個平衡輻射元件，用于發射和/或接收對應數量的部分信號(partial?signal)；信號分配器(splitter)和/或組合器(combiner)，用于將從附接的收發器電路接收的信號分離成所述部分信號和/或將所述部分信號組合成要發射到附接的收發器電路的信號；移相器裝置，可操作以在至少兩個所述部分信號之間應用相對相移，而所述相對相移可能夠從由所述移相器裝置提供的至少兩個相對相移值的組中選擇。

通過提供多個平衡輻射元件，可提供高天線增益。通過提供可操作以應用相對相移的移相器裝置，可得到具有不同定向的多個輻射圖(radiation?pattern)(輻射束)，從而提供波束控制天線。高增益波束控制天線減少了操作RF發射器和/或接收器所需的功率和能量，因而可縮小移動裝置的電池尺寸。此類天線一般在不靈敏區可實現更佳的接收，并得到有效地使用，例如，在墻附近(例如，在封閉的房間中)實現更佳的信號接收和發射。通過在平面結構中提供輻射元件，天線設備既小又適用集成到移動裝置中。

根據本發明的RF收發器包括收發器前端電路和根據本發明的天線設備，其中收發器前端電路和天線設備設置在單個印刷電路板上。除本發明天線設備的優點外，本發明RF收發器具有制作成本低、尺寸小和機械抗力高(例如，對震動)的益處。

根據本發明的移動裝置包括根據本發明的天線設備或根據本發明的RF收發器。

有利的是，所述信號分配器和/或組合器包括Wilkinson功率分配器(Wilkinson?power?splitter)。

有利的是，所述移相器裝置是可在超寬帶頻率范圍中操作的寬帶相移裝置。

有利的是，所述移相器裝置包括Schiffmann移相器(Schiffmannphase?shifter)。

有利的是，平衡輻射元件的數量為四。

有利的是，平衡輻射元件布置在矩陣網格中。

有利的是，所述移相器裝置可操作，以在任何兩個所述部分信號之間應用六個不同的非零相移值，由此對于六個不同相移值中的每個值，在六個不同相移值中有另一個值具有相同的絕對值且異號。

有利的是，移相器裝置包括與輻射元件數量相應的多個移相器組，每個移相器組由此包括多個可選延遲線，并可操作以通過所述多個可選延遲線中一個選定線而將所述部分信號中一個對應的信號移相。

有利的是，移相器組是相同的。

有利的是，每個所述移相器組正好包括五個可選延遲線。