专利名称：具有可拉伸天线的无线设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有接收机和/发射机电路、以及机械可重配置天线的无线设备，并且涉及使用这些设备的相应方法。
背景技术：
多输入-多输出(MIMO)发射模式是现有技术的无线通信系统的共有特征。具体而言，它们对移动通信标准演进的通用地面无线电接入(E-UTRA)(长期演进(LTE))、微波接入全球互通(WiMAX)、以及高速分组接入(HSPA)来说是基本的，而且与无线局域网(WLAN)通信和其他应用有夫。MMO发射模式的解释可在ISBN O 521 82615 2中的Paulraj等人的“时空无线通信的介绍(Introduction to space-time wireless communications) ” 中找到。
为了支持诸如接收分集(RD)和空间复用(SM)之类的MMO发射模式，移动终端或无线调制解调器必须配备有提供双端ロ天线系统的至少两个天线，以及在一般情况下提供被设计成彼此独立地接收(或发射，分别地)相同频带中来自不同端ロ的信号的多端ロ天线。对于接收模式，“独立地”指多端ロ天线的不同端ロ能够接收传入多路径分量的不同叠カロ，这需要其偏振复合辐射图截然不同。该能力的量化测量是在给定的基准传播情形中在不同天线端ロ接收到的信号之间的关系。通常应用的度量是在各向同性的瑞利传播情形中的两个天线信号之间的复包络相关系数(CECC)。由于应用于天线的可逆性原理，这些声明类似地适用于发射模式操作。用于移动終端或无线调制解调器的天线的关键性能度量是其在给定期望操作频率下的带宽。出于物理的原因，其他重要度量(比如，辐射频率)与带宽強烈地相关(假设应用良好的工程实践)。天线的带宽在物理上受其尺寸限制。如果天线的物理尺寸变得比操作频率下电磁波的自由空间波长小得多，则天线的带宽与其最大尺寸的三次方大致成比例地减小。对于用于MMO发射的多端ロ天线，在其任一端ロ处看到的最小带宽将限制MMO操作。在移动终端和无线调制解调器的上下文中，最大尺寸被理解为标称天线和它所附连的设备(例如，移动电话或膝上型设备)的导电结构的组合排列的最大尺寸，在该导电结构上电流密度可通过天线来激励(发射模式)、或者它通过传入电磁波耦合到其激励(接收模式)。天线和导电底板之间的这种耦合对几乎所有实用的小移动设备都是必不可少的。其天线否则将不提供所需带宽。开发移动设备的导电底板作为天线延伸件可被描述为该底板的特性模式的激励。天线-底板组合的辐射图由各种特性模式给出。为了实现移动终端或无调制解调器的MMO天线系统中的多个天线端ロ之间的上述“独立”耦合，特性模式的不同叠加必须通过不同的天线端ロ来激励(发射模式)。如果在至少两个尺寸中该结构“大”(以半波长的数量级)、并且如果天线元件沿着导电底板的周边以足够“大”的距离间隔开，则这相对容易实现。不幸的是，这不适用于诸如举例而言以高速卡格式、或以附连到膝上型设备(尤其是以低于IGHz的频率)的通用串行总线(USB)适配器(dongle)的形式实现的小尺寸无线调制解调器的情况。然后，调制解调器内的天线位于膝上型设备ー边的单个小体积内。结果是，一个天线端ロ示出宽的带宽，而第二或其他端ロ示出相对较小的带宽。具体而言，它变成用于低频E-UTRA频带种类的MMO覆盖的所需瞬时带宽在高速卡或USB棒的物理尺寸内不可企及。为了在这些设备中实现有效的多端ロ天线系统，因此超过高速卡或USB棒的限制来扩大第二或其他天线端ロ的体积是强制性的。不幸的是，该方法导致庞大的设备，并且与消费者预期和移动设备的典型使用情况(诸如在列车中使用膝上型设备)冲突。在过去当移动设备中的多端ロ天线系统主要设计用于近2GHz的操作频率时，该问题不太严重。现在随着从698MHz到960MHz的范围内的频带被用于MMO发射，它成为更严重的问题。在现有设备(主要设计用于RD而不用于SM模式，并且大多数以更高频率)中，通常沿袭初级(好)和次级(差)天线的概念。但是对于SM操作，所有天线应当在带宽和效率方面具有相当的性能。在ー些其他“ΜΜ0”设备中，只将单个天线集成在无线调制解调器内，并且预见外 部连接器被用于附连次级天线。由于用户不得不携帯和组装供移动使用的附加装备，因此该解决方案从用户的观点来看必然被认为是极不方便的。这使得匹配更加困难。
发明内容
本发明的目的在于，提供经改进的装置或方法。根据第一方面，本发明提供无线通信设备，该无线通信设备包括在相同频带中支持至少两个同时接收路径的接收机电路和/或在相同频带中支持至少两个同时发射路径的发射机电路、并且包括具有至少两个端ロ但一般具有N个端ロ的多端ロ天线，该N等于设备中的可用接收机或发射机电路的数量N，所述多端ロ天线具有包括至少ー个压缩机械状态和一个拉伸机械状态的多个机械状态、并且经由2N端ロ匹配和解耦网络连接到接收机和/或发射机电路的N个端ロ，该2N端ロ匹配和解耦网络具有多个可选电状态，每ー电状态对应于多端ロ天线系统的机械状态中的至少ー个，从而存在允许在秩为N的无线信道中的接收和/或发射操作的、多端ロ天线系统的机械状态与匹配和解耦网络的电状态的至少ー种组合，其中N等于可用接收机或发射机电路的数量和天线端ロ的数量中的较大ー个，以及允许在秩小于N的无线信道中的接收和/或发射操作的、多端ロ天线的机械状态与匹配和解耦网络的电状态的至少第二組合。通过在状态的不同组合之间的这种自适应，可更有效地开发天线的不同可能配置。通过在用户无法容易地使用诸如拉伸天线之类的一些机械状态时(例如，在旅行吋)保持有限性能的便利性，获取更佳的多端ロ性能。对信道的秩的引用_在用相关术语表达，对于诸如调制、编码、SNR等给定条件，空间复用中的多少流可用于使吞吐量最大化，从而如果可使用空间复用中的N个流来实现的吞吐量高于通过小于N个流的任何方案的吞吐量，则秩为N。可从这些方面添加或放弃任何附加特征。一些实施例包括耦合或控制机构，对多端ロ天线的不同机械状态之一的选择自动地触发对匹配和解耦网络的相应电状态的选择，或反之亦然，以使该设备在这些状态的第一和第二組合之间自适应。这可有助于简化用户设备的操作。在一些实施例中，耦合机构可由直接机械动作操作，从而多端ロ天线的机械状态改变导致对匹配和解耦网络的相应电状态的选择以致动ー个或多个开关，和/或机械地诱发匹配和解耦网络或天线或者两者内的电抗或分布电路元件的电參数的改变。这可有助于避免对控制器的需求，并且由此使构造更简单且降低成本。在一些实施例中，存在具有用于感测多端ロ天线的机械状态的传感器、并且具有根据传感器的输出来触发对匹配和解耦网络的相应电状态的选择的电路的电耦合机构，该电路具有电控开关元件、和/或匹配和解耦网络或天线或者两者内的电可调电抗和/或分布电路元件。该电控制可能更复杂且可能更昂贵，但是可避免机械耦合的ー些缺点。在一些实施例中，存在用于选择多端ロ天线和/或匹配和解耦网络的机械状态的手动可控机构。这可以是用户友好的，并且比自动化示例简单。在一些实施例中，可存在可用于基于如下任意ー个或多个来控制对多端ロ天线的机械状态的选择和/或匹配和解耦网络的电状态的选择的自适应控制器对接收和/或发射信号的測量；对多端ロ天线和/或匹配和解耦网络的诸如阻抗或散射參数之类的电特性的測量；关于数字基带所供应的接收和/或发射条件的信息；关于传感器可能检测到的近 场环境条件的信息、从该设备可通信的网络的另ー站或基站接收到的的信息、或者其任何组合，其中该设备包括机电致动器、可由用于执行对多端ロ天线的机械状态的选择和/或对匹配和解耦网络的电状态的选择的自适应控制器控制的电控开关元件和/或电可调电抗和/或分布电路元件中的任意ー个或多个。这可能比手动操作更便利，并且可实现更复杂的自适应。自适应控制器可通过例如安排成控制自适应匹配电路的自适应的程序受控处理器来实现。这可实现更复杂的控制。在一些实施例中，该设备可集成到与移动计算设备一起使用的可移动模块中。这是其中当存在有限的空间且不方便使用拉伸天线时存在对更佳MMO接收和便于维持好操作的需求的ー个应用。本发明的另一方面提供无线通信设备，该无线通信设备包括在相同频带中支持至少两个同时接收路径的接收机电路和/或在相同频带中支持至少两个同时发射路径的发射机电路、并且包括可用接收机或发射机路径的具有至少两个端口和足够数量(N个)端ロ的多端ロ天线，所述多端ロ天线具有包括至少ー个压缩机械状态和一个拉伸机械状态的多个机械状态、并且经由2N端ロ匹配和解耦网络连接到接收机和/或发射机电路的N个端ロ，该2N端ロ匹配和解耦网络具有多个可选电状态，每ー电状态对应于多端ロ天线系统的机械状态中的至少ー个，从而存在允许在秩为N的无线信道中的接收和/或发射操作的、多端ロ天线系统的机械状态与匹配和解耦网络的电状态的至少第一组合，其中N等于可用接收机或发射机电路的数量和天线端ロ的数量中的较大ー个、以及允许在秩小于N的无线信道中的接收和/或发射操作的、多端ロ天线的机械状态与匹配和解耦网络的电状态的至少第二組合，该方法包括以下步骤使用处于状态的第一组合中的设备来发射和/或接收，使该设备自适应至状态的第二組合，以及使用处于状态的第二組合中的设备来发射和/或接收。任一附加特征可组合在一起，并可与任一方面组合。其他优点(尤其是优于现有技术的优点)将对于本领域技术人员而言是显而易见的。可作出各种变化和修改而不背离本发明的权利要求。因此，应当清楚地理解本发明的形式只是说明性的，而不g在限定本发明的范围。
作为示例，现在将參考附图来描述本发明可如何实施，其中图Ia示出其中天线处于拉伸状态中的第一实施例的特征的示意图，图Ib示出其中天线处于压缩状态中而不使用N个端口中的一些端ロ的第一实施例的示意图，图2示出类似实施例的示意图，图3示出具有用于重配置天线和触发匹配电路的改变的机构的又ー实施例的特征，
图4示出具有自适应控制器的又ー实施例，图5a示出具有用于通过选择使用哪一匹配电路来适应匹配电路的开关的又ー实施例，图5b示出匹配电路中具有分布开关的又ー实施例，图6示出具有电耦合的又ー实施例，图7至9示出可插入卡形式的又一实施例的视图，以及图10至12示出可重配置天线的其他实施例的视图。
具体实施例方式将针对具体实施例并參考特定附图来描述本发明，但是本发明不限于此，而仅由权利要求限定。所述的附图只是示意性的，而非限制性的。在附图中，出于说明的目的，ー些元件的尺寸可被放大，并且不按比例绘制。在引用単数名词(例如，“一”或“ー个”，“该”)时使用不定冠词或定冠词的地方，该冠词包括该名词的复数，除非另外明确说明。权利要求中所使用的术语“包括”不应被解释为限于其后列出的装置，它不排除其他元件或步骤。由此，“一种设备，包括装置A和B的”的表达范围不应限于只由组件A和B组成的设备。它是指相对于本发明，该设备仅有的相关组件是A和B。此外，说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等用于在类似的元件之间进行区分，而不一定用于描述先后次序或时间次序。应当理解，在适当的境况下如此使用的术语可互換，并且本文中所述的本发明的实施例能够以不同于本文中所述或所示的其他顺序来操作。此外，说明书和权利要求中的术语顶部、底部、上、下等用于描述性目的，而不一定用于描述相对位置。应当理解，在适当的境况下如此使用的术语可互換，并且本文中所述的本发明的实施例能够以不同于本文中所述或所示的其他取向来操作。对程序的引用可涵盖以任何合适语言且存储在任何种类的存储器(局部或远程、易失性或非易失性)中、并且可由处理器访问的任何种类的程序。对处理器的引用可涵盖任何种类的处理硬件，包括专用集成电路(ASIC)模块、通用处理器、个人计算机、数字信号处理器等。对多端ロ天线的引用g在涵盖具有两个或两个以上不相同辐射图的ー个或多个辐射体结构的任何排列，从而涵盖单极或偶极结构、涵盖具有用于不同信号的多个端ロ的ー个辐射结构、并且涵盖具有N个端ロ的若干辐射结构，在此情况下，多个辐射结构充分地接近而无法成为独立的天线，完全解耦，并且由此需要多端ロ匹配电路而非能够独立匹配。对多端ロ模式中的操作的引用g在涵盖使用ー个以上信号的操作，并且可涵盖其中在多个空气路径上发射相同信号的空间分集操作，且可涵盖其中在多个空气路径上发射不同信息的空间复用。对无线设备的引用可涵盖具有如要求保护的天线、匹配电路、以及发射机或接收机电路的任何种类的设备，且因此涵盖诸如移动电话、移动计算设备之类的设备、诸如插头或USB棒或卡或电路板之类的与膝上型设备或其他计算设备一起使用的模块，并且还涵盖例如嵌入诸如车辆、容器或包裹的跟踪设备的具有无线能力的产品，且可涵盖车辆或容器本身。对MMO的引用旨在涵盖发射模式，例如，如为例如3GPP TS 36. 201和3GPP TS36. 211至36. 214中的E-UTRA标准Rel_8、以及此处引用的标准文献所指定的发射和接收 分集、空间复用和波束成形。各个实施例的介绍作为介绍，首先将讨论在现有系统的情况下的ー些问题。MMO系统在矩阵信道上而不是只在单个无线电信道上发射数据。为了增加在丰富的多路径环境中操作的无线通信系统的容量，MMO系统是很有吸引力的。在添加更多端ロ的情况下的主要问题是在其上可获取有用MMO操作的带宽减小。然而，在实际的MIMO系统中，由于接收机中的信号之间的相关性，容量減少。因此，由于随着相关性减小而增加容量的趋势，从不同天线端ロ接收到的信号之间的相关性是MIMO系统中的重要參数。多端ロ天线的端ロ之间的相关性可以各种方式測量。MMO性能还可以其他方式測量，包括诸如返回损耗、端ロ之间的隔离、在从每一端ロ的低反射方面的效率之类的參数。图la、lb、2表征各个实施例:图Ia示出表示状态的第一组合的示例的第一实施例的特征的示意图。该设备可以是发射机和/或接收机。机械可重配置的多端ロ天线20处于拉伸状态中，并且耦合到自适应匹配网络21。这使得天线的N个端ロ 22分别与发射机和/或接收机电路23的N个端ロ耦合和匹配。机械可重配置的多端ロ天线可在至少ー个压缩天线配置和一个拉伸天线配置之间重配置。自适应多端ロ匹配电路可自适应为使端ロ与压缩天线配置或拉伸天线配置电匹配。在操作时，可存在以下步骤使用处于压缩天线配置中的设备来发射和/或接收、使用匹配电路以使多端ロ天线与接收机和/或发射机电路的至少ー个端ロ电匹配、之后将天线机械重配置成拉伸天线配置、以及使匹配电路自适应为使接收机和/或发射机电路的两个或更多个端ロ与天线电匹配。然后，可分别使用处于多端ロ模式中的拉伸天线配置中的设备来实现发射和/或接收。图Ib示出自适应之后的同一实施例，并且表示状态的第二組合的示例。天线处于压缩状态中，并且匹配电路使小于N的端ロ匹配。图2示出解释匹配术语的同一实施例的示意图。该图示出发射机和/或接收机电路处的处于压缩配置或拉伸配置中的天线、匹配网络、以及多个端口和任意終端。通过多个端ロ看到，匹配电路具有N个端ロ的导纳矩阵Yk。通过匹配网络看到，任意終端具有负载导纳矩阵对于多端ロ天线，相关性取决于匹配，并且该相关性是天线和终端两者的特性。对于多端ロ的情况，在厄密共轭(Hermitian)匹配的条件下,无损多端ロ天线在各向异性瑞利环境中的所有端ロ之间具有零相关性。多端ロ天线通过使其N个端ロ的导纳矩阵Ya等于负载导纳矩阵粆的厄密共轭转置来进行匹配(针对最大功率转 换)。图3_θ讲ー步表征各个实施侈II。图3示出在添加用于使用户或控制器能更改机械可重配置天线的配置的手动或自动控制机构30的情况下，类似于图Ia的一个实施例的示意图。自适应匹配电路可使用触发信号或机械触发器来适应状态的不同组合。对于手动操作的情况，机构可具有致动器，诸如举例而言改变天线状态、以及任选地开关或调谐匹配电路的杆。替换地，这些功能中的一个或两个可通过可因此受控制器控制的机电致动器来实现。这可涉及通过电动机、或者电磁体或其他装置来改变天线的各部分的相对取向和相对位置。图4示出在添加大量特征的情况下的类似于图Ia的一个实施例的示意图。提供自适应控制器41用于控制自适应。例如，这可通过受程序43控制的处理器42来实现。它可接收来自天线和来自匹配电路的输入，诸如阻抗测量值。该控制器可输出诸如选择信号之类的控制信号以自适应天线和匹配电路的状态。该控制器的其他输入可包括例如来自其余部分无线网络的信息、来自检测器44的信号強度信息、或者来自用于感测天线本地的环境的外部传感器45的接收条件，诸如湿度、地平面接近度、不同端口上的入射和反射波的功率电平等。图5a和5b示出自适应多端ロ匹配电路21的示例。图5a示出第一和第二匹配电路52、53。这些匹配电路中的任一个可耦合成供耦合到天线的ー组(a bank of)开关51使用，并且供耦合到多个端ロ的一组开关54使用。可设想自适应匹配电路的许多其他方式。图5b示出其中存在受控以改变匹配电路状态的分布开关55的类似示例。例如，可存在通过天线的机械运动而返回的可调组件、或者匹配电路的内部节点处的开关。开关未必总是必需的。图6示出其中提供电耦合57用于自适应状态的组合的另ー示例。例如，该电耦合可包括用于感测天线的状态的传感器56、以及基于该传感器的输出来输出触发信号以自适应匹配电路的状态的电路58。在天线的ー些示例中，提供N端ロ天线用于拉伸配置，其中ー些端ロ是机械可拉伸的K个端口中的在天线处于压缩配置中时不再使用的部分。由此，在不同配置中存在不同数量的端ロ，N个端ロ或N-K个端ロ。在一些情况下，天线端ロ对应于天线元件，然而在其他情况下，多端ロ天线的不同端ロ可能与空间分离或単独可标识的天线元件不相关联，而只与整个天线结构的不同辐射图相关联。同样，天线端ロ的数量可大于空间复用型的MIMO系统中的不同发射信号的数量。图7、8和9,具有单极和偶极的卡实施例本发明的一些实施例涉及配备有多天线系统的无线调制解调器，该多天线系统具有至少两个机械状态，并且结合与所选机械状态一致的在适当的匹配和解耦网络之间的自动切換。在本实施例中，高速卡形式的可移动模块的示例设置有双天线系统。天线系统可在使用MMO模式(图8)的拉伸状态和使用非MMO模式(图9)的压缩状态之间机械地切换。侧视图在图7中示出。该方法背后的基本原理是在具有中间接收条件的移动使用情况的相当一部分中，非MMO模式将是完全足够的。实际上，只存在其中MMO模式相关的两种情况其中SM可能的好接收条件、以及其中RD有益的差接收条件。在侧视图中，电路板120在截面中示出，并且包含在外壳100中。翼片110形式的天线的可移动部分在侧视图中示出一端，而其长度在平面图中示出。在侧视图中，构成匹配电路的电路组件在电路板的顶部和底部上由部件MDNl和MDN2示出。MMO模式的状况如图8所示在该图左侧的平面图中且在该图右侧的端视图中示出。在两个拉伸翼片110之间，天线系统将单极操作(相对于膝上型设备的底板)与偶极操作組合。在该拉伸机械状态中，天线的两个翼片通过印刷电路板(PCB)顶侧的弹簧触点来连接到第一匹配和解耦网络MDNl (端ロ I和2)。匹配和解耦网络将两个电模式(单极共模以及偶极差模)转换成可在端ロ 3和4访问的两个实际独立的信号。
压缩模式在图9中示出。相同的两个视图在图8中示出。两个翼片被推入外壳以彼此重叠，其中它们保持面对面地连接。该结构的尺寸太小不能在该状态中支持低频的有用偶极模式。然而，仍然可使用单极模式。PCB底侧的弹簧触点将两个翼片联合地连接到第ニ匹配网络MDN2的端ロ 5。在该状态中，端ロ 6是匹配的单个天线端ロ。该结构可在翼片之间配备有弹簧，从而通过按压释放弹簧的按钮可进行从非MIMO模式到MIMO模式的切換。针对传输或非MIMO操作，可再次使用拇指和食指向内推动翼片。为了清楚起见未示出的是使端ロ 3和4断开连接、相反使端ロ 6连接到收发机的又一开关。该开关可通过使用滑动弹簧触点的同一机械动作来致动。给出图7至9只作为示出概念的示例。存在大量的可选实现。同样，可考虑若干实现特征，例如避免干扰其他附近的连接器(根据翼片滑动的适当取向)。该方法具有对N天线系统的直接概括，在此情况下，图7至9中的两个电模式(共模和差摸)用天线系统的N个本征模替代。根本的点在于，机械状态改变伴随着匹配和解耦网络的电状态改变。更具体的方面在于，天线系统的尺寸减小自动地引起可通过天线系统实现的无线信道的最大秩减小的事实。在平面图中，一些示例中的卡的尺寸可约为95mm乘以35mm。在拉伸配置中，宽度可从35mm延长到70mm。原则上，尺寸相对于使用的波长在电学上是小的。拉伸配置中的诸如宽度之类的尺寸可高达四分之一波长、或者可高达一半波长。操作的典型频率可以是700MHz至2. 6GHz。在其他情况下，所使用的频率可低至400MHz、或高达3. 5GHz。图10-12,可重配置天线的其他示例图10至12示出其中天线具有可用不同方式重新配置的两个偶极的其他实施例。在图10中，通过基板70上的一对偶极(72、74)和(78、79)来示出压缩配置。耦合到接收机和/或发射机电路(未示出)的匹配电路21设置在一端。偶极之ー被铰接以使其取向能够如图11所示地改变。该图示出铰链80,并且示出当前在拉伸配置中正交取向的两个偶扱。图12示出另一可选的拉伸配置。在此情况下，提供滑块90。该滑块使偶极之间的间隔能够在不改变取向的情况下増大。其与图11组合以改变间隔并更改取向。在一些示例中，可存在两个以上的偶极，每ー偶极具有不同的取向或间隔。原则上，压缩配置只可用于下行链路，而在需要上行链路时使用拉伸配置，或反之亦然。总而言之，以上已描述了无线设备，该无线设备包括在相同频带中支持至少两个独立的同时发射路径的接收机电路(23)和/或发射机电路、以及可用接收机或发射机电路的具有N个端ロ(22)的多端ロ天线(20)。多端ロ天线具有压缩机械状态和拉伸机械状态，并且经由2N端ロ匹配和解耦网络(21)连接到接收机和/或发射机电路(23)的N个端ロ。该2N端ロ匹配和解耦网络具有多个可选电状态，每ー电状态对应于机械状态中的至少ー个。机械状态和电状态的ー种组合允许在秩为N的无线信道中的操作。机械状态和电状态的第二組合允许在秩小于N的无线信道中的操作。当用户无法使用拉伸天线时，可在保 持有限性能的便利性的情况下获取具有拉伸天线配置的更佳MIMO性能。可在权利要求的范围内设想其他变体。
权利要求
1.一种无线通信设备，所述无线通信设备包括在相同频带中支持至少两个独立的同时接收路径的接收机电路(23)和/或在相同频带中支持至少两个独立的同时发射路径的发射机电路、并且包括可用接收机或发射机电路的具有至少两个端口和足够数量的N个端口(22)的多端口天线(20)，所述多端口天线具有包括至少一个压缩机械状态和一个拉伸机械状态的多个机械状态、并且经由2N端口匹配和解耦网络(21)连接到所述接收机和/或发射机电路(23)的N个端口，所述2N端口匹配和解耦网络具有多个可选电状态，每一电状态对应于所述多端口天线系统的机械状态中的至少一个，从而存在允许在秩为N的无线信道中的接收和/或发射操作的、所述多端口天线系统的机械状态与所述匹配和解耦网络的电状态的至少一种组合，所述N等于可用接收机或发射机电路的数量和天线端口的数量中的较大一个，以及允许在秩小于N的无线信道中的接收和/或发射操作的、所述多端口天线的机械状态与所述匹配和解耦网络的电状态的至少第二组合。
2.如权利要求I所述的设备，其特征在于，包括耦合或控制机构(30)，藉由所述耦合或控制机构(30)对所述多端口天线的不同机械状态之一的选择自动地触发对所述匹配和解耦网络的相应电状态的选择，或反之亦然，以使所述设备在所述状态的第一和第二组合之间自适应。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述耦合机构(30)可由直接机械动作操作，从而所述多端口天线的机械状态改变导致对所述匹配和解耦网络(52、53)的相应电状态的选择以致动一个或多个开关(54)，和/或机械地诱发所述匹配和解耦网络或所述天线或者两者内的电抗或分布电路元件的电参数的改变。
4.如权利要求2或3所述的设备，其特征在于，包括具有用于感测所述多端口天线的机械状态的传感器(56)、并且具有根据所述传感器的输出来触发对所述匹配和解耦网络的相应电状态的选择的电路(58)的电耦合(57)，所述电路具有电控开关元件、和/或所述匹配和解耦网络或所述天线或者两者内的电可调电抗和/或分布电路元件。
5.如任一先前权利要求所述的设备，其特征在于，包括用于选择所述多端口天线和/或所述匹配和解耦网络的机械状态的手动可控机构(80、90)。
6.如任一先前权利要求所述的设备，其特征在于，包括可用于基于如下任意一个或多个来控制对所述多端口天线的机械状态的选择和/或所述匹配和解耦网络的电状态的选择的自适应控制器(41):对接收和/或发射信号的测量；对所述多端口天线和/或所述匹配和解耦网络的诸如阻抗或散射参数之类的电特性的测量；关于数字基带所供应的接收和/或发射条件的信息；关于传感器(45)可能检测到的近场环境条件的信息、从所述设备可通信的网络的另一站或基站接收到的信息、或者其任何组合， 其中所述设备包括机电致动器、可由用于执行对所述多端口天线的机械状态的选择和/或对所述匹配和解耦网络的电状态的选择的自适应控制器来控制的电控开关元件和/或电可调电抗和/或分布电路元件中的任意一个或多个。
7.如任一先前权利要求所述的设备，其特征在于，集成到可移动模块中以供与移动计算设备一起使用。
8.一种使用无线通信设备的方法，所述无线通信设备包括在相同频带中支持至少两个独立的同时接收路径的接收机电路(23)和/或在相同频带中支持至少两个独立的同时发射路径的发射机电路、并且包括可用接收机或发射机电路的具有至少两个端口和足够数量的N个端口(22)的多端口天线(20)，所述多端口天线具有包括至少一个压缩机械状态和一个拉伸机械状态的多个机械状态、并且经由2N端口匹配和解耦网络(21)连接到所述接收机和/或发射机电路(23)的N个端口，所述2N端口匹配和解耦网络具有多个可选电状态，每一电状态对应于所述多端口天线系统的机械状态中的至少一个，从而存在允许在秩为N的无线信道中的接收和/或发射操作的、所述多端口天线系统的机械状态与所述匹配和解耦网络的电状态的至少第一组合，其中所述N等于可用接收机或发射机电路的数量和天线端口的数量中的较大一个，以及允许在秩小于N的无线信道中的正确接收和/或发射操作的、所述多端口天线的机械状态与所述匹配和解耦网络的电状态的至少第二组合，所述方法包括以下步骤 使用处于状态的所述第一组合中的设备来发射和/或接收， 使所述设备自适应至状态的所述第二组合，以及 使用处于状态的所述第二组合中的设备来发射和/或接收。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，包括根据所述多端口天线的机械状态的改变来自动地触发对所述匹配和解耦网络的相应电状态的选择，或反之亦然，以使所述设备在所述状态的所述第一和第二组合之间自适应的步骤。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述自动触发包括致动一个或多个开关(54)、和/或机械地诱发所述匹配和解耦网络或所述天线或者两者内的电抗或分布电路元件的电参数改变的直接机械动作。
11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，包括使用电控开关元件、和/或所述匹配和解耦网络或所述天线或者两者内的电可调电抗和/或分布电路元件，来感测所述多端口天线的机械状态、并且根据所述传感器的输出而电触发对所述匹配和解耦网络的相应电状态的选择的步骤。
12.如权利要求8至11中任一项所述的方法，其特征在于，包括手动地更改所述多端口天线和/或所述匹配和解耦网络的机械状态的步骤。
13.如权利要求8至12中任一项所述的方法，其特征在于，包括基于如下任意一个或多个来电控制对所述多端口天线的机械状态的选择和/或所述匹配和解耦网络的电状态的选择的步骤对接收和/或发射信号的测量；对所述多端口天线和/或所述匹配和解耦网络的诸如阻抗或散射参数之类的电特性的测量；关于数字基带所供应的接收和/或发射条件的信息；关于传感器(45)可能检测到的近场环境条件的信息、从所述设备可通信的网络的另一站或基站接收到的信息、或者其任何组合， 其中所述控制步骤包括控制机电致动器、可由用于执行对所述多端口天线的机械状态的选择和/或对所述匹配和解耦网络的电状态的选择的自适应控制器控制的电控开关元件和/或电可调电抗和/或分布电路元件中的任意一个或多个。
全文摘要
本发明涉及一种具有可拉伸天线的无线设备。无线设备包括在相同频带中支持至少两个独立的同时发射路径的接收机电路(23)和/或发射机电路、以及可用接收机或发射机电路的具有N个端口(22)的多端口天线(20)。多端口天线具有压缩机械状态和拉伸机械状态，并且经由2N端口匹配和解耦网络(21)连接到接收机和/或发射机电路(23)的N个端口。该2N端口匹配和解耦网络具有多个可选电状态，每一电状态对应于机械状态中的至少一个。机械状态和电状态的一种组合允许在秩N的无线信道中的操作。机械状态和电状态的第二组合允许在秩小于N的无线信道中的操作。当用户无法使用拉伸天线时，可在保持有限性能的便利性的情况下获取具有拉伸天线配置的更佳MIMO性能。
文档编号H04B7/06GK102820913SQ201210179078
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月24日 优先权日2011年5月26日
发明者W·L·施罗德, A·克鲁斯基 申请人:欧比讯股份有限公司