具有伽玛匹配的偶极天线制造技术

公开了一种系统和设备，包括：偶极天线、信号导体以及收发机。该偶极天线可被封装在外壳中，并且具有用于发射信号和接收信号的偏移信号连接。该信号导体可以通信连接到该偏移信号连接。该收发机可以通过平衡通信信息路径连接到信号导体。该偶极天线的阻抗可以是根据信号连接的偏移量与平衡通信信息路径的阻抗以及收发机的输入阻抗大体上伽玛匹配。

【技术实现步骤摘要】
具有伽玛匹配的偶极天线
技术介绍
天线经常用于将信号辐射到自由空间供另一设备接收。不同的天线不同地辐射信号。然而，所有天线都要求所辐射的信号与信号源形成完整的回路。例如，从由单个电线形成的天线(即单极天线)辐射的信号的一部分将与天线周围的电气地相耦合。电气地被称为“接地面”。如逆“F”天线类型或弯曲单极天线类型之类的某些天线类型易受如数字电路、时钟和其他快速开关信号之类的其他并发信号电流的干扰。通常，用于天线电流和高速数字信号的共享返回路径相互干扰。使用不同的天线配置以及屏蔽技术能够最小化接地面干扰的影响。可以减小接地面干扰的一种天线配置是偶极天线。偶极天线包括馈电导体和谐振导体(也称为天线导体)。典型地，谐振导体具有近似等于半波长的总长度。馈电导体向谐振导体提供信号。谐振导体可被想象为一起在中心缩短的两个导体。可以将平行臂导体连接到谐振导体，以建立期望的谐振。谐振导体长度通常是半波长的奇数倍那么长，其在长度上短于该平行臂导体。该平行臂导体可以寄生耦合到馈电导体，并且如果正确地参差调谐到该谐振导体则会再发射信号。谐振导体是由在一对馈电点处的单个源从靠近其中心的馈电导体提供的，并且谐振导体可以连接到靠近馈电点之一的馈电导体。信号源提供具有电流和电压的信号。天线导体的长度、直径和体积影响天线的阻抗和带宽。在馈电导体的中心处，电流值最大而电压值最小。这导致馈电导体中心的低阻抗。通过匹配天线的阻抗(称为伽玛匹配)与信号源的输入阻抗，可以针对信号发射和接收实现在馈电端与信号源之间的最优功率传送以及最大操作效率。通过伽玛匹配来选择谐振导体的尺寸(导体长度和直径(即体积))和谐振导体在馈电导体上的放置。通常，大多数系统使用不平衡变压器来提供异相平衡电流。
技术实现思路
根据所公开的主题的实现，可以提供一种包括偶极天线、信号导体和收发机的设备。所述偶极天线可被封装在外壳中，并且具有用于发射信号和接收信号的偏移信号连接。所述信号导体可以通信连接到所述偏移信号连接。所述收发机可以通过平衡通信信号路径连接到所述信号导体。所述偶极天线的阻抗可以根据信号连接的偏移量与所述平衡通信信号路径的阻抗以及所述收发机的输入阻抗大体上伽玛匹配。所述设备可被封装在开关板外壳或者家用电器的外壳中。所述信号链阻抗可以包括所述信号导体的阻抗和所述收发机的阻抗。两个偶极天线导体的馈电点可被偏移，以产生与所述连接器和所述收发机的阻抗大体上匹配的偶极天线导体阻抗。所述平衡通信信号路径可以向所述偶极天线导体的两个馈电点提供大体上相等的电流。所述两个偶极天线导体的馈电点可被偏移，以产生与所述连接器和所述收发机的阻抗基本匹配的偶极天线的阻抗。所述收发机与信号传导引脚之间的信号路径通信线路可以是平衡的。所述收发机可被实现在印刷电路板上。所述印刷电路板可以包括平衡信号路径通信线路。所述平衡信号路径通信线路可以包括具有大体上相等的阻抗的一对信号线。还公开了一种系统的实现，所述系统可以包括外壳、偶极天线、收发机和连接器。所述外壳可以是电气开关板(诸如墙壁开关板)，或者可以被集成到电器中。所述偶极天线可以具有两个导体，每个导体具有各自的信号馈电点。所述天线的两个导体可被塑形为与外壳的形状一致并且包括信号馈电装置。所述收发机可以耦合到用于将收发机连接到相应导体的信号馈电装置的一对信号连接。在所述收发机与所述两个导体之间的信号路径可以是平衡的，使得所述一对信号连接中的每个信号连接上的电流值大体上相等。到所述两个导体的信号馈电装置可以相互偏移，以产生与所述连接器和所述收发机的阻抗大体上匹配的偶极天线阻抗。所述连接器可以是弹簧压迫型连接器、弹簧夹具型连接器等。所述外壳可以例如是电器开关板、插座盖，或者可被包含在家用电器(如电视机或微波炉)内。所述外壳可以由导电材料制成，其可以提供与偶极天线相同的功能。通过考虑下面的详细描述、附图和权利要求，可以阐述或明白所公开的主题的另外的特征、优点和实现。而且，应该理解，前文的概述和下文的详细描述是示例性的，并且旨在提供进一步的解释说明，而不是限制本专利技术的范围。附图说明为了提供对所公开主题的进一步理解而包括的附图被并入本说明书并且构成本说明书的一部分。附图还与详细描述一起说明了所公开主题的实现，用以解释说明所公开主题的实现原理。没有尝试以超出基本理解所公开主题及其可能的各种实现方式所需的详细程度来示出结构细节。图1示出了根据所公开主题的实现的示例性偶极天线实现。图2示出了根据所公开主题的实现的包括偶极天线的示例性系统。图3示出了根据所公开主题的实现的网络配置。图4说明了根据所公开主题的实现的包括偶极天线的示例性系统。图5示出了根据所公开主题的实现的包括偶极天线的计算机。具体实施方式需要提供增大的带宽和降低的电器内的自干扰特性的平衡偶极天线实现。通过利用偶极天线的特性，可以在商业场所或者居住地实现联网设备构成的系统。在当前描述的实现中，偶极天线可以具有下述形状和配置，所述形状和配置允许其在适合于在联网设备和/或系统配置中的控制器之间的有效通信的频率上正确操作。为了提供有效通信，可以选择提供有效通信和最佳功率传送的天线，以提供合适的系统频率响应。图1示出了根据所公开主题的实现的示例性偶极天线。该偶极天线100可以包括导体110和馈电点120。导体110可以包括偏移导体160，其移动典型偶极天线的典型中心馈电装置。馈电点120可以用于接收信号以由信号处理设备进行处理，以及用于从信号源(如收发机)发射信号。在简化描述中，天线100的馈电点120处的阻抗可以根据欧姆定律(即，VR＝IR，其中V＝电压，I＝电流，以及R＝电阻或阻抗)来近似确定。信号源提供的信号可以是电流和电压不同相的正弦信号。在天线100的馈电点120处，电流I最大而电压最小。作为结果，馈电点120处的阻抗可被认为与短路的阻抗(其中，V(Min)/I(Max)＝R(Min))类似。相反，在天线导体110的端部，电流最小而电压最大。在该情况下，导体110的端点处的阻抗可被认为与开路的阻抗(V(Max)/I(Min)＝R(Max))类似。因此，通过改变馈电点120之一或者两者来操纵沿着导体110的电流和电压分布以对阻抗进行调谐是有可能的。例如，在所示示例中，馈电点120之一可以位于大体上靠近偏移导体160的端部，其有效地将馈电点120移离导体110的中心。作为结果，信号连接或者馈电点可以是物理上相互偏移的。如示例配置中所示，馈电点120中的第一馈电点可以在偏移导体160的端部附近，而馈电点120中的第二馈电点可以保留在导体110的中心附近。偏移导体160可以由将偏移导体160与导体110隔开的缝隙170形成。偏移导体160可以具有长度d，以及缝隙170可以具有宽度w。偏移导体160的长度d和缝隙170的宽度w的组合可以有效地将馈电点放置在偏移导体160，进一步远离导体110的中心。作为结果，天线100的阻抗可被调谐，例如调谐到大体上是50欧姆，使得沿着谐振导体的电流和电压分布得到谐振导体。通过有效地将馈电点移离导体110的中心一段距离，执行了伽玛匹配。当然，通过(针对导体110的给定厚度和材料组成)改变偏移导体160的长度d、缝隙170的宽度w或者这二者可以获得其他阻抗值，如75欧姆。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：偶极天线，具有第一导体和第二导体，所述偶极天线带有用于发射和接收信号的相互偏移的信号连接，其中所述偶极天线被封装在外壳中；信号导体，通信地连接到偏移的信号连接；以及收发机，通过平衡通信信号路径连接到信号传导引脚，其中所述偶极天线的阻抗根据所述信号连接的偏移量与信号链阻抗大体上伽玛匹配。

【技术特征摘要】
2012.07.05 US 13/541,8591.一种用于通信信号的设备，包括：偶极天线，具有第一导体和第二导体，所述第一导体和第二导体带有用于发射和接收信号的相互偏移的相应信号连接，其中所述偶极天线被封装在外壳中；信号导体，通信地连接到偏移的信号连接；以及收发机，通过平衡通信信号路径连接到信号导体，其中所述偶极天线的阻抗根据所述信号连接的偏移量与信号链阻抗大体上伽玛匹配，所述信号链阻抗包括所述信号导体的阻抗和所述收发机的阻抗，其中，所述第二导体的所述信号连接是在所述第二导体的端部附近，并且所述第一导体的所述信号连接是在所述第一导体的中心附近，以及其中，缝隙将所述第二导体与所述第一导体隔开。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述外壳是开关板外壳。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述外壳在家用电器内。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一导体和所述第二导体相互偏移，以产生与所述信号导体和所述收发机的阻抗大体上匹配的所述偶极天线的阻抗。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述平衡通信信号路径向所述天线导体的两个馈电点提供大体上相等的电流。6.根据权利要求1所述的设备，还包括：印刷电路板，通信地连接到所述收发机。7.根据权利要求6所述的设备，其中所述印刷电路板包括平衡信号路径通信线路。8.根据权利要求7所述的设备，其中所述平衡信号路径通信线路包括阻抗大体相等的一对信号线，其中部署所述一对信号线连接到所述信号导体。9.根据权利要求7所述的设备，其中所述平衡信号路径通信线路向所述天线导体的两个馈电点提供大体上相等的电流。10.一种用于通信信号的系统，包括：外壳；偶极天线，具有分别针对第一和第二导体区域的第一和第二信号馈电装置，其中所述第一和第二导体区域的形状与所述外壳的形状一致；收发机，具有第一和第二信号连接；以及分别在所述偶极天线的所述第一和第二信号馈电装置与所述收发机之间的第一和第二连接器，其中，所述第一连接器和所述收发机之间的通信路径与所述第二连接器和所述收发机之间的通信路径是平衡的，其中，所述第二导体的所述信号连接是在所述第二导体的端部附近，并且所述第一导体的所述信号连接是在所述第一导体的中心附近，以及其中，缝隙将所述第二导体与所述第一导体隔开。11.根据权利要求10所述的系统，其中，至相应导体区域的信号馈电装置之一与另一导体区域偏移，以产生与所述连接器和所述收发机的阻抗大体上匹配的所述偶极天线的阻抗。12.根据权利要求10所述的系统，其中所述连接器是弹簧负荷型连接器。13.根据权利要求10所述的系统，其中所述连接器是弹簧夹具型连接器。14.根据权利要求10所述的系统，其中所述外壳是...

【专利技术属性】
技术研发人员：道格拉斯·布雷克·库夫，乔·弗里曼·小布里特，
申请(专利权)人：谷歌公司，
类型：发明
国别省市：