三极化贴片天线制造技术

本发明专利技术涉及一种天线装置，包括第一贴片（２）、第二贴片（３）、第三贴片（４），所述贴片（２，３，４）分别具有第一边缘（１１）、第二边缘（１２）、第三边缘（１３）。所述馈电布置还包含设于第一贴片（２）的第一馈电点（１６），并至少包括设于第二贴片（３）的第二馈电点（２２）和第三馈电点（２３）。在第一工作模态下，第一馈电点（１６）使得在第一边缘（１１）和第二边缘（１２）之间形成的第一缝隙（３０）中获得恒定的第一电场（３１）。在第二工作模态下，第二馈电点（２２）使得在第二边缘（１２）和第三边缘（１３）之间形成的第二缝隙（３３）中获得正弦变化的第二电场（３２）。在第三工作模态下，第三馈电点（２３）使得在第二缝隙（３３）中获得正弦变化的第三电场（３４）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种天线装置，包括第一贴片、第二贴片和第三贴片，各贴片用导电材料制成并具有第一主表面和第二主表面，所述贴片设置成一个在另一个的上方，第一贴片在最顶上，使得所有所述主表面基本互相平行，在所述天线装置中，第一贴片具有第一边缘，第二贴片具有第二边缘，而第三贴片具有第三边缘，此外，所述天线装置包括馈电布置。
技术介绍
对无线通信系统的需求稳定增长并且仍在增长，在此增长过程中已作出了许多技术改进。为通过用不相关传播路径来获得无线通信系统的增强的系统性能，MMO(多输入多输出)系统已被认为构成了改善所述性能的优选技术。MIMO例如借助于集中发射和接收天线来使用许多分离的独立信号路径。想要得到的结果是用一些不相关的天线端口来进行接收以及发射。对于MIMO来说，需要对信道进行估计并且不断地更新估计。所述更新可借助于以已知的方式连续发射所谓的测试信号来实现。信道的估计产生了信道矩阵。若一些发射天线TX向一些接收天线RX发射构成发射信号向量的信号，则所有TX信号在各RX天线中被求和，并且借助于线性组合，产生接收信号向量。通过将所述接收信号向量与经反转的信道矩阵相乘，所述信道被补偿并且获得初始信息，即如果知道准确的信道矩阵，就可能获得准确的发送信号向量。因此，所述信道矩阵充当TX天线和RX天线各自的天线端口之间的联系。这些矩阵的大小是M×N，其中M是TX天线的输入端(天线端口)数量，而N是RX天线的输出端(天线端口)数量。这对于MIMO系统领域的技术人员是已知的。为了让MIMO系统有效、不相关或至少基本不相关地工作，需要一些已发射的信号。“不相关信号(uncorrelated signal)”在上下文中的意思是辐射图基本正交。这对于一个天线来说是可能的，只要所述天线被设计成以至少两个正交极化来接收和发射。若多于两个的正交辐射图被用于一个天线，则必须在具有多个独立传播路径的所谓的富散射(rich scattering)环境下使用，因为否则它不可能从两个以上正交极化中获益。富散射环境被认为当许多电磁波在空间中的单个点上重合时发生。所以，在富散射环境中，能利用两个以上正交极性，因为所述多个独立的传播路径使所述天线的所有自由度能被利用。为了实现天线端口上的接收信号之间的低相关性，MIMO系统的天线可利用空间分离(即物理分离)。然而，这导致了不适合例如手持终端的大阵列。另一种获得不相关信号的方法是借助于极化分离，即一般用正交极化来发送和接收信号。已有人提出了对具有三个端口的MIMO天线使用三个正交偶极子，但是这种天线制作复杂且在使用较高频率时需要大量空间，例如用于MIMO系统(约2GHz)的那些天线。虽然已构思了总共六个端口，如2002/0190908号美国专利申请中所公开的，但是正交偶极子和附随的环孔单元仍然是对于较高频率难以实现合理成本的复杂结构。本专利技术要解决的目标问题是提供适于MIMO系统的天线装置，所述天线装置能够以三种基本不相关的极化来进行发送和接收。所述天线装置还应制成薄片结构以降低成本，而仍然适于较高频率(如MIMO系统中所用的频率)。
技术实现思路
所述目标问题借助于本专利技术的天线装置来解决，所述天线装置的特征还在于所述馈电布置包含设在第一贴片中的第一馈电点，位于第一假想线上，所述假想线通过所述贴片，基本垂直于各第一主表面和第二主表面，其中，所述馈电布置还至少包括设在第二贴片中的第二馈电点和第三馈电点，各所述第二馈电点和第三馈电点被设在离第一假想线相应的距离处，第二假想线和第三假想线垂直通过第一假想线并与第一假想线相交，并且第二假想线还交于第二馈电点，而第三假想线还交于第三馈电点，第二假想线和第三假想线彼此之间成α角，角α基本上是90度，第一馈电点设置成在发射以及接收中为第一贴片供电，而第二馈电点和第三馈电点设置成在发射以及接收中为第二贴片供电；在第一工作模态下，第一馈电点使得在第一边缘和第二边缘之间形成的第一缝隙中获得恒定的第一电场，所述第一电场还在所述边缘之间被定向；在第二工作模态下，第二馈电点使得在第二边缘和第三边缘之间形成的第二缝隙中获得第二电场，所述第二电场还在第二边缘和第三边缘之间被定向，并且沿着第二缝隙作正弦变化；在第三工作模态下，第三馈电点使得在第二缝隙中获得第三电场，所述第三电场还在第二边缘和第三边缘之间被定向，并且沿着第二缝隙作正弦变化。优选实施例在从属权利要求中公开。本专利技术实现了如下的一些优点-获得了低成本的三极化天线装置；-使得用平面技术制作三极化天线成为可能，避免了天线装置占用过大的空间；-获得了易于制造的三极化天线。附图说明现在参照附图对本专利技术进行更详细的描述。图1a是根据本专利技术的天线装置的第一实施例的示意简化透视图；图1b是根据本专利技术的天线装置的第一实施例的示意侧视图；图1c是根据本专利技术的天线装置的第一实施例的示意俯视图；图2a是根据本专利技术在第一工作模态的天线装置的贴片上的场分布的示意简化侧视图；图2b是根据本专利技术在第二工作模态的天线装置的贴片上的场分布的示意简化侧视图；图2c是根据本专利技术在第三工作模态的天线装置的贴片上的场分布的示意简化侧视图；图3a是根据本专利技术的天线装置的第二实施例的示意简化透视图；图3b是根据本专利技术的天线装置的第二实施例的示意侧视图；以及图3c是根据本专利技术的天线装置的第二实施例的示意俯视图。具体实施例方式根据本专利技术，提供了所谓的三模态天线装置。所述三模态天线装置设计成用来传输三个基本正交的辐射图。如图1a-1c所示，说明了本专利技术的第一实施例，三模态天线装置1包括第一贴片2、第二贴片3和第三贴片4。各贴片2、3、4相对较薄，具有第一主表面5、6、7和第二主表面8、9、10，所述第一主表面5、6、7和第二主表面8、9、10基本上相互平行，并且所述贴片2、3、4用导电材料(例如铜)制成。所述贴片2、3、4最好为圆形且一个置于另一个之上，第一贴片2在最上面。所述贴片2、3、4还具有对应的第一边缘11、第二边缘12和第三边缘13。所述三模态天线装置1还包括位于中心的、具有第一中心导体15的第一同轴馈线14，所述导体在第一贴片2的中心区域上与其电接触，构成第一馈电点16。第一中心导体15与其它贴片3、4中任何一个都没有电接触。第一同轴馈线14还借助于在第二贴片3和第三贴片4中形成的、可由所述馈线穿过的孔17a、17b来穿过这两个贴片的中心区域。所述三模态天线装置1还包括分别具有第二中心导体20和第三中心导体21的第二同轴馈线18和第三同轴馈线19，所述第二中心导体20和第三中心导体21均在第二贴片3偏离中心的区域上与其电接触，从而构成第二馈电点22和第三馈电点23。同时，参照图1c，第二馈电点22和第三馈电点23的位置距第一假想线24合适的距离d，所述假想的线24经过第一馈电点16，与所述主平面5、6、7、8、9、10基本垂直。所述距离d对于第二中心导体20和第三中心导体21最好基本相同(图1a中只示出了第三馈电点的情况)。第二假想线25和第三假想线26垂直经过第一假想线24，分别与第二馈电点22和第三馈电点23相交，彼此之间成α角。角α基本上是90度。这里的线24、25、26仅为解释性目而引入，并不是所述实际装置1上的构成部分。同轴馈线14、18、19与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线装置，包括第一贴片（２）、第二贴片（３）和第三贴片（４），各贴片（２，３，４）用导电材料制成并具有第一主表面（５，６，７）和第二主表面（８，９，１０），这些贴片（２，３，４）放置成一个在另一个的上方，第一贴片（２）在顶上，所有所述主表面（５，６，７；８，９，１０）基本互相平行，在所述天线装置（１，１’）中，第一贴片（１）具有第一边缘（１１），第二贴片（３）具有第二边缘（１２），而第三贴片（４）具有第三边缘（１３），其中，所述天线装置（１，１’）还包含馈电布置，其特征在于：所述馈电布置包含设于第一贴片（２）的第一馈电点（１６），它位于通过所述贴片（２，３，４）的第一假想线（２４）上，第一假想线（２４）基本垂直于各第一主表面和第二主表面（５，６，７；８，９，１０），其中，所述馈电布置还至少包含设于第二贴片（３）的第二馈电点（２２）和第三馈电点（２３），各所述第二馈电点（２２）和第三馈电点（２３）的位置与第一假想线（２４）隔开相应的距离（ｄ），其中，第二假想线（２５）和第三假想线（２６）垂直并交于第一假想线（２４），且第二假想线（２５）还交于第二馈电点（２２），而第三假想线（２６）还交于第三馈电点（２３），第二假想线（２５）和第三假想线（２６）彼此之间成（α）角，所述角（α）基本为９０度，第一馈电点（１６）设置成在发射和接收中对第一贴片（２）供电，而第二馈电点（２２）和第三馈电点（２３）设置成在发射和接收中对第二贴片（３）供电；在第一工作模态下，第一馈电点（１６）使得在第一边缘（１１）和第二边缘（１２）之间形成的第一缝隙（３０）中获得恒定的第一电场（３１），所述第一电场（３１）定向在所述边缘（１１，１２）之间；在第二工作模态下，第二馈电点（２２）使得在第二边缘（１２）和第三边缘（１３）之间形成的第二缝隙（３３）中获得第二电场（３２），所述第二电场（３２）定向在第二边缘（１２）和第三边缘（１３）之间，并且沿着第二缝隙（３３）作正弦变化；在第三工作模态下，第三馈电点（２３）使得在第二缝隙（３３）中获得第三电场（３４），所述第三电场（３２）定向在第二边缘（１２）和第三边缘（１３）之间，并且沿着第二缝隙（３３）作正弦变化。...

【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：L曼霍尔姆，F哈里森，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]