定向天线阵列制造技术

本文提供了一种定向天线阵列，其包括驱动元件和与该驱动元件分开的第一寄生元件，该第一寄生元件和／或驱动元件的宽度大于定向天线阵列自由空间波长的０．５％。选择地或者与之相联系地，定向天线阵列包括一个不平衡变压器结构，其被设置成将驱动元件与电磁能量源和电磁吸收器中的至少一个相偶连，且该不平衡变压器结构包括偶极结构，从偶极结构延伸出来的第一馈点和从第一寄生元件延伸出来的第二馈点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】定向天线阵列
本专利技术大体上涉及天线，更特别地涉及定向天线阵列(directionalantenna array)。
技术介绍
Yagi-Uda天线首次在H.Yagi的一篇英文文献中被说明(见Yagi，“Beam Transmission of the Ultra Short Waves”，Proc.IRE.Vol.16，pp715-741，June 1928)。这些方向偶极天线通常被称作Yagi天线，已经使用许多年并且有许多应用。例如，可以使用Yagi天线接受电视信号，进行点对点通讯和其它的电子学应用。基本的Yagi天线典型地包括驱动元件，其通常是半波偶极子(half-wave dipole)，由一个电磁能量源驱动或者驱动一个电磁能量吸收器(sink)。该天线还典型地包括与驱动元件一起排列的非驱动的或寄生(parasitic)的元件。这些非驱动的或寄生的元件一般包括位于该驱动元件一侧上的反射器元件和至少一个位于该驱动元件另一侧上的导向器元件(也就是驱动元件插入到反射器元件和导向器元件之间)。驱动元件、反射器元件和导向器元件通常沿着天线轴以一种空间关系布置，且一个或多个导向器元件沿着发射或接收的方向从驱动元件延伸。驱动元件、反射器元件和导向器元件的长度以及这些天线元件之间的距离确定了天线系统孔位方向(bore site direction)上天线系统的最大有效各向同性辐射功率(EIRP)(也就是定向增益)。当前的天线设计趋势反映了对低轮廓(low profile)定向天线构型的希求，希望在提供高度定向的天线方向图(antenna pattern)的同时能够适应各种形状的可移动或便携式单元，例如Yagi天线所能够实现的。此外，当前的天线设计趋势反映了对在施加外力，例如表面冲击，-->之后仍能保持结构形状和完整性的天线的希求。这种天线设计在便携式或手持式装置中，例如移动电话、卫星电话和自动识别系统(AutoID)的遥控询问器如RFID系统的射频识别(RFID)询问器，是特别理想的。因此，人们希望提供一种低轮廓定向天线，其在提供高度定向的天线方向图的同时能够符合任何数目的形状。此外，人们还也希望提供一种天线，其在施加外力之后仍能保持结构形状和完整性。进一步，人们希望能够为便携式或手持式装置提供这样的天线。而且，通过联系附图和前述的
和背景，本专利技术期望的特色和特征将从随后的详细说明中变得显而易见。
技术实现思路
根据本专利技术的第一示例性实施例提供了一种方向阵列天线。该方向阵列天线包括一个驱动元件和一个与驱动元件分开的第一寄生元件。该第一寄生元件和/或驱动元件的宽度优选地大于定向天线阵列自由空间(free-space)波长的百分之零点五(0.5％)。选择地或者与第一示例性实施例相联系，根据第二示例性实施例提供了一种方向阵列天线。该定向天线阵列包括一个不平衡变压器结构，其被设置成将驱动元件与电磁能量源和电磁吸收器的至少一个相偶连，且该不平衡变压器结构包括偶极结构，从偶极结构延伸出的第一馈点和从第一寄生元件延伸出的第二馈点。附图说明在下文中将联系如下的附图对本专利技术进行说明，其中类似的数字指示类似的元件，并且：图1是根据本专利技术一个示例性实施例的方向阵列天线的平面图；图2是方向阵列天线的平面图，其除了如图1所示的寄生元件之外还有其他的寄生元件；图3是根据本专利技术一个示例性实施例的图1所示方向阵列天线非-->平面折叠构型的第一个实例；图4是根据本专利技术一个示例性实施例的图1所示方向阵列天线非平面折叠构型的第二个实例；图5是根据本专利技术一个示例性实施例的图1所示定向天线阵列的不平衡变压器结构；图6是根据本专利技术一个示例性实施例的如图3所示的方向阵列天线，其具有一个弹性体(elastomer)复盖物(cover)；图7是如图1所示的方向阵列天线，其具有孔隙；图8是具有根据本专利技术一个示例性实施例的图6所示定向天线阵列的便携式/手持式装置。专利技术详述下面的详细说明在本质上仅仅是举例，并不趋向于限制专利技术或者本专利技术的应用和使用。而且，也不趋向于受到任何在前述的
、背景、简明提要中以及在随后的详细说明中表述的或提示的理论的限制。参考图1，提供了根据本专利技术一个示例性实施例的定向天线阵列100的平面图。大体上，定向天线阵列100包括驱动元件102和至少一个(1)寄生元件或导向器元件104，并且除了导向器元件104之外还优选地具有第二寄生元件或反射器元件106。尽管除了驱动元件102之外，图1中只显示了两个寄生元件(即导向器元件104和反射器元件106)，但根据本专利技术的示例性实施例可以提供任何数目的寄生元件。例如，图2所示的定向天线阵列200具有四个附加(4)的寄生元件(202，204，206，208)，它们可以是除图1所示的导向器元件104和反射器元件106之外的一个或多个附加导向器或反射器元件。选择地，定向天线阵列100可由如下组成(即不多也不少)：一个驱动元件和一个反射器元件；一个驱动元件和一个导向器元件；一个驱动元件和多个反射器元件，一个驱动元件和多个导向器元件，或一个驱动元件与一个或多个导向器元件和反射器元件的组合。此外，这些一个或多-->个附加的导向器或反射器元件可以是共面元件或者异面元件，例如三角形反射体系统，其中第一反射器和第二反射器分别位于第三反射器的上面和下面。继续参考图1，驱动元件102优选地是中心馈给半波偶极天线(center-fed，half-wave dipole antenna)的等同物。导向器元件104位于驱动元件102的一侧并与悬臂(boom)108相连，反射器元件106优选地位于导向器元件102的另一侧并与另一个悬臂110相连，从而驱动元件102插入在导向器元件104和反射器元件106之间。此外，导向器元件102和反射器元件106被布置成与驱动元件102至少是基本上平行的关系，更优选地是与驱动元件102保持平行关系。在该示例性实施例中，定向天线阵列100是Yagi天线。因此，如本领域技术人员已知的，定向天线阵列100的设计包括选择驱动元件102、导向器元件104和/或反射器元件106的参数，并且定向天线阵列100的附加寄生元件的其他参数也是要选择的因素。例如，定向天线阵列的设计可包括选择元件间的空间间隔(例如驱动元件102与导向器元件104之间的空间间隔(Sdir1)112和驱动元件102与反射器元件106间的空间间隔(Sref)114)，元件长度(例如，驱动元件长度(Ldir)116，导向器元件长度(Ldir1)118和反射器元件长度(Lref)120)，元件宽度，其在本文中应包括元件的直径(例如，驱动元件宽度(Wdir)122，导向器元件宽度(Wdir1)124和反射器元件宽度(Wref)126)。然而，根据本领域普通技术人员已知的技术，在定向天线阵列100的设计中也可使用其他的参数和附加天线结构的参数(例如，支架宽度(Wb1)128，(Wb2)130)。根据本专利技术的一个示例性实施例，驱动元件宽度(Wdir)122、导向器元件宽度(Wdir1)124和反射器元件宽度(Wref)126其中之一的至少一部分大于定向天线阵列100操作频率自由空间波长的0.5％，其中操作频率自由空间波长在这里本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定向天线阵列，包括：驱动元件；和第一寄生元件，其与所述驱动元件分开，其中所述第一寄生元件和所述驱动元件中至少一个的宽度大于定向天线阵列自由空间波长的大约百分之零点五（０．５％）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-9-12 10/661,6521.一种定向天线阵列，包括：驱动元件；和第一寄生元件，其与所述驱动元件分开，其中所述第一寄生元件和所述驱动元件中至少一个的宽度大于定向天线阵列自由空间波长的大约百分之零点五(0.5％)。2.根据权利要求1的定向天线阵列，其中所述宽度大于定向天线阵列所述自由空间波长的大约百分之一(1％)。3.根据权利要求1的定向天线阵列，其中所述宽度大于定向天线阵列所述自由空间波长的大约百分之二(2％)。4.根据权利要求1的定向天线阵列，其中所述宽度大于定向天线阵列所述自由空间波长的大约百分之四(4％)。5.根据权利要求1的定向天线阵列，进一步包括一个与所述驱动元件分开的第二寄生元件，其中所述第一寄生元件、所述驱动元件和所述第二寄生元件的至少一个的所述宽度大于定向天线阵列自由空间波长的大约百分之零点五(0.5％)。6.根据权利要求1的定向天线阵列，进一步包括多个除了所述第一寄生元件和所述第二寄生元件之外的寄生元件。7.根据权利要求1的定向天线阵列，其中所述第一寄生元件和所述第二寄生元件是至少基本上共面的元件。8.根据权利要求1的定向天线阵列，其中所述第一寄生元件是一个反射器元件。9.根据权利要求1的定向天线阵列，其中所述第二寄生元件是一个导向器元件。10.根据权利要求1的定向天线阵列，其中所述驱动元件、所述第一寄生元件和所述第二寄生元件由单块材料形成。11.根据权利要求12的定向天线阵列，其中所述单块材料的电阻率大于大约0.2×10-6欧姆-米。-->12.根据权利要求12的定向天线阵列，其中所述单块材料是弹簧钢。13.根据权利要求1的定向天线阵列，进一步包括在所述驱动元件、所述第一寄生元件和所述第二寄生元件中的多个孔径。14.根据权利要求1的定向天线阵列，进一步包括至少覆盖所述驱动元件和所述第一寄生元件一部分的材料。15.根据权利要求1的定向天线阵列，其中覆盖所述驱动元件和所述第一寄生元件至少一部分的所述材料是弹性体。16.根据权利要求1的定向天线阵列，进一步包括一个不平衡变压器结构。17.根据权利要求16的定向天线阵列，其中所述不平衡变压器结构包括：一个偶极结构；一个第一馈点，其从所述偶极结构延伸，和一个第二馈点，其从所述第一寄生元件延伸。18.根据权利要求17的定向天线阵列，其中所述偶极结构偏离定向天线阵列的中心线。19.根据权利要求17的定向天线阵列，其中所述偶极结构是一个半折叠偶极子。20.根据权利要求17的定向天线阵列，其中所述偶极结构是一个锥形结构。21.一种定向天线阵列，包括：第一寄生元件；驱动元件，其与所述第一寄生元件分开；和不平衡变压器结构，其被配置成将所述驱动元件偶连于电磁能量源和电磁吸收器中的至少一个，所述不平衡变压器结构包括：一个偶极结构；一个第一馈点，其从所述偶极结构延伸，和一个第二馈点，其从所述第一寄生元件延伸。-->22.根据权利要求21的定向天线阵列，其中所述偶极结构偏离定向天线阵列的中心线。23.根据权利要求21的定向天线阵列，其中所述偶极结构是一个半折叠偶极子。24.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：小理查德T克纳德尔，哈尔E查理克，亨利科洛斯菲尔德，罗伯特P潘多尔夫，努明隆，雷加布里奇拉尔，
申请(专利权)人：赛宝技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]