[發明專利]用于干擾抑制的天線系統

有效

• 申請號: 201380050184.6
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN104662736B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 杰弗里·薛柏林;賽巴斯蒂安·羅森;勞倫·德克勞斯
• 申請（專利權）人: 艾斯特里克有限公司
• 主分類號: H01Q1/24
• 分類號: H01Q1/24
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 陸建萍,鄭霞

技術領域

本發明總體上涉及無線通信領域。具體地說，本發明涉及用于優化與預期收發器的通信鏈路質量的天線系統和方法。

背景技術

隨著新一代的手機、網關以及其他無線通信裝置嵌入有越來越多的應用并且對帶寬的需要變得更大，為了優化鏈路質量，將會要求新的天線系統。確切地說，將會要求更好地控制輻射場，以便提供與預期收發器的更好的通信鏈路質量，同時抑制來自不期望的收發器的信號。

此外，隨著這些新的手機和其他無線通信裝置變得更小并嵌入有越來越多的應用，要求新的天線設計以便解決這些裝置的固有限制并賦予新的能力。對于經典天線結構，生產處于特定頻率且具有特定帶寬的諧振天線結構要求特定物理體積。在多帶應用中，可能需要一個以上這種諧振天線結構。然而，此類復雜天線陣列的有效實現可能由于與移動裝置相關聯的尺寸約束而被禁止。另外，提供激勵多個天線所要求的多個功率放大器或饋電網絡在許多應用中成本昂貴。

通過調零或減少在干擾源的方向上的天線增益可以實現很大益處。一種常見技術是實現一種天線陣列，其中單獨天線元件發射或接收的RF信號的振幅和相位受到控制；可以施加對施加至這些元件或由這些元件接收的信號的加權，以便將在一個或多個干擾源的方向上形成減少的增益、或零陷。

這種自適應天線設計的目標是增加一個方向上的增益，這造成與全向圖案相比，對應于期望連接的鏈路預算提高并且來自不想要的源的干擾減少。典型地，多個天線被組裝成陣列配置，并且能夠更改這些單獨天線的振幅和相位的饋電網絡被連接至這些天線上。一種算法被開發來修改該天線陣列的復合輻射圖案以對天線波束賦形來增加期望的接收或發射方向上的增益和減少干擾源的方向上的增益。

這種方法的困難是將多個天線集成在無線裝置中要求的體積以及設計和實現饋電網絡以將RF信號分配至多個天線元件的復雜性。通過使用可以提供在干擾源的方向上形成零陷(null)的能力的單個驅動天線元件將會是大為有益的。

發明內容

在各種實施例中，一種有源可調諧的天線能夠進行有源波束調整以配置天線輻射圖案來在預期通信方向上提供增益極大值并且在一個或多個干擾源的方向上提供增益極小值。這種有源調諧被適配成用于通過增加預期信號并減少不期望的信號來使得鏈路預算提高，從而提供提高的信噪比(SNR)性能。

本申請的示例性實施方式還包括以下方面：

(1)一種天線系統，包括：

一個模態天線，該模態天線包括：一個天線元件，該天線元件定位在一個電路板上方以在該天線元件與該電路板之間形成一個天線容積；一個或多個寄生元件，該一個或多個寄生元件定位成與所述天線相鄰并在所述天線容積外部；以及多達多個天線，該多個天線定位在所述天線容積內，其中所述寄生元件中的每一個寄生元件耦接到一個有源元件上，以有源地配置該天線的一個或多個模式；以及

一個天線調諧模塊(ATM)，該ATM被適配成用于將多個控制信號提供給這些有源元件，以便改變該天線的該一個或多個模式。

(2)如(1)所述的天線系統，其中來自在環境中的多個收發器的多個通信信號被采樣，并且所述控制信號從該ATM被發送到這些有源調諧元件來調整天線輻射圖案以改進與這些收發器的通信。

(3)如(1)所述的天線系統，其中輻射圖案被調整，以便降低多個干擾收發器的信號電平并且增加從多個預期收發器接收到的信號電平。

(4)如(1)所述的天線系統，其中這些寄生元件和這些有源元件以二維來定位在所述天線元件周圍。

(5)如(1)所述的天線系統，其中這些寄生元件和這些有源元件以三維來定位在所述天線元件周圍。

(6)如(1)所述的天線系統，其中該天線元件包括一個隔離磁偶極子(IMD)元件。

(7)如(6)所述的天線系統，其中一個第二隔離磁偶極子(IMD)天線被引入到該天線系統中，其中這兩個IMD天線都連接至一個收發器或多個單獨收發器的多個端口上；

與這些寄生元件相關聯的這些有源調諧元件被調整來改進來自該對驅動IMD天線的性能以便均衡通信信道。

(8)如(6)所述的天線系統，其中一個第二隔離磁偶極子(IMD)天線被引入到該天線系統中；這兩個天線組合形成一個兩元件陣列；來自在環境中的多個收發器的多個信號被采樣，并且多個控制信號從該ATM被發送到這些有源調諧元件來調整該陣列的天線輻射圖案；并且該兩元件陣列的復合輻射圖案被調整，以便降低多個干擾收發器的信號電平并且增加從多個預期收發器接收到的信號電平。