專利名稱：雙極化天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙極天線，更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明涉及發(fā)射或接收兩個直交極，如垂直和水平，+/-45度斜角，或兩個圓極。在當(dāng)今這個頻繁使用衛(wèi)星廣播和手機通訊的時代，人們對這種制造簡易的雙極化天線的需求不斷增長。
背景技術(shù)：
在雙極化輻射單元系統(tǒng)中，人們已經(jīng)投入相當(dāng)大的人力和物力進(jìn)行了廣泛而深入的研究，已有幾種雙極天線問世，但基本上每一種都需要大量的部件，否則將會產(chǎn)生諸如低接收率或低頻率波段等缺陷。在現(xiàn)有技術(shù)中，例如US4922263、EP0685900 A1、US6008763和US6018319文獻(xiàn)中均描述了用于發(fā)射或接收兩個交叉極的槽狀天線和片狀天線。所有這些天線的第一塊金屬接地導(dǎo)板上都有一個輻射交叉狀的狹槽，并在此接地導(dǎo)板下裝有一塊反射接地導(dǎo)板。接地導(dǎo)板之間的帶狀線用于激活輻射槽。大多數(shù)的這一類天線的輻射槽上都安裝有控制器或所謂的金屬補片。這些天線里的多層結(jié)構(gòu)可在電饋線和輻射片之間進(jìn)行電容性結(jié)合。這種天線的最大缺陷在于其狹窄的頻率波段。
在US3740754，US5481272，US796372，US5952983，US6028563和US6072439文獻(xiàn)中，描述了運用位于其接地導(dǎo)板上的交叉偶極子對的雙極天線。這些文件描述了包括折疊柵極偶極子，蝴蝶結(jié)偶極子和配有印制電路板不平衡變壓器的偶極子在內(nèi)的幾種偶極子。這些輻射陣列具有75-90度的-3db波瓣寬度，所以他們不能被運用在需要40-65度-3db波瓣寬度和更高接收率。
US5940044文獻(xiàn)描述了一種擁有將近60度水平面-3db波瓣寬度的雙傾斜極天線。這種天線包含了多個偶極子附屬陣列，每個附屬陣列由四個鉆石狀的偶極子組成。每個附屬陣列中的其中兩個偶極子都是傾斜的，與接地導(dǎo)板的長邊組成+45度角，以形成一個+45度角的極化輻射元件陣列。另外，兩個偶極子與接地導(dǎo)板的長邊組成-45度角，以形成一個-45度角的極化輻射元件陣列。這樣排列偶極子是為了使呈+45度角的偶極子的相位中心和一個呈-45度角的元件能與跟接地導(dǎo)板長邊平行的一條垂直線對齊。其他呈+45度角的偶極子的相位中心和呈-45度角的元件與另外一條垂直線對齊。這種偶極子方陣的主要缺點在于其復(fù)雜的電饋網(wǎng)絡(luò)。例如，必須使用四條電纜對偶極子進(jìn)行電饋。
EP0973231A2和US6333720B1專利文獻(xiàn)包含其他的、裝有方陣型偶極子的輻射陣列的數(shù)據(jù)。這些偶極子的不平衡變壓器都傾向偶極子方陣的中心，以簡化生產(chǎn)步驟，但盡管如此，這些裝置仍然較為復(fù)雜。
US6313809B1文獻(xiàn)描述了一種雙極輻射體，它包含四個偶極子，這些偶極子更適宜被排列于反射體之上，其頂視圖為一個偶極子方陣。圖1展示了該偶極子輻射體。每個偶極子都是依靠一條對稱線來進(jìn)行電饋的。該對稱線具有以下特點輻射體在極化作用中呈+45度角或-45度角，向已規(guī)定結(jié)構(gòu)的偶極子方陣進(jìn)行電輻射。通向各個偶極子的對稱線的尾端應(yīng)這樣連接起來——相鄰的、互相垂直的每個偶極子的相應(yīng)的饋線的兩半應(yīng)互相通電。正對面的偶極子兩半的電饋是通過減弱(電磁波)的方式實現(xiàn)的，這樣就獲得了第一個極化，并在直角方向形成第2個極化。這種裝置與其他公知的偶極子方陣形輻射體相比，擁有更簡單的電饋網(wǎng)絡(luò)，但盡管有了如此改進(jìn)，該裝置仍然較為復(fù)雜。其中的偶極子的電阻波將近為75歐姆，因此，為了使偶極子與電饋電纜之間不會產(chǎn)生失諧現(xiàn)象，用于對偶極子進(jìn)行電饋的對稱線的電阻波應(yīng)為50-75歐姆。電阻波為75歐姆的對稱線的導(dǎo)體必須要厚，或者導(dǎo)體之間的距離必須要很小。因此，這種輻射體是一種很重的金屬裝置，且擁有用于偶極子末端機械連接的額外非導(dǎo)體部分。該輻射體不能用便宜的輕印制電路板制成，因為用于制造電阻波為50-75歐姆的對稱線的印制電路板導(dǎo)體之間的距離會非常狹窄。
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足而提供雙極化輻射單元。

發(fā)明內(nèi)容
從所提及的現(xiàn)有技術(shù)開始，本發(fā)明的目標(biāo)就是要制造一種雙極化輻射體，該輻射體設(shè)計簡易，接收率高，擁有40-70度的-3db波瓣寬度及已經(jīng)過改進(jìn)的回波損耗和兩極之間的減弱震波。
最佳實施例提供了一種雙極化天線，包括安裝在反射接地導(dǎo)板上方的輻射陣列及四個等效的導(dǎo)體，這些導(dǎo)體組成了兩個垂直的不平橫變壓器并將輻射陣列支撐在輻射接地導(dǎo)板之上。輻射陣列由四個等效的導(dǎo)體環(huán)組成，這些導(dǎo)體環(huán)上有對稱線，且它們的末端都用以下方法連接起來輻射陣列為交叉式，并在交叉導(dǎo)體內(nèi)含有十字形狹槽。每個導(dǎo)體環(huán)作為交叉體的一個分支及十字狹槽的一個分支。該十字輻射陣列的頂視圖為四重對稱形。兩條對稱線為導(dǎo)體環(huán)的對稱線。另外兩條對稱線為交叉體的對角線。支撐導(dǎo)體被連接到接地導(dǎo)板和位于交叉體對角線上的輻射陣列上，并且彼此之間都由十字型狹槽隔開。支撐導(dǎo)體可用印制電路板制成，這些電路板含有一個電饋和匹配網(wǎng)絡(luò)，或者內(nèi)含電饋電纜的電子管；也可用其他形狀的導(dǎo)體制成，例如，橫截面為U形的導(dǎo)體。除此之外可有另外一種選擇，輻射陣列和支撐導(dǎo)體可由金屬片加工制成。
第一個電饋網(wǎng)絡(luò)被連接到十字狹槽的第一條對角線上，第二個電饋網(wǎng)絡(luò)被連接到十字狹槽的第二條對角線上。用這種方式激活的輻射陣列，以兩個互相垂直的電磁場的形式進(jìn)行輻射，這些電磁場的向量為E，并被設(shè)置為與交叉體對角線平行，如圖4a和圖4b所示。同樣的情況適用于圖2至6所示的輻射陣列。本發(fā)明與現(xiàn)有的解決方案相比，這種雙極化天線的設(shè)計更簡易，因為最佳的輻射陣列可以用一塊金屬片或一個印制電路板制成。如果支撐導(dǎo)體能夠在反射接地導(dǎo)板之上用一塊金屬片將彼此連接起來的話，那么有一些形狀的導(dǎo)體環(huán)就可以有更佳的回波損耗。其次，這種雙極天線擁有更高的接收率和更狹窄的波瓣寬度，因為導(dǎo)體環(huán)可以比偶極子更大。例如，一個輻射陣列是由呈鉆石狀的導(dǎo)體環(huán)組成的，這些導(dǎo)體環(huán)上有轉(zhuǎn)換對稱線，并有將近45度的波瓣寬度，如圖5所示。鉆石狀陣列的一邊及轉(zhuǎn)換對稱線的一邊都將近與波長的四分之一相等。因此，穿過交叉導(dǎo)體距離要比波長的長度要長。另外，本發(fā)明與現(xiàn)有的解決方案相比，雙極化天線改進(jìn)了回波損耗或擁有更寬的頻率波段，因為使用了最佳輻射體后，可以有更多的空間擺放匹配網(wǎng)絡(luò)，也可更自由地通過改變導(dǎo)體環(huán)陣列的形狀來改變輻射圈的電阻。
本發(fā)明的雙極化天線改進(jìn)了在兩極之間的減弱，因為最佳輻射體可以作為一個自足的架構(gòu)，這個架構(gòu)可以通過使用如激光切割，蝕刻或打孔等精確的技術(shù)來制成。
本發(fā)明的雙極化天線適用于基座天線陣列的設(shè)計，該陣列的水平面上的波瓣寬度為40-70度。


圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中的偶極子輻射體(US6313809B1)，其中展示了偶極子方陣的頂視圖，并闡明了每個偶極子都是由一條對稱線進(jìn)行電饋的。
圖2示出本發(fā)明的輻射陣列的頂視圖，其中展示了每個十字狹槽上的導(dǎo)體環(huán)都為三角形。
圖3根據(jù)該項發(fā)明，這是輻射陣列的頂視圖，其中展示了每個十字狹槽上的導(dǎo)體環(huán)都為鉆石狀。
圖4a和4b是本發(fā)明輻射陣列的頂視圖，其中展示了十字狹槽上的導(dǎo)體環(huán)都為三角形，并含有一條轉(zhuǎn)換對稱線，該對稱線被連接到導(dǎo)體環(huán)的末端上。
圖5是輻射陣列的頂視圖，其中展示了十字狹槽上的導(dǎo)體環(huán)都為鉆石狀，并含有一條轉(zhuǎn)換對稱線，該對稱線被連接到導(dǎo)體環(huán)的末端上。
圖6是輻射陣列的頂視圖，其中展示了每個十字狹槽上的導(dǎo)體環(huán)都為T形。
圖7a是雙極化天線的頂視圖，其中展示了支撐導(dǎo)體就是內(nèi)含電饋電纜的電子管。
圖7b是雙極天線的側(cè)面圖，其中展示了支撐導(dǎo)體就是內(nèi)含電饋電纜的電子管。
圖7c是雙極化天線交叉對角線的橫截面圖，其中展示了支撐導(dǎo)體就是內(nèi)含電饋電纜的電子管。
圖8是雙極化天線的側(cè)視圖，其中展示了支撐導(dǎo)體的側(cè)面為U形，并在反射接地導(dǎo)板上由一片導(dǎo)電金屬片將彼此連接起來。
圖9a是雙極化天線的頂視圖，其中展示了輻射陣列及支撐導(dǎo)體都是印制電路板。
圖9b是雙極化天線的側(cè)視圖，其中展示了輻射陣列及支撐導(dǎo)體都是印制電路板。
圖10a至10d是圖9a和9b中所示的雙極化天線的印制電路板的前視圖和后視圖，其中展示了將電饋帶狀線焊接到輻射裝置上。
圖11a和11b是雙極化天線的另一種實施例的前視圖，其中描述了將電饋帶狀線電焊接到輻射陣列上。
圖12a是雙極化天線的頂視圖，其中描述了輻射陣列及支撐導(dǎo)體是在金屬片上加工而成的。
圖12b是雙極化天線的頂視圖，其中描述了輻射陣列及支撐導(dǎo)體是由金屬片加工而成的。
圖13是輻射陣列及支撐導(dǎo)體的平視圖，所示的支撐導(dǎo)體是由金屬片制成的并且是直的。
圖14是圖12a中所示的印制電路板的后視圖。
圖15是圖9a和9b中所示的一個由四個+/-45度傾斜極天線組成的陣列的頂視配線圖。
具體實施例方式
現(xiàn)結(jié)合

本發(fā)明的實施例。為了闡明該項發(fā)明與已知的雙極輻射體的區(qū)別，在圖.1.中展示了該輻射體，該已知天線包含有四個偶極子1-4，這四個偶極子更適宜被排列于反射體5之上，且其架構(gòu)頂視圖為一個偶極子方陣。偶極子1-4是通過對稱線6-9來進(jìn)行電饋的，對稱線的第一末端與偶極子1-4連接并通電，第二末端與兩個不平衡變壓器的第10-13末端連接并通電。橫對著的兩個偶極子半塊的電饋是同軸電纜通過小針樣的電橋14和15來傳送的(在圖1中沒有展示)。這些電橋的第一末端連接到不平衡變壓器的末端10和13，并且通電。他們的第二末端16和17安放在靠近不平衡變壓器末端11和12的孔中。同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體連接到電橋末端16和17上并且通電。同軸電纜的外導(dǎo)體連接到靠近不平衡變壓器末端11和12處并且通電。
因此，現(xiàn)有技術(shù)的輻射陣列為一個偶極子方陣，該方陣通過四條對稱線來進(jìn)行電饋，而這四條對稱線又是通過兩條不對稱線來進(jìn)行電饋的，最佳雙極天線的輻射陣列為內(nèi)有十字狹槽的的交叉導(dǎo)體，該交叉導(dǎo)體是通過兩條不對稱線來進(jìn)行電饋的。
以上所提及的雙極天線含有十字狹槽，但已知的天線的十字狹槽是在一片導(dǎo)體金屬片上制造的，并安裝在輻射片和靠近接地導(dǎo)板的反射接地導(dǎo)板之間，最佳雙極天線的十字狹槽是由導(dǎo)體環(huán)組成的，并被安裝在接地導(dǎo)板之上，距離為將近四分之一波長。
根據(jù)最佳發(fā)明，雙極天線的幾個示范形態(tài)都在圖2-11中有所展示，這些示范形態(tài)都有不同形狀的輻射陣列和不平衡變壓器。
圖.2展示了裝有三角形導(dǎo)體環(huán)陣列的輻射陣列的頂視圖，其中的21-24為交叉導(dǎo)體的分支，25-28為十字狹槽的分支，虛線部分為交叉導(dǎo)體的對稱線，與導(dǎo)體環(huán)內(nèi)的十字狹槽的對稱線相同。
圖.3展示了裝有鉆石狀導(dǎo)體環(huán)陣列的輻射陣列的頂視圖，其中的31-34為導(dǎo)體環(huán)的分支，35-38為十字狹槽的分支。
圖4a和4b中展示了一種輻射陣列的頂視圖，其中展示了每個十字狹槽的導(dǎo)體環(huán)為三角形，且每個導(dǎo)體環(huán)都含有一條轉(zhuǎn)換對稱線，這條對稱線被連接到三角形導(dǎo)體環(huán)的每個角的末端，41-44為交叉導(dǎo)體的分支，45-48為十字狹槽的分支，18、19、49、50為轉(zhuǎn)換對稱線。在圖.4a中，第一條電饋線及其不平衡變壓器被連接到左頂端，交叉導(dǎo)體的右底端角落被標(biāo)上“+”和“-”。在圖4b中，第二條電饋線及其不平衡變壓器被連接到左頂端，交叉導(dǎo)體的右底端角落被標(biāo)上“+”和“-”。在圖.4a中，大箭頭表示+45度的、由第一電饋線激活的電磁場極化，小箭頭表示電流的方向，這些電流是由交叉導(dǎo)體的第一條電饋線激活的。在圖4b中，大箭頭表示-45度的、由第二條電饋線激活的電磁場極化，小箭頭表示電流的方向，這些電流是由交叉導(dǎo)體的第二條電饋線激活的，因為交叉導(dǎo)體擁有對稱線，如圖.4a中虛線所示，由第一條電饋線流過交叉導(dǎo)體左頂端和右底端角落的電壓為零伏。因此，第一條電饋線不會激活第二條電饋線，因為交叉導(dǎo)體擁有對稱線，如圖4b中虛線所示，由第二條電饋線流過右頂端和左底端角落的電壓為零伏，因此，第二電饋線不會激活第一電饋線，所以通過這種方式激活的輻射陣列的輻射方式為兩個互相垂直的減弱震波的電磁場，這兩個電磁場的向量(矢量)為E，并被設(shè)置為與交叉對角線平行。
圖5展示了一種輻射陣列的頂視圖，其中展示了每個十字狹槽的導(dǎo)體環(huán)為鉆石狀，且每個導(dǎo)體環(huán)都含有一條轉(zhuǎn)換對稱線，這條對稱線被連接到鉆石狀導(dǎo)體環(huán)的每個角的末端，51-54為交叉導(dǎo)體的分支，55-58為十字狹槽的分支，59、60、69、70為轉(zhuǎn)換對稱線。
圖6展示了一種輻射陣列的頂視圖，其中展示了十字狹槽的導(dǎo)體環(huán)為T字形，61-64為導(dǎo)體環(huán)，65-68為十字狹槽的分支。電饋線及其不平衡變壓器被連接到輻射陣列上，如圖2所示。
圖3、圖5和圖6與圖4a和圖4b相同的位置都被標(biāo)上“+”和“-。
該輻射陣列為創(chuàng)造一個系列的天線提供了條件，這個系列的天線的波瓣寬度可達(dá)40到70度。在圖2和圖6中展示的輻射陣列可產(chǎn)生波瓣寬度為將近60至70度的電波。在圖3和圖4中展示的輻射陣列可產(chǎn)生波瓣寬度為將近50至60度的的電波.。在圖5展示的輻射陣列可產(chǎn)生波瓣寬度為將近40至50度的電波。導(dǎo)體環(huán)的最佳形狀取決于合適的波瓣寬度、運作頻率及電饋線電阻。因此，根據(jù)該項發(fā)明，與在圖2和圖6中所示的的輻射陣列相比，該輻射陣列可以安裝其他形狀的導(dǎo)體環(huán)。例如，在設(shè)計波瓣寬度為65度，運作頻率波段為15-30％，電饋線電阻為50歐姆的雙極天線的過程中，我們發(fā)現(xiàn)輻射陣列的形狀應(yīng)如圖.7-圖15中所示。這些輻射陣列的導(dǎo)體環(huán)可為T字形或擁有一條轉(zhuǎn)換對稱線的三角形，這條對稱線的電阻是可變的。
關(guān)于另一個天線的說明中，轉(zhuǎn)換對稱線可以是階躍式的，以獲得最佳匹配。
圖7-13展示了幾種支撐導(dǎo)體的實施例，這些支撐導(dǎo)體在最佳雙極天線中起到不平衡變壓器的作用。
圖7a-圖7c展示了一個雙極天線的第一個實施例，其中的支撐導(dǎo)體是內(nèi)含電饋電纜的電子管。在這些展示圖中，交叉導(dǎo)體71是用金屬片制成的，72為十字狹槽。73至76為將交叉導(dǎo)體71連接到反射接地導(dǎo)板79上的電子管，這些電子管可以起到不平衡變壓器的作用。77和78為將同軸電饋電纜的內(nèi)導(dǎo)體80和89連接到電子管75和76上的電線。該天線的所有部件都是用黃銅制成的，并用焊接方法將彼此連接起來。
在反射基板上，包含互相短路支撐導(dǎo)體的導(dǎo)體8 7的雙極化天線的第二個實施例示于圖8中。其中橫向?qū)w81是由金屬片制成，82是十字形槽。橫截面為U字形的導(dǎo)體83-86將交叉導(dǎo)體81連接到反射金屬片88上，且可起到不平衡變壓器的作用。這種天線的所有部件都用黃銅制成，并用焊接方法將彼此連接起來。第一條同軸電饋電纜必須沿著U形導(dǎo)體，安裝在該導(dǎo)體與起邊欄之間。第一條同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體被連接到其對面的，位于交叉導(dǎo)體81之上的導(dǎo)體83上。因此，在這個實施例中的電饋線通過同樣的方法激活交叉導(dǎo)體81，就如第一個實施例中的交叉導(dǎo)體71一樣。短路導(dǎo)體87可改變不平衡變壓器的電阻，并可起到匹配電路的作用。
在雙極天線的第三個實施例中的交叉導(dǎo)體和支撐導(dǎo)體都是用印制電路板制成的，如圖.9a和圖.9b中所示，其中的91為印在基座97上的交叉導(dǎo)體，92為十字狹槽。基座101和102在它們的其中一面上裝有印制導(dǎo)體，該導(dǎo)體起到不平衡變壓器的作用，另一面上裝有含有匹配網(wǎng)絡(luò)的電饋帶狀線。圖10a-10d中展示了基座的兩面，基座101含有反射體93和95，這些反射體位于頂邊，反射體103和105位于底邊，基座102含有反射體94和96，這些反射體位于頂邊，反射體104和106位于底邊，反射體93-96安裝在基座97的矩形孔上，如圖9a中所示，反射體103-106安裝在反射接地導(dǎo)板98的矩形孔上，且被焊接到接地導(dǎo)板上。第一電饋線100安裝在基座101的一面上，且該電饋線含有匹配電路111及電橋112。用焊錫絲99將安放在反射體93上的電橋末端焊接到交叉導(dǎo)體91上，在第一電饋線100中起到不平衡變壓器作用的導(dǎo)體107和108安裝在基座101的另外一面上，并用焊錫絲90將其焊接到反射體93和95上的交叉導(dǎo)體91上。第二電饋線113安裝在基座102上，并且含有匹配電路114和電橋115。用焊錫絲99將安放在反射體96上的電橋末端焊接到交叉導(dǎo)體91上，在第二電饋線113中起不平衡變壓器作用的導(dǎo)體109和110安放在基座102的另一面上，并用焊錫絲90將它們焊接到安裝在反射體94和96上的的交叉導(dǎo)體91上，在組裝天線的時候，基座102安放在基座101的狹槽104上。
圖.11a和11b中展示了另外一個電橋的示范形態(tài)，其中，電橋112的末端連接到帶116上，電橋115連接到帶117上。這些帶子都是敞開的波導(dǎo)管短路線，這些線路將電橋112和115相對應(yīng)地連接到導(dǎo)體107和109上。如果這些波導(dǎo)管短路線的電長(波導(dǎo)管線路的長度乘以組成波導(dǎo)管短路線的微型帶狀線的延遲系數(shù))小于天線輻射出的波長的四分之一的話，那么這些線路就可以產(chǎn)生電容性結(jié)合；如果電長等于波長的四分之一的話，就會產(chǎn)生短路。
在雙極天線的第四個實施例中，交叉導(dǎo)體121和導(dǎo)體123將交叉導(dǎo)體121支撐在反射接地導(dǎo)板125之上，并起到由一塊金屬片制成的不平衡變壓器的作用，如.圖12a和12b所示。在此，122為十字形狹槽。導(dǎo)體123的彎曲末端124安放在反射接地板125，并用鈕釘139連接好。
圖.13中展示了用一塊裝有支撐導(dǎo)體的，直的金屬片制成的支撐導(dǎo)體和輻射陣列的頂視圖，小孔138是專門為鈕釘139而設(shè)的，鈕釘用于將輻射陣列固定到其在反射接地板125的相應(yīng)位置上，虛線部分為導(dǎo)體123的曲線。
該天線含有非導(dǎo)體基座126，該基座位于交叉導(dǎo)體121之上，且在其各面都有印制磁軌。帶狀線127和128安放在基座126的頂面上，如圖.12a中所示，帶狀線127的第一末端連接到第一條同軸電纜133的內(nèi)導(dǎo)體131上，帶狀線127的第二末端通過電橋150被連接到安裝在十字狹槽122的其中一面上的敞開波導(dǎo)管短路線129上，以在帶狀線127的第二末端與交叉導(dǎo)體121之間產(chǎn)生電容性結(jié)合。帶狀線128的第一末端連接到第二條同軸電纜134的內(nèi)導(dǎo)體132上。帶狀線128的第二末端通過電橋135被連接到安裝在十字狹槽122另一面上的敞開波導(dǎo)管短路線130上，以在帶狀線128的第二末端與交叉導(dǎo)體121之間產(chǎn)生電容性結(jié)合。
圖14展示了基座126的底面，導(dǎo)體141和142安放在這個底面上，并彼此被狹槽140隔開。導(dǎo)體141安放在帶狀線127的對面，導(dǎo)體142安放在帶狀線128的對面。絕緣環(huán)145和146排列在小孔143和144的周圍。電饋線133和134的內(nèi)導(dǎo)體131和132的末端安放在小孔143和144上，電饋線133和134的外導(dǎo)體焊接到被排列在非導(dǎo)體環(huán)145和146周圍的導(dǎo)體141和142上。當(dāng)絕緣基座126被安放在交叉導(dǎo)體121上方時，導(dǎo)體141和142會與交叉導(dǎo)體121產(chǎn)生電容性結(jié)合，該結(jié)合可通過將導(dǎo)體141和142直接連接到交叉導(dǎo)體121上的方法進(jìn)行，如果需要的話也可使用一塊介電薄膜，以避免因兩塊金屬部件的直接接觸而產(chǎn)生被動互調(diào)。
因此，第一電饋電纜133通過帶狀線127和導(dǎo)體141激活交叉導(dǎo)體121和十字狹槽122，第二電饋電纜134通過帶狀線128和導(dǎo)體142激活交叉導(dǎo)體121和十字狹槽122。
這種天線的輻射陣列和接地板都用鋁制成，并用鈕釘138連接起來。為了避免因金屬部件直接接觸而產(chǎn)生的被動互調(diào)，應(yīng)在交叉導(dǎo)體121與導(dǎo)體141和142之間放置一片塑料薄膜136。另一片塑料薄膜137放置在導(dǎo)體123的彎曲末端124與反射接地板125之間。圖12a和12b中所示的鈕釘138是用塑料制成的。
圖15展示了根據(jù)該項發(fā)明運作的、由四個天線組成的+/-45度傾斜極的天線陣列的配線頂視圖。輻射陣列151-154為安放在基座155-158上的薄電導(dǎo)體，如圖9a和9b所示，沿著反射接地板159的長邊安放的邊墻160和161，用于調(diào)節(jié)機械力度和波瓣寬度.。沿著反射接地板159的短邊安放的邊墻162和163與邊墻164-166一起安放在輻射陣列151-154之間，以改善該天線陣列+45度傾斜極與-45度傾斜極之間的絕緣。
根據(jù)本發(fā)明，已有幾種波瓣寬度為65度的雙極天線的樣本被設(shè)計出來，這些樣本適用于800-960MHz頻率波段的情況中，其他的樣本則使用于1700-2170MHz頻率波段的情況中。所有樣本的各個極之間的絕緣度都大于34dB，回波損耗都優(yōu)于20dB。根本發(fā)明，這些天線都可以設(shè)計用于其他的頻率波段中。
一個由四個天線組成的+/-45度傾斜的極化天線陣列的樣本如圖.15所示，在頻率波段為1700-2170MHz的情況下，其各極之間的絕緣率優(yōu)于32dB。
當(dāng)使用實施例闡明本發(fā)明，并且實施例在本文中已詳細(xì)加以描述，申請人認(rèn)為說明書中關(guān)于本發(fā)明實施例的詳細(xì)描述，并不構(gòu)成對所附權(quán)利要求的限制。因此，該項發(fā)明所涉及的范圍并不限于這些特定的細(xì)節(jié)、代表性的裝置和示例。實際上，這些改變或變更不脫離申請人的通常的發(fā)明精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一個雙極化天線，包括一個安放在一個反射接地板之上的輻射陣列，四個支撐導(dǎo)體，這些導(dǎo)體組成了兩個垂直的不平衡變壓器，并將一個輻射陣列支撐在反射接地板之上，其中，一個輻射陣列由四個等效的導(dǎo)體環(huán)組成，這些導(dǎo)體環(huán)擁有對稱線，且以這種的方式彼此連接起來，即輻射陣列為交叉狀，并在次陣列內(nèi)包含有一個十字狹槽，每個導(dǎo)體環(huán)構(gòu)成交叉導(dǎo)體的一個分支及十字狹槽的一個分支，交叉導(dǎo)體有四條對稱線，兩條為導(dǎo)體環(huán)的對稱線，另外兩條為交叉導(dǎo)體的對角線，支撐導(dǎo)體連接到接地板和交叉導(dǎo)體的對角線上，第一個電饋網(wǎng)絡(luò)連接到交叉導(dǎo)體上的，穿過十字狹槽的第一條對角線上，第二個電饋網(wǎng)絡(luò)連接到交叉導(dǎo)體上的，穿過十字狹槽的第二條對角線上，輻射陣列通過這種方式被激活，其輻射方式為兩個互相垂直的電磁場，該電磁場擁有被設(shè)定與交叉導(dǎo)體對角線平行的E矢量。
2.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線，其中輻射陣列的導(dǎo)體環(huán)為三角形。
3.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線，其中輻射陣列的導(dǎo)體環(huán)為鉆石狀。
4.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線，其中按照權(quán)利要求1所述的雙極化天線，其中輻射陣列的導(dǎo)體環(huán)包含有一組轉(zhuǎn)換對稱線。
5.按照權(quán)利要求1所述的雙極化天線，其中輻射陣列的導(dǎo)體環(huán)為三角形，且包含有一組轉(zhuǎn)換對稱線。
6.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線，其中輻射陣列的導(dǎo)體環(huán)為鉆石狀，且含有一組轉(zhuǎn)換對稱線。
7.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線，其中輻射陣列的導(dǎo)體環(huán)為T字形。
8.按照權(quán)利要求1、4、5或6之一所述雙極化天線，其中轉(zhuǎn)換對稱線的特有的阻抗是可變的。
9.按照權(quán)利要求1、4、5或6之一所述雙極化天線，其中的轉(zhuǎn)換對稱線由擁有不同特性阻抗的轉(zhuǎn)換對稱線組成。
10.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線，其中反射接地板是有邊墻的。
11.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線，其中在導(dǎo)體環(huán)與反射接地板之間的隔離片小于0.3波長。
12.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線根據(jù)要求1，雙極天線的輻射元件的導(dǎo)體環(huán)由一片導(dǎo)體材料制成。
13.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線，其中輻射元件的導(dǎo)體環(huán)排列在一塊印制電路板上。
14.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線，其中支撐導(dǎo)體由包含在管內(nèi)的電饋電纜的管子制成。
15.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線，其中支撐導(dǎo)體的交叉部分為U字形。
16.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線，其中支撐導(dǎo)體由含有電饋帶狀線的印制電路板及內(nèi)含穿過十字狹槽并連接電饋線和導(dǎo)體環(huán)的匹配線路。
17.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線，其中交叉導(dǎo)體和支撐導(dǎo)體由一塊金屬片制成。
18.按照權(quán)利要求1、14之一所述的雙極化天線，其中的電饋電纜被安放在位于交叉導(dǎo)體對角線之上的導(dǎo)體電橋連接到越過十字狹槽的交叉導(dǎo)體上。
19.按照權(quán)利要求1或16之一所述雙極化天線，其中越過十字狹槽并連接電饋帶狀線與交叉導(dǎo)體的電橋直接連接到交叉導(dǎo)體上。
20.按照權(quán)利要求1或16之一所述雙極化天線，其中越過十字狹槽并連接電饋帶狀線與交叉導(dǎo)體的電橋的末端都與連接電橋末端與相應(yīng)的不平衡變壓器的導(dǎo)體的波導(dǎo)管短路線相連。
21.按照權(quán)利要求1或17之一所述雙極化天線，其中雙極化天線包含有安放在交叉導(dǎo)體上的印制電路板，電饋帶狀線，電橋，安放在表面的波導(dǎo)管短路線，安放在與相應(yīng)電饋帶狀線相對的底面的導(dǎo)體。
22.按照權(quán)利要求1、17或21之一所述雙極化天線，其中雙極化天線的電橋沿著交叉導(dǎo)體的對角線越過十字狹槽，且它們的第一個末端連接到波導(dǎo)管短路線上，第二末端連接到電饋帶狀線上。
23.按照權(quán)利要求1、17、21或22之一所述雙極化天線，其中雙極化天線的介電薄膜被安放在印制電路板與交叉導(dǎo)體之間。
24.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線，其中雙極化天線的不平衡變壓器包含在反射接地板上互相短路支承多個導(dǎo)體的導(dǎo)體。.
25.按照根據(jù)要求1或17之一所述雙極化天線，其中該天線包含有一片介電薄膜，該薄膜被安放在支撐導(dǎo)體的彎曲端和反射接地板之間。
26.按照權(quán)利要求1、17、21、22或23之一所述雙極化天線，其中雙極化天線的電饋電纜的內(nèi)導(dǎo)體的末端連接到電饋帶狀線上，電饋電纜的外導(dǎo)體的末端連接到安放在與電饋帶狀線相對的印制電路板的底面上。
27.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線，其中雙極化天線擁有小于70度的波瓣寬度。
28.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線，其中雙極化天線擁有小于60度的波瓣寬度。
29.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線，其中雙極化天線擁有小于50度的波瓣寬度。
30.按照權(quán)利要求1所述雙極化天線，其中含有兩個或更多輻射元件的雙極化天線陣列沿著一個天線陣列的軸線排列，且相對天線陣列軸線以+45度和-45度的方式輻射。
全文摘要
雙極化天線包含有安放在反射接地板之上的輻射陣列，四個支撐導(dǎo)體，這四個支撐導(dǎo)體組成兩個互相垂直的不平衡變壓器，并將輻射陣列支撐在反射接地板之上。輻射陣列由四個擁有對稱線的等效導(dǎo)體環(huán)組成，且彼此首尾相連。每個導(dǎo)體環(huán)形成導(dǎo)體環(huán)的一個分支和十字狹槽的一個分支。交叉導(dǎo)體有四條對稱線，其中的兩條是導(dǎo)體環(huán)的對稱線，另外兩條是交叉導(dǎo)體的對角線。支撐導(dǎo)體連接到接地板和交叉導(dǎo)體的對角線上。通過此方式激活的輻射陣列以兩個互相垂直的電磁場，這些磁場擁有被設(shè)定與交叉導(dǎo)體對角線平行E矢量。
文檔編號H01Q21/26GK1591976SQ0315595
公開日2005年3月9日 申請日期2003年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月27日
發(fā)明者艾提奧 申請人:廣州埃信科技有限公司, 廣州埃信電信設(shè)備有限公司