互补天线及天线系统技术方案

本文公开了一种互补天线(例如，宽带互补天线)及天线系统。该互补天线可包括第一偶极子部、第二偶极子部、第一导电表面和第二导电表面。第一偶极子部可包括第一贴片天线部和第二贴片天线部。第二偶极子部可包括第三贴片天线部和经由带状天线部连接至第二贴片天线部的第四贴片天线部。第一导电表面经由第一组导电引脚连接至第一偶极子部和第二偶极子部。第二导电表面经由第二组导电引脚连接至第一导电表面。

【技术实现步骤摘要】

本主题公开通常涉及波导馈电和宽带互补天线的实施例。
技术介绍
包括缝隙天线、贴片天线和介质加载型空腔辐射器的传统天线技术经常用于天线应用(例如，毫米波天线应用等)。然而，这样的技术存在一些缺陷，在下文中参照本文所描述的各个实施例来对这些缺陷中的一些进行说明。附图说明参照以下附图来描述本主题公开的非限制性实施例，其中除非另有说明，在整个不同的视图中用相同的附图标记来指代相同的部件。图1示出根据各个实施例的示例性天线的透视图；图2示出根据各个实施例的示例性天线的俯视图和侧视图；图3示出根据各个实施例的天线的示例性偶极子部；图4示出根据各个实施例的另一个示例性天线的透视图；图5示出根据各个实施例的再一个示例性天线的透视图；图6示出根据各个实施例的再一个示例性天线的透视图；图7示出根据各个实施例的再一个示例性天线的透视图；图8示出根据各个实施例的再一个示例性天线的透视图；图9示出根据各个实施例的天线的示例性导电表面的俯视图；图10示出根据各个实施例的天线的另一个示例性导电表面的俯视图；图11至图12示出根据各个实施例的与天线相关联的偶极子部的不同形状；图13示出根据各个实施例的与天线的偶极子部相关联的导电引脚(pin)的不同形状；图14示出根据各个实施例的再一个示例性天线的透视图；图15示出根据各个实施例的再一个示例性天线的透视图；图16示出根据各个实施例的天线的不同波导馈电的透视图；图17示出根据各个实施例的天线的模拟驻波比(standing wave ratio)和增益；图18示出根据各个实施例的天线的模拟轴比和前后比；以及图19至图21示出根据各个实施例的天线的模拟辐射方向图。具体实施方式在下文中将参照示出示例性实施例的附图更充分地描述本主题公开的各个方案。在下面的描述中，为了说明的目的，许多具体细节被列出以提供对各个实施例的彻底理解。然而，本主题公开可以许多不同的形式被实践，且不应当被解释为局限于本文列出的示例性实施例。传统天线技术(例如，传统的缝隙天线、传统的贴片天线和传统的介质加载型空腔辐射器等)在某些天线应用(例如，毫米波天线应用等)中存在一些缺陷。例如，传统的缝隙天线的工作带宽通常并非宽带且传统的缝隙天线的波束宽度通常不适合应用在天线阵列中。此外，传统的贴片天线通常包括复杂的结构且通常很难在毫米波频率制造。另外，由于与波长相比传统的介质加载型空腔辐射器的尺寸相对较大(例如，如果不使用具有高相对介电常数的介电材料)，因此，通常很难将传统的介质加载型空腔辐射器应用在天线阵列中。为了这些和/或相关目的，本文公开的各种实施例提供一种用于例如毫米波天线应用的改进的天线(例如，改进的宽带互补天线)。在一个方案中，天线(例如，宽带互补天线)可包括一组贴片部分(例如，四个水平贴片部分)和一组金属引脚(例如，四个垂直金属引脚)。该组贴片部分和该组金属引脚可集成在单层介质片(substrate)中。该组贴片部分可配置为两个平面偶极子。在一个示例中，四个贴片部分可形成(例如，印刷等)在电介质基体的顶表面。在另一个示例中，该组金属引脚可配置为两个垂直的短路贴片。天线结构可由构建于该天线结构下方的电介质基体中的基片集成波导(SIW)所激发(excite)。例如，该天线(例如宽带互补天线)可通过在SIW上蚀刻的连接缝隙被激发。此外，在SIW的顶金属包覆表面(例如，顶铜包覆表面
等)上蚀刻的缝隙可用于将来自SIW的信号(例如，输入信号)连接至天线结构。这样，可提供具有改进的电性能(例如，宽阻抗带宽、在工作带宽的不同频率下对称和/或稳定的辐射方向图、低反向辐射、低交叉极化、高和/或稳定的增益等)的天线(例如，宽带互补天线)。天线(例如，宽带互补天线)还可以与简单的辐射和馈电结构(例如，改进的馈电技术)、低剖面(low profile)，轻量化设计和/或宽工作带宽相关联。因此，天线(例如，宽带互补天线)可以更容易制造和/或可以适用于设计高性能天线阵列。在一个实施例中，一种互补天线包括第一偶极子部、第二偶极子部、第一导电表面和第二导电表面。第一偶极子部可包括第一贴片天线部和第二贴片天线部。第二偶极子部可包括第三贴片天线部和经由带状天线部电连接至第二贴片天线部的第四贴片天线部。第一导电表面可经由第一组导电引脚连接至第一偶极子部和第二偶极子部。第二导电表面可经由第二组导电引脚连接至第一导电表面。在另一个实施例中，一种系统包括天线和基片集成波导。天线可包括第一偶极子部、第二偶极子部和第一组导电引脚。第一偶极子部可包括第一天线部和第二天线部。第二偶极子部可包括第三天线部和经由第五天线部附连至第二天线部的第四天线部。基片集成波导可包括经由在第一导电表面上蚀刻的缝隙连接至天线的第二组导电引脚。在又一个实施例中，一种天线系统包括第一介质片和第二介质片。第一介质片可包括第一组贴片天线部分、经由带状天线部附连的第二组贴片天线部分和第一组金属引脚。第二介质片可包括经由第一金属表面附连至第一介质片的第二组金属引脚。整个说明书提及的“一个实施例”或“实施例”是指所描述的与该实施例有关的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置中出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都指同一个实施例。此外，特定特征、结构或特性可以以任何适当的方式合并在一个或多个实施例中。在详细描述或权利要求书中使用的术语“包括”、“具有”、“含有”以及其他类似术语，这些术语旨在是包容性的，以与作为开放性承接词的术语“包括”类似的方式，不排除任何额外的或其他元素。此外，术语“或”旨在表
示包容性的“或”而不是排他性的“或”。即，除非另有规定或从上下文清楚看出，否则“X采用A或B”旨在表示自然包容性布置的任何一种。即，如果X采用A，X采用B或X采用A和B，则在前述例子的任何一种条件下满足“X采用A或B”。此外，本申请说明书和权利要求书中使用的冠词“一”和“一个”通常应当被理解为表示“一个或多个”，除非另有规定或从上下文清楚看出其是指单数形式。此外，本文使用的术语“示例性”和/或“示范性的”被用来意思是作为示例，离子或例证。为免生疑问，本文公开的主题不限于这种示例。另外，本文描述为“示例性”和/或“示范性的”的方案或设计不一定被解释为其相对于其他方案或设计是优选的或有利的，也不意味着将本领域普通技术人员已知的等同示例性结构和技术排除。传统天线技术在某些天线应用(例如，毫米波天线应用等)中存在一些缺陷。另一方面，本文公开的各个实施例提供一种可用于例如毫米波天线应用的改进的天线(例如，改进的宽带互补天线)。在这一点上，现在参见图1，示出了根据各个实施例的天线100的透视图。天线100可以是例如宽带互补天线、毫米波天线、微波天线和其他类型天线等。在一个示例中，天线100可用于毫米波通信系统。在一个示例中，天线100可用于微波通信系统。在另一个示例中，天线100可用于在毫米波频率下工作的平面天线阵列(例如，天线100可实施于包括多个平面天线阵列的天线系统中，该多个平面天线阵列具有多个平行的馈电网络)。天线100包括贴片天线部102a-d(例如，第一贴片天线部102a、第二贴片天线部102b、第三贴片天本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种互补天线，包括：第一偶极子部，其包括第一贴片天线部和第二贴片天线部；第二偶极子部，其包括第三贴片天线部和经由带状天线部连接至所述第二贴片天线部的第四贴片天线部；第一导电表面，经由第一组导电引脚连接至所述第一偶极子部和所述第二偶极子部；以及第二导电表面，经由第二组导电引脚连接至所述第一导电表面。

【技术特征摘要】
2015.06.12 US 14/738,2991.一种互补天线，包括：第一偶极子部，其包括第一贴片天线部和第二贴片天线部；第二偶极子部，其包括第三贴片天线部和经由带状天线部连接至所述第二贴片天线部的第四贴片天线部；第一导电表面，经由第一组导电引脚连接至所述第一偶极子部和所述第二偶极子部；以及第二导电表面，经由第二组导电引脚连接至所述第一导电表面。2.根据权利要求1所述的互补天线，其中所述第一贴片天线部对应于所述第三贴片天线部，以及所述第二贴片天线部对应于所述第四贴片天线部。3.根据权利要求1所述的互补天线，其中所述第一贴片天线部和所述第三贴片天线部包括小于所述第二贴片天线部和所述第四贴片天线部的表面面积。4.根据权利要求1所述的互补天线，其中所述第一偶极子部和所述第二偶极子部经由所述第二导电表面被电激发。5.根据权利要求1所述的互补天线，其中所述第一组导电引脚包括连接至所述第一贴片天线部的第一导电引脚、连接至所述第二贴片天线部的第二导电引脚、连接至所述第三贴片天线部的第三导电引脚和连接至所述第四贴片天线部的第四导电引脚。6.根据权利要求5所述的互补天线，其中所述第一导电引脚和所述第四导电引脚经由在所述第一导电表面上蚀刻的缝隙与所述第二导电引脚和所述第三导电引脚分开。7.根据权利要求1所述的互补天线，其中所述第一导电表面包括在所述第一导电表面上蚀刻的缝隙。8.根据权利要求1所述的互补天线，其中所述第一导电表面和所述第二导电表面包括金属包覆表面。9.根据权利要求1所述的互补天线，其中所述互补天线还包括第一基片集成波导，所述第一基片集成波导覆盖第二基片集成波导。10.根据权利要求1所述的互补天线，其中单层介质片包括所述第一偶
\t极子部、所述第二偶极子部和所述第一组导电引脚。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆贵文，李雨键，
申请(专利权)人：香港城市大学，
类型：发明
国别省市：中国香港;81