双频带天线制造技术

本申请提供了一种双频带天线，包括：单极天线；贴片天线，其电容耦合到单极天线；以及非导电框架，支撑单极天线，并且充当单极天线与贴片天线之间的电介质。该天线可以被部署在Wi‑Fi接入点中并且被调谐以在多种驱动点环境中高效地操作，可以被调谐以在阻抗带宽超过80％的情况下高效运行而辐射图案几乎没有变化。该天线可以在低频带中在TM20圆形贴片模式下操作，并且在高频带中在宽带四分之一波长单极模式下操作，并且该TM20圆形贴片模式和该四分之一波长单极模式都可以辐射强循环磁场，该强循环磁场可以产生优秀的全向辐射图案并将该天线与附近的水平极化天线元件解耦，从而允许该天线与水平极化元件并置，而几乎没有降低整体系统级性能。

Dual-band antenna

The application provides a dual-band antenna, including a monopole antenna; a patch antenna, whose capacitance is coupled to the monopole antenna; and a non-conductive frame supporting the monopole antenna and acting as a dielectric between the monopole antenna and the patch antenna. The antenna can be deployed in Wi Fi access points and tuned to operate efficiently in a variety of driving point environments. It can be tuned to operate efficiently with impedance bandwidth exceeding 80% while the radiation pattern remains almost unchanged. The antenna can operate in TM20 circular patch mode in low frequency band and in broadband quarter-wavelength monopole mode in high frequency band. The TM20 circular patch mode and quarter-wavelength monopole mode can radiate strong circular magnetic field. The strong circular magnetic field can generate excellent omnidirectional radiation pattern and connect the antenna with nearby horizontal polarized antenna elements. Decoupling allows the antenna to be juxtaposed with the horizontally polarized elements without any reduction in overall system-level performance.

【技术实现步骤摘要】
双频带天线相关申请的交叉引用本申请要求于2017年9月20日提交的名称为“CAPACITIVELYCOUPLEDDUALBANDANTENNA(电容耦合双频带天线)”的美国临时专利申请号62/560,990的优先权。美国临时专利申请号62/560,990特此通过引用结合在此。
本专利技术总体上涉及射频(RF)通信硬件。具体地，本专利技术涉及电容耦合的双频带天线。
技术介绍
对更大比特容量解决方案的不断增长的需求推动了在单个产品外壳或有限的地理区域内并置更多数量的天线的需要。随着并置天线的数量增加，天线可以映射到一个或多个RF收发器的可能性的数量增加。已知几种不同的架构。首先，所有并置天线可以连接到单个无线电。其次，并置天线可以在以同一频谱操作的多个无线电之间进行划分。第三，并置天线可以在以频率相对接近的不同频带中操作的多个无线电之间进行划分。第四，并置天线可以在以间隔相对较远的不同频带中操作的多个无线电之间进行划分。对于这些不同架构中的每一种，需要一定量的天线隔离(大约25dB)。然而，取决于并置天线如何映射到(多个)收发器，这些不同架构中的每一种可能对天线隔离具有不同的要求以确保期望的系统级性能。例如，包括在同一频谱中操作的多个无线电之间划分的并置天线的架构要求在连接到不同无线电的并置天线之间的最大天线隔离，因为不同的无线电将否则不可避免地彼此干扰。当并置天线在多个无线电之间划分时，实现天线隔离的最具空间有效和能量高效的方式是使映射到不同无线电的多组天线交叉极化。一组可以被设计成辐射和接收竖直极化辐射，并且另一组可以被设计成辐射和接收水平极化辐射。更大的天线元件极化纯度导致天线组之间的更大隔离。诸如美国专利号8,963,793中披露的天线等一些天线在本领域中是已知的。然而，具有上述标识的架构的已知天线具有至少两个缺点。首先，这种已知天线包括与同轴电缆、包括用于支脚或孔眼的单独部件的复杂连接，以及与大量金属块状物热结合的馈送。其次，这种已知天线对2.4GHz的天线罩负载敏感，从而限制了天线可以驻留的产品。
技术实现思路
鉴于上述情况，存在对经改进天线的持续、正在进行的需求。本申请提供了一种鲁棒的双频带全向天线。在一些实施例中，该天线可以被部署在Wi-Fi接入点中并且被调谐以在多种驱动点环境中高效地操作，并且在一些实施例中，该天线可以被调谐以在阻抗带宽超过80％的情况下高效运行，而辐射图案几乎没有变化。该天线可以在低频带中在TM20圆形贴片模式下操作，并且在高频带中在宽带四分之一波长单极模式下操作，并且该TM20圆形贴片模式和该四分之一波长单极模式都可以辐射强循环磁场，该强循环磁场可以产生优秀的全向辐射图案并将该天线与附近的水平极化天线元件解耦，从而允许该天线与水平极化元件并置，而几乎没有降低整体系统级性能。根据本申请的一个实施例提供了一种双频带天线，包括：单极天线；贴片天线，其电容耦合到所述单极天线；以及非导电框架，支撑所述单极天线，并且充当所述单极天线与所述贴片天线之间的电介质。附图说明图1是根据所披露实施例的电容耦合双频带天线及其安装硬件的分解图；图2是根据所披露实施例的电容耦合双频带天线的透视图；图3是根据所披露的实施例的在2.45GHz下操作的电容耦合双频带天线的方位平面中的模拟辐射图案的曲线图；图4是根据所披露的实施例的在2.45GHz下操作的电容耦合双频带天线的仰角平面中的模拟辐射图案的曲线图；图5是根据所披露的实施例的在5.5GHz下操作的电容耦合双频带天线的方位平面中的模拟辐射图案的曲线图；图6是根据所披露的实施例的在5.5GHz下操作的电容耦合双频带天线的仰角平面中的模拟辐射图案的曲线图；图7是根据所披露的实施例的电容耦合双频带天线的模拟电压驻波比的曲线图；图8是根据所披露的实施例的电容耦合双频带天线的方位平面中的极化鉴别的曲线图；图9是展示了根据所披露的实施例的在2.45GHz下操作的电容耦合双频带天线的电流分布的曲线图；图10是展示了根据所披露的实施例的在5.5GHz下操作的电容耦合双频带天线的电流分布的曲线图；图11是展示了根据所披露的实施例的在2.45GHz下操作的电容耦合双频带天线的三维辐射图案的曲线图；并且图12是展示了根据所披露的实施例的在5.5GHz下操作的电容耦合双频带天线的三维辐射图案的曲线图。具体实施方式尽管本专利技术具有许多不同形式的实施例，但是在附图中示出并且将在本文中详细描述其具体实施例，以理解本披露被认为是对本专利技术的原理的例示。其不旨在将本专利技术限制为具体的所展示实施例。本文所披露的实施例可以包括电容耦合双频带天线。例如，本文所披露的电容耦合双频带天线可以包括组合有四分之一波长单极天线和TM20模式圆形贴片天线的混合天线。此外，在一些实施例中，本文所披露的电容耦合双频带天线可以包括可以被用于并集成在吊顶式多输入多输出(MIMO)接入点中的强竖直极化全向天线元件，该接入点包括具有低外形轮廓的竖直极化全向天线元件和水平极化的全向天线元件两者。更进一步地，在一些实施例中，强竖直极化全向天线元件可以在方位平面中的多个方向上辐射几乎纯的竖直极化，并且可以在5GHz频带上与至少50mm或2英寸的距离处的强水平极化天线元件良好隔离(至少40dB)。在美国申请号15/944,950中披露了一种这样的水平极化天线元件。有利地，本文所披露的电容耦合双频带天线可以实现与美国专利8,963,793中披露的天线所实现的性能相当的高性能水平。然而，本文所披露的电容耦合双频带天线可以提供若干附加优点。首先，本文所披露的电容耦合双频带天线可以包括塑料载体(非导电框架)，其可以改善天线的机械强度。其次，天线设计可以消除对用于促进馈电电缆的端接的接地馈电接片或孔眼的附加零件的需要，并且可以消除馈电电缆被热结合到大量金属块状物的需要。第三，本文所披露的电容耦合双频带天线可以包括形成在天线的一部分中的窗口，以允许馈电电缆的中心导体简单、直接地连接到天线的内表面。有利地，本文所披露的电容耦合双频带天线对2.4GHz的天线罩负载或接地平面放置不是特别敏感，从而允许电容耦合双频带天线在多个不同的驱动点环境中实现高性能水平。在这方面，在一些实施例中，可以调整本文所披露的电容耦合双频带天线的尺寸以产生不同的谐振频率响应，而天线的辐射图案几乎没有变化。例如，在一些实施例中，本文所披露的电容耦合双频带天线可以产生适合于部署在吊顶式接入点中的嵌入式天线的辐射图案。此外，在一些实施例中，本文所披露的电容耦合双频带天线可以被调谐为在多个不同频带中操作，并且在一些实施例中，本文所披露的电容耦合双频带天线可以与多种无线技术结合使用，包括BLE、LTE、UWB、Wi-Fi等。例如，在一些实施例中，本文所披露的电容耦合双频带天线可以被调谐为在相当大的带宽(>80％)上具有2:1的电压驻波比，而天线的辐射图案几乎没有变化。图1是根据所披露实施例的电容耦合双频带天线20及其安装硬件的分解图，并且图2是电容耦合双频带天线20的透视图。如所看到的，电容耦合双频带天线20可以包括单极天线22、非导电框架24和贴片天线26，并且安装硬件可以包括紧固件28。单极天线22可以包括圆柱形桶，该圆柱形桶具有开口顶部30、形成在其一侧中的侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双频带天线，包括：单极天线；贴片天线，其电容耦合到所述单极天线；以及非导电框架，支撑所述单极天线，并且充当所述单极天线与所述贴片天线之间的电介质。

【技术特征摘要】
2017.09.20 US 62/560,990;2018.04.25 US 15/962,0641.一种双频带天线，包括：单极天线；贴片天线，其电容耦合到所述单极天线；以及非导电框架，支撑所述单极天线，并且充当所述单极天线与所述贴片天线之间的电介质。2.如权利要求1所述的双频带天线，进一步包括馈电电缆，其中，所述馈电电缆的中心导体电耦合到所述单极天线，并且所述馈电电缆的屏蔽件端接于所述贴片天线的支脚处。3.如权利要求1所述的双频带天线，进一步包括：所述单极天线的唇缘与所述贴片天线之间的电容间隙，其中，所述非导电框架的一部分填充所述电容间隙，并且其中，通过所述贴片天线的短接腿接地的所述电容间隙的径向长度约为所述单极天线操作频率的四分之一波长。4.如权利要求1所述的双频带天线，其中，所述单极天线辐射处于5GHz频带中的第一信号，并且所述贴片天线辐射处于2.4GHz频带中的第二信号。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·麦高夫，S·林德纳，T·卢特曼，S·萨利加，
申请(专利权)人：PCTEL公司，
类型：发明
国别省市：美国,US