[实用新型]天线结构和通信装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年1月15日提交的题为“HIGH ISOLATION ANTENNA STRUCTURE ON A GROUND PLANE”的美国临时申请号61/927,611、于2014年12月3日提交的题为“HIGH ISOLATION ANTENNA STRUCTURE ON A GROUND PLANE”的美国临时申请号62/087,069、以及于2014年12月12日提交的题为“HIGH ISOLATION ANTENNA STRUCTURE ON A GROUND PLANE”的美国申请号14/568,865的优先权，其全部内容在此通过引用的方式并入本文。

技术领域

本公开总体涉及无线通信，并且更具体涉及无线通信的装置及其组件。

背景技术

通信系统已知可支持无线和/或有线连接的通信装置之间的无线和有线通信。这样的通信系统的范围从国内和/或国际蜂窝电话系统到互联网到以点对点家用无线网络再到射频识别(RFID)系统以及射频雷达系统。每种类型的通信系统都根据一个或多个通信标准被构成，并由此进行工作。例如，射频(RF)无线通信系统可根据一个或多个标准(包括但不限于，RFID、IEEE 802.11、蓝牙、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、WCDMA、本地多点分配系统(LMDS)、多路多点分配系统(MMDS)、LTE、WiMAX和/或其变体)操作。作为另一实例，红外(IR)通信系统可根据一个或多个标准(包括但不限于IrDA(红外数据协议))操作。

对于参与无线通信的射频无线通信装置，其包括内置无线收发器(即接收器和发射器)或耦接到相关联的无线收发器(例如用于家用和/或建筑物内的无线通信网络的站点、RF调制解调器等)。接收器耦接到天线并包括低噪声放大器、一个或多个中频级、滤波级和数据恢复级。发射器包括数据调制级、一个或多个中频级和功率放大器，该功率放大器耦接到天线。

由于无线通信由天线开始和结束，所以适当设计的天线结构是无线通信装置的重要组件。如已知的，天线结构被设计为具有操作频率下的期望阻抗(例如，50欧姆)、中心在期望操作频率的期望带宽，和期望长度(例如单极天线的操作频率的1/4波长)。如进一步已知的，天线结构可包括单个单极或偶极天线、分集天线结构、具有相同偏振的天线阵列、具有不同偏振的天线阵列，和/或任何数量的其它电磁特性。

二维天线已知包括曲折图案或微带(micro strip)配置。对于有效天线操作，天线的长度对于单极天线应为1/4波长且对于偶极天线应为1/2波长，其中波长(λ)＝C/f，其中c是光速且f是频率。例如，900MHz下的1/4波长天线具有约8.3厘米(即0.25*(3×10⁸m/s)/(900×10⁶c/s)＝0.25*33cm的总长度，其中m/s是米/每秒且c/s是周期/每秒)。作为另一实例，2400MHz下的1/4波长天线具有约3.1cm(即0.25*(3×10⁸m/s)/(2.4×10⁹c/s)＝0.25*12.5cm)的总长度。

实用新型内容

虽然二维天线为许多无线通信装置提供了合理的天线性能，但是其用途可能在一个或多个类型的应用中受到限制。

因此，根据本实用新型的一个方面，提出了一种天线结构，包括：三维偶极天线，具有悬挂在接地面上方的第一臂和第二臂；以及至少一个三维单极天线，具有定位在所述偶极的所述臂之间的对称平面中的至少一个单极元件。

根据该方面的一个实施方式，所述三维偶极天线在所述对称平面内短路切向电场。

根据该方面的一个实施方式，所述第一臂、所述第二臂和所述至少一个单极元件根据第一平面共面。

根据该方面的一个实施方式，所述第一平面平行于所述接地面并且被以小于所述第一臂的长度的两倍的距离间隔开。

根据该方面的一个实施方式，所述第一平面平行于所述接地面并且被以小于所述第一臂的长度的距离间隔开。

根据该方面的一个实施方式，所述第一臂具有第一部分并且所述第二臂具有平行于所述第一部分的第二部分。

根据该方面的一个实施方式，所述单极元件包括与所述第一部分和所述第二部分共面的第三部分。

根据该方面的一个实施方式，所述第一臂具有第一部分和垂直于所述第一部分的第二部分，并且其中，所述第二臂具有与所述第一部分同轴的第三部分和平行于所述第二部分的第四部分。