[发明专利]用于分集应用的使用相关性管理的模态天线

说明书

包括用在分集和相似的方案中的模态天线的天线系统包括：能够有多个天线模式功能的模态天线，其中对于每个天线模式存在不同的辐射方向图；以及用于引导天线模式的改变的控制信号。还公开了设计模态分集天线的方法。

技术领域

本申请总体上涉及无线通信领域。特别是，本申请涉及适用于分集应用的模态天线和用于针对要求两个或多于两个来自相同或不同位置的辐射方向图(pattern)的分集或其它方案设计模态天线的方法。

背景技术

随着新一代手机和其它无线通信装置变得越来越小和嵌入了增加的应用(移动互联网浏览、软件下载，等等)，要求新的天线设计解决这些装置的固有限制并且启用新功能。使用经典的天线结构，需要某一物理量以在特定频率处并且使用特定带宽产生谐振天线结构。在多频带应用中，可能需要不止一个这样的谐振天线结构。但是由于与移动装置相关的尺寸限制，这样复杂的天线阵列的实际实施可能是禁止的。

现有技术中的最新发展已提供了如在2008年3月5日提交的、序列号为12/043,090、题目为“用于控制天线束方向的天线和方法(ANTENNA AND METHOD FOR STEERINGANTENNA BEAM DIRECTION)”的共同拥有的美国专利申请中所描述的天线辐射特征的控制；该申请的全部内容通过引用并入本文。

最近，已经朝向用于纠正情况的应用发展“波束控制天线”，在纠正情况中，无线装置可能进入具有很少甚至没有信号接收的位置，在现有技术中另外称为“零值”或“零值场”。当装置进入零值时，波束控制机制激活以将天线辐射特性转变为可用的状态或模式。因此，由于这些天线提供各种操作模式的事实，近来这些“零控天线(null steeringantennas)”被称为“有源模态天线”，或简称为“模态天线”，其中模态天线中的每个天线模式存在不同的辐射方向图。天线模式可以是不同的并且呈现不同的辐射形状，但是也能够被配置为展示辐射图特性中的更多的被测量的且连续的变化。

为了进一步理解本发明，本技术领域中的技术人员必须熟悉天线分集方案。在现有技术中，天线分集通常利用两个或多于两个天线辐射器以努力提高无线通信链路的质量和可靠性。尤其在室内和城市峡谷，发射机和接收机之间的视线往往变得充满各种障碍物，诸如墙和其它物体。每个信号反弹可以引入最终在接收天线处引起干扰的相位偏移、时延、衰落和失真。因此，无线链路中的破坏性干扰往往是个问题并且导致性能的降低。

天线分集方案可以通过给接收机提供多个天线减轻来自多径环境的干扰，并且因此减轻多个信号的各部分的比例。分集方案内的多个天线中的每个天线经历不同的干扰特性。因此，第二天线可能在第一天线经历零值的物理位置处接收有效的信号。总之，分集方案提供鲁棒性的链路。

天线分集通常可以以以下几种形式来实现，这几个形式包括：空间分集、方向图分集、极化分集和发送/接收分集。虽然每种形式是不同的，但是许多天线系统可以根据多种形式来设计。

空间分集通常包括多个具有相似特性的天线辐射器。多个天线在物理上彼此隔开。在第一天线可能经历信号接收的显著减少，即，零值的情况下，第二天线适用于与接收机一起使用。

方向图分集通常包括两个或多于两个具有不同辐射方向图的共址天线。该技术利用定向天线，这些定向天线往往间隔很短的距离。总之，这些共址天线能够区分很大一部分角空间并且还可以相对于全向天线元件提供相对更高的增益。

极化分集通常包括具有正交极化的成对天线。反射信号可以经历取决于其传播经过的介质的极化变化。通过配对两个互补极化，该方案可以使系统免除极化失配，否则极化失配经导致信号衰减。

发送/接收分集通常包括提供用于发送和接收功能两者的分集能力。由于对来自基站或有关链路性能的通信链路的端侧的输入的需要，实现发送分集可能更有问题。