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CN1934750B - 包括具有可选择天线元件的外围天线装置的电路板 - Google Patents

包括具有可选择天线元件的外围天线装置的电路板 Download PDF

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CN1934750B
CN1934750B CN2005800016085A CN200580001608A CN1934750B CN 1934750 B CN1934750 B CN 1934750B CN 2005800016085 A CN2005800016085 A CN 2005800016085A CN 200580001608 A CN200580001608 A CN 200580001608A CN 1934750 B CN1934750 B CN 1934750B
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Abstract

一种用于无线通信的电路板，包括：用以调制及/或解调制射频(RF)信号的通信电路；以及用以传送及接收该RF信号的天线装置，该天线装置具有位于靠近该电路板的一个或多个外围的可选择天线元件。第一天线元件产生第一方向性辐射模式；第二天线元件产生偏移于该第一辐射模式的第二方向性辐射模式。天线元件可包括一个或更多配置以提供增益并加宽该天线元件的频率响应的反射器。切换网络可将一个或更多的可选择元件耦合至该通信电路，并提供阻抗匹配而无论选择哪些或多少天线元件。选择不同天线元件组合可获得可配置的辐射模式；或者选择若干元件可获得全向性辐射模式。

Description

包括具有可选择天线元件的外围天线装置的电路板
相关申请的交叉引用 
本申请要求2004年11月22日提交、标题为“Method and Apparatus forProviding 360 Degree Coverage via Multiple Antenna Elements Co-located withElectronic Circuitry on a Printed Circuit Board Assembly”的美国临时专利申请第60/630,499号的优先权权益，通过引用结合于此。此申请亦涉及2004年12月9日提交、标题为“System and Method for an Omnidirectional PlanarAntenna Apparatus with Selectable Elements”的共同未决美国专利申请第11/010,076号，也通过引用结合于此。 
技术领域
本发明一般地涉及无线通信，且特别地涉及一种包括具有可选择天线元件的外围天线装置的电路板。 
背景技术
在通信系统里，一直存在有对更高数据吞吐量的持续增高需求以及降低能够扰乱数据通信的干扰的对应驱动力。例如，在IEEE 802.11网络里，接入点(即基站)通过无线链路来与一个或更多远程接收节点(如网络接口卡)传通数据。该无线链路可能易受来自其它接入点、其它无线电传送装置、在该接入点与该远程接收节点间的无线链路环境内的变化或扰动等等的干扰所影响。该干扰可能以至于使无线链路降级，例如通过强制按较低数据速率进行通信，或者可能强烈得足以完全地扰乱该无线链路。 
一种用以降低该接入点及该远程接收节点间的无线链路内干扰的方法是按“分集(diversity)”法则来接入点提供若干全向式天线。例如，一种对该接入点的常见配置包括通过切换网络耦合于两个或多个物理上分隔的全向式天线的数据源。该接入点可选择全向式天线之一，借之以维持该无线链路。  由于全向式天线之间的分隔，各天线经受不同的信号环境，并且各天线会对该无线链路贡献不同的干扰电平。该切换网络将该数据源耦合至全向式天线之中的在该无线链路内经受最低干扰的任一天线。 
然而，一项对于接入点利用两个或以上全向式天线的限制在于，对于该接入点，各全向式天线包括分离的制造单元，因此要求额外的制造步骤以纳入全向式于该接入点内。进一步限制在于，全向式天线通常包括附着于该接入点的壳的直立式棒(wand)。该棒通常包括曝露于壳外部的杆，而且可能易受折断或损毁。 
另一项限制在于典型的全向式天线是垂直极化。经垂直极化的射频(RF)能量在典型办公室或居住空间内并不能如水平极化RF能量一样有效率地行旅，此外，多数的膝上型计算机网络接口卡具有经水平极化的天线。到目前为止，生产水平极化RF天线的典型解决方案一直是制造成本过高，或是无法提供充足的RF效能以便能够成功地商业化。 
对于两个或以上全向式天线的又一项限制在于，由于物理上分隔的天线可能仍相对地相互靠近，因此若干天线中的每一个可能经受类似的干扰电平，并且通过从全向式天线切换至另一全向式天线仅能获得相当微小的干扰降低。 
发明内容
一种系统包括通信电路、第一天线元件及第二天线元件。该通信电路位于电路板的第一区域上且配置以产生RF信号到该电路板的天线馈送端口。该第一天线元件位于靠近该电路板的第一外围且配置以当耦合于该天线馈送端口时产生第一方向性辐射模式。该第二天线元件位于靠近该电路板的第二外围且配置以当耦合于该天线馈送端口时产生偏移于该第一方向性辐射模式的第二方向性辐射模式。 
一种方法包括在位于电路板的第一区域上的通信电路里产生RF信号，将该RF信号从该通信电路路由传送至该电路板的天线馈送端口；以及将该  RF信号从该天线馈送端口耦合至第一天线元件及第二天线元件。该第一天线元件位于靠近该电路板的第一外围且配置以当耦合于该天线馈送端口时产生第一方向性辐射模式。该第二天线元件位于靠近该电路板的第二外围且配置以当耦合于该天线馈送端口时产生偏移于该第一方向性辐射模式的第二方向性辐射模式。 
一种电路板包括：天线馈送端口，配置以分发由位于该电路板上的通信电路所产生的RF信号；第一天线元件，位于靠近该电路板的第一外围且经配置以当耦合于该RF信号时产生第一方向性辐射模式；以及第二天线元件，位于靠近该电路板的第二外围且配置以当耦合于该RF信号时产生偏移于该第一方向性辐射模式的第二方向性辐射模式。 
附图说明
现将参照于代表本发明其较佳具体实施例的附图以说明本发明。在附图中，类似元件具有相同参考编号。所述具体实施例是示范性的，而非限制本发明。附图包括如下各图： 
图1说明系统的示范性图，该系统包括根据本发明具体实施例包括具有可选择元件的外围天线装置的电路板； 
图2说明根据本发明具体实施例的图1的包括具有可选择元件的外围天线装置的电路板； 
图3A说明根据本发明具体实施例用于图2天线装置的经修改的偶极(dipole)； 
图3B说明根据本发明替代性具体实施例用于图2天线装置的经尺寸缩减的经修改的偶极。 
图3C说明根据本发明替代性具体实施例用于图2天线装置的替代性经修改的偶极。 
图3D说明根据本发明替代性具体实施例用于图2天线装置的具有共面带转换的经修改的偶极。 
图4说明本发明一个实施例中图3A的天线元件，显示电路板的多个层； 
图5A说明根据本发明一具体实施例图2的天线馈送端口和切换网络； 
图5B说明根据本发明替代性具体实施例图2的天线馈送端口和切换网络； 
图5C说明根据本发明替代性具体实施例里图2的天线馈送端口和切换网络。 
主要参考编号说明如下： 
100：系统 
105：电路板 
110：外围天线装置 
120：无线电调制解调器 
210：区域 
215：电源 
220：天线选择器 
225：数据处理器 
230：无线电调制解调器 
234：微带RF线 
235A-C：天线馈送端口 
237：切换网络 
239A-G：微带馈线 
240A-G：天线元件 
310：第一偶极部件 
311：第二偶极部件 
312：反射器 
315：第一偶极部件 
316：第二偶极部件 
317：反射器 
321：第一偶极部件 
322：第二偶极部件 
323：反射器 
330A-B：CPS偶极臂 
331：反射器 
332：共面带(CPS)转换 
411D：第二偶极部件 
412A-D：反射器部分 
415：金属化通路 
515A-G：RF迹线 
520A-G：PIN二极管 
具体实施方式
一种用于接至远程接收装置的无线链路(即射频或RF)的系统包括电路板，该电路板含有用于产生RF信号的通信电路以及用于传送及/或接收该RF信号的天线装置。该天线装置包括两个或以上安排为靠近该电路板的外围的天线元件。各天线元件提供方向性辐射模式。在一些具体实施例里，各天线元件可电子化选择(如切换开启或关闭)，使得该天线装置能够形成可配置的辐射模式。如果切换开启多个天线元件，则该天线装置可形成全向式辐射模式。 
有利地，该电路板互连接该通信电路，并且在可简易制造的印刷电路板内提供该天线装置。将该天线装置纳入于该印刷电路板内可降低制造该电路板的成本，并且简化与该通信电路的相互连接性。此外，将该天线装置纳入该电路板内可提供该通信电路与各天线元件间更具一致性的RF匹配。进一步优点在于，该天线装置会基本上在各天线元件的平面内辐射出方向性辐射模式。当水平地装配时，各辐射模式被水平极化，因此相较于垂直极化天线，可强化室内的RF信号传输。 
图1说明根据本发明具体实施例中的系统100的示范性略图，该系统并入了包括具有可选择元件的外围天线装置的电路板。该系统100可例如但不限于包括传送器/接收器，如802.11接入点、802.11接收器、机顶盒、膝上型计算机、电视、蜂窝电话、无绳电话、无线VoIP电话、遥控器以及如手持式游戏装置的远程终端。在一些具体实施例里，该系统100包括用于通过无线链路例如802.11无线网络中通信至一个或更多远程接收节点的接入点。 
该系统100包括电路板105，该电路板含有无线电调制器/解调器(调制解调器)120以及外围天线装置110。该调制解调器120可接收来自连至互联网(未图示)的路由器的数据，将该数据转换为经调制的RF信号，并且该天线装置110可按无线方式将该经调制的RF信号传送至一或更多远程接收节点(未图示)。该系统100亦可通过在若干远程接收节点间进行通信来形成无线局域网络的一部分。本公开虽然将聚焦于含有该电路板105的系统100的特定具体实施例，然而本发明各项特点可适用于广泛各种应用，而且并不受限于所揭示的具体实施例。例如，该系统100虽然描述为通过该天线装置110传送至远程接收节点，然而该系统100亦可通过该天线装置110接收来自该远程接收节点的经RF调制的数据。 
图2说明根据本发明的具体实施例中图1的包括具有可选择元件的外围天线装置110的电路板105。在一些具体实施例里，该电路板105包括印刷电路板(PCB)，如FR4、Roger 4003或其它具四层的电介质材料，然而亦可考虑任意数量的层，如六个。 
该电路板105包括用以互连电路的区域210，例如包括电源215、天线选择器220、数据处理器225以及无线电调制器/解调器(调制解调器)230。在一些具体实施例里，该数据处理器225包括已知电路用以接收来自连接至互联网(如通过局域网络)的路由器的数据封包。该无线电调制解调器230包括通信电路，其实质上含有任何用以将经该数据处理器225所处理的各数据封包转换成为经调制的RF信号以便于传输至一个或更多远程接收节点以及便于从之接收的装置。在一些具体实施例里，该无线电调制解调器230包括用  以将数据封包转换成802.11相符的经调制RF信号的电路。 
从该无线电调制解调器230，该电路板105也包括用以将经调制的RF信号路由传送至天线馈送端口235的微带RF线234。虽未图示，然而在一些具体实施例里，天线馈送端口235配置为通过各天线馈线将该经调制RF的信号直接地分发至该外围天线装置110的天线元件240A-240G。在如图2所述的具体实施例里，该天线馈送端口235配置为通过该切换网络237及微带馈线239A-G，将该经调制的RF信号分发至可选择天线元件240A-240G的一个或更多。虽描绘为微带，然而馈线239亦可包括耦合微带、具由阻抗转换器的共面带、共面波导、耦合带等等。 
该天线馈送端口235、该切换网络237及馈线239包括在该电路板105上的各切换及路由传送部件，供以将该经调制的RF信号路由传送至天线元件240A-G。即如在此进一步所述，该天线馈送端口235、该切换网络237及馈线239包括用于该无线电调制解调器230与天线元件240间的阻抗匹配的结构。该天线馈送端口235、该切换网络237及馈线239可进一步如图5所说明。 
即如在此所进一步叙述，该外围天线装置包括位于靠近该电路板105的外围区域处的多个天线元件240A-G。天线元件240各产生具增益(相较于全向式天线)且基本上在该电路板105平面内具有极化的方向性辐射模式。天线元件可各在与其他天线元件240相偏移的方向上排列，因此由天线元件(如该天线元件240A)所产生的方向性辐射模式在方向上偏移于由另一天线元件(如该天线元件240C)所产生的方向性辐射模式。有些天线元件亦可在基本上相同方向上排列，如天线元件240D及240E。在相同方向上排置两个或以上的天线元件240可在依此方式排置的各天线元件240间提供空间分集。 
在具有该切换网络237的具体实施例里，选择天线元件240各种组合可产生从高度方向性到全向式的各种辐射模式。一般说来，相比于单独选择任一天线元件240，使能邻近的天线元件240可在方位上获致较高的方向性。例如，比起选择单独天线元件240A或240B的任一个，选择邻近天线元件  240A及240B可提供更高的方向性。或者，选择每间隔一个天线元件(即如天线元件240A、240C、240E及240G)或所有的天线元件240可产生全向式辐射模式。 
可参阅2004年12月9日提交、标题为“System and Method for anOmnidirectional Planar Antenna Apparatus with Selectable Elements”并且先前通过引用结合于此的共同未决美国专利申请第11/010,076号，以进一步了解可选择天线元件240的操作原理。 
图3A说明在根据本发明具体实施例里图2的天线元件240A。该具体实施例的天线元件240A包括经修改的偶极，其具有在该电路板105的两个外部表面上(可视为图3A的平面)的部件。详细地说，在该电路板105的第一表面上，该天线元件240A包括第一偶极部件310。在该电路板105的第二表面上，即如图3中虚线所述，该天线元件240A包括基本上相对于该第一偶极部件310而延伸的第二偶极部件311。该第一偶极部件310及该第二偶极部件311形成该天线元件240A以基本上在该电路板平面内产生大体为心形的方向性辐射模式。 
在一些具体实施例里，如图2的天线元件240B及240C，偶极部件310及/或偶极部件311可弯折为顺应于该电路板105的边缘。将该弯折并入于该偶极部件310及/或该偶极部件311内，可缩减该电路板105的大小。虽然描述为形成于该电路板105的表面上，然而在一些具体实施例里，可将偶极部件310及311构成于该电路板的内部层上，即如在此所述。 
该天线元件240A可任选地包括一个或更多的反射器(即如该反射器312)。该反射器312包括可配置用以将由该第一偶极部件310及该第二偶极部件311所形成的方向性辐射模式加以汇聚的元件。该反射器312亦可配置以加宽该天线元件240A的频率响应。在一些具体实施例里，该反射器312可将各个经修改的偶极的频率响应加宽至约300MHz到500MHz。在一些具体实施例里，从将一个以上天线元件240耦合至该天线馈送端口235而获得的该天线装置的合并操作带宽小于从将天线元件240仅其一耦合至该天线  馈送端口235所获得的带宽。例如，选择四个天线元件240(如天线元件240A、240C、240E及240G)以获得全向式辐射模式，该天线装置的经合并的频率响应约为90MHz。在一些具体实施例里，将一个以上的天线元件240耦合至该天线馈送端口235，可在802.11无线LAN频率上维持具有低于10dB回程损失的匹配，无论经切换开启的天线元件240的数量为多少。 
图3B说明在根据本发明替代性具体实施例里图2的天线元件240A。相较于图3A的天线元件240A，该具体实施例的天线元件240A在维度上可以减少。详细地说，本具体实施例的天线元件240A包括并入曲折(meander)的第一偶极部件315、并入对应曲折的第二偶极部件316、以及反射器317。由于该曲折，因此相较于图3A的天线元件240A，本具体实施例的天线元件240A在该电路板105上可要求较小空间。 
图3C说明在根据本发明替代性具体实施例里图2的天线元件240A。该具体实施例的天线元件240A在该电路板105内部的一个或更多层上包括一个或更多部件。详细地说明，在具体实施例里，第一偶极部件321形成于该电路板105的内部接地平面上。第二偶极部件322则形成于该电路板105的外部表面上。即如参照于图4所进一步陈述，反射器323可形成于该电路板105内部，或可形成于该电路板105的外部表面上。此天线元件240A具体实施例的一项优点在于可减少或消除经由该电路板105的通路，令此具体实施例的天线元件240A制造成本较低。 
图3D说明在根据本发明替代性具体实施例里图2的天线元件240A。此具体实施例的天线元件240A包括经修改的偶极，其在该电路板105表面层上具有微带至共面带(CPS)转换332以及CPS偶极臂330A及330B。详细地说，本具体实施例提供该CPS偶极臂330A可与该CPS偶极臂330B共面并且可形成于该电路板105的相同表面上。此具体实施例亦可包括形成于该电路板105的一个或更多内部层上或该电路板105的相对表面上的反射器331。此具体实施例的一项优点在于该电路板105内不需要通路。 
应了解天线元件240A-G的个别部件(如该第一偶极部件310、该第二偶  极部件311及该反射器312)的维度是依据所欲的天线装置操作频率而定。此外，应即可了解波长维度是依照组成该电路板105的传导及电介质材料而定，这是因为电子传播的速度依照该电路板105材料的性质而定。从而，在此所指的波长维度特定地用以并入该电路板的性质，包括比如该电路板105的传导及电介质性质的考虑在内。可利用比如来自加州Fremont市ZelandSoftware公司的IE3D的RF仿真软件来建立个别元件的维度。 
图4说明在本发明其具体实施例里图3A的天线元件240A，图中显示该电路板105的多个层。此具体实施例的电路板105包括60密耳(mil)厚的层叠(stackup)，具有三个电介质及四个金属化层A-D，而在该层B处具有内部RF接地平面(从顶层A到该内部接地层B为10密耳。该层B通过40密耳厚的电介质而分隔于下一层C，其可包括功率平面。该层C通过10密耳的电介质分隔于该底层D。 
该第一偶极部件310及该反射器312的各部分412A形成于该第一(外部)表面层A上。在其中包括接至该接地层的连接(描绘为开放迹线)的第二金属化层B里，形成该反射器312的各对应部分412B。在该第三金属化层C上，形成有该反射器312的各对应部分412C。该第二偶极部件411D连同反射器对应部分412D一起形成于该第四(外部)表面金属化层D上。在不同层上的各反射器412A-D及各第二偶极部件411B-D通过相隔小于1/20波长的各金属化通路415的阵列(为简化起见仅绘出一个通路415)而互连至该接地层B，即按802.11的2.4-2.5GHz操作RF频率范围所决定。本领域技术人员应即了解该反射器312包括四个层，即经描绘为412A-D。 
图4的天线元件240A的一项优点在于可避免RF路径内的转换。此外，由于互连该电路板105各层的通路阵列以及该反射器412A各切离部分的缘故，因此本具体实施例的天线元件240A可对于该接地偶极311及该反射器元件312提供良好的接地平面。 
图5A说明在根据本发明其具体实施例里图2的天线馈送端口235及切换网络237。本具体实施例的天线馈送端口235将来自该无线电调制解调器  230的RF线234接收至分发点235A内。自该分发点235A，经阻抗匹配的RF迹线515A-G延伸到PIN二极管520A-G。在具体实施例里，RF迹线515A-G根据自该内部接地层(即如图4接地层B)的10密耳电介质而含有20密耳宽的迹线。馈线239A-G(为简化说明仅绘出馈线239的部分)自各PIN二极管520A-G延伸至每个天线元件240。 
各个PIN二极管520包括单极单投开关，以切换各天线元件240为开启或关闭(即将各天线元件240耦合或去耦合于该天线馈送端口235)。在具体实施例里，利用一串控制信号(未图示)以偏置各PIN二极管520。通过将该PIN二极管520前向偏置并导通DC电流，即可切换开启该PIN二极管520，而且选定对应的天线元件240。将该PIN二极管520反向偏置，则该PIN二极管520会被切换关闭。 
在具体实施例里，RF迹线515A-G具有与来自该天线馈送端口235的半波长的倍数相等的长度。在图5A中虽然描绘为相等长度，然而RF迹线515A-G可为具有不相等的长度，但为来自该天线馈送端口235的半波长的倍数。例如，该RF迹线515A可为长度为零，因此将该PIN二极管520A直接地附着于该天线馈送端口235。该RF迹线515B可以是半波长，该RF迹线515C可为一个波长等等，而按任意组合。PIN二极管520A-G为来自该天线馈送端口235的半波长的倍数，因此去能一个PIN二极管(如该PIN二极管520A)并不会产生RF误配而造成RF反射回到经使能的其他迹线515(例如迹线515B)和分发点235A。按此方式，当该PIN二极管540A为“off”时，该无线电调制解调器230会在该RF迹线515A上看到高阻抗，而为“on“的迹线515B的阻抗实质上不受该PIN二极管540A所影响。在一些具体实施例里，PIN二极管520A-G位于偏移于半波长距离处。该偏移被确定为将该分发点235A及/或PIN二极管520A-G内的杂散电容纳入考虑。 
图5B说明在根据本发明其替代性具体实施例里图2的天线馈送端口235及该切换网络237。该具体实施例的天线馈送端口235将来自该无线电调制解调器230的RF线234接收到分发点235B内。本具体实施例的分发  点235B配置为用于PIN二极管520A-G的焊垫。PIN二极管520A-G被焊烧于该分发点235B及馈线239A-G末端间。基本上，本具体实施例的分发点235B表现为自该天线馈送端口235的零波长距离。一项优点在于自PIN二极管520A-G延伸到天线元件240A-G的馈线提供不会中断的受控制阻抗。 
图5C说明在根据本发明其替代性具体实施例里图2的天线馈送端口及切换网络。本具体实施例可视为图5A及5B中所述的具体实施例的组合。PIN二极管520A、520C、520E及520G按类似如前参照于图5A所述的方式分别地连接于RF迹线515A、515C、515E及515G。然而，PIN二极管520B、520D及520F按类似如前参照于图5B所述的方式焊至分发点235C以及对应的馈线239B、239D及239F。 
该切换网络237虽然描述为包括PIN二极管520，然而应可了解该切换网络237实质上可包括任何如GaAs FET的RF切换装置，即如业界所众知的。在一些具体实施例里，该切换网络237包括一个或更多的单极多投开关。在一些具体实施例里，一个或更多的发光二极管(未图示)耦合于该切换网络237或馈线239，作为哪一天线元件240开启或关闭的视觉指示器。在一些具体实施例里，发光二极管会与各PIN二极管520放置在电路内，使得当选择到对应的天线元件240时，该发光二极管即点亮。 
参照图2，由于在一些具体实施例里该天线馈送端口235不在该电路板105的中央处，这会令天线馈线239相等长度且最低损失，因此天线馈线239的长度可不含自该天线馈送端口235的相等长度。天线馈线239的不相等长度可能造成在各天线元件240间的相位偏移。从而，在一些未于图2中所绘出的具体实施例里，接至天线元件240的各馈线239会设计为如馈线239中最长的那样长，即使是对于那些相对地靠近该天线馈送端口235的各天线元件240。在一些具体实施例里，馈线239的长度设计为自馈线239最长者的半波长偏移的倍数。在又其它具体实施例里，馈线239的长度为自其他馈线239的半波长偏移的奇数倍，并入经“相位反置“天线元件240以予以补偿。例如参考图2，天线元件240C及240F被反置180度，因为馈线239C及239F  从馈线239A、239B、239D、239E及239G失相180度。在经相位反置的天线元件240里，该第一偶极部件(如表面层)取代该第二偶极部件(如接地层)。应可了解这可在该天线元件内提供180度相位偏移以补偿180度的馈线相位偏移。 
该系统100(图1)并入了包括具有可选择天线元件240的外围天线装置的电路板105(图2)，其优点在于可将各天线元件240直接地建构在该电路板105上，因此可简易地以低成本制造整个电路板105。即如图2所述，该电路板105的具体实施例或布局包括基本上为方形或长方形状，因此可自随即可获用的电路板材料简易地将该电路板105予以面板化。即如相较于并入外部装配的垂直极化“鞭形”天线供以分集的系统，该电路板105可最小化或消除掉损坏各天线元件240的可能性。 
该电路板105并入了具有各可选择天线元件240的外围天线装置，其另一优点在于，天线元件240可配置以降低在该系统100与远程接收节点间的无线链路内的干扰。例如，通过接至该远程接收节点的无线链路而通信的系统100可选择所选天线元件240的特定配置，这可将在该无线链路上的干扰最小化。例如，如果通过该天线元件240C强烈地接收干扰信号，而通过该天线元件240A强烈地接收远程接收节点，则相对于选择天线元件240C，仅选择该天线元件240A可降低该干扰信号。该系统100可选择与该系统与该远程接收节点间的最大增益对应的选定天线元件240的配置。或者，该系统100可选择对应于低于该最大增益但对应于降低干扰的选定天线元件240的配置。或者，可选择各天线元件240以形成经合并的全向式辐射模式。 
该电路板105的另一项优点在于，天线元件240的方向性辐射模式会大置在该电路板105的平面内。当该电路板105为水平装配时，天线元件240的相对应辐射模式为水平极化。经水平极化的RF能量在室内会比经垂直极化的RF能量倾向于较佳传播。提供水平极化信号可改善来自利用RF源的干扰抑制(潜在地可达20dB)，这些RF源使用通常可用的垂直极化天线。 
已经根据若干优选实施例描述了本发明。本发明的其他实施例，包括这  里所述实施例的替选、改型、置换或等效，对于考虑本发明的说明书、查阅其附图和对其进行实践的本领域技术人员将是明显的。上述实施例和优选特征应当视为说明性的，本发明是由所附权利要求限定，所附权利要求因此包括落入本发明的真实精神和范围内的所有这样的替选、改型、置换或等效。 

Claims (29)

1.一种外围天线系统，包括：
通信电路，位于电路板的内部区域，该通信电路被配置以产生RF信号到该电路板的馈线分发点；
第一天线元件，位于靠近该电路板的第一外围，该第一天线元件被配置以当耦合于该馈线分发点时产生第一方向性辐射模式；
第二天线元件，位于靠近该电路板的第二外围，该第二天线元件被配置以当耦合于该馈线分发点时产生偏移于该第一方向性辐射模式的第二方向性辐射模式，其中，当该第一天线元件及该第二天线元件耦合于该馈线分发点时，该第一天线元件及该第二天线元件共同地产生在该电路板的平面中的全向式的和水平极化的辐射覆盖；以及
切换网络，被配置以选择性地将该馈线分发点耦合于该第一天线元件及该第二天线元件，
其中该切换网络包括位于自该馈线分发点的半波长倍数处的第一RF开关，该第一RF开关被配置以选择性地将该馈线分发点耦合至该第一天线元件。
2.根据权利要求1所述的外围天线系统，还包括：
该电路板的第一馈线，被配置以将该馈线分发点耦合至该第一天线元件；以及
该电路板的第二馈线，被配置以将该馈线分发点耦合至该第二天线元件，该第二馈线相较于该第一馈线具有半波长倍数的电长度。
3.根据权利要求1所述的外围天线系统，其中该第一天线元件包括经修改的偶极。
4.根据权利要求3所述的外围天线系统，其中该经修改的偶极包括弯曲的偶极部件。
5.根据权利要求3所述的外围天线系统，其中该第一天线元件还包括反射器，该反射器被配置以汇聚该第一天线元件的辐射模式。
6.根据权利要求3所述的外围天线系统，其中该第一天线元件还包括反射器，该反射器被配置以加宽该第一天线元件的频率响应。
7.根据权利要求1所述的外围天线系统，其中该第一天线元件包括第一偶极部件及第二偶极部件，其中该第一偶极部件及该第二偶极部件中的至少一个形成于该电路板的外部表面上。
8.根据权利要求1所述的外围天线系统，其中该第一天线元件包括该电路板的表面上形成的第一偶极部件以及该电路板的相对表面上形成的第二偶极部件，该第二偶极部件耦合于该电路板的内部接地层。
9.一种外围天线系统，包括：
通信电路，位于电路板的内部区域中，该通信电路被配置以产生RF信号到该电路板的馈线分发点；
多个天线元件，所述多个天线元件被设置为靠近该电路板的至少两个边缘，所述多个天线元件的每一个被配置以当耦合于该馈线分发点时构成方向性辐射模式；以及
切换网络，被配置以选择性地将该馈线分发点耦合至所述多个天线元件的每一个，以共同地实现生成在该电路板平面中的可配置的以及全向式的和水平极化的辐射模式，
其中该切换网络包括用于每个天线元件的RF开关，该RF开关位于自该馈线分发点的半波长倍数处。
10.根据权利要求9所述的外围天线系统，还包括将该RF开关耦合至该天线元件的馈线，该馈线具有自馈线分发点的半波长倍数的电长度。
11.根据权利要求9所述的外围天线系统，其中所述天线元件的至少一个包括经修改的偶极。
12.根据权利要求11所述的外围天线系统，还包括至少一个相位反置的经修改的偶极。
13.根据权利要求11所述的外围天线系统，还包括用于该经修改的偶极的反射器，该反射器被配置以汇聚该经修改的偶极的辐射模式。
14.根据权利要求11所述的外围天线系统，还包括用于该经修改的偶极的反射器，该反射器被配置以加宽该经修改的偶极的频率响应。
15.一种用于产生辐射模式的方法，包括：
在位于电路板的内部区域中的通信电路里产生RF信号；
将该RF信号从该通信电路传送至该电路板的馈线分发点；以及
将该RF信号从该馈线分发点耦合至第一天线元件及第二天线元件，该第一天线元件位于靠近该电路板的第一外围，该第二天线元件位于靠近该电路板的第二外围，该第一天线元件被配置以当耦合于该馈线分发点时产生第一方向性辐射模式，该第二天线元件被配置以当耦合于该馈线分发点时产生偏移于该第一辐射模式的第二方向性辐射模式，其中当该第一天线元件及该第二天线元件耦合于该馈线分发点时，该第一方向性辐射模式及该第二方向性辐射模式共同地产生在该电路板的平面中的全向式的和水平极化的辐射模式，
其中将该RF信号从该馈线分发点耦合至该第一天线元件包括使能RF开关，该RF开关在自该馈线分发点的RF信号的半波长倍数处耦合于该电路板。
16.根据权利要求15所述的方法，其中该RF开关包括PIN二极管。
17.根据权利要求15所述的方法，其中该RF开关在自该馈线分发点的RF信号半波长倍数的偏移处耦合至该电路板，该偏移基于该馈线分发点及该RF开关中至少一个的杂散电容。
18.根据权利要求15所述的方法，其中将该RF信号耦合至该第一天线元件及该第二天线元件包括赋能该电路板的第一馈线及该电路板的第二馈线，该第二馈线包括相较于该第一馈线的半波长倍数。
19.根据权利要求15所述的方法，其中将该RF信号耦合至该第一天线元件及该第二天线元件包括将该RF信号路由传送至该第一天线元件及该第二天线元件，使得该第一天线元件与该第二天线元件共相位。
20.根据权利要求15所述的方法，其中该第一外围及该第二外围在该电路板的相对的边缘上。
21.根据权利要求15所述的方法，其中该第一天线元件包括经修改的偶极。
22.根据权利要求21所述的方法，其中该第一天线元件还包括反射器。
23.一种外围天线系统，包括：
通信电路，位于电路板的内部区域中，该通信电路被配置以产生RF信号到该电路板的馈线分发点；
第一装置，用于在第一方向性辐射模式辐射该RF信号，该第一装置形成于该电路板的第一外围内；
第二装置，用于在偏移于该第一方向性辐射模式的第二方向性辐射模式辐射该RF信号，该第二装置形成于该电路板的第二外围；以及
用于将该馈线分发点耦合至用于辐射该RF信号的该第一装置和用于辐射该RF信号的该第二装置的装置，其中，当该第一装置及该第二装置耦合于该馈线分发点时，该第一装置及该第二装置共同地产生在该电路板的平面中的全向式的和水平极化的辐射覆盖，
其中用于耦合的该装置还包括用于将该馈线分发点选择性地耦合至该第一装置及该第二装置的装置，并且用于选择性地耦合的该装置包括位于自该馈线分发点的半波长倍数处的第一RF开关，该第一RF开关被配置以选择性地将该馈线分发点耦合至该第一装置。
24.根据权利要求23所述的外围天线系统，其中用于辐射该RF信号的第一装置包括用于汇聚该第一方向性辐射模式的装置。
25.一种电路板，包括：
馈线分发点，被配置以分发由位于该电路板的内部区域中的通信电路所产生的RF信号；
第一天线元件，位于靠近该电路板的第一外围，该第一天线元件被配置以当耦合于该RF信号时产生第一方向性辐射模式；
第二天线元件，位于靠近该电路板的第二外围，该第二天线元件被配置以当耦合于该RF信号时产生偏移于该第一方向性辐射模式的第二方向性辐射模式，其中，该第一天线元件及该第二天线元件在耦合于该RF信号时共同地产生在该电路板的平面中的全向式的和水平极化的辐射覆盖；以及
适于接收第一RF开关及第二RF开关的切换网络，该切换网络被配置以当该第一RF开关为使能时将该馈线分发点耦合至该第一天线元件，而当该第二RF开关为使能时将该馈线分发点耦合至该第二天线元件；
其中该切换网络被配置有在自该馈线分发点的RF信号半波长倍数处的第一RF开关。
26.根据权利要求25所述的电路板，其中该第一天线元件包括经修改的偶极。
27.根据权利要求26所述的电路板，其中该第一天线元件进一步包括反射器，该反射器经被配置以汇聚该第一天线元件的辐射模式。
28.根据权利要求26所述的电路板，其中该第一天线元件还包括反射器，该反射器被配置以加宽该第一天线元件的频率响应。
29.根据权利要求25所述的电路板，其中该第一天线元件包括形成于该电路板的表面上的第一偶极部件、形成于该电路板的相对表面上的第二偶极部件，该第二偶极部件耦合于该电路板的内部接地层。
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