CN1227832C - 用于发射和接收rf波的天线装置和方法 - Google Patents

Abstract

公开一种用于发射和/或接收射频波的天线装置，该天线装置可以安装在一个无线电通信设备中和连接到一个无线电通信设备上。它包括一个天线结构(5-9、11、13、35、61)和一个转换装置(4、36、60)。该天线结构可以在多个天线配置状态之间进行转换，每个天线配置状态为一组如谐振频率、输入阻抗、带宽、辐射图、增益、极化和近场图的辐射参数所区别。该转换装置用于有选择地在所述的多个天线配置状态之间转换所述的天线结构，其中，所述的多个天线配置状态中的每一个都适应该天线装置在在各个预先规定的物理工作环境(TP、FS、WP、PP)中在所述无线电通信装置中的使用。

Description

用于发射和接收RF波的天线装置和方法

技术领域

本发明一般涉及天线领域，具体地分别涉及用于发射和接收射频(RF)波的天线装置、包括所述天线装置的无线电通信装置以及用于发射和接收RF波的方法。

背景技术

在现代无线电通信工业中，对于较小和较通用的便携的无线终端，例如手提电话，有着与日俱增长的需求。众所周知，天线尺寸对其性能来说是关键性的，见Johnsson：“天线工程手册”McGrawHill 1993，第六章。随着无线终端变得越来越小，天线、电话机体和如用户自己的近处环境之间的相互作用将变得更为重要。于是，艰巨的任务是，制造如此小型和通用的终端，使它们在各种条件下呈现良好的天线性能。

当今制造手提电话时，天线一般适应具体电话的特性，并适合在默认环境下的默认应用。这意味着，天线后来不能适应任何某个电话使用的具体条件。

用于手提电话的天线装置的辐射性质，很大程度上依赖于如电话印刷电路板(PCB)的支撑结构和电话机壳的形状和尺寸。所有辐射性质，例如，谐振频率、辐射图、极化、阻抗和带宽是天线装置本身和其同PCB和电话机壳的相互作用的结果。因此，所有下面涉及的辐射性质都被指定针对在其中已装入天线的整个装置。

上面所述对于其他无线电通信设备，例如，无绳电话、遥测系统、无线数据终端等也是适合的。因此，本发明的天线装置能广泛地应用在各种通信设备。

发明内容

按本公开可以认为，本发明的天线系统对于发射或接收RF信号是可用的。虽然在这里使用的一个术语指的是一个具体信号方向，但是要认识到，这样的一种情况可以包括这个信号方向和/或其相反的方向。

本发明的主要目的是提供通用的天线装置，该天线装置能适应各种条件的无线电通信设备。

在这方面，本发明的一个特别目的是提供能适应近处环境的通用天线装置。

本发明的再一个目的是提供这样一种天线装置，同现有技术的天线装置相比，它在某个方面呈现有改进的性能。

本发明还有一个目的是提供这样一种天线装置，它的某些特性能易于控制，例如，谐振频率、输入阻抗、带宽、辐射图、增益、极化和近场图。

本发明的再一个目的是提供这样一种天线装置，它是简单的、重量轻的、易于制造的和不昂贵的。

本发明的再一个目的是提供这样一种天线装置，它是高效的、容易安装的和可靠的，特别是，机械上是坚固的，甚至在长期使用后。

本发明的再另一个目的是提供这样一种天线装置，它适于作为无线电通信设备的整体部分使用。

其中这些目的，按照本发明通过一种天线装置、通过一种无线电通信设备和一种方法来实现。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于发射和/或接收RF辐射的天线装置，可安装于和连接到无线电通信设备，并包括：天线结构，可在多个天线配置状态之间转换，每个状态由一组辐射参数来区分，以及转换装置，用于在所述的多个天线配置状态之间有选择地转换所述天线结构；特征在于：所述的多个天线配置状态中的每一个状态都适应天线装置在各个预先规定的物理工作环境中所述无线电通信设备中的使用。

根据本发明的另一个方面，提供了一种包括上述天线装置无线电通信设备。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于在可安装于并可连接到一个无线电通信设备的天线装置中发送和/或接收RF辐射的方法，该天线装置包括：天线结构，可在多个天线配置状态之间转换，每个天线配置状态由一组辐射参数来区分，以及转换装置，用于在所述的多个天线配置状态之间有选择地转换所述天线结构，所述方法其特征在于以下步骤：在所述的多个天线配置状态之间转换，其中所述的多个天线配置状态的每一个状态都适应在各个预先规定的物理工作环境中的所述的无线电通信设备中的天线装置使用。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于发射和接收RF波的天线装置，可安装在无线电通信设备中，并包括：天线结构，可在多个天线配置状态之间转换，每个状态通过一组辐射参数来区分，以及转换装置，用于在所述的多个天线配置状态之间有选择地转换所述的天线结构；特征在于：控制装置，当所述天线装置安装在所述无线电通信设备中时，用于接收探测到的该无线电通信设备外的工作环境的物理性质，以及用于根据所述探测到的物理性质来控制所述的转换装置和在所述的多个天线配置状态之间有选择地转换所述的天线结构。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于在可安装在无线电通信设备中的天线装置用于发送和/或接收射频波的方法，该天线装置包括：天线结构，可在多个天线配置状态之间转换，每个状态由一组辐射参数来区分，以及转换装置，用于在所述的多个天线配置状态之间有选择地转换所述的天线结构，所述方法其特征在于以下步骤：当所述天线装置安装在所述无线电通信设备中时，接收所探测到的该无线电通信设备外的工作环境的物理性质，以及根据所述探测到的物理性质控制所述的转换装置和在所述的多个天线配置状态之间有选择地转换所述的天线结构。

在权利要求中，词组“天线结构”被指定包括与无线电通信设备电路的传输(馈)线相连接的有源元件以及可以接地或保持断开因而用作例如，引向器、反向器和阻抗匹配元件等工作的元件。

附图说明

从下面给出的本发明实施例的详细说明和附图1-9中将会更全面地理解本发明。这些图只是按举例说明的方式给出，因此不是对本发明的限制。

图1是包含一个按照本发明的天线装置实施例的手提电话的两个机壳部件的透视图。

图2-8示意地显示按照本发明的天线装置的另外一些实施例。

图9是一个用于控制发明的天线装置的转换装置的“转换和固定算法”例子的流程图。

具体实施方式

在下面的说明中，为解释而不是限制，陈述具体细节，以便提供对本发明的彻底了解。然而，对于本专业技术人员来说会很明显的是，可以在偏离这些具体细节的其他实施例中实现本发明。在其他例子中，忽略熟知的装置和方法的详细说明，以便不使本发明的说明同不必要的细节相混淆。

按照本发明提供一种用于发射和/或接收RF辐射的天线装置，该装置是可以安装在无线电通信设备中和连接到无线电通信设备上。该装置包括一个天线结构。这个天线结构可以在多个天线配置状态之间转换，每个天线配置状态为一组辐射参数，例如，谐振频率、输入阻抗、带宽、辐射图、增益、极化和近场图所区别。它还包括一个用于有选择地在多个天线配置状态之间转换天线结构的转换装置。

在该天线装置中，每个天线配置状态适合该天线装置在各个预先规定的物理工作环境(TP、FS、WP、PP)下在无线电通信设备中的使用。

关于预先规定的物理工作环境在这里优先指的是近处环境，包括影响上述天线结构参数的物体，特别当安装在小型的无线电通信设备中时。

近处工作环境优先指的是离开无线电通信设备一段距离且在该距离的范围内的天线参数的影响是显著的任何物体。该距离可以从这个设备延伸10个波长，但它可以任选地从这个设备延伸5个波长、几个波长或只大致一个波长。该环境当然包括通信设备的用户。

另外，本发明包括各种解决检测物理工作环境的装置和用于控制天线装置转换的各种方法。

本说明在下面分为包括本发明各个方面的五个主要部分。第一部分给出可用于本发明的一簇不同天线结构概述和转换装置。此后，给出不同物理工作环境的描述。接着讨论会受到不同工作环境影响的辐射有关参数，这些参数变化可以通过转换到另外的天线配置状态来补偿。讨论主要集中在谐振频率、阻抗和辐射图参数上，并且简要地概述两个具体例子。接着，描述一些解决检测物理工作环境的装置。最后，概述一些用于控制天线装置的转换的方法。

天线结构和转换装置

在图1中，参考数字20、21分别是手提电话机壳的前面部分和后面部分。送收话器的主印刷电路板(PCB)被打算装在机壳前面部分的空间1中。在这个实施例中，本发明的天线装置2被印刷在一个单独的支撑装置22上。该支撑装置也可以是一个可弯曲的基片、一个MID(模制的内连装置)或一个PCB，它们可以沿底壳长度延伸。在PCB上的送收话器电路和天线装置之间有RF馈线和用于转换装置的控制线。

天线装置2包括一个转换装置4。单元4包括电可控转换元件矩阵。转换元件可以包括微电机系统开关(MEMS)、PIN二极管开关或GaAs场效应晶体管(FET)。

转换装置4被包括天线元件型板的天线结构所包围。每个天线元件连接到为连接和断开天线元件而安排的各个在转换装置中的开关。在这个实施例中，辐射结构包括四个环形天线元件5。在每个环5的范围内形成一个环形寄生元件6。在每对环形元件5、6之间安排一个曲折形天线元件7。这些天线元件形成一个围绕转换装置4的对称型板。但是，在某些应用中这些天线元件可以形成一个非对称型板。此外，该辐射结构可包括不连接到开关装置的附加天线元件。

借助转换装置4，天线结构可在若干天线配置状态之间转换，每个天线配置状态为一组辐射参数，例如，谐振频率、输入阻抗、带宽、辐射图、增益、极化和近场图所区别。

通过将环形天线元件互相并联或串联连接，可以获得各种天线配置状态。或者说，某些元件可以被串联连接，某些元件可以被并联连接。另外，一个或多个元件可以被完全断开或连接到RF接地面装置。一个或多个曲折形天线7可以单独地或以与环形天线元件的任何组合的形式被使用。如果需要，曲折形元件也可以被分段，使得它们的仅一个或多个选择段可以被连接。

虽然在图1上未示出，但其他类型的天线元件，例如，补片天线、隙缝天线、拉杆天线、螺旋天线、曲折天线和分形体天线也能使用。在所有情况下，转换装置可以或不可以被这些天线元件围绕，并且这些天线元件也可以被安置在转换装置的一侧。

所有天线元件的转换都被集中到转换装置4。转换装置4就可控制的与天线功能的的相互作用来说，可以是很小。另外，当所有转换都被集中到单元4时，转换控制信号只需供到那个单元，这尤其简化了整个天线结构。

借助转换装置4，天线元件的连接/断开能是易于控制的。通过适当地选择连接到RF馈源装置的天线元件的组合，即天线配置状态，天线装置的阻抗和/或谐振频率可以被调整，而无需分离元件的单独连接或断开。利用寄生元件(它们不是连接到RF馈源，而是连接到RF接地或被断开)，可以达到同样的效果。寄生元件也可以连接到转换装置。如果在任一应用中也要求使用分离元件，能够借助与其他天线元件相同的转换装置容易地连接或断开这些分离元件。

另外，通过适当地选择天线元件能够按照需要形成天线的辐射图。用这样方法尤其能够使由于天线装置的近处环境中的物体，例如，手提电话的用户的影响最小。控制天线装置的调谐、极化、带宽、谐振频率、增益、输入阻抗也将是可能的。将在下面进一步详细讨论这些上述辐射有关参数。

接着将参照图2-6简要地讨论又一些天线配置。

图2是一个包括如图1中的多个环形天线元件5、6的天线装置的例子。如此安排环形天线元件，使得它们在转换装置4处开始和结束。借助该转换装置，环形元件能够被连接到RF馈线、被短路、互相串联或并联耦合。因而每个元件可以被视作从现在起称为“全天线”的整个天线结构的一部分，它的性质由转换装置4的状态确定。也就是说，该转换装置决定环形元件部分如何被连接和电气上安排。至少某些元件5能起有源辐射元件的作用，在这里，通过直接与RF馈源的连接，最好经波导装置，来实现激励。有可能地，某些元件6能起寄生元件的作用，在这里，通过与其他天线元件的寄生耦合来实现这些元件的激励。

环形天线可以按三维结构来形成。该结构的一些部分或全部可以被安置PCB上。该型板可以如此伸到周围，或通过PCB，以致部分型板是在PCB的另一侧。该型板的一些部分或所有部分可以与PCB垂直地伸展。

可以有固定到在转换装置外边的天线元件上的永久性短路插头和/或元件。天线元件的馈电也可以发生在转换装置的外边。

改变天线配置状态的目的可以是将天线与所要求的阻抗匹配。这可以通过接入/断开寄生元件做到。元件之间的互相耦合对有源元件的输入阻抗产生影响，以所希望的方式改变得到的输入阻抗。

另一个目的可以是改变全天线的辐射图。这可以通过改变天线段的连接使辐射电流改变来做到。这也可以通过接入/断开寄生元件做到，由于接入/断开寄生元件可向所希望的方向引导辐射或反射辐射。

图3表示一个天线装置的例子，其中，两个曲折天线元件7被连接到中心转换装置4。词“曲折”元件也被指定包括具有相似形状和功能的其他元件，例如，锯齿形、蛇形、分形体(fractal)形等。按本专业技术人员所认识到的，上面关于在图2的环形元件所述的内容，对于图3的曲折天线也适用。在本专业众所周知的是这两种类型天线元件之间的唯一不同在于辐射特性上的固有差别。

在图3上，参考数字8表示连接线，借助于它们，曲折元件的RF馈电和/或RF接地点可以在沿该元件的不同位置之间转换。其目的可以是，为了匹配而改变输入阻抗，或者为了辐射图控制而改变电流。

图4示出天线装置的一个例子，其中隙缝天线元件9连接到中央转换装置4。隙缝天线元件通过连接线10连接到转换装置4。线10可以被直接连接到RF馈源装置、被短路、同到其他天线元件的线串联耦合或并联耦合。每条连接线可以起有源馈线作用，并被直接连接到RF馈源装置。人们也可以利用在其中没有到任何RF馈源的直接连接的寄生耦合。

至少该天线装置的一个隙缝元件9由至少一条连接线10馈电，并用各种方法由其他线调谐。例如，其他线可以被短路或保持敞开，使隙缝天线元件和效果上是整个天线装置对所要求的频带调谐。同样的技术可以用于改变无线终端的辐射图。该天线装置与无线终端耦合，形成辐射图。另外，连接、断开或调谐其他隙缝元件可以提供调谐或辐射图形成。

图5表示这样的一个天线装置的例子，即，这个天线装置与图4的类似，但其中两个补片天线元件11经连接线12连接到中央转换装置4。补片天线元件被放置成靠近或连接到中央转换装置。上面关于图4所述的内容对于图5的实施例也是适当的。

图6示出这样的一个天线装置的例子，即，其中曲折元件7与拉杆天线元件13一起连接到中央转换装置4。

拉杆和曲折元件可以被直接连接到RF馈源装置、被短路或串联/并联耦合。每个元件可以起有源辐射元件的作用，即被直接连接到RF馈源装置，或者起寄生元件的作用，其中无任何到RF馈源装置的电流连接。

例如，拉杆13和/或曲折7的电长度可以被改变以便调谐谐振频率。可以有其他寄生元件(未示出)靠近拉杆和/或曲折用于调谐和/或改变辐射图。用这样方法，辐射图可以主要指向所要求的方向。拉杆天线可以由螺旋天线元件代替或与其组合。

当然，天线装置可以包括转换装置和上述天线元件的任何组合，形成对称或不对称的辐射元件型板。

该天线装置可以适应在若干频带上的工作以及接收和发射不同极化的辐射。另外，转换装置4可以用于连接或断开分离的匹配元件。本发明对各个天线元件的任何具体形状不作限制，形状可以按照所要求的功能选。

近处的工作环境

在下面，将叙述会影响按照本发明的天线装置的性能的各种物理工作环境。

小型无线通信设备的天线参数，例如，谐振频率、输入阻抗、带宽、辐射图、增益、极化和近场图受装置近处环境中的物体影响。

小型无线通信装置，例如移动电话，可以用于许多不同的近处环境中。它可以如电话那样贴到耳朵上；它可以放在口袋里(前面朝向用户或后面朝向用户)；它可以固定到腰带上；它可以拿在手里；或者，放在导电表面上。可以列举出许多的工作环境。对所有工作环境共同的是，在装置的近处环境中或许有物体，因此影响装置的天线参数。在接近装置处有不同物体的环境对天线参数有不同影响。

在下面将具体地讨论两个具体的工作环境。

将无线电通信设备放在中空的空间中，即在设备的近处环境中没有任何物体，获得自由空间(FS)工作环境。围绕设备的空气在这里被认为是自由空间。许多工作环境可以被近似为该自由空间。一般说，如果环境对天线参数没有什么影响，则这个环境可以被称为自由空间。

通话位置(TP)工作环境被规定为在其中无线电通信设备被用户贴到耳朵上的位置。对天线参数的影响依拿设备的人和设备确切地如何放置而变化。在这里，TP环境被认为是一般情况，即包括所有上述各个变化。

辐射有关参数

现在将更详细地讨论会被物理工作环境影响和可以被按照本发明的天线的装置控制的各种辐射有关参数。

用于无线无线电通信设备的天线，由于用户的存在经受失谐。对于许多天线类型来说，与装置放置在自由空间时相比较，当用户存在时谐振频率显著的地降低。自由空间和通话位置之间的自适应调谐可以很大地减小这个问题。

调谐天线的一个直接方式是，改变天线的电长度，因而改变谐振频率。电长度越长，谐振频率越低。如果电长度上的改变足够大，这也是最直接的产生频带转换的方法。

在图7示出曲折形天线结构35，其同包括多个开关37-49的中央转换装置36一起被安排。天线结构35可以被视作多个对齐的和可单独连接的天线元件50-54，这些天线元件可以经转换装置36和馈电线56连接到馈电点55。馈电点55再连接到无线电通信设备的接收机电路(未示出)的低噪声放大器，并且因此天线结构35作为接收天线工作。换一个方式，馈电点55连接到用于接收RF功率信号的无线电通信发射机的功率放大器，因此天线结构35作为发射天线工作。可选择地，天线结构为发射和接收两者而被安排。

典型的工作例子如下。假定，开关37和46-49是闭合的，其余开关是断开的；当天线装置被安排在放置在自由空间中的手提电话中时，这样的天线配置状态适合最佳性能。当电话移到通话位置时，谐振频率将由于用户而降低。于是，为补偿用户的存在，开关49断开，因而与天线结构有关的电长度减小，谐振频率相应地增加。在适当设计天线结构35和转换装置36时，这个增加将补偿当电话从自由空间移到通话位置时引进的减低。

按照本发明，所有为不同目的所需要的元件50-54的转换都集中到备有一单独馈电线的转换装置36。

代替调谐失调的天线，人们可以进行自适应匹配，包括令谐振频率稍移开和通过匹配补偿这个失谐。

天线结构可以在不同位置被馈电。每个位置具有不同的E和H场之间的比率，得到不同的输入阻抗。只要馈电点转换对天线的谐振频率没什么影响，这个现象可以通过转换馈电点被利用。当天线经受由于用户(或其他物体)的出现引起的失谐时，通过改变，例如，天线结构的馈电点，天线可以与馈电线阻抗匹配。用相同的方法可以改变RF接地点。

在图8上，示意地表示这样实现天线结构61的例子，天线结构61可以有选择地在若干互相间隔开的不同点被RF接地。在该图示情况下天线结构61是安装在无线电通信设备的印刷电路板62上的平面反相F(PIFA)天线。天线61具有一条馈电线63和N个不同的间隔的RF接地连接64。通过从一个RF接地连接到另一个RF接地连接的转换，阻抗被稍许改变。

如以前那样，所有转换功能都集中到中央转换装置60。

此外，转换接入/断开寄生天线元件可以造成阻抗匹配，因为从寄生天线元件到有源天线元件的互相耦合产生互阻抗，它对有源天线元件的输入阻抗有影响。

如果能发现对天线元件失谐的外部限制，则可以估计需要被天线装置覆盖的自适应调谐/匹配的范围。

无线终端的辐射图受用户或其他物体在近场区存在的影响。引进损耗的材料将不只改变辐射图，而且引起由于吸收产生的在辐射功率上的损耗。

如果自适应地控制终端的辐射图，可以减小这个问题。可以引导辐射图(近场)大部分地离开引进损耗的物体，这将减少总损耗。

辐射图上的改变需要产生电磁辐射的电流被改变。一般说，对于小装置(例如手提电话)为产生改变的电流需要有在天线结构上相当大的改变，尤其对于较低频带。但是，通过转换到产生不同辐射图的另外天线类型，或者转换到在无线电通信设备的PCB的另一位置/侧的另一天线结构，可以做到这点。

另一个方法可以是，从很强地与无线电通信设备的PCB互相作用的天线结构(例如拉杆天线或补片天线)转换到不是如此的另一个天线(例如环形天线)。这将显著地改变辐射电流，因为同PCB互相作用将在PCB上引进的很大电流(PCB用作主要辐射结构)。

物理工作环境的检测

按照本发明，为检测所选择的近处环境的物理性质，可以提供一种传感器；为控制转换装置，从而根据检测到的物理性质控制天线结构在各种天线配置状态之间的有选择的转换天线结构，可以提供一种控制装置。在一般情况下，传感器不会是天线装置的部件，而是被放在无线终端机壳的表面。在这样的例子中，传感器的响应在天线模块控制装置处被接收。

可以用若干方式实现近处环境的检测。一个方式可以是，在装置上的不同位置上用传感器。以这个方式，可以检测在装置的不同侧面上的物体。传感器可以是不同种类的，例如，电阻、电容或电感传感器。

当带有与自由空间不同的电气性质的物体接近电容(负电抗)或电感(正电抗)传感器时，电容或电感传感器改变它们的电抗。因此，这些可以鉴别对天线的电性能没有大影响的物体，例如布。

电容传感器一般对介电材料较敏感。这些类型的传感器可以在，例如，电梯按钮中找到。

另一方面，电感传感器一般对导电材料较敏感。电感传感器经常在自动装置工业中使用，用于检测金属物品的端点。

另一个传感器类型可以是用于检测体热的热探测器。光传感器，例如光探测器也可用于探测在近处环境中的物体。

再其他的可应用传感器包括压力、倾斜、方向或运动传感器，它们可以探测运动模式，并从它们可以推演出不同的利用方案。

压力传感器可以探测无线通信设备是否由人拿着和拿它的方式。

如在发射机的功率放大器之后进行反射系数的测量，可以“检测”引起天线失谐的物体。这是有可能的，因为在天线的近场区，即近处环境中与自由空间不同的电性质的物体将影响天线输入阻抗。

再另一个方式是使用状态本身，用它可以确定装置所在的环境。即，如果装置用于讲话，没有免提单元在使用，则天线按通话位置来优选。

用于控制转换的程序

在下面将用一种算法举例说明本发明。这种算法利用任何适当的检测参数，例如，反射系数作为最佳化参数。在下面的例子中，使用电压驻波VSWR。

一种简单又容易完成的算法可能是一种“转换和固定”的算法。这种算法被表示在图9的流程图上。在这里，在预先规定的状态i＝1、...、N(例如，N＝2，一个对FS最佳化的状态，另一个对TP最佳化的状态)之间进行。初始选择i＝1，之后，在步骤65测量VSWR。然后，在步骤66将测量的VSWR同预先规定的极限(阈值)比较。如果不超出这个阈值，则算法返回到步骤65；如果超出，则有一个被进行到新状态i＝i+1的转换。如果i+1超过N，则进行到状态1的转换。在这个步骤之后，算法返回到步骤65。

利用这样一种算法，每个状态1、...、N被使用直到测量的VSWR超出预先规定的极限为止。当这种情况发生时，算法跨过预先规定的状态直到达到一个具有在阈值以下的VSWR的状态。发射机天线结构和接收机天线结构两者能在同时被转换。

下面将通过利用用于确定转换到哪个天线配置状态的检查表的程序举例说明本发明。

传感器检测无线电通信设备的近处环境。不同类型的传感器将给出不同的近处环境的图像。例如，如果使用电容或电感传感器，在装置的各种位置上人可以是能够分辩朝哪个方向(如从装置看的)有最小的来自近处物体的影响。然后，选择天线配置状态，使主辐射朝向所述方向。

对于每组从传感器的响应，都有相关的一个天线配置状态，这个状态较好地使物体的影响的最小，使损耗最小，使辐射的功率最大。这可以以检查表的形式来完成。

只有天线有关参数，例如反射系数被测量，试探算法才能工作。所有不检测具体天线参数的传感器能利用，例如，如上所述的检查表类型的程序。当然，可以使用组合。这种情况的一个例子是，为找到以最好的可能方式工作的天线配置状态，使用非天线有关参数传感器。之后，试探算法可有选择地细调天线配置状态。

上述天线装置是一种天线概念的一部分，这种天线概念在如下的我们同时进行的瑞典专利申请中被进一步详述。所说的专利申请的题目是：“用于发射和/或接收RF波的天线装置”、“用于发射和接收无线电波的天线装置”和“用于发射和/或接收RF波的天线装置和与其有关的方法”。所有这些在正与本申请相同的日期申请专利，特此被引进作为参考。

显然，本发明可以以多种方式变化。不应该认为这些变化是偏离本发明的范围。如对于本专业技术人员是明显的所有这样修改都被指定包括在所附的专利要求的范围之内。

Claims (32)

1.一种用于发射和/或接收RF辐射的天线装置，可安装于和连接到无线电通信设备，并包括：

天线结构(5-9、11、13、35、61)，可在多个天线配置状态之间转换，每个状态由一组辐射参数来区分，以及

转换装置(4、36、60)，用于在所述的多个天线配置状态之间有选择地转换所述天线结构(5-9、11、13、35、61)；特征在于：

所述的多个天线配置状态中的每一个状态都适应天线装置在各个预先规定的物理工作环境中所述无线电通信设备中的使用。

2.如权利要求1所述的天线装置，其中，每个所述的预先规定的物理工作环境由影响RF辐射并处于离所述的无线电通信装置小于10个所述RF辐射的波长的距离内的物体所规定。

3.如权利要求1或2所述的天线装置，其中，所述的无线电通信设备是无线手提无线电通信设备。

4.如权利要求1或2所述的天线装置，其中，所述的多个天线配置状态中的一个适于供所述无线电通信设备中的天线装置在通话状态使用。

5.如权利要求1或2所述的天线装置，其中，所述的多个天线配置状态中的一个适于供所述无线电通信设备中的天线装置在自由空间环境中使用。

6.如权利要求1或2所述的天线装置，其中，所述的多个天线配置状态中的一个状态适于供所述无线电通信设备被携带在使用者的腰部位置时的天线装置的使用。

7.如权利要求1或2所述的天线装置，其中，所述的多个天线配置状态中的一个状态适于供所述无线电通信设备被放置在使用者的衣袋中时的天线装置的使用。

8.如权利要求1或2所述的天线装置，其中，安排一个控制装置，用于接收指示从所述的预先规定的物理工作环境中的第一物理工作环境到第二物理工作环境的改变的第一测量值，以及用于根据所述第一测量值来控制所述的转换装置将所述的天线结构(5-9、11、13、35、61)从所述多个天线配置状态中的第一状态转换到第二状态。

9.如权利要求8中所述的天线装置，其中，所述第一测量值表示所述的无线电通信设备的反射系数。

10.如权利要求8中所述的天线装置，其中，所述第一测量值从一个传感器接收。

11.如权利要求8中所述的天线装置，其中，所述第一测量值从电阻传感器、电容传感器、电感传感器、光传感器、温度传感器、压力传感器、倾斜传感器、方向传感器或运动传感器接收。

12.如权利要求8所述的天线装置，其中，安排控制装置，用于接收工作环境的检测到的物理性质的第二测量值，以及用于根据所述第二测量值来控制所述的转换装置，从而在所述的多个天线配置状态之间控制所述天线结构(5-9、11、13、35、61)的有选择的转换。

13.如权利要求1或2所述的天线装置，其中，多个天线配置状态的每一个中连接的天线元件(5-9、11、13、50-54)的数目是不同的。

14.如权利要求1或2所述的天线装置，其中，多个天线配置状态包括不同安排的RF馈电连接。

15.如权利要求1或2所述的天线装置，其中，多个天线配置状态包括不同安排的RF接地连接(64)。

16.如权利要求1或2所述的天线装置，其中，所述的转换装置包括微电机系统转换装置。

17.如权利要求1或2所述的天线装置，其中，所述天线结构(5-9、11、13、35、61)包括具有曲折(7)、环(6)、隙缝(9)、补片(11)、拉杆(13)、螺旋形状中任何一个的可转换天线元件。

18.如权利要求1或2所述的天线装置，其中，所述天线结构(5-9、11、13、35、61)包括发射天线结构(5-9、11、13、35、61)和接收天线结构，以及所述的多个天线配置状态包括用于发射天线结构(5-9、11、13、35、61)的多个天线配置状态和用于接收天线结构的多个天线配置状态，每个天线结构(5-9、11、13、35、61)在其各个多个天线配置状态之间是可以互相独立转换的。

19.一种无线电通信设备，包括按照权利要求1的天线装置。

20.一种用于在可安装于并可连接到一个无线电通信设备的天线装置中发送和/或接收RF辐射的方法，该天线装置包括：

—天线结构(5-9、11、13、35、61)，可在多个天线配置状态之间转换，每个天线配置状态由一组辐射参数来区分，以及

—转换装置(4、36、60)，用于在所述的多个天线配置状态之间有选择地转换所述天线结构，所述方法其特征在于以下步骤：

—在所述的多个天线配置状态之间转换，其中所述的多个天线配置状态的每一个状态都适应在一个相应的预先规定的物理工作环境中的所述的无线电通信设备中的天线装置使用。

21.如权利要求20中所述的方法，其中，每个所述的预先规定的物理工作环境由影响RF辐射并处于离所述的无线电通信设备小于10个所述的RF波波长的距离内的物体所规定。

22.如权利要求20或21中所述的方法，其中，执行从所述的多个天线配置状态中的一个状态到另一个状态的转换，所述的一个和另一个的天线配置状态适应于在任何两个如下所述的预先规定的物理工作环境中的所述的无线电通信设备中的天线装置使用：通话状态、自由空间环境、在使用者的腰部携带和放置在使用者的衣袋中。

23.如权利要求20或21所述的方法，其中，接收指示从所述的预先规定的物理工作环境中的第一个状态到第二个状态的改变的第一测量值，以及根据所述第一测量值来控制所述的转换装置(4、36、60)将天线结构从所述多个天线配置状态中的第一状态到第二状态转换。

24.如权利要求20或21所述的方法，其中，接收检测到的所述天线装置外工作环境的物理性质的第一测量值，以及根据所述第一测量值来控制所述的转换装置(4、36、60)在所述的多个天线配置状态之间转换所述天线结构。

25.一种用于发射和接收RF波的天线装置，可安装于无线电通信设备中，并包括：

—天线结构，可在多个天线配置状态之间转换，每个状态通过一组辐射参数来区分，以及

—转换装置(4、36、60)，用于在所述的多个天线配置状态之间有选择地转换所述的天线结构；特征在于：

—控制装置(22)，当所述天线装置安装在所述无线电通信设备中时，用于接收检测到的该无线电通信设备外的工作环境的物理性质，以及用于根据所述检测到的物理性质来控制所述的转换装置(4、36、60)和在所述的多个天线配置状态之间有选择地转换所述的天线结构。

26.如权利要求25中所述的天线装置，其中，从传感器中接收所检测到的工作环境的物理性质。

27.如权利要求25或26中所述的天线装置，其中，安排该控制装置，以便接收工作环境的另一个检测到的物理性质，以及根据所说另一个检测到的物理性质来控制所述的转换装置(4、36、60)，从而在所述的多个天线配置状态之间控制所述天线结构的有选择的转换。

28.一种用于在可安装在无线电通信设备中的天线装置中发送和/或接收射频波的方法，该天线装置包括：

—天线结构，可在多个天线配置状态之间转换，每个状态由一组辐射参数来区分，以及

—转换装置(4、36、60)，用于在所述的多个天线配置状态之间有选择地转换所述的天线结构，所述方法其特征在于以下步骤：

—当所述天线装置安装在所述无线电通信设备中时，接收所检测到的该无线电通信设备外的工作环境的物理性质，以及

—根据所述检测到的物理性质来控制所述的转换装置(4、36、60)和在所述的多个天线配置状态之间有选择地转换所述的天线结构。

29.如权利要求28中所述的方法，其中，所述检测到的工作环境的物理性质的测量值从传感器中接收。

30.如权利要求1所述的天线装置，其中，

所述天线结构包括多个能够相互连接或断开的天线元件；以及

在所述多个天线配置状态的每一个状态中，所述多个天线元件中的各个天线元件相互连接。

31.如权利要求1所述的天线装置，其中，

所述天线结构包括多个能够相互连接或断开的天线元件；以及

在所述多个预定的天线配置状态中，所述天线结构具有不同的电气长度和谐振频率。

32.如权利要求1所述的天线装置，其中，

所述天线结构包括天线元件和多个馈电连接器和/或接地连接器，这些连接器能连接到所述天线元件或断开连接；以及

在所述多个预定的天线配置状态中，所述馈电连接器和/或接地连接器中不同的连接器连接到所述天线元件。

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