[發(fā)明專利]用于雙極化天線系統(tǒng)的方法和設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080027101.8
• 申請日: 2010-05-24
• 公開（公告）號: CN102460835A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·杜朗;R·科納多爾
• 申請（專利權(quán)）人: 訊寶科技公司
• 主分類號: H01Q21/24
• 分類號: H01Q21/24;H01Q21/28;H01Q1/22
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 毛力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及天線技術(shù)，更具體地涉及用于與移動設(shè)備連接的雙極化天線配置。

背景

諸如手持計算機、RFID讀取器之類的移動設(shè)備在多種情境下使用。此類設(shè)備典型地包括一個或多個天線元件以便于RF通信。

一種流行的天線系統(tǒng)包括配置成彼此正交的兩個交叉極天線(雙極或單極)。此類系統(tǒng)通常用于RFID讀取器，例如為了有效地與RFID標(biāo)簽連接，這些RFID標(biāo)簽可能按照多種不同的定向而布置。

諸如RFID讀取器之類的移動設(shè)備相對輕和緊湊是合乎需要的。然而，目前已知的交叉極天線令人不滿意之處在于，為了維持天線性能，它們通常消耗不希望有的大體積。即，提供兩個彼此正交的偶極天線消耗大量的可用空間。

因此，需要用于RFID讀取器和其它移動設(shè)備的緊湊的交叉極天線系統(tǒng)。根據(jù)后續(xù)的詳細(xì)描述和所附權(quán)利要求，并結(jié)合附圖和上述技術(shù)領(lǐng)域以及背景，本發(fā)明的其它期望特征和特性將變得顯而易見。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一個實施例的雙極化天線系統(tǒng)包括沿第一平面(例如水平面)定向的偶極天線，以及沿與第一平面正交的第二平面(例如垂直面)定向的單極天線，其中該單極天線以該水平偶極天線的中央V-零點為基準(zhǔn)。

附圖說明

通過參考結(jié)合以下附圖考慮的詳細(xì)描述和權(quán)利要求書，可導(dǎo)出對本發(fā)明的更完整理解，其中相同附圖標(biāo)記表示這些附圖中的相似元件。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的天線系統(tǒng)的示意概覽圖。

詳細(xì)描述

以下討論一般涉及適用于移動設(shè)備的天線系統(tǒng)的改進方法和設(shè)備。在該方面，以下詳細(xì)說明書本質(zhì)上是說明性的，且不旨在限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和使用。并且，沒有意圖被前述技術(shù)領(lǐng)域、背景、概述或以下詳細(xì)說明中展現(xiàn)的任何表示或隱含的理論所約束。為了簡明起見，與天線、RF通信等等有關(guān)的常規(guī)技術(shù)和原理無需在本文中描述，且將不會在本文中描述。

參照圖1，雙極化天線系統(tǒng)(或簡稱為天線系統(tǒng))100一般包括沿第一平面(例如“水平”面)定向的偶極天線102，以及沿與第一平面正交的第二平面(例如“垂直”面)定向的單極天線103，以使該單極天線103以該水平偶極天線的中央V-零點106為基準(zhǔn)。

更具體地，該V-零點或虛擬接地點106是位于電感性分路中心的節(jié)點，該電感性分路包括兩個電感性元件116和117，其中每一個電感性元件耦合至水平面中的偶極102的相應(yīng)的一半(例如102A和102B)。因此，V-零點106充當(dāng)垂直單極天線103的基準(zhǔn)點。將可理解，每個偶極半部分102A和102B具有與RF信號的波長的1/4相等的電氣長度。

端口(或垂直驅(qū)動)108通過本領(lǐng)域已知的平衡-不平衡變換器部件110耦合至垂直單極103。也可包括諸如電感性元件112和113之類的附加匹配部件。第二端口109通過第二平衡-不平衡變換器部件111和電感性元件114和115耦合至水平偶極天線102。

多路復(fù)用器140被配置成將RF?I/O?142交替地耦合至第一端口108和第二端口109，以使天線103和102二者均起單站RFID讀取器天線的作用。即，兩個天線均能夠與它們各自范圍內(nèi)的任何RFID標(biāo)簽進行雙向通信。在一個實施例中，端口108和109包括被配置成與1.13mm同軸電纜耦合的標(biāo)準(zhǔn)U.FL連接器。

因為偶極半部分102A和102B的物理長度相對于天線102可能諧振的一半波長而言短，所以，在一個可能的實施例中，偶極半部分102A和102B是末端加負(fù)載重的，這意味著電容性的“頂帽”設(shè)備連接至雙極102A和102B的末端。由于輻射元件的物理縮短，其輻射電阻非常低，因此匹配結(jié)構(gòu)在適當(dāng)?shù)奈恢靡詫Ⅱ?qū)動阻抗向下變換至天線阻抗。

此外，當(dāng)水平偶極半部分102和102B在諧振時，它們在電氣上分別是1/4波長長度，因此將尖端處的高阻抗向下變換為V-零點中心點106處的非常低阻抗。這為垂直單極103創(chuàng)建諧振所針對的最優(yōu)平衡。如果單極103的中心準(zhǔn)確地位于V-零點106處，則可將水平能量與垂直能量最大程度地隔離。每次極化的輻射場相對于彼此也將無效。

天線102和103可被配置成在任何適當(dāng)?shù)念l率范圍內(nèi)操作，例如在約900至930MHz的范圍內(nèi)操作。此外，天線102和103可按照任何適當(dāng)?shù)姆绞讲⑹褂枚喾N常規(guī)材料來制造。在一個實施例中，天線102和103是在0.032″雙層FR4襯底上的整體單層聚酰亞胺上形成的傳統(tǒng)印刷銅結(jié)構(gòu)。