天线系统技术方案

本发明专利技术涉及天线领域，并提供了一种天线系统，其包括：接地平面；以及天线元件，所述天线元件包括多个输入节点并且安装于所述接地平面的上方的平面中，其中，所述天线元件通过配置所述多个输入节点中的至少一个来配置为期望的极化类型。本发明专利技术能够重新配置从而产生高质量的圆地、椭圆地、或线性地极化辐射的天线系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及天线领域。
技术介绍
为生产圆极化天线，传统的方法是通过提供两个馈源(feed，馈电)至天线来产生两个正交线性极化电场分量。此两个馈源激发两个正交(例如，X方向、Y方向)电磁场模式，使得其中一个模式中的一个模式与另一个模式具有90°的相位延迟。也可通过使用单个馈源获得圆极化(CP),这将通过该馈源沿方形贴片(square patch)中的其中一条对角线布置、通过在方形贴片中包括薄对角线狭槽、通过椭圆贴片形状、或通过在方形贴片中修剪相对的角来实现。在某些情况下，制造CP的传统方法可能是不适当的。此外，需要对天线系统进行重新配置，以产生类型尽可能多的极化类型，以增加其实用性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可重构天线系统。针对上述目的，根据本专利技术第一方面提供了一种天线系统，包括:接地平面；以及天线元件，所述天线元件包括多个输入节点并且安装于所述接地平面的上方的平面中，其中，所述天线元件通过配置所述多个输入节点中的至少一个来配置为期望的极化类型。具体地，根据本专利技术第一方面的天线系统，其中，所述多个输入节点包括单个馈源节点，所述天线系统还包括电耦合至所述单个馈源节点的馈线探针；或者所述天线系统包括多个馈线探针，每个馈线探针电耦合至所述多个输入节点的相应一个输入节点。具体地，根据本专利技术第一方面的天线系统，其中，所述多个输入节点包括多个接地节点，所述多个接地节点中的至少一个电耦合至所述接地平面。具体地，根据本专利技术第一方面的天线系统，还包括:多个开关，每个开关位于所述多个接地节点的相应接地节点与所述接地平面之间，并且每个开关能控制以将所述相应接地节点电耦合至所述接地平面。具体地，根据本专利技术第一方面的天线系统，其中，所述多个开关的中每个包括相应的变容器。具体地，根据本专利技术第一方面的天线系统，其中，所述天线元件通过配置所述多个开关来配置为所述期望的极化类型。具体地，根据本专利技术第一方面的天线系统，其中，所述天线元件通过将所述多个接地节点中的一个或多个电耦合至所述接地平面来配置为所述期望的极化类型。具体地，根据本专利技术第一方面的天线系统，还包括:多个输入探针，每个输入探针电耦合至所述多个输入节点的相应一个输入节点。具体地，根据本专利技术第一方面的天线系统，还包括:至少一个开关，所述至少一个开关能控制以将相应输入信号耦合至所述多个输入探针。具体地，根据本专利技术第一方面的天线系统，其中，所述相应输入信号将所述多个输入节点中的每个输入节点配置为馈源节点、接地节点、或开型节点。具体地，根据本专利技术第一方面的天线系统，其中，所述相应输入信号将所述多个输入节点中的一个输入节点配置为馈源节点，并且将所述多个输入节点中的一个输入节点配置为接地节点，从而将所述天线元件配置为用于圆极化；或者，所述相应输入信号将所述多个输入节点中的两个输入节点配置为馈源节点，从而将所述天线元件配置为用于线形极化。具体地，根据本专利技术第一方面的天线系统，还包括:具有耦合至所述多个馈线探针的输出的差分移相器。具体地，根据本专利技术第一方面的天线系统，其中，所述差分移相器配置为调整该差分移相器的输出的相位，以将所述天线元件配置为所述期望的极化类型。具体地，根据本专利技术第一方面的天线系统，其中，所述差分移相器配置为转换该差分移相器的输出的相位，以将所述天线元件从右旋圆极化重新配置为左旋圆极化，反之亦然。具体地，根据本专利技术第一方面的天线系统，其中，所述天线元件配置使得，所述期望的极化类型对应于第一频率信道上的第一极化类型以及对应于第二频率信道上的第二极化类型。根据本专利技术的第二方面提供了一种天线系统，包括:接地平面；天线元件，所述天线元件安装在所述接地平面上方的平面中，所述天线元件包括位于所述天线元件内的第一位置中的馈源节点以及位于所述天线元件内的第二位置中的接地节点，所述接地节点电耦合至所述接地平面；以及馈线探针，所述馈线探针电耦合至所述天线元件的所述馈源节点，其中，所述第一位置和所述第二位置选择成使得，所述天线元件利用提供至所述馈线探针的单个馈源在期望的圆极化带宽上配置为圆极化。具体地，根据本专利技术第二方面的天线系统，其中，所述天线元件的尺寸选择为使得所述天线元件的所产生的阻抗带宽基本匹配所述期望的圆极化带宽。具体地，根据本专利技术第二方面的天线系统，其中，所述天线元件包括印刷型天线。根据本专利技术的天线系统能够重新配置从而产生类型尽可能多的极化类型，增加了实用性。附图说明包含于此并形成本说明书一部分的附图与说明书一起阐释了本专利技术，并用于解释本专利技术的原理，并使本领域技术人员能够制造和使用本专利技术的主题。图1示出示例天线系统的俯视图。图2示出示例天线系统的侧视图。图3示出示例天线系统的三维视图。图4示出示例天线系统的侧视图。图5示出示例天线系统的三维视图。图6示出示例天线系统的示例配置。图7示出示例天线系统的俯视图。图8示出示例天线系统的侧视图。将参考附图对本专利技术进行说明。一般地，元件第一次出现在的附图通常由对应参考数字中最左位数字表示。具体实施例方式提出了在宽频带上产生圆极性的系统和方法。此类系统和方法包括在天线元件中引入接地针(grounding pin,地针)。该接地针能够实现25%或更多的阻抗和CP带宽。图1示出示例天线系统100的俯视图。提供该示例天线系统100仅用于说明的目的，而不用于限制本专利技术的实施方式。示例天线系统100包括天线元件102、接地平面104、馈线探针110。如本领域技术人员基于此处的教导应当理解的，在其他实施方式中，天线系统100可以包括多个天线元件102或天线元件102的阵列。天线元件102可以是印刷式天线或微带天线,如贴片天线(patch antenna)。如图1示出，天线元件102为矩形，带有X维度114和Y维度116。狭槽112形成在天线元件102内，附加地给予天线元件102 — U形形状。在其他实施方式中，天线元件102可以是方形、椭圆形、圆形、或任何其他连续形状。天线元件102安装在接地平面104上方。在一个实施方式中，天线元件102使用居间的一个或多个电介质隔片层(图1中未示出)安装在接地平面104上方。天线元件102例如可通过将天线图案蚀刻到电介质衬底或半导体衬底上形成。馈线(到达发射器或接收器)通过电耦合至馈线探针110的馈送节点106提供至天线元件102。接地线通过电耦合至接地平面104的接地节点108提供至天线元件102。在其他实施方式中，省去了接地线(和接地节点108)。根据一些实施方式，天线元件102配置为发射圆极化(CP)辐射。在圆极化中，发射的电磁波具有振幅恒定但在电磁波行进方向上旋转的电场(相关联的磁场也恒定且在垂直于该电场的方向上旋转)。该电场可以顺时针方式(右旋圆极化)或逆时针方式(左旋圆极化)进行旋转。理想的CP电场由振幅相同且相对于彼此成90°异相的两个正交线性极化电场分量构成。为产生CP天线，传统的方法通过提供两个馈源至天线来产生两个正交线性极化电场分量。此两个馈源激励两个正交(例如，X方向、Y方向)电磁场模式，使得其中一个模式相对于另一个模式具有90°相位延迟。正交电场分量的振幅比率(所知的轴比(AR))是对产生的圆极性的质量的测量。当天线刚好在两个受激模式的共振频率中间操作时可获得OdB的A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线系统，包括：接地平面；以及天线元件，所述天线元件包括多个输入节点并且安装于所述接地平面的上方的平面中，其中，所述天线元件通过配置所述多个输入节点中的至少一个来配置为期望的极化类型。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赫里索乌拉·A·基里亚齐多，
申请(专利权)人：美国博通公司，
类型：发明
国别省市：美国;US