[发明专利]包括平衡－不平衡变换器的小型天线结构

说明书

发明的领域

本发明涉及天线结构，特别涉及印刷天线结构。

发明的背景

也称为印刷电路板天线结构的印刷天线结构广泛地用于提供可以与衬底上的其它微电子器件集成的小型天线。例如，印刷天线结构可以与蜂窝式无线电话系统、便携式计算机和其它小型电子装置一起使用。

印刷天线结构通常包括可以提供全向辐射的中心馈电偶极天线。中心馈电偶极天线是平衡装置。由于对天线的输入一般由非平衡输入提供，所以一般设置也称为“balun”的平衡-不平衡转换器。例如，可参见IBM Technical Disclosure Bulletin，Vol.40，No.6，June 1977，127-130页中题目为“Printed Dipole With PrintedBalun”的文献。

还期望提供可以在多波段中工作的印刷天线结构。例如，蜂窝式电话可以在普通的模拟(800MHz)波段中工作，也可以在1900MHz左右的PCS波段中工作。期望提供可以在两个波段中工作的单个天线结构。例如授权给Krenz等人的题目为“单个小型双模式天线”(“Single Compact Dual Mode Antenna”)的美国专利5532708披露了包括电子开关的印刷电路板天线，从而可以有选择地按两种模式中的任何一种模式来驱动由具有相关的平衡-不平衡变换器结构的分立偶极天线组成的单个小型辐射结构。

随着蜂窝式电话、PCS装置和计算机不断小型化，不断需要包括平衡-不平衡变换器的更小型化的印刷天线结构。还不断需要包括可以在至少两个波段中工作的平衡-不平衡变换器的小型印刷天线结构。

发明概述

因此，本发明的一个目的在于提供改进的包括平衡-不平衡变换器的印刷天线结构。

本发明的另一目的在于提供包括可在衬底上占据更小面积的平衡-不平衡变换器的印刷天线结构。

本发明的再一目的在于提供包括可在双波段中工作的平衡-不平衡变换器的小型印刷天线结构。

按照本发明，通过这样的天线结构来实现上述这些目的和其它目的，该天线结构包括具有从中心馈电点沿衬底延伸的第一和第二辐射部分的中心馈电偶极天线。馈电部分与中心馈电点电耦合。馈电部分包括沿衬底彼此相邻地延伸的射频输入线和接地线。平衡-不平衡变换器在第一辐射部分和接地线之间沿衬底延伸。第一辐射部分、射频输入线、接地线和平衡-不平衡变换器最好沿衬底平行地延伸。因此，可以提供包括平衡-不平衡变换器的小型印刷天线结构。

在本发明的一个实施例中，馈电部分包括射频输入线和在其相对侧上且与其相邻地沿衬底延伸的第一和第二接地线。平衡-不平衡变换器包括在第一辐射部分和第一接地线之间延伸的第一平衡-不平衡变换器部分，和与射频输入线相对的邻近第二接地线延伸的第二平衡-不平衡变换器部分。还可以包括第三辐射部分，该部分从中心馈电点邻近第二平衡-不平衡变换器部分并与第二接地部分相对地沿衬底延伸。第一和第三辐射部分、射频输入线、第一和第二接地线以及第一和第二平衡-不平衡变换器部分最好沿衬底平行地延伸。

按照本发明的另一方案，设置调谐分路器，该调谐分路器沿衬底在第一和第二平衡-不平衡变换器部分之间延伸。调谐分路器起寄生带(parasitic strip)的作用，能够在例如1900MHz的较高频率下耦合平衡-不平衡变换器，同时在例如800MHz的较低频率下保持实质上的透过(transparent)。因此，可以提供双波段工作。

在一个实施例中，上述天线设置在包括第一和第二相对面的衬底上。中心馈电偶极天线、馈电部分和平衡-不平衡变换器作为共平面形波导处在第一面上。调谐分路器处在第二面上。

在另一实施例中，衬底包括第一和第二层。辐射部分和射频输入线被包括于第一层和第一辐射部分中，接地线和平衡-不平衡变换器被包括于第二层中，以提供微带。还可以设置第三层，调谐分路器可包含在第三层中。

附图的简要说明

图1A和1B分别是本发明的共平面形波导天线的俯视图和底视图。

图2表示图1天线的输入阻抗电压驻波比(VSWR)。

图3A和图3B分别表示图1天线在800MHz和1900MHz时的辐射图形。

图4A-4C分别表示本发明的微带天线的第一层、第二层和第三层。

图5表示图1A的天线的另一实施例。

优选实施例的详细说明