天线系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于在超过２００ＭＨｚ频率下工作的天线系统，包括：天线，传输线和接收器级，且所述传输线将所述天线电连接到所述接收器级的输入，并且所述天线具有：相对介电常数大于５的固体绝缘材料的天线芯，且所述芯材料占据由所述芯外表面限定的体积的主要部分；和三维天线元件结构，所述三维天线元件设置在所述芯的所述外表面上，或者邻近所述芯的所述外表面设置；其中所述天线在所述介电芯的近端处由所述传输线馈送；所述接收器级包括放大器和电磁辐射屏蔽物，且所述放大器位于所述屏蔽物内；而所述传输线包括电流扼流圈，所述电流扼流圈被布置成在所述天线的馈送连接处提供基本平衡条件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在超过200MHz的频率下工作的天线系统，并且 本专利技术具体但不专门涉及一种包括在用于接收圆偏振信号的介电芯的表 面上或邻近介电芯的表面具有螺旋形元件的天线的天线系统。
技术介绍
美国专利No.7002530公开了一种圆柱形装载介电的天线，该圆柱形装 载介电的天线具有布置在介电芯的外圆柱形表面上的多个螺旋形元件。螺 旋件通过绕线芯远端的圆周布置的连结导体在介电芯的远端处相互连接。 在所述芯的近端处，螺旋形天线元件连接到一对导体，这对导体位于安装 到所述芯的近端的电路板上。电路板包括产生单端输出的分相电路。天线 元件在天线的近端处被馈送，此天线是"端射式"天线。在许多移动电信应用中，由于高功率干涉源，共模式传导噪声干涉是 一个显著的问题。例如，在移动电话应用中，平面倒F天线(PIFA)在接 地平面上激发大电流。设计者通常想使板辐射并且将接地平面经常放在电 路板的顶层上的事实恶化了这种问题。因此，如果从作为放大器的输入的 单端输出提供接收信号，则放大器将放大天线安装在其内的器件的接地平 面上出现的共模噪声信号。因此共模噪声将使被放大的信号失真。英国专利No.2292638，以申请人的名义公开了装载介电的螺旋形天线 的又一示例。该天线具有布置在介电芯的圆柱形表面上的多个螺旋形天线 元件。通过沿介电芯的轴线布置的馈电线(feeder)结构在介电芯的远端 处馈送螺旋形天线元件。因而，天线是"背射式"天线。该天线还具有导 电套筒，该导电套筒形成于介电芯的近端部上，并执行平衡-不平衡变换阻 波器(baluntmp)的功能。该平衡-不平衡变换器将天线近端处的不平衡 信号转换成天线远端处的平衡信号。这种天线的主要优点是与其所安装的 结构具有良好的绝缘性，并改善了辐射图案。所述介电的芯的近端上的平衡-不平衡转换阻波器使天线元件与传输线隔离，这防止共模噪声信号与放 大电路干涉。天线连接到诸如同轴电缆的短长度的被屏蔽的传输线。沿同 轴电缆的外套筒传导的共模噪声电流被平衡-不平衡转换阻波器节流，从而 防止它们在与天线近端的连接处进入同轴电缆。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种具有共模噪声抑制能力的可选天线系统。根据本专利技术的第一方面，用于在超过200MHz的频率下工作的天线系 统，包括天线、传输线和接收器级，且传输线将天线电连接到接收器级的 输入，并且天线具有相对介电常数大于5的固体绝缘材料的天线芯，且 芯材料占据由所述芯外表面限定的体积的主要部分，和三维天线元件结 构，所述三维天线元件设置在所述芯的外表面上，或者邻近所述芯的外表 面设置；其中天线在介电芯的近端处由传输线馈送，接收器级包括放大器 和电磁辐射屏蔽物，且放大器位于屏蔽物内，而传输线包括电流扼流圈， 且电流扼流圈被布置成在天线的馈送连接处提供基本平衡条件。通常，天线元件结构包括位于所述芯的外表面上的多个天线元件，所 述天线元件优选地为圆柱形。具体地，天线元件可以包括粘接到芯外表面 的例如通过沉积或通过蚀刻预先施加的金属涂层的金属导体轨迹。圆柱形 芯通常由具有轴向范围至少与圆柱形芯的外径一样大的固体材料.制成。出于物理和电稳定性的原因，所述芯的材料可以是陶瓷，例如，诸如 基于钛酸锆材料的微波陶瓷材料、钛酸镁钙、钛酸钡锆和钛酸钡钕，或者 它们的组合。优选的相对介电常数超过IO，或者实际上是20，而使用基于 钛酸锆材料可得到的相对介电常数为36。在相比所述芯损耗，天线的Q更多取决于天线元件的电阻的这方面来说，这种材料的介电损耗可忽略。 在本专利技术具体优选的实施例中，天线元件大致上为螺旋形，并且在轴向方向上基本上同延(co-extensive)。每一个螺旋形元件经由位于芯的近 端表面上的多个径向元件在一个端部处连接到芯的近端处的馈送结构。螺 旋形元件的其它端部连接到朝向芯的远端的介电芯的外圆柱形表面上的 连结导体。径向元件电连接到传输线的导体。用这种方式，螺旋形元件和连结导体形成至少一个环路。优选地，天线包括四个螺旋形元件，且每一 个天线元件连接到相应的径向元件。径向元件被布置成形成两对，且每一 对中的径向元件相互电连接。每一对连接到传输线的导体。纵向延伸螺旋形天线元件可以具有不同的电气长度。具体地，在优选 的天线具有四个螺旋形元件的情况下，元件中的两个由于沿芯的外表面上的曲折(meandering)通路而使其电气长度大于另外两个元件的电气长度， 或者元件中的两个比另外两个元件更厚。在用于圆偏振信号的天线的情况 下，所有四个元件沿大致上螺旋形通路而行，且布置在芯的相对侧上的两 个螺旋形元件沿曲折通路而行。螺旋形元件形成辐射元件结构的一部分。术语"辐射元件结构"在本 领域的技术人员所理解的范围内使用，即，表示当将其连接到发射机时， 当它们将辐射能量时而不必辐射能量的元件，并因而表示收集或者辐射电 磁辐射能量的元件。因此，为本说明书的主题的天线系统可以在只接收信 号的设备内使用，也可以在发射和接收信号的设备内使用。在优选的实施例中，传输线的第一导体连接在(a)天线元件结构的 第一对径向元件与(b)接收电路之间，该接收电路位于电磁屏蔽物内。 第一导体与屏蔽物和接地平面电绝缘，并且只电连接到接收电路和第一对径向元件。传输线的第二导体连接在第二对径向元件与屏蔽物之间。在天 线与接收器级之间没有中间物将第二导体连接到地面。有利地，传输线由多层电路板的导电轨迹形成。传输线的第一导体形 成为电路板的中间层，而第二导体布置为板的上导电层。在天线具有圆柱 形芯的情况下，这些导体纵向同延，并且优选地从天线轴向延伸。第二导 体优选地比第一导体宽，并且具体地至少宽两倍。多层电路板的绝缘材料作为传输线的介电芯。优选地，第三导体布置为多层电路板的下导电层， 并与第二导体同延，且第一导体被在其上方和下方的第二导体和第三导体所屏蔽。传输线连接到接收电路并终止于电磁屏蔽物内。当传输线穿过电 磁屏蔽物时，第二导体和第三导体(当存在时)优选地连接到屏蔽物。第 一导体通过多层板的绝缘材料与屏蔽物绝缘，并连接到接收电路。诸如电 镀孔("通孔")的相互连接优选地沿第二和第二传输线的纵向边缘设置， 以使它们在第一导体的任意一侧上相互连接，从而为后者提供更好的屏7蔽。在优选地实施例中，电流扼流圈布置在电磁屏蔽物与天线之间的传输 线的区域内。电流扼流圈优选地为套筒式平衡-不平衡转换器，该套筒式平 衡-不平衡转换器延伸过传输线的长度的一部分。套筒式平衡-不平衡转换 器通常包括至少一个导电板，该导电板与传输线的导体平行布置，并通过 介电材料层与第二导体间隔开，该介电材料的厚度可以与分离第一和第二 导体的材料的厚度基本相同。导电板的宽度与第二和第三导体的宽度基本 相同，而导电板的长度与在导电板和传输线导体之间的绝缘层结合，其电 气长度为天线系统的工作频率下的四分之一波长，或者是四分之一波长的 奇数倍。在电磁屏蔽物附近的传输线的端部处，第一板电连接到第二导体。在最靠近天线的第一板的端部处，第一板没有电连接到第二导体。第 二导电板可以以相同的方式布置在多层电路板的相对表面上。优选地，板 和将板与第二和第三导体分离的介电材料形成为多层电路板的外层。到第 二和第三导电体的连接的每一个可以通过沿最靠近接收器级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在超过２００ＭＨｚ频率下工作的天线系统，包括：天线，传输线和接收器级，且所述传输线将所述天线电连接到所述接收器级的输入，并且所述天线具有：　相对介电常数大于５的固体绝缘材料的天线芯，且所述芯材料占据由所述芯的外表面限定的体积的 主要部分，和　三维天线元件结构，所述三维天线元件结构设置在所述芯的所述外表面上或者邻近所述芯的所述外表面；　其中所述天线在介电芯的近端处由所述传输线馈送，所述接收器级包括放大器和电磁辐射屏蔽物，且所述放大器位于所述屏蔽物内，而所 述传输线包括电流扼流圈，所述电流扼流圈被设置成在所述天线的馈送连接处提供基本上被平衡的条件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥利弗保罗利斯滕，
申请(专利权)人：萨恩特尔有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]