用于干扰抑制的天线系统的利记博彩app
【专利说明】用于干扰抑制的天线系统
发明背景发明领域
[0001]本发明总体上涉及无线通信领域。具体地说，本发明涉及用于优化与预期收发器的通信链路质量的天线系统和方法。
相关技术说明
[0002]随着新一代的手机、网关以及其他无线通信装置嵌入有越来越多的应用并且对带宽的需要变得更大，为了优化链路质量，将会要求新的天线系统。确切地说，将会要求更好地控制辐射场，以便提供与预期收发器的更好的通信链路质量，同时抑制来自不期望的收发器的信号。
[0003]此外，随着这些新的手机和其他无线通信装置变得更小并嵌入有越来越多的应用，要求新的天线设计以便解决这些装置的固有限制并赋予新的能力。对于经典天线结构，生产处于特定频率且具有特定带宽的谐振天线结构要求特定物理体积。在多带应用中，可能需要一个以上这种谐振天线结构。然而，此类复杂天线阵列的有效实现可能由于与移动装置相关联的尺寸约束而被禁止。另外，提供激励多个天线所要求的多个功率放大器或馈电网络在许多应用中成本昂贵。
[0004]通过调零或减少在干扰源的方向上的天线增益可以实现很大益处。一种常见技术是实现一种天线阵列，其中单独天线元件发射或接收的RF信号的振幅和相位受到控制；可以施加对施加至这些元件或由这些元件接收的信号的加权，以便将在一个或多个干扰源的方向上形成减少的增益、或零陷。
[0005]这种自适应天线设计的目标是增加一个方向上的增益，这造成与全向图案相比，对应于期望连接的链路预算提高并且来自不想要的源的干扰减少。典型地，多个天线被组装成阵列配置，并且能够更改这些单独天线的振幅和相位的馈电网络被连接至这些天线上。一种算法被开发来修改该天线阵列的复合辐射图案以对天线波束赋形来增加期望的接收或发射方向上的增益和减少干扰源的方向上的增益。
[0006]这种方法的困难是将多个天线集成在无线装置中要求的体积以及设计和实现馈电网络以将RF信号分配至多个天线元件的复杂性。通过使用可以提供在干扰源的方向上形成零陷(null)的能力的单个驱动天线元件将会是大为有益的。
发明概述
[0007]在各种实施例中，一种有源可调谐的天线能够进行有源波束调整以配置天线辐射图案来在预期通信方向上提供增益极大值并且在一个或多个干扰源的方向上提供增益极小值。这种有源调谐被适配成用于通过增加预期信号并减少不期望的信号来使得链路预算提尚，从而提供提尚的?目噪比(SNR)性能。
附图简要说明
[0008]图1示出有源模态天线，该有源模态天线能够配置天线辐射图案以在预期通信方向上提供增益极大值并且在一个或多个干扰源的方向上提供增益极小值。
[0009]图2示出该有源模态天线的使用情况，辐射图案被旋转或更改以优化第一基站的链路质量、同时减少来自第二基站的干扰。
[0010]图3进一步示出对更能自适应的天线系统的需要，这种天线系统提供修改移动天线的辐射图案的能力，以在优化多个收发器的链路质量的同时最小化来自多个源的干扰。
[0011]图4示出有源模态天线和通过激活寄生元件实现的各种天线辐射图案，这些寄生元件定位在福射结构周围以实现波束操控(beam steering)和/或零陷操控(nullsteering)，从而增强链路预算质量。
[0012]图5示出根据实施例的有源模态天线，其中单个驱动天线元件被许多寄生元件和相关联的有源调谐元件围绕；天线调谐模块(ATM)将控制信号提供给这些有源调谐元件以对天线辐射图案赋形。
[0013]图6示出根据实施例的有源模态天线，其中寄生元件和相关联的有源调谐元件以二维来定位在驱动天线结构周围；这些寄生元件是由天线调谐模块控制的。
[0014]图7示出根据本发明的实施例的有源模态天线。
[0015]图8示出根据实施例的有源模态天线，其中寄生元件和相关联的有源调谐元件以三维来定位在驱动天线元件周围，以对辐射图案控制提供另外的能力。
[0016]图9示出根据实施例的有源模态天线，其中寄生元件和相关联的有源调谐元件以三维来定位在驱动天线周围，以对辐射图案控制提供另外的能力。
[0017]图10示出被适配成用于利用寄生元件和相关联的有源调谐元件进行辐射图案控制的有源模态天线；自适应处理器分析来自多个源的信号并向这些单独有源元件发送控制信号以便提供最佳天线辐射图案。
[0018]图11示出另一个实施例，其中有源模态天线用于多用户环境例如像WLAN应用；该有源模态天线能够对辐射图案赋形以最大化预期收发器的链路质量，同时最小化来自非预期收发器的干扰。
[0019]图12示出更稳健的通信系统，其中所有用户都配备有源模态天线；有源模态天线网络提供了改进的干扰抑制和增加的通信链路质量。
[0020]图13示出有源模态天线，其中连接至第一信号源上的第一驱动天线被寄生元件和相关联的有源调谐元件围绕；存在第二驱动天线并且该第二驱动天线连接至第二信号源上；并且天线调谐模块(ATM)将控制信号提供给这些有源调谐元件以对天线辐射图案赋形。
[0021]图14示出图13的天线系统，其中有源模态天线和无源结构这两者都耦接到共享信号源上。
优选实施例的详细说明
[0022]在以下描述中，为了解释目的而非限制，阐明细节和描述以便提供对本发明的全面理解。然而，本领域的技术人员应当明白，本发明可以在偏离这些细节和描述的其他实施例中进行实践。
[0023]在此所描述的这些天线系统利用波束操控技术来减少来自一个或多个源的干扰。一种平台已被衍生用于基于天线辐射图案的修改来增加链路预算，并且这种平台是部分基于2008年3月5日提交的标题为“用于操控天线波束方向的天线和方法(ANTENNA ANDMETHOD FOR STEERING ANTENNA BEAM DIRECT1N) ”的美国序列号 12/043，090，该申请作为2011年3月22日提交的美国专利号7，911，402(以下称为“402专利”)授予，该专利的内容通过引用结合在此。该‘402专利描述了一种能够修改天线辐射图案的结构，在此所描述的实施例中，可以将该结构用于在预期通信方向上提供增益极大值并且在一个或多个干扰源的方向上提供增益极小值。这将造成通过增加预期信号并减少不期望的信号来使得链路预算提高，从而提供提高的信噪比(SNR)性能。
[0024]在一个实施例中，一种天线系统包括:隔离磁偶极子(MD)天线元件；第一寄生元件；与该第一寄生元件相关联的第一有源调谐元件；以及天线调谐模块(ATM)，该ATM将控制信号提供给该有源调谐元件来控制该MD元件的辐射模式。该ATM可以包括处理器和算法，该处理器和算法在存在干扰信号时更改该天线系统的辐射图案来增加与预期收发器的通信链路质量。接收信号强度指示符(RSSI)或其他系统度量是从相关信号源和第一干扰源采样的，并且更改天线模式以便降低这个干扰源的信号电平。
[0025]在另一个实施例中，该天线包括:两个或更多个寄生元件；与每个寄生元件相关联的有源调谐元件；以及天线调谐模块(ATM)，该ATM将控制信号提供给这些有源调谐元件来更改该MD元件的辐射模式。该ATM包含处理器和算法，该处理器和算法被适配成用于在存在一个或多个干扰信号时更改该天线系统的辐射图案来增加与预期收发器的通信链路质量。RSSI或其他系统度量是从相关信号源和干扰源采样的，并且更改天线模式以便降低干扰源的信号电平。
[0026]在另一个实施例中，用于控制天线系统的算法和软件驻存于该天线调谐模块(ATM)中。
[0027]在另一个实施例中，用于控制天线系统的算法和软件可以驻存于与通信装置或无线装置相关联的基带处理器或其他处理器中。
[0028]在某些实施例中，有源调谐元件被适配成用于提供与该天线相关联的分裂谐振频率特性，例如像通过将相关联的寄生元件短接到地进行提供。有源调谐元件可以被适