谐振、双极化贴片天线制造技术

具有降低的束宽的贴片天线（２００），以及用于控制谐振、双极化的贴片天线（２００）的束宽方法。天线（２００）包括接地平面（２１０）、贴片辐射体（２２０）、导电元件和非对称馈电器（２３０）。贴片辐射体（２２０）悬于接地平面（２１０）上方，其中贴片辐射体（２２０）的中心区域（２２５）与接地短路。关于贴片辐射体（２２０）中心对称地布置馈电器（２３０），并激发反相的贴片辐射体（２２０）的相对的侧面。馈电器（２３０）被耦合到中心区域（２２５）外部的位置处的贴片辐射体（２２０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及天线，并且尤其涉及贴片天线。技术背景在两个正交轴上馈入的方形或圆形谐振贴片天线(patch antenna)被频繁地用作双极化阵列天线的元件，尤其是用于蜂窝电 话网络的基站天线的元件。如果天线所要求的带宽大于几个百分比， 通常使用空气电介质且选择位于接地平面上方的贴片的高度以提供 足够的带宽。选择贴片的大小以使贴片谐振。通常利用包括谐振元件 的狭槽、环状天线或探针实现贴片的馈入。选择上述装置和谐振元件 的耦合以实现整体的双调谐的或更高阶的过滤器的响应。图l显示了 上述执行方案的实例。图1A、 1B和1C说明了利用环130馈入的谐振贴片天线100。 将贴片120定位于接地平面110上方以提供希望的带宽。为易于说明， 没有显示用于贴片120的支持物，仅显示了与一个极化相关联的环。 如在图1A和IB中所最好看见的，环130为"C，，形，具有布置于"C，， 的两个末端之间的信号源140。实际上，可以将上述信号源作为嵌入 在环"C"一侧内的共轴线实现，中心导体与间隙的相对侧相连。通过 在图6中所示的馈入点连接串联的电容620，获得双调谐的阻抗响应。610耦合到串联的馈入点。共轴线的外部导体 被耦合到图6的结构600中的环630。安装在接地平面上方的上述贴片元件100的一维阵列通常在与 70和85度之间的阵列垂直的平面内导致3dB束宽。对于蜂窝无线电 目的来说，具有60到65度之间的水平束宽的辐射斜面极化(在±45° 到垂直倾斜的线性极化)通常是希望的。通过在贴片元件IOO周围使用 各种金属栅拦或围栏(未显示)，可以运用对束宽的某些影响。降低束宽的另一方法包括增加贴片的尺寸。然而，这伴随着贴片 的谐振频率的降低，使贴片到馈电器的阻抗匹配不可能。因此，存在对于控制谐振、双极化贴片天线的束宽的改进方法的需要。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供了具有束宽降低的贴片天线，包括 接地平面；悬于接地平面上方的贴片辐射体，其中贴片辐射体的中心 区与接地短路；以及绕贴片辐射体中心对称地被布置的馈电器，激发 反相贴片辐射体的相对的侧面，馈电器被耦合到中心区域外部的位置 处的贴片辐射体。贴片辐射体可以进一步包括导电元件，用于将贴片辐射体的中心 区域与接地平面进行耦合以使中心区域短路以提供贴片辐射体的希 望的谐振频率。在形状上，导电元件可以是圆柱形。在形式上，导电 元件可以是实心的或管状的，或者包括位于贴片和接地平面之间的许 多离散的接线。至少一个微波传输带或带状线板可以实现导电元件。至少一个微 波传输带或带状线板可以实现馈电器，贴片天线可以进一步包括两个 交叉的微波传输带或带状线板。根据本专利技术的另一方面，提供了具有束宽降低的贴片天线，包括 接地平面；悬于接地平面上方的贴片辐射体；导电体，其被耦合到接 地平面和贴片辐射体中的 一个且被置于接地平面和贴片辐射体之间以提供贴片辐射体的阶跃降低的中心区域；以及绕贴片辐射体中心对 称地被布置的馈电器，激发反相贴片辐射体的相对的侧面，馈电器被 耦合到阶跃降低的中心区域外部的位置处的贴片辐射体。才艮据本专利技术上述方面的任何一个，可以增加贴片辐射体的辐射边 缘之间的距离，以在保持谐振结构的同时降低贴片辐射体的束宽。根据本专利技术上述方面的任何一个，所述贴片辐射体可以具有圆 形、正方形或其他的对称形状。根据本专利技术上述方面的任何一个，贴片辐射体可以进一步包括一 系列电容和阻抗变压器以提供宽带双调谐结构。根据本专利技术的进一步的方面，提供了控制谐振、双调谐贴片天线 的束宽的方法。该方法包括以下步骤将悬于接地平面上方的贴片天 线的中心区域与天线的接地平面短路；以及利用绕贴片辐射体中心对 称地被布置的馈电器，对称地馈入信号并激发反相的(anti-phase) 贴片辐射体的相对的侧面，馈电器被耦合到中心区域外部的位置处的 贴片辐射体。仍旧根据本专利技术的另一方面，提供了控制谐振、双调谐贴片天线 的束宽的方法。该方法包括以下步骤利用被耦合到接地平面和贴片 辐射体的导电体，提供贴片辐射体的阶跃降低的中心区域，贴片辐射 体悬于接地平面上方以及导电体被置于接地平面和贴片辐射体之间； 以及利用绕贴片辐射体中心对称地被布置的馈电器，对称地馈入信号 并激发反相贴片辐射体的相对的侧面，馈电器被耦合到阶跃降低的中 心区域外部的位置处的贴片辐射体。可以根据此处提出的与贴片天线有关的本专利技术的各方面执行前 述方法的其他方面。附图说明参照附图以下描述了本专利技术的少数实施例，其中 图1A、 1B和1C分别是利用环形电路馈入的谐振贴片天线的透 视、侧视和平面图；图2A、 2B和2C分别是根据本专利技术实施例具有被短部分的贴片 天线的透视、侧视和平面图；图3是根据本专利技术另一实施例利用双印刷电路环馈入的圆形贴 片的透视图；图4A、 4B和4C是用于将图3的贴片天线馈入具有双印刷电路 板的两极的结构的透视图；图5A和5B是说明图4A到4C的印刷馈电器的两侧的细节的侧面图；图6是利用具有串联电容的环馈入的谐振贴片天线的侧面图；图7是根据本专利技术的另一实施例的在贴片辐射体和接地平面之 间具有阶跃降低的间隙区域的谐振贴片天线的简化的侧面图；以及图8是根据本专利技术的另一实施例的在贴片辐射体和接地平面之 间具有阶跃降低的间隙区域的另 一谐振贴片天线的简化的侧面图。具体实施方式以下描述了贴片天线和用于控制谐振、双极化贴片天线的束宽的 方法。在下列描述中，给出了许多具体的细节，包括特定导电材料、 频率范围、材料以及诸如此类。然而，从本专利技术来看，在不偏离本发 明的范畴和精神实质的情况下，可以进行修改和/或替代，这对于本领 域技术人员来说是显而易见的。在其他情况下，可以省略具体的细节， 以不使本专利技术难以理解。根据本专利技术的实施例，描述了降低束宽的方法，其中增加了贴片 的尺寸。增加贴片的尺寸通常伴随着贴片的谐振频率的降低，使贴片 与馈电器的阻抗匹配不可能。在本专利技术的实施例中，通过在贴片的中 心引入将贴片与接地平面连接的区域，将贴片天线的谐振频率回复到 希望值。根据本专利技术实施例，图2A、 2B和2C说明了具有短路区域225 的贴片天线200。图2中所示的结构有效地增加了贴片辐射体220(以 下简单地用贴片表示)的辐射边缘的间距，以减小贴片220的束宽，但同时保持了谐振结构，在本实施例中，贴片220形状为方形。然而， 在其他实施例中，可以使用不同形状的贴片，诸如圆形的贴片。增加 谐振所要求的谐振贴片220的尺寸。被短部分225(短路区域)在贴片 220的中心区域和接地平面210之间被连接在一起。在该实施例中， 被短部分225在形状上为圆柱形并且在形式上可以是实心或管状的， 并由导电材料例如铜制成。贴片220的中心区域被短路到接地平面 210。或者，贴片220和接地平面210之间的间距仅在中心区域内被 阶跃降低(step down )。这具有相似的效果，被短区域的形状不是关 鍵的但应当在两个正交的馈入平面周围保持对称。为了在上述被短区域225存在的情况下保持对称，使用了反对称 馈电器236、 230，诸如图2所显示的。在贴片220的相对侧面上，馈 电器探针或环236被耦合到谐振贴片220并通过信号源240被馈入。 可以使用其他馈电器探针或环230以激发正交极化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有降低的束宽的贴片天线，包括：　　　　接地平面；　　　　贴片辐射体，悬于所述接地平面上方，其中所述贴片辐射体的中心区域与接地短路；以及　　　　馈电器，关于贴片辐射体中心对称地布置并且它激发反相的所述贴片辐射体的相对的侧面，所述馈电器在所述中心区域外部的位置处被耦合到所述贴片辐射体。

【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：贝文B琼斯，彼得J利弗西奇，
申请(专利权)人：澳科思科技澳大利亚有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]