[发明专利]用于RF通信设备的改良超宽带切口天线装置

说明书

技术领域

本发明涉及射频(RF)通信设备领域，更准确地说，涉及包含于或连接于RF通信设备且特别适用于超宽带(UWB)应用的平面天线装置。

此处“通信设备”意指适于从和/或向移动(或蜂窝)和/或WLAN和/或广播和/或定位网络接收和/或发射RF信号的任意移动或非移动设备，尤其是移动电话(例如GSM/GPRS、UMTS或WiMax移动电话)、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、(赋予膝上型计算机或诸如监视器或打印机等的其他设备UWB功能的)PCMCIA卡、(适用于计算机及其外设的)USB加密狗、卫星定位设备(例如GPS卫星定位设备)、电视接收机，或更具一般性的RF通信模块。

背景技术

正如所属领域技术人员所知的那样，(平面)切口(notch)天线通常包括：形成于(具有第一长度的第一条边的)导体板内的切口；以及形成于导体板上、横跨切口且设置用于以电磁耦合方式同切口进行耦合以实现宽带操作的馈线。切口具有第一宽度和第一电气长度(等于与工作频带内所选频率相对应的波长的四分之一)，并且包括：具有位于第一条边上的开口端以及缩短端的笔直部分。

由于切口的物理尺寸极小，因而其中形成了切口的导体板可以是安装于通信模块或通信设备内并通常包括电子电路的印刷电路板(PCB)的接地平面。专利文档US 2002/0037739和US 6,424,300、以及S.I.Latif等人发表的″Bandwidth Enhancement and Size Reduction of Microstrip SlotAntennas″，IEEE Transactions on Antennas and Propagation，Vol.53，No.3，March 2005，pp.994-1003中对这种配置的示例进行了描述。在一种变体中，导体板还可以是安装在PCB表面上的模块的一部分。专利文档US 2002/0177416描述了这种配置的一个示例。

这种(平面)切口天线易于制造，适用于低成本(以及薄型(lowprofile))通信设备，尤其是空间有限的航空器。

由于其相应的配置，现有技术中的切口天线无法提供较宽的工作频带，如UWB OFDM(正交频分复用)所需的工作频带，并且/或者会在形成切口天线的PCB中占用大量空间。应该注意到(由多频带OFDM联盟(MBOA)规定的)UWB OFDM需要工作于多个528MHz宽频带(比如在三个528MHz宽频带的情况下，从3168MHz到4752MHz，或者在七个528MHz宽频带的情况下，从3168MHz到4752MHz以及从6172MHz到8184MHz)内的通信设备或模块。

因此本发明的目的在于改善这种情况。

发明内容

为此，本发明提供了一种用于RF通信模块(或通信设备)的平面天线装置，包括：

-具有第一长度的第一条直边的导体板，该导体板内形成了第一切口，所述第一切口具有第一宽度以及第一电气长度(等于与工作频带内所选频率相对应的波长的四分之一)、且包括具有位于第一条边上的开口端以及缩短端的笔直部分，以及

-第一馈线，形成于导体板上、横跨第一切口，且被配置为同第一切口相耦合以实现宽带操作。

该平面天线装置的特征在于：

-第一条边的第一长度等于(与工作频带内所选频率相对应的)波长的一半，

-第一切口开口端大致位于第一条边的中心，以及

-对(第一切口)的第一宽度进行选择，使得相对于所选频率同在第一切口周围流动的电流所辐射的功率的乘积结果而言，与第一切口相关联的场中存储的能量的比例部分较少。

依照本发明的平面天线装置可以具有独立或组合考虑的附加特征，其中值得注意的是：

-(第一切口)的第一宽度小于3毫米；

-第一条边可以具有等于与第一工作频带的中心频率相对应的第一波长的一半的第一长度。至少在导体板中大致位于第一切口左右两侧半边之一的中心处形成一个第二切口。该第二切口包括平行于第一切口笔直部分的笔直部分，并且包括位于第一条边上的开口端以及缩短端，并具有小于第一电气长度的第二电气长度。此外，第二馈线形成于导体板上、横跨第二切口、且被配置为同第二切口耦合以实现所述宽带操作；

第二切口可以具有小于第一宽度的第二宽度；

-每条馈线都可以用串联电容器加以延伸；

每个串联电容器的宽度都可以大于对应馈线的宽度；

-导体板可以安装在包含具有第一和第二两个相对面的介质基板的印刷电路板(PCB)上。

导体板可以安装在基板的第一面上，各馈线可形成于基板的第二面上；