[发明专利]双螺旋天线系统

说明书

技术领域

本发明涉及螺旋天线，尤其涉及用于移动通信系统中双螺旋通信。

背景技术

在目前的便携式电话中，通常发射机和接收机同时工作，发射和接收共享一根天线。利用公知为双工器的滤波系统实现此天线的同步使用。使用双工器来保证在发射机和天线之间、以及在接收机和天线之间提供适当的滤波。它也可在发射机和接收机之间提供隔离，从而发射机不会降低接收机的灵敏度。为了使双工器提供良好的滤波特性，一般需要由许多LC(电感器和电容器)滤波节构成的共振电路。适当地调制此复杂电路对于在便携式电话中获得足够的隔离极为重要，且这一般必须由熟练工人来进行。

由于发射和接收共享单根天线，故需要双工器柱。消除对双工器需求的一个可能方法是使便携式电话配备分离的发射和接收天线。不幸的是，在这对分离的天线之间产生的相互耦合将对每一投射的天线图案产生不利影响。此外，所包括的分离天线将增加便携式电话的成本、尺寸和复杂性，尤其是必须给每根天线的收缩分配附加空间。于是，包括能以接近于最小相互耦合工作的分离天线元件的天线布局将现有技术中重大的进步。

在当前研制用于在蜂窝式频带(824MHz到892MHz)和提出的个人通信网络(PCN)频带(1.8MHz到1.96MHz)中操作的“双频带”便携式电话中，所需的天线双工电路更为复杂。此复杂性是由于为了给在每个频率范围内通信的分离无线电收发机之间提供隔离所需的附加滤波而产生的。相应地，双工电路不仅要在不同的操作频带之间，而且要在每个频带的发射和接收信道之间提供足够的隔离。如果如此实现双工电路从而在每个无线电收发机中包括分离的发射/接收双工器，则需要提供用于把分离的双工器交替连到天线的RF开关。众所周知，RF开关较昂贵，并致使装有RF开关的器件经历单点失误。

由于对电磁场在操作员身上产生效应的关注，使得对于便携式电话天线的不同设计的兴趣也日益增长。虽然已提出了从操作员身上引开大量天线辐射的天线设计，当操作员的移动导致天线方向偏离最强信号源时，此“方向性”设计的性能明显地变得折衷起来。

发明内容

总之，本发明的双螺旋天线系统可满足这些和其他目的。双螺旋天线系统包括沿环绕双螺旋天线的纵轴的第一方向缠绕的第一螺旋导体。第二螺旋导体以第二方向绕纵轴缠绕。在特殊实施例中，第一和第二螺旋导体具有不同的长度，各个长度相应于第一和第二频带。此外，第一和第二螺旋导体如此缠绕，从而第一和第二导体在它们相交或以水平尺寸最小限度分离的那些水平面内正交。螺旋导体之间的该正交缠绕关系把相互耦合减到最小，于是可在很近的实际距离内操作分离的螺旋天线。

在一个举例应用中，双螺旋天线系统可适用于便携式通信装置中的操作。这可通过由第一天线馈线把第一螺旋导体连到天线装置的发射机来实现。也提供了用于把第二螺旋导体连到天线装置的接收机的第二天线馈线。而且，第一和第二螺旋导体之间的正交缠绕关系导致最小相互耦合，从而改善了发射机和接收机之间的隔离。

附图概述

结合附图，从以下的详细描述和所附的权利要求书可使本发明附加目的和特征变得明显起来，其中：

图1示出本发明双螺旋天线的一个举例的实施例。

图2A和2B是本发明天线的顶视剖面图，此天线具有缠绕半径相同的螺旋导体。

图3A和3B是本发明天线的顶视剖面图，此天线具有缠绕半径不同的螺旋导体。

图4是在双频带通信装置内提供的本发明的双螺旋天线的集成的方框图。

图5示出用于单频带通信装置中的本发明的双螺旋天线。

图6A和6B分别提供双螺旋天线另一实施例的透视和俯视图，此天线设计成减少把操作员暴露于电磁场能量中。

本发明较佳实施方式

图1示出本发明双螺旋天线10的一个举例实施例。在图1中，双螺旋天线10包括第一螺旋导体14和第二螺旋导体18。第一和第二螺旋导体14和18看上去以相反方向绕圆柱形缠绕部件20缠绕，该缠绕部件20被固定在接地平面22上。螺旋导体14和18独立地用作分离的天线，在图1的实施例中它们分别耦合到同轴馈线26和28。馈线26和28的中央导体分别与导体14和18电气连接，而每个馈线26和28的外部导体于接地平面22接触。

可用绝缘介电材料，或导电材料来实现缠绕部件20。然而，已发现当用导电材料(诸如铜)制成缠绕部件时，可改善螺旋导体14和18构成的分离天线之间的隔离。