專利名稱：分布相位型圓偏振波接收模塊及攜帶無線電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于向用戶提供衛(wèi)星廣播、衛(wèi)星定位信息系統(tǒng)之類的、使用圓偏振波的無線電系統(tǒng)服務(wù)的無線電相關(guān)設(shè)備中的高頻模塊或無線電終端，特別涉及適合于向用戶提供把波長的長度比該無線電設(shè)備尺寸大的電磁波作為媒體的無線電系統(tǒng)服務(wù)的、小型薄型圓偏振波接收模塊及搭載該接收模塊的無線電終端。
背景技術(shù)：
在各種無線電系統(tǒng)中，使用了衛(wèi)星的服務(wù)能提供遍及各國的無縫服務(wù)，由于成為通信媒體的電磁波從大致天頂方向到來，因而具有高層建筑物等屏蔽效果少等的優(yōu)點，使無縫國際電話、衛(wèi)星廣播、定位系統(tǒng)等多個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)。能提供國際無縫服務(wù)的另一面，由于電磁波在其他國家、其他區(qū)域泄漏的可能性必然很高，所以對使用圓偏振波的相鄰國家、地區(qū)分配不同的偏振波(右旋圓偏振波和左旋圓偏振波)，以應(yīng)對這樣的電磁波泄漏問題。右旋圓偏振波不能用左旋圓偏振波天線接收，左旋圓偏振波不能用右旋圓偏振波天線接收。而且，直線偏振波天線只能接收圓偏振波電功率的一半。因此，為了向用戶有效地提供使用圓偏振波的電磁波的無線電服務(wù)，實現(xiàn)圓偏振波天線成為重要的課題。
為了實現(xiàn)圓偏振波天線，以前知道的有兩種方法并得到廣泛的應(yīng)用。
第一種方法是，使兩個直線偏振波天線在位置上相互不相交地延伸，并將各個天線的供電相位錯開90度。作為其典型的實施例，交叉偶極天線是有名的。例如，如非專利文獻1—《圖說·天線》(后藤尚久著，電子信息通信學(xué)會1995年出版，219頁)所示的那樣，需要兩個供電部，而且，還需要將各個供電部錯開90度的裝置(例如，移相器)，因而，使用天線的無線電設(shè)備的電路規(guī)模增大，在該無線電設(shè)備的小型化方面存在問題。
第二種方法是，使用微帶天線等周邊開放的插接天線，使用在正交的二條軸上具有展寬的矩形或圓形式的二維的插件，利用一個供電點實現(xiàn)圓偏振波天線。例如，如非專利文獻2—《小型·平面天線》(羽石操他著，電子信息通信學(xué)會1996年出版，143-145頁)所示的那樣，通過使正方形或圓形的形狀相對于兩條正交的軸變形，使一方變短，另一方變長，從而把正方形的一邊或圓的半周長度做得不同，使各自的長度成為比天線要接收的電波的波長的1/2稍長或稍短的狀態(tài)，相對于從供電點看的相互正交的各自的長度成為電感性或電容性，用一點供電并使對其各自的長度的供電相位錯開90度。該方法與第一方法比較，由于供電點是一個，因而能實現(xiàn)將向天線供給高頻電力的高頻電路規(guī)模大幅度地減小，現(xiàn)在得到最廣泛的采用。但是，在使用本方法的情況下，需要二維地確保天線的外形尺寸是天線接收的電波波長的大致1/2的尺寸(確保具有大致波長的1/2的一邊的正方形的面積)，在向現(xiàn)代的手掌大的小型終端的應(yīng)用方面迄今仍遺留問題。
使用了衛(wèi)星的通信系統(tǒng)的又一個問題是，從衛(wèi)星到無線電終端的距離與使用了地面波的通信系統(tǒng)比較，由于相差懸殊，到達該無線電終端的電磁波的能量變小，難以確保通信所必要的接收靈敏度。為了再現(xiàn)與該電磁波重疊的信號，雖然增大該電磁波的能量是不可缺少的，但重要的是應(yīng)極力避免在放大時混入干擾的噪聲，例如外來噪聲、熱噪聲等。由于天線的增益與其物理長度成比例地增加，因而天線的小型化本質(zhì)上就降低了天線的靈敏度，對于使用了衛(wèi)星的無線電系統(tǒng)所適用的、使用者能很方便攜帶的小型移動終端，新開發(fā)能實現(xiàn)以小型設(shè)備進行通信的信噪比十分小的圓偏振波接收模塊的手段就成為現(xiàn)實的技術(shù)課題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于在維持小型化且小的信噪比的同時，實現(xiàn)向用戶提供在衛(wèi)星無線電系統(tǒng)中使用典型的圓偏振波的電磁波的無線電服務(wù)的圓偏振波接收模塊，而且，提供搭載了該圓偏振波接收模塊的無線電終端。
為達到上述目的，本發(fā)明的第一方案的分布相位型圓偏振波接收模塊是，在一個平面上形成一個供電點，和具有由二維分布的大致一維電流分布的許多寬度較窄的導(dǎo)體構(gòu)成的寬度較窄的導(dǎo)體組，在該寬度較窄的導(dǎo)體上感應(yīng)的電流分布的各個復(fù)數(shù)矢量對在該平面上所規(guī)定的相互正交的兩個方向上的矢量和，在振幅上大致相等，在相位上呈大致90度的相位差，在該供電點上連接著晶體管。
本發(fā)明的第二方案的分布相位型圓偏振波接收模塊是，在上述第一方案中，可以在第二平面上形成具有由二維分布的大致一維電流分布的許多寬度較窄的導(dǎo)體構(gòu)成的寬度較窄的導(dǎo)體組，在該寬度較窄的導(dǎo)體上感應(yīng)的電流分布的各個復(fù)數(shù)矢量對在這兩個平面上所規(guī)定的相互正交的兩個方向上的矢量和，在振幅上大致相等，在相位上呈大致90度的相位差，在該供電點連接著晶體管。
本發(fā)明的第三方案的分布相位型圓偏振波接收模塊是，在上述第二方案中，可以用電介質(zhì)充填在這二個平面之間的空間。
本發(fā)明的第四方案是，在上述的分布相位型圓偏振波接收模塊中，該許多寬度較窄的導(dǎo)體組相互連接且包含該供電點。
本發(fā)明的第五方案是，在上述的分布相位型圓偏振波接收模塊中，以供電點為邊界，在晶體管側(cè)和寬度較窄的導(dǎo)體組側(cè)存在有限的電抗成分，兩者的電抗成分具有相互不同的符號，而其值相等。
本發(fā)明的第六方案是，在上述的分布相位型圓偏振波接收模塊中，還具有對該晶體管供電用的偏置電路。
本發(fā)明的第七方案的分布相位型圓偏振波接收模塊是，在上述第六方案中，還具備電源供給端子和信號輸出端子。
本發(fā)明的第八方案是，在上述的分布相位型圓偏振波接收模塊中，在具有有限的接地電位的導(dǎo)體板上形成該模塊結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的第九方案的分布相位型圓偏振波接收模塊是，在上述第七或第八方案中，將交直流分離用電容器的一端連接在該信號輸出端子上，該交直流分離用電容器的另一端和該電源供給端子同時與同軸電纜的一端連接，該同軸電纜的另一端兼作外部信號輸出端子和供電用外部端子。
另外，本發(fā)明的的攜帶無線電設(shè)備是搭載上述第一方案至第八方案的分布相位型圓偏振波接收模塊的設(shè)備。
若使用本發(fā)明，由于能用晶體管電路低損耗且低噪聲地將圓偏振波天線捕獲的電磁波能量進行放大，所以能以小的尺寸實現(xiàn)高靈敏度且高效率的圓偏振波接收模塊，而且通過把本發(fā)明的模塊搭載在攜帶無線電設(shè)備上，由于不用大幅度地增加尺寸就能提供使用圓偏振波的無線電服務(wù)，所以對該無線電終端的使用者的效果是，在維持收放和攜帶時的方便性的同時，實現(xiàn)了提高服務(wù)。


圖1是本發(fā)明的分布相位型圓偏振波模塊的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖2是作為本發(fā)明的分布相位型圓偏振波模塊的構(gòu)成要素的晶體管的噪聲特性圖(史密斯圖表)。
圖3是表示本發(fā)明的分布相位型圓偏振波模塊的要素構(gòu)造和結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖4是本發(fā)明的分布相位型圓偏振波模塊的圓偏振波天線結(jié)構(gòu)的檢索流程圖。
圖5(a)是表示本發(fā)明的分布相位型圓偏振波模塊的要素構(gòu)造和結(jié)構(gòu)的立體圖，圖5(b)、圖5(c)是側(cè)視圖。
圖6是本發(fā)明的分布相位型圓偏振波模塊的結(jié)構(gòu)圖。
圖7是本發(fā)明的分布相位型圓偏振波模塊的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是本發(fā)明的分布相位型圓偏振波模塊的結(jié)構(gòu)圖。
圖9是本發(fā)明的分布相位型圓偏振波模塊的結(jié)構(gòu)圖。
圖10是搭載了本發(fā)明的高頻模塊的電路板的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是搭載了本發(fā)明的高頻模塊的攜帶無線電終端的結(jié)構(gòu)圖。
圖12是搭載了本發(fā)明的高頻模塊的攜帶無線電終端的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的分布相位型圓偏振波接收模塊是，將具有與滿足良好的噪聲特性的晶體管的阻抗有共軛關(guān)系的、滿足良好的圓偏振波條件的供電點阻抗，并具有寬度較窄的導(dǎo)體線路的集合構(gòu)造的分布相位型天線與使用了該晶體管的放大電路直接連接的分布相位型圓偏振波接收模塊。
本發(fā)明的課題是提供小型高靈敏度的圓偏振波接收模塊，作為其解決方案，使用分布相位型天線作為圓偏振波接收天線，為了使具有放大器所使用的晶體管的低噪聲特性的阻抗和具有共軛關(guān)系的有限值的電抗的阻抗一致，選擇分布相位型天線的矩形導(dǎo)體集合，并與該放大器直接連接。
若使用專利文獻1—日本特開平01-158805號公報所示的泄漏損耗性傳輸線路的概念，本申請人根據(jù)研究中的技術(shù)，在同一平面上形成構(gòu)成天線的寬度較窄的導(dǎo)體線路的集合，將該線路集合的一點作為供電點時，將該各線路與波長比較分割成足夠小(1/50以下)的各點的感應(yīng)電流的復(fù)數(shù)矢量相對于在該同一平面上所設(shè)定的任意正交的兩條軸的投影對各軸取其投影的總和，若各總和的振幅相同而相位之差為90度，這時，則可認為該寬度較窄的導(dǎo)體線路的集合就是能接收圓偏振波的天線。所謂圓偏振波天線的設(shè)計，無非是使從供電點看的天線的阻抗既滿足上述的圓偏振波條件，又確定為一定值。這時，得到最佳的圓偏振波條件的軸比的天線構(gòu)造不限于充分滿足指定的阻抗條件。
一般在高頻電路設(shè)計中，雖然以把各個要素維持在輸入輸出阻抗50Ω為前提進行，但特別是在尺寸為電長度取1/4波長的小型的圓偏振波天線中，天線的供電點阻抗是500Ω的情況幾乎沒有。另一方面，作為放大天線接收的電磁波能量的固體元件的半導(dǎo)體晶體管，公知的是，本質(zhì)上具有與散粒噪聲等的熱噪聲不同的噪聲發(fā)生因子，表示在放大信號時混入的噪聲程度的噪聲指數(shù)隨著與晶體管連接的負荷的阻抗而變化。設(shè)該噪聲指數(shù)為最小的該負荷阻抗對現(xiàn)行的半導(dǎo)體晶體管來說，是500Ω的情況同樣幾乎沒有。
在將現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計方法應(yīng)用于小型圓偏振波接收模塊的設(shè)計時，變換在晶體管和天線之間維持良好的圓偏振波狀態(tài)的第一最佳阻抗和維持良好的噪聲指數(shù)的第二最佳阻抗的匹配電路是必不可少的。想要用現(xiàn)有的元件實現(xiàn)該匹配電路時，不可避免地要混入因該元件本身具有的阻抗成份引起的熱噪聲，其結(jié)果，作為圓偏振波接收模塊整體的噪聲指數(shù)劣化。
而且，在現(xiàn)行的衛(wèi)星通信，例如GPS(全球定位系統(tǒng))等所用的微波區(qū)域中，通常必須在該匹配電路的實現(xiàn)中導(dǎo)入1/4波長左右的傳輸線路，由于該傳輸線路的電長度是數(shù)cm數(shù)量級，所以該匹配電路本身的尺寸變大，考慮向能攜帶的小型無線電設(shè)備搭載時，成為極不利的條件。本申請人進一步修正研究中的設(shè)計方法，通過規(guī)定寬度較窄的導(dǎo)體線路的集合，并進行該集合的檢索，可以解這個決問題，從而使晶體管呈良好的噪聲指數(shù)的阻抗與天線能發(fā)射良好的圓偏振波的阻抗相互成為復(fù)數(shù)共軛的關(guān)系。
由于所謂使天線與所使用的波長相比顯著小型化等于減少了從天線能發(fā)射的電磁波的量，所以天線的Q值上升。由于Q值高的天線在其阻抗特性方面具有本質(zhì)上有衰減系數(shù)的共振特性，所以在那樣的小型天線中能很容易地實現(xiàn)具有有限值的有正負符號的電抗成份。
在現(xiàn)有的半導(dǎo)體晶體管中，一般使其噪聲指數(shù)最佳化的負荷阻抗具有有限的電抗成份，在由本發(fā)明構(gòu)成的圓偏振波接收模塊的設(shè)計中，能以使用波長的1/8-1/4波長這種小型尺寸實現(xiàn)使實際維持良好的圓偏振波狀態(tài)的天線的阻抗成為維持良好噪聲指數(shù)的晶體管的阻抗的復(fù)數(shù)共軛那樣的狀態(tài)。
晶體管的選擇，由于呈低噪聲特性的輸入阻抗可以有有限的電抗值，所以也可以選擇場效應(yīng)型晶體管，根據(jù)由本發(fā)明構(gòu)成的分布相位型圓偏振波模塊所使用的頻帶，可以選擇用硅、硅和鍺、化合物類等適當?shù)陌雽?dǎo)體材料制造的晶體管。例如，在用1.5GHZ頻率的GPS中，可使用作為場效應(yīng)型晶體管一種的HEMT，由于HEMT的該頻率帶呈低噪聲特性的輸入阻抗具有有限的正電抗值，因而，加上分布相位型天線以供電點阻抗的電抗不具有限值為條件，便可以檢索具有良好的軸比的矩形導(dǎo)體的集合。實際上，可進行該檢索，使用電磁波的波長為1/8強的尺寸，檢索成功地結(jié)束。
以下，根據(jù)附圖，詳細敘述本發(fā)明的一個實施例。
用圖1說明本發(fā)明的一個實施例，圖1是表示由本發(fā)明構(gòu)成的分布相位型圓偏振波接收模塊的一個實施例的電構(gòu)造的等效電路圖。
圖示的圓偏振波天線1，作為物理構(gòu)造集合了許多寬度較窄的導(dǎo)體。表示該圓偏振波天線1電特性的等效電路，用多條傳送線路2的結(jié)合表現(xiàn)。
本發(fā)明的分布相位型圓偏振波接收模塊，在該圓偏振波天線1成為傳輸線路2的一個端點的供電點4與晶體管電路9連接。該晶體管電路9在其本身的構(gòu)成要素中包含著雙極性晶體管3。在該雙極性晶體管3的基極連接有決定基極直流電位的偏流電阻11及12，一個偏流電阻11與電源供給端子5連接，另一個偏流電阻12與接電電位連接。另外，直流反饋電阻13及旁路電容器8并聯(lián)插入在雙極性晶體管3的發(fā)射極與接電電位之間。在雙極性晶體管3的集電極，負荷電阻14插入到與供電端子之間，而且通過直流斷路電容器7與信號輸出端子6連接。
圓偏振波天線1的阻抗特性能用傳送線路2的耦合拓撲表現(xiàn)，決定該拓撲和該傳送線路2的各個長度，以便圓偏振波天線1滿足良好的圓偏振波條件。
晶體管電路9是一般的放大電路，從供電點4輸入到該晶體管電路9的圓偏振波天線1接收的高頻信號，其振幅被放大后，從信號輸出端子6輸出。為了使圓偏振波天線1作為放大器工作，從外部供給直流電是必要的，該直流電從電源供給端子5供給。一般在微波頻帶的高頻區(qū)域，晶體管3能維持良好的噪聲指數(shù)的該晶體管3的輸出阻抗的區(qū)域受到限定，例如，如圖2的史密斯圖表的虛線等高線HT表現(xiàn)的那樣，以最佳一點ST為中心呈現(xiàn)非同心圓的分布。
即，測量晶體管的輸入阻抗和該輸入阻抗的NF。由于史密斯圖表把能實現(xiàn)的全部阻抗投影在最外圓周之中，當將表示特定的NF的阻抗依次圖示在史密斯圖表中時，可以描繪出如虛線等高線HT那樣的橢圓。隨著NF值變小，橢圓的周圍長變短，并逐漸收斂成一點。那一點成為最佳的一點ST。
由本發(fā)明構(gòu)成的分布相位型圓偏振波天線，在呈現(xiàn)圖2的良好噪聲指數(shù)的阻抗區(qū)域的共軛區(qū)域設(shè)定該供電點4的阻抗。因此，圓偏振波天線1和晶體管電路9在供電點4形成良好的阻抗匹配條件，極有效把該天線1捕獲的電磁波能量傳送到晶體管電路9，用該電路9進行有效的放大。
本實施例中，由于在天線1和晶體管電路9之間也不需要任何的阻抗匹配電路，因而，與設(shè)該匹配電路為必要的現(xiàn)有技術(shù)比較，不僅能使圓偏振波接收模塊小型化，而且由于也不存在形成該匹配電路的元件所具有的電阻成分產(chǎn)生的熱噪聲，所以能實現(xiàn)極良好的噪聲特性，能在維持低的噪聲指數(shù)的同時，有效地放大與圓偏振波重疊的電磁波的高頻信號。
在本實施例的圓偏振波天線1的設(shè)計中，如圖3所示，對于由矩形導(dǎo)體100構(gòu)成的導(dǎo)體平板21，在作為該導(dǎo)體平板21的構(gòu)成要素的不同的矩形導(dǎo)體100之間設(shè)置空隙，把該空隙作為供電點4，用該不同的寬度較窄的導(dǎo)體101的部分進行供電。構(gòu)成導(dǎo)體平板21的多個矩形導(dǎo)體100在相互鄰接的矩形之間形成寬度較窄的導(dǎo)體101?？赡苡邢嗤木匦螌?dǎo)體100成為多個不同的寬度較窄的導(dǎo)體101的構(gòu)成要素的情況。
由本發(fā)明構(gòu)成的分布相位型圓偏振波接收模塊，在一個平面(是假想的平面)上形成著一個供電點4、和由二維分布的有大致一元的電流分布的許多寬度較窄的導(dǎo)體101構(gòu)成的寬度較窄的導(dǎo)體群，即導(dǎo)體平板21。
雖然在寬度較窄的導(dǎo)體101上沿其長度方向上感應(yīng)高頻電流，但在本實施例中，將許多矩形導(dǎo)體100配置成形成導(dǎo)體平板21，從而使導(dǎo)體平板21所屬的全部寬度較窄的導(dǎo)體101所感應(yīng)的電流對導(dǎo)體平板21上假想規(guī)定的正交的兩條軸的投影的矢量和，對于該正交的兩條軸來說振幅大致相等，相位具有大致90度的差。在圖3的實施例中，在結(jié)構(gòu)上供電點4形成在圓偏振波天線1上，該供電點4和晶體管電路9通過信號線10連接，圓偏振波天線1捕獲的電磁波能量通過該信號線10輸入到晶體管電路9。
用圖4的流程圖說明決定關(guān)于圖3的圓偏振波天線的矩形導(dǎo)體集合，即導(dǎo)體平板的具體構(gòu)造的算法。
首先，大致說明圖4的順序。預(yù)先設(shè)定導(dǎo)體平板是一個矩形導(dǎo)體板的情況。假想把設(shè)定的一個導(dǎo)體平板分割成微小的正方形的小區(qū)域。接著，把各正方形的小區(qū)域的一個一個作為構(gòu)成導(dǎo)體平板的矩形導(dǎo)體決定或者留下或者除去的兩個狀態(tài)。該決定用計算機隨機進行。通過將這樣的正方形的小區(qū)域的留下除去，能生成天線的侯補圖形。而且，對每個侯補圖形，就該正方形的小區(qū)域的內(nèi)邊設(shè)定一全套供電的侯補點，計算侯補圖形的天線特性(供電點的晶體管電路輸入阻抗的電抗值的共軛值和遠方輻射場的軸比)。將該共軛值和軸比都容納在允許范圍內(nèi)的侯補圖形用作分布相位型圓偏振波天線。
下面，詳細說明圖4的順序。
首先，在步驟S1，讀取微小區(qū)域的保留率R(S1)。并且，分割平面上的正方形的小區(qū)域的微小區(qū)域的保留率R在隨機除去操作時預(yù)先決定。
在步驟S2，讀取分割平面的尺寸W×H。為方便起見，如圖3所示定義W，H。即，W、H是導(dǎo)體平面21的尺寸，相互正交。
在步驟S3，讀取微小區(qū)域的尺寸w×h。如圖3右面取出所示，w、h是矩形導(dǎo)體100的尺寸，相互正交。
進而，在步驟S4，作為允許判斷值，分別讀取共軛電抗CX、允許電抗誤差允許值TCX、振幅比允許值Tα、相位差允許值Tσ。
接著，在步驟S5，進行分割平面微小區(qū)域的標引化。所謂標引化，是給分割平面中存在的許多微小區(qū)域的各個分配順序號。這里，號碼i；1-N[N＝W/w×H/h] (1)在步驟S6，進行微小區(qū)域的隨機保留計算。其計算式是r(i)＝0或1；1保留，0除去i (2)另外，M＝NUM(i) 式中r(i)＝1，M/N＝R (3)這里，式(2)表示r(i)的值取1或0，若r(i)的值是1，則保留第i號的微小區(qū)域，若r(i)的值是0，則除去第i號的微小區(qū)域。式(3)表示設(shè)r(i)的值是1的i集合要素的總數(shù)為M，并維持M/N的值使其經(jīng)常是R。
接著，在步驟S7，依次進行供電點的設(shè)定。其計算式是fj1-L[L＝(W/w-1)×H/h+W/w×(H/h-1)] (4)式中，fj是給供電點存在的位置分配號碼的各個(順序號)。式(4)表示隨給予的W、w、H、h的不同，fj取值的上限。
接著，在步驟S8，計算天線阻抗。這樣，便求出供電點阻抗P+jX。
進而，在步驟S9，計算微小區(qū)域的復(fù)數(shù)電流。即，求出每個微小區(qū)域的縱向復(fù)數(shù)電流Ih(r(i))及橫方向復(fù)數(shù)電流Iw(r(i))。
接著，在步驟S10，進行復(fù)數(shù)電流矢量和的計算。在該計算中，計算正交的兩個方向(w方向和h方向)的振幅比α和相位差δ。
α＝|∑Ih(r(i))|/|∑Iw(r(i))| (5)δ＝∠∑Ih(r(i))-∠Iw(r(i)) (6)接著，在步驟S11，用在步驟S10求出的振幅比α、在步驟S8求出的供電點阻抗的電抗成分X、在步驟S4讀取的共軛電抗CX、允許電抗誤差允許值和振幅比允許值Tα，判定下面條件式(7)的真或假。
|CX-X|＜TCX∩|α-1|＜Tα∩|δ-90|＜Tδ(7)若條件式(7)是假(No)，則返回步驟S6。返回步驟S6時，r(i)隨機變化。這樣，由于應(yīng)該重做步驟S6-步驟S10的計算，所以振幅比α、電阻成分P不同。因而，步驟S11的結(jié)果變化。
若條件式(7)是真(Yes)，則結(jié)束。條件式(7)稱為真是指，沿正交的兩條軸的輻射電磁波的振幅相互大致相等，而且天線的輸入阻抗與高頻電路的輸入阻抗匹配，而且沿正交的兩條軸的輻射電磁波的相位差大致等于90度。
如以上那樣根據(jù)圖4的流程圖進行計算時，能決定作為與圖3的圓偏振波天線相關(guān)的矩形導(dǎo)體100的集合的導(dǎo)體平板21的具體的結(jié)構(gòu)。
若使用本設(shè)計方法，由于能人為地操作導(dǎo)體被部分削除的微細圖形化的、對電磁波的輻射和捕獲有用的在導(dǎo)體平板上流動的感應(yīng)電流的路線，因而與使用現(xiàn)有技術(shù)所見到的不進行圖形化或進行一部分簡單的圖形化的導(dǎo)體平板的情況比較，能在更小尺寸中實現(xiàn)具有作為生成圓偏振波的必要條件的90度相位差的感應(yīng)電流的存在。因此，和現(xiàn)有技術(shù)的天線比較，能設(shè)計有小型尺寸的圓偏振波天線。
下面，使用圖5說明本發(fā)明的另一實施例。圖5是表示由本發(fā)明構(gòu)成的分布相位型圓偏振波天線的另一實施例的結(jié)構(gòu)圖，圖5(a)是立體圖，圖5(b)及圖5(c)是從圖5(a)表示的A方向、B方向看的側(cè)視圖。和圖3的實施例的不同點是由矩形導(dǎo)體100構(gòu)成的第二導(dǎo)體平板22和導(dǎo)體平板21對向設(shè)置，并具有與將導(dǎo)體平板21和第二導(dǎo)體平板22進行電連接的該矩形導(dǎo)體100相同程度以下的尺寸的連接導(dǎo)體33。
若使用本實施例，由于用導(dǎo)體平板21和第二導(dǎo)體平板22及連接導(dǎo)體33實現(xiàn)的、從本天線構(gòu)造上能實現(xiàn)的一個矩形導(dǎo)體100到其它的矩形導(dǎo)體100的電長度，與具有單一的導(dǎo)體平板21的天線構(gòu)造比較能做得較長，因而是設(shè)計圓偏振波天線時必要條件；由于能在更小的天線尺寸中在不同的該矩形導(dǎo)體100上實現(xiàn)相互具有90度的相位差的感應(yīng)電流的存在，因而具有可減小圓偏振波天線尺寸的效果，因此具有使由本發(fā)明構(gòu)成的分布相位型圓偏振波接收模塊小型化的效果。
電長度能做得較長的理由是因為，只使單一導(dǎo)體平板21的情況下，由于只在沿單一導(dǎo)體平板的路徑上取電長度，因而電長度不能長過導(dǎo)體平板的尺寸以上，但當有多個導(dǎo)體平板21、22時，則能在經(jīng)由連接該多個導(dǎo)體平板21、22的導(dǎo)體板33并遍及多個導(dǎo)體平板21、22的長的路徑上取電長度。
下面，使用圖6說明本發(fā)明的又一實施例。圖6是表示由本發(fā)明構(gòu)成的分布相位型圓偏振波接收模塊的又一實施例的結(jié)構(gòu)造圖，與圖5的實施例不同之點在于作為一塊矩形導(dǎo)體板的第三導(dǎo)體平板35在與導(dǎo)體平板21不同方向上相對第二導(dǎo)體平板22對向設(shè)置，該第三導(dǎo)體平板35的一部分與該第二導(dǎo)體平板的一部分通過第二連接導(dǎo)體36進行電連接，晶體管電路9相對第三導(dǎo)體平板35位于與第一導(dǎo)體平板21所處方向相反的方向。
若使用本實施例，能降低在電路板上安裝由圖5的實施例構(gòu)成的分布相位型圓偏振波接收模塊時的該電路板對作為接收模塊構(gòu)成要素的天線的電磁作用，能節(jié)省用于修正電路板安裝后的天線特性變化的調(diào)整后工序，具有削減搭載了本發(fā)明的分布相位型圓偏振波接收模塊的無線電設(shè)備的制造成本的效果。
即，利用電路板有的有限大的接地導(dǎo)體，可以屏蔽分布相位型圓偏振波接收模塊所產(chǎn)生的不需要的電磁波(防止其到達天線)。
下面，使用圖7說明本發(fā)明的又一實施例。圖7是表示由本發(fā)明構(gòu)成的分布相位型圓偏振波接收模塊的又一實施例的結(jié)構(gòu)圖。與圖6的實施例的不同點在于用電介質(zhì)37充填在導(dǎo)體平板21和第二導(dǎo)體平板22之間。
在本發(fā)明的分布相位型圓偏振波接收模塊中，由于在導(dǎo)體平板21和第二導(dǎo)體平板22之間集中地存在電磁場能量，通過將電介質(zhì)插入到該部分中，能縮短與天線動作有關(guān)的電磁波的波長，其結(jié)果能縮小天線結(jié)構(gòu)。因此，具有使由圖6的實施例構(gòu)成的分布相位型圓偏振波接收模塊的尺寸小型化的效果。
下面，使用圖8說明本發(fā)明的又一實施例。圖8是表示由本發(fā)明構(gòu)成的分布相位型圓偏振波接收模塊的又一實施例的結(jié)構(gòu)圖，在圖7的實施例的分布相位型圓偏振波接收模塊的信號輸出端子6和電源供給端子5之間，設(shè)有交直流分離用的電容器41，同軸電纜40的芯線與信號輸出端子6連接，該同軸電纜40的的外導(dǎo)體與分布相位型圓偏振波接收模塊的接地電位連接，該同軸電纜40的另一端成為外部連接用供電點44。
若使用本發(fā)明，由于可以用同軸電纜40把電源供給端子5和信號輸出端子6引出到外部(即，外部連接用供電點)，因而具有增加將天線和對天線供給高頻電力的高頻電路配置在無線電設(shè)備內(nèi)的自由度的效果；由于能用同軸電纜實現(xiàn)向?qū)Ψ植枷辔恍蛨A偏振波接收模塊供給電源，并且不需要追加對分布相位型圓偏振波接收模塊供給電源的新電線，因而，還顯示出可簡化連接本發(fā)明的分布相位型圓偏振波接收模塊和接收來自該模塊的信號的無線電設(shè)備的硬件的效果。
當進一步說明圖8的分布相位型圓偏振波接收模塊時，交直流分離用的電容器41的一端與信號輸出端子6連接，該交直流分離用的電容器41的另一端與電源供給端子5同時與同軸電纜40的一端連接，同軸電纜40的另一端兼用作外部信號送出端子和電源供給用外部端子。
下面，使用圖9說明本發(fā)明的又一實施例。圖9是表示由本發(fā)明構(gòu)成的分布相位型圓偏振波接收模塊又一實施例的結(jié)構(gòu)圖，與圖3的實施例不同點在于與導(dǎo)體平板21對向設(shè)置一塊矩形導(dǎo)體板，即第三導(dǎo)體平板35，晶體管電路9相對第三導(dǎo)體平板35位于與第一導(dǎo)體平板21所處方向相反的方向上。
若使用本實施例，能降低將由圖3的實施例構(gòu)成的分布相位型圓偏振波接收模塊安裝在電路板上時的該電路板對作為接收模塊的構(gòu)成要素的天線的電磁作用。即，利用電路板具有的有限大的接地導(dǎo)體能屏蔽分布相位型圓偏振波接收模塊產(chǎn)生的不需要的電磁波(防止到達天線)。因而，能節(jié)省用于修正電路板安裝后的天線特性變化的調(diào)整后工序，具有削減搭載了本發(fā)明的分布相位型圓偏振波接收模塊的無線電設(shè)備制造成本的效果。
另外，也能在該第三導(dǎo)體平板35上設(shè)有通孔，在使信號線10穿過該通孔并且不與其電接觸地將晶體管電路9設(shè)置在夾住該第三導(dǎo)體平板35并與作為圓偏振波天線1實際狀態(tài)的導(dǎo)體平板21的不同方向上。這時，由于圓偏振波天線1對晶體管電路9的高頻屏蔽成為可能，所以具有使晶體管電路9的工作穩(wěn)定的效果。
下面，使用圖10說明本發(fā)明的再一實施例。圖10是表示由本發(fā)明構(gòu)成的分布相位型圓偏振波接收模塊的再一施例的結(jié)構(gòu)圖，做成將圖7的實施例的分布相位型圓偏振波接收模塊設(shè)置在電路板19上的結(jié)構(gòu)。第三導(dǎo)體平板35與該電路板19的接地電位電連接。雖省略了圖示，但分布相位型圓偏振波接收模塊的信號輸出端子6及電源供給端子5都連接在另外安裝在電路板19上的高頻電路及電源電路上。
若使用本實施例，在設(shè)計由本發(fā)明構(gòu)成的分布相位型圓偏振波接收模塊時，能組合電路板19的電磁效果，通過使用構(gòu)成作為那樣的圓偏振波天線1實際狀態(tài)的導(dǎo)體平板21及第二導(dǎo)體平板22的矩形導(dǎo)體的集合的檢索方法，就能實現(xiàn)預(yù)先編入將分布相位型圓偏振波接收模塊安裝在電路板等上時的特性變化的天線檢索，可以進行抑制分布相位型圓偏振波接收模塊在無線電設(shè)備內(nèi)安裝時的特性劣化的設(shè)計。
下面，使用圖11說明本發(fā)明的另一類實施例。圖11是表示搭載了由本發(fā)明構(gòu)成的分布相位型圓偏振波接收模塊的一個實施例的通信裝置的結(jié)構(gòu)圖。
在該通信裝置的彎曲型表面筐體121上搭載有揚聲器122、顯示部123、鍵盤124和話筒125。搭載容納在彎曲型表面筐體121中的鍵盤驅(qū)動電路、電源電路等的第一電路板126和第二電路板127用軟電纜128連接起來。
在該第二電路板127上搭載有基帶或中頻電路部129及由本發(fā)明構(gòu)成的高頻模塊135，形成連接該基帶或中頻電路部129和高頻模塊135的信號及電源的接地導(dǎo)體圖形130及131。
把這些第一電路板126和第二電路板127與電池132一起收放在第一背面筐體133和第二背面筐體134內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)的特征是，由本發(fā)明構(gòu)成的高頻模塊135夾住第二電路板127并位于顯示部123或揚聲器122的相反方向。
若使用本實施例，由于可以對享受單一或多個無線電系統(tǒng)的服務(wù)的無線電終端，無需大幅度地增加尺寸就能賦予可提供使用圓偏振波的新的無線電服務(wù)的能力，所以對于該無線電終端使用者，具有能在維持收放和攜帶時的方便性的同時，實現(xiàn)提高提供服務(wù)的效果。
下面，使用圖12說明本發(fā)明的另一實施例。圖12是表示搭載由本發(fā)明構(gòu)成的分布相位型圓偏振波接收模塊的另一實施例的通信裝置的結(jié)構(gòu)圖。在該實施例中，把電路板136作為邊界，在表面筐體141中搭載揚聲器122、顯示部123、鍵盤124和話筒125。在該電路板136上(既可以是表面筐體141側(cè)的面，也可以是背面筐體143側(cè)的面)搭載基帶或中頻電路部129。在電路板136上形成連接該基帶或中頻電路部129和高頻模塊135的信號及電源的接地導(dǎo)體圖形130及131。還在電路板136上且在背面筐體143側(cè)的面上搭載由本發(fā)明構(gòu)成的高頻模塊135。該高頻模塊135和電池132一起被收放在背面筐體143內(nèi)。
這種結(jié)構(gòu)的特征是，由本發(fā)明構(gòu)成的高頻模塊135夾住搭載該高頻模塊135的電路板136并位于顯示部123或話筒125或揚聲器122或鍵盤124的相反方向。即，成為用高頻模塊135和揚聲器122等夾住電路板136的配置。
若使用本實施例，與圖11的實施例同樣，具有對該無線電終端使用者在維持收放和攜帶時的方便性的同時，實現(xiàn)提高提供服務(wù)的效果。另外，若與圖11的實施例比較，由于能一體地制造電路板及筐體，因而有終端體積小型化，因裝配工時減少而降低制造成本的效果。
權(quán)利要求
1.一種分布相位型圓偏振波接收模塊，其特征是，在一個平面上形成一個供電點，和具有由二維分布的大致一維電流分布的許多寬度較窄的導(dǎo)體構(gòu)成的寬度較窄的導(dǎo)體組，在該寬度較窄的導(dǎo)體上感應(yīng)的電流分布的各個復(fù)數(shù)矢量對在該平面上所規(guī)定的相互正交的兩個方向上的矢量和，在振幅上大致相等，在相位上呈大致90度的相位差，在該供電點上連接著晶體管。
2.如權(quán)利要求1記載的分布相位型圓偏振波接收模塊，其特征是，在第二平面上形成具有由二維分布的大致一維電流分布的許多寬度較窄的導(dǎo)體構(gòu)成的寬度較窄的導(dǎo)體組，在該寬度較窄的導(dǎo)體上感應(yīng)的電流分布的各個復(fù)數(shù)矢量對在這兩個平面上所規(guī)定的相互正交的兩個方向上的矢量和，在振幅上大致相等，在相位上呈大致90度的相位差，在該供電點連接著晶體管。
3.如權(quán)利要求2記載的分布相位型圓偏振波接收模塊，其特征是，用電介質(zhì)充填在這二個平面之間的空間。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項記載的分布相位型圓偏振波接收模塊，其特征是，該許多寬度較窄的導(dǎo)體組相互連接且包含該供電點。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項記載的分布相位型圓偏振波接收模塊，其特征是，以供電點為邊界，在晶體管側(cè)和寬度較窄的導(dǎo)體組側(cè)存在有限的電抗成分，兩者的電抗成分具有相互不同的符號，而其值相等。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項記載的分布相位型圓偏振波接收模塊，其特征是，還具有對該晶體管供電用的偏置電路。
7.如權(quán)利要求6記載的分布相位型圓偏振波接收模塊，其特征是，還具備電源供給端子和信號輸出端子。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項記載的分布相位型圓偏振波接收模塊，其特征是，在具有有限的接地電位的導(dǎo)體板上形成該模塊結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求7或8記載的分布相位型圓偏振波接收模塊，其特征是，將交直流分離用電容器的一端連接在該信號輸出端子上，該交直流分離用電容器的另一端和該電源供給端子同時與同軸電纜的一端連接，該同軸電纜的另一端兼作外部信號輸出端子和供電用外部端子。
10.一種搭載了權(quán)利要求1至9中任一項記載的分布相位型圓偏振波接收模塊的攜帶無線電設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明可在維持小型且低信噪比的同時，實現(xiàn)為用戶提供一種在衛(wèi)星無線電系統(tǒng)中利用典型的圓偏振波電磁波進行無線電服務(wù)的圓偏振波接收模塊，并提供搭載了圓偏振波接收模塊的無線電終端。本發(fā)明的分布相位型圓偏振波接收模塊是，在一個平面上形成一個供電點(4)，和具有由二維分布的大致一維電流分布的許多寬度較窄的導(dǎo)體(101)構(gòu)成的寬度較窄的導(dǎo)體組，在該寬度較窄的導(dǎo)體(101)上感應(yīng)的電流分布的各個復(fù)數(shù)矢量對在該平面上所規(guī)定的相互正交的兩個方向上的矢量和，在振幅上大致相等，在相位上呈大致90度的相位差，在該供電點(4)上連接著晶體管。
文檔編號H01Q21/00GK1862882SQ20061007860
公開日2006年11月15日 申請日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月11日
發(fā)明者武井健, 小川智之 申請人:日立電線株式會社