[发明专利]天线装置

说明书

本发明涉及天线装置的技术领域。

传统上，天线装置包括天线、接收机和发射机，能够交替地把天线耦合到发射机(在发射阶段)和接收机(在接收阶段)。

在这样的天线装置中遇到的一个问题是在发射机与天线之间如何达到最优的耦合。

参照本说明书的图1A，Motorola以色列公司的英国专利No.2,323,799公开了一种天线装置10，它包括天线A、发射机(后者包括在其输出端上的功率放大器16)和把天线A与发射机耦合用的装置18。

耦合装置18由传输线形成，正如后面将要更详细地描述的，它能对放大器16的输出阻抗进行变换。应该指出，该传输线18起相位滞后电路的作用。

应该指出，在天线A不处于发射阶段(尤其是在接收阶段)时传输线18使发射机能与天线A隔离。在这样的情况下，这样控制功率放大器16，使其不再提供信号，于是其输出阻抗具有高电抗的性质。这样设置传输线18，使得从天线A向发射机看去的阻抗相当于开路(高阻抗)。换句话说，发射机与天线A绝缘，向接收机提供由天线A接收的射频信号。

天线装置10的一个缺点是它包括传输线，这个电路要占相当多的空间。

天线装置10的另一个缺点是它要求使外加的电路能够控制功率放大器16，这与诸如限制空间要求、重量、电力消耗，因而制造成本和使用成本等通常工业上关心的问题是背道而驰的。

参照本说明书的图1B，文件“采用脉冲操作方式的移动电话功率放大器的漏极电源开关”“西门子公司应用评论”No.009，离散和射频半导体部门，A03版，描述了控制电路23，它包括控制装置25和场效应晶体管28(P型沟道)。晶体管28连接在电源端子(用来接收电源电压Vb)和系统地之间，通过功率放大器16的电源端子。该晶体管28受控制装置25的控制，使得当天线A处于发射阶段时，放大器16能够以最小的电功率损耗从发射机向天线提供功率足够大的射频信号。

另外，本发明的申请人观察到，当天线A处于发射阶段时，从电功率损耗的观点看，射频信号的提供不是最优的，而且在天线A不处于发射阶段时，发射机和天线的隔离不是最优的，因为放大器16的输出阻抗会变化。

本发明的一个目的是提供一种天线装置，它包括天线和发射机，这种天线装置克服了上述缺点，以便在发射机和天线之间提供最优的耦合，亦即耦合引起的射频电功率损耗最小。

本发明的另一个目的是提供一种天线装置，它能够不必求助于外加组件(例如P型沟道场效应晶体管)即能控制发射机的功率放大器。

本发明的再一个目的是提供一种天线装置，它满足复杂性最小、功耗低、紧凑、成本低这样一些远程通信通常的判断准则。

通过按照权利要求1的天线装置来达到这些和其它目的。

参照附图、阅读仅作为例子给出的4个实施例的详细描述，对本发明的这些和其它目的和特征将更加清楚，附图中：

-图1A，上面已经提到，表示按照先有技术的天线装置；

-图1B，上面已经提到，表示能够适合于图1A天线装置的传统控制电路；

-图2表示按照本发明的天线装置的最佳实施例，它包括天线、接收机、发射机和耦合装置；

-图3表示图2接收机的实施例；

-图4表示图2耦合装置的电路；

-图5表示图2天线装置的第一种改进；

-图6表示图2天线装置的第二种改进；

-图7表示图2天线装置的第三种改进。

参照图2，天线装置29包括天线A、发射机32和耦合装置30。天线装置29还可以包括接收机31；但是，本专业的技术人员会发现，接收机31的实施例与发射机32和天线A之间的耦合无关，就是说，与耦合装置30的操作无关。

发射机32包括连接到处理单元(图2中未示出)的输入端子321，以便能够接收一般代表天线A在发射阶段需要发射的数据的电压V_data。正如下面将要描述的，发射机32还包括连接到耦合装置30的两个连接端子322和323。

发射机32安排成能够向天线A提供功率足够的射频信号RF。为此目的，发射机32包括前置放大器33、电容34、电感38、高阻抗40和场效应晶体管36(在本实施例中是N型沟道)。

前置放大器33与晶体管36串联连接。晶体管36的栅极端子通过高阻抗40连接到系统地，以及通过前置放大器33和电容34连接到发射机32的输入端子321。晶体管36的漏极端子连接到发射机32的端子322，并通过电感38连接到电源端子，以接收电源电压Vb。而晶体管36的源极端子连接到发射机32的端子323。