天线辐射单元制造技术

本发明专利技术涉及一种天线(阵列)，其包括至少一个辐射单元(1)。该辐射单元(1)包括至少一个偶极子(2，124)，偶极子包括基座(4)和臂(5)，印制在具有高介电常数的安装(基板8，122)的一个表面上。偶极子(2，124)由印制在基板(8，122)上的至少一条导线(7)供电。至少一个寄生单元(导向器，6，125)也印制在偶极子(2，124)的基板(8，122)上，并且其被放置为与偶极子(2，124)的臂(5)平行。至少一个另外附加寄生单元(120)放置在水平平面(121)中，该平面与支撑辐射单元(1)的基板(8，122)的平面垂直，并且平行于辐射单元的偶极子(2，124)的臂(5)。该附加寄生单元(120)插入在辐射单元(1)行之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用辐射单元的超高频域内的通信天线传输无线电波的领域。
技术介绍
已经针对诸如GSM、DCS/PCS、UMTS等的移动通信服务开发了各种形状的辐射单元。特别地，其中的一种是称之为“蝴蝶”单元的辐射单元，其中通过两个偶极子以45°的正交极化相互交叉形成该单元。这些单元在无线性能、产业化能力、生产成本以及鲁棒性方面呈现出各种优点。这是为什么在低于2. 5GHz的应用中，这些单元被大量使用的原因。对于高频段来说，辐射单元的尺寸以及安装方式受到很大的限制，因此由于其尺寸和机械性能的原因，该型单元有其一定的局限性。这就是为什么例如对于WIMAX天线(频段2. 3-2. 7GHz和3. 3-3. 8GHz)来说，使用印刷在电介质基板上的辐射单元。这一解决方法的优点在于，它可以使得制造精确，具有重复性，并且对不同频段都适用。然而，在带宽和波束宽度方面，特别是在水平面，尤其是当放置辐射单元的地平面尺寸有限时(小于对应于天线工作频率的波长Xtl)，这些辐射单元呈现出不足之处。特别需要说明的是，为了满足与信号的数字处理相关的要求，针对带宽，新服务的要求更高，其需要更大可能的增益，以及更紧凑环境下辐射单元之间非常高程度的绝缘。一种扩展辐射单元带宽的解决方法包括优化辐射单元的形状，从而使其具有宽带特性以及更好的辐射图案稳定性。辐射单元的环境也得到了改进改进了地平面和侧壁的形状，增加了特殊形状以优化辐射图案(稳定性，波束宽度，交叉极化水平)和耦合图案(辐射单元之间或者辐射单元的列之间)。然而，新服务(多媒体，4G电话，2-66GHZ宽带移动接入系统)的出现，其需要在高频段和非常紧凑的环境内进行多极化操作，使得现有的辐射单元呈现出各种局限性，即便是从优化的形状中得到了一定的好处的那些辐射单元也呈现出各种局限性。因此，用户的需求对大带宽的高方向性天线还是造成了一定的压力。此外，当包含辐射单元相邻列的时候，移动应用需要在单元之间呈现出低耦合的高紧凑解决方法。因此，从精确性、可靠性、成本以及性能的立场上出发需要对这些单元进行修改。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的在于提出一种天线，其在无线电性能、可靠性以及产品成本方面，相比于现有技术有改进。本专利技术的另一个目的在于提出一种非常紧凑的多极化天线(垂直，水平，或者±45°正交)，其在邻近的辐射单元之间耦合率相对较小，尽管有简化形式的因素。本专利技术还提出了一种天线辐射单元，较之已知的现有技术的辐射单元，其带宽扩展，其增益增加。本专利技术还提出了一种制造天线辐射单元的简单、易执行的方法。本专利技术的目标是一种包含至少一个天线辐射单元的天线，该天线包括至少一个偶极子，包含基座和臂，并且印制在具有高介电常数的平面基板的一个表面上，至少一条导线，向所述偶极子馈电，并且印制在偶极子的基板上，至少一个寄生单元，印制在偶极子的基板上，并且平行于偶极子的臂放置，至少一个寄生单元放置在一个平面内，该平面垂直于承载着辐射单元的基板的平面，并且平行于辐射单元的偶极子的臂，所述寄生单元夹在辐射单元行之间。这里，术语寄生单元是指导电单元，放置在偶极子之上方，没有直接或者间接地通过偶极子馈电。它经常用术语“导向器”表示。通过在偶极子上方增加寄生单元可以获得增益和带宽的增加。特别需要注意的是，辐射单元的形状(例如，偶极子/寄生单元的排列，曲线形或者锥形形状，偶极子的分形设计)与辐射图案空间稳定性和带宽阻抗(例如，优化交叉极化，拒绝频带)的关联。辐射单元已经精确到可以在利用高频，尤其是高于2. 5GHz的那些频率的新电信服务中使用。特别是，在平面基板上印制单元的技术提供了很大的自由和新特性，尤其适用于无线天线的应用。根据第一种变形，天线包含两个交叉的偶极子，这两个偶极子分别包含两个线性对应的臂，以及与每个偶极子关联的至少一个寄生单元，偶极子和寄生单元印制在包含正交平面的基板上。根据第二种变形，天线的辐射单元并排地印制在一个公共平面基板上，以形成一个行。根据一种实施方式，寄生单元具有分形图案。根据另一种实施方式，辐射单元具有分形图案。根据一种实施方式，天线包含至少两个叠加寄生单元，印制在偶极子的基板上，并且平行于偶极子的臂。根据另一种实施方式，天线还包含一个干扰单元，放置一个平面内，该平面垂直于承载着辐射单元的基板的平面，并且平行于辐射单元偶极子的臂，所述干扰单元夹在辐射单元行之间。干扰单元的作用在于，通过在电磁场中引入干扰，使得两个辐射单元之间的耦合最小化。该专利技术能够改善天线的无线电性能，尤其是改善方向性，增加带宽，提高多带操作能力，以及提高单元相邻列之间的去耦。本专利技术的另一个目标是给出一种方法，用于制造该天线的辐射单元，包含在相同平面电介质基板上印制至少一个偶极子和至少一个寄生单元的至少一个步骤，以及在垂直于承载辐射单元的基板的平面的平面电介质基板上印制至少一个干扰单元的步骤。该制造方法的一个好处在于，简单易执行，使得有可能获得一个可靠价廉的辐射单元。按照该方式制造的辐射单元，能够装配出更加可靠更加精确的天线，尽管增加了寄生单元数量，而且附加了干扰单元。附图说明通过如下示例的实施方式，该专利技术其它的特点和优势将会变得更加清楚，该实施方式为非限制性的，仅仅是出于说明目的而给出的，在附图中，其中图la，图Ib和图Ic表示了包含寄生单元的垂直极化辐射单元的示意主视图，图2a表示了包含类似于图Ia到Ic中辐射单元的辐射单元的天线的局部视图，图2b为这些单元之一的详细视图，图3表示了 y轴上的反射系数I根据X轴上的阻抗F的变化，I的单位是分贝，F的单位为欧姆，图4为图2中天线在垂直平面的辐射图，图5为图2中天线在水平面的辐射图，在图4和图5中，Y轴给出了辐射强度R，X轴给出了讨论平面的辐射角度A，R的单位为dBi，A的单位为度。图6描绘了包含多个寄生单元的辐射单元的示意主视图，图7a到图7h为包含寄生单元的各种垂直极化辐射单元的示意主视图，图8a和图Sb为包含具有分形形状的寄生单元的垂直极化辐射单元的示意主视图，图9a和图9b为包含寄生单元的交叉极化辐射单元的示意主视图和后视图，图10表示了包含类似于图9a和图9b中交叉极化辐射单元的交叉极化辐射单元的天线的局部视图，图11描绘了包含具有分形形状的偶极子和寄生单元的交叉极化辐射单元阵列的立体示意图，图12描绘了根据第一种变形，包含空间隔开的寄生单元的交叉极化辐射单元阵列的立体示意图，图13描绘了根据第二种变形，包含空间隔开的寄生单元的辐射单元阵列的立体示意图，图14描绘了根据第一种变形，平面垂直极化辐射单元阵列的立体示意图，其中干扰单元放置在辐射单元行之间，图15描绘了根据第二种变形，平面垂直极化辐射单元阵列的一种实施方式的立体示意图，其中干扰单元放置在辐射单元行之间。具体实施例方式图Ia到图Ic描绘了垂直极化辐射单元I的平面直线排列的一个实施方式。辐射单元I包含一个半波偶极子2，它由两个通过槽3隔开的半偶极子组成，每个半偶极子包含支撑着臂5的基座4。偶极子2的两个臂5限定了辐射线。为了增加增益和带宽，在该辐射线上面加了另一个辐射线，该另一个辐射线由未与偶极子2电连接的寄生或者“导向器”单元6形成。偶极子2由连接到平衡-不平衡转换器的导线7馈电，其中该不平衡转换器未在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：S·谢农，JP·阿雷尔，A·伊拉里，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯，
类型：发明
国别省市：