印刷槽型定向天线,和包括多个印刷槽型定向天线的阵列的系统技术方案

技术编号:9698869 阅读:140 留言:0更新日期:2014-02-21 12:43
本发明专利技术涉及一种印刷定向槽型天线。它还涉及通过组网多个该类型的天线形成的天线系统。该印刷定向渐变槽型天线包括配备有接地平面的基板,其中根据具有纵向轴(oy)和槽线馈线(5)的剖面蚀刻槽线,其特征在于,所述基板至少包括根据平行于所述轴的轴(ss')折叠的并相对于彼此形成角度A的第一部分(1)和第二部分(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】印刷槽型定向天线,和包括多个印刷槽型定向天线的阵列的系统
本专利技术涉及印刷定向槽型天线,特别是Vivaldi型天线。本专利技术还涉及组网所述印刷槽型天线的不同系统以实现紧凑的多波束天线系统还能够实现正交双极化。
技术介绍
通信系统,特别是无线通信系统的日益发展要求在实现日益复杂和有效的设备的同时保持尽可能低的制造成本和最小尺寸。为了满足这些约束条件,越来越多地使用MIMO(多输入多输出)技术,它实现了多天线的概念,以在干扰明显占主导地位的环境中在比特率和鲁棒性两方面改善传输性能。这些MIMO类型的多天线传输设备的发展导致定向天线解决方案的发展。定向有许多优点。事实上,它们能够降低干扰,改善无线链路的范围,降低RF功率,也就是说,改善与耗散相关的复杂度和成本。此外,定向天线能够降低暴露于电磁辐射的平均量。此外,使用定向天线,通过抑制在接收器信道上游的干扰,能够降低MMO系统中与射频信道的非线性、噪声和动态性管理相关的复杂度。基于定向天线的解决方案还能够简化数字信号的处理,特别是简化在使用非定向天线的MMO方案的情况下与消除干扰信号有关的额外处理。然而,定向天线通常体庞大,组网多个定向天线会使得此问题更加突出。在印刷定向天线中,渐变(taper)槽型天线,如Vivaldi型天线是已知的。这种类型的天线具有定向值(value of directivity)方面很大灵活性的优势。事实上,该值由剖面(profile)长度和开口(opening)宽度固定。并且,这些天线也具有在福射方向图形状方面很大的灵活性,能够通过利用剖面的形状和宽度以及开口的孔径(aperture)来调整E和H平面中的孔径。此外,这些天线具有自然线性极化,极化方向由天线蚀刻于其上的基板平面给定。因此,各种专利申请已经提出使用N个Vivaldi型天线组网以获得定向多波束天线系统。在汤姆森许可公司名义下的编号为W02008/065311的国际专利申请中,已经提出一种多扇区天线,其由在垂直排列并以360°角度彼此隔开的基板上实现的若干Vivaldi天线进行组网而构成。这些天线与可以在支撑基板的水平平面内的激励系统相关联。这种结构使得可以以高度为代价减小天线系统的最终直径,并向天线系统形状系数提供更多的灵活度。在汤姆森许可公司名义下的编号为0958692的法国专利申请中,还提出组合两种结构(如,在前面的申请中描述的)以实现正交双极化天线系统。通过将其与波束切换矩阵相关联,能够选择与例如MIMO系统的阶数(order)对应的一定数量的波束,该天线解决方案可用作具有正交双极化定向天线的MMO系统的基础。然而,尽管进行了这样的空间优化,但是上述天线系统的庞大问题依旧相对显著。因此,本专利技术试图缩小庞大体积,并以约等于2的因子缩小上述系统的体积。
技术实现思路
因此,本专利技术的目的是获得一种印刷定向渐变槽型天线,其包括配备有接地平面的基板,其中,根据具有纵向轴和槽线馈线的剖面蚀刻槽线,其特征在于,基板至少包括根据平行于所述轴的轴的折叠的并且相对于彼此形成角度A的第一部分和第二部分,槽线剖面的第一部分蚀刻在基板的第一部分之中,槽线剖面的第二部分蚀刻在基板的第二部分之中。优选地,角度为90°,也就是两个基板部分相对于彼此垂直。根据本专利技术的另一特征,接地平面实现在基板的第一部分和第二部分的下或外表面。本专利技术还涉及一种印刷定向渐变槽型天线系统,其包括第一基板和N个第二基板,N个第二基板相对于第一基板形成角度A,第一基板和N个第二基板划界出N个扇区,其特征在于,在至少一个扇区中实现如上所述的定向天线,第一部分由第一基板形成,第二部分由第二基板之一形成。本专利技术还涉及一种印刷定向渐变槽型天线系统,其包括第一基板、第三基板和N个第二基板,N个第二基板相对于第一基板形成角度A,相对于第三基板形成角度B,第一基板、第三基板和N个第二基板划界出N个扇区,其特征在于,在至少一个偶序(even rank)或奇序(odd rank)的扇区中实现如上所述的定向天线,第一部分由第一基板形成,第二部分由第二基板之一形成,并且在至少一个奇序或偶序的扇区中实现如上所述的定向天线,第一部分由第三基板形成,第二部分由第二基板之一形成。根据一个优选实施例,角度A和B等于90°,使得第一基板和第三基板垂直于N个第二基板。根据另一个实施例,本专利技术涉及一种印刷定向渐变槽型天线系统,其包括第一基板、第三基板和N个第二基板,第一基板和第三基板为多边形形状,N对应于多边形的边数,N个第二基板将第一基板连接至第三基板,其特征在于,在第一基板或第三基板与第二基板之一之间的至少一个连接处实现如上所述的定向天线。【附图说明】本专利技术的其他特征和优点在阅读完下面各个实施例的详细描述之后将会更加明显,这些描述参照附图进行,其中:图1是根据本专利技术的印刷天线的示意性透视图。图2是给出根据本专利技术的原理的相对于天线垂直剖面的水平剖面的位置的电场极化的横截面。图3是示出根据本专利技术的原理的具有两个天线(如,组网的图1中的天线)的系统的透视图。图4a和4b分别为根据本专利技术的具有四个天线(如,组网的图1所示的天线)的系统的立体表示和俯视图。图5a和5b是根据本专利技术的具有8个天线(如,组网的图1所示的天线)的系统的两个透视图,图5a是在下侧水平平面上折叠的天线的视图,图5b是在上侧水平平面上折叠的天线的视图。图6是根据本专利技术的具有6个天线的系统的透视图。图7是图6中的天线系统的顶视图。图8示出了给出作为图6和图7所示系统的频率的函数的适应性和隔离度曲线。图9和10分别示出了图6和图7所示的实施例中作为频率的函数的、实现在第一基板或第三基板上的天线的增益和方向性。图11示出了相对于图6和7中的实施例的上侧平面和下侧平面的辐射方向图。图12示出了具有根据四个扇区布置的8个天线的系统的另一个实施例。图13示意性示出了图1的天线的实际实施例。为了简化描述,相同的元件具有与同一实施例相关的数字相同的参考标号。【具体实施方式】参考图1,下面将首先描述根据本专利技术的一个特定的实施例的印刷定向渐变槽型天线。在本实施例中描述的槽型天线是Vivaldi型天线。然而,很显然,对本领域的技术人员来说,本专利技术可以应用于其他类型的渐变槽型天线。 如图1中所示,根据本专利技术的天线包括形成由在所示实施例中彼此垂直地布置的第一基板部分I和第二基板部分2构成的基板的元件。更一般地,两个基板部分I和2可以根据轴OY折叠,并在它们之间形成不同于90°的角度A。一般来说,两个基板部分由独立的基板形成,在描述中,基板部分和基板具有相同的含义。如图1中所示,在基板I的第一部分的上表面上印刷有微带激励线3,它通过使得槽线天线能够馈入电磁稱合的适配线4a的第一部分而延伸(特别是根据Knorr原理)。在基板的第一部分I的下表面上实现有接地平面5,其中蚀刻有槽线天线的剖面的一部分6。此外,在第二基板部分2的后表面上在接地平面7中蚀刻有天线剖面的第二部分8,它通过在短路10终止的槽线9而延伸。在该第二基板部分2的前表面上印刷有适配线的第二部分4b,其在距离其短路端长度λ f/4处切断槽线9,并在例如在长度λ m/4处以开路终止(λ f和λ m分别是槽线和微带线工作频率上的波导波长(guide本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种印刷定向渐变槽型天线,包括配备有接地平面的基板,其中根据具有纵向轴(oy)和槽线馈线(3)的剖面蚀刻槽线,其特征在于,所述基板至少包括根据平行于所述纵向轴的轴(ss“)折叠并相对于彼此形成角度A的第一部分(1)和第二部分(2),槽线剖面的第一部分(6)被蚀刻在第一基板部分之中,槽线剖面的第二部分(8)被蚀刻在基板的第二部分(2)之中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.01.13 FR 11502721.一种印刷定向渐变槽型天线,包括配备有接地平面的基板,其中根据具有纵向轴(oy)和槽线馈线(3)的剖面蚀刻槽线,其特征在于,所述基板至少包括根据平行于所述纵向轴的轴(ss,)折叠并相对于彼此形成角度A的第一部分(I)和第二部分(2),槽线剖面的第一部分(6)被蚀刻在第一基板部分之中,槽线剖面的第二部分(8)被蚀刻在基板的第二部分(2)之中。2.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,角度A为90°的角度。3.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,馈线是在与容纳所述槽线的表面相对的基板的表面上实现的微带技术线。4.根据权利要求1至3之一所述的天线,其特征在于,接地平面(5,7)被实现在第一基板部分和第二基板部分的下表面或外表面上。5.一种印刷定向渐变槽型天线系统,包括第一基板(10,20)和N个第二基板(11a,Ilb ;21a, 21b ;21c,21d),N个第二基板相对于第一基板形成角度A,第一基板和N个第二基板划界出N个扇区,其特征在于,在至少一个扇区中实现根据权利要求1-4之一所述的定向天线,第一部分由第一基板形成...

【专利技术属性】
技术研发人员:D洛海因童A洛齐尔P米纳德JF平托斯
申请(专利权)人:汤姆逊许可公司
类型:
国别省市:

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