專利名稱：天線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及天線領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為生產(chǎn)圓極化天線，傳統(tǒng)的方法是通過(guò)提供兩個(gè)饋源(feed，饋電)至天線來(lái)產(chǎn)生兩個(gè)正交線性極化電場(chǎng)分量。此兩個(gè)饋源激發(fā)兩個(gè)正交(例如，X方向、Y方向)電磁場(chǎng)模式，使得其中一個(gè)模式中的一個(gè)模式與另一個(gè)模式具有90°的相位延遲。也可通過(guò)使用單個(gè)饋源獲得圓極化(CP),這將通過(guò)該饋源沿方形貼片(square patch)中的其中一條對(duì)角線布置、通過(guò)在方形貼片中包括薄對(duì)角線狹槽、通過(guò)橢圓貼片形狀、或通過(guò)在方形貼片中修剪相對(duì)的角來(lái)實(shí)現(xiàn)。在某些情況下，制造CP的傳統(tǒng)方法可能是不適當(dāng)?shù)摹４送?，需要?duì)天線系統(tǒng)進(jìn)行重新配置，以產(chǎn)生類型盡可能多的極化類型，以增加其實(shí)用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可重構(gòu)天線系統(tǒng)。針對(duì)上述目的，根據(jù)本發(fā)明第一方面提供了一種天線系統(tǒng)，包括:接地平面；以及天線元件，所述天線元件包括多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)并且安裝于所述接地平面的上方的平面中，其中，所述天線元件通過(guò)配置所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)來(lái)配置為期望的極化類型。具體地，根據(jù)本發(fā)明第一方面的天線系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)包括單個(gè)饋源節(jié)點(diǎn)，所述天線系統(tǒng)還包括電耦合至所述單個(gè)饋源節(jié)點(diǎn)的饋線探針；或者所述天線系統(tǒng)包括多個(gè)饋線探針，每個(gè)饋線探針電耦合至所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)一個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)。具體地，根據(jù)本發(fā)明第一方面的天線系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)包括多個(gè)接地節(jié)點(diǎn)，所述多個(gè)接地節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)電耦合至所述接地平面。具體地，根據(jù)本發(fā)明第一方面的天線系統(tǒng)，還包括:多個(gè)開關(guān)，每個(gè)開關(guān)位于所述多個(gè)接地節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)接地節(jié)點(diǎn)與所述接地平面之間，并且每個(gè)開關(guān)能控制以將所述相應(yīng)接地節(jié)點(diǎn)電耦合至所述接地平面。具體地，根據(jù)本發(fā)明第一方面的天線系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)開關(guān)的中每個(gè)包括相應(yīng)的變?nèi)萜?。具體地，根據(jù)本發(fā)明第一方面的天線系統(tǒng)，其中，所述天線元件通過(guò)配置所述多個(gè)開關(guān)來(lái)配置為所述期望的極化類型。具體地，根據(jù)本發(fā)明第一方面的天線系統(tǒng)，其中，所述天線元件通過(guò)將所述多個(gè)接地節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)電耦合至所述接地平面來(lái)配置為所述期望的極化類型。具體地，根據(jù)本發(fā)明第一方面的天線系統(tǒng)，還包括:多個(gè)輸入探針，每個(gè)輸入探針電耦合至所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)一個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)。具體地，根據(jù)本發(fā)明第一方面的天線系統(tǒng)，還包括:至少一個(gè)開關(guān)，所述至少一個(gè)開關(guān)能控制以將相應(yīng)輸入信號(hào)耦合至所述多個(gè)輸入探針。具體地，根據(jù)本發(fā)明第一方面的天線系統(tǒng)，其中，所述相應(yīng)輸入信號(hào)將所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)配置為饋源節(jié)點(diǎn)、接地節(jié)點(diǎn)、或開型節(jié)點(diǎn)。具體地，根據(jù)本發(fā)明第一方面的天線系統(tǒng)，其中，所述相應(yīng)輸入信號(hào)將所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)配置為饋源節(jié)點(diǎn)，并且將所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)配置為接地節(jié)點(diǎn)，從而將所述天線元件配置為用于圓極化；或者，所述相應(yīng)輸入信號(hào)將所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)配置為饋源節(jié)點(diǎn)，從而將所述天線元件配置為用于線形極化。具體地，根據(jù)本發(fā)明第一方面的天線系統(tǒng)，還包括:具有耦合至所述多個(gè)饋線探針的輸出的差分移相器。具體地，根據(jù)本發(fā)明第一方面的天線系統(tǒng)，其中，所述差分移相器配置為調(diào)整該差分移相器的輸出的相位，以將所述天線元件配置為所述期望的極化類型。具體地，根據(jù)本發(fā)明第一方面的天線系統(tǒng)，其中，所述差分移相器配置為轉(zhuǎn)換該差分移相器的輸出的相位，以將所述天線元件從右旋圓極化重新配置為左旋圓極化，反之亦然。具體地，根據(jù)本發(fā)明第一方面的天線系統(tǒng)，其中，所述天線元件配置使得，所述期望的極化類型對(duì)應(yīng)于第一頻率信道上的第一極化類型以及對(duì)應(yīng)于第二頻率信道上的第二極化類型。根據(jù)本發(fā)明的第二方面提供了一種天線系統(tǒng)，包括:接地平面；天線元件，所述天線元件安裝在所述接地平面上方的平面中，所述天線元件包括位于所述天線元件內(nèi)的第一位置中的饋源節(jié)點(diǎn)以及位于所述天線元件內(nèi)的第二位置中的接地節(jié)點(diǎn)，所述接地節(jié)點(diǎn)電耦合至所述接地平面；以及饋線探針，所述饋線探針電耦合至所述天線元件的所述饋源節(jié)點(diǎn)，其中，所述第一位置和所述第二位置選擇成使得，所述天線元件利用提供至所述饋線探針的單個(gè)饋源在期望的圓極化帶寬上配置為圓極化。具體地，根據(jù)本發(fā)明第二方面的天線系統(tǒng)，其中，所述天線元件的尺寸選擇為使得所述天線元件的所產(chǎn)生的阻抗帶寬基本匹配所述期望的圓極化帶寬。具體地，根據(jù)本發(fā)明第二方面的天線系統(tǒng)，其中，所述天線元件包括印刷型天線。根據(jù)本發(fā)明的天線系統(tǒng)能夠重新配置從而產(chǎn)生類型盡可能多的極化類型，增加了實(shí)用性。


包含于此并形成本說(shuō)明書一部分的附圖與說(shuō)明書一起闡釋了本發(fā)明，并用于解釋本發(fā)明的原理，并使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明的主題。圖1示出示例天線系統(tǒng)的俯視圖。圖2示出示例天線系統(tǒng)的側(cè)視圖。
圖3示出示例天線系統(tǒng)的三維視圖。圖4示出示例天線系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖5示出示例天線系統(tǒng)的三維視圖。圖6示出示例天線系統(tǒng)的示例配置。圖7示出示例天線系統(tǒng)的俯視圖。圖8示出示例天線系統(tǒng)的側(cè)視圖。將參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。一般地，元件第一次出現(xiàn)在的附圖通常由對(duì)應(yīng)參考數(shù)字中最左位數(shù)字表示。
具體實(shí)施例方式提出了在寬頻帶上產(chǎn)生圓極性的系統(tǒng)和方法。此類系統(tǒng)和方法包括在天線元件中引入接地針(grounding pin,地針)。該接地針能夠?qū)崿F(xiàn)25%或更多的阻抗和CP帶寬。圖1示出示例天線系統(tǒng)100的俯視圖。提供該示例天線系統(tǒng)100僅用于說(shuō)明的目的，而不用于限制本發(fā)明的實(shí)施方式。示例天線系統(tǒng)100包括天線元件102、接地平面104、饋線探針110。如本領(lǐng)域技術(shù)人員基于此處的教導(dǎo)應(yīng)當(dāng)理解的，在其他實(shí)施方式中，天線系統(tǒng)100可以包括多個(gè)天線元件102或天線元件102的陣列。天線元件102可以是印刷式天線或微帶天線,如貼片天線(patch antenna)。如圖1示出，天線元件102為矩形，帶有X維度114和Y維度116。狹槽112形成在天線元件102內(nèi)，附加地給予天線元件102 — U形形狀。在其他實(shí)施方式中，天線元件102可以是方形、橢圓形、圓形、或任何其他連續(xù)形狀。天線元件102安裝在接地平面104上方。在一個(gè)實(shí)施方式中，天線元件102使用居間的一個(gè)或多個(gè)電介質(zhì)隔片層(圖1中未示出)安裝在接地平面104上方。天線元件102例如可通過(guò)將天線圖案蝕刻到電介質(zhì)襯底或半導(dǎo)體襯底上形成。饋線(到達(dá)發(fā)射器或接收器)通過(guò)電耦合至饋線探針110的饋送節(jié)點(diǎn)106提供至天線元件102。接地線通過(guò)電耦合至接地平面104的接地節(jié)點(diǎn)108提供至天線元件102。在其他實(shí)施方式中，省去了接地線(和接地節(jié)點(diǎn)108)。根據(jù)一些實(shí)施方式，天線元件102配置為發(fā)射圓極化(CP)輻射。在圓極化中，發(fā)射的電磁波具有振幅恒定但在電磁波行進(jìn)方向上旋轉(zhuǎn)的電場(chǎng)(相關(guān)聯(lián)的磁場(chǎng)也恒定且在垂直于該電場(chǎng)的方向上旋轉(zhuǎn))。該電場(chǎng)可以順時(shí)針方式(右旋圓極化)或逆時(shí)針方式(左旋圓極化)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。理想的CP電場(chǎng)由振幅相同且相對(duì)于彼此成90°異相的兩個(gè)正交線性極化電場(chǎng)分量構(gòu)成。為產(chǎn)生CP天線，傳統(tǒng)的方法通過(guò)提供兩個(gè)饋源至天線來(lái)產(chǎn)生兩個(gè)正交線性極化電場(chǎng)分量。此兩個(gè)饋源激勵(lì)兩個(gè)正交(例如，X方向、Y方向)電磁場(chǎng)模式，使得其中一個(gè)模式相對(duì)于另一個(gè)模式具有90°相位延遲。正交電場(chǎng)分量的振幅比率(所知的軸比(AR))是對(duì)產(chǎn)生的圓極性的質(zhì)量的測(cè)量。當(dāng)天線剛好在兩個(gè)受激模式的共振頻率中間操作時(shí)可獲得OdB的AR，使得兩個(gè)模式具有相同的振幅。在示例天線系統(tǒng)100中，在期望頻率范圍(期望的CP帶寬)上使用單個(gè)饋源可實(shí)現(xiàn)圓極性。因而與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，可省去至少一個(gè)饋源。根據(jù)一些實(shí)施方式，圓極性的實(shí)現(xiàn)可通過(guò)選擇/配置一個(gè)或多個(gè)X維度114、Y維度116、X維度114與Y維度116的比率、天線元件102相對(duì)于接地平面104的尺寸、饋源節(jié)點(diǎn)106在天線元件102內(nèi)的位置、接地節(jié)點(diǎn)108在天線元件102內(nèi)的位置、接地節(jié)點(diǎn)108相對(duì)于饋源節(jié)點(diǎn)106的位置，從而使得兩個(gè)正交電磁場(chǎng)模式在期望的CP帶寬上受激發(fā)。進(jìn)一步調(diào)整以上列出的參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)使得所產(chǎn)生的圓極性在期望的CP帶寬上滿足期望的質(zhì)量(例如，AR)。在一實(shí)施方式中，期望的CP質(zhì)量通過(guò)僅配置/調(diào)整饋源節(jié)點(diǎn)106和接地節(jié)點(diǎn)108在天線元件102內(nèi)的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，期望的CP質(zhì)量通過(guò)僅配置/調(diào)整天線元件102的尺寸/形狀以及饋源節(jié)點(diǎn)106的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。除了潛在地有助于獲得圓極性，天線元件102的X緯度114和Y緯度116影響天線元件102的阻抗帶寬。較之于公知的阻抗(例如，500hms)，天線的阻抗帶寬是天線的可用頻率范圍。因而，在一些實(shí)施方式中，天線元件102的X維度114和Y維度116選擇成使得實(shí)現(xiàn)天線元件102的期望阻抗帶寬。天線元件102內(nèi)的狹槽112也可用于通過(guò)減少天線元件102的信號(hào)反射來(lái)獲得期望的阻抗帶寬。此外，在一個(gè)實(shí)施方式中，進(jìn)一步選擇/配置以下項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè):X維度114、Y維度116、X維度114與Y維度116的比率、天線元件102相對(duì)于接地平面104的尺寸、饋源節(jié)點(diǎn)106在天線元件102內(nèi)的位置、接地節(jié)點(diǎn)108在天線元件102內(nèi)的位置、以及接地節(jié)點(diǎn)108相對(duì)于饋源節(jié)點(diǎn)106的位置，從而使得天線元件102的阻抗帶寬在寬頻帶上與天線元件102的期望CP帶寬一致。這使得天線元件102能夠在較寬的可用頻率范圍上產(chǎn)生高質(zhì)量的圓極性(即，其中天線元件102具有較低的回波損耗)。圖2示出以上圖1說(shuō)明的示例天線系統(tǒng)的側(cè)視圖。如圖2示出，在一實(shí)施方式中，饋源節(jié)點(diǎn)106使用芯片通孔(through-chip via) 118電稱合至饋線探針110。相似地,接地節(jié)點(diǎn)108使用芯片通孔120電耦合至接地平面104。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，也可使用其他方式將饋源節(jié)點(diǎn)106和接地節(jié)點(diǎn)108分別互連至饋線探針110和接地平面104。圖3示出示例天線系統(tǒng)300的三維視圖。提供該示例天線系統(tǒng)300僅用于說(shuō)明的目的，而不用于限制本公開的實(shí)施方式。與示例天線系統(tǒng)100相似，示例天線系統(tǒng)300包括天線元件102、接地平面104、以及饋線探針110。如本領(lǐng)域技術(shù)人員基于此處的教導(dǎo)應(yīng)當(dāng)理解的，在其他實(shí)施方式中，天線系統(tǒng)300可以包括多個(gè)天線元件102或天線元件102的陣列。如圖3示出，天線元件102安裝在接地平面104上方。在一個(gè)實(shí)施方式中，天線元件102使用居間的一個(gè)或多個(gè)電介質(zhì)隔片層(圖3中未示出)而安裝在接地平面104上方。饋線(到達(dá)發(fā)射器或接收器)經(jīng)由利用芯片通孔118電耦合至饋線探針110的饋源節(jié)點(diǎn)106而提供至天線元件102。天線元件102還包括三個(gè)接地節(jié)點(diǎn)302a_c (可使用任何其他數(shù)量的接地節(jié)點(diǎn))，所述接地節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)均可以電耦合至接地平面104。在一些實(shí)施方式中，接地節(jié)點(diǎn)302a-c中的每一個(gè)可獨(dú)立于其他接地節(jié)點(diǎn)耦合至接地平面104。因此，任何數(shù)量的接地節(jié)點(diǎn)302a-c可以在任何時(shí)間耦合至接地平面104。例如，接地節(jié)點(diǎn)302a_c中多于一個(gè)的接地節(jié)點(diǎn)可在同時(shí)耦合至接地平面104。在一實(shí)施方式中，電耦合至接地平面104的接地節(jié)點(diǎn)302a_c的數(shù)量和/或位置由天線系統(tǒng)300的期望極性類型確定。例如，在一些實(shí)施方式中，對(duì)于圓極性，接地節(jié)點(diǎn)302a電耦合至接地平面104并且使接地節(jié)點(diǎn)302b和302c打開。在該配置中，兩個(gè)正交電磁場(chǎng)模式受激發(fā)。對(duì)于橢圓輻射，接地節(jié)點(diǎn)302b電耦合至接地平面104并且使接地節(jié)點(diǎn)302a和302c打開。對(duì)于線性極化，接地節(jié)點(diǎn)302c電耦合至接地平面104并且使接地節(jié)點(diǎn)302a和302b打開。該配置激發(fā)單個(gè)電磁場(chǎng)模式。通過(guò)同時(shí)耦接接地節(jié)點(diǎn)302a-c中的多于一個(gè)接地節(jié)點(diǎn)也可實(shí)現(xiàn)其他類型的極化。如以上說(shuō)明的示例天線系統(tǒng)100那樣，可在天線系統(tǒng)300中在期望的極化帶寬上用單個(gè)饋源來(lái)實(shí)現(xiàn)每個(gè)不同類型的極化(即，圓形、橢圓、線性)。因此，在圓極化的情況下，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，省去了至少一個(gè)饋源。在一些實(shí)施方式中，除了選擇耦合至接地平面104的接地節(jié)點(diǎn)302a_c的數(shù)量和/或位置，也可能需要配置/調(diào)整天線系統(tǒng)300的其他參數(shù)。這些參數(shù)包括以下項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)，例如，X維度114、Y維度116、X維度114與Y維度116的比率、天線元件102相對(duì)于接地平面104的尺寸、饋源節(jié)點(diǎn)106在天線元件102內(nèi)的位置、接地節(jié)點(diǎn)302a-c在天線元件102內(nèi)的位置、以及接地節(jié)點(diǎn)302a-c相對(duì)于饋源節(jié)點(diǎn)106的位置。在一個(gè)實(shí)施方式中，可通過(guò)控制位于接地節(jié)點(diǎn)302與接地平面104之間的相應(yīng)開關(guān)(圖3中未示出)來(lái)使接地節(jié)點(diǎn)302a-c中的每一個(gè)電耦合至接地平面104或打開。使用相應(yīng)控制信號(hào)可以控制相應(yīng)的開關(guān)。因此，可通過(guò)控制相應(yīng)開關(guān)如期望的那樣來(lái)動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)天線系統(tǒng)300的極化類型。例如，在涉及由多個(gè)子信道組成的寬頻帶的應(yīng)用中，天線系統(tǒng)300可以重新配置為在每個(gè)子信道輻射不同的極性類型。圖4示出以上圖3中說(shuō)明的示例天線系統(tǒng)300的側(cè)視圖。如圖4示出，在一個(gè)實(shí)施方式中，接地節(jié)點(diǎn)302a-c中的每一個(gè)通過(guò)相應(yīng)的芯片通孔304和相應(yīng)的開關(guān)306耦合至接地平面104。圖4中，僅示出對(duì)應(yīng)于接地節(jié)點(diǎn)302a的芯片通孔304a和開關(guān)306a。當(dāng)開關(guān)306a閉合時(shí)，接地節(jié)點(diǎn)302a電耦合至接地平面104。在其他情況下，接地節(jié)點(diǎn)302a打開。在一個(gè)實(shí)施方式中，開關(guān)306a包括變?nèi)萜?可變?nèi)荻O管)，所述變?nèi)萜魇芟鄳?yīng)控制信號(hào)控制以改變其電容。其他類型的有源開關(guān)也可以用于開關(guān)306a。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，也可以使用其他方式將接地節(jié)點(diǎn)302a-c互連至接地平面104。圖5示出示例天線系統(tǒng)500的三維視圖。提供示例天線系統(tǒng)500僅用于說(shuō)明的目的，而不用于限制本公開的實(shí)施方式。該示例天線系統(tǒng)500包括天線元件502、接地平面104、以及多個(gè)輸入探針510a-c。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員基于此處的教導(dǎo)應(yīng)當(dāng)理解的，在其他實(shí)施方式中，天線系統(tǒng)500可以包括多個(gè)天線元件502或天線元件502的陣列。天線元件502可以是印刷式天線或微帶天線，比如貼片天線。如圖5示出，天線元件502具有方形形狀。兩個(gè)狹槽504和506形成在天線元件502內(nèi)，額外地給予天線元件102 一 W形形狀。在其他實(shí)施方式中，天線元件502可以是矩形、橢圓形、圓形、或任何其他連續(xù)形狀。天線元件502安裝在接地平面104上方。在一個(gè)實(shí)施方式中，天線元件502使用居間的一個(gè)或多個(gè)電介質(zhì)隔片層(圖5中未示出)安裝在接地平面104上方。天線元件102例如可以通過(guò)將天線圖案蝕刻到電介質(zhì)襯底或半導(dǎo)體襯底上形成。天線元件502包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)508a_c。節(jié)點(diǎn)508a_c分別使用相應(yīng)芯片通孔512a_c電耦合至輸入探針510a_c。根據(jù)一些實(shí)施方式，輸入探針510a_c可用于易變饋源天線元件502，以使得節(jié)點(diǎn)508a-c中的每一個(gè)可彼此獨(dú)立地配置為饋源節(jié)點(diǎn)、接地節(jié)點(diǎn)、或開型節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(包括一個(gè)或多個(gè)開關(guān)，未在圖5中不出)用于將相應(yīng)輸入信號(hào)稱合至輸入探針510，從而配置節(jié)點(diǎn)508a-c。根據(jù)節(jié)點(diǎn)508a_c的配置，可使用天線系統(tǒng)500實(shí)現(xiàn)相應(yīng)極化類型。例如，可以對(duì)天線元件502饋送以激發(fā)兩個(gè)正交模式，從而產(chǎn)生(右旋或左旋)圓極化輻射。替換地，可以對(duì)天線元件502饋送以激發(fā)單個(gè)模式，從而產(chǎn)生線性極化輻射。節(jié)點(diǎn)508a-c可重新配置以如期望的那樣調(diào)節(jié)天線系統(tǒng)500的極化。如以上說(shuō)明的示例天線系統(tǒng)100那樣，可在天線系統(tǒng)500中在期望的極化帶寬上用單個(gè)饋源實(shí)現(xiàn)每個(gè)不同類型的極化(即，圓形、橢圓形、線性)。因此，在圓極化的情況下，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，省去了至少一個(gè)饋源。在其他實(shí)施方式中，使用兩個(gè)或更多個(gè)饋源來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的極化。圖6示出了示例天線系統(tǒng)500的示例配置。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)此處的教導(dǎo)應(yīng)當(dāng)理解的，提供圖6的示例配置僅用于說(shuō)明的目的，而不用于限制本公開的實(shí)施方式。如以上說(shuō)明的，由此，使用示例天線系統(tǒng)500并通過(guò)配置節(jié)點(diǎn)508a_c可獲得不同的極化類型。例如，如圖6示出，通過(guò)將節(jié)點(diǎn)508b配置為接地節(jié)點(diǎn)、將節(jié)點(diǎn)508c配置為饋源節(jié)點(diǎn)、并且將節(jié)點(diǎn)508a配置為開型節(jié)點(diǎn)，可產(chǎn)生右旋圓極化(RHCP)。在一個(gè)實(shí)施方式中，這通過(guò)將O (伏特)輸入信號(hào)耦合(使用轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu))至輸入探針510b (該輸入探針耦合至節(jié)點(diǎn)508b)，以及將+V (伏特)輸入信號(hào)耦合至輸入探針510c (該輸入探針耦合至節(jié)點(diǎn)508c)來(lái)實(shí)現(xiàn)。使輸入探針510a打開。相似地，通過(guò)以相同的方式將節(jié)點(diǎn)508b配置為接地節(jié)點(diǎn)、將節(jié)點(diǎn)508a配置為饋源節(jié)點(diǎn)、并且將節(jié)點(diǎn)508a配置為開型節(jié)點(diǎn)，可產(chǎn)生左旋圓極化(LHCP)。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過(guò)將節(jié)點(diǎn)508a和508c配置為饋源節(jié)點(diǎn)并使節(jié)點(diǎn)508b為開型節(jié)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)線性極化。由此，+V (伏特)和-V (伏特)輸入信號(hào)被分別施加至輸入探針510a和510c，并且使輸入探針510b打開。在一個(gè)實(shí)施方式中，可通過(guò)適當(dāng)?shù)嘏渲棉D(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的配置來(lái)激活輸入探針510a_c的任一不同的饋電模式。在一實(shí)施方式中，將輸入信號(hào)-V (伏特)、0 (伏特)、以及+V (伏特)提供至轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)根據(jù)天線系統(tǒng)500的期望配置將輸入信號(hào)耦合至輸入探針5IOa-C中的相應(yīng)一個(gè)。圖7示出示例天線系統(tǒng)700的俯視圖。提供示例天線系統(tǒng)700僅用于說(shuō)明的目的，而不用于限制本公開的實(shí)施方式。示例天線系統(tǒng)700包括天線元件102、接地平面104、以及多個(gè)饋線探針704a-b。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)基于此處的教導(dǎo)應(yīng)當(dāng)理解的，在其他實(shí)施方式中，天線系統(tǒng)700可以包括多個(gè)天線元件102或天線元件102的陣列。天線元件102安裝在接地平面104上方。在一個(gè)實(shí)施方式中，天線元件102使用居間的一個(gè)或多個(gè)電介質(zhì)隔片層(圖7中未示出)來(lái)安裝在接地平面104上方。天線元件102包括多個(gè)饋源節(jié)點(diǎn)702a-b (也可使用任何其他數(shù)量的饋源節(jié)點(diǎn))，所述多個(gè)饋源節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)電耦合至饋線探針704a-b中相應(yīng)的一個(gè)饋線探針。天線元件102也可以包括一個(gè)或多個(gè)接地節(jié)點(diǎn)(圖7中未示出)。根據(jù)實(shí)施方式，饋線探針704a_b可用于提供單個(gè)差分饋源至天線系統(tǒng)700。在一個(gè)實(shí)施方式中，單個(gè)差分饋源配置為激發(fā)兩個(gè)正交模式，以使得天線系統(tǒng)700在期望的CP帶寬上輻射圓極化波。在其他實(shí)施方式中，單個(gè)差分饋源在相位上進(jìn)行了調(diào)整，以產(chǎn)生其他類型的極化。在一個(gè)實(shí)施方式中，饋線探針704a_b耦合至差分移相器(圖7中未示出)的輸出。移相器可用于調(diào)節(jié)其輸出的相位(+/-0-180° )，包括通過(guò)將+/-180°的相移施加至其輸出來(lái)執(zhí)行相轉(zhuǎn)換。調(diào)節(jié)移相器的輸出的相位改變了天線系統(tǒng)700的極化類型。由此，天線系統(tǒng)700的極化可通過(guò)配置/重新配置施加至饋線探針704a-b的移相器的輸出的相移來(lái)進(jìn)行配置/重新配置。在一個(gè)實(shí)施方式中，移相器用于對(duì)其輸出施加相轉(zhuǎn)換，從而使饋線探針704a-b的極性(以及由此，饋源節(jié)點(diǎn)702a-b的極性)轉(zhuǎn)換。由此，天線系統(tǒng)700的圓極化可從左旋圓極化重新配置為右旋圓極化，反之亦然。圖8示出以上圖7中說(shuō)明的示例天線系統(tǒng)700的側(cè)視圖。如圖7中示出，在一個(gè)實(shí)施方式中，饋源節(jié)點(diǎn)702a和702b通過(guò)相應(yīng)的芯片通孔706a和706b分別電耦合至饋線探針704a和704b。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，也可使用其他方式將饋源節(jié)點(diǎn)702a和702b分別互連至饋線探針704a和704b。以上已借助示出實(shí)施方式的具體功能及其關(guān)系的執(zhí)行方式的功能構(gòu)建模塊對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。為了方便說(shuō)明，這些功能構(gòu)建模塊的邊界在此處是任意定義的。只要實(shí)施方式的具體功能及其關(guān)系得以適當(dāng)?shù)貓?zhí)行，也可定義替換的邊界。
具體實(shí)施方式
的前述詳細(xì)說(shuō)明將充分揭示本公開的一般屬性，因此，通過(guò)運(yùn)用相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)在沒有過(guò)度試驗(yàn)并且在不違背本公開的一般概念的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易地修改和/或調(diào)整這些具體實(shí)施方式
的各種應(yīng)用。因此，根據(jù)此處公開的教導(dǎo)和指導(dǎo)，這種調(diào)整和修改旨在落在所公開實(shí)施方式的等同物的含義和范圍內(nèi)。應(yīng)當(dāng)理解，此處的措辭和術(shù)語(yǔ)僅用于說(shuō)明而不是限制的目的，是使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員在參閱了本文的教導(dǎo)和指導(dǎo)后能理解本說(shuō)明書中的措辭和術(shù)語(yǔ)。本公開實(shí)施方式的廣度和范圍不應(yīng)由上述示例性示意性實(shí)施方式中的任一個(gè)限制，而僅由所附的權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種天線系統(tǒng)，包括: 接地平面；以及 天線元件，所述天線元件包括多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)并且安裝于所述接地平面的上方的平面中， 其中，所述天線元件通過(guò)配置所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)來(lái)配置為期望的極化類型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其中， 所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)包括單個(gè)饋源節(jié)點(diǎn)，所述天線系統(tǒng)還包括電耦合至所述單個(gè)饋源節(jié)點(diǎn)的饋線探針；或者 所述天線系統(tǒng)還包括多個(gè)饋線探針，每個(gè)饋線探針電耦合至所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)一個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)包括多個(gè)接地節(jié)點(diǎn)，所述多個(gè)接地節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)電耦合至所述接地平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線系統(tǒng)，還包括: 多個(gè)開關(guān)，每個(gè) 開關(guān)位于所述多個(gè)接地節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)接地節(jié)點(diǎn)與所述接地平面之間，并且每個(gè)開關(guān)能控制以將所述相應(yīng)接地節(jié)點(diǎn)電耦合至所述接地平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)開關(guān)的中每個(gè)包括相應(yīng)的變?nèi)萜鳌?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，還包括: 多個(gè)輸入探針，每個(gè)輸入探針電耦合至所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)一個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，還包括: 至少一個(gè)開關(guān)，所述至少一個(gè)開關(guān)能控制以將相應(yīng)輸入信號(hào)耦合至所述多個(gè)輸入探針，其中，所述相應(yīng)輸入信號(hào)將所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)配置為饋源節(jié)點(diǎn)、接地節(jié)點(diǎn)、或開型節(jié)點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中， 所述相應(yīng)輸入信號(hào)將所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)配置為饋源節(jié)點(diǎn)，并且將所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)配置為接地節(jié)點(diǎn)，從而將所述天線元件配置為用于圓極化；或者。
所述相應(yīng)輸入信號(hào)將所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)配置為饋源節(jié)點(diǎn)，從而將所述天線元件配置為用于線形極化。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，還包括: 具有耦合至所述多個(gè)饋線探針的輸出的差分移相器，所述差分移相器配置為調(diào)整該差分移相器的輸出的相位，以將所述天線元件配置為所述期望的極化類型。
10.一種天線系統(tǒng)，包括: 接地平面； 天線元件，所述天線元件安裝在所述接地平面上方的平面中，所述天線元件包括位于所述天線元件內(nèi)的第一位置中的饋源節(jié)點(diǎn)以及位于所述天線元件內(nèi)的第二位置中的接地節(jié)點(diǎn)，所述接地節(jié)點(diǎn)電耦合至所述接地平面；以及 饋線探針，所述饋線探針電耦合至所述天線元件的所述饋源節(jié)點(diǎn)， 其中，所述第一位置和所述第二位置選擇成使得，所述天線元件利用提供至所述饋線探針的單個(gè)饋源在期 望的圓極化帶寬上配置為圓極化(CP)。
全文摘要
本發(fā)明涉及天線領(lǐng)域，并提供了一種天線系統(tǒng)，其包括接地平面；以及天線元件，所述天線元件包括多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)并且安裝于所述接地平面的上方的平面中，其中，所述天線元件通過(guò)配置所述多個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)來(lái)配置為期望的極化類型。本發(fā)明能夠重新配置從而產(chǎn)生高質(zhì)量的圓地、橢圓地、或線性地極化輻射的天線系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H01Q1/48GK103107421SQ20121036596
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者赫里索烏拉·A·基里亞齊多 申請(qǐng)人:美國(guó)博通公司