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、小xiao型xing化hua等deng要yao求qiu。隨sui著zhe無wu線xian通tong信xin係xi統tong的de日ri益yi複fu雜za化hua，單dan一yi的de傳chuan統tong天tian線xian已yi經jing不bu能neng滿man足zu要yao求qiu。而er多duo天tian線xian設she計ji雖sui然ran可ke以yi滿man足zu新xin一yi代dai無wu線xian通tong信xin係xi統tong對dui天tian線xian的de高gao要yao求qiu，但dan是shi
，天tian線xian數shu目mu的de增zeng多duo，會hui使shi設she備bei成cheng本ben、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-PIN開kai關guan，可ke通tong過guo直zhi流liu控kong製zhi電dian路lu控kong製zhi開kai關guan的de通tong斷duan，以yi使shi天tian線xian以yi兩liang種zhong正zheng交jiao的de線xian極ji化hua方fang式shi工gong作zuo
，同tong時shi也ye使shi天tian線xian的de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重zhong構gou。該gai天tian線xian結jie構gou緊jin湊cou，麵mian積ji小xiao
，易yi於yu製zhi造zao
，並bing具ju有you在zai同tong一yi終zhong端duan安an裝zhuang多duo個ge天tian線xian來lai實shi現xianMIMO(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Ymoshixiashi，tianxianjiegouzhongshuipingbufendeweidaixianjiedi
，yinci，chuizhibufendeweidaixianshitianxiandeyouxiaofusheti，cishitianxianyexiangyinggongzuozaichuizhijihuafangshixia。tu3(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。