[发明专利]具有磁性天线的通信系统的参与者

说明书

本发明的实施例提供了一种无线通信系统的参与者，其中，参与者包括发送和/或接收装置以及连接到发送和/或接收装置的天线阵列，其中，天线阵列包括具有中断一次或多次的环路的磁性天线。

技术领域

本发明的实施例涉及通信系统的参与者，并且具体地涉及具有磁性天线的参与者。其他实施例涉及具有磁性天线的终端点和基站。一些实施例涉及磁性环路的实现。

背景技术

通常使用电天线或电短天线，特别是在传感器节点领域。例如，当在868MHz下使用当前传统的电天线时，需要大约15cm的长度作为1/2λ(1/2lambda)辐射器。当使用较短的天线时，天线的增益会降低。此外，由于使用的天线在接近导电或介电有效元件时失谐，具有天线的设备的处理能力受到限制，并且它们的增益因此进一步降低。另外，使用电天线，无法在屏蔽环境(法拉第笼(Faraday cage))外进行发送。

此外，磁性天线是已知的[1]。然而，由于其高品质因子(Q因子)，磁性天线具有窄带特性。因此，例如，当接近金属或介电元件时，磁性天线必须调谐到所需的频率。在这种情况下，可以手动调谐磁性天线或以自调谐方式操作它。

图1a示出了通过旋转电容器12手动可调谐的磁性天线10的示意图，而图1b示出了电等效电路图，并且图1c示出了磁性天线10[2]的天线图。

磁性天线10包括经由50欧姆同轴电缆18馈电的初级耦合环路14和次级谐振环路16。次级谐振环路16的周长通常小于波长的1/10，而初级耦合环路14通常包括次级谐振环路16的大小的1/5。

在业余无线电领域，手动调谐是很常见的。然而，在传感器节点中，自调谐是期望的，有利于简单的处理能力。

为了保持调谐范围尽可能小，磁性环路可以多次缩短，这在磁共振断层扫描(MR)[3]、[4]中很常见。

在MR中，只有磁场会增加所期望的效果，因此被称为“磁共振”，而电场部分是非常不被期望的，因为它们进入患者体内，并且由于身体组织的介电损耗：

a)在发送情况下，不必要地加热患者，并且

b)在接收情况下，环路的Q因子减小，这意味着信噪比(S/N)变差。很多时候，使用“更多的噪声被耦合进来”的表述。然而，从物理角度来看，这是不正确的，因为无论缩短程度如何，环路的操作温度都保持不变。结果是，由于较低的Q因子(即，较低的谐振上升)，使用信号减弱，导致信噪比(S/N)变差。

与波长相比，电场的比例本质上取决于线圈/环路的导线长度。即，电场在导体朝向谐振电容的纵向上产生，如图2所示。

图2示出了磁性天线20的环路22的示意图，其中，电场24沿环路22的导体纵向地朝向谐振电容26。

因此，MR本地天线几乎总是作为单匝环路实现。仅在非常低的频率下使用多于一匝，因为由于极差的LC条件，与电场部分在患者手术中造成的影响相比，操作Q因子将由于不良自Q因子受到更多影响。在频率增加时，环路的单匝与波长相比已经太长，其中，环路大小不能任意减小，因为它必须适应患者待检查的身体区域。因此，这一匝被若干个谐振电容划分(电容性地缩短多次)。

发明内容

本发明基于改进无线通信系统的传感器节点的定位可能性的目的。

该目的通过独立专利权利要求来实现。

有利的进一步发展可以在从属专利权利要求中找到。

实施例提供了一种无线通信系统的参与者，其中，该参与者包括发送和/或接收装置(或设备，或单元)[例如，发送器、接收器或收发器]以及连接到发送和/或接收装置的天线阵列，其中，天线阵列包括具有中断[划分]一次或多次[例如，至少两次]的环路[例如，电流环路]的磁性天线。