具有类环状辐射场图的紧凑超宽带天线制造技术

本发明专利技术公开了具有类环状辐射场图的紧凑超宽带天线。一种具有类环状辐射场图的紧凑、超宽带天线被提供为包括具有第一端和第二端的第一组件；具有第一端和第二端的第二组件，所述第一端和第二端各自被配置为具有基本半球形形状；以及被配置为延伸穿过所述第一组件和第二组件并且延伸出所述第一端和第二端中的每一个的线缆。

【技术实现步骤摘要】
具有类环状辐射场图的紧凑超宽带天线相关申请的交叉引用本申请依据35U.S.C.§ 119(e)要求姓名为Gregory S.Lee的专利技术人在2012年I月 31 日提交的题为“Compact, Ultra-Broadband Antenna with Doughnut-Like RadiationPattern”的编号为61/592，979的美国临时专利申请的优先权。编号为61/592，979的美国临时专利申请的全部公开通过引用而具体结合于此。
技术介绍
全向天线被广泛用于运输、防御、安全、移动以及其他应用的通信中。全向天线在另一通信方的方向未知的情况下有用，这是因为如何使天线指向另一方的具体方向是不确定的。相反地，在可能希望基于多个系统传感器进行的相对功率测量来查明未知发射器位置的无线电地理定位(距离测定或无线电定位)中，每个传感器应当具有不因天线方向性而偏斜的对进入功率进行测量的同等机会。在声学中，3D全向收发器是众所周知的。相比之下，由于电磁波的横向偏振，真正的3D全向天线是不可能的。在下文中，全向将指代简单的“环状场图”，这是可被认为长达自由空间波长λ的小偶极子的特有远场场图。然而，1.5 λ长的偶极子具有方位各向同性但是展现三个俯仰波瓣的远场场图。相邻波瓣经历符号变化，从而暗示锥形节点。与作为点节点的偶极子场图的天顶(zenith) /天底(nadir)点不同,远场t图的零陷(null)是线节点并且对基于3D功率的地理定位造成严重障碍，这是因为未知的发射器可以容易地位于相对于给定传感器的节点方向上。在实践中，这些零陷可以比天线的高增益方向弱至少15-20dB，即使在没有多路径的环境中也是如此。许多宽带天线存在并且可以以商业方式获得。然而，商业术语“宽带”总是指代天线的阻抗行为，或者等同的其回波损耗或者电压驻波比(VSWR)。实质上，这种宽带天线的远场场图从低频处的简单(例如，类偶极子)演进为高频处的复杂(多波瓣或者高度方向性)。对于传统的盘锥天线尤其是 如此。另一众所周知的示例是双锥天线，其具有相对宽带的类环状场图，但是在高频处产生多波瓣俯仰场图。此外，双锥天线具有大占地空间，这可能在室外造成过度风载荷并且对于室内用途可能难以以不易察觉的方式构造。另外，宽带双锥天线可能是昂贵的。因此，存在对在宽工作带宽上具有简单类环形辐射场图的紧凑超宽带天线的需要。具体而言，除了天顶和天底处的那些之外，俯仰场图最小值应当距全局场图最大值在IOdB之内。此外,希望这种天线是天生廉价的。
技术实现思路
在一个代表性实施例中，一种天线包括具有第一端和第二端的第一组件；具有第一端和第二端的第二组件，所述第一端和第二端各自被配置为具有基本半球形形状；以及被配置为延伸穿过所述第一和第二组件并且延伸出所述第一和第二端中的每一个的线缆。附图说明当与附图一起阅读以下具体实施方式时，例示性实施例根据以下具体实施方式得到最佳理解。注意各种特征不一定是按比例绘制的。事实上，尺寸为了讨论清楚可被任意增大或减小。在可适用和实际的情况下，相似的标号指代相似的元素。图1是图示出根据一代表性实施例的天线组件部分的示意图。图2是图示出根据一代表性实施例的包括一对组件部分的天线组件的示意图。图3是图示出根据一代表性实施例的包括第一和第二天线组件的天线的示意图。图4是进一步图示出根据一代表性实施例的图3的天线的一部分的示意图。图5是图示出根据另一代表性实施例的天线的示意图。图6是进一步图示出根据一代表性实施例的图5的天线的一部分的示意图。图7是图示出根据一代表性实施例的包括一对组件部分的天线组件的示意图。具体实施例方式在以下具体实施方式中，为了说明而非限制目的，公开具体细节的例示性实施例被陈述以提供对根据本教导的实施例的完全理解。然而，已受益于本公开者将显见根据本教导的偏离在此公开的具体细节的其他实施例仍在所附权利要求书的范围内。另外，对公知设备和方法的描述可被省略以便不使对示例实施例的描述模糊。这种方法和设备在本教导的范围内。图1是图示出根据一代表性实施例的天线组件部分的示意图。图1中示出的组件部分120的特征可在于一般为 头盔形，配置为具有包括截锥几何体124上的基本半球形几何体122的外表面128。组件部分120是中空的，如包括作为例如铜的导电材料的外表面128，尽管诸如铝之类的任何其他导电材料也可被使用。外表面128可具有大约5微米到100微米范围内的厚度。组件部分120可通过在例如由丙烯腈一丁二烯一苯乙烯(ABS)构成的塑性构型(未示出)上镀铜来形成。在一代表性实施例中，组件部分120还可通过旋压铜来形成。在组件部分120的顶端，孔104穿过半球形几何体122的外表面128而被形成，从而提供对组件部分120的中空内部的访问。孔104可具有大约2mm到4mm范围内的直径。截锥几何体124的开口端126可具有大约5cm到IOcm范围内的直径。图2是图示出根据一代表性实施例的包括一对组件部分的天线组件的示意图。图2所示的组件100被配置为具有如关于图1描述的组件部分120，该组件部分120被电连接到具有与组件部分120类似构造的另一组件部分110。组件部分110的特征可类似在于一般为头盔形，配置为具有包括截锥几何体114上的基本半球形几何体112的外表面118。组件部分110是中空的，如包括作为诸如铜之类的导电材料的外表面118。在组件部分110的顶端，孔102穿过半球形几何体112的外表面118而被形成，从而提供对组件部分110的中空内部的访问。截锥几何体114还包括开口端116。组件部分110和组件部分120可在截锥几何体的相应开口端116和126处彼此焊接并且在接缝115处电连接，以便在接缝115处提供具有没有突然转变的平滑表面的接合处。接缝115可以要么是连续无间隙的焊环，要么是围绕圆周每隔大约15-45度放置的一系列焊点(点焊接)。组件100的特征可在于具有第一端和第二端以及第一端和第二端之间的中间部分，孔102和104穿过第一端和第二端而被布置，第一端和第二端各自配置为具有基本半球形形状。在图3的代表性实施例中，组件100的特征可在于在具有基本半球形形状的第一端和第二端之间具有一中间部分。然而，由于截锥几何体114和124，接缝115附近的中间部分的直径大于第一和第二端处的直径。图3是图示出根据一代表性实施例的包括第一和第二天线组件的天线的示意图。图3所示的天线10被配置为具有如关于图2描述的组件100，以及具有与组件100类似构造的另一组件200。就是说，组件100和200被彼此分离地布置，其间具有间隙500。图3所示的组件200被配置为具有电连接到组件部分210的组件部分220。组件部分210的特征可在于一般为头盔形，配置为具有包括截锥几何体214上的基本半球形几何体212的外表面218。组件部分210是中空的，如包括作为诸如铜之类的导电材料的外表面218。在组件部分210的底端，孔202穿过半球形几何体212的外表面218而被形成，从而提供对组件部分210的中空内部的访问。截锥几何体214还包括开口端216。组件部分220的特征可同样在于一般为头盔形，配置为具有包括截锥几何体224上的基本半球形几何体222的外表面228本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线，包括：第一组件，其具有第一端和第二端；第二组件，其具有第一端和第二端，所述第一端和第二端各自被配置为具有基本半球形形状；以及；线缆，其被配置为延伸穿过所述第一组件和第二组件。

【技术特征摘要】
2012.01.31 US 61/592,9791.一种天线，包括: 第一组件，其具有第一端和第二端； 第二组件，其具有第一端和第二端， 所述第一端和第二端各自被配置为具有基本半球形形状；以及； 线缆，其被配置为延伸穿过所述第一组件和第二组件。2.如权利要求1所述的天线,其中,所述线缆由内导体和外导体组成。3.如权利要求2所述的天线，其中，仅所述外导体被电连接到所述第一组件。4.如权利要求3所述的天线，其中，所述内导体和外导体都被电连接到所述第二组件。5.如权利要求3所述的天线，其中，仅所述内导体被电连接到所述第二组件。6.如权利要求2所述的天线，其中，所述第一组件和第二组件被彼此分离地布置，所述线缆在所述第一组件和第二组件之间的间隔中延伸，并且所述外导体被从所述线缆在所述间隔中的部分中除去。7.如权利要求6所述的天线，其中，所述内导体在所述线缆的除去了所述外导体的部分处暴露。8.如权利要求2所述的天线，其中，所述第一组件和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈里·S·李，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：