CN103503235B - 非线性极化复合环形天线 - Google Patents

Abstract

实施方式提供了单侧圆极化自容式复合环形天线和多层圆极化自容式复合环形天线（圆极化CPL）。CPL天线的实施方式通过使用物理上互相正交取向的两个电场辐射体并且通过确保这两个电场辐射体被定位成使得这两个电场辐射体之间的电延迟导致这两个电场辐射体异相地发射它们各自的电场，来产生圆极化信号。确保这两个电场辐射体之间的适当的电延迟还保持天线的高效率并且其改进天线的轴比。

Description

非线性极化复合环形天线

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年1月18日提交的第13/008,835号美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并到本文中。

技术领域

实施方式提供了单侧和多层圆极化自容式（self-contained）复合环形天线（圆极化CPL）。CPL天线的实施方式通过使用两个物理上彼此正交取向的电场辐射体并且通过确保这两个电场辐射体被定位成使得这两个电场辐射体之间的电延迟导致这两个电场辐射体异相地发射它们各自的电场，来产生圆极化信号。确保这两个电场辐射体之间的适当的电延迟保持天线的高效率并改进天线的轴比（axisratio）。

关于在联邦政府资助的研究和开发下的发明的权利的声明

不适用。

参考致密盘上提交的“序列表”、表格或计算机程序列表附件。

不适用。

背景技术

现代电信装置的日益减小的尺寸产生了对改进的天线设计的需要。如移动/蜂窝电话的装置中的已知的天线提供了性能上的主要限制之一，并且几乎总是一种方式或另一种方式的妥协。

具体地，天线的效率会对装置的性能具有主要影响。更高效的天线将会辐射从传送器馈送到该天线的、较高比例的能量。同样地，由于天线的内在互易性（inherentreciprocity），更高效的天线将会把更多接收信号转换成电能，以由接收器进行处理。

为了确保收发器（操作为传送器和接收器两者的装置）与天线之间的能量（在传送模式和接收模式两者下）的最大传输，两者的阻抗应当在大小上彼此匹配。这两者之间的任何不匹配将导致次优性能，其中在传送情况下，能量从天线反射回至传送器。当操作为接收器时，天线的次优性能导致比否则可行的情况下的接收功率更低的接收功率。

已知的简单的环形天线通常为主要产生磁（H）场的电流馈送装置。这样，它们通常不适合作为传送器。这在小的环形天线（即，小于一个波长的、或具有小于一个波长的直径的那些天线）的情况下尤其成立。相反，诸如偶极子的电压馈送天线产生电（E）场和H场两者，并且可以以传送模式和接收模式使用。

由环形天线接收的或从环形天线传送的能量的量部分地由天线的面积来确定。通常，每当环的面积减半，可以接收/传送的能量的量根据应用参数如初始尺寸、频率等减小了大约3dB。该物理约束往往表示实际上不可以使用非常小的环形天线。

复合天线为下述那些天线：其中激发横向磁（TM）模式和横向电（TE）模式，以实现较高性能效益，如较高带宽（较低Q）、较大辐射强度/功率/增益、以及较大效率。

在20世纪40年代后期，Wheeler和Chu最先研究电短（ELS）天线的特性。通过他们的工作，创建了若干数值公式来描述当天线在物理尺寸上减小时天线的限制。由Wheeler和Chu提到的ELS天线的限制中的尤其重要的一种限制在于它们具有大的辐射品质因子Q，因为它们及时储存比它们辐射的能量平均更多的能量。根据Wheeler和Chu，ELS天线具有高的辐射Q，这产生了天线或匹配网络中的最小的电阻损耗并且导致通常在1%至50%之间的非常低的辐射效率。结果，自从20世纪40年代以来，科学界通常已经接受了ELS天线具有窄的带宽和差的辐射效率。利用ELS天线的无线通信***中的很多当今的成就来自严格的实验以及调制方案和空中协议的优化，但是现今商业利用的ELS天线仍然反映Wheeler和Chu首次建立的窄带宽、低效率属性。

在20世纪90年代早期，DaleM.Grimes和CraigA.Grimes声称已经在数学上发现了超过通过Wheeler和Chu的理论建立的低辐射Q限制的、在ELS天线中一起运行的TM模式和TE模式的某些组合。Grimes和Grimes在1995年5月在关于电磁兼容性的IEEE会报中公布的题为“BandwidthandQofAntennasRadiatingTEandTMModes（辐射TE和TM模式的天线的带宽和Q）”的期刊中描述了他们的工作。这些主张引发了大量的争论并且产生了术语“复合场天线”，与单独激发TM模式或TE模式的“简单场天线”相反，在术语“复合场天线”中激发TM模式和TE模式两者。复合场天线的益处已经由几位很受尊敬的RF专家——包括由美国海军空中作战中心武器分部聘请的小组——在数学上证明，他们总结了比Wheeler–Chu限制更低的辐射Q的证据，增加了辐射强度、方向性（增益）、辐射功率和辐射效率（P.L.Overfelt，D.R.Bowling，D.J.White，“ColocatedMagneticLoop,ElectricDipoleArrayAntenna(PreliminaryResults)（同位磁环，电偶极子阵列天线（初步结果））”，临时报告，1994年9月）。

由于不想要的元件耦合效果以及设计低损耗无源网络以组合电辐射体和磁辐射体的相关的困难，已经证明复合场天线很复杂并且难以在物理上实现。

存在通常包括在电路板上的印刷金属带的二维非复合天线的大量的示例。然而，这些天线为电压馈送。一种这样的天线的示例为平面倒置F天线（PIFA）。大多数类似的天线设计主要还包括四分之一波长（或四分之一波长的某一倍数）电压馈送偶极子天线。

现有技术中还已知平面天线。例如，授予Zahn等人的美国专利5,061,938需要昂贵的聚四氟乙烯基底或类似的用于天线操作的材料。授予Shiga的美国专利5,376,942教示了可以接收但不可以传送微波信号的平面天线。Shiga天线还需要昂贵的半导体基底。授予Nalbandian的美国专利6,677,901涉及下述平面天线：其需要介电常数与导磁率（permeability）之比为1:1至1:3的基底并且仅能够在HF和VHF频率范围（3MHz至30MHz和30MHz至300MHz）内操作。尽管已知在廉价的玻璃加强环氧树脂层压板如通常用于普通的印刷电路板的FR-4上印刷一些较低频率装置，但是FR-4的介电损耗被认为太高并且介电常数不足够紧密地关于以这样的基底被控制以便在微波频率处使用。出于这些原因，更常使用氧化铝基底。另外，这些平面天线中没有一个是复合环形天线。

关于复合场天线的在带宽、效率、增益和辐射强度方面的提高的性能的基础来自于储存在天线的近场中的能量的影响。在RF天线设计中，希望将呈现给天线的能量尽可能多地转换成辐射能量。储存在天线的近场中的能量历史上已经被称为无功功率并且用于限制可以被辐射的功率的量。在讨论复杂的功率时，存在实部和虚部（通常称为“无功”部分）。实数功率离开源并且决不返回，而虚数或无功功率往往围绕源的固定位置（在半个波长内）振荡并且与源相互作用，从而影响天线的操作。来自多个源的实数功率的存在是直接相加的，而虚数功率的多个源可以相加或相减（消除）。复合天线的益处在于其由TM（电偶极子）源和TE（磁偶极子）源两者来驱动，这允许工程师创建利用先前在简单场天线中不可用的无功功率消除的设计，从而提高了天线的实数功率传输特性。

为了能够消除复合天线中的无功功率，需要电场和磁场彼此正交地操作。尽管已经提出了发射电场所需要的电场辐射体和生成磁场所需要的磁环的大量布置，但是所有这样的设计已经固定地选定三维天线。例如，授予McLean的美国专利7,215,292需要平行平面中的磁环对，该磁环对具有位于磁环对之间的第三平行平面上的电偶极子。授予Grimes等人的美国专利6,437,750需要在物理上互相正交地布置的两对磁环和电偶极子。由McLean提交的美国专利申请US2007/0080878教示了磁偶极子和电偶极子还处于正交平面中的布置。

共同拥有的第12/878,016号美国专利申请教示了线性极化多层平面复合环形天线。共同拥有的第12/878,018号美国专利申请教示了线性极化单侧复合环形天线。最后，共同拥有的第12/878,020号美国专利申请教示了线性极化自容式复合环形天线。这些共同拥有的专利申请与现有技术天线的不同在于：它们为具有在二维中物理地布置的一个或更多个磁环以及一个或更多个电场辐射体的复合环形天线，而不需要如McLean和Grimes等人的天线设计中那样的磁环和电场辐射体的三维布置。

附图说明

图1A是根据一种实施方式的单侧2.4GHz自容式圆极化复合环形天线的平面视图；

图1B示出了图1A的具有沿正z方向传播的右旋圆极化信号以及沿负z方向传播的左旋圆极化信号的2.4GHz天线；

图2A是根据一种实施方式的具有沿两个不同的最小反射电流点定位的两个电场辐射体的单侧402MHz自容式圆极化复合环形天线的平面视图；

图2B是示出了图2A的单侧402MHz天线的回波损耗的图；

图3是使用两个延迟环的单侧402MHz自容式圆极化复合环形天线的实施方式的平面视图；

图4是使用一个电场辐射体和天线背面的用作第二电场辐射体的贴片的双侧402MHz自容式圆极化复合环形天线的实施方式的一侧的平面视图；

图5是使用一个电场辐射体、天线背面的用作第二电场辐射体的贴片以及延迟环和延迟短截线（stub）的组合的双侧402MHz自容式圆极化复合环形天线的实施方式的一侧的平面视图；

图6是使用三个延迟短截线以调节电场辐射体与天线背面的用作第二电场辐射体的背部贴片之间的延迟的双侧402MHz自容式圆极化复合环形天线的实施方式的一侧的平面视图；以及

图7是具有带有电延长电场辐射体的正交迹线的电场辐射体、天线背面的用作第二电场辐射体的背部贴片、为大致拱形的延迟环以及延迟短截线的双侧402MHz自容式圆极化复合环形天线的实施方式的一侧的平面视图。

具体实施方式

实施方式提供了单侧和多层圆极化自容式复合环形天线（圆极化CPL天线）。圆极化CPL天线的实施方式通过使用物理上彼此正交取向的两个电场辐射体并且通过确保这两个电场辐射体被定位成使得这两个电场辐射体之间的电延迟导致这两个电场辐射体异相地发射其各自的电场，来产生圆极化信号。确保这两个电场辐射体之间的适当的电延迟还保持天线的高效率并且其改进天线的轴比。

在第12/878,016号、第12/878,018号和第12/878,020号美国专利申请中讨论了单侧复合环形天线、多层复合环形天线和自容式复合环形天线，其全部内容通过引用合并到本文中。

圆极化是指当由天线生成的电磁波通过空间远离天线传播时电场和磁场连续地旋转同时保持它们相应的正交性的现象。圆极化可以比线性极化更好地穿透水分和障碍。这使得圆极化适合于湿润的环境、具有很多建筑物和树的大城市区域、以及卫星应用。

对于线性极化天线，分立装置的传送器和接收器必须具有相似的取向，以使得接收器能够从传送器接收最强的信号。例如，如果传送器被竖直地取向，则接收器也应当被竖直地取向以接收最强的信号。另一方面，如果传送器被竖直地取向，而接收器以一定的角度稍微偏斜或倾斜而非竖直，则接收器将会接收较弱的信号。类似地，如果传送器以一定的角度偏斜而接收器是竖直的，则接收器将会接收较弱的信号。这对于某些类型的移动装置如基于蜂窝的电话来说可能是显著的问题，其中电话中的接收器可以具有不断变化的取向，或其中具有最好的信号强度的电话取向也是对于用户最不舒适的电话取向。因此，当设计要用于便携式电子装置中或用于***的天线时，不可以预测接收装置的取向，因此这会导致接收器的性能退化。在便携式电子装置的情况下，接收器的取向必定要根据用户在使用该便携式电子装置的同时正在干什么而不可预见地改变。

该问题的可能的解决方案是使用以不同取向布置的多个接收器或多个传送器，从而提高接收器所接收的信号的质量。例如，第一接收器可以是竖直的，第二接收器可以以45度角被取向，第三接收器可以是水平的。这将使得接收器能够接收下述信号：线性竖直极化的信号、线性水平极化的信号、以及以一定角度线性极化的信号。在这种情况下，当从传送器传送的信号与接收器中的一个接收器的取向匹配时，接收器可以接收最强的信号。然而，多个接收器/传送器的使用需要较大的接收/传送装置以容纳多个接收器/传送器。另外，多个接收器/传送器的益处被对额外的接收器/传送器供电所需要的功耗抵消。

在圆极化中，传送器和接收器并非必须相似地被取向，因为传播的信号不断地自行旋转。因此，不管接收器的取向如何，接收器将接收相同的信号强度。如上面所指出的，在圆极化中，当电场和磁场通过空间传播时，电场和磁场不断地旋转同时保持它们相应的正交性。

图1A示出了长度为大约2.92厘米、高度为大约2.92厘米的单侧2.4GHz圆极化CPL天线100的实施方式。虽然对于该天线设计和本文中所公开的其他实施方式标注了特定的尺寸，但是应当理解的是，本发明不限于特定的尺寸或工作频率，并且可以在不偏离本发明的教示的情况下开发使用不同的尺寸、频率、部件和工作特性的天线。

天线100包括磁环102、直接耦合至磁环102的第一电场辐射体104、以及与第一电场辐射体104正交的第二电场辐射体106。电场辐射体102和电场辐射体104两者物理上位于磁环102的内部。尽管电场辐射体104和106也可以定位在磁环的外部，但是优选使电场辐射体104和106位于磁环102的内部，以实现最大天线性能。第一电场辐射体104和第二电场辐射体106两者均为四分之一波长的单极子，但是替选实施方式可以使用为四分之一波长的某一倍数的单极子。

复合环形天线能够在传送模式和接收模式二者下操作，从而使得能够实现比已知的环形天线更好的性能。CPL天线的两个基本的部件是生成磁场（H场）的磁环和发射电场（E场）的电场辐射体。H场和E场必须互相正交以使得由天线发射的电磁波能够通过空间高效地传播。为了实现该效果，电场辐射体沿着磁环定位在近似90度电位置或近似270度电位置处。H场和E场的正交性还可以通过将电场辐射体沿着磁环定位在流经磁环的电流处于反射最小的点处来实现。CPL天线的沿磁环的、电流处于最小反射的点取决于磁环的几何结构。例如，电流处于反射最小的点可以最初被识别为磁环的第一区域。在向磁环添加或移除金属以实现阻抗匹配之后，电流处于反射最小的点可以从第一区域变为第二区域。

返回图1A，电场辐射体104和106可以在相同的90度或270度连接点处或在流经磁环102的电流处于反射最小的相同连接点处耦合至磁环102。可替选地，第一电场辐射体可以沿磁环被定位在电流处于反射最小的第一点，第二电场辐射体可以沿磁环被定位在电流也处于反射最小的不同点。电场辐射体不一定直接耦合至磁环。可替选地，电场辐射体中的每个可以使用窄的电迹线连接至磁环102，以增加电感延迟（inductivedelay）。具体地，当电场辐射体放置在磁环内时，必须小心确保辐射体不与天线的其他部分（如下面要进一步描述的过渡件（transition）108或地网110）电耦合，这会破坏天线的性能或操作性，除非期望某一形式的耦合，如下面进一步描述的。

如所指出的，天线100包括到第一电场辐射体104和第二电场辐射体106的过渡件108和地网110。过渡件108包括具有比磁环102的宽度大的宽度的磁环102的一部分。下面进一步描述过渡件108的功能。内置地网110允许天线100完全独立于任何接地平面或使用天线的产品的底盘。天线100的实施方式以及类似地圆极化CPL天线的替选实施方式不一定包括过渡件和/或地网。

过渡件部分地延迟围绕磁环的电压分配，并且设置地网的阻抗，以使得磁环和过渡件中出现的电压不消除由电场辐射体发射的电压。当地网和电场辐射体在天线中彼此异相180度被定位时，天线的增益可以增加，而与附近的任何接地平面无关。还应当理解的是，可以在过渡件的长度和宽度上调整过渡件以匹配地网中出现的电压。

天线100还包括平衡-不平衡变换器（balun）112。平衡-不平衡变换器是一种可以将关于接地（差分）平衡的电信号转化成不平衡（单端）的信号或将不平衡的信号转化成关于接地（差分）平衡的电信号的电变换器。具体地，平衡-不平衡变换器对共模信号呈现高阻抗而对差模信号呈现低阻抗。平衡-不平衡变换器112用作消除共模电流的功能。另外，平衡-不平衡变换器112将天线100调节成期望的输入阻抗并且调节整个磁环102的阻抗。平衡-不平衡变换器112为大致三角形形状并且包括由中间间隙114划分的两个部分。天线100的替选实施方式以及类似地自容式CPL天线和圆极化CPL天线的替选实施方式不一定包括平衡-不平衡变换器。

过渡件108的长度可以基于天线的工作频率来设置。对于波长较短的较高频率的天线，可以使用较短的过渡件。另一方面，对于波长较长的较低频率的天线，可以使用较长的过渡件108。可以独立于地网110调整过渡件108。

地网110被称为内置的，因为地网110由磁环102形成。因此，自容式地网天线不要求由使用天线的装置提供接地平面。地网110的长度可以根据需要来调整以获得期望的天线性能。

在简单的四分之一波长单极子的情况下，接地平面和地网是一个并且是相同的。然而，接地平面和地网不一定需要相同。接地平面是参考相位点所位于的地方，而地网为设置远场极化的事物。在自容式CPL天线的情况下，过渡件用于产生对于还将对应于接地的参考相位点移动至地网中的地网的180度相位延迟，使得天线独立于连接至天线的装置。如果平衡-不平衡变换器包括在磁环的端部处，则磁环的两个端部为天线的接地。如果天线不包括地网，则磁环的距电场辐射体近似180度的部分将仍作为接地平面。

天线100的实施方式不限于包括过渡件108和/或地网110。因此，天线100可以不包括过渡件108，但仍包括地网110。可替选地，天线100可以不包括过渡件108或地网110。如果天线100不包括地网110，则天线100的增益和效率将稍微下降。如果天线100不包括地网，则电场辐射体将仍然距电场辐射体近似180度查找地网，诸如可以用作地网的金属片（例如，图1A的磁环102的左侧）。虽然磁环102的左侧（没有地网）可以以相似的方式运作，但不会如具有比磁环102的宽度更大的宽度的地网110一样有效（由于其减小的宽度）。换言之，沿磁环连接至最小反射电流点的任何事物将距该最小反射电流点180度查找地网。在天线100中，地网110被定位成距用于电场辐射体104和106两者的最小反射电流点近似180度。然而，如上面所指出的，尽管地网110具有益处，但是移除地网110将仅对天线100的增益和性能具有边际效应。

尽管图1A示出了具有水平取向的第一电场辐射体和竖直取向的第二电场辐射体的天线100的平面视图，然而，在一些实施方式中，电场辐射体可以在相同的平面上沿不同的角度被取向。尽管两个电场辐射体的精确位置可以改变，但是重要的是，两个电场辐射体针对天线100彼此正交定位以操作为圆极化CPL天线。例如，第一电场辐射体可以以45度角倾斜，其中电迹线将倾斜的第一电场辐射体耦合至磁环。第二电场辐射体仅需要与第一电场辐射体正交，以使得天线能够产生圆极化信号。在这样的实施方式中，由两个相交的电场辐射体形成的大致十字形将倾斜45度。

圆极化CPL天线100是平面的。因此，右旋圆极化（RHCP）在与由天线100形成的平面垂直的第一方向上沿正z方向传送。左旋圆极化（LHCP）在与第一方向相反的第二方向上沿负z方向传送。图1B示出了从天线100的前面辐射RHCP120，而从天线100的背面辐射LHCP122。

在较低频率处，如果第一电场辐射体与第二电场辐射体之间没有足够的延迟，则将第二电场辐射体布置成与第二电场正交可能不起作用。如果两个电场辐射体之间没有足够的延迟，则两个电场辐射体可以同时或不充分异相地发射其各自的电场，导致其电场的消除。电场消除导致天线的较低的效率和增益，因为较少的电场被发射到空间中。这还可以导致交叉极化天线而非圆极化天线。

作为一种解决方案，返回参照图1A，两个电场辐射体可以沿磁环的不同点被定位。因而，第二电场辐射体106不需要被定位在第一电场辐射体104的顶部。例如，电场辐射体之一可以被定位在90度相位点，而第二电场辐射体可以被定位在270度相位点。如上面所指出的，CPL天线中的磁环可以沿磁环具有电流处于反射最小的多个点。于是，电场辐射体之一可以被定位在电流处于反射最小的第一点，并且第二电场辐射体可以被定位在电流也处于反射最小的第二点。

在图1A的天线100中，电场辐射体104和106两者在相同的反射最小点处连接。然而，在天线100的替选实施方式中，如图2A所示，第一电场辐射体104可以沿磁环102连接至第一点，并且第二电场辐射体106可以沿磁环102连接至第二点。然而，如上面所指出的，也如图2A中所示，两个电场辐射体即使不彼此物理接触，将仍然需要针对天线关于彼此正交地被定位以具有圆极化。

在图1A的天线100中，以2.4GHz的频率工作，第一电场辐射体104与第二电场辐射体106之间的距离105足够长以确保第一电场辐射体104与第二电场辐射体106异相。在天线100中，中心点107为第二电场辐射体的馈电点。

在天线100中，电流经由平衡-不平衡变换器112的右半部流入天线100，沿磁环102流动，流入第一电场辐射体104，流入第二电场辐射体106，流经过渡件108，流经地网110并且通过平衡-不平衡变换器112的左侧流出。

图2A示出了单侧402MHz自容式圆极化CPL天线200的实施方式。天线200包括沿两个不同的反射最小点被定位的两个电场辐射体204和206。402MHz天线200具有近似15厘米的长度和近似15厘米的高度。天线200不包括过渡件，但其包括地网208。地网208横跨磁环202的左侧的长度，并且具有为磁环202的宽度的两倍的宽度。然而，这些尺寸不是固定的，并且地网的长度和宽度可以被调节成使天线的增益和性能最大化。天线200还包括平衡-不平衡变换器210，即使天线200的替选实施方式不一定包括平衡-不平衡变换器210。在天线200中，平衡-不平衡变换器210物理地位于磁环202的内部。然而，平衡-不平衡变换器210还可以物理地被定位在磁环202的外部。

在天线200中，电流经由平衡-不平衡变换器210的右半部在馈电点216处流入天线200。然后，电流沿磁环202向右流动。第一电场辐射体204沿磁环202的底部半部分定位在平衡-不平衡变换器210右侧。电流流入第一电场辐射体204，并且沿第一电场辐射体204的整个长度流动，继续沿磁环202流动并且流经延迟环212。然后，电流流经第二电场辐射体206的整个长度，并且继续流经磁环202的顶侧，流经地网208并且流入延迟短截线214等。

如所指出的，天线200包括突出到磁环202中的小的延迟环212。延迟环212用于调整第一电场辐射体204与第二电场辐射体206之间的延迟。第一电场辐射体204被定位在90度相位点处，而第二电场辐射体206被定位在180度相位点处。两个电场辐射体204和206的宽度相同。两个电场辐射体204和206的宽度和长度可以改变以调节天线的工作频率以及调节天线的轴比。

轴比是电场的正交分量之比。圆极化场由两个相等幅值的正交电场分量组成。例如，如果电场分量的幅值不相等或几乎相等，则该结果为椭圆极化场。通过在由与第一电场正交的第二电场划分的一个方向上获得第一电场的对数（log）来计算轴比。在圆极化天线中，期望使轴比最小化。

延迟环212的长度和宽度以及组成延迟环212的迹线的厚度可以根据需要来调节，以实现两个电场辐射体之间的必要的延迟。使延迟环212突出到磁环202中——即定位在磁环202的内部——优化了天线200的轴比。然而，延迟环212还可以突出到磁环202之外。换言之，延迟环212增加第一电场辐射体204与第二电场辐射体206之间的电长度。延迟环212不一定为大致矩形形状。延迟环212的实施方式可以是弯曲的、之字形形状、或可以基本上减慢电子沿延迟环212的流动的任何其他形状，从而确保电场辐射体彼此异相。

一个或更多个延迟环可以被添加至天线以在两个电场辐射体之间实现适当的延迟。例如，图2A示出了具有单个延迟环212的天线200。然而，天线200的替选实施方式可以具有两个或更多个延迟环，而非具有单个延迟环212。

天线200还包括在磁环202的左侧的短截线214。短截线214直接耦合至磁环202。短截线214电容耦合至第二电场辐射体206，以电延长电场辐射体206从而将阻抗匹配调节至频带。在天线200中，第二电场辐射体206不可以被制作成在物理上较长，因为以该方式延长电场辐射体206将使电场辐射体206电容耦合至地网208，从而使天线的性能退化。

如上面所指出的，如图2A所示，第二电场辐射体206正常会需要比图2A中所示的长度长。具体地，第二电场辐射体206将必须更长了与短截线214的长度一样。然而，如果使电场辐射体206较长，则电场辐射体206将电容耦合至磁环202的左侧。短截线的使用使得第二电场辐射体206能够看起来在电学上较长。电场辐射体206的电长度可以通过沿磁环202的左侧上下移动短截线214来调节。沿磁环202的左侧将短截线214移动较高产生在电学上较长的电场辐射体206。另一方面，沿磁环202的左侧将短截线214移动较低导致电场辐射体206看起来在电学上较短。电场辐射体206的电长度还可以通过改变短截线214的物理尺寸来调节。

图2B为示出了不具有短截线214的天线200的回波损耗的图。因此，图2B示出了具有不同电长度的两个电场辐射体的天线200的回波损耗。当两个电场辐射体具有不同的电长度时，回波损耗示出了不同频率处的两个跌落（dip）。第一跌落220和第二跌落222对应于天线的阻抗匹配的频率。每个电场辐射体产生其自己的谐振。每个谐振分别产生回波损耗方面的多个跌落。在天线200中，第一电场辐射体204与第二电场辐射体206相比产生对应于第二跌落222的稍微较高的谐振，这是因为第一电场辐射体204沿磁环202到馈电点216的接近。另一方面，因为馈电点216与第二电场辐射体206之间的较长的长度，第二电场辐射体206产生对应于第一跌落220的较低的谐振。如上面所提到的，短截线214电延长第二电场辐射体206。因此，这移动了第一跌落220并且使得第一跌落220匹配第二跌落222。

图3为示出了具有两个延迟环的单侧402MHz自容式圆极化天线300的替选实施方式的平面视图。天线300具有近似15厘米的长度和近似15厘米的高度。天线300包括磁环302、沿电流处于反射最小的第一点定位的第一电场辐射体304、以及沿电流处于反射最小的第二点定位的第二电场辐射体306。天线300还包括地网308和平衡-不平衡变换器310。与图2A的天线200相反，天线300不包括短截线214，但包括两个延迟环，沿磁环302的右侧的第一延迟环312和沿磁环302的右侧的第二延迟环314。第二延迟环314用于调节两个电场辐射体304与306之间的电延迟。在天线300中，第二延迟环314的顶部316电容耦合至第二电场辐射体306，以通过电延长第二电场辐射体306来执行与天线200中的短截线214相似的功能。

当天线包括两个或更多个延迟环时，两个或更多个延迟环不一定具有相同的尺寸。例如，在天线300中，第一延迟环312几乎是第二延迟环314的一半那么小。可替选地，第二延迟环314可以由两个较小的延迟环替代。可以将延迟环添加至磁环的任一侧，以及单个天线可以在磁环的一侧或更多侧具有延迟环。

可以在不使用延迟环的情况下、通过增加磁环的整体长度来实现两个电场辐射体之间的适当的延迟。因此，如果不包括延迟环312和314，则磁环302将必须更大以确保第一电场辐射体304与第二电场辐射体306之间的适当的延迟。因而，延迟环的使用可以在天线设计期间用作节省空间技术，即，可以通过将各个部件移动到磁环302内部的物理位置来减小天线的整体尺寸。

图2A和图3为具有其角以约45度角被切割的磁环的天线的示例。以一定的角度切割磁环的角改进了天线的效率。使磁环具有形成近似90度角的角影响流经磁环的电流的流动。当流经磁环的电流冲击（hit）90度角的角时，这使得电流跳弹（ricochet），其中反射电流逆着主电流流动或形成漩涡池（eddypool）。作为90度的角的结果的能耗会消极地影响天线的性能，在较小的天线实施方式中最显著。以近似45度角切割磁环的角改善了磁环的角周围的电流的流动。因而，成角度的（angled）角使得电流中的电子在流经磁环时被较少地阻止。虽然以45度角切割角是优选的，但以与45度不同的角进行切割的替选实施方式也是可以的。任何CPL天线可以具有带有以一定角度切除的角的磁环以改进天线性能，但切割的角不总是必要的。

替代使用环调节天线中的两个电场辐射体之间的延迟，可以使用一个或更多个大致矩形金属短截线来调节两个电场辐射体之间的延迟。图4示出了双侧（多层）402MHz自容式圆极化天线400的实施方式。天线400包括磁环402、第一电场辐射体404（竖直）、第二电场辐射体406（水平）、过渡件408、地网410和平衡-不平衡变换器412。

第一电场辐射体406附接至电延长第一电场辐射体406的方形贴片414。方形贴片414直接耦合至磁环402。可以基于电场辐射体406如何被调节来相应地调节方形贴片414的尺寸。天线400还包括位于施加天线的基底的背面的背部贴片416。具体地，背部贴片416横跨磁环402的左侧的整个长度。背部贴片416连同第一电场辐射体404一起且与第二电场辐射体406异相地竖直辐射。背部贴片416不电连接至磁环，这样，其为寄生电场辐射体。因而，天线400为具有作为电场辐射体的两个竖直元件和作为第一电场辐射体的仅一个水平元件的圆极化CPL天线的示例。其他实施方式可以包括一起操作的竖直元件的很多不同的组合以及一起操作的水平元件的很多不同的组合，并且只要这些竖直元件和水平元件如本文所描述的为异相，则天线将被圆极化。

天线400还包括第一延迟短截线418和第二延迟短截线420。两个延迟短截线418和420为大致矩形形状。延迟短截线418和420用于调节第一电场辐射体404与第二电场辐射体406之间的延迟。尽管图4示出了突出到磁环402中的两个延迟短截线418和420，可替选地，两个延迟短截线418和420可以被布置成使得两个延迟短截线418和420突出到磁环402之外。

图5示出了双侧402MHz自容式圆极化CPL天线500的另一实施方式。与至此所介绍的其他天线相反，天线500包括磁环502和仅一个电场辐射体504。天线500使用在天线500的背部的大的金属背部贴片506作为寄生竖直电场辐射体，而非使用第二电场辐射体。背部贴片506具有大致矩形切除部分508，部分508从背部贴片506中被切除以减小电场辐射体504与背部贴片506之间的电容耦合。切除部分508不影响由背部贴片506发射的辐射图案。天线500还包括过渡件510、地网512和平衡-不平衡变换器514。

具体地，天线500示出了使用延迟环、延迟短截线和金属贴片的组合调节电场辐射体504与背部贴片506之间的延迟。延迟环516不辐射并且用于调节电场辐射体504与背部贴片506之间的延迟。延迟环516还使其角以一定角度被切除。如上面所提到的，以一定的角度切割角可以改进角周围的电流的流动。

天线500还包括直接耦合至磁环502的金属贴片518、以及也直接耦合至磁环502的较小的延迟短截线520。金属贴片518和延迟短截线520两者有助于调节电场辐射体504与作为竖直辐射体的背部贴片506之间的延迟。金属贴片518使其底部左侧角被切除以减小金属贴片518与延迟环516之间的电容耦合。

背部贴片506——即使是寄生的——沿与电场辐射体504正交的方向被定位。例如，如果电场辐射体504以一定的角度被取向，并且经由电迹线耦合至磁环502，则背部贴片506将必须被取向成使得电场辐射体504与背部贴片506之间的取向差为90度。

图6示出了双侧402MHz自容式圆极化CPL天线600的另一示例。天线600包括磁环602、电场辐射体604、与电场辐射体604正交的作为第二寄生辐射体的背部贴片606、过渡件608、地网610、以及平衡-不平衡变换器612。图6为仅使用延迟短截线来调节电场辐射体604与背部贴片606之间的延迟的天线600的示例。背部贴片606位于天线600的背面。背部天线606跨越磁环602的左侧的整个长度。背部天线606不具有如根据图5的背部贴片506的情况那样的切除的部分，因为背部贴片606较窄。

天线600利用三个延迟短截线来调节电场辐射体604与背部贴片606之间的延迟。图6包括定位在平衡-不平衡变换器612右边的大的延迟短截线614、沿磁环602的右侧且在电场辐射体604前面被定位的中等延迟短截线616、以及也沿磁环602的右侧但在电场辐射体604后面定位的小的延迟短截线618。

如上面所指出的，自容式圆极化CPL天线可以使用仅延迟环、仅延迟短截线、或延迟环和延迟短截线的组合，来调节这两个电场辐射体之间或电场辐射体与作为第二电场辐射体的其他元件之间的延迟。天线可以使用一个或更多个不同尺寸的延迟环。另外，延迟环中的一些可以使它们的角以一定角度被切除以改善电流沿延迟环的角的流动。类似地，天线可以使用一个或更多个不同尺寸的延迟短截线。延迟短截线还可以相应地被成形或切割以减小与天线中的其他元件的电容耦合。最后，延迟环和延迟短截线两者可以物理地位于磁环的内部，以使得它们突出到磁环中。可替选地，延迟环和延迟短截线可以物理地位于磁环的外部，以使得它们突出到磁环之外。单个天线还可以组合突出到磁环中的一个或更多个延迟环/短截线或突出到磁环之外的一个或更多个延迟环/短截线。延迟环可以具有从大致矩形形状到大致平滑曲线形状的范围内的各种形状。

图7示出了双侧402MHz自容式圆极化CPL天线700的另一示例。天线700包括磁环702、具有位于电场辐射体704的中间的小的迹线706的电场辐射体704、与电场辐射体704正交的作为寄生电场辐射体的背部贴片708、过渡件710、地网712、以及平衡-不平衡变换器714。小的迹线702被定位成与电场辐射体704正交，并且用于为阻抗调节而电延长电场辐射体704的目的。因此，与电场辐射体704正交的小的迹线706延长了电场辐射体704而不必须使电场辐射体物理较长，而不是使得电场辐射体704较长并且必须切除背部贴片708的一部分以阻止这两个元件之间的电容耦合。

天线700为使用具有大致平滑曲线形状的延迟环的天线的示例。延迟环716为大致拱形。然而，应当指出的是，相比于如图7所示的拱形环的使用，矩形延迟环的使用改进了天线的性能。

天线700还包括为大致矩形形状的延迟短截线718。延迟环716和延迟短截线718两者都用于调节水平电场辐射体704与作为第二电场辐射体的竖直背部贴片708之间的延迟。

在上面所示出的天线的每种实施方式中，磁环作为整体具有第一感抗，并且该第一感抗必须匹配天线的其他部件的组合容抗，如第一电场辐射体的第一容抗、第一电场辐射体与磁环之间的物理布置的第二容抗、第二电场辐射体的第三容抗、以及第二电场辐射体与磁环之间的物理布置的第四容抗。同样地，应当理解的是，其他元件可以贡献于必须贯穿天线被匹配或平衡以实现适当的性能的感抗和容抗。

一种实施方式针对于单侧圆极化自容式复合环形天线，该复合环形天线包括：磁环，所述磁环位于平面上并且被配置成生成磁场，其中，磁环具有相加到复合环形天线的总感抗的第一感抗；第一电场辐射体，所述第一电场辐射***于平面上并且被配置成发射与磁场正交的第一电场，第一电场辐射体耦合至磁环并且具有第一取向，其中，第一电场辐射体具有相加到复合环形天线的总容抗的第一容抗，并且其中，第一电场辐射体与磁环之间的第一物理布置产生相加到总容抗的第二容抗；第二电场辐射体，所述第二电场辐射***于平面上并且被配置成发射与第一电场异相的第二电场，第二电场与磁场正交并且与第一电场正交，第二电场辐射体耦合至磁环并且具有与第一取向正交的第二取向，其中，第二电场辐射体具有相加到总容抗的第三容抗，其中，第二电场辐射体与磁环之间的第二物理布置产生相加到总容抗的第四容抗，并且其中，总感抗基本上与总容抗匹配。

本实施方式还可以包括地网，该地网被形成在磁环上并且具有大于磁环的宽度的地网宽度，地网被定位在选自下组的位置处，该组包括：与第一电场辐射体相对、与第二电场辐射体相对、以及与第一电场辐射体和第二电场辐射体相对。

本实施方式还可以包括形成在磁环上并且沿磁环定位在地网前面的过渡件，过渡件具有大于磁环的宽度的过渡件宽度并且基本上产生相对地网近似180度的相位延迟。

本实施方式还可以包括平衡-不平衡变换器，该平衡-不平衡变换器消除共模电流并且将天线调节成期望的输入阻抗。

在本实施方式中，第一电场辐射体可以在流经磁环的电流基本上处于反射最小的点处直接耦合至磁环。第一电场辐射体还可以在流经磁环的电流基本上处于反射最小的点处经由电迹线耦合至磁环。

在本实施方式中，第二电场辐射体可以在流经磁环的电流基本上处于反射最小的点处直接耦合至磁环。第二电场辐射体也可以在流经磁环的电流基本上处于反射最小的点处经由电迹线耦合至磁环。

在本实施方式中，第一电场辐射体可以在流经磁环的电流基本上处于反射最小的点处直接耦合至磁环，并且第二电场辐射体在下述点处直接耦合至第一电场辐射体：在该点处，第一电场辐射体的馈电点与第二电场辐射体的馈电点之间的电延迟确保第一电场辐射体与第二电场辐射体异相。

在本实施方式中，第一电场辐射体可以在第一侧耦合至磁环，并且其中，第一电场辐射体的物理长度小于第二电场辐射体的物理长度，该天线还包括直接耦合至磁环的与第一侧相对的第二侧的大致矩形短截线，该短截线将第一电场辐射体的电长度调节成匹配第二电场辐射体的电长度。

在本实施方式中，天线还可以包括形成在磁环的一侧或更多侧的一个或更多个延迟环，一个或更多个延迟环在第一电场辐射体与第二电场辐射体之间引入电延迟，其中，电延迟确保第一电场与第二电场异相地被发射。一个或更多个延迟环中的延迟环可以为大致矩形形状或为大致平滑曲线形状。

在本实施方式中，天线还可以包括形成在磁环的一侧或更多侧的一个或更多个延迟短截线，一个或更多个延迟短截线为大致矩形，其中，一个或更多个延迟短截线在第一电场辐射体与第二电场辐射体之间引入电延迟，以确保第一电场与第二电场异相地被发射。

在本实施方式中，磁环可以为具有以一定角度切割的一个或更多个角的大致矩形形状。在本实施方式中，第一电场辐射体可以竖直地取向，第二电场辐射体可以水平地取向，或者第一电场辐射体可以水平地取向，第二电场辐射体可以竖直地取向。

又一实施方式针对于多层圆极化自容式复合环形天线，该复合环形天线包括：磁环，所述磁环位于第一平面上并且被配置成生成磁场，其中，磁环具有相加到复合环形天线的总感抗的第一感抗；第一电场辐射体，所述第一电场辐射***于第一平面上并且被配置成发射与磁场正交的第一电场，第一电场辐射体耦合至磁环并且具有第一取向，其中，第一电场辐射体具有相加到复合环形天线的总容抗的第一容抗，以及其中，第一电场辐射体与磁环之间的第一物理布置产生相加到总容抗的第二容抗；第二电场辐射体，所述第二电场辐射***于第一平面上并且被配置成发射与第一电场异相的第二电场，第二电场辐射体耦合至磁环并且具有与第一取向正交的第二取向，第二电场与第一电场和磁场正交，其中，第二电场辐射体具有相加至总容抗的第三容抗，其中，第二电场辐射体与磁环之间的第二物理布置产生相加到总容抗的第四容抗；以及贴片，所述贴片位于第一平面下的第二平面上，贴片具有与第一取向平行且与第二取向正交的第三取向，贴片被配置成发射与磁场和第二电场正交的第三电场，第三电场与第一电场同相且与第二电场异相地发射，其中，贴片具有相加到总容抗的第五容抗，其中，贴片与磁环之间的第三物理布置产生相加到总容抗的第六容抗，并且其中，总感抗基本上与总容抗匹配。

在本实施方式中，天线还可以包括从贴片中切割出的的大致矩形部分，以减小贴片与第二电场辐射体或第一电场辐射体之间的电容耦合。天线还可以包括地网，该地网被形成在磁环上并且具有大于磁环的环宽度的地网宽度，地网被定位在选自下组的位置处，该组包括：与第一电场辐射体相对、与第二电场辐射体相对、以及与第一电场辐射体和第二电场辐射体相对。天线还可以包括形成在磁环上并且沿磁环被定位在地网前面的过渡件，过渡件具有大于环宽度的过渡件宽度并且基本上产生相对地网180度的相位延迟。

在本实施方式中，天线可以包括平衡-不平衡变换器，该平衡-不平衡变换器消除共模电流并且将天线调节成期望的输入阻抗。

在本实施方式中，第一电场辐射体可以在流经磁环的电流基本上处于反射最小的点处直接耦合至磁环。第一电场辐射体还可以在流经磁环的电流基本上处于反射最小的点处经由电迹线耦合至磁环。

在本实施方式中，第二电场辐射体可以在流经磁环的电流基本上处于反射最小的点处直接耦合至磁环。第二电场辐射体也可以在流经磁环的电流基本上处于反射最小的点处经由电迹线耦合至磁环。

在本实施方式中，第一电场辐射体可以在流经磁环的电流基本上处于反射最小的点处直接耦合至磁环，并且其中，第二电场辐射体在下述点处直接耦合至第一电场辐射体：在该点处，第一电场辐射体的馈电点与第二电场辐射体的馈电点之间的电延迟确保第一电场辐射体与第二电场辐射体异相。

在本实施方式中，第一电场辐射体可以在第一侧耦合至磁环，并且其中，第一电场辐射体的物理长度小于第二电场辐射体的物理长度，该天线还包括直接耦合至磁环的与第一侧相对的第二侧的大致矩形短截线，短截线将第一电场辐射体的电长度调节成基本上匹配第二电场辐射体的电长度。

在本实施方式中，天线还可以包括形成在磁环的一侧或更多侧的一个或更多个延迟环，一个或更多个延迟环在第一电场辐射体与第二电场辐射体之间引入电延迟，其中，电延迟确保第一电场与第二电场异相地被发射。一个或更多个延迟环中的延迟环可以为大致矩形形状或为基本上平滑曲线形状。

在本实施方式中，天线可以包括形成在磁环的一侧或更多侧的一个或更多个延迟短截线，一个或更多个延迟短截线为大致矩形，其中，一个或更多个延迟短截线在第一电场辐射体与第二电场辐射体之间引入电延迟，以确保第一电场与第二电场异相地被发射。

在本实施方式中，磁环可以为具有以一定角度切割的一个或更多个角的大致矩形形状。第一电场辐射体可以竖直地取向，第二电场辐射体可以水平地取向，或者第一电场辐射体可以水平地取向，第二电场辐射体可以竖直地取向。

尽管在本文中已经通过若干替选方案示出和描述了本发明，但是应当理解的是，本文中所描述的技术可以具有大量的额外的用途和应用。因此，本发明不应当仅限于包含在本说明书中的仅说明了本发明的优选实施方式、替选方案和原理应用的具体描述，实施方式和各附图。

Claims (32)

1.一种单侧非线性极化自容式复合环形天线，包括：

磁环，所述磁环位于平面上并且被配置成生成磁场，其中，所述磁环具有相加到所述复合环形天线的总感抗的第一感抗；

第一电场辐射体，所述第一电场辐射***于所述平面上并且被配置成以第一频率发射与所述磁场正交的第一电场，所述第一电场辐射体耦合至所述磁环并且具有第一取向，其中，所述第一电场辐射体具有相加到所述复合环形天线的总容抗的第一容抗，并且其中，所述第一电场辐射体与所述磁环之间的第一物理布置产生相加到所述总容抗的第二容抗；以及

第二电场辐射体，所述第二电场辐射***于所述平面上并且被配置成以所述第一频率发射第二电场，所述第二电场与所述磁场正交并且与所述第一电场正交，所述第二电场辐射体耦合至所述磁环并且具有与所述第一取向正交的第二取向，其中，所述第二电场辐射体具有相加到所述总容抗的第三容抗，其中，所述第二电场辐射体与所述磁环之间的第二物理布置产生相加到所述总容抗的第四容抗，并且其中，所述总感抗基本上与所述总容抗匹配。

2.根据权利要求1所述的天线，还包括地网，所述地网被形成在所述磁环上并且具有大于所述磁环的宽度的地网宽度，所述地网被定位成与所述第一电场辐射体相对、或与所述第二电场辐射体相对、或与所述第一电场辐射体和所述第二电场辐射体相对。

3.根据权利要求2所述的天线，还包括过渡件，所述过渡件被形成在所述磁环上并且沿所述磁环被定位在所述地网前面，所述过渡件具有大于所述磁环的宽度的过渡件宽度并且基本上产生对于所述地网近似180度的相位延迟。

4.根据前述权利要求中任一项所述的天线，还包括平衡-不平衡变换器，所述平衡-不平衡变换器消除共模电流并且将所述天线调节成期望的输入阻抗。

5.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第一电场辐射体在流经所述磁环的电流基本上处于反射最小的点处直接耦合至所述磁环。

6.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第一电场辐射体在流经所述磁环的电流基本上处于反射最小的点处经由电迹线耦合至所述磁环。

7.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第二电场辐射体在流经所述磁环的电流基本上处于反射最小的点处直接耦合至所述磁环。

8.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第二电场辐射体在流经所述磁环的电流基本上处于反射最小的点处经由电迹线耦合至所述磁环。

9.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第一电场辐射体在流经所述磁环的电流基本上处于反射最小的点处直接耦合至所述磁环，并且其中，所述第二电场辐射体在下述点处直接耦合至所述第一电场辐射体：在该点处，所述第一电场辐射体的馈电点与所述第二电场辐射体的馈电点之间的电延迟确保所述第一电场辐射体与所述第二电场辐射体异相。

10.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第一电场辐射体在第一侧耦合至所述磁环，并且其中，所述第一电场辐射体的物理长度小于所述第二电场辐射体的物理长度，所述天线还包括直接耦合至所述磁环的与所述第一侧相对的第二侧的大致矩形短截线，所述短截线将所述第一电场辐射体的电长度调节成匹配所述第二电场辐射体的电长度。

11.根据权利要求1所述的天线，还包括形成在所述磁环的一侧或更多侧的一个或更多个延迟环，所述一个或更多个延迟环在所述第一电场辐射体与所述第二电场辐射体之间引入电延迟，其中，所述电延迟确保所述第一电场与所述第二电场异相地被发射。

12.根据权利要求11所述的天线，其中，所述一个或更多个延迟环中的延迟环为大致矩形形状或为大致平滑曲线形状。

13.根据权利要求1所述的天线，还包括形成在所述磁环的一侧或更多侧的一个或更多个延迟短截线，所述一个或更多个延迟短截线为大致矩形，其中，所述一个或更多个延迟短截线在所述第一电场辐射体与所述第二电场辐射体之间引入电延迟，以确保所述第一电场与所述第二电场异相地被发射。

14.根据权利要求1所述的天线，其中，所述磁环为具有以一定角度切割的一个或更多个角的大致矩形形状。

15.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第一电场辐射体被竖直地取向，并且所述第二电场辐射体被水平地取向。

16.一种非线性极化自容式复合环形天线，包括：

磁环，所述磁环位于第一平面上并且被配置成生成磁场，其中，所述磁环具有相加到所述复合环形天线的总感抗的第一感抗；

第一电场辐射体，所述第一电场辐射***于所述第一平面上并且被配置成以第一频率发射与所述磁场正交的第一电场，所述第一电场辐射体耦合至所述磁环并且具有第一取向，其中，所述第一电场辐射体具有相加到所述复合环形天线的总容抗的第一容抗，并且其中，所述第一电场辐射体与所述磁环之间的第一物理布置产生相加到所述总容抗的第二容抗；以及

第二电场辐射体，所述第二电场辐射***于所述第一平面上并且被配置成以与所述第一频率不同的第二频率发射第二电场，所述第二电场辐射体耦合至所述磁环并且具有与所述第一取向正交的第二取向，所述第二电场与所述第一电场和所述磁场正交，所述第一频率不同于所述第二频率，其中，所述第二电场辐射体具有相加到所述总容抗的第三容抗，其中，所述第二电场辐射体与所述磁环之间的第二物理布置产生相加到所述总容抗的第四容抗。

17.根据权利要求16所述的天线，还包括地网，所述地网被形成在所述磁环上并且具有大于所述磁环的环宽度的地网宽度，所述地网被定位成与所述第一电场辐射体相对、或与所述第二电场辐射体相对、或与所述第一电场辐射体和所述第二电场辐射体相对。

18.根据权利要求17所述的天线，还包括过渡件，所述过渡件被形成在所述磁环上并且沿所述磁环被定位在所述地网前面，所述过渡件具有大于所述环宽度的过渡件宽度并且基本上产生对于所述地网近似180度的相位延迟。

19.根据权利要求16所述的天线，还包括平衡-不平衡变换器，所述平衡-不平衡变换器消除共模电流并且将所述天线调节成期望的输入阻抗。

20.根据权利要求16所述的天线，其中，所述第一电场辐射体在流经所述磁环的电流基本上处于反射最小的点处直接耦合至所述磁环。

21.根据权利要求16所述的天线，其中，所述第一电场辐射体在流经所述磁环的电流基本上处于反射最小的点处经由电迹线耦合至所述磁环。

22.根据权利要求16所述的天线，其中，所述第二电场辐射体在流经所述磁环的电流基本上处于反射最小的点处直接耦合至所述磁环。

23.根据权利要求16所述的天线，其中，所述第二电场辐射体在流经所述磁环的电流基本上处于反射最小的点处经由电迹线耦合至所述磁环。

24.根据权利要求16所述的天线，其中，所述第一电场辐射体在流经所述磁环的电流基本上处于反射最小的点处直接耦合至所述磁环，并且其中，所述第二电场辐射体在下述点处直接耦合至所述第一电场辐射体：在该点处，所述第一电场辐射体的馈电点与所述第二电场辐射体的馈电点之间的电延迟确保所述第一电场辐射体与所述第二电场辐射体异相。

25.根据权利要求16所述的天线，其中，所述第一电场辐射体在第一侧耦合至所述磁环，并且其中，所述第一电场辐射体的物理长度小于所述第二电场辐射体的物理长度，所述天线还包括直接耦合至所述磁环的与所述第一侧相对的第二侧的大致矩形短截线，所述短截线将所述第一电场辐射体的电长度调节成基本上匹配所述第二电场辐射体的电长度。

26.根据权利要求16所述的天线，还包括形成在所述磁环的一侧或更多侧的一个或更多个延迟环，所述一个或更多个延迟环在所述第一电场辐射体与所述第二电场辐射体之间引入电延迟，其中，所述电延迟确保所述第一电场与所述第二电场异相地被发射。

27.根据权利要求26所述的天线，其中，所述一个或更多个延迟环中的延迟环为大致矩形形状或为大致平滑曲线形状。

28.根据权利要求16所述的天线，还包括形成在所述磁环的一侧或更多侧的一个或更多个延迟短截线，所述一个或更多个延迟短截线为大致矩形，其中，所述一个或更多个延迟短截线在所述第一电场辐射体与所述第二电场辐射体之间引入电延迟，以确保所述第一电场与所述第二电场异相地被发射。

29.根据权利要求16所述的天线，其中，所述磁环为具有以一定角度切割的一个或更多个角的大致矩形形状。

30.根据权利要求16所述的天线，其中，所述第一电场辐射体被竖直地取向，并且所述第二电场辐射体被水平地取向。

31.根据权利要求16所述的天线，还包括贴片，所述贴片位于在所述第一平面下的第二平面上，所述贴片具有与所述第一取向平行且与所述第二取向正交的第三取向，所述贴片被配置成发射与所述磁场和所述第二电场正交的第三电场，所述第三电场与所述第一电场同相且与所述第二电场异相地发射，其中，所述贴片具有相加到所述总容抗的第五容抗，其中，所述贴片与所述磁环之间的第三物理布置产生相加到所述总容抗的第六容抗，并且其中，所述总感抗基本上与所述总容抗匹配。

32.根据权利要求31所述的天线，还包括从所述贴片中切割出的大致矩形部分，以减小所述贴片与所述第二电场辐射体之间的电容耦合。