具有从地平面和/或从至少一个辐射元件延伸的导电柱的平面天线、及对应的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种平面天线，它包括由电介质（３）与地平面（２）分离的至少一个辐射元件（１）。本发明专利技术的天线也包括导电柱的组合件（４），这些导电柱以这样一种方式连接到包括地平面和至少一个辐射元件的组的至少一个元件上并且从其延伸，从而减小对于给定谐振频率的至少一个辐射元件的至少一个物理尺寸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域是包括由电介质与地平面分离的至少一个辐射元件(也称作“补片”、平面图案、辐射图案或印刷图案)的类型的平面天线的领域。我们的时代当前正在经历移动网络，并且更一般地说，所有“无线”网络，的显著扩展。由于这样的系统带来对于多个方面，如连接灵活性、移动性、调配或网络扩充的可能性，的吸引人的影响，所以这种扩展在将来应该继续以高度显著的方式增长。事实上，在所有这些系统中，辐射元件起关键元件的作用，就其而论，要求的规范日益严格。显然与这些天线相关的电气性能的所有领域需要不断优化，但也有满足日益苛刻标准的需要，如空间要求、这些元件的重量或成本。天线小型化当前因此代表有意义的挑战，并且在这个领域中在国际水平下正在进行大量工作。这种小型化事实上提供了大量优点，在这些优点可以下列举的是天线可容易地建造成机载设备(具体地说，在移动设备内)、网联这些辐射元件的较大灵活性(由于它们的小尺寸)、特别是便于宽束操纵系统的并入的较宽图形孔径、等等。在用来并入天线的不同工艺中，平面方案当今似乎特别适当，以便满足所有要求技术参数。这种平面手段事实上供给设计者在具有特别小尺寸的有效方案的开发方面的足够灵活性。借助于在天线领域中完全传统误用的语言，“平面天线”(或使用平面工艺实施的天线)认为是-实际上是平面的两根天线，就其而论，地平面和辐射元件是平面， -和实际上不是平面的天线，换句话说，对于该天线，地平面和/或至少一个辐射元件不是平面，但模型化到给定三维(3D)形状，以便在形状上与支撑相符。上述第二种类的平面天线(实际上不是平面的天线)一般，但不是必须地，使用印刷工艺制成。这解释为什么在历史上，在表达“平面天线”中已经选择了形容词“平面的(planar)”，来表示具有基于三维(3-D)波导管的传统天线结构的对立物。本专利技术落在这种框架内，并且在上述意义上更准确地涉及原始平面天线方案，和涉及一种其允许基本印刷图案(换句话说，也称作补片的辐射元件)的物理尺寸显著减小的制造方法。
技术介绍
平面天线尺寸的减小是使它们更容易使用和并入现代系统中的主要问题。至今实施的大多数方案的基本原理在于增加印刷图案的等效电气长度，从而它可在要求的频率下辐射，同时减小其物理尺寸(即，其表面或其体积)。为此，最常用的结构对应于-具有刻槽的补片型方案，这些槽允许信号的电气路径在平面图案上延长(见例如专利文件WO01/31739和WO01/17063)，或-辐射图案折回以便得到紧凑性的方案(见例如专利文件WO02/052680、WO01/63695及US6,483,462B2)应该注意，这些不同概念也可以在同一结构中组合(见例如专利文件WO02/101874)。
技术实现思路
本专利技术的具体目的在于，提供一种与至今用来增大天线的印刷图案(辐射元件或补片)的等效电气长度的那些相差很大的技术，以便得到非常紧凑的平面天线。本专利技术的另外目的在于，提供这样一种直接实施并且便宜的技术。本专利技术的进一步目的在于，提供这样一种可应用于任何种类的平面辐射结构，如基本“半波补片”或“四分之一波补片”天线、“环形补片”天线、“刻槽补片”天线，PIFA(平面倒置-F天线)天线、等等，的技术。本专利技术的另一个目的在于，提供这样一种与包括几个辐射元件堆叠的平面天线一样好地应用于具有单一辐射元件的平面天线的技术。本专利技术的又一个目的在于，提供一种基于非常直接集成技术、用于平面天线的制造的对应方法，该方法允许找到非常低成本方案，完全适应在客户市场的扩展。这些不同目的、和以后将出现的其它目的根据本专利技术通过使用一种类型的平面天线满足，该类型的平面天线包括由电介质与地平面分离的至少一个辐射元件。根据本专利技术，天线还包括导电柱的至少一个组合件，这些导电柱连接到属于包括地平面和所述至少一个辐射元件的组的元件的至少一个上，并且从其延伸；以便对于给定谐振频率减小所述至少一个辐射元件的至少一个物理尺寸。本专利技术的一般原理因此简单地包括把柱布置在平面天线的地平面上和/或一个或多个辐射元件(补片)上。在本专利技术的上下文中，术语柱在一般意义上使用，因为它能够分解成不同的变形(并且具体地但不是排它地，如在下面的公开中详细叙述的那样，处于突起形式的，孔或接片)。电介质用来指空气或特性接近空气的固体材料，像例如塑料、或泡沫型等的材料。如下面详细解释的那样，关于图3，这些柱具有局部修改电磁场的分布、和允许辐射元件的至少一个物理尺寸(长度和/或宽度)对于固定谐振频率减小的效果。下文指明导电柱的不同组合件。显然，有本专利技术的多个可想象实施例，每个与这些组合件的一个或多个的不同组合相对应。也应该注意，本专利技术应用在包括单个辐射元件的天线结构上，或应用在包括几个辐射元件堆叠的天线结构上。有利地，天线包括导电柱的第一组合件，这些导电柱连接到地平面上，并且向所述至少一个辐射元件延伸而不连接到其上。在属于包括单个辐射元件的类型的天线的情况下，它有利地包括导电柱的第二组合件，这些导电柱连接到所述单个辐射元件上，并且向所述地平面延伸而不连接到其上。在属于包括由电介质彼此分离的至少两个辐射元件堆叠的类型的天线的情况下，最靠近地平面的辐射元件称作主辐射元件，天线有利地包括导电柱的第三组合件，这些导电柱连接到所述主辐射元件的第一表面上，并且向所述地平面延伸而不连接到其上。在属于包括由电介质彼此分离的至少两个辐射元件堆叠的类型的天线的情况下，最靠近地平面的辐射元件称作主辐射元件，天线有利地包括导电柱的第四组合件，这些导电柱连接到所述主辐射元件的第二表面上，并且向所述辐射元件中的另一个延伸而不连接到其上。在属于包括由电介质彼此分离的至少三个辐射元件堆叠的类型的天线的情况下，最靠近地平面的辐射元件称作主辐射元件，离地平面最远的辐射元件称作上部辐射元件，除主辐射元件和上部辐射元件之外的每个辐射元件称作中间辐射元件，天线对于中间辐射元件的至少一个，有利地包括导电柱的第五组合件，这些导电柱连接到所述中间辐射元件的第一表面上，并且向所述辐射元件中的另一个延伸而不连接到其上，该另一个沿主辐射元件向上部辐射元件的所述堆叠的伸展的方向跟随所述中间辐射元件。在属于包括由电介质彼此分离的至少三个辐射元件堆叠的类型的天线的情况下，最靠近地平面的辐射元件称作主辐射元件，离地平面最远的辐射元件称作上部辐射元件，除所述主辐射元件和所述上部辐射元件之外的每个辐射元件称作中间辐射元件，天线对于中间辐射元件的至少一个，有利地包括导电柱的第六组合件，这些导电柱连接到所述中间辐射元件的第二表面上，并且向所述辐射元件中的另一个延伸而不连接到其上，该另一个沿主辐射元件向上部辐射元件的所述堆叠的伸展的方向先于所述中间辐射元件。在是包括由电介质彼此分离的至少两个辐射元件堆叠的类型的天线的情况下，最靠近地平面的辐射元件称作主辐射元件，离地平面最远的辐射元件称作上部辐射元件，除所述主辐射元件和所述上部辐射元件之外的每个辐射元件称作中间辐射元件，天线有利地包括导电柱的第七组合件，这些导电柱连接到所述上部辐射元件的第一表面上，并且向所述辐射元件的另一个延伸而不连接到其上，该另一个沿主辐射元件向上部辐射元件的所述堆叠的伸展的方向先于所述上部辐射元件。有利地，从地平面、从辐射元件之一分别延伸的导电柱组合件，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面天线，包括由电介质（３）与地平面（２）分离的至少一个辐射元件（１），其特征在于：它还包括导电柱的至少一个组合件（４；１２４；１３４；１４４至１４６；１５４；１６４至１６６；１８４至１８６），这些导电柱连接到属于包括地平面和所述至少一个辐射元件的组的元件的至少一个上，并且从其延伸；以便对于给定谐振频率减小所述至少一个辐射元件的至少一个物理尺寸。

【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：让菲利普库佩兹，克利斯蒂安普尔森，瑟尔格皮耐尔，
申请(专利权)人：布列塔尼通信研究小组国立高等工程师学校，
类型：发明
国别省市：FR[法国]