[發(fā)明專利]自接地天線結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380053916.7
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN105027353B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 楊健;阿里·阿爾-拉維;馬格努斯·弗蘭岑;查理·歐利厄斯;艾哈邁德·A·基什克
• 申請（專利權）人: 深谷波股份公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q9/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 崔幼平,譚祐祥

技術領域

本發(fā)明涉及一種天線結構。

本發(fā)明還涉及一種用于制造天線結構的方法。

背景技術

在無線通信裝置中對寬帶天線存在日益增長的需求，以便允許若干頻帶中的以及用于不同系統(tǒng)的通信。超寬帶(UWB)信號通常被定義為具有大的相對帶寬(帶寬除以載波頻率)或者大的絕對帶寬的信號。用語UWB特別用于3.2-10.6GHz的頻帶，但是也用于其它的并且更寬的頻帶。

寬帶信號的使用關聯(lián)于許多積極的方面和優(yōu)點，例如在y M.Z. Win等人的“History and applications of UWB”中描述的，見Proceedings of the IEEE，vol. 97, No. 2, p.198-204，2009年2月。

UWB技術的另一重要方面是它是一種低成本技術。發(fā)射和接收UWB信號的CMOS處理器的最新發(fā)展已開辟了廣泛的不同應用，并且它們能以非常低的成本被制造用于UWB信號，而無需用于混合器、RF(射頻)振蕩器或PLL(鎖相環(huán))的任何硬件。

UWB技術能實施于廣泛的領域，用于不同的應用，比如具有極高數(shù)據(jù)速率(高達或超過500Mbps)的短距通信(小于10m)，例如用于比如DVD播放器、TV等娛樂系統(tǒng)中的部件之間的無線USB似的通信；用于低數(shù)據(jù)速率通信與精確測距和地理定位相組合的傳感器網絡，以及具有極高空間分辨率和障礙物穿透能力的雷達系統(tǒng)，并且通常用于無線通信裝置。

生成、發(fā)射、接收和處理UWB信號是具有挑戰(zhàn)性的，因為它需要在信號生成、信號發(fā)射、信號傳播、信號處理和系統(tǒng)架構的領域內開發(fā)新的技術和結構(或配置)。

基本上，UWB天線可分成四個不同的類別。第一類別包括所謂的縮放類別，其包括：領結偶極子，見例如Lestari等人的“A modified Bow-Tie antenna for improved pulse radiation”，IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 58, No. 7, pp. 2184-2192, 2010年7月；雙錐偶極子，例如在A.K. Amert等人的“Miniaturization of the biconical Antenna for ultra wideband applications”中論述的，見IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 57, No. 12, pp. 3728-3735, 2009年12月。

第二類別包括所謂的自互補結構，例如在Y. Mushiake的“Self-complementary antennas”中描述的，見IEEE Antennas Propag. Mag., vol.34, No. 6, pp. 23- 29，1992年12月。第三類別包括行波結構天線，例如所謂的Vivaldi天線，其是眾所周知的并且廣泛使用的天線，如在P.J. Gibson的“The Vivaldi aerial”中論述的，見Proc. 9^thEuropean Microwave conference, pp. 101-105, 1979。第四類別包括多重共振天線，如對數(shù)周期偶極子天線陣列。

來自縮放類別、自互補類別和多重反射類別的天線包括緊湊的低剖面天線，其具有低增益，即具有寬的且常常或多或少為全向的遠場模式，而行波類別的天線，如Vivaldi天線，是定向的。

上述UWB天線主要設計為用于普通視線環(huán)境(LOS)天線系統(tǒng)，其每個極化具有一個端口，并在通信系統(tǒng)的發(fā)射側與接收側之間具有已知方向的單波。

然而，大多數(shù)環(huán)境在通信系統(tǒng)的發(fā)射側與接收側之間具有許多物體(比如房子、樹木、交通工具、人類)，其導致波發(fā)生反射和散射，從而在接收側生成多個入射波。這些波之間的干涉在接收天線的端口處導致大級別的波動，其被稱作接收電壓(稱作信道)的衰落。該衰落在利用多端口天線并且支持MIMO技術(多輸入多輸出)的現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)中能被抵消。然而，到目前為止，還不存在適合于這類MIMO通信系統(tǒng)的寬帶多端口天線。

將來的無線通信系統(tǒng)應該包括大量的微基站，其具有允許MIMO的多頻帶多端口天線。已知的解決方案無法滿足關于緊湊性、角度覆蓋范圍、輻射效率和極化方案的要求，它們對于這類系統(tǒng)的性能來說均是至關重要的問題。由于歐姆損耗以及例如單端口天線中的阻抗失配，而且由于天線端口之間的相互耦合，多端口天線的輻射效率被降低。因此，該相互耦合應該低，但是在端口之間具有低相互耦合的任何緊湊多端口天線并不是公知的。