宽频带或多频带天线制造技术

本发明专利技术涉及一种用于微波的宽频带或多频带天线，它包括一反射器平面（Ｒ）和至少一个设置在反射器（Ｒ）附近的辐射元（ＥＲ）。有缺陷ＰＦＢ材料元件的组件重叠在反射器平面（Ｒ）和辐射元（ＥＲ）上。每个有缺陷ＰＦＢ材料元件基本上为平面，与反射器平面（Ｒ）平行，并且沿着与反射器平面（Ｒ）垂直的方向具有从一个有缺陷ＰＦＢ材料元件到另一个相互不同的磁导率、介电常数和／或厚度中的至少一个特征。该组件形成一泄漏谐振腔。该天线可以应用于移动电话系统或光程传输。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】宽频带或多频带天线
本专利技术涉及一种采用被称为PFB材料的光子禁带材料制成的用于微波的宽频带或多频带天线。
技术介绍
已经提出采用PFB材料来实现微波天线。参照涉及现有技术的图1a，那种天线主要包括一反射器平面、设置在反射器平面附近的馈点或发送/接收辐射元以及至少两种层叠在反射器平面和发送/接收馈点上的介电材料的组件。所使用的介电材料其介电常数或磁导率不同，并且这样形成的组件构成了PFB材料。参照图1b，回想起PFB材料是这样一种材料，即，该材料具有过滤(吸收)特定频率范围，即防止在上述频率范围中的任何传送的特性。在这些条件下，该材料被称为光子禁带(PFB)材料。如图1b所示，PFB材料通常通过周期性布置介电常数和/或磁导率不同的介质而构成。通过在这种几何的和/或无线电周期性中引入中断(这种中断也被称为“缺陷”，并且可以通过去掉“重要”元件来获得)，可以形成一种吸收缺陷，由此在PFB材料的禁带中产生通带。在这些条件下，PFB材料被称为一种有缺陷PFB材料。关于这种天线的更详细的说明，可以参看于2001年5月25日以公开号No.2801428公开的法国专利申请99/14521。这种天线是令人满意的。然而，特别是因为其结构，用这种天线能够实现的通带相对较窄并且对于6dB的衰减而言不会超过中心频率的4％至5％。-->
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于克服现有技术的有缺陷PFB材料天线的上述缺点和限制。具体地说，本专利技术的一个目的在于实现一种其通带得到明显提高或被细分成多个通带的有缺陷PFB材料型宽频带天线。本专利技术的另一个目的还在于在没有添加任何分散或吸收元件的情况下通过破坏规律性或通过使实现更加复杂来完成一种结构简单的宽频带天线。本专利技术的宽频带天线其特征在于，它包括构成反射器的至少一个平面和设置在所述构成反射器的平面附近的至少一个发送/接收馈点。另外，通过与反射器构成平面和馈点基本上重叠地设置的有缺陷PFB材料元件来形成一组件。形成该组件的每个有缺陷PFB材料元件基本上为平面并且与构成反射器的平面平行，而且沿着与所述元件的反射器构成平面垂直的方向的介电常数、磁导率和/或厚度这些特性中的至少一个在一个有缺陷PFB材料元件中明显不同于另一个有缺陷PFB材料元件，从而由反射器构成平面和有缺陷PFB材料元件的组件形成的单元形成了一个泄漏的谐振腔。本专利技术的宽频带天线具体应用在制作适用于移动无线电话以及在光谱的可见或不可见部分中的光通信领域中的微波天线。通过阅读说明书同时结合以下附图将更好地理解本专利技术的宽频带或多频带天线的结构和操作方法，在这些附图中，图1a和1b涉及现有技术。附图说明图1a为现有技术中的宽频带或多频带天线的透视图；图1b为现有技术中的宽频带或多频带天线的剖视图；图2a为根据本专利技术的宽频带或多频带天线的说明性透视图；图2b为图2a中所示本专利技术的宽频带或多频带天线在剖面P上的剖视图；-->图3a为在与图2a中所示一样的相同剖面P上的说明性剖视图，并且显示出与图2a或2b中所示天线等同的天线；图3b一曲线图，用来在作为频率的函数的传输系数上对在上述法国专利申请No.2801428中所示的现有技术天线(曲线A)和如图2a、2b或3a中所示的构成本专利技术主题的天线(曲线B)进行比较；图4为一曲线图，显示出在图2a、2b和3a中所示本专利技术实施方案中构成本专利技术的宽频带或多频带天线的泄漏谐振腔中所产生的波形；图5示出了根据本专利技术的天线实现的天线阵列。具体实施方式下面将参照图2a和2b以及以下附图对本专利技术的宽频带或多频带天线进行更详细的说明。参照图2a，本专利技术的宽频带天线包括至少一个由R表示的反射器构成平面，所述平面可以由例如金属片材构成。另外，在反射器平面R的附近设有至少一个由ER表示的发送/接收辐射元。作为非限定性实施例，辐射元ER例如可以由辐射偶极子、辐射槽或者辐射片或探针构成。在图2a所示的实施方案中，只显示出一个辐射元ER，但是应该理解的是，本专利技术的宽频带天线可以具有多个辐射元ER(在该图中未示出)。另外，并且如图2a所示那样，本专利技术的宽频带或多频带天线包括层叠地设置在构成反射器R的平面和辐射元ER的平面上的有缺陷PFB材料元件的组件。术语“有缺陷PFB材料元件的组件”用来指代由例如用LD表示的介电材料片材或结构构成的多个元件，所述元件形成组或图案，沿着与反射器的平面垂直的方向堆叠并且通过一些其它介电材料例如空气、氧化铝等片层彼此分开。每个介电材料片材LD基本上为平面，并且每个有缺陷PFB材料元件与构成反射器R的平面平行。另外，根据本专利技术的宽频带天线的一个特别有利的特征，沿着与构成反射器R并且由e表示的平面垂直的方-->向的磁导率、介电常数和/或厚度这些特性中的至少一个在一个有缺陷PFB材料元件中基本上不同于另一个有缺陷PFB材料元件。在这些条件下，由反射器构成平面R和有缺陷PFB材料元件的组件形成的单元在下面说明书中所述的条件下形成泄漏的谐振腔。具体地说，参照图2a和图2b，每个介电材料片材LD在下面说明书中所述的条件下所具有的介电常数、磁导率或厚度e的数值从一个有缺陷PFB材料元件到另一个是不同的。图2b为穿过图2a中所示本专利技术的宽频带天线的在图2a中的剖面P上的剖视图。在这些条件下，λ′g表示在传播媒介由例如介电材料的材料构成时每块片材LD的载波无线电通信信号的波长，并且λg表示由在这些片材LD和有缺陷PFB材料元件之间的间隙导向的无线电信号的波长，即在非限定性实施方案中由图2a和图2b中所示的片材LD之间的空气层或氧化铝片层引导的无线电信号的波长。在这些条件下，符号λg还表示在反射器形成平面R和被设置成面对着所述反射器平面的介电材料的第一片材LD之间传播的载波无线电通信信号的波长。具体地说，在图2b中显示出用于识别构成本专利技术的宽频带天线的元件组的标准正交参考系。在这些情况下，并且通过限定，使反射器平面R沿着方向Oz处于位置0处，并且这些片材LD沿着上述方向顺序叠置，而且所述剖面P平行于平面Ox、Oz。方向Oy垂直于上述平面Ox、Oz。下面将参照图2 b在一种特别简单且简化的情况中对本专利技术的宽频带天线的一个特定的且非限定性的实施方案进行说明，其中有缺陷PFB材料元件的组件和材料片材LD例如由相同的介电材料片材构成，从而在这些情况下它们具有从一个介电材料片材到另一个片材以及从一个有缺陷PFB材料元件到另一个有缺陷PFB材料元件基本上相同的介电常数和磁导率特性。在这些情况下，并且参照图2b，每个介电材料片材LD最好具有这-->样的厚度，即，构成了位于所述介电材料片材和反射器构成平面R之间的距离的离散数值中的非递减函数。如图2b所示，形成该组件的每个介电材料片材与相邻的介质片材间隔开与λg/4相同的共同距离，其中λg表示与分隔每个介电材料片材LD的材料相关联的导向波长。例如，在图2a的实施方案中，λg表示与在介电材料片材LD之间的空气或氧化铝相关联的导向波长。同样并且如图2 b中详细所示的一样，面对着反射器构成平面R并且与所述平面相邻的第一块介电材料片材LD设置在与所述平面R相距λg/2的距离处，其中λg同样表示与在第一个介电材料片材LD和反射器构成平面R之间的材料相关联的导向波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽频带或多频带天线，它包括一反射器构成平面以及位于所述反射器构成平面附近的至少一个发送／接收辐射元，所述天线其特征在于，它还包括：由有缺陷ＰＦＢ材料元件构成的一组件，它基本上重叠地设置在所述反射器构成平面和所述辐射元上，每个基本 上为平面的有缺陷ＰＦＢ材料元件平行于所述反射器构成平面，并且沿着与该元件的所述反射器构成平面垂直的方向的磁导率、介电常数和／或厚度这些特性中的至少一个从一个有缺陷ＰＦＢ材料元件到另一个有缺陷ＰＦＢ材料元件彼此明显不同，由反射器构成平面形成的组件和由有缺陷ＰＦＢ材料元件构成的组件形成一泄漏的谐振腔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2001-9-24 01/122791.一种宽频带或多频带天线，它包括一反射器构成平面以及位于所述反射器构成平面附近的至少一个发送/接收辐射元，所述天线其特征在于，它还包括：由有缺陷PFB材料元件构成的一组件，它基本上重叠地设置在所述反射器构成平面和所述辐射元上，每个基本上为平面的有缺陷PFB材料元件平行于所述反射器构成平面，并且沿着与该元件的所述反射器构成平面垂直的方向的磁导率、介电常数和/或厚度这些特性中的至少一个从一个有缺陷PFB材料元件到另一个有缺陷PFB材料元件彼此明显不同，由反射器构成平面形成的组件和由有缺陷PFB材料元件构成的组件形成一泄漏的谐振腔。2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述组件由有缺陷PFB材料元件构成，每个元件具有这样一种结构，即，沿着与所述反射器构成平面垂直的方向在其磁导率、介电常数和厚度这些特性方面是周期性的。3.如权利要求1或2所述的天线，其特征在于，所述组件由有缺陷PFB材料元件构成，每个元件具有这样一种结构，即，沿着至少两个方向即与所述反射器构成平面垂直的方向和与所述反射器构成平面平行的方向在其磁导率、介电常数和厚度这些特性方面是周期性的。4.如权利要求1至3中任一项所述的天线，其特征在于，所述组件由有缺陷PFB材料元件构成，每个元件具有这样一种结构，即，沿着三个方向即与所述反射器构成平面垂直的一个方向和与所述反射器构成平面平行的其它两个方向在其磁导率、介电常数和厚度这些特性方面是周期性的。5.如权利要求2至4中任一项所述的天线，其特征在于，它包括由有缺陷PFB材料元件构成的组件，这些元件被布置成相对于所述反射器平面具有单向、双向或三向周期性的结构的组合形式。6.如权利要求1至5中任一项所述的天线，其特征在于，每个有缺-->陷PFB材料元件由相同材料的片材构成，这些材料片材其介电常数和磁导率特性基本上相同，并且每个相同材料片材具有这样一个厚度，即是在所述片材距离所述反射器构成平面的距离的离散数值...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝尔纳让伊夫热科，西里尔谢普，塞德里克塞里耶，马克泰弗诺，蒂埃里莫内迪耶，
申请(专利权)人：国家科学研究中心，
类型：发明
国别省市：FR[法国]