广角圆形极化天线制造技术

一种适合于卫星通信的天线。多个平面辐射元件被放置在微带平面天线的接地导体的下方，接地导体与各个辐射元件之间通过电气耦合装置耦合。此外，多个直线辐射元件与接地导体耦合并且与起馈线作用的同轴线上的斯皮尔拓夫结构电气连接。作为用于卫星通信的天线，广角圆形极化天线能够提高低射角情况下的增益。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
广角圆形极化天线本专利技术的领域本专利技术涉及通信领域，尤其涉及广角圆形极化天线的小型化和结构，它适合于采用卫星的无线移动通信。本专利技术的背景最近，一些公司提出了采用卫星的移动电话方案。对于这些方案中的频带，从地面移动电话到卫星的通信使用1.6GHz频带，从卫星到地面移动电话的通信使用2.4GHz频带。另外，1.6GHz频带还作为用于从地面到卫星以及从卫星到地面的双向通信的频带。计划用全向辐射天线作为适合于这种卫星通信的天线(JP-A-7-183719)。图12示出了JP-A-7-183719专利所公开的这种全向辐射天线的结构。在图12中，微带平面天线由馈入插头1a、补钉状辐射元件1b和绝缘基片1c构成。微带平面天线(MSA)1的特征在于接地导板1d向下延伸，形成了接地导线柱1e。微带平面天线(MSA)1通常是这样一种结构：补钉状辐射元件1b通过绝缘基片1c平行放置在接地导板1d上。然而，图12所示的全向辐射天线的特征在于接地导板1d的整个圆周向下延伸，形成了以上所述的圆筒形状。据此特征，在图12所示的全向辐射天线中，微带平面天线(MSA)1的接地导板1d向下延伸，从而提高了低射角状况下的增益。-->不过，上述全向辐射天线在低射角状况下对圆形极化的水平极化分量不敏感。因此，在实际使用时很难保持通信的灵敏度，因为树木等物体吸收垂直极化分量。不过，上述全向辐射天线在低射角状况下对圆形极化中的水平极化分量不敏感。因此，在实际使用时很难保持通信的灵敏度，因为树木等物体吸收垂直极化分量。本专利技术的公开为了解决上述问题，按照本专利技术，在微带平面天线的接地导板下面放置了多个平面辐射元件，它们与接地导板电气耦合。还有，按照本专利技术在微带平面天线的接地导板下面放置了多个平面辐射元件和多个直线辐射元件，它们与接地导板电气耦合。此外，在上述专利技术中提供了斯皮尔拓夫结构(sperrtopf，阻塞衬套)。该“斯皮尔拓夫结构”是具有这样一种结构的阻塞衬套，高度的1/4波长或1/2波长的圆筒形导体刚好在天线馈入点的下方靠近馈入点的地方包住了同轴线以便阻止漏电流在同轴电缆外导体的外表面上流动，圆筒形导体上的天线侧断开，另一侧连接到同轴线的外导体上。附图的简要说明图1是广角圆形极化天线的透视图，它用于解释本专利技术的实施例；图2A到2D是按照本专利技术实施例的平面辐射元件的各种基本典型形状的示意图；图3A到3K是按照本专利技术实施例的平面辐射元件的各种典型改进形状的示意图；图4A到4C是用按照本专利技术实施例的电气耦合装置将接地导板-->与平面辐射元件相互电气耦合起来的各种耦合位置的示意图；图5A到5C是系统各种例子的示意图，其中，接地导板与平面辐射元件之间通过本专利技术实施例中的电气耦合装置相互耦合，图5A用导线进行DC耦合，图5B用电容元件进行容性耦合，图5C用电感元件进行感性耦合。图6A到6E是用于将按照本专利技术实施例的接地导板与平面辐射元件电气耦合起来的电气耦合装置的长度与宽度的各种示意图；图7A到7C是按照本专利技术实施例的示意图，其中，图7A是装有辐射模式失真校正装置的广角圆形极化天线侧面剖视图；图7B是图7A的仰视图；图7C是广角圆形极化天线的侧面剖视，辐射模式失真校正装置装在馈线附近；图8A到8B是装在移动无线电设备上的本专利技术广角圆形极化天线的应用示意图，其中，图8A说明了广角圆形极化天线远离移动无线电设备外壳以及馈线被拉到设备外壳外面的情况；图8B说明了广角圆形极化天线靠近移动无线电设备外壳以及馈线被引入设备外壳内的情况；图9A和9B是与本专利技术实施例中的广角圆形极化天线有关的图形，图9A示出了双谐振史密斯曲线的例子；图9B示出了VSWR的例子；图10是以位置关系测量本专利技术实施例中的广角圆形极化天线辐射模式的示意图，在该位置关系中，水平极化是在低射角情况下提供的；图11是以位置关系测量本专利技术实施例的广角圆形极化天线辐射模式的示意图，在该位置关系中，垂直极化是在低射角情况下得到的；图12是用于解释传统技术的透视图；图13是用于解释本专利技术另一实施例中的广角圆形极化天线的透-->视图；图14A和14B是图13在低射角情况下的天线辐射特性图，其中，图14A表示垂直极化分量，图14B表示水平极化分量；图15是本专利技术的另一个实施例的示意图；图16A和16B是图13所示天线(其中，无线电波吸收材料被填充到绝缘筒的内部与平面辐射元件相对应的位置上)的辐射特性图，图16A表示垂直极化分量，图16B表示水平极化分量。本专利技术的优选实施例图1是说明本专利技术结构的示意图。图1中与图12相同的部分用相同的参考数字表示。即，参考数字1表示微带平面天线(MSA)，参考数字1a表示MSA的馈入插头；参考数字1b表示MSA的补钉状辐射元件；参考数字1c表示MSA的绝缘基片；参考数字1d表示MSA的接地导板；参考数字2表示电气连接装置；参考数字3表示平面辐射元件；参考数字4表示绝缘筒(支撑筒)；参考数字5表示馈入点；参考数字b表示馈线(同轴线或同轴电缆)。圆形、四边形等形状的微带平面天线(MSA)起着圆形极化天线的作用，如果绝缘基片1c的相对介电常数、直径和粘在绝缘基片1c上的补钉状辐射元件1b的尺寸以及馈入插头1a的位置等参数设计得合适，它便具有所要求的频率。然而，应当以谐振频率和馈入插头1a为基础仔细调节的阻抗匹配，因为它取决于平面辐射元件的形状与放置位置以及取决于电气连接装置。在基于馈入插头1a位置的阻抗匹配方面，需要偏离绝缘基片1c的中心以便满足馈线6的特征阻抗(通常为50Ω)的要求。这种偏移会导致高频涡流，因而造成辐射模式失真。图1示出了本专利技术的实施例。其中，微带平面天线(MSA)1的工作频率大约为1.6GHz。圆形补钉状辐射元件1b被粘贴在圆形-->绝缘基片1c上。微带平面天线(MSA)1的接地导板1d靠绝缘筒4支持，绝缘筒4的直径与接地导板1d的直径基本相同。弯曲度与绝缘筒4的圆周弯曲度一致的四个相同的平面辐射元件以等距或正常距离粘贴在绝缘筒4的整个圆周面上。平面辐射元件3不一定要求弯曲，它们在没有被弄弯的情况下也可以进行安装。平面辐射元件3的数量最好为4个或4个以上。此外，最好使绝缘基片1c的厚度与平面辐射元件3的纵向尺寸基本相同。为了获得全向辐射模式，应将平面辐射元件分布与放置在直径与微带平面天线(MSA)1的直径基本相同的圆周面上，这一点很重要。接地导板1d通过导线(电气耦合装置2)与平面辐射元件3电气耦合。接地导板1d是微带平面天线(MSA)1与平面辐射元件3的公共接地导体。绝缘基片1c的相对介电常数大约为20，直径大约为30mm，厚度大约为10mm。绝缘筒4的相对介电常数大约为4，直径大约为30mm，高度大约为20mm。绝缘基片1c的厚度与平面辐射元件3的纵向尺寸基本相同。在这个实施例的天线方面，微带平面天线(MSA)1在低射角情况下的水平极化分量灵敏度通过以平面辐射元件3的相反方向流过的高频电流的作用得到了提高，而垂直极化分量灵敏度则通过以元件3的纵轴方向流过的高频电流的作用得到了提高。与以上天线相比，在按照图12所示传统技术的结构中，尽管垂直极化分量灵敏度得到了提高，但由于高频电流很难水平流动，因而在低射角情况下轴向比很大。在按照本专利技术的图1所示的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种广角圆形极化天线，包括：圆形极化方式的微带平面天线，它具有起公共接地导体作用的导板和通过绝缘层放置在所述导板上以便与所述导板平行的补钉状辐射元件；和多个放置在所述导板下方的所述平面辐射元件；所述导板与所述各个平面辐射元件通过 电气耦合装置耦合。

【技术特征摘要】
JP 1998-5-18 135083/98;JP 1997-6-18 161286/19971、一种广角圆形极化天线，包括；圆形极化方式的微带平面天线，它具有起公共接地导体作用的导板和通过绝缘层放置在所述导板上以便与所述导板平行的补钉状辐射元件；和多个放置在所述导板下方的所述平面辐射元件；所述导板与所述各个平面辐射元件通过电气耦合装置耦合。2、根据权利要求1所述的广角圆形极化天线，其中，所述多个平面辐射元件被放置在所述导板下方的圆周面上，所述圆周面具有与所述微带平面天线基本相同的直径。3、根据权利要求1所述的广角圆形极化天线，其中，多个直线辐射元件装在所述导板的下方，所述多个直线辐射元件与所述导板电气耦合，它们被放置在具有大致与所述微带平面天线相同直径的圆周面上以便与所述多个平面辐射元件交替。4、根据权利要求1所述的广角圆形极化天线，其中，在所述微带平面天线的馈线中设置了斯皮尔拓夫结构。5、根据权利要求1所述的广角圆形极化天线，其中，所述多个平面辐射元件被放置在所述导板下方的圆周面上，所述圆周面具有与所述微带平面天线基本相同的直径，所述天...

【专利技术属性】
技术研发人员：胜吕明弘，大北英登，森岛隆仁，
申请(专利权)人：京都陶瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]