一種用于手持移動終端的可重構天線設計

摘要：提出了一種可用于手持移動終端的可重構天線的設計方法。該天線安裝有兩個RF-PIN開關，可通過一個直流控制電路控制開關的狀態(tài)，以使天線的極化方式和輻射方向圖發(fā)生變化，從而實現(xiàn)極化可重構和方向圖可重構。該天線結構緊湊，易于與電路板集成在一起，在移動終端中有良好的應用價值。
關鍵詞：可重構天線；極化方式；方向圖；RF-PIN開關

O 引言
目前，各種通信系統(tǒng)發(fā)展的重要方向之一是大容量、多功能、超寬帶。通過提高系統(tǒng)容量、增加系統(tǒng)功能、擴展系統(tǒng)帶寬，一方面可以滿足日益膨脹的實際需求，另一方面也可以降低系統(tǒng)成本。而天線作為各種無線通信系統(tǒng)的前端，其性能對于通信系統(tǒng)整體功能具有重要的影響，因此也相應的對其提出了諸如多頻、寬帶、小型化等要求。隨著無線通信系統(tǒng)的日益復雜化，單一的傳統(tǒng)天線已經(jīng)不能滿足要求。而多天線設計雖然可以滿足新一代無線通信系統(tǒng)對天線的高要求，但是，天線數(shù)目的增多，會使設備成本、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，由于空間有限，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(yōu)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、極化特性等方面實現(xiàn)重構，從而使一個天線能夠?qū)崿F(xiàn)多個天線的功能，適應移動終端不同的應用環(huán)境和要求。
在天線的方向圖可重構方面，目前的研究主要集中在采用八木形式的結構上。即通過開關控制來改變反射器或引向器的有效諧振長度，從而實現(xiàn)反射或者引向作用，使天線的輻射方向發(fā)生變化。但是，這種方式需要多個天線。故在手持終端有限的空間下，采用這種方式有很大的困難。另外，在天線極化方式可重構方面，研究的重點也是單貼片的天線，即通過在天線上開槽或者采用多條饋線，并在不同位置安裝開關來改變開關的狀態(tài)從而實現(xiàn)極化方式的變化，但是，這種天線的面積較大，同時采用多條饋線的結構太復雜，都不適用于實際的移動設備。
本文提出了一種用于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開關，可通過直流控制電路控制開關的通斷，以使天線以兩種正交的線極化方式工作，同時也使天線的方向圖發(fā)生變化，從而實現(xiàn)極化方式和方向圖的重構。該天線結構緊湊，面積小，易于制造，并具有在同一終端安裝多個天線來實現(xiàn)MIMO(多輸入多輸出系統(tǒng))的潛力，故在移動終端中有良好的應用價值。

1 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開關控制電路示意圖如圖1所示。