[发明专利]可重构天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种可重构天线。特别地，但不排他地，本发明涉及一种可重构的多输入多输出(MlMO)天线，其在便携式电子设备如移动电话、笔记本电脑、个人数字助理(PDA)或无线电中使用。

背景技术

利用多个天线同时作为发射器和接收器的多输入多输出(MIMO)无线系统已经吸引了越来越多的关注，这是由于其在充满多路径的环境下提高能力的潜力。这样的系统可以用于通过使用多路径传播而无需额外的频谱要求来使增强的通信性能(亦即提高的信号质量和可靠性)成为可能。这已经成为实现关于2G和3G通信标准的高数据率通信的公知的和经常使用的解决方案。对于室内无线应用如路由器设备，外部偶极子和单极子天线被广泛应用。在这种情况下，高增益、全向的偶极子阵列和直排天线是最受欢迎的。然而，在市场上极少有具有MIMO能力的便携式设备。这个的主要原因是，当使几种辐射体在便携设备中聚集时，天线的小分配空间限制了在每个辐射体之间提供适当的绝缘的能力。

申请人已经在WO2012/072969中描述了第一个可重构MIMO天线。在所描述的实施例中，天线包括位于印刷电路板(PCB)的第一端的平衡天线(balanced antenna)和位于PCB的相对的第二端的二端口底盘天线(chassis-antenna)。然而，在某些应用中，这种配置可能不理想甚至不实用，这是因为它需要两个单独的区域，在这两个单独的区域中来安置每个天线。然而，如上所述，选择这个间距以在每个天线结构之间提供适当的绝缘。

因此，本发明的一个目的是要提供有助于解决上述问题的可重构天线。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种可重构天线，包括：安装在支撑衬底上的不平衡天线和平衡天线；其中，平衡天线和不平衡天线都位于衬底的同一端。

因此本发明的实施例提供了一种可重构天线，其位于支撑衬底(如PCB)的一端，并且因此很容易地集成到小型便携式设备(如传统的移动电话)中。例如当与在WO2012/072969中的可重构MIMO天线相比较时，天线本身可以有小的、低的外形，并且可以相对便宜地来制造。天线也可以提供良好的性能(亦即高效率和增益)、降低的特定吸收率(SAR)、广泛的频率覆盖范围以及每个辐射体之间的高绝缘。

平衡天线和/或不平衡天线可以是非谐振的。例如，不平衡天线可以包括非谐振元件，其针对由衬底形成或在衬底上形成的接地平面而被馈电。与此形成对照，平衡天线可以针对其自身而被馈电。

天线可以进一步包括一个或多个匹配电路，其被布置为将平衡天线和/或不平衡天线调整到期望的工作频率。例如，天线可以被配置为覆盖以下中的一个或多个：DVB-H、GSM710、GSM850、GSM900、GSM1800、PCS1900、GPS1575、UMTS2100、WiFi、蓝牙、LTE、LTA以及4G频带。

在某些实施例中，不平衡天线(如非谐振元件)可以邻近于平衡天线的至少一部分、至少部分地被平衡天线的至少一部分包围、位于平衡天线的至少一部分的覆盖区内或与平衡天线的至少一部分横向对准。

平衡天线和不平衡天线可以配备基本上位于中心的馈线。这有利于确保天线具有高性能。

支撑衬底可以由印刷电路板(PCB)构成。

不平衡天线可以包括蚀刻到衬底上的至少一部分。可替代地，不平衡天线可以包括在附接到衬底的单独结构上设置的至少一部分。

不平衡天线的形状和结构没有特别的限制，并且可为特定的应用和/或所期望的性能标准而设计。类似地，平衡天线的形状和结构没有特别的限制，可为特定的应用和/或所期望的性能标准而设计。

在一个实施例中，不平衡天线可以是矩形的。在另一实施例中，不平衡天线可以是支架形状的，例如具有基本上平行于衬底的第一元件和基本上垂直于衬底的第二元件。

在一个实施例中，平衡天线可以包括两个面向内的L形臂。在其它实施例中，平衡天线可以是支架形状的(如每个臂具有至少一个垂直元件)或者由印刷偶极子构成。

平衡天线可以位于衬底之上或者衬底的周围(亦即衬底的外部)。在某些实施例中，衬底可以大体上是矩形的，但具有位于平衡天线下方的开口。

平衡天线和不平衡天线可以设置在衬底的相对表面上(尽管仍在其同一端)。在某些实施例中，平衡天线和不平衡天线可以仅以衬底的厚度横向分离。

衬底可以具有印刷在其第一表面上的接地平面。不平衡天线也可以设置在第一表面上，并且可以通过间隙与接地平面分隔开。