宽带背腔式开槽天线制造技术

一种天线包括耦合设备，所述耦合设备具有连接在充当带线信号馈送的导电条的相对末端处的第一和第二耦合平板(例如矩形平板)。射频(RF)源可以通过信号馈送网络被连接到导电条。所述设备的多个实例可以被垂直地安排在天线阵列套件中以便一起操作，从而使得天线套件的辐射方向图总体上被水平定向。所述阵列可以操作来跨越UHF或VHF频带提供达到180°的相对平坦的方位角增益。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】宽带背腔式开槽天线相关申请的交叉引用本申请要求2016年4月5日提交的标题为“BROADBANDCAVITY-BACKEDSLOTANTENNA(宽带背腔式开槽天线)”的美国临时专利申请序列号62/318,661，该申请通过引用的方式被全文合并在本文中。
本公开内容总体上涉及射频通信领域，并且更加特别低而非排他地涉及可用于较宽频率范围内的各个信道上的VHF或UHF传输的方法和装置。
技术介绍
本节将介绍可以有助于促进更好地理解本专利技术的各个方面。相应地，本节的声明应当据此来阅读，而不应当被理解成关于什么属于现有技术或者什么不属于现有技术的承认。本文中被描述为现有的或可能的任何技术或方案是作为针对本专利技术的背景而给出的，而不是由此承认这些技术和方案在此前已被商业化或者为专利技术人之外的其他人所知。传统的背腔式开槽天线通常被视为UHFTV频带中的窄带宽天线。在任何一个时间常常只能覆盖20个或更少的信道(≤120MHz)。即使那样，单独的开槽调谐通常仍然是必要的，以便达到可接受的回波损耗和辐射方向图性能。这样的性能约束是不合期望的，并且通常会增加传输安装以及/或者对于其他频率/信道改变意图的成本。图1A和1B示出了两种类型的传统背腔式开槽天线。在背腔式开槽天线中，通常仅使用开槽中心处的单个耦合元件对开槽进行馈送，所述耦合元件有时被称作探针天线(probeantenna)或激励器。图1A示出了使用“T形条(T-bar)”110来激励背腔式开槽120的背腔式开槽天线的一个实例。(为了简短起见，背腔式开槽在本文中的各种上下文中可以被简单地称作“开槽”并且具有等效的含义。)图1B示出了由单个中心耦合元件130对背腔式开槽120进行馈送的背腔式开槽天线的一个实例。全部这两种传统设计通常都表现出缺点，例如较窄的操作带宽。一些传统的天线宣称能够跨越UHF电视广播频带执行功能，例如从470MHz到700MHz，但是这样的能力通常受限于要求事先选择天线被调谐到的操作信道并且可以预期可接受的性能。在所选择的操作信道之外，天线可能会表现出高到不可接受的VSWR(电压驻波比)。因此，如果天线用户要选择不同的UHF信道，则或者将需要重新调谐天线(如果可能的话)，或者可能甚至将更换天线。此外，如果天线意图服务于UHF频带中的几个信道，这并不是很容易就能实现的，并且因此将可能导致非常有限的性能。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人公开了可以被有益地应用于例如射频传输和/或接收的各种装置和方法。虽然可以预期这样的实施例相对于现有天线会提供性能方面的改进以及/或者成本的降低或尺寸的减小，但是除非在特定权利要求中明确地引述，否则本专利技术并不要求特定的结果。一个实施例提供一种装置，例如天线。所述天线包括第一和第二耦合平板(或RF激励结构)以及导电条(例如带线信号馈送)。该套件可以被称作“耦合设备”。第一耦合平板连接在导电条的第一末端处，第二耦合平板连接在导电条的第二末端处，从而形成可以被定位在背腔式开槽中的激励结构。连接到导电条的信号馈送可以向耦合平板提供射频(RF)信号，以便提供具有相对平坦的增益的UHF或VHF传输能力。导电条可以可选地具有大约50Ω的特性阻抗。在某些实施例中，每一个耦合平板的相对主表面具有矩形轮廓，并且还可以具有大约是2的长宽比。在一个实例中，每一个耦合平板具有大约60mm的短轴维度和大约120mm的长轴维度。在某些其他实施例中，第一和第二耦合平板具有泪滴状轮廓，每一个主表面的表面积是大约70cm2。在某些实施例中，导电条以及第一和第二耦合平板被形成为统一结构，而在某些其他实施例中，导电条和平板被分开形成并且利用紧固件联结。所述统一结构可以可选地是金属的，可以从例如具有大约3mm厚度的铝金属薄片形成。在其他实施例中，所述统一结构可以通过用导电层涂覆不导电基底材料(例如塑料)而形成。所述天线的某些实施例包括背腔式开槽，第一和第二耦合平板的至少其中之一被附着到所述背腔式开槽。某些实施例包括第一和第二耦合设备，其中所述耦合设备是标称地完全相同的。第一和第二耦合设备都被附着到背腔式开槽，并且通过至少其中一个耦合设备的长度间隔开。在某些实施例中，导电壁(例如接地平面)被定位在背腔式开槽中，并且在第一和第二耦合设备之间大致均等地间隔开。其他实施例提供例如根据前面所描述的任一个实施例的制造天线组件的方法。附图说明参照后面结合附图进行的详细描述可以获得关于本专利技术的更加全面的理解，其中：图1A和1B示出了传统的背腔式开槽天线，其中图1A的天线是通过T形条进行馈送，图1B的天线是通过单个耦合元件进行馈送；图2A-2D示出了根据所描述的各个实施例的天线组件的各种视图，例如背腔式开槽天线，包括背腔式开槽和具有“泪滴”形状的耦合平板的耦合设备；图3A-3E示出了图2A-2D的耦合设备的各种视图，包括导电条以及连接在导电条的相对末端处的第一和第二耦合平板；图4A-4C示出了包括被形成为单个统一结构的矩形耦合平板和带线馈送的耦合设备；以及图5A-5C示出了包括比如在图4A-4C中描述的耦合设备的多个实例的天线阵列套件的各个方面。具体实施方式现在将参照附图来描述各个实施例，其中相同的附图标记始终被用来指代相同的单元。虽然可以预期这样的实施例相对于传统方法会提供性能方面的改进和/或成本的降低，但是除非在特定权利要求中明确地引述，否则本专利技术并不要求特定的结果。在后面的描述中，出于解释的目的阐述了许多具体细节，以便提供关于一个或多个实施例的透彻理解。但是可以明显看到，可以在没有这些具体细节的情况下实践这样的(多个)实施例。此外，以方块图的形式示出了众所周知的结构和设备，以便促进描述一个或多个实施例。希望背腔式开槽天线能够跨越感兴趣的频带执行功能并且在较宽的角度上具有相对平坦的方位角增益。例如对于UHF(超高频)传输的情况，可能希望在从大约470MHz到大约700MHz的频带中以相对平坦的方位角增益进行传输。在此情境中，“相对平坦”意味着增益在例如大约470MHz到大约700MHz的感兴趣频率范围内的变化不超过大约3dB(±1.5dB)。在某些VHF(甚高频)应用的情境中可能也希望有类似地较宽的范围。但是正如之前所描述的那样，已知的传统背腔式开槽天线设计无法提供这样的宽带性能。举例来说，使用单个耦合器被认为会限制可用于天线设计者的自由度，并且可能会导致开槽具有较窄的可用带宽。为了解决这样的传统天线的缺陷，本文中所描述的各个实施例提供一个包括激励结构的天线辐射器元件，所述激励结构具有多个通常被称作“耦合设备”的耦合器，所述耦合设备在单个空腔中包括由带线功率分配器馈送的两个耦合平板。所述耦合设备提供适当的操作带宽，在物理上是稳定的，导电并且导热，并且还易于以低成本制造。某些实施例例如可以从很容易机械加工并且便宜的薄片金属形成。此外，比如通过避免各种天线组件处的电场集中，某些实施例能够满足非常高的额定功率要求，例如每个机架>2kW。根据本文中描述的原理所配置的天线有利地提供了不会对背腔式开槽天线的水平或垂直辐射方向图造成显著负面影响的耦合设备。此外，可以很容易在包括用以接收RF信号的端子的单个统一结构中制作所述耦合设备。在各个实施例中，所述耦合设备只会显著激励本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线，包括：导电条；连接在所述导电条的第一末端处的第一耦合平板和连接在所述导电条的第二末端处的第二耦合平板；以及连接到所述导电条的天线馈送。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.05 US 62/318,6611.一种天线，包括：导电条；连接在所述导电条的第一末端处的第一耦合平板和连接在所述导电条的第二末端处的第二耦合平板；以及连接到所述导电条的天线馈送。2.根据权利要求1所述的天线，其中，所述导电条以及第一和第二耦合平板被形成为统一结构，所述统一结构包括形成在不导电基底材料上的导电涂层。3.根据权利要求1所述的天线，还包括背腔式开槽，所述第一和第二耦合平板的至少其中之一被附着到所述背腔式开槽。4.根据权利要求3所述的天线，其中，所述第一和第二耦合平板以及所述导电条形成第一耦合设备，并且还包括标称地是所述第一耦合设备的复制的第二耦合设备，其中所述第一和第二耦合设备都被附着到所述背腔式开槽，并且间隔开至少与所述耦合设备的总体长度一样大的距离。5.根据权利要求4所述的天线，还包括被定位在所述背腔式开槽内并且在所述第一和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝内迪克特·沙伊德，曹研，欧内斯特·法尔丁，
申请(专利权)人：上海诺基亚贝尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31