多波束天线制造技术

本发明专利技术旨在减小能够在多个方向上切换方向性的多波束天线的尺寸和厚度。本发明专利技术提供一种包括一个天线元件阵的多波束天线，该天线元件阵包括一个或多个馈送元／件和Ｎ（Ｎ为自然数）个寄生元件，其中所述一个或多个寄生元件的电长度是可变的。

【技术实现步骤摘要】
多波束天线相关申请的交叉引用本专利技术包含涉及于2004年8月24日在日本专利局提交的日本专利申请JP2004-244047的主题，该申请的整个内容在这里被引用以作参考。
本专利技术涉及一种能够在多个方向中进行方向性切换并且适合用作执行信息通信功能、存储功能等等的微通信模块的多波束天线，该微通信模块连接到诸如个人计算机、移动电话或者音频设备之类的多种电子设备。
技术介绍
例如，随着当前数据的数字化的发展，诸如音乐、语音、各种数据、图像等等的信息更容易通过使用个人计算机或者移动设备来处理。此外，通过语音编解码技术或者图像编解码技术对这样的信息进行频带压缩，从而实现了在其中容易并有效地通过数字通信服务或者数字广播将信息分发到不同通信终端的环境。例如，音频/视频(AV数据)甚至可以由移动电话接收。对于数据传送以及接收系统，甚至可适用于小范围区域的简单无线网络系统现在被用于家中以及不同地方。作为无线网络系统，IEEE802.1a提出的5GHz窄频带无线通信系统、IEEE802.1b提出的2.45GHz无线LAN系统以及诸如被称为“蓝牙”的短程无线通信系统的下一代无线通信系统受到大量关注。在天线特征方向没有方向性的情况下，产生了一个问题：即通信质量会由于干扰波的出现而恶化，其中干扰波在多波环境下由于无线电波的反射而在墙壁或者类似物体上产生，其中在该多波环境下存在许多无线电波。在上述的情况下，在特定方向上具有方向性的天线受到了许多的关注。在它们之中，提出了一种利用多个移相器的相控天线阵以及一种使用多个传送和接收系统以执行自适应信号处理的自适应天线阵。此外，作为有方向性的天线，Yagi-Uda天线等是可用的，其被用于接收TV广播波。如图1所示，Yagi-Uda天线100具有辐射无线电波的辐射器111、长度略长于辐射器111的反射器112以及长度略短于位于反射器111两侧上的辐射器111-->的导波体113，从而显示出图2所示的方向性(例如参考专利文献1：日本专利申请公开No.10-123142)。此外，提出一种通过放置多个Yagi-Uda天线并且在它们之间进行切换而在特征方向上具有方向性的方向性控制天线系统(例如参考专利文献2：日本专利申请公开No.2003-142919)。
技术实现思路
在使用自适应天线阵的情况下需要多个系统，因此系统变得复杂并昂贵。因此，很难说自适应天线阵适合于用户使用。此外，专利文献1中公开的天线设备具有这样一种构造，其中布置了多个Yagi-Uda天线，因此需要反射器以及多个导波体，从而阻碍了设备的小型化。另外，在该天线设备中，单极天线在与基底垂直的方向上从接地板伸出，从而阻碍了厚度减小。在天线设备的结构被形成在印刷电路板自适应双极结构上以代替单极结构的情况下，很难布置天线附近的接地板，因此就很难实现换向开关等等。在专利文献2中公开的多波束天线中，安装空间共用于导波体和反射器之间，其中切换馈送位置以在多个方向上发射射束。但是，小型化有限制。此外，这些多波束天线在多个方向上发射射束，因此需要对于每个射束在传送和接收系统之间提供一个换向开关。这些天线基本上具有一个传送和接收系统。因此，换向开关需要以一对多的方式执行切换操作，从而很难在无线通信的频带内使用这些天线。本专利技术已经考虑到上述情况，并且期望减小能够在多个方向上切换方向性的多波束天线的尺寸和厚度。本专利技术的优点和特征从下面结合附图的描述中将变得更加明显。根据本专利技术，提供一种多波束天线，该天线包括一个具有一个或多个馈送元件和N(N为自然数)个寄生元件的天线元件阵，其中一个或多个寄生元件的电长度是可变的。在该多波束天线中，将一个阻抗变换器安装在一个或多个寄生元件上以使其电长度可变。在该多波束天线中，将一个电抗元件安装在一个或多个寄生元件上以使其电长度可变。在该多波束天线中，所述馈送元件和N个寄生元件是隙缝天线(slot antenna)-->元件。该多波束天线可以包括多个天线元件阵。在根据本专利技术的多波束天线中，可以实现交替使用寄生元件以充当导波体和反射器，从而减小天线设备的尺寸。控制方向性所必需的切换元件基本上被安装在寄生元件上，因此可以减少开关的数量(其中在传统的结构中所述开关被安装在辐射器和它的馈电电路之间)，其结果是天线元件的有效性不被削弱。此外，当馈送元件和N个寄生元件被配置为隙缝天线时，可以进一步实现厚度的减小。当使用电介质板时，其波长减小效应有利于小型化。此外，接地板的使用使得更容易安装用于切换的开关等等。附图说明图1是示意性地示出作为有方向性的天线的用来接收TV广播的Yagi-Uda天线的结构的透视图；图2是示出Yagi-Uda天线的方向性特征的辐射图；图3A至3C分别是示意性地示出根据本专利技术的多波束天线的基本结构的平面图；图4A是示意性地示出Yagi-Uda隙缝天线阵的平面图，其中导波体和反射器的长度被印刷电路板的图案改变，以及图4B是示出其输入特性的视图；图5A至5C是示出了图4所示的Yagi-Uda隙缝天线阵的方向性特征的辐射图；图6A是示意性地示出Yagi-Uda隙缝天线阵的平面图，其中导波体和反射器位于相反的位置，以及图6B是示出其输入特性的视图；图7A至7C是示出了图6所示的Yagi-Uda隙缝天线阵的方向性特征的辐射图；图gA是示意性地示出了Yagi-Uda隙缝天线阵的结构的平面图，其中为寄生隙缝提供一个短的PIN，以及图8B是该寄生隙缝的一部分的放大图；图9是示出了图8所示的Yagi-Uda隙缝天线阵的方向性特性的辐射图；图10A是示意性地示出多波束天线的结构的平面图，其中为寄生隙缝提供一个电抗元件以用于切换导波体和反射器的功能，以及图10B是该寄生隙缝的一部分的放大图；图11A和11B是示出了图10所示的多波束天线中的XZ平面的方向性的分-->析结果的视图；图11A示出了在电容被用作电抗元件的情况下的最大辐射方向的变化，以及图11B示出了在电感被用作电抗元件的情况下的最大辐射方向的变化；图12是示出了多波束天线的方向性特征的辐射图，其中电容被用作电抗元件；图13A是示意性地示出了多波束天线的结构的平面图，其中为寄生隙缝提供一个阻抗变换器以用于切换导波体和反射器的功能，以及图13B是该寄生隙缝的一部分的放大视图；图14是示出了图13所示的多波束天线的方向性特征的辐射图；图15是示意性地示出了能够在四个方向之间切换方向性的多波束天线的结构的平面图；图16是示出了在各个寄生元件的电长度被一个电抗元件切换以允许所述寄生元件充当图15所示的多波束天线中的导波体和反射器的情况下的输入特性的视图；图17A至17D是示出了在多波束天线中的各个寄生元件的电长度被一个电抗元件切换以允许所述寄生元件充当导波体和反射器的情况下、在四个方向上的多波束天线的方向性特征的辐射图；图18是示出了在各个寄生元件的电长度被一个阻抗变换器切换以允许所述寄生元件充当图15所示的多波束天线中的半导体和反射器的情况下的输入特性的视图；图19A和19B是示出了在多波束天线中的各个寄生元件的电长度被一个阻抗变换器切换以允许所述寄生元件充当导波体和反射器的情况下、该多波束天线的方向性特征的辐射图；图20A至20C各是示意性地示出了根据本专利技术的多波束天线的已安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括一个天线元件阵的多波束天线，该天线元件阵包括一个或多个馈送元件和Ｎ（Ｎ为自然数）个寄生元件，其中所述一个或多个寄生元件的电长度是可变的。

【技术特征摘要】
JP 2004-8-24 244047/041、一种包括一个天线元件阵的多波束天线，该天线元件阵包括一个或多个馈送元件和N(N为自然数)个寄生元件，其中所述一个或多个寄生元件的电长度是可变的。2、根据权利要求1所述的多波束天线，其中将一个阻抗变换器安装在所述一个或多个寄生元件上，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：森康平，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]