專利名稱：關于天線的改進的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及寬帶天線結構以及天線布置，所述天線布置包括該天 線結構和電子設備，并且特別地但是并非排它地適合于物理地在天線 外表面上連接電子設備，并且提供天線及其相關聯(lián)的控制電子設備之 間的電耦合。
背景技術：
天線是設計為發(fā)射和接收電磁波的變換器。用于蜂窩通信基站的 天線通常位于塔、桅桿或建筑物的頂部，以便最大化或控制系統(tǒng)的地 理覆蓋面積。天線通常通過一個或多個同軸電纜與電子設備諸如放大 器、濾波器、收發(fā)器等等連接。為了便于維護并且在歷史上由于其大 小的原因，與天線連接的電子設備常規(guī)地被容納在遠離天線的位置， 并且被安置在地面上或建筑物內(nèi)。這種布置具有若干缺點，包括此類
型的同軸電纜的高昂成本，能夠危害系統(tǒng)性能的由電纜引入的RF損 失，用于將它們連附于天線和裝置的電纜或連接器的可能的故障，由 于連接器內(nèi)的金屬間接觸引起的無源互調(diào)失真，與電纜占用的空間相 關的租金費用，和與容納電子設備的建筑物或機殼的大的占地面積相 關的租金費用。
如已知的，天線包括包含輻射部分和饋電網(wǎng)絡的饋電層。常規(guī)布 置的饋電層位于天線殼體或天線罩內(nèi)以便保護饋電層不受包括雨、 風、沙、UV、冰雪等等的環(huán)境暴露以及機械損壞的影響。在申請人 的描述背腔縫隙輻射式天線的共同待決專利申請USll， 966， 501中 已知這樣的一種布置。在該布置中，導電罩具有開口或部分開放端以 及覆蓋物。覆蓋物配置有定位在由罩形成的共振腔上的縫隙。由此位 于罩和覆蓋物之間的饋電層激勵共振腔或被共振腔激勵，從而腔的體積越大，可以實現(xiàn)的帶寬越寬。然而由于需要將罩中的腔保持為較小， 因此這種布置具有帶寬的限制，由此使得可以以多元件陣列天線所需 的大體上半波長間隔在陣列內(nèi)布置子陣列。另外，這種縫隙天線設計 需要針對每個極化的單獨的縫隙。
希望提供一種具有降低的成本和重量的寬帶天線，其可以容易地 與電子設備連接(并且從其拆除)，并且優(yōu)選地，旨在避免如上所述的 與連接天線和位于遠處的電子設備相關聯(lián)的缺點中的至少一些缺點。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一種天線布置，包括
天線，所述天線包括天線殼體和饋電層，所述天線殼體具有表面， 并且所述表面包括開口；和
電子設備，所述電子設備包括電子設備罩，
其中所述饋電層的一部分通過所述開口突出所述天線殼體之外， 所述突出所述天線殼體之外的部分位于所述電子設備的電子設備罩 之內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的電子設備到天線的直接連接減少了所需 的同軸電纜的數(shù)量，或完全消除對同軸電纜的需要。結果可以極大地 減少或消除與同軸電纜相關聯(lián)的費用，可能危及系統(tǒng)性能的由電纜引 入的RF損失，可能的電纜故障，電纜占用的空間的租金，和容納電 子設備的建筑物或機殼的大的占地面積的租金。
同時如上所述，通常不希望將饋電層的一部分延伸出天線罩殼， 以這種方式配置饋電層具有促進饋電層和電子設備跡線之間的直接 耦合的優(yōu)點。本發(fā)明的實施例通過將饋電層的外在部分定位在連接到 天線的電子設備的電子設備罩之內(nèi)，從而確保了饋電層保護。
在本發(fā)明的這個方面的實施例中，電子設備包括導電跡線，并且 所述導電跡線耦合到所述天線的饋電層。在一種布置中，電子設備跡 線借助于寬邊耦合而耦合到天線的饋電層，寬邊耦合優(yōu)選地為重疊耦 合。使用重疊耦合而不是常規(guī)的連接器消除了與連接器相關聯(lián)的可能的故障，損失和費用以及消除了由于連接器中的金屬間接觸引起的無 源互調(diào)失真。
在優(yōu)選的布置中，重疊耦合包括兩個電介質襯底，饋電層被印刷 在一個電介質襯底的表面上，并且電子設備跡線印刷在另一個電介質 襯底的表面上，其中所述兩個襯底被定位為饋電層的一部分與電子設 備跡線的一部分配準。
將饋電層和電子設備跡線印刷在兩個單獨的襯底上意味著天線 的饋電層和電子設備跡線不永久連接，并且因此可以容易地分開，這 簡化了天線布置的維護和組裝。
借助于重疊耦合的饋電層和電子設備的上述耦合需要將天線的 饋電層和電子設備跡線緊密靠近。在實際中這可能難以實現(xiàn)。要克服 的第 一個難點是由于電子設備通常組裝有電子組件，自然不能足夠緊
密地接近天線饋電層。第二，天線罩之外的天線饋電層可能與電子設 備跡線成直角。第三，天線可以使用三重結構，而電子設備跡線很可 能在耦合區(qū)域中使用微帶結構。本發(fā)明的其他方面解決了這些問題。
通過僅將饋電層的 一部分延伸出天線罩，并且將僅將饋電層的這 個部分靠近電子設備跡線解決第一個問題。
在本發(fā)明的某些實施例中，導電罩大體為u形，并且繞著罩的
外表面形成饋電層。罩具有沒有開口的封閉端，并且與現(xiàn)有技術不同， 不在罩內(nèi)提供縫隙。因此可由一張連續(xù)的材料形成罩，可以使用連續(xù) 片材的擠壓處理或折疊處理形成所述一張連續(xù)的材料，這兩種處理都 比現(xiàn)有技術中使用的模制處理相對便宜和容易。
大體為u形的罩的一個優(yōu)點是容易允許在配電網(wǎng)絡和微帶貼片
天線部分中使用不同的跡線到地平面的間隔。小的地平面間隔對于配 電網(wǎng)絡是有利的，這是由于它們允許為這種網(wǎng)絡中通常所需的阻抗使 用窄線寬，而貼片元件之下的大的地平面間隔允許實現(xiàn)寬帶元件設 計。可以在u形軍的拐角處方便地進行從一種間隔到另一種的轉變。 在優(yōu)選的布置中，饋電層大體為u形以便環(huán)繞相應的u形導電 罩。由于u形饋電層促進了構造簡單的雙極化子陣，并且簡化了多個緊鄰間隔子陣列的對齊，因此，特別是當提供多個雙極化子陣列時， 這是所希望的。
在本發(fā)明的一個實施例中，饋電層包括多個貼片天線元件，并且 被印刷在電介質村底上。使用貼片天線元件而不是現(xiàn)有技術中使用的 背腔縫隙輻射形式提供了增加的寬帶性能。
在本發(fā)明的實施例中，天線包括天線殼體內(nèi)的用于饋電層的地平 面，并且電子設備包括用于電子設備跡線的地平面。在這種布置中， 延伸出天線的饋電層的部分的一部分具有一個地平面，該地平面被電 耦合到天線的地平面和電子設備的地平面。這種布置提供了用于天線 殼體內(nèi)外的饋電層的連續(xù)的地平面，從而允許連續(xù)的傳輸線。這部分 地解決了天線使用三重結構，而電子設備跡線在耦合區(qū)域中使用微帶 結構的問題。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于根據(jù)所附的權利要求 書連接電子設備和天線的方法。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種天線布置，包括 導電罩和其上的饋電層，其中饋電層包括第一導電跡線；
電子設備，所述電子設備包括第二導電跡線；和
襯底，被設置為確保第一導電跡線的一部分與第二導電跡線的一 部分配準，以便促進其間的電^茲耦合。
如上所述，使用重疊耦合而不是常規(guī)的連接器消除了連接器中由 于金屬間接觸而產(chǎn)生的可能的故障，損失，與連接器相關聯(lián)的費用， 無源互調(diào)失真。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種天線，包括
導電罩；
非導電層，其包括覆蓋所述罩的封閉端的至少一部分的一個部 分；和
位于所述罩和非導電層的所述部分之間的饋電層，該饋電層包括 傳導性天線元件和導電跡線，
其中所述輻射部分和非導電層的所述部分提供輻射元件，并且所述輻射元件至少部分地與封閉端對齊。
在一種布置中，傳導性天線元件是傳導性貼片天線元件。 本發(fā)明的這個方面的實施例的優(yōu)點在于，輻射元件固有地比現(xiàn)有
技術的天線更為寬帶(中心頻率的近似25%相比于近似15% )。由 于需要保持在罩內(nèi)形成小腔，因此申請?zhí)朥S11/966,501的美國專利申 請中描述的設計在帶寬方面具有限制，從而列元件可以按大致半波長 間隔以陣列布置。根據(jù)本發(fā)明的實施例的天線在實現(xiàn)相同大小約束時 在帶寬方面受到很少的影響。
相比于如果以空氣介電常數(shù)的材料覆蓋輻射部分所需的大小，這 可以通過減小了傳導性天線元件的所需大小的非導電覆蓋物的電介 質材料的介電常數(shù)來實現(xiàn)。影響可實現(xiàn)帶寬的另一個因素是導電罩和 饋電層之間的間隔，以及貼片天線元件之下的電介質。在本發(fā)明的實 施例中，在導電罩的中間表面和饋電層之間存在相對大的地平面間 隔，并且貼片天線元件之下的區(qū)域包括本質為空氣的電介質。這種配 置給天線提供了更大的可操作性帶寬。
與常規(guī)布置不同，由于在本發(fā)明中由地平面即導電罩的中間表面 和饋電層之間的間隙而不是腔來提供由饋電層激勵或激勵饋電層的 共振結構，從而帶寬不受由罩形成的腔所占體積的限制。實際上，使 用貼片天線元件作為傳導性天線元件完全消除了對腔的需要，或使得 能夠例如以電子設備諸如成束器填充該腔。
優(yōu)選地，饋電層包括電子設備跡線，并且饋電層印刷在單個襯底 上。使用單個村底減少了設計的費用和復雜性。集成饋電網(wǎng)絡技術還 設計為允許在天線殼體內(nèi)容易地集成，例如，作為集成桅頂 (masthead )蜂窩基站設計的一部分的其他RF元件。
優(yōu)選地，所述罩包括兩個封閉側，每一側具有兩個端部分，其中 由所述罩的封閉端將第一封閉側的所述端部分中的一個結合到第二 封閉側的端部分之一。優(yōu)選地，所述罩還包括兩個開口側和一個開口
優(yōu)選地，該天線包括以地平面的形式覆蓋或提供所述罩的封閉側的至少一部分的導電層。這個地平面形成導致良好控制的分配電路并 且最小化輻射和接收干擾的封閉的三重發(fā)射區(qū)域。另外，這隔絕了相 鄰子陣的相鄰饋電網(wǎng)絡，并且從而最小化不同子陣的相鄰饋電網(wǎng)絡之 間的干擾。在一個實施例中，借助于泡沫塑料間隔物，該三重區(qū)域實 質上是空氣間隔以便減少成本。
在一個實施例中，該天線包括罩的所述封閉端和輻射部分之間的 電介質間隔物。優(yōu)選地，電介質間隔物被設置為以大于所述饋電層和 罩的所述封閉側之間的距離的距離將饋電層從罩的所述封閉端分開。
在一種布置中，可由兩個側面提供所述封閉端。
在一個實施例中，子陣被實現(xiàn)為多天線陣列，包括 另一個導電罩，所述另一個導電罩和所述導電罩位于導電層的兩
個相對側上，其中所述導電層覆蓋所述另一個導電罩的封閉側的至少
一部分。
另一個非導電層，其包括覆蓋所述另一個罩的封閉端的至少一部 分的一個部分；和
位于所述另一個罩和所述另一個非導電層的所述部分之間的另 一個饋電層，所述另一個饋電層包括包含傳導性天線元件的另一個輻 射部分，
其中所述另一個輻射部分和所述另一個非導電層提供另一個輻 射元件，并且所述另 一個輻射元件的至少一部分與所述封閉端對齊。
在一種布置中，所述導電性天線元件是傳導性貼片天線元件。在 另一種布置中，所述非導電層和所述另一個非導電層被作為單個非導 電層提供。優(yōu)選地，所述另一個饋電層位于所述另一個罩和所述導電 層之間。
在雙極化天線實施例中，還提供
覆蓋所述罩的第二側的至少一部分的另一個導電覆蓋物， 其中所述饋電層包括兩個導電跡線，所述兩個跡線中的第一個在 所述罩的第 一側和覆蓋所述第 一側的至少 一部分的導電覆蓋物之間 延伸，并且所述兩個跡線中的第二個在所述罩的第二側和所述另一個導電覆蓋物之間延伸。
本發(fā)明的這個方面的實施例的另一個優(yōu)點是與為每個極化需要 單獨縫隙的以前的縫隙天線設計相反，所述導電天線元件在一個貼片 中組合兩個極化元件。結果，具有給定數(shù)目的元件的雙極化垂直列子 陣的長度可以較短。另外，給每個極化元件分配是在以前的縫隙天線 設計中將沿子陣的縱軸分配的長度的幾乎兩倍的長度，這允許更大的 設計自由度。
從對本發(fā)明優(yōu)選實施例的參考附圖僅以示例的方式做出的下面 描述中將明了本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括單極化獨立單子陣天
線和電子設備的天線布置的示意圖2是示出了印刷了薄膜層上的雙極化饋電層的示意圖3是示出了圖1的天線布置的更詳細構造的示意圖4是示出了圖3的天線布置的雙極化實施例的示意圖5是示出了關于圖3的天線布置的雙極化實施例的地平面的細
節(jié)的示意圖6A是示出了沒有折疊饋電層時天線的饋電層和電子設備罩內(nèi) 的電子設備的電子設備跡線之間的耦合的示意圖6B是示出了折疊饋電層之后天線饋電層和電子設備罩內(nèi)的電 子設備的電子設備跡線之間的耦合的示意圖7是示出了單極化天線的饋電層和電子設備罩內(nèi)的電子設備 的電子設備跡線之間的兩片重疊耦合的示意圖8A是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括多元件陣列天線的天 線布置和包括多個電子設備跡線的電子設備的示意圖8B是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括多元件陣列天線和多 個電子設備的天線布置的示意圖，其中每個電子設備都包括電子設備 跡線；圖8C是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括多元件陣列天線和包 括電子設備跡線的電子設備的天線布置的示意圖8D是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括多元件陣列天線的天 線布置和包括電子設備跡線的電子設備的示意圖，其中在與電子跡線 耦合之前天線的饋電層被組合到電子設備罩之內(nèi)；
圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的新穎的雙極化天線結構組 裝所涉及的步驟的流程圖IO是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的物理連接電子設備至天線 外表面上所涉及的步驟的流程圖11是示出了#>據(jù)本發(fā)明的實施例的用于組裝天線布置的詳細 組件的示意圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于組裝天線布置的導電 層的側表面的結構細節(jié)的示意圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的薄膜層的一部分和天線殼 體之外的間隔物的未覆蓋表面之間的對齊的示意圖14是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的電子設備內(nèi)的印刷電路板 布置的示意圖；和
圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的雙極化天線的饋電層和電 子設備的兩個電子設備跡線之間的兩片重疊耦合的示意圖。
本發(fā)明的若干部件和組件出現(xiàn)在多于一個的圖中；為了清楚起 見，在所有圖中使用相同的參考號指示相同的部件和組件。另外，以 一個數(shù)字和一個或多個后綴引用某些部件，表示該部件包括一系列元 件(每個后綴指示該序列中一個單獨元件)。為了清楚，當引用該序 列本身時忽略后綴，但是當引用序列中的單獨元件時包括后綴。
具體實施例方式
如上所述，本發(fā)明的實施例涉及物理連接電子設備和天線，以便 克服與連接天線和位于遠處的電子設備相關聯(lián)的某些或全部缺點。特 別地，本發(fā)明的實施例提供了一種天線結構和與該天線結構對接以便輸入和輸出從其收發(fā)的信號的電子組件的一種新穎布置。
具體地，本發(fā)明的實施例涉及將電子設備物理連接到天線外表面 上以及，優(yōu)選地，無金屬間接觸地耦合電子設備的導電跡線與位于天 線殼體之外但位于電子設備罩之內(nèi)的天線饋電層，從而最小化無源互 調(diào)失真，減少損耗，增加可靠性和降低費用。
或獨立的單元件或單子陣列天線。單個子陣列可用于以自身能力形成
天線，例如，適合于用作常規(guī)的三段桅頂(tri-sectored masthead )蜂 窩基站天線。更高容量和更高覆蓋范圍的小區(qū)站點天線系統(tǒng)可能希望 多元件陣列天線。根據(jù)本發(fā)明的實施例,可以希望連接到天線的電子設 備的例子包括方位成束器、放大器或收發(fā)器。
轉到圖l，現(xiàn)在將描述本發(fā)明的第一實施例，此后稱為一種天線 布置。該天線布置包括天線200和與其連接的電子設備100。
電子設備100包括電子設備罩101和其內(nèi)的導電跡線104。圖1 中電子設備罩IOI被示出為矩形，但其他形狀也是可能的，優(yōu)選地罩 101在與天線200物理連接的區(qū)域中具有大體平整的外表面110。導 電跡線104可以例如被實現(xiàn)為專用集成電路(ASIC )的一部分或在電 子設備罩101內(nèi)的離散跡線104，在離散跡線104的情況下，它被印 刷在電介質村底例如薄膜或硅襯底的表面上。地平面優(yōu)選地被連附到 該電介質襯底的另一個表面上。在這個布置中，跡線104被承載在印 刷電路板(PCB)上。
天線200包括天線殼體206和饋電層202。天線殼體具有表面 210，在該表面上連接電子設備100,具體來說在該表面210上連接外 表面110。表面210包括開口 212，饋電層的一部分201通過開口 212 延伸出天線殼體進入電子設備罩101。
天線殼體206諸如天線罩包括非導電材料，例如，塑料或玻璃纖 維。該材料優(yōu)選地允許天線殼體內(nèi)的天線和外部設備之間相對無衰減 的電磁信號傳輸。天線殼體206被示出為矩形；然而，盡管電子設備 被連接到其上的外表面210優(yōu)選地大體是平整的，但是其他形狀也是可能的。
表面210內(nèi)的開口 212被布置為足夠大以便允許饋電層的一部分 201延伸通過，但是優(yōu)選地足夠小以便防止已經(jīng)延伸到電子設備罩101 內(nèi)的饋電層的不希望的運動，從而避免不必要地減弱覆蓋物220的承 栽結構，并且確保覆蓋物220盡可能電連續(xù)以確保連續(xù)的地平面結構。 開口 212優(yōu)選地局限于電子設備100的與天線200的表面210連接的 表面區(qū)域IIO內(nèi)，從而使得天線200和饋電層202的部分201被密封 以防受水和其他環(huán)境條件的影響。
饋電層202印刷在優(yōu)選地至少部分為柔性的電介質襯底上。在這 個實施例中，饋電層202印刷在單個薄膜層215上。由于薄膜利于減 少成本，簡化機械設計，并且具有更好的高頻性能，因此優(yōu)于固體電 介質襯底而選擇薄膜。
饋電層202包括傳導性天線元件陣列248和一個或多個饋電配電 網(wǎng)絡234a、 234b，如圖2所示，每個饋電配電網(wǎng)絡包括用于每個導電 天線元件的一個或多個饋線，每個饋線都是導電跡線。饋電層202的 傳導性天線元件248收發(fā)電磁波，并且公共饋電網(wǎng)絡234a、 234b對 其饋電。饋電配電網(wǎng)絡234a、 234b優(yōu)選地被設計為展現(xiàn)匹配饋電網(wǎng) 絡的其他部分的適合的特性阻抗；通常使用50歐姆。
用于所有傳導性天線元件248的饋線被組合，并且得到的跡線與 饋電層202的長度正交地延伸遠離饋電網(wǎng)絡。如上所述，這個得到的 跡線的部分201延伸到天線殼體206之外，并且如圖15所示，耦合 到電子設備100的導電跡線104的部分111。
如圖3所示，沿著天線殼體內(nèi)的罩208的側表面216a、 216b至 少為饋電層的饋電網(wǎng)絡區(qū)域提供兩個地平面216、 221，從而形成獲得 良好控制的分配電路并且最小化輻射和接收干擾的封閉的三重傳輸 區(qū)域。
借助于機械間隔物(未示出)，饋電層202可以位于兩個地平面 之間，從而圍繞饋電層的電介質是空氣?？商鎿Q地，如圖3所示，電 介質材料諸如優(yōu)選地片狀形式的泡沫塑料222， 224可被分別安置于饋電層和兩個地平面216、 221之間，以便定位饋電層202。電介質層 的作用是相對于地平面定位饋電層，特別是以便保持其間的距離。就 射頻性能而言，由于泡沫塑料的電介質屬性通常非常類似于空氣的電 介質屬性，因此這兩種方法是類似的。
在這個實施例中，由導電罩208方便地提供第一地平面216，導 電罩208還為饋電層提供機械支撐，并且通過導電覆蓋物220提供第 二地平面221,導電覆蓋物220方^(更地承載罩208和環(huán)繞罩208的饋 電層202。在這個實施例中，罩208大體為U形。該U形結構優(yōu)選地 安裝在或連附到連接到電子設備100但位于天線殼體206內(nèi)部的相同 表面210。饋電層202環(huán)繞U形罩208的一部分或全部外表面，該U 形軍20S包括中間表面和兩個側表面，中間表面和兩個側表面的任意 一個之間的角度優(yōu)選地為卯度。將饋電層環(huán)繞導電罩208形成了如 圖4所示的大體為U形的饋電層，其包括包含傳導性天線元件248的 相應的中間部分232以及兩個相應的側部230a、 230b，每個側部包含 饋電網(wǎng)絡?？商鎿Q地，饋電層可以環(huán)繞導電罩208的中間表面以及罩 208的僅一個側表面，形成圖3所示的V形饋電層。在任意一種情況 下，為了容易進行環(huán)繞處理，饋電層村底215至少在罩208的拐角附 近是柔性的，或在所述拐角附近不是柔性的，但是具有類似于罩208 的相應形狀。
當以這種方式被罩208支撐時，饋電層202的部分201延伸到天 線殼體206之外，并且在電子設備罩101之內(nèi)耦合到電子設備跡線 104。
例如，可以使用已知的射頻(RF)連接器或任意其他適合的裝 置實現(xiàn)耦合。RF連接器引入了降低接收機噪聲系數(shù)并且減小了發(fā)射 功率的損失。在這種接收機的情況下，這削弱了系統(tǒng)鏈路預算；在發(fā) 射器的情況下，它可以影響鏈路預算或需要發(fā)射器具有更強大(并且 因此更昂貴)的功率放大器。另外RF連接器和相關的跳線電纜是昂 貴的。因此，希望從系統(tǒng)中去除這些以便減少設備成本。由于RF連 接器和相關的跳線電纜是引起系統(tǒng)故障的一種原因，希望從系統(tǒng)中去除它們以便提高可靠性并且減少操作花費。
因此，在一種布置中，借助于圖6A和6B所示的重疊耦合將電 子設備跡線104耦合到天線的饋電層202。重疊耦合器是寬邊耦合器 的例子，并且它電容性地耦合一個在另 一個之上延伸的長度近似為四 分之一波長的兩個跡線部分。此處所指的波長是近似相應于將饋電層 202和電子設備跡線104分開的電介質材料中的天線的操作頻帶的中 心頻率的波長。
U形罩208和饋電層202的配置為延伸出天線殼體206的饋電層 202的部分201與連接到電子設備100的表面210呈90度。另外，如 圖1和3所示，在這個實施例中，電子i殳備跡線104平行于連接到天 線的表面201的電子設備罩101的表面110。因此，延伸出天線殼體 206的饋電層202的部分201相對于電子設備跡線104成90度角。為 了以上述方式實現(xiàn)重疊耦合布置，饋電層202的部分201被平行于設 備跡線104安置。
在這個實施例中，如圖3所示的可能具有一塊非導電材料形式的 間隔物300被緊固到天線殼體206的外表面210上，外表面210又連 接到電子設備IOO。優(yōu)選地，以電子設備襯底上所期望的組件高度來 確定間隔物300的高度。繞著間隔物300 4斤疊饋電層200的部分201， 以使z使其平行于電子設備跡線104?？商鎿Q地，電子設備100可以如 圖6A所示連接到天線表面210，從而電子設備跡線104平行于饋電 層202的部分201而無需折疊部分201。
一旦部分201被平行緊固于電子設備跡線104，該組合的布置形 成了重疊耦合器。重疊耦合器的益處為允許兩個跡線的連接而無需金 屬間接觸，因此最小化了無源互調(diào)失真，減少了損失，增加了可靠性， 并且降低了成本。為了實現(xiàn)有效的耦合，重疊耦合的饋電層部分211 和電子設備跡線部分lll兩者大致為它們之間的襯底電介質常數(shù)中的 四分之一波長。重疊耦合優(yōu)選地與饋電層的縱軸對齊，并且因此如圖 2所示，天線殼體206之外的部分201圍繞著垂直于饋電層的縱軸和 橫軸的軸彎曲90度。得到的饋電層202的端部分209大體與天線對齊，并且至少端部分209的部分211耦合到電子設備跡線104的部分 306。
可以使用已知的一片重疊耦合(例如已知的寬邊耦合)實現(xiàn)重疊 耦合，其中饋電層202和電子設備跡線104被印刷在電介質襯底的相 對側上，從而饋電層202的一部分至少部分地與電子設備跡線104的 一部分對齊。然而，使用這種單片重疊耦合布置意味著天線的饋電層 202和電子設備跡線104被永久連接，對于維護和組裝這可能是不現(xiàn) 實的并且是不希望的。
在優(yōu)選布置中，使用兩片重疊耦合布置。在一般意義上，適合的 重疊耦合500包括兩個電介質襯底，饋電層202被印刷在一個電介質 襯底的表面上，并且電子設備跡線104被印刷在另 一個電介質襯底103 的表面上；兩個襯底被放置為使得饋電層202的一部分與電子設備跡 線104的一部分配準。電介質襯底被定位在饋電層202的部分201的 一部分203和電子i殳備跡線的部分lll之間。優(yōu)選地，兩個電介質襯 底中的至少一個，即，兩個電介質村底中的任意一個或兩者被定位在 所述兩部分跡線之間。應當理解，饋電層所承載的導電跡線與電子設 備的導電跡線的這種耦合布置提供了包括天線和電子設備的新穎的 天線布置。
在重疊耦合的優(yōu)選布置中，并且如圖3所示，饋電層202印刷在 饋電層襯底215最靠近U形罩208的內(nèi)表面218上；由此饋電層襯底 215的承載天線殼體206之外的饋電層的部分被繞著間隔物300折疊， 并且如圖7所示定位于饋電層的部分203和電子設備跡線104之間。 可替換地，可在饋電層202的部分201的部分203和電子i文備跡線104 的部分111之間提供第三電介質襯底(未示出)。適合的電介質襯底 層的例子包括空氣、薄膜層和固體電介質襯底層。在這種布置中，饋 電層202的部分203處于部分201的端部，并且電子設備跡線104的 部分111處于跡線104的一端；然而這不是必須的。例如，這些部分 可以分別位于兩個跡線的中間或兩個跡線的另一端。
重疊耦合500需要地平面。在這個實施例中，用于電子設備跡線104的地平面105作為形成如圖5所示的耦合500的微帶傳輸線結構 的重疊耦合的地平面。結果，饋電層202的一部分是包括微帶的三重 結構，例如，天線殼體206內(nèi)的區(qū)域(如上所述)，以及饋電層202 的一部分，例如，耦合區(qū)域500，已經(jīng)未被耦合到電子設備跡線104 的平行部分203。饋電層202優(yōu)選地被設計為沿著饋電層202的整個 長度阻抗保持為大體恒定(即，整個三重區(qū)域和微帶區(qū)域)；這可以 通過改變各個部分的跡線寬度來實現(xiàn)。
天線殼體206內(nèi)的饋電層202的地平面216、 221需要被電耦合 到電子設備跡線104的地平面105，以便允許連續(xù)的傳輸線?？梢酝?過直接物理連接或通過中間物例如通過電線來實現(xiàn)電耦合。例如，如 果天線殼體206之外的饋電層202的整個部分201耦合到電子設備跡 線104，在該情況下，用于電子i殳備跡線104的地平面可以作為用于 饋電層202的整個部分201的地平面105，那么可以選擇直接物理耦 合。
然而，當如圖6A和6B所示，僅有饋電層的部分201的部分203 耦合到電子設備跡線104時，需要至少為如圖6A所示的沒有被耦合 到電子設備跡線104的或如圖6B所示的不平行于電子"i殳備跡線104 的饋電層202的部分201的部分205提供至少一個地平面404。另外， 如圖3所示，地平面404被設置為電耦合到天線200的地平面216、 221和電子設備100的地平面105。即，通過用于饋電層202的部分 203的地平面404，饋電層202的地平面216、 221-故耦合到電子設備 跡線104的地平面。
在這個實施例中，為饋電層202的部分203提供了兩個地平面， 例如，兩片材料，在饋電層202的部分201的部分203的每一側上提 供一個。該部分可以借助于機械間隔物(未示出)定位在兩個地平面 400、 404之間?？商鎿Q地，兩層電介質材料諸如泡沫塑料450， 452 類似于如上所述的用于天線殼體206內(nèi)的饋電層的三重區(qū)域的布置。 可替換地，可通過包括兩個側表面和中間表面的U形金屬層的側表面 提供兩個地平面中的一個。優(yōu)選地，U形金屬層環(huán)繞間隔物300，其中間表面與天線殼體206連接。
優(yōu)選地，還作為罩208的載體以及用于天線殼體內(nèi)的饋電層202 的第二地平面的覆蓋物220為V形或T形(如圖3所示的T形)， 從而覆蓋物220的一個部分221形成第二地平面，并且垂直部分223 形成連接到電子設備100的天線殼體206的表面210的一部分。優(yōu)選 地，覆蓋天線殼體206的非導電材料對于被電子設備100的連接到天 線200的表面110所覆蓋的垂直部分223的至少某些部分來說是不連 續(xù)的。結果，例如，通過將電子設備內(nèi)的地平面(多個)安裝在或連 附在這個部分223上，電子設備內(nèi)的地平面(多個)可被容易地電耦 合到天線殼體內(nèi)的饋電層202的第二地平面。
需要通過非導電材料保護收發(fā)電磁波的傳導性天線元件248,這 允許天線殼體206內(nèi)的天線和外部設備之間的相對無衰減電磁信號傳 輸。因此，在這個實施例中，傳導性天線元件凈皮放置在U形罩208的 中間表面之上，被非導電材料圍繞，并且位于遠離未被以非導電材料 覆蓋的表面201。
如現(xiàn)有技術中所討論的，由饋電層激勵的傳導性天線元件可以例 如是背腔縫隙輻射類型。在另一種布置中，饋電層的傳導性天線元件 包括如圖2所示的貼片天線元件陣列248。以公共饋電網(wǎng)絡給貼片天 線元件248饋電，如上所述，公共饋電網(wǎng)絡的一部分延伸到天線殼體 206之外。
不同于現(xiàn)有技術，不在罩208內(nèi)提供縫隙。因此可以使用連續(xù)材 料片制造罩208，通過利用擠壓處理或折疊處理從連續(xù)的片材形成一 張連續(xù)材料，這比現(xiàn)有技術中使用的模制處理相對便宜和容易?？梢?制造并且然后折疊一張平的材料，以便形成如上所述的罩208。可替 換地，可以直接使用擠壓處理形成折疊的罩208。如果希望，可以在 罩208的側表面上形成開放端。
U形罩208的中間和兩個側表面可以形成腔；與常規(guī)布置不同， 由于通過地平面即導電罩208的中間表面和饋電層之間的間隙而不是 通過腔提供由饋電層激勵或激勵饋電層的共振結構，因此帶寬不受該腔所占體積的限制。實際上，使用貼片天線元件248可以完全消除對 腔的需要，或使得能夠例如以電子設備諸如成束器來填充所述腔。
在另一種布置中，可由PCB 106承載電子i殳備跡線104，所述 PCB定位在天線殼體206內(nèi)，可以定位在罩208的腔內(nèi)。電子設備跡 線104的部分111可以隨后如上所述耦合到天線殼體206內(nèi)的饋電層 202的部分203。在這種布置中，天線布置的電子i殳備100可以如上 所述具有罩IOI?？商鎿Q地，電子設備100可以不具有罩101。
在這個實施例中，不沿著饋電層202的中間部分232之上的罩 208的中間表面提供第二地平面，中間部分232包括貼片天線元件 248。而是如圖3所示，在饋電層202的中間部分232之上提供非導 電覆蓋物250諸如聚碳酸酯片，以便減小貼片天線元件的共振頻率。 通過緊固裝置，例如，通過螺釘和螺母或其他適合的固定裝置，將非 導電覆蓋物250和罩208的中間表面與保持在它們之間的饋電層202 緊固在一起。在一種布置中，非導電覆蓋物250形成天線殼體206的 一部分。應當理解，貼片天線元件248結合導電罩208和非導電覆蓋 物250的這種布置提供了新穎的天線。
在罩208的中間表面和饋電層202的中間部分232之間提供泡沫 塑料層226或空氣以及機械間隔物。 一般地，導電罩208的中間表面 和饋電層的傳導性天線元件之間的距離越大，并且任何插入的電介質 材料的介電常數(shù)越低，可以實現(xiàn)的帶寬越大。希望在感興趣的整個頻 帶上獲得相同的輻射特性，從而使得在感興趣的頻帶上產(chǎn)生的天線方 向圖(antenna pattern )大體恒定。當在頻帶的不同部分激勵不同的 共振模式，產(chǎn)生了不需要的級別的表面波輻射時，或當阻抗特性過度 改變時，可以認為已經(jīng)達到了間隔的上限。替代地，可以使用不同的 電介質襯底和多于一個的電介質襯底層。然而，通過導電罩208的中 間表面和饋電層的傳導性天線元件之間的相對大的地平面間隔、傳導 性天線元件248之下本質為空氣電介質(即，具有低的介電常數(shù))， 和使用貼片天線元件作為傳導性天線元件的組合，實現(xiàn)了寬帶性能的 增加。如上所述，由于使用重疊耦合而不是連接器，減少了金屬間接觸 和費用，因此本發(fā)明的實施例還可以用于多元件陣列天線，例如，多 束天線，以便解決各個子陣列和電子設備(諸如特別是方位成束器) 之間的干擾的問題。另外，因為不使用電纜連接，這樣更容易組裝電 子設備和天線。這對于多于一個饋電層連接到電子設備跡線(多個)
的多元件陣列天線特別顯著。例如圖8A、 8B， 8C和8D所示的實施 例包括包含多個子陣列的多元件陣列天線。每個子陣列包括罩208和 饋電層202，饋電層202的一部分201通過天線殼體206表面210中 的開口 212延伸到天線殼體206之外。每個子陣列可被提供在不同的 天線殼體206內(nèi)，或多于一個子陣列可^皮包含在單個天線殼體206內(nèi)。 如在所有這些實施例中所示，饋電層202的縱軸，所述饋電層襯底的 縱軸和罩208的縱軸優(yōu)選地垂直于多元件陣列天線形成的方向。
可以不為饋電層202的饋電網(wǎng)絡區(qū)域沿著天線殼體206內(nèi)的罩 208的側表面216a、 216b提供第二地平面221，從而形成孩4:帶傳輸區(qū) 域。然而，對于多元件陣列天線，由于第二地平面和罩208 —起形成 導致良好控制的分配電路的封閉的三重傳輸線結構，因此第二地平面 220是期望的；另外，它沿著相鄰子陣列的罩208a、 208b的相鄰側表 面216a、 216b隔離相鄰的饋電網(wǎng)絡，以便最小化不同子陣列的相鄰 饋電網(wǎng)絡之間的干擾。
如上所述，希望在給定覆蓋頻率的方位上以近似不大于半個波長 地間隔天線元件248,以避免產(chǎn)生天線方向圖中具有相關的不需要的 零點的光柵波瓣。因此，根據(jù)傳導性天線元件的大小和數(shù)量，罩208 的外中間表面217可以具有任意長度，但是優(yōu)選地僅小于或等于覆蓋 頻率波長的一半。以這種方式限制寬度允許構建緊密間隔的子陣列， 這是通過并排地安置其每一個都承載饋電層202的多個導電罩208而 實現(xiàn)的。另外，不同子陣列的各個導電罩208優(yōu)選地互相連接，以便 允許內(nèi)部地平面的連續(xù)性。關于各個饋電層，每個饋電層202a、 202b 可被耦合到不同的并且可能為分離的電子設備跡線104a、 104b,在該 情況下，如圖8A所示，所有電子設備跡線104a、 104b可被提供在包括一個電子設備罩101的單個電子設備100內(nèi)。如圖8B所示，每個 電子設備跡線104a、 104b可被提供在不同電子設備100a、 100b中， 其各自包括電子設備罩101a、 101b。可替換地，如圖8C所示，兩個 或多個饋電層202a、 202b可被耦合到電子設備100內(nèi)的單個電子設 備跡線104。優(yōu)選地使用這些方法實現(xiàn)諸如放大器和收發(fā)器的電子設 備100.
在耦合到電子設備跡線104之前，饋電層202a、 202b可以在天 線殼體206之外彼此耦合。例如饋電層202a、 202b可以通過常規(guī)的 連接器，上述的一片重疊耦合或兩片重疊耦合而彼此耦合。如圖8D 所示，由該耦合產(chǎn)生或連接到該耦合的導電跡線207可隨后被耦合到 電子設備100中的電子設備跡線104。優(yōu)選地以這種方式連接諸如成 束器的電子設備IOO。
實施例和相關的圖涉及單極化天線。然而，應當理解，本發(fā)明的 目的可以等同地應用于多極化天線。圖4示出了本發(fā)明的雙極化天線 實施例，其中兩個優(yōu)選地彼此正交的饋電線連接到每個傳導性天線元 件，導致兩個公共饋電網(wǎng)絡，每個饋電網(wǎng)絡在如圖2所示的傳導性天 線元件的每一側上。兩個饋電網(wǎng)絡分別覆蓋導電罩208的兩個側表面。 如圖2所示和上面討論的，隨后組合每個饋電網(wǎng)絡，并且得到的跡線 的一部分201通過天線殼體206的表面210內(nèi)的開口 212a、 212b延 伸到天線殼體之外。在終止于間隔物300的相同表面上之前，這兩個 部分繞著相同的間隔物300的兩個相對側面折疊，所述表面與間隔物 的安裝在天線殼體上的表面相對。因此，兩個部分201a、 201b平行 于承栽電子跡線的PCB，從而使得每個部分可被分別耦合到相同或不 同電子i殳備跡線的一部分。
沿著罩208的側表面為每個極化提供還作為如圖5所示的第二地 平面的V形或T形覆蓋物220。如上所述，第二地平面221a、 221b 與罩208 —起形成封閉的三重傳輸線結構，該結構導致了良好控制的 分配電路，并且沿著相鄰子陣列的罩208a、 208b的相鄰側表面216a、 216b隔離相鄰的饋電網(wǎng)絡?？梢赃B接用于不同極化的覆蓋物220或形成單個覆蓋物220。對于雙極化天線，這種單個覆蓋物220可以具有 U或TT形狀。
在某些上面的實施例中，饋電層202a、 202b大體為U形。當提 供多個雙極化子陣列時這是特別希望的，因為大體為U形的饋電層 202促進了簡單的雙極化子陣列構造和簡化了多個緊密間隔的子陣列 的對齊。
上面的實施例示出了每個罩208有單個饋電層202;然而應當理 解，可以提供多于一個饋電層，并且多于一個饋電層可以延伸到天線 殼體之外。另外，雖然饋電層202與一個饋電層襯底相關聯(lián)，但是本 領域的技術人員將認識到可以使用多于一個饋電層襯底，并且可以在 不同區(qū)域內(nèi)使用不同材料形成該饋電層。
在上面的實施例中，非導電覆蓋物250被定位在饋電層202的傳 導性天線元件之上，以便通過使得貼片248在電氣地比在沒有電介質 覆蓋物250時的物理大小更大，從而提供了對貼片天線元件248的輻 射屬性的頻率控制。雖然非導電覆蓋物250是希望的，但是它不是必 須的。例如，如果貼片天線元件248之下的電介質襯底226不是泡沫 塑料/空氣(即，具有更高的介電常數(shù))，則襯底226也具有增加貼片 248的電氣大小的作用，從而可以去除對上部覆蓋物250的需要?？?替換地，由于獨立的單子陣列天線不限于0,5波長寬度，因此貼片248 可以物理地更大，避免了對它們之上或之下的其介電常數(shù)高于空氣的 任何附加電介質襯底的需要。
如上所述，并且通過回顧舉例說明本發(fā)明的實施例的附圖將會理 解，導電罩208的中間表面217和導電罩208的兩個側表面216a、 126b 中的任意一個之間的角度優(yōu)選地為90度；然而，其他角度布置是可 能的。特別地，與實質上大于90度的角相比更希望小于或接近90度 的角，尤其是對于多元件陣列天線來說。
本發(fā)明的另一個方面涉及組裝包括如上所述的天線200和電子 設備IOO的天線布置的方法。出于說明的目的，參考圖4， 5， 10， 11, 13， 14和15描述關于雙極化獨立單子陣列天線的方法；然而應當理解，該方法可用于組裝上述所有可能的天線布置。
在連接天線和電子設備之前組裝天線結構并且構建電子設備。在 可以組裝天線結構之前，需要制造或另外地提供各種組件。使用例如
擠壓處理或折疊處理制造包括連續(xù)材料片的導電罩208。如圖4所示， 罩208優(yōu)選地為包括中間表面217和兩個側表面216a、 126b的U形。 罩208為天線殼體206內(nèi)的饋電層202提供物理支撐，并且如上所述 還作為天線殼體206內(nèi)的饋電層202的第一地平面。
制造或提供諸如薄膜層215的電介質襯底。在薄膜層215上印刷 饋電層202，饋電層202的中部232在薄膜層215的中部234上，并 且饋電層202的兩個側部230a、 230b在薄膜層215的兩個側部236a、 236b上。
制造或提供TT形覆蓋物220;覆蓋物220包括優(yōu)選地大體彼此 平行的兩個部分221a、 221b，用作天線殼體206內(nèi)的饋電層202的兩 個側部230a、 230b的第二地平面，以及承載罩208的一個垂直部分 223。垂直部分223包括兩個開口 212a、 212b，通過所述開口，薄膜 層的兩個部分在步驟28延伸到天線殼體206之外。
使用允許天線殼體206內(nèi)的天線和外部設備之間相對無衰減的 電磁信號傳輸?shù)姆菍щ姴牧蟻碇圃焯炀€殼體206。返回參考圖1，天 線殼體206可以是任意形狀；然而在這個實施例中，它包含具有大體 平的表面210和兩個端蓋的中空管。大體平的表面210包括孔，在電 子設備IOO的表面110連接到天線200的表面210之后，表面110覆 蓋該孔。
圖9是示出了組裝雙極化天線結構的方法的流程圖。在步驟12, 相對薄的泡沫塑料層224a、 224b被分別連附到罩208的兩個外側表 面216a、 216b，并且如圖4所示，相對厚的泡沫塑料層226被連附到 罩208的外中間表面。在一種布置中，相對薄的泡沫塑料層為1到2mm 厚，而相對厚的泡沫塑料層為10到15mm厚。泡沫塑料層224a、224b、 226的某些或全部自身可以具有粘性以便輔助所述連附。
在步驟14并且參考圖3，將優(yōu)選地具有與相對厚的泡沫塑料層226的高度類似的高度的一個或多個間隔裝置(未示出)固定到罩208 的外中間表面217,其可從罩208的中間表面217之下固定。間隔裝 置可以穿過相對厚的泡沫塑料層226。
然后在步驟18使薄膜層215環(huán)繞罩208的外表面，饋電層202 在薄膜層215的內(nèi)表面上，并且與連附到罩208上的泡沫塑料層224a、 224b、 226相鄰。薄膜層215優(yōu)選地覆蓋罩208的外表面，饋電層202 的中部232在罩208的中間表面之上，并且饋電層202的側部與罩208 的側表面重疊。然而，承載饋電層202的部分201a、 201b的薄膜層 215的部分238a、 238b分別根據(jù)步驟20延伸超出罩208的兩個側表 面，并且隨后在步驟28穿過天線殼體206的表面210內(nèi)的開口 212a、 212b進入電子設備罩101。例如使用膠水將薄膜層215緊固到連附到 罩208的泡沫塑料層224a、 224b、 226?？蛇x擇地，可以4吏用臨時固 定裝置實現(xiàn)薄膜層和導電罩208之間更好的對齊。
然后在步驟22，第二泡沫塑料層222a、 222b(自身可以具有粘 性)被分別連附到薄膜層的兩個外側部分中的每一個。
如從圖4可見并且可從僅示出了地平面細節(jié)的圖5更好地看出， 承載饋電層202和泡沫塑料層222a、 222b、 224a、 224b、 226的罩208 在步驟26通過TT形覆蓋物220的兩個平行部分221a、 221b定位在 TT形覆蓋物220內(nèi)。承載饋電層202的兩個部分201a、 201b的薄膜 層215的兩個部分238a、 238b根據(jù)步驟28隨后通過開口 212a、 212b 延伸。罩208和覆蓋物220通過使用例如固定裝置被緊固在一起，以 便防止相對于彼此的相對運動。
在步驟30，罩208電耦合到覆蓋物220以便連接兩個地平面。 在一種布置中，通過由罩208的中間表面提供或連附的一個或多個突 起物(未示出)實現(xiàn)。所述突起物通過薄膜層內(nèi)的相應孔延伸，并且 抵靠在覆蓋物220的平行部分221a、 221b上，從而為天線殼體內(nèi)的 饋電層將第一地平面即覆蓋物220與第二地平面即罩208電連接?？?以使用例如導電布膠帶確保突起物和覆蓋物220之間的連接。
如圖4所示，在步驟32，將非導電覆蓋物250諸如聚碳酸酯片放置在薄膜層215的中間部分234之上。使用例如相應數(shù)目的固定裝 置諸如釘子，U形釘，銷或螺絲釘將非導電覆蓋物250緊固在間隔裝 置上。
在將承載罩208的覆蓋物220在步驟34插入天線殼體206之前， 承載延伸超出罩208的側表面216a、 216b的饋電層202的兩個部分 201a、 201b的薄膜層215的兩個部分238a、 238b可被臨時用帶子綁 在覆蓋物220上。在插入之后，如下布置覆蓋物220的垂直部分223 內(nèi)的兩個開口 212a、 212b使得它們位于天線殼體206內(nèi)，即，薄膜 層215的部分238a、 238b通過所述開口延伸到天線殼體206之外。 去除帶子以便釋放薄膜層215的兩個部分238a、 238b，使得它們能夠 延伸穿過天線殼體206的表面210內(nèi)的孔。 一旦被插入天線殼體，覆 蓋物220的垂直部分223的一部分在提供天線殼體206的表面210內(nèi) 的孔的位置形成了天線殼體206的表面210的一部分。
在步驟38將兩個端蓋應用于中空管的兩個相對端，以便幫助將 覆蓋物220和罩208緊固在適當?shù)奈恢谩?br> 現(xiàn)在轉到與電子設備100的組裝相關的方面，設備罩101通常是 鑄造或才莫制結構，在其中固定有承載兩個平行導電跡線104a、 104b 的PCB106。參考圖11和14， 一個或多個引導針344被連附到PCB 106，從而使用例如鉗制螺栓限制相對于彼此的橫向運動。在優(yōu)選實 施例中，引導針344可被安裝在PCB 106的地平面105上。引導針 344優(yōu)選地包括非導電材料。如從圖4和14可見，兩個平行金屬片 404a、 404b被安裝在PCB 106的地平面105上，優(yōu)選地垂直于PCB 106，每個金屬片404a、 404b優(yōu)選地具有與U形金屬400的側表面大 致類似的大小，以便能夠利用圍繞間隔物300的U形金屬層400容納 間隔物300，薄膜層215的部分238a、 238b環(huán)繞金屬層400和間隔物 300以及被連附到其上的泡沫塑料層。
現(xiàn)在將參考圖IO描述電子設備IOO與天線殼體的組裝在步驟 52，通過使用例如導電膠，金屬層400的中間表面被安裝在兩個開口 212a、 212b之間的覆蓋物220的垂直郜分的外表面上。地平面400與覆蓋物220的物理連接確保用于天線殼體206內(nèi)外的饋電層202的 連續(xù)地平面。
在步驟54,地平面105與金屬層400電耦合。參考圖12，地平 面400通過提供在或連附到U形金屬層400的兩個側表面的每一個的 端部的接觸裝置(諸如一個或多個突起物440aa、 440ab， 440ac)從 而與PCB106的地平面105接觸。一旦電子設備100連接到天線200， 突起物440aa、 440ab, 440ac通過饋電層202內(nèi)的相應的孔延伸，通 過PCB的電介質襯底103，并且接觸PCB 106的地平面105。 一旦安 裝到覆蓋物220并且電耦合到PCB 106的地平面105，金屬層400有 效地將用于天線殼體206內(nèi)的饋電層202的地平面216、 221與PCB 106的地平面105電耦合，以便確保天線200和電子設備100之間連 續(xù)的電連接。
在步驟56，如圖11所示，優(yōu)選地包括一塊非導電材料的間隔物 300被插入U形金屬層400。間隔物300優(yōu)選地具有相應的大小以便 安裝在由U形金屬層400提供的腔內(nèi)。間隔物300被緊固到金屬層 400，并且通過例如通過間隔物300的孔353， U形金屬層400的中間 表面內(nèi)的相應的孔，天線殼體的表面210內(nèi)的相應的孔351插入固定 裝置352和定位裝置350到天線殼體206內(nèi)，從而相對松弛地將間隔 物300固定到天線殼體206的外表面210。所述固定裝置優(yōu)選地包括 非導電材料。固定裝置的例子是一個或多個螺栓353(僅示出了一個)。 可以提供多于一個的固定裝置。
如圖15所示，間隔物300的與金屬層400的中間表面相對的表 面大體上未被金屬層400覆蓋(此后稱為"未覆蓋表面")，以便允許 平行于電子設備跡線104a、 104b的饋電層的部分203a、 203b和電子 設備跡線104a、 104b的相應部分llla、 lllb之間的微帶耦合。PCB 106的地平面105還作為用于饋電層202的平行部分203的地平面。
然后在步驟58，為薄膜層的位于天線殼體206之外的至少一部 分附加泡沫塑料層452a、 452b。參考圖4，泡沫塑料層452a、 452b 分別位于U形金屬層400的兩個外側表面的每一個和分別位于金屬層400的側表面旁邊的薄膜層215的部分之間。在每種情況下，泡沫塑 料層452a、 452b被連附到U形金屬層400的外表面或薄膜層的相應 部分或連附到兩者上。第二泡沫塑料層450a、 450b分別被連附到薄 膜層的這兩個部分的每一個的另一側。泡沫塑料層自身可以具有粘 性，以便幫助所述連附。
如圖2和4所示，在步驟60，沿著圍繞間隔物300的U形金屬 層400的兩個相對側表面圍繞間隔物300折疊薄膜層215的兩個部分 238a、 238b，從而承載饋電層202的部分201a、 201b的部分203a、 203b的薄膜層215的部分238a、 238b的一部分分別大體平行于電子 設備跡線104a、 104b的至少一部分llla、 lllb，如圖14所示，在這 個實施例中，部分llla、 111b平行于連接到天線殼體206的表面201 的電子設備罩101的表面110。
參考圖13，在步驟62，承載饋電層202的兩個部分203a、 203b 的薄膜層的兩個部分的側邊260a、 262a、 260b、 262b分別與間隔物 300的頂部264和底部266以及^皮提供在間隔物300的未覆蓋表面內(nèi) 的中心凹槽270的端邊268a、 268b對齊。薄膜層215的這兩個部分 被連附到間隔物300以便實現(xiàn)薄膜層的所述部分與間隔物300的配 準。如圖11和12所示，這可通過緊固饋電層202的接收裝置332與 間隔物300的配準裝置330來實現(xiàn)。配準裝置可以是連附到或由間隔 物300的未覆蓋表面提供的一個或多個扣狀物，并且接收裝置可以是 薄膜層中相應數(shù)目的孔?？商鎿Q地，薄膜層的所述部分可被粘在間隔 物300上。間隔物300的未覆蓋表面可以自身具有粘性以便幫助所述 連附。
在步驟74將電子設備100和天線200彼此靠近。特別地，大體 未被電子設備罩101覆蓋的電子設備罩101的表面IIO通過天線殼體 206的表面210內(nèi)的孔靠近覆蓋物220的垂直部分223，而間隔物300 與圍繞間隔物300的U形金屬層400，環(huán)繞金屬層400的薄膜層215 的部分238a、 238b,以及間隔物300和連附到其上的泡沫塑料層被連 附到PCB106上的兩片金屬404a、 404b容納。根據(jù)步驟76，如圖14所示，將電子設備200靠近如上所述的天 線100還使得PCB 106靠近如圖13所示的在間隔物300的未覆蓋表 面上承栽饋電層202的部分203a、 203b的薄膜層的部分。
如圖11和12所示，當電子設備100和天線200彼此靠近時，在 步驟78連附到PCB 106的引導針344通過相應數(shù)目的孔340被插入 間隔物300，從而將間隔物300緊固到PCB106上，從而防止相對于 彼此的橫向移動。由于在間隔物300的未覆蓋表面上承載饋電層202 的部分203a、 203b的薄膜層215的部分被緊固到間隔物300，并且電 子i殳備跡線104a、 104b印刷在PCB 106上，因此這有效地將饋電層 202的部分203a、 203b分別緊固到電子設備跡線104a、 104b。引導 針344的位置確保了當引導針344被插入間隔物300時饋電層202的 部分203a、 203b與電子i殳備跡線104a、 104b的相應部分llla、 lllb 重疊。結果，如圖15所示，饋電層202的部分203a、 203b至少部分 地分別與104a、 104b的相應部分llla、 lllb重疊。
由于天線殼體206和電子設備罩IOI之間的容差相對粗糙，因此 間隔物300優(yōu)選地相對;f^弛地固定到天線殼體206的外表面210上， 并且天線殼體206外的饋電層202的部分201至少部分地具有柔性， 以便便于跡線的對齊。
在步驟80,通過例如應用連接裝置諸如繞著重疊表面四周的螺 釘，電子設備罩101的表面101被安裝在天線殼體206的外表面201 上。還可以圍繞重疊表面的邊應用導電性填隙化合物，以便提供更好 的保護。
最后在步驟82，靠著電子設備跡線104a、 104b定位間隔物300, 以便分別為重疊耦合500控制饋電層的部分203a、 203b和電子設備 跡線104a、 104b的相應部分llla、 lllb之間的相對橫向運動。緊固
電耦合;持穩(wěn)定。參考圖11,在這個^實施例中，通過固定k置326幫 助這樣做，從電子設備100的外表面通過電子設備罩101內(nèi)的孔328， PCB106內(nèi)的相應孔，薄膜層215內(nèi)的相應孔，間隔物300中的相應孔320插入固定裝置326。固定裝置326優(yōu)選地包括非導電材料。固 定裝置326的一個例子是一個或多個螺釘(僅示出了一個)，并且還可 以在電子設備罩101內(nèi)的孔(多個)328周圍應用硅密封劑，通過孔 328插入所述固定裝置326。
在上述實施例中，饋電層202的每個部分201a、 201b的部分 203a、203b耦合到不同的電子設備跡線104a、 104b的部分llla、lllb。 然而應當理解，如圖l所示，這兩個部分llla、 lllb可替換地可以 是單個電子設備跡線104的一部分。
在上面的實施例中，第二泡沫塑料層222a、 222b在步驟22凈皮分 別連附到薄膜層的兩個外側部分中的每一個。可替換地，如圖14所 示，第二泡沫塑料層222a、 222b可被分別連附到兩個金屬片450a、 450b中的每一個的內(nèi)表面。實際上，在上述實施例中在饋電層和地平 面之間緊固泡沫塑料層的位置，它可被緊固在饋電層或地平面或這兩 者。
作為用于將薄膜層與地平面分開并且將薄膜層保持在適當位置 的泡沫塑料層的替換方案，可以y使用空氣和機械間隔物。
天線殼體206的表面210中的孔不是必須的。可替換地，可以在 表面210內(nèi)提供兩個開口 ，這兩個開口相應于覆蓋物220的垂直部分 的表面內(nèi)的兩個開口 212a、 212b。在該情況下，通過使用其它方法， 電子設備罩101內(nèi)的地平面可被電耦合到天線殼體內(nèi)的地平面，例如， 天線殼體206的表面210的至少一部分可由導電材料制成，并且可通 過物理連接被電耦合到天線殼體206內(nèi)的地平面，并且如上所述耦合 到電子設備罩101內(nèi)的地平面。
上述實施例涉及雙極化天線。然而應當理解，還可以使用上述方 法組裝單極化和其它多極化天線。例如，對于單極化天線，承栽饋電 層202的一部分201的薄膜層的一部分通過覆蓋物220的垂直部分內(nèi) 的一個開口 212延伸到天線殼體206之外。然后繞著間隔物300折疊 該部分201,并且如上所述將其耦合到一個電子"i殳備跡線104。在這 種情況下，可以取代U形金屬層400提供類似于如圖12所示的U形金屬層400的一個側表面的金屬片。另外，可以用V形罩取代U形 罩208，以便支撐承載饋電層202的傳導性天線元件的薄膜層的中間 部分和承載一個饋電網(wǎng)絡230的薄膜層的側部。
上述實施例應當被理解為是本發(fā)明的說明性例子?？梢栽O想本發(fā) 明的其它實施例。例如，上面提到的金屬組件諸如金屬片404a、 404b 和U形金屬層400等可以替換地由其它導電材料制成。
可以通過兩片金屬而不是覆蓋物220和罩208提供用于天線殼體 206內(nèi)的饋電層202的兩個地平面，并且可以單獨提供覆蓋物220和 罩208，并且可由非導電材料制成。
如果例如PCB 106的面并且因此其相應的地平面105被取向為 垂直于表面210的面，則間隔物300可以不是本發(fā)明必須的。在這種 布置中，饋電層202以及其外部地平面400可以延伸到天線殼體206 之外并且與PCB地平面105結合作用而不用折疊。
饋電層202的部分205可以是微帶而不是三重結構，在該情況下， 對于每個極化僅需要U形金屬層400和金屬片404之一。
應當理解，以任意一個實施例描述的任意特征可#_單獨使用，或 與所述的其它特征組合使用，并且還可被與任意其它實施例或任意其 它實施例的任意組合的一個或多個特征組合使用。另外，還可以采用 上面未描述的等同物和修改而不脫離在附帶的權利要求中定義的本 發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種天線布置，包括天線，所述天線包括天線殼體和饋電層，所述天線殼體具有一個表面，并且所述表面包括開口；和電子設備，所述電子設備包括電子設備罩，其中所述饋電層的一部分通過所述開口延伸到所述天線殼體之外，所述部分位于所述電子設備的電子設備罩之內(nèi)。
2. 如權利要求1的天線布置，所述電子設備包括導電跡線，其中 所述電子設備跡線耦合到所述天線的饋電層。
3. 如權利要求2的天線布置，其中借助于重疊耦合，所述電子設 備跡線耦合到天線的所述饋電層。
4. 如權利要求3的天線布置，所述重疊耦合包括兩個電介質襯底， 所述饋電層被印刷在一個電介質襯底的表面上，并且所述電子設備跡 線印刷在另一個電介質村底的表面上，其中所述兩個村底被定位為使 得所述饋電層的一部分與所述電子設備跡線的一部分配準。
5. 如權利要求1的天線布置，還包括大體為U形的罩，所迷罩包 括連續(xù)的導電材料片，并且其中所述罩的外部環(huán)繞所述饋電層。
6. 如權利要求5的天線布置，其中所述饋電層大體為U形。
7. 如權利要求1的天線布置，其中所述饋電層包括印刷在電介質 襯底上的貼片天線元件陣列。
8. 如權利要求1的天線布置，所述天線包括所述天線殼體內(nèi)的用于所述饋電層的地平面，并且所述電子設備包括用于所述電子設備跡 線的地平面，其中延伸出所述天線之外的饋電層的所述部分的一部分 具有地平面，所述地平面被電耦合到所述天線的地平面和所述電子設 備的地平面。
9. 一種天線布置，包括導電罩和其上的饋電層，其中所述饋電層包括第一導電跡線； 電子設備，所述電子設備包括第二導電跡線；和 襯底，其被設置為使得第一導電跡線的一部分與第二導電跡線的 一部分配準，以便促進其間的電磁耦合。
10. 如權利要求9的天線布置，還包括天線殼體，所述導電罩和所述饋電層位于所述天線殼體內(nèi)。
11. 如權利要求9或權利要求10的天線布置，還包括 電子設備罩，所述第二導電跡線位于所述電子設備罩內(nèi)。
12. 如權利要求9的天線布置，其中所述第二導電跡線位于所述 天線殼體之外。
13. 如權利要求9的天線布置，其中所述第二導電跡線位于所述 天線殼體之內(nèi)。
14. 如權利要求9的天線布置，其中所述第一導電跡線的所述部 分印刷在一個電介質襯底的表面上，并且所述第二導電跡線的所述部 分印刷在另一個電介質襯底的表面上。
15. 如權利要求14的天線布置，其中被設置為使得第一導電跡線 的所述部分與第二導電跡線的所述部分配準的襯底是其上印刷有第一導電跡線的襯底。
16. 如權利要求9的天線布置，其中通過包括地平面的印刷電路 板PCB承載第二導電跡線的所述部分，所述地平面用作用于第一導 電跡線的所述部分和第二導電跡線的所述部分的地平面。
17. —種天線，包括 導電罩；非導電覆蓋物，其包括覆蓋所述罩的封閉端的至少一部分的一個 部分；和位于所述罩和非導電覆蓋物的所述部分之間的饋電層，所述饋電 層包括傳導性天線元件，其中所述輻射部分和非導電覆蓋物的所述部分提供輻射元件，并 且所述輻射元件的至少一部分與所述封閉端對齊。
18. 如權利要求17的天線，其中所述傳導性天線元件包括傳導 性貼片天線元件。
19. 如權利要求17或權利要求18的天線，還包括所述罩的所述 封閉端和所述輻射部分之間的電介質間隔物。
20. 如權利要求17的天線，其中所述罩包括第一側和第二側， 每一側具有兩個端部，其中通過所述罩的所述封閉端，所述第一側的 所述端部中的一個結合到所述第二側的所述端部中的一個。
21. 如權利要求20的天線，其中所述電介質間隔物被設置為以 大于所述饋電層和所述罩的所述側之間的距離的距離將所述饋電層 從所述罩的所述封閉端分開。
22. 如權利要求20的天線，還包括覆蓋所述罩的第一側的至少 一部分的導電覆蓋物。
23. 如權利要求22的天線，其中所述饋電層還位于所述罩和所 述導電覆蓋物之間。
24. 如權利要求17的天線，其中所述饋電層還包括導電跡線， 并且所述饋電層印刷在單個襯底上。
25. 如權利要求22的天線，還包括另一個導電罩，所述另一個導電罩和所述導電罩位于所述導電覆 蓋物的相對側上，從而使得所述導電覆蓋物還覆蓋所述另一個導電罩 的一側的至少一部分；另一個非導電覆蓋物，其包括覆蓋所述另一個罩的封閉端的至少一部分的一個部分；和位于所述另一個罩和所述另一個非導電覆蓋物的所述部分之間 的另一個饋電層，所述另一個饋電層包括包含傳導性天線元件的另一 個輻射部分，其中所述另一個輻射部分和所述另一個非導電覆蓋物的所述部 分提供了另 一個輻射元件，并且所述另 一個輻射元件的至少一部分與 所述封閉端對齊。
26. 如權利要求22的天線，還包括 覆蓋所述罩的第二側的至少一部分的另一個導電覆蓋物， 其中所述饋電層包括兩個導電跡線，所述兩個跡線中的第一個在所述罩的第一側和覆蓋所述第一側的至少一部分的導電覆蓋物之間 延伸，并且所述兩個跡線中的第二個在所述罩的第二側和所述另 一個導電覆蓋物之間延伸。
27. 如權利要求17的天線，其中由兩個側面提供所述封閉端。
28. 如權利要求17的天線，其中所述導電罩包括兩個開口側。
全文摘要
本發(fā)明涉及天線的改進。更具體地，例如涉及一種天線布置，包括天線，所述天線包括天線殼體和饋電層，所述天線殼體具有一個表面，并且所述表面包括開口；和電子設備，所述電子設備包括電子設備罩，其中所述饋電層的一部分通過所述開口延伸到所述天線殼體之外，所述部分位于所述電子設備的電子設備罩之內(nèi)。
文檔編號H01Q13/08GK101626115SQ200910149219
公開日2010年1月13日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權日2008年6月10日
發(fā)明者C·雷德, D·吉奇納, D·阿達姆斯, G·多爾曼, S·貝茨, W·瓦竇普 申請人:北電網(wǎng)絡有限公司