中心議題：

• 可重構天線結構與設計

解決方案：

• 在適當位置安裝了RF-PIN開關
• 天線以兩種正交的線極化方式工作

目前，各種通信係統發展的重要方向之一是大容量、多功能、超寬帶。通過提高係統容量、增加係統功能、擴kuo展zhan係xi統tong帶dai寬kuan，一yi方fang麵mian可ke以yi滿man足zu日ri益yi膨peng脹zhang的de實shi際ji需xu求qiu
，另ling一yi方fang麵mian也ye可ke以yi降jiang低di係xi統tong成cheng本ben。而er天tian線xian作zuo為wei各ge種zhong無wu線xian通tong信xin係xi統tong的de前qian端duan，其qi性xing能neng對dui於yu通tong信xin係xi統tong整zheng體ti功gong能neng具ju有you重zhong要yao的de影ying響xiang，因yin此ci也ye相xiang應ying的de對dui其qi提ti出chu了le諸zhu如ru多duo頻pin、寬帶、xiaoxinghuadengyaoqiu。suizhewuxiantongxinxitongderiyifuzahua，danyidechuantongtianxianyijingbunengmanzuyaoqiu。erduotianxianshejisuirankeyimanzuxinyidaiwuxiantongxinxitongduitianxiandegaoyaoqiu
，danshi
，tianxianshumudezengduo，huishishebeichengben

、天線的空間布局等問題凸顯出來。特別是在手持移動設備上，由於空間有限，使得多天線的設計異常困難。

在這種情況下，可重構天線就具有非常明顯的優勢。它可在不改變天線的尺寸和結構的情況下在天線的方向圖、工作頻率、極化特性等方麵實現重構
，從而使一個天線能夠實現多個天線的功能
，適應移動終端不同的應用環境和要求。

zaitianxiandefangxiangtukezhonggoufangmian，muqiandeyanjiuzhuyaojizhongzaicaiyongbamuxingshidejiegoushang。jitongguokaiguankongzhilaigaibianfansheqihuoyinxiangqideyouxiaoxiezhenchangdu，congershixianfanshehuozheyinxiangzuoyong，shitianxiandefushefangxiangfashengbianhua。danshi，zhezhongfangshixuyaoduogetianxian。guzaishouchizhongduanyouxiandekongjianxia
，caiyongzhezhongfangshiyouhendadekunnan。lingwai，zaitianxianjihuafangshikezhonggoufangmian，yanjiudezhongdianyeshidantiepiandetianxian，jitongguozaitianxianshangkaicaohuozhecaiyongduotiaokuixian，bingzaibutongweizhianzhuangkaiguanlaigaibiankaiguandezhuangtaicongershixianjihuafangshidebianhua
，danshi，zhezhongtianxiandemianjijiaoda，tongshicaiyongduotiaokuixiandejiegoutaifuza

，doubushiyongyushijideyidongshebei。

本文提出了一種用於手持移動設備的可重構天線．該天線在適當位置安裝了RF-PINkaiguan，ketongguozhiliukongzhidianlukongzhikaiguandetongduan，yishitianxianyiliangzhongzhengjiaodexianjihuafangshigongzuo，tongshiyeshitianxiandefangxiangtufashengbianhua，congershixianjihuafangshihefangxiangtudezhonggou。gaitianxianjiegoujincou，mianjixiao，yiyuzhizao，bingjuyouzaitongyizhongduananzhuangduogetianxianlaishixianMIMO(多輸入多輸出係統)的潛力
，故在移動終端中有良好的應用價值。

天線結構與設計

天線可以與手持設備電路板集成在一起，安裝在電路板的左上角，其結構和RF-PIN開關控製電路示意圖如圖1所示。



通常的天線版圖位於介質基片的底麵，控製電路位於基片的頂麵，圖l中的D1、D2為兩個RF-PIN開關；Cl、C2為旁路電容
，對高頻信號短路；L1
、L2為電感，對高頻信號開路。二極管和電容通過通孔與底麵的天線連接。該天線基片采用厚度為0．8mm，介電常數為4．4的FR4材料。水平與垂直的兩個微帶結構通過RF-PIN開kai關guan與yu電dian路lu板ban地di相xiang連lian，中zhong間jian的de微wei帶dai為wei饋kui線xian
，並bing通tong過guo同tong軸zhou電dian纜lan直zhi接jie饋kui電dian。微wei帶dai天tian線xian的de諧xie振zhen頻pin率lv主zhu要yao取qu決jue於yu微wei帶dai線xian的de長chang度du

，在zai一yi般ban情qing況kuang下xia，在zai介jie電dian常chang數shu為weiεeff的基片上，微帶線的波導波長約為：
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由於兩種工作狀態下，天線的接地端不同，因此，天線的有效輻射部分也有所不同。當處於X模式時
，天線結構中垂直部分的微帶線接地

，因此，天線的輻射部分應該為水平部分的微帶，天線也相應工作在水平極化方式。圖3所示為天線在2．44GHz時的射頻電流分布圖。

從圖3可以看出，射頻電流主要集中在天線水平方向的微帶線上(這印證了前麵的分析)。但同時
，在中間部分的微帶以及天線其他部分也存在射頻電流，因此
，天線仍會輻射部分垂直極化波。圖4所示為天線的兩種極化波在XY及YZ平麵的方向圖。



圖4中，Theta表示水平極化方波，Phi表示垂直極化波，從圖中可以看出，在XY平麵上，水平極化波的平均增益比垂直極化波高35dB以上，而在YZ平麵上，水平極化波具有良好的全向性，且平均增益比垂直極化波高約10dB
，因此可以判斷，水平極化波能量遠大於垂直極化波能量，天線工作在水平極化方式下。


當處於Y模(mo)式(shi)下(xia)時(shi)，天(tian)線(xian)結(jie)構(gou)中(zhong)水(shui)平(ping)部(bu)分(fen)的(de)微(wei)帶(dai)線(xian)接(jie)地(di)
，因(yin)此(ci)
，垂(chui)直(zhi)部(bu)分(fen)的(de)微(wei)帶(dai)線(xian)是(shi)天(tian)線(xian)的(de)有(you)效(xiao)輻(fu)射(she)體(ti)，此(ci)時(shi)天(tian)線(xian)也(ye)相(xiang)應(ying)工(gong)作(zuo)在(zai)垂(chui)直(zhi)極(ji)化(hua)方(fang)式(shi)下(xia)。圖(tu)3(b)所示為模式Y下天線在2．4GHz的射頻電流分布圖，從圖中可以看出，此時的射頻電流主要集中在天線垂直方向的微帶線上，天線此時工作在垂直極化方式下。圖5所示為該模式下天線兩種極化波在XY和YZ平麵的方向圖。

從圖5中可以看出，在XY平麵上，垂直極化波的最大增益比水平極化波高37dBi
，同時在YZ平麵上
，垂直極化波也有良好的全向性。其最大增益比水平極化波高12dB，說明在該模式下
，天線可良好地輻射垂直極化波，而交叉極化分量很低。



事實上
，在兩種工作模式下，天線的總體方向圖會發生顯著變化。在YZ和XZ兩個平麵上。天線方向圖具有良好的全向性，能盡可能的接受各個方向的來波信號；而在XY平ping麵mian上shang
，天tian線xian在zai兩liang種zhong狀zhuang態tai下xia的de方fang向xiang圖tu顯xian著zhu不bu同tong，最zui大da輻fu射she方fang向xiang會hui發fa生sheng明ming顯xian改gai變bian，並bing且qie在zai這zhe個ge輻fu射she平ping麵mian上shang可ke以yi實shi現xian良liang好hao的de互hu補bu。故gu在zai實shi際ji應ying用yong中zhong，應ying根gen據ju信xin號hao波bo的de方fang向xiang和he強qiang度du的de不bu同tong，來lai實shi時shi改gai變bian天tian線xian狀zhuang態tai
，調tiao整zheng方fang向xiang圖tu的de最zui大da輻fu射she方fang向xiang，以yi有you效xiao地di提ti高gao天tian線xian信xin號hao的de信xin噪zao比bi，提ti高gao通tong信xin速su率lv和he係xi統tong容rong量liang。

本文提出了一種用於手持移動設備的可重構天線的設計方法，該天線安裝了兩個RF-PIN開kai關guan，可ke通tong過guo一yi個ge直zhi流liu控kong製zhi電dian路lu來lai控kong製zhi開kai關guan的de通tong斷duan，以yi使shi天tian線xian工gong作zuo在zai垂chui直zhi極ji化hua或huo水shui平ping極ji化hua方fang式shi，同tong時shi也ye使shi天tian線xian方fang向xiang圖tu發fa生sheng變bian化hua，從cong而er實shi現xian極ji化hua方fang式shi和he方fang向xiang圖tu的de同tong時shi重zhong構gou。仿fang真zhen結jie果guo表biao明ming，在zai兩liang種zhong狀zhuang態tai下xia
，該gai天tian線xian的de-10dB帶寬均可達到240MHz。而且通過開關狀態的切換
，還可以使天線在水平和垂直線極化方式之間切換，並使天線輻射方向圖的主瓣方向也偏轉150°。該天線結構緊湊，麵積小，易於製造，可用於移動終端的多天線係統，因此在移動通信係統中有良好的應用價值。