介电质负载型天线与无线通讯设备制造技术

一种背射介电质负载型天线（1）包括：一个相对介电常数大于5的固体材料的电绝缘介电质核心（12）；一个三维天线元件结构，含有至少一对细长的传导天线元件（10A-10D），位于核心侧表面部分上方或交界处；一个以轴向延伸的细长层压板（14）形式的馈电结构，通过核心内的一个通道从远端核心表面部分（12D）延伸到近端核心表面部分（12P），一个天线连接部分（14C），以一个整体成型的传输线部分的近端延伸部分的形式存在，在层压板平面上，其宽度大于通道的宽度；一个阻抗匹配部分将天线元件与馈电线路连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】介电质负载型天线与无线通讯设备本专利技术涉及一种介电质负载型天线，其以超过200 MHz的频率工作，并具有一个固体材料的电绝缘核心，还涉及一种含有介电质负载型天线的无线通讯设备。已知介电质负载型螺旋天线在UHF频率工作，尤其是紧凑天线，用于便携式无线通讯设备，例如手机、卫星电话、手持定位装置和移动定位装置。本专利技术可用于这些及其他领域，例如WiFi，如无线局域网络、设备，ΜΙΜ0，如多重输入/多重输出系统和其他接收与发射无线系统。通常，这种天线包括一个柱状陶瓷芯，其相对介电常数至少为5，核心外表面承托一个螺线导轨形式的天线元件结构。在所谓的“背射”天线中，轴向馈线封装在延伸于核心近侧和远端横向外表面部分之间的孔内，馈线导体通过核心远端横向表面部分上的导电表 面连接元件连接至螺线轨道。英国专利申请GB2292638、GB2309592、GB2399948、GB2441566、GB2445478,国际专利申请W02006/136809和美国专利申请US2008-0174512A1中公开了这种天线。这些公开的文件公开了具有一对、两对、三对或四对螺旋天线元件或螺旋天线元 件组。专利申请 W02006/136809、GB2441566、GB2445478 和 US2008-0174512A1 分别公开了一个具有电阻抗匹配网络的天线，包括一个固定在核心远端外表面部分上的印刷电路层压板、位于馈线和螺旋元件之间连接器的网络成形部分。在每个情况下，馈线是一个同轴传输线，其外部屏蔽导体具有连接头，平行于穿过层压板通道的轴线，内部导体同样穿过各自的通道。首先，通过将同轴馈线远端部分插入到层压板内的通道中来装配天线，构成一个单式馈线结构，与连接的层压板一起将馈线从通道远端插入到核心通道内，使馈线暴露在通道近端，层压板毗连核心的远端外表面部分。然后，将涂锡的垫圈或套圈置于馈线近端部分，构成一个位于馈线外导体和核心近端外表面部分的传导表面之间的环形桥接器。该装置穿过一个加热炉，对层压板近端和远端表面上的预设位置进行焊接粘合，在上述垫圈或套圈上的焊锡，融化以形成(a)馈线与匹配网络之间，(b)匹配网络与核心远端外表面上的表面连接元件之间，以及(c)馈线与核心近端外表面部分上的传导层之间的连接。因此，核心馈线结构的组装与固定有三个步骤，即插入，垫圈或套圈设置和加热。本专利技术的目的是为了提供一个容易组装的天线。根据本专利技术的第一方面，提供了一个能够在超出200MHz频率上操作的介电质负载型天线，其中该天线包括一个相对介电常数大于5的固体材料的电绝缘介电质核心，核心的外表面含有沿天线轴的横截方向延伸相对指向的远端或近端表面部分，以及一个在横截的两个表面部分之间延伸的侧表面部分，核心外表面限定了一个内部空间，其主要部分被核心的固体材料填充；一个三维天线元件结构，含有至少一对细长的传导天线元件，位于核心侧表面部分上方或交界处，并从远端核心表面部分延伸至近端核心表面部分；一个以轴向延伸的细长层压板形式的馈电结构，包括至少一个传输线部分，作为一个馈线在核心内的一个通道中从远端核心表面部分延伸到近端核心表面部分，还包括一个天线连接部分，以一个整体成型的传输线部分的近端延伸部分的形式存在，在层压板平面上，其宽度大于通道的宽度，还有一个阻抗匹配部分将天线元件与馈电线路连接。与具有刚性金属外导体的同轴馈线相比，轴向延伸的细长层压板作为馈电结构的使用具有相对缺少刚性的优势。传输线部分近端延伸部分所增加的宽度为不同的连接元件提供了额外的区域，这将在下文进行描述。更具体地说，如果需要，可配备专有的小型连接装置。优选的层压板最少具有第一、第二和第三传导层,第二传导层是介于第一和第三传导层之间的中间层。可能以这种方式构建的馈电线路，具有一个细长的内部导体，该内部导体由第二传导层构成，和分别由第一和第三层构成的外部屏蔽导体分别在内部导体的上方和下方覆盖。由在与内部导体平行的相对的两侧排成列的互联件互相连接，所述互联件由在第一和第三传导层之间形成的若干行传导的导通孔构成。封闭内部导体，从而使传输线部分具有共轴线的特征。在本专利技术的某些具体实施例中，轴向延伸层压板包含一个位于近端延伸部分的活性电路元件。因此，RF高频端电路，例如低噪声放大器可安装在层压板上，如利用表面装配，将元件的输入导体与馈线导体连接。此外，当天线被用于发射时，层压板可携带一个RF功率放大器，或当用于收发设备时，有一个功率放大器和一个开关。还有可能包括其他活性电路元件，例如GPS接收芯片或其他RF接收芯片(甚至在低频(如，小于30 MHz )或数字输出的电路范围内)，或收发芯片。在这种具体实施例中，层压板可具有附加的传导层。这允许天 线连接至主设备，且不使用能够处理无线频率信号的专用连接器。这种情况也避免了 RF连接施加的空间限制。层压板能够以这种方式作为单一载体，来构成任何电路元件中一个作为完整单元被提供的天线装置中的一部分，例如，上文所述的活性电路元件，匹配组件等。然而，在本专利技术的一个实施例中，阻抗匹配部分位于第二层压板，其导体连接至馈线。在该实施例中，第二层压板垂直指向于轴向延伸的层压板，并具有一个能够接收后者远端部分的开孔。阻抗匹配部分最好包括至少一个电抗性匹配元件，以分路电容器的形式连接在其远端连接馈线的屏蔽导体和内部导体之间。串联的电感可偶联其中一个馈线导体和至少一个细长的天线元件。电容最好是一个分立的贴片安装的电容器，而电感是一个位于电容器和一对细长天线元件中的一个元件之间的传导轨道。优选的天线可能被用作双源供电天线。因此，在本专利技术的一种四臂螺旋天线中，天线通常不仅是为产生圆偏振辐射的天线辐射模式的四臂共振，还是一个线性偏振信号的准单极共振。四臂共振产生一种心型的辐射模式，集中在天线的轴上，因此适用于发射或接收卫星信号，然而准单级共振产生一种环形辐射模式，相对天线轴对称，可适用于传送和接收地面线性极性信号。一个优选的天线具有以下特征，在与GNSS信号相关的第一频率波段内(例如，1575 MHzjGPS-LI频率)具有一个四臂共振，以及在蓝牙和WiFi系统适用的2. 45GHz ISM (工业-科学-医学)波段内的准单级共振。在考虑双源供电操作的地方，阻抗匹配部分可以是一个两极匹配部分，包括两个电感的串联组合，位于第一导体或馈线与每个传导天线元件对中的一个天线元件之间，还包括第一和第二支路电容。第一支路电容如上文所述进行连接，例如，位于馈线的第一和第二导体之间。第二支路电容一端连接在馈线第二导体与另一个细长传导天线元件之间的一个连接环节上，另一端连接在第一和第二电感之间的接头上。在下文所述的天线中，馈线中细长层压板的使用具有特定的优势，当需要对天线进行双源供电操作时，外部屏蔽导体构成了一个或多个导电回路的一部分，所述回路决定了准单级共振频率。具体地说，馈线屏蔽导体的电长度取决于屏蔽导体的宽度。这意味着如果需要的话，准单级共振频率可大体上独立地从影响圆偏振频率的参数中选择。如图所示，可由四臂或任何其他多臂产生圆偏振。事实上，天线向其自身提供不同宽度屏蔽导体的细长层压板的制造过程，该过程包括根据天线的特定使用目的为每个天线挑选具有特定宽度的屏蔽导体的细长层压板。相同的选择步骤可用于减少因本文档来自技高网...

【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：安德鲁·罗伯特·克里斯蒂，大卫·迈克尔·威瑟，司妮卡·里拉，
申请(专利权)人：萨恩特尔有限公司，
类型：
国别省市：