[发明专利]具有接收器分集的天线结构和包括该天线结构的便携式设备

说明书

技术领域

本发明一般地涉及天线，特别地涉及一种具有接收器分集的用于便携式设备的天线结构。

背景技术

便携式无线电通信设备(如移动电话、PDA、便携式电脑和类似设备)的市场现今竞争非常激烈，这对制造商要求更高。进一步，这样的设备的天线常常仅可利用不同形状的受限空间。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于便携式设备的天线结构，该天线结构的尺寸可以减小，而不降低性能。

这个目的以及其它目的根据本发明通过分别由所附权利要求所限定的天线结构和便携式设备实现。

提供了一种用于便携式设备的天线结构，该天线结构包括主辐射元件和分集辐射元件，其中，所述主辐射元件被调谐至所述天线结构的接收频带的一部分，并且所述分集辐射元件被调谐至所述接收频带的另一部分，与原来的天线相比，该天线结构的尺寸可以减小而不降低性能，或者可以另选地被制造得更有效率。天线的带宽很大程度上与天线的体积成比例。然而，用于移动电话类型设备的天线的带宽很大程度上取决于设备尺寸，特别是设备的接地面长度。这意味着当便携式设备中的辐射元件的尺寸减半时，可用带宽显著大于原来带宽的一半。

该天线结构优选地设有彼此接近的主辐射元件和分集辐射元件，使得主辐射元件和分集辐射元件的馈电点相距不太远。这样，避免了PCB上的长传输线。天线能以类似的形状和尺寸制造。然而，为了补偿天线的较高相对带宽覆盖频带的较低部分，它可以被制作得相应较大。此外，通过将主辐射元件和分集辐射元件镜像定位，可以减小主辐射元件和分集辐射元件之间的耦合。

采用例如镜像设置的辐射元件，可以将主辐射元件和分集辐射元件相互接近地布置在便携式设备中，而在主辐射元件与分集辐射元件之间没有太高的耦合。为了避免不必要的传输线，并且为了使得可以在设备上放置金属盖，优选地将主辐射元件和分集辐射元件布置在便携式设备的同一半中。金属盖通常用于外观和用户感觉的用途。然而，不可以把天线放置在金属屏蔽下，这就是为什么保持天线占据的面积尽可能小很重要的原因。

当主辐射元件的接收频带的一部分和分集辐射元件的接收频带的一部分明显地分开，并且它们一起不能组成天线结构的完整接收频带时，与原来的天线相比，该天线结构的尺寸可以进一步减小。

对于RX频带，频带中的匹配规范典型地可以是-6dB。-6dB的匹配意味着由于失配损耗将损失大约1.2dB的功率。根据本发明的匹配分集特征，可以显著缓和对于RX频带的匹配要求。

存在多种分集合并技术。在根据本发明的天线结构中使用的一个优选的分集合并技术是最大比合成(MRC)，其中为了最大化所得的信噪比(SNR)，各个天线分支根据振幅和相位按比例缩放。如在Jakes，W.C.“Microwave Mobile Communications”，AT&T IMP Corp，1974，IEEE press reissue的公式5.2-12中所示，采用正确的缩放，所得SNR是各输入SNR之和。假定主天线和分集天线具有相同的辐射效率，性能的差异是由失配损耗限定的，如上所述。

如果天线的匹配是-3dB，在失配损耗中将损失大约3dB，即功率的一半被反射，一半被传输至接收机。在MRC分集系统中使用两个天线，每个天线具有-3dB匹配，所得的SNR将会和理想匹配天线的相同，即0dB失配损耗。

由上可以理解，匹配不佳的天线也能贡献和改善天线结构的RX性能。

注意，以上推理适用于天线接收例如在对于实验室中的类型认可测试中有用的电波暗室中完全相关的信号。使用天线分集的优选方式是将天线设计为在多径环境中接收不相关的信号。在这种情况中，分集增益将会比上面描述的更大。

根据下面的描述将清楚本发明的进一步的特征和优点。

附图说明

根据对下面给出的实施方式的详细描述和附图，将更加全面地理解本发明，这些附图仅以示例的方式给出，因此并不限制本发明，其中：

图1示意性地例示出根据本发明的天线结构。

图2示出根据本发明的天线结构的反射系数的图。

图3示出根据本发明的天线结构的总效率的图。

图4示意性地例示出根据本发明的辐射元件在接地平面器件上的定位。

具体实施方式