偶極天線的制作方法
【專利說(shuō)明】偶極天線
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2007年4月11日、申請(qǐng)?zhí)枮?00780014099.9 (國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2007/066369)、發(fā)明名稱為“偶極天線”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種包括兩對(duì)環(huán)繞中心區(qū)布置的偶極的偶極天線。這種天線傳統(tǒng)上稱為“偶極方陣(dipole square)”或“偶極箱”，盡管偶極臂可形成為呈現(xiàn)非方形(例如圓形)形狀。
【背景技術(shù)】
[0003]US6313809的圖1顯示了具有從中心點(diǎn)發(fā)出的四條連接線的偶極方陣。US6819300顯示了一種偶極方陣，在該偶極方陣中，每個(gè)偶極通過(guò)各自的同軸電纜驅(qū)動(dòng)。在W02004/055938中還描述了不同的偶極方陣配置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供一種偶極天線，該偶極天線包括:基材；第一和第二對(duì)偶極，其位于基材前面并環(huán)繞中心區(qū)布置；第一饋電線，其從基材向偶極延伸并在位于基材前面的第一連接處分成第一對(duì)饋電探針，該第一對(duì)饋電探針的每一個(gè)耦聯(lián)到第一對(duì)偶極的相應(yīng)一個(gè)；以及第二饋電線，其從基材向偶極延伸并在位于基材前面的第二連接處分成第二對(duì)饋電探針，該第二對(duì)饋電探針的每一個(gè)耦聯(lián)到第二對(duì)偶極的相應(yīng)一個(gè)。
[0005]本發(fā)明的示例性實(shí)施例還提供一種偶極天線，該偶極天線包括:兩對(duì)偶極，其環(huán)繞中心區(qū)布置；以及兩對(duì)饋電探針，其每個(gè)饋電探針耦聯(lián)到相應(yīng)的偶極，其中饋電探針與偶極間隔開(kāi)，以便與偶極形成場(chǎng)耦合。
[0006]本發(fā)明的某些示例性實(shí)施例還提供一種偶極天線，該偶極天線包括:兩對(duì)偶極，其環(huán)繞中心區(qū)布置；第一對(duì)饋電探針，其耦聯(lián)到偶極對(duì)的第一對(duì)；以及第二對(duì)饋電探針，其耦聯(lián)到偶極對(duì)的第二對(duì)，其中第一對(duì)饋電探針位于偶極的第一側(cè)上，而第二對(duì)饋電探針位于偶極的第二側(cè)上，該第二側(cè)與第一側(cè)相對(duì)。
【附圖說(shuō)明】
[0007]并入本說(shuō)明書中并構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與上文給出的概括描述以及下文給出的實(shí)施例的詳細(xì)描述一起用于說(shuō)明本發(fā)明的原理。
[0008]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的偶極方陣的前側(cè)的等距視圖；
[0009]圖2是偶極方陣的前側(cè)的平面圖；
[0010]圖3是偶極方陣的后側(cè)的平面圖；
[0011]圖4是從后面看的偶極方陣的等距視圖；
[0012]圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的鉆石形偶極方陣的前側(cè)的平面圖；
[0013]圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的圓形偶極方陣的前側(cè)的平面圖；
[0014]圖7是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的PCB基材的偶極方陣天線的前側(cè)的等距視圖；
[0015]圖8是圖7的偶極方陣天線的后側(cè)的等距視圖；
[0016]圖9是在圖7和圖8中所示偶極方陣的一個(gè)中使用的偶極PCB的后側(cè)的平面圖；
[0017]圖10是在圖7和圖8中所示偶極方陣的一個(gè)中使用的第一饋電PCB的第一側(cè)視圖；
[0018]圖11是第一饋電PCB的第二側(cè)視圖；
[0019]圖12是在圖7和圖8中所示偶極方陣的一個(gè)中使用的第二饋電PCB的第一側(cè)視圖；
[0020]圖13是第二饋電PCB的第二側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]參照?qǐng)D1，雙極化的偶極方陣I顯示為安裝在平面基材2的前面，該基材2為偶極方陣提供支撐，并且為天線提供電接地平面和后反射器?；?還承載饋電網(wǎng)絡(luò)(未示出)。偶極方陣包括兩對(duì)由單件導(dǎo)電材料壓鑄的偶極。第一對(duì)偶極3a、3b相對(duì)于天線的軸線15成-45°定向，而第二對(duì)偶極4a、4b相對(duì)于天線的軸線成+45°定向。兩對(duì)偶極是非交叉的，并環(huán)繞中心區(qū)16布置(與交叉偶極天線相比，在交叉偶極天線中，唯一的一對(duì)偶極在天線中心處交叉)。
[0022]天線包括一排圖1中所示類型的沿天線軸線15成一行布置的偶極方陣，其大體垂直排列(或稍向下傾斜)。未示出其它偶極方陣。
[0023]偶極在構(gòu)造上是相同的，將僅對(duì)偶極3a進(jìn)行描述，以用于說(shuō)明。偶極3a包括一對(duì)支腿5a、5b，該對(duì)支腿5a、5b從中心區(qū)16徑向延伸且與基材平行，并通過(guò)狹槽6分隔，而一對(duì)偶極臂7a、7b平行和垂直于天線軸線15定向。
[0024]偶極3a通過(guò)鉤形的平衡-不平衡變換器(balun)饋電探針驅(qū)動(dòng)，該探針具有平行并接近支腿5b的正面延展的部分Sb以及平行并接近支腿5a的正面延展的部分8a。平衡-不平衡變換器通過(guò)絕緣隔離片(未示出)安裝到支腿5a、5b。平衡-不平衡變換器的部分8a在偶極方陣的中心處連接到饋電線9。
[0025]饋電線具有圖1和圖2中所示的前部9a、圖4中所示的從基材向偶極延伸的部分%、以及也在圖4中示出的后部9c，該后部9c在其末端處具有插入基材2中的突出部。狹槽10形成在偶極3a、4b之間的連接處。
[0026]圖4中所示的V形支腿從偶極方陣的中心區(qū)16延伸。該V形支腿提供支撐結(jié)構(gòu)以將偶極和饋電線支撐在基材2的前面。支撐支腿具有從狹槽10的邊緣延伸并相對(duì)于天線15的軸線成-45°定向的第一部件Ila以及相對(duì)于天線的軸線成+45°定向并連接到偶極中心區(qū)的后側(cè)的第二部件11b，如圖3中最清晰地示出。
[0027]饋電線的部分9b通過(guò)一對(duì)絕緣隔離片(未示出)安裝到支撐支腿的第一部件Ila0然后饋電線9穿過(guò)狹槽10，如圖1中最清晰地示出。
[0028]偶極3b通過(guò)第二鉤形平衡-不平衡變換器驅(qū)動(dòng)，該第二鉤形平衡-不平衡變換器在偶極正面的雙向連接9d處連接到饋電線的部分9a。
[0029]偶極4a、4b通過(guò)相似的平衡-不平衡變換器配置驅(qū)動(dòng)，但在這種情形中，平衡_不平衡變換器位于天線的相對(duì)后側(cè)，如圖3和圖4中最清晰地示出。偶極4a通過(guò)鉤形平衡-不平衡饋電探針驅(qū)動(dòng)，該探針具有平行并接近偶極的一個(gè)支腿的背面延展的部分以及平行并接近另一支腿的背面延展的部分。平衡-不平衡變換器通過(guò)絕緣隔離片(未示出)安裝到支腿，并近似在偶極方陣的中心處連接到饋電線12。
[0030]饋電線12與饋電線9相似，具有前部12a、從基材延伸的部分12b、以及后部12c，該后部12c在其末端處具有插入基材2中的突出部。
[0031]饋電線的部分12b通過(guò)絕緣隔離片(未示出)安裝到支撐支腿的第二部件lib。
[0032]偶極4b通過(guò)第二鉤形平衡-不平衡變換器驅(qū)動(dòng)，該第二鉤形平衡-不平衡變換器在位于基材與偶極之間的雙向連接12d處連接到饋電線的部分12a。
[0033]兩對(duì)偶極通過(guò)平衡-不平衡變換器鄰近饋電，以同時(shí)在兩個(gè)極化面中電輻射。偶極方陣配置為在806Mhz-960MHz的頻率范圍下運(yùn)行，盡管相同的配置也可用于在其它頻率范圍中運(yùn)行。
[0034]在位于基材前面的連接9d、12d處分開(kāi)饋電線意味著僅需要兩條饋電線(而不是四條)來(lái)將偶極耦聯(lián)到通過(guò)基材2承載的饋電網(wǎng)絡(luò)(未示出)。由此，在基材饋電網(wǎng)絡(luò)上僅需要兩條饋電線(而不是四條)。這意味著基材上的饋電網(wǎng)絡(luò)能裝配到傳統(tǒng)的交叉偶極天線(交叉偶極天線僅需要兩條饋電線)以及圖1中所示的偶極方陣。
[0035]與傳統(tǒng)的直饋天線(在直饋天線中，偶極通過(guò)焊接接縫物理連接到饋電探針)相比，鄰近饋電的氣帶配置(在鄰近饋電的氣帶配置中，平衡-不平衡變換器通過(guò)氣隙與偶極間隔開(kāi)，從而它們與偶極形成場(chǎng)耦合)產(chǎn)生更高的帶寬。而且與傳統(tǒng)的直饋天線相比，由于鄰近饋電配置而導(dǎo)致的沒(méi)有焊接接縫導(dǎo)致更小的相互調(diào)制的風(fēng)險(xiǎn)以及更低的制造成本。
[0036]將平衡-不平衡變換器置于偶極的相對(duì)側(cè)上還改進(jìn)了兩個(gè)極化作用之間的絕緣。
[0037]第二偶極方陣20在圖6中示出。除了偶極臂相對(duì)于偶極軸線15成+/-45°而不是0°和90°定向之外，偶極方陣20與偶極方陣I相同。由此與偶極方陣I的方形形狀的輪廓相比，偶極方陣20呈現(xiàn)鉆石形形狀的輪廓。
[0038]第三偶極方陣30在圖7中示出。除了偶極臂以偶極方陣的中心為圓心的圓的形式彎曲之外，偶極方陣30與偶極方陣1、20相同。由此與偶極方陣1、20的方形和鉆石形形狀的輪廓相比，偶極方陣30呈現(xiàn)圓形形狀的輪廓。
[0039]上述的偶極方陣在單件上通過(guò)壓鑄形成。代替地，下文所述實(shí)施例中的偶極方陣在印刷電路板(PC