一种天线，包括：偶极子部分，其具有第一臂和第二臂；共模抑制滤波器；以及双导体传输线，其中双导体传输线被布置成用作偶极子馈电和单极子天线两者，并且其中双导体传输线的第一端被布置成待连接至发射机和/或接收机，双导体传输线的第二端连接至共模抑制滤波器的第一端，并且共模抑制滤波器的第二端连接至偶极子部分。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种天线，包括：偶极子部分，其具有第一臂和第二臂；共模抑制滤波器；以及双导体传输线，其中双导体传输线被布置成用作偶极子馈电和单极子天线两者，并且其中双导体传输线的第一端被布置成待连接至发射机和/或接收机，双导体传输线的第二端连接至共模抑制滤波器的第一端，并且共模抑制滤波器的第二端连接至偶极子部分。【专利说明】
本专利技术涉及天线。更具体地，本专利技术涉及单极子天线元件和偶极子天线元件的组 合。本专利技术还涉及利用这些组合的天线元件的阵列天线。
技术介绍
偶极子天线为本领域所熟知的。单极子天线为本领域所熟知的。从如美国专利 5, 313, 218已知偶极子天线和单极子天线的组合，该专利公开了一种包括具有基本上垂直 的极化方向的偶极子天线和单极子天线的天线组件。偶极子天线设置有其一部分用作发射 RF信号的微带传输线的底板的平衡-不平衡转换器（balun)。微带传输线包括：第一部分， 其连接至同轴馈电线缆；第二部分，其具有分别通过第一开关连接至单极子天线和通过第 二开关连接至平衡-不平衡转换器部分的末端；以及第三部分。闭合开关使单极子天线操 作。第三部分用于对偶极子天线进行解谐。 美国专利7, 289, 080公开了一种通过滤波实现较大带宽的偶极子天线元件和单 极子天线元件的天线。为了通过利用多端滤波提供自调节电长度，多个天线元件被隔离或 组合。 美国专利申请2011/0163928公开了一种包括单极子和偶极子的天线。偶极子提 供第一天线元件和第二天线元件，第一天线元件和第二天线元件提供与单极子的纵轴共同 的纵轴。偶极子的第一天线元件连接至偶极子的第二天线元件并且连接至单极子。单极子 支承偶极子。天线还包括布置在单极子与偶极子之间的去耦合元件。
技术实现思路
专利技术人已研究了如何改进有源相控阵列天线以及具体地如何改进其中通过以规 则或非规则阵列组织大量天线来完成方向性的天线。本专利技术是包括与单极子天线元件组合 的偶极子天线元件的组合天线，该组合天线借助专利技术特性已被赋予相同的谐振频率。多个 天线特别适合以这样的规则或非规则阵列来布置。 组合天线包括偶极子部分、共模抑制滤波器以及用作偶极子馈电和单极子两者的 双导体传输线。传输线被布置成以共模和差模的任意组合来传输电流。共模抑制滤波器被 设计成：阻止共模电流进入天线元件的偶极子部分，而其同时允许差模电流通过来激发偶 极子。传输线被布置为正交于地平面，并且可以被认为是同轴的两个分离的传输线部分。第 一长度传输线起始于地平面的端口处，并且到达其连接的共模抑制滤波器的第一端。第二 长度传输线被布置成连接至共模抑制滤波器的第二端并且连接至偶极子。由此，共模抑制 滤波器被布置在第一长度传输线的远端处，并且其第一对端子连接在第一长度传输线的远 端处，偶极子被布置成与传输线垂直，并且经由第二长度传输线和经由第二对端子连接至 共模抑制滤波器。 因此，可以设计一种除了具有变化长度的第一长度传输线以外还具有在地平面上 方的一定高度处的偶极子的天线。可以通过改变传输线的第一部分和第二部分的长度来转 变滤波器沿传输线的轴的位置。 具体地，提出的共模抑制滤波器的实施方式是以两个互相缠绕的线圈形式，其中， 如图3和图4所示，每个线圈连接至一个偶极子臂和一个传输线导体。 当在阵列天线中使用多个天线实例时，可以使用另外的两种技术。参见图5,第一 种技术涉及在组合天线下方布置波纹化地平面，以获得单极子/共模激发的适当的阻抗匹 配。第二种技术涉及在偶极子所在平面的上方并且与偶极子所在平面平行地布置一个或更 多个介电层，以针对宽角扫描使偶极子元件在例如H-平面中匹配，H-平面由偶极子天线元 件限定。 上述专利技术可以结合以下项来使用： ?产生为共模和差模的线性组合的激发的馈电网络。 ?如通过使用同轴连接器将地平面下方的双导体传输线转换成两个独立的传输 线。 专利技术构思 根据本专利技术的组合天线元件如上所述包括传输线、滤波器以及偶极子。传输线如 屏蔽线对能够支持共模电流和差模电流。差模适合于激发偶极子。在本专利技术中，由于将传 输线的另一端处的相位控制电路假定为对称的双导体几何图形，所以在此省略常规的平 衡-不平衡转换器--一种将如同轴的传输线几何图形转换成对称的双导体几何图形的装 置。 为了说明天线的基本功能，可以考虑不具有滤波器的天线。我们将假定传输线是 在大的地平面中终止的屏蔽线对传输线。内部导体从地平面突出，并且连接至对称的天线 元件。如果天线利用差模激发，则天线元件的偶极子部分将进行辐射并且进行反向辐射，如 果进入波由偶极子元件接收，则其将在传输线中引起差模。通过偶极子几何图形（包括到 地平面的距离，但不在传输线几何图形上）首先确定天线元件的偶极子部分的谐振频率。 另一方面，如果这样的天线利用共模激发，则传输线的从地平面突出的部分连同 偶极子一起将用作单极子天线。通过传输线的突出部分的长度和偶极子长度的一半的总和 来确定谐振频率。当总和为四分之一波长时，这样的天线是近似谐振的。因此，共模激发的 谐振频率比差模激发的谐振频率低，其在偶极子长度为波长的一半时谐振。由于偶极子通 常被定位在距地平面四分之一波长处，所以所产生的共模激发的谐振频率为差模激发的谐 振频率的一半。 图1中示出了从成对传输线创建的天线。如果天线利用共模激发，则天线将作为 单极子操作，而如果天线利用差模激发，则天线将作为偶极子操作。由于几何图形，所以对 于两种模式谐振频率不同（即，λ π4 λd)。 现在转到图2,本专利申请最主要的是改变共模激发的谐振频率、特别是将其改变 成差模谐振频率的滤波器的添加。当天线利用共模激发时，可以在电流到达元件的偶极子 部分之前通过反射电流来增大单极子的谐振频率。此外，天线元件的偶极子部分应仍由差 模激发。在本专利技术中，这利用作为共模抑制滤波器的滤波器来完成。传输线可以被布置成 具有不同的长度来对单极子谐振频率进行调谐，在从地平面到滤波器的距离为四分之一波 长时出现第一谐振。 必须强调的是，该滤波器未被设计成减小共模在端口处的影响或阻止如通常在其 他应用中进行的天线中的共模激发。该构思相反，旨在利用共模来创建另外的天线元件。 图2中示出了一种设置有共模抑制滤波器的天线。该滤波器减小单极子的谐振长 度。通过沿传输线上下移动滤波器，可以改变单极子的谐振长度。可以对这些模式进行调 谐，使得他们对于相同的频率（即，λ' π= λ d)谐振。 问题 在很多天线应用中，希望从所有可能的方向接收无线电信号。然而，天线元件的辐 射图不是完全全向的。总是存在与最佳方向相比天线元件从其接收较小的功率的方向。对 于直的线元件如偶极子和单极子，辐射图在线的方向上具有盲点。 在将天线元件布置在地平面的顶部上时可能产生另外的盲点。可以将在大的地平 面上方且与大的地平面平行的偶极子建模为两个平行的偶极子，其中，第二偶极子是第一 偶极子在地平面中的镜像图像。第二偶极子将具有以第一偶极子上的电流的相反方向定向 的电流，因此两个偶极子的组合辐射图将在与地平面平行的辐射方向上抵消。另一方面，从 大的地平面正交突出的单极子在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种天线，包括：偶极子天线元件(210，230)，其具有中心馈电点(220，240)；共模抑制滤波器(250)；第一长度双导体传输线(225，245)，其中，所述第一长度双导体传输线(225，245)被布置成从地平面延伸到第一高度(h)，所述第一长度双导体传输线(225，245)在所述第一高度(h)处连接至所述共模抑制滤波器(250)，所述共模抑制滤波器(250)被布置和连接在所述第一长度双导体传输线(225，245)的远端(260)与所述偶极子的所述馈电点(220，240)之间。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：安德斯·埃尔加特，
申请(专利权)人：萨博公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE
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