[发明专利]分集式天线装置及方法

说明书

本申请是申请日为2001年7月19日，申请号为01125454.8，发明名称为“分集式天线装置及方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及分集式天线装置，可用于各种通信装置发射和/或接收具有极化波形的信号。

背景技术

如便携电话或其他便携式装置的通信装置，可利用一个具有多个天线的分集式天线，该天线有选择地使用以确保一个高抗多径即多径对抗特征。在图1中展示此类便携式通信装置的一个例子，如图所示，便携通信装置100包括两个彼此之间以等于或大于λ/4距离分开的天线101和102,λ是可被天线101和102发射和/或接收的一个电磁波的波长。便携通信装置100用具有更有利条件的天线101和102中的一个发射和/或接收信号。

便携通信装置100可以利用如图2所示的电路以选择两个天线中的一个。如图2所示，天线101和102分别连接到接收机103和104上。接收机103和104的输出供给到接收电平比较器105，并相互之间比较以便决定天线101和102中显示出更好的输出特性的一个并形成一个比较信号。这个比较信号从接收电平比较器105提供到天线转换开关106，与之响应，可转换地选择来自接收机103或104的合适的输出信号，其相应于显示出更好的输出特性的天线101或102。

在便携通信装置100中，为保证可接受的发射和/或接收状态，两个天线101和102被以预定距离(如等距离或大于λ/4)排列以利用一个所谓分集空间的效应。换句话说，天线彼此被足够地隔开，使得其中每个天线互相独立承受衰落变化。除非两个天线101和102显著地衰落，可以提供一个可接受的发射和/或接收的状态。

图3中展示一个利用分集天线装置的便携通信装置110。如图所示，便携通信装置110包括两个排列在不同面上的天线111和112。便携通信装置110用天线111和112中显示出更好状态的一个来发射和/或接收信号。这样的天线可类似于便携通信装置100的方式被选择。

在便携通信装置110中，天线112被设定的具有尖锐的方向性，以确保高增益，使用于发射和/或接收的电磁波达到相对较远的距离并保证一个好的抗多径特性。因为便携通信装置110用天线111和112中显示出更好状态的一个来发射和/或接收信号，用辐射图形分集效应就可保证好的发射和/或接收状态。

家庭、办公室或类似场所中的各种装置之间的无线电通信可能发生。在这样的无线电通信中，需要在建筑楼层之间发射和接收信号。进一步地，当通信装置(如便携型通信装置)被使用时可以与地面构成任何角度，在这种情况下，如果天线固定在便携通信装置机体上，则天线方向可随装置体的倾斜而改变。

上述分集天线装置可用于户外或一个建筑物的同一楼层。这些装置可具有相对于平行地面方向提供良好增益的辐射图形。作为一个示例，便携通信装置100和110的每个天线都可有在图4或图5中的一个辐射图形，即天线101，102和111具有如图4A和4B中所示的辐射图形以及天线112具有如图5A和5B所示的辐射图形。

从图4和图5明显看出，上述分集天线装置沿着Z轴方向，也就是向上或向下方向来发射和/或接收电磁波是很困难的。所以，尽管这样的分集天线装置可以很好地抵抗在同一平面的多径干扰，但不适合于三个主要空间方向上的发射和/或接收。另外，由于这样的分集天线装置可利用线极化波(如水平极化波或垂直极化波)，因为天线相对地面的角度，发射和/或接收条件会有很大的变化。

因此，由于通信装置的位置和/或方向决定了信号的极化平面变化，当上述分集天线装置用于在家中、办公室或类似场所的无线电通信或用于各种便携通信装置时，不能保证可接受的或稳定的发射和/或接收条件。

发明内容

根据本发明，提供了一种分集天线装置，包括(a)多个发射和/或接收一个圆极化波的天线，和(b)根据表示天线接收电平的信息，选择发射和/或接收的天线中的一个的天线选择电路，其中第一组天线提供第一大体半球辐射图形且第二组天线提供第二大体半球辐射图形，这样第一和第二组天线作为一个整体提供大体球形的辐射图形。

通过使用具有多个大体球形辐射图形的分集天线装置，可在所有的方向提供一个可接受的发射和/或接收的状态。因此，由于天线对地面角度的改变，发射和/或接收状态可以没有显著地变化。另外，圆极化波可用于发射和/或接收。结果能获得增加的抗多径特性。于是，这样的分集天线装置可适合于家庭，办公室或类似场所或者其他便携通信装置。