專利名稱：寬帶的全向天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求I前序部分的寬帶的全向天線。
背景技術：
全向天線例如用作室內(nèi)天線。它們是多頻帶的并且優(yōu)選以垂直極化定向進行輻射。全向天線為此可具有一個底板或接地板，其例如可構造為片狀的，一個單極狀輻射器在該底板上成橫向地突出，尤其是垂直于底板地突起。整個系統(tǒng)通常借助保護殼體、即天線覆蓋物(天線罩)來覆蓋。這種類型的全向的且在此垂直極化的天線例如已由EP 1695416B1公開。由此公開的單極狀輻射器垂直地突出于一個底板或配重面，該單極狀輻射器與所述底板或配重面 電隔離。所述垂直極化單極狀輻射器在此包括一個至少近似錐形或截錐形的輻射器區(qū)段(該區(qū)段以其發(fā)散的擴展部背離底板或配重面)和/或一個圓柱形或罐狀輻射器區(qū)段。優(yōu)選首先緊接著配重面的是以其發(fā)散的擴展部背離配重面的錐形或截錐形的輻射器區(qū)段，該輻射器區(qū)段隨后過渡到管狀輻射器區(qū)段中。優(yōu)選的饋電通過串聯(lián)的線路耦合器進行，其構造在單極輻射器的中心軸線或?qū)ΨQ軸線中。已證明這種天線類型作為室內(nèi)天線尤為合適，其特點在于大的帶寬，同時在不同的頻率范圍中運行，而且總體上結(jié)構很低地構造。除了這種上述全向天線外，原則上也已知完全不同的天線類型。例如US 5220337A公開了一種定向輻射器，其例如是設有多個、在其環(huán)繞的側(cè)壁上在圓周方向上錯開的縫隙的空心體輻射器的形式，各縫隙隔離地通過單獨的同軸電線饋電。由DE 102008003532A1已知一種用于衛(wèi)星接收的天線。該天線包括一個具有一個單極狀輻射器的寬帶全向天線，所述單極狀輻射器垂直極化并且從一個底板或配重面上突起。所述全向天線在此構造為雙極化天線，該雙極化天線除了所述垂直極化單極狀輻射器外還包括一個水平極化輻射器。由出版物“Vu T. A.等人的 UWB Vivaldi Antenna for Impulse RadioBeamforming (用于脈沖無線電波束成型的UWB維瓦爾第天線),2009國際國防科技會議報告，第1-5頁”原則上已知一種寬帶維瓦爾第天線裝置或類似維瓦爾第的天線裝置。所顯示和描述的維瓦爾第天線在此設有微帶結(jié)構。最后,US 4，763，130公開了一種具有圓柱形外殼的天線系統(tǒng),其中，在福射器外殼中設有在圓周方向上彼此錯開的且彼此平行的以及平行于軸向中心軸線延伸的縫隙，所述縫隙借助在輻射器外殼內(nèi)部延伸的饋電裝置饋電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務在于提供一種全向天線，其原則上是寬帶的并且相對于現(xiàn)有技術具有更廣泛的適用性且應同樣占用較少的結(jié)構空間。根據(jù)本發(fā)明，該任務根據(jù)權利要求I給出的特征來解決。從屬權利要求給出本發(fā)明的有利的方案?？梢员徽J為完全意想不到外的是，與傳統(tǒng)的解決方案相比，根據(jù)本發(fā)明的天線提供其它優(yōu)點，而且該天線總體上不需要例如更多的結(jié)構空間。與同類單極化圓形輻射器相反，根據(jù)本發(fā)明的天線現(xiàn)在由雙極化圓形輻射器構成并為此包括一個垂直極化的單極狀的輻射器和一個附加的水平極化的輻射器裝置。根據(jù)本發(fā)明的解決方案以下述方式實現(xiàn)在垂直極化單極狀輻射器的一個錐形和/或圓柱形輻射器或輻射器區(qū)段中，在圓周方向上錯開地設置在輻射器軸向的縱向方向上延伸的縫隙。這些縫隙允許在通常旋轉(zhuǎn)對稱的單極狀輻射器中設置相應的饋電裝置，借此所述縫隙可在產(chǎn)生水平極化輻射方向圖的情況下被饋電。根據(jù)本發(fā)明，這優(yōu)選通過使用相應的耦合銷或耦合線路來進行，其優(yōu)選這樣設置在中空的、旋轉(zhuǎn)對稱或至少近似旋轉(zhuǎn)對稱的單極狀輻射器內(nèi)部，使得耦合銷或耦合線路在相同的圓周方向上從饋電點延伸出，與所述至少近似旋轉(zhuǎn)對稱的單極狀輻射器的外殼中的 縫隙相交。饋電在此優(yōu)選由中心星形分配點在被外殼面環(huán)繞的單極狀輻射器內(nèi)部進行。饋電結(jié)構在此可構造成不同的。例如可(在印刷電路板上)設置一個中心饋電點，用于縫隙輻射器的饋電線從該中心饋電點出發(fā)。同樣也可在輻射器內(nèi)部插入一個管狀或截錐形載體(適配于單極狀輻射器的造型)，在該載體上在利用與單極狀輻射器的導電外殼面電連接的情況下構造相應的饋電線。在此可實現(xiàn)不同原理。但也可通過同軸電纜或任意其它由至少兩個導體構成的導線(雙線線路、微帶、槽線等)進行饋電，其中，關于每個縫隙的每個同軸電纜的外導體(一個導體)導電地(或電容地)連接在該縫隙的一側(cè)上并且與縫隙相交的內(nèi)導體(另一導體)導電地(或電容地)連接在縫隙的另一側(cè)上。此外，用于水平極化輻射器的饋電結(jié)構例如可通過微帶線結(jié)構實現(xiàn)。換句話說，優(yōu)選將一個片狀基底(電介質(zhì))設置在錐形、截錐形和/或圓柱形的單極狀輻射器內(nèi)部，而且平行于配重面地設置，在此從一個中心星形分配點起，徑向饋電線向外部并且在那里分別以相同的圓周方向呈部分圓形地在與圓柱形或截錐形的單極狀輻射器的外殼面隔開盡可能小的規(guī)定間距的情況下延伸到終端中，其中部分圓形的線路區(qū)段與縫隙相交并且由此激勵縫隙。但在一種特別優(yōu)選實施方式中，作為水平的輻射器裝置建議多重的維瓦爾第天線系統(tǒng)作為用于單極輻射器外殼中的縫隙的饋電結(jié)構。維瓦爾第天線涉及已知的“縱向天線”的一種具體例子，而且是“漸變縫隙天線”(TSA)的一種具體例子，其中，縫隙的棱邊或邊緣優(yōu)選從閉合的端部開始向其開口的端部以定義的指數(shù)公式呈漏斗形擴寬。漏斗形擴寬的縫隙因此用作輻射元件，縫隙的饋電和激勵可通過與縫隙相交的饋電微帶線進行。當相應地選擇饋電裝置的幾何形狀并且適合地確定尺寸時，可實現(xiàn)非常寬帶的維瓦爾第天線。在本發(fā)明的范疇中，維瓦爾第天線或其它的尤其是線性漸變的縫隙天線的優(yōu)點在于它們一方面可在結(jié)構技術方面可簡單實現(xiàn)，可設置在單極狀輻射器的旋轉(zhuǎn)對稱的空心體內(nèi)，因此不增大結(jié)構高度；并且另一方面其具有優(yōu)選指數(shù)的漏斗形狀、即維瓦爾第天線的不同的輻射方向可直接對準單極狀輻射器的旋轉(zhuǎn)對稱的或近似旋轉(zhuǎn)對稱的外殼面結(jié)構中的縫隙。通過這種結(jié)構并且通過維瓦爾第天線和單極狀輻射器的尤其是圓柱形外殼面的縫隙狀構造之間的對準，可在避免公差問題的情況下實現(xiàn)特別高的寬頻帶性。至少近似旋轉(zhuǎn)對稱的單極狀輻射器的外殼面中的縫隙數(shù)量可選擇不同的?？p隙數(shù)量越多，則水平輻射方向圖越圓形對稱。優(yōu)選設置至少三個或四個在單極狀輻射器外殼面的圓周方向上延伸的縫隙?？p隙的長度和寬度可相應于需要使用的頻率范圍進行優(yōu)化。優(yōu)選縫隙在單極狀輻射器的垂直輻射方向上開口地終止，但縫隙尤其在單極狀輻射器尺寸較長的情況下也可構造成閉合的?？p隙結(jié)構也可在圓周方向上重復構造，使得其構造成U形的、即由雙縫隙構成，保留在雙縫隙之間的導電表面可通過電介支承結(jié)構保持，該支承結(jié)構例如被插入縫隙中以填充縫隙。也可將單極狀輻射器整體或大部分構造在電介質(zhì)物體上，在該物體上設置相應導電的外殼面作為層，由此相應的U形雙縫隙可毫無問題地通過省略導電層區(qū)段來形成。
垂直極化輻射器裝置的饋電可沿中心軸線、即單極狀輻射器的對稱軸線進行，例如借助一個用于垂直極化單極狀輻射器的串聯(lián)(電容)的耦合裝置(如DE 10359605B4中所述的)來進行。在此情況下，水平極化輻射器的饋電優(yōu)選借助同軸電纜實現(xiàn)，該同軸電纜延伸穿過接地面或配重面中的一個通孔并且以規(guī)定的電纜長度在配重面上延伸地設置，直到該同軸電纜穿過單極狀輻射器外殼中的另一通孔——在該另一通孔上同軸電纜例如與外殼面導電連接——進入輻射器的內(nèi)部空間中，而且直到用于激勵縫隙的相應饋電結(jié)構的一個星形分配點。在通常旋轉(zhuǎn)對稱的單極狀輻射器之外延伸的用于水平極化輻射器裝置的同軸饋電線優(yōu)選具有一個長度，這樣選擇該長度，使其不是垂直極化輻射器所用工作波長的、/2的多倍。但在本發(fā)明范疇中，垂直和水平極化輻射器的饋電也可反過來進行例如水平極化輻射器的饋電在垂直的中心軸線或?qū)ΨQ軸線上進行，而垂直極化單極狀輻射器的饋電在該中心軸線或?qū)ΨQ軸線之外進行。


下面借助附圖詳細說明本發(fā)明。附圖如下圖I為全向天線的第一種根據(jù)本發(fā)明的實施例的空間圖；圖2為與圖I相比更扁平的空間圖，僅關于單極狀輻射器，該輻射器具有設置在輻射器外殼中的縱向縫隙或垂直縫隙；圖3為關于圖I或2的實施例的垂直于配重面的示意性軸向橫截面圖；圖4為單極狀輻射器的串聯(lián)(電容)的饋電裝置的局部示意圖；圖5為使用多個維瓦爾第天線時第一種根據(jù)本發(fā)明的饋電結(jié)構的示意俯視圖；圖6為相應于圖5的視圖，但示出圖5中所示的電路板結(jié)構或饋電結(jié)構的背面；圖7為可與圖3比較的垂直縱向剖面圖，但關于一種改變的單極狀輻射器；圖8為全向天線的一種改變的實施例的透視圖，且未顯示配重面；圖9為在同軸的饋電結(jié)構的情況下單極狀輻射器I的外殼中的垂直縫隙的局部圖；圖10為一種相對于圖I改變的使用雙縫隙的實施例。
具體實施例方式首先借助圖I至4詳細說明本發(fā)明的第一種實施例。根據(jù)該方案，雙極化的全向天線包括一個基本上垂直極化的天線裝置1(即一個基本上垂直極化的輻射器I)和一個基本上水平極化的天線裝置3 (即一個基本上水平極化的輻射器裝置3)。在此，整個天線系統(tǒng)構造在一個底板、基板或接地板5或底面、基面或接地面5上，其在下面有時也被稱為配重面5或反射器5。在所示實施例中，該配重面5構造成圓形或片狀的。但也可以完全是其它造型。因此配重面5例如可成形為正方形、長方形、橢圓形等， 概括地說也可成形為n邊形等。也可想到配重面的其它實施方式，例如柵格。垂直極化的天線裝置I主要包括所述單極式的輻射器裝置1，其在所示實施例中構造成空心圓柱形的。換句話說，所述垂直極化的單極狀的輻射器I至少近似構造為旋轉(zhuǎn)體11，即尤其是作為具有旋轉(zhuǎn)外殼或輻射器外殼Ila的內(nèi)部中空的旋轉(zhuǎn)體11，該旋轉(zhuǎn)體相對于中心軸線或?qū)ΨQ軸線9旋轉(zhuǎn)對稱。為此，旋轉(zhuǎn)體11具有規(guī)定高度H，其大小為從配重面5到圓柱形的單極狀輻射器I的上邊緣13。在所示實施例中以圓柱形輻射器裝置Ia形式的單極狀輻射器I與接地面或配重面5電隔離，這尤其也可在根據(jù)圖2的非常斜的透視圖以及根據(jù)圖3的軸向垂直剖面圖中看出。由此還可看出，圓柱形輻射器裝置Ia不僅具有圓柱形的輻射器外殼11a，還具有罐狀的、鄰接接地面或配重面5延伸的底部lib。如此構造的垂直極化的單極狀或單極式的輻射器裝置I的結(jié)構和饋電可如同原則上由DE 10359605B4所公開的那樣實現(xiàn)，該文件的公開內(nèi)容全部被引用。由上述在先公開可知，例如如圖4所示，在底板5的中心加工一個凹口 15并且在此固定一個同軸的插塞連接裝置17，其外導體17a例如與接地面或配重面5電連接并且其內(nèi)導體17b通過適合的措施(絕緣片)與外導體17a隔離。內(nèi)導體17b在外導體17a內(nèi)穿過凹口 15并且與在底板5上方延伸一定高度的內(nèi)導體耦合元件19電連接。該耦合元件19優(yōu)選垂直于配重面5的平面延伸。在該耦合元件上套上一個具有在下部的擴寬的貼靠法蘭21a的絕緣套筒21，然后設有圓柱形輻射器外殼Ila的、構成有圓柱形耦合區(qū)段Ilc的、垂直極化的輻射器裝置l、la套在該絕緣套筒上，所述圓柱形輻射器外殼Ila經(jīng)由底部Ilb與圓柱形耦合區(qū)段Ilc導電連接，即電連接。此外，如圖3以橫截面圖簡化示出，福射器I以其導電的輻射器外殼Ila通過內(nèi)導體17b饋電，所述內(nèi)導體在與外導體17a電隔離的情況下穿過該與配重面5連接的外導體17a，由此在配重面5的凹口區(qū)域中形成同軸的插塞連接器17 (如圖3所示)。通常也在內(nèi)導體和外導體之間以及在配重面5和底部Ilb之間設置絕緣體，借此，輻射器I相對于配重面5并且內(nèi)導體17b相對于外導體17a保持隔離。由其余視圖可看出，在所示實施例中在輻射器裝置I的上邊緣13下方以小的間距D設置一個基底或電介質(zhì)23，其用作多個維瓦爾第天線裝置25的基區(qū)段。所述多個維瓦爾第天線裝置25構成一個用于向單極狀輻射器I、la的輻射器外殼Ila中的在下面還將詳細說明的縫隙饋電的饋電結(jié)構111。
維瓦爾第天線裝置原則上是指“漸變縫隙天線”(TSA)、即擴寬的縫隙天線。因此涉及寬帶天線，其作為唯一的輻射元件也用在例如毫米波范圍內(nèi)。這種寬帶天線通?？稍O在雙側(cè)金屬化的基底23上。在所示實施例中，電介質(zhì)23構造成片狀的并且其直徑等于或略微小于導電的圓柱形外殼Ila的內(nèi)直徑。根據(jù)圖5，在片狀基底23上在圓周方向上等距地設置四個維瓦爾第天線25，換句話說，它們以90°間距在圓周方向上彼此錯開地設置。所述維瓦爾第天線裝置或類似維瓦爾第的天線裝置、概括地說“漸變縫隙”天線25包括載體材料或基底23(電介質(zhì)23)，在該載體材料或基底的在朝向配重面5的下側(cè)23a上設置導電層27，該導電層具有以90°在圓周方向上彼此錯開的徑向的縫隙狀或槽狀的凹口 29 (參見圖5)。每個縫隙狀凹口 29開始于一個通常鄰接基底23中心31附近的圓形凹口 33，從四個圓形的、同樣以90°在圓周方向上錯開的凹口 33分別延伸出向外部呈漏斗形擴寬的縫隙狀結(jié)構29，在縫隙狀結(jié)構的區(qū)域中基底23不具有導電層。由縫隙狀凹口 29構 成的帶狀線29’通過圓形的自由空間33寬帶地閉合，該圓形的自由空間優(yōu)選約長為四分之一波長。在所示實施例中，向外部漏斗形擴寬的縫隙狀凹口 29在徑向方向上延伸、也就是說，其優(yōu)選對稱于穿過中心31延伸的徑向矢量?？p隙狀凹口 29的限定帶狀線29’的邊緣29’’可為了適配天線的寬頻帶性而不同地構造。優(yōu)選帶狀線29’向外部漏斗形地擴寬地構造，限定帶狀線29’的邊緣29"的曲線變化可遵循指數(shù)函數(shù)。
每個帶狀線29’的饋電通過各一個帶狀饋電線35進行，所述帶狀饋電線從處于基底23中心31處的分支點或交叉點37 (星形分支部37)延伸出，該分支點或交叉點被中心軸線或?qū)ΨQ軸線9穿過。從該分支點或交叉點開始，每個帶狀饋電線35首先以一個徑向線路區(qū)段35a延伸，該線路區(qū)段在所示實施例中連接一個與其垂直延伸的第二線路區(qū)段35b(該線路區(qū)段平行于從中心31出發(fā)的徑向矢量)，以便接著過渡到再次垂直彎曲的第三線路區(qū)段35c中，該第三線路區(qū)段橫向且優(yōu)選垂直相交于相應的帶狀線29’。也可想到其它、例如拱形延伸的饋電線35。重要的是，饋電線從星形點出發(fā)并且與帶狀線29成橫向。為了改善維瓦爾第天線的寬頻帶性，規(guī)定在基底上條狀線形的帶狀線35以相應的表面元件35d終止，該表面元件可構造成三角形或扇形或類似形狀。各饋電帶狀線35的多次彎曲在圓周方向上分別按相同的方向延伸，因此每個徑向線路區(qū)段35a在圓周方向上以相同方向連續(xù)地連接下一線路區(qū)段35b等。所述帶狀饋電線35在此設置在基底23的上側(cè)23b上、即與維瓦爾第天線25的帶狀線29’相反(參見圖6，其中以虛線示出在基底25相反側(cè)上構造的帶狀線29’)。通往分支點37的、用于水平天線系統(tǒng)的同軸的饋電線這樣連接，使得同軸電纜41的外導體與基底23下側(cè)23b上的導電層27電連接，而該同軸的電纜連接裝置的內(nèi)導體向上穿過基底23中的開口并且與中心的星形分支點37電連接。從附圖中還可看出，這樣設置各個向外部呈漏斗形擴寬的帶狀線29’，使得帶狀線的朝向外部的開口區(qū)域29a分別與延伸于圓柱形輻射器裝置l、la的外殼Ila中的縫隙43相鄰地終止，由此通過相應維瓦爾第天線或概括地說“漸變縫隙”天線25激勵相應的垂直縫隙43。
因此電路板結(jié)構或饋電結(jié)構的特點在于在電路板或者說基底23上，對于所有縫隙天線或維瓦爾第天線25，產(chǎn)生帶狀線29’的從自由空間33延伸出的帶狀線29’構成一個共同的連續(xù)的金屬化表面27，雖然各個維瓦爾第天線的金屬化表面也可能分離，但這不是優(yōu)選的。如增加在圓周方向上彼此錯開地設置的維瓦爾第天線的數(shù)量，還可進一步改善全向輻射特性。換句話說，也可在圓周方向上錯開地設置2、3或5、6、7等等個數(shù)的維瓦爾第天線，然后須在相反側(cè)上設置相應更多數(shù)量的饋電線35，它們的各個饋電線區(qū)段35a、35b、35c在角度上須這樣適配，使得最后的、引起真正饋電的饋電線區(qū)段35c分別相交于對應的縫隙狀凹口 29，即優(yōu)選垂直于縫隙狀凹口的徑向延伸方向。總之可以這樣說，具有設置在電路板23上側(cè)的饋電網(wǎng)絡的饋電結(jié)構111在中心通過同軸電纜41從下面(經(jīng)由該同軸線纜的內(nèi)導體)饋電，通過具有作為終端的寬帶端頭的空載微帶線分別向一個位于電路板下側(cè)上的維瓦爾第天線25 (作為TSA的具體例子)饋電。電場在每個維瓦爾第天線中從中心向電路板邊緣擴寬，其中電場矢量在縫隙中平行于電路板表面。換句話說，電場矢量相對于整個天線已經(jīng)被水平地極化。該電場又激勵各個縫隙43進行輻射。
通常這樣構造全向天線，使得單極狀輻射器I朝向垂直方向、即配重面水平定向。相應地，饋電結(jié)構111借助電路板或基底23水平(即平行于配重面和由此垂直于單極狀輻射器)定向，因此從內(nèi)向外優(yōu)選漏斗形擴寬的縫隙輻射器(維瓦爾第輻射器)在平行于配重面5的水平面中定向并且由此該輻射器用作水平輻射器。在天線的相應另一定向中，相應的垂直方向和水平方向根據(jù)天線定向而指向不同方向。換句話說，對于所討論的縫隙天線和/或行波天線，饋電結(jié)構或供給結(jié)構優(yōu)選設置在電路板上，借此可從中心點尤其是電容地耦合于縫隙。通過使用維瓦爾第天線可向縫隙43進行雙重的輻射耦合的饋電，即關于帶狀線29’通過饋電帶狀線35以及關于設置在外殼Ila中的、遠離配重面5延伸的縫隙43的饋電通過帶狀線29’。如上所述，用于向維瓦爾第天線元件25饋電的饋電線41可在旋轉(zhuǎn)對稱且內(nèi)部中空的旋轉(zhuǎn)體11或者說輻射器外殼Ila的內(nèi)部Ild中延伸，在此例如所述同軸的饋電電纜41在內(nèi)部Ild中穿過底部Ilb或垂直極化的天線裝置I的外殼Ila中的一個孔45和配重面5中的另一孔47到達配重面5的下側(cè)。在配重面5的下側(cè)上該同軸電纜41可連接到另一同軸的插塞連接器117上。饋電電纜41在輻射器I之外和配重面5上方的區(qū)段41a在此不應為垂直極化天線所用的工作波長的一半的整數(shù)多倍。為完整起見指出，垂直極化單極狀輻射器I的饋電通過提及的串聯(lián)的(電容)的饋電在天線系統(tǒng)中心進行(或按圖3通過設置在那里的插塞連接器的中心饋電)并且水平極化輻射器裝置3的饋電通過與此錯開的同軸的饋電電纜41進行，或者相反地進行，使得維瓦爾第天線裝置25在中心通過一個沿中心軸線9延伸的同軸電纜饋電，而垂直極化單極狀輻射器裝置I通過與之徑向錯開的偏心的同軸電纜饋電。借助圖7以垂直剖面圖示意性示出，單極狀的垂直極化的天線裝置I并非必須由圓柱形的輻射體Ia構成，作為替換方案也可由背離配置面延伸的錐形或截錐形的輻射體Ib或優(yōu)選由這樣一個輻射體構成，其與接地面5錯開地且從其出發(fā)包括一個錐形擴大的第一天線區(qū)段Ib和一個與該第一天線區(qū)段連接的圓柱形天線區(qū)段la，這原則上由已經(jīng)提到的DE 10359605B4公開，該文件的公開內(nèi)容完全被引用。由此旋轉(zhuǎn)體11或至少近似旋轉(zhuǎn)體11也被構造為特別有效的、垂直極化的單極狀的輻射器。在這種情況下，輻射器外殼Ila中的背離配重面5延伸的縫隙43可完全或部分地構造在錐形擴大的輻射器Ib或輻射器區(qū)段Ib的高度上，盡管如此有些影響輻射特性。下面詳細說明變型方案。借助圖8示出一種改變的實施例，其中，垂直極化單極狀輻射器I的圓柱形輻射器或套形輻射器Ia中的垂直縫隙43并非通過“漸變縫隙”天線裝置(TSA)饋電，而是例如通過微帶福射稱合器饋電。在該實施方式中，在構造為空心體的旋轉(zhuǎn)對稱的或類似旋轉(zhuǎn)對稱的輻射器I內(nèi)部也設有一個基底或電介質(zhì)23，該基底或電介質(zhì)從中心點37起具有一個微帶饋電線35，其也 包括一個第一徑向線路區(qū)段35a (該線路區(qū)段從所述星形點37延伸出)并且該第一徑向線路區(qū)段隨后緊鄰輻射器裝置I的類似空心體的圓柱形或截錐形外殼Ila地過渡到部分圓形的帶狀線區(qū)段35b中，該帶狀線區(qū)段緊鄰輻射器外殼Ila的內(nèi)壁11"延伸并且與設置在那里的垂直縫隙43相交(優(yōu)選平行于配重面5)。由此，原則上通常可如同在縫隙天線中那樣相應激勵縫隙43。在這種情況下，設置在垂直極化的天線裝置l、la內(nèi)部11'中的附加的用于水平極化天線裝置的饋電結(jié)構111可更深地設置在環(huán)繞的上邊緣13下方，尤其也因此可使用這樣的垂直縫隙43，其并不在一側(cè)向上開口，而是在兩個方向上閉合、即通過垂直極化的天線裝置I的外殼區(qū)段限定，因為在根據(jù)圖8和9的實施例中示出圓柱形的垂直極化的天線裝置I的總高度H可大于根據(jù)圖I的實施例中的總高度。所以與按圖I至7的實施例不同，縫隙43的縫隙長度應為X/2，而非X/4。與圖8不同，在按圖9的局部放大圖中示出，垂直縫隙43的饋電(與其是閉合還是如按圖I至4的實施例那樣向上開口無關)不僅可通過微帶線，而且也可通過同軸電纜49或任意其它由至少兩個導體構成的導線(雙線線路、微帶、槽線等)進行，其中同軸電纜49的外導體49a優(yōu)選在相應垂直縫隙前終止并且與圓柱形輻射器I的內(nèi)殼11’電連接，相反內(nèi)導體49b與縫隙43相交并且在橫向方向上伸出于縫隙。借助上面的實施例示出條狀的、即尤其是矩形的縫隙43、43’。但縫隙也可具有其它形狀。例如縫隙也可構造成梯形的或從中間區(qū)段向上和向下梯形地發(fā)散或會聚等。在此可進行不同的修改。但通?？p隙43、43’的中心縱向線這樣設置在單極狀輻射器I的旋轉(zhuǎn)體11的輻射器外殼Ila中，使得縫隙43的中心縱向線位于一個垂直于配重面5的垂直平面中，整個全向天線的中心軸線或?qū)ΨQ軸線9也位于該垂直平面中。最后借助圖10局部示出縫隙43在單極狀輻射器I的旋轉(zhuǎn)對稱的外殼Ila中也可構造成U形的雙縫隙43’，它們分別向上開口。相應波長分別與全向天線擬使用的相陪的工作頻率有關。在此情況下適宜的是，保留在雙縫隙之間的材料區(qū)段Ilx (該材料區(qū)段是金屬化的和/或?qū)щ姷?通過電氣插入件保持在縫隙43中或者在電介質(zhì)上構造整個結(jié)構，在電介質(zhì)中施設相應的導電表面，而且在設置縫隙或雙縫隙或U形縫隙43、43’的位置上省略導電層。這種全向天線可用于不同的工作頻率或工作頻帶。尤其是在可用的天線總體積中水平和垂直極化天線可使用不同頻率范圍，如果這是有利的話。
根據(jù)單極的直徑選擇縫隙數(shù)量。單極狀輻射器外殼面上的相鄰縫隙之間的間距不應過大、尤其是不能大于、(A為水平極化天線單元使用的工作波長)，以確保水平極化天線的輻射特性的足夠的圓度。所有上述實施例的共同點在于縫隙43、43’通過例如同軸電纜形式的、在使用微帶線情況下輻射耦合器形式的或縫隙天線(尤其是維瓦爾第天線)形式的饋電結(jié)構111分別 受到單獨激勵和饋電。由此，當電路板結(jié)構和配重面在水平方向定向并且單極狀輻射器朝向垂直方向時，在相應定向下在水平面中實現(xiàn)線性極化。
權利要求
1.寬帶的全向天線，其具有以下特征 包括單極狀的輻射器(I，la、Ib)， 所述單極狀的輻射器(1，la、Ib)是垂直極化的， 所述垂直極化的輻射器(I，la、Ib )突出于底板或配重面(5 )， 所述單極狀的輻射器(l，la、lb)具有輻射器外殼(11a)，該輻射器外殼背離底板或配重面(5)延伸， 其特征在于以下進一步的特征 所述全向天線構造為雙極化天線， 所述雙極化天線不僅包括所述垂直極化的單極狀的輻射器(l，la、lb)，而且包括水平極化的輻射器(3)，所述水平極化的輻射器(3)包括多個縫隙(43、43’)，這些縫隙在所述垂直極化的單極狀的輻射器(l，la、lb)的輻射器外殼(Ila)中在圓周方向上錯開地設置， 在所述垂直極化的單極狀的輻射器(l，la、lb)的內(nèi)部(Ild)設置用于水平極化的輻射器(3)的饋電裝置(111)，并且 該饋電裝置(111)包括用于多個縫隙(43、43’)的單獨的饋電器(111a)，通過這些單獨的饋電器單獨激勵各相配的縫隙(43、43’)。
2.根據(jù)權利要求I的天線，其特征在于，在單極狀的輻射器(l，la、lb)的圓周方向上以在圓周方向上的相同的間距錯開地設置至少三個或至少四個縫隙(43、43’)。
3.根據(jù)權利要求I或2的天線，其特征在于，所述縫隙(43)在垂直極化的單極狀的輻射器(l，la、lb)的輻射器外殼(11)中這樣延伸地設置，使得所述縫隙分別平行于一個平面，穿過天線并且垂直于配重面(5)的對稱軸線或中心軸線(9)也位于該平面中。
4.根據(jù)權利要求I至3之一的天線，其特征在于，所述縫隙(43、43’)與底板或配重面(5 )錯開地、背離底板或配重面(5 )地構造在輻射器外殼(11)中，并且所述縫隙在遠離底板或配重面(5)的一側(cè)上在單極狀的輻射器(l，la、lb)的上邊緣(13)處開口地結(jié)束。
5.根據(jù)權利要求4的天線，其特征在于，所述縫隙(43、43’)具有約λ/4的長度。
6.根據(jù)權利要求I至3之一的天線，其特征在于，所述縫隙(43、43’)與底板或配重面(5 )錯開地、背離底板或配重面(5 )地構造在輻射器外殼(11)中，并且所述縫隙在遠離底板或配重面(5)的一側(cè)上與單極狀的輻射器(l，la、lb)的上邊緣(13)相鄰地閉合。
7.根據(jù)權利要求6的天線，其特征在于，所述縫隙(43)具有約λ/2的長度。
8.根據(jù)權利要求I至7之一的天線，其特征在于，所述縫隙(43、43’)在輻射器外殼(11)中呈條狀延伸地構造，或優(yōu)選從所述縫隙的中間出發(fā)朝向底板或配重面(5)地或背離底板或配重面的地呈梯形延伸地構造。
9.根據(jù)權利要求I至8之一的天線，其特征在于，所述饋電裝置(111)包括多個在圓周方向上彼此錯開地設置的縫隙天線裝置(TSA)。
10.根據(jù)權利要求9的天線，其特征在于，所述饋電裝置(111)由多個關于天線的中心對稱軸線(9)在圓周方向上彼此錯開的維瓦爾第天線裝置或類似維瓦爾第的天線裝置(25)構成，或包括這些維瓦爾第天線裝置或類似維瓦爾第的天線裝置。
11.根據(jù)權利要求9或10的天線，其特征在于，所述維瓦爾第天線裝置或類似維瓦爾第的天線裝置(25)包括基底(23)，在該基底的一側(cè)(23a)上構造金屬化的或?qū)щ姷膶?27)，在該金屬化的或?qū)щ姷膶拥膮^(qū)域中設置在圓周方向上錯開的、從內(nèi)向外延伸的、縫隙狀的凹口(29)，因此構成相應的從內(nèi)向外優(yōu)選漏斗形擴寬的帶狀線(29’)。
12.根據(jù)權利要求11的天線，其特征在于，在基底(23)的相反側(cè)(23b)上設置多個用于單獨地向各一個帶狀線(29’)饋電的饋電線(35)。
13.根據(jù)權利要求11或12的天線，其特征在于，在圓周方向上彼此錯開地設置的饋電線(35)從基底(23)上的中心(31)出發(fā)向帶狀線(29’ )延伸并且為此從中心(31)出發(fā)分別包括一個徑向或近似徑向延伸的第一線路區(qū)段(25a)、一個成角度連接于第一線路區(qū)段上的第二線路區(qū)段(35b)和優(yōu)選一個再次與第二線路區(qū)段成角度延伸的第三線路區(qū)段(35c),所述第三線路區(qū)段跨越在基底(23)相反側(cè)(23a)上構造的帶狀線(29’)。
14.根據(jù)權利要求9至13之一的天線，其特征在于，所述帶狀線(29’)與基底(23)的中心(31)相鄰地從優(yōu)選為圓形的自由空間(33 )出發(fā)。
15.根據(jù)權利要求I至14之一的天線，其特征在于，所述多個維瓦爾第天線或類似維瓦爾第的天線(25)設置在一個平面和/或一個平行于配重面(5)的平面中、尤其是設置在水平面中。
16.根據(jù)權利要求9至15之一的天線，其特征在于，所述饋電線(41)終止于表面元件(35b)中，該表面元件優(yōu)選構造成三角形或部分圓形的。
17.根據(jù)權利要求9至16之一的天線，其特征在于，每個維瓦爾第天線或類似維瓦爾第的天線(25)的帶狀線(29’)以其開口的區(qū)域與單極狀的輻射器(1，la、Ib)的輻射器外殼(11)中的相配的縫隙(43、43’ )相鄰地終止。
18.根據(jù)權利要求I至8之一的天線，其特征在于，所述饋電裝置(111)包括同軸電纜(49)，該同軸電纜優(yōu)選從中心(31)、從構造在那里的分支點(37)出發(fā)延伸并且連接在該分支點上，每個同軸電纜(49)的外導體(49a)電連接在縫隙(43、43’)的一側(cè)上并且跨越該縫隙(43、43’ )的內(nèi)導體(49b)電連接在相同縫隙(43、43’ )的對置的另一側(cè)上。
19.根據(jù)權利要求I至8之一的天線，其特征在于，所述饋電裝置(111)由一個尤其是以微帶饋電結(jié)構形式的輻射耦合系統(tǒng)構成，在該輻射耦合系統(tǒng)中，相應的饋電線(35)優(yōu)選從分支點(37)出發(fā)這樣設置，即這些饋電線與單極狀的輻射器(l、la)的輻射器外殼(Ila)中的相配的縫隙(43、43’)緊鄰地、與縫隙(43、43’)相交地經(jīng)過縫隙。
20.根據(jù)權利要求I至19之一的天線，其特征在于，所述垂直極化的輻射器(1，la、Ib)在中心通過底板或配重面(5)中的凹口(15)被饋電。
21.根據(jù)權利要求20的天線，其特征在于，所述單極狀的輻射器(l，la、lb)的中心饋電串聯(lián)地和/或電容地進行。
22.根據(jù)權利要求21的天線，其特征在于，所述底板或配重面(5)具有凹口(15)，同軸的饋電線的內(nèi)導體(17b)穿過該凹口并且與在底板或配重面(5)上方在一定高度上延伸的內(nèi)導體耦合元件(19)電連接，所述內(nèi)導體耦合元件(19)為了實現(xiàn)單極狀的輻射器(1，la、lb)的串聯(lián)的和/或電容的饋電被圓柱形的耦合區(qū)段(Ilc)包圍，該耦合區(qū)段與單極狀的輻射器(1，la、Ib)電連接。
23.根據(jù)權利要求I至22之一的天線，其特征在于，所述水平極化的輻射器(l，la、lb)的饋電通過同軸導線(41、41a)進行，該同軸導線在底板或配重面(5)的朝向垂直和水平極化的輻射器(1、3)的一側(cè)上延伸，而且在底板或配重面(5)中的通孔(47)與輻射器外殼(Ila)中的通孔(45)之間延伸，如此選擇同軸電纜(41a)在該區(qū)域中延伸的長度，即該長度不是垂直極化的輻射器的工作頻率的λ/2的整數(shù)多倍。
24.根據(jù)權利要求I至19之一的天線，其特征在于，所述水平極化的輻射器(3)在中心通過底板或配重面(1，la、Ib)中的凹口(15)被饋電。
25.根據(jù)權利要求24的天線，其特征在于，所述水平極化的輻射器(3)的中心饋電串聯(lián)地或電容地進行。
26.根據(jù)權利要求I至19之一、24或25的天線，其特征在于，所述垂直極化的輻射器(I,IaUb)的饋電通過同軸導線(41、41a)進行，該同軸導線在底板或配重面(5)的朝向垂直和水平極化的輻射器(1、3)的一側(cè)上延伸，而且在底板或配重面(5)中的通孔(47)與輻射器外殼(Ila)中的通孔(45)之間延伸，如此選擇該同軸電纜(41a)在該區(qū)域中延伸的長度，即該長度不是垂直極化的輻射器的工作頻率的λ/2的整數(shù)多倍。
27.根據(jù)權利要求I至26之一的天線，其特征在于，所述單極狀的輻射器(l，la、lb)包括至少近似錐形或截錐形的輻射器區(qū)段(11)和/或圓柱形或罐狀的輻射器區(qū)段(11 )，所述至少近似錐形或截錐形的輻射器區(qū)段以其發(fā)散的擴展部背離底板或配重面(5)地定向。
全文摘要
一種改進的寬帶的全向天線，其特征在于下述特征所述全向天線構造為雙極化天線，所述雙極化天線不僅包括垂直極化單極狀的輻射器(1，1a、1b)，而且包括水平極化輻射器(3)，所述水平極化輻射器(3)包括縫隙(43、43')，它們設置在垂直極化的單極狀的輻射器(1，1a、1b)的輻射器外殼(11a)中并在圓周方向上錯開，在垂直極化的單極狀的輻射器(1，1a、1b)的內(nèi)部(11d)設置用于水平極化輻射器(3)的饋電裝置(111)，并且該饋電裝置(111)包括用于多個縫隙(43、43')的單獨的饋電器(111a)，借此單獨地激勵各相配的縫隙(43、43')。
文檔編號H01Q13/16GK102804501SQ201180014407
公開日2012年11月28日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權日2010年3月18日
發(fā)明者T·黑費萊, M·施托勒 申請人:凱瑟雷恩工廠兩合公司