折叠偶极天线制造技术

提供一种折叠偶极天线，用于发射和接收电磁信号。该天线包括一个接地板和一个临近接地板伸展的导体，并且由第一电介质将它们隔离。该导体包括一个末端开路的传输线短线，一个辐射器输入部分，至少一个与辐射器输入部分整体集成的辐射部分，和一个馈电部分。该辐射部分包括第一和第二端部，一个馈电偶极和一个无源偶极。该馈电偶极连接到辐射器输入部分。该无源偶极安置得与馈电偶极隔离以形成间隔。该无源偶极在第一和第二端部分短接到馈电偶极。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天线，更具体地涉及一种折叠偶极天线用于无线电信系统中。用于无线电信系统中的基站天线具有发射和接收电磁信号的能力。所接收信号由基站上的接收机进行处理并馈送给通信网络。所发射信号以不同于所接收信号的频率发射。由于增加大量基站天线，制造商试图使每个天线的尺寸最小并减少制造成本。另外，社区中基站天线塔的视觉影响已经成为社会关注问题。因此，希望减少这些塔和由此减少这些塔在社区中的视觉影响。通过使用更小的基站天线可以减少塔的尺寸。还需要天线具有宽阻抗频带以在该频带上显示稳定的远场天线图。还需要增加现有单极化天线的频带以便它们可以工作在蜂窝、全球移动系统(GSM)、个人通信系统(PCS)、个人通信网络(PCN)和通用移动电信系统(UMTS)的频带中。本专利技术通过提供一种新颖的折叠偶极天线解决与现有技术有关的问题，该天线包括形成一个或几个集成辐射部分的导体。该设计表现出宽阻抗带宽，制造便宜和能够与现有单极化天线设计结合。提供一种用于发射和接收电磁信号的折叠偶极天线。该天线包括一个接地板和一个相邻接地板延伸的导体并且由第一电介质隔开。该导体包括一个端部开路的传输线短线，一个辐射器输入部分，至少一个辐射部分与辐射器输入部分集成形成，和一个馈电部分。该辐射部分包括第一和第二端部，一个馈电的偶极和一个无源偶极。馈电偶极与辐射器输入部分连接。无源偶极安置得与馈电偶极隔离形成间隔。无源偶极短接到馈电偶极的第一和第二端部。通过阅读下列详细说明和参照附图，本专利技术的其它目的和优点将变得清楚，图中附图说明图1a是按照本专利技术实施例的一个折叠偶极天线的等比例图；图1b是图1a的折叠偶极天线的侧视图；图1c是导体弯曲成图1a的折叠偶极天线弯折前的顶视图1d是按照本专利技术另一个实施例的折叠偶极天线的等比例图；图1e是按照本专利技术另一个实施例的折叠偶极天线的等比例图；图2是按照本专利技术另一个实施例的折叠偶极天线的等比例图；图3是按照本专利技术另一个实施例的折叠偶极天线的等比例图；图4a是按照本专利技术另一个实施例的折叠偶极天线的等比例图；图4b是导体弯曲成图4a的折叠偶极天线前的顶视图；图5a是按照本专利技术一个实施例包括短线的折叠偶极天线的等比例图；图5b是图5a的折叠偶极天线的侧视图；图6是按照本专利技术另一个实施例的包括短线的折叠偶极天线的等比例图；图7是按照本专利技术另一个实施例的包括短线的折叠偶极天线的等比例图；尽管本专利技术易于进行各种修改和改型，图中以举例的方式表示了特定的实施例并且将在此进行详细说明。可是，应当理解本专利技术不限于所公开的特定形式。相反，本专利技术将覆盖落入附带的根据权利要求书所限定的本专利技术精神和范围内的所有修改、等同设计和改型。本专利技术在无线、广播、军用和其它通信系统中有用。本专利技术的一个实施例工作在各种频带上，例如824-896MHZ频率的北美蜂窝频段，806-869MHZ的北美中继系统频段，870-960MHZ的全球移动系统(GSM)频段。本专利技术的另一个实施例工作在几个不同无线波段上，例如1850-1900MHZ的个人通信系统(PCS)频段，1710-1880MHZ个人通信网络(PCN)频段，和1885-2170MHZ的通用移动电信系统(UMTS)频段。在该实施例中，无线电话用户向基站天线塔发射电磁信号，该基站天线塔包括多个接收由无线电话用户发射的信号的天线。尽管用于基站中，本专利技术也可以用于所有各种电信系统。图1a-4b所示的天线是用于发射和接收电磁信号的折叠偶极天线10。该天线10包括一个接地板12和一个由单片导电材料形成的导体14。导体14由三部分组成，一个馈电部分20，一个辐射器输入部分40和一个包括辐射部件21和/或22的辐射部分。馈电部分20邻近接地板12伸展并且由电介质隔离，例如空气，泡沫塑料等，如图1b所示。辐射部分21和22与接地板12的表面或边缘隔离以便使天线能够工作在宽频带上而又仍然具有紧凑尺寸。辐射输入部分40由间隔29分开的两个导体部分41和42组成。导体部分41将辐射部分22的一部分连接到馈线20，而导体部分42将辐射部分22的另一个部分连接到接地板12。辐射输入部分40具有调节得使辐射部分22与馈电部分20匹配的本征阻抗。通过改变导体部分41，42的宽度和间隔29调节该阻抗。在图1a-e所示的实施例中，该天线10包括两个辐射部分21和22。在图1a-4b的实施例中，导体14在两个位置16和18上机械和电连接到接地板12。辐射部分21和22以一定距离支撑在接地板12上。在无线频带实施例中(1710-2170MHZ)，距离d=1.22”。导体14在弯折点15a和15b处弯折以便馈电部分20由接地板12支撑和替换，如图1b中示意性说明。结果，馈电部分20通常与接地板12平行。馈电部分20包括一个RF输入部分38适合于与传输线电连接。传输线通常与RF设备连接，例如发射机或接收机。在一个实施例中，RF输入部分38直接连接到RF设备。所示的两个辐射部分21和22在结构上相同，因此只详细说明辐射部分22。辐射部分22包括一个馈电偶极24和一个无源偶极26。馈电偶极24包括第一四分之一波长单振子天线28和第二四分之一波长单振子天线30。在一个实施例中，第一四分之一波长单振子28连接到导体部分41的一端。导体部分41的另一个端连接到馈电部分20。第二四分之一波长单振子30连接到导体部分42的一端，导体部分42的另一端在位置16连接到接地板12。在该实施例中，导体部分42可以通过任何适合的固定装置例如螺母、螺钉、螺丝或铆钉，或任何适合的固定方法包括焊接、铜焊或冷加工连接到接地板12。适合的连接可以提供在导体14和接地板12之间机械和电两者的连接。因此，该天线10防止由例如闪电的瞬态事件产生的过压或大电流。形成良好电和机械连接的一种方法是由德国Weingarten的Tox PressotechnikGmbH公司开发的冷加工处理(此后称为“冷加工处理“)。冷加工处理将一个金属表面变形和挤压在另一个金属表面上形成Tox按扣。冷加工处理使用压力将两个金属表面锁在一起。该处理消除了对将两个金属表面固定在一起的单独机械固定件的需要。因此，在通过冷加工处理将辐射部分21、22安装在接地板12上的实施例中在位置16和18上产生的Tox按扣提供了对辐射部分22、21的支持并且提供了到接地板12的电连接。通过冷加工处理将导体14安装到接地板12上使该天线10的互调失真(IMD)最小。某些其它类型的电连接例如焊接也使该天线10的IMD最小。间隔32在间隔32的一侧上形成了第一半波长偶极(无源偶极26)而在间隔32的另一侧上形成了第二半波长偶极(馈电偶极24)。中间位置的间隔29将馈电偶极24分成第一四分之一波长单振子28和第二四分之一波长单振子30。导体14在间隔32的相反端部34和36利用无源偶极26与馈电偶极24电连接。间隔29使导体部分41和42形成边缘耦合带线传输线。由于该传输线是平衡的，它有效地将来自馈电部分20的EM功率传输给辐射部分22。在图1a实施例中，接地板12和馈电部分20通常与辐射部分21、22正交。参照图1c，表示了在被弯折成为类似于图1a所示的天线的折叠偶极天线之前的导体14的顶视图。在RF输入部分38上提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种折叠偶极天线用于发射和接收电磁信号，包括： 一个接地板；和 一个导体邻近接地板伸展并且由第一电介质与接地板隔离，该导体包括一个末端开路的传输线短线，一个辐射器输入部分，至少一个辐射部分与辐射器输入部分集成形成，和一个馈电部分； 该辐射部分包括第一和第二端，一个馈电偶极和一个无源偶极，该馈电偶极连接到辐射器输入部分，该无源偶极安置得与馈电偶极隔离形成间隔，该无源偶极在第一和第二端被短接到馈电偶极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：ML兹默曼，JS威尔逊，
申请(专利权)人：安德鲁公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]