專利名稱：饋電波導(dǎo)和扇區(qū)天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于微波和毫米波段的無線通信設(shè)備的饋電波導(dǎo)，并且涉及一種使用饋電波導(dǎo)的扇區(qū)天線。
背景技術(shù)：
近年來，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了例如無線LAN的超高速無線通信系統(tǒng)或者根據(jù)IEEE1394標(biāo)準(zhǔn)的通信系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)包括運(yùn)動(dòng)畫面的多媒體數(shù)據(jù)傳輸。這種系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)在低誤碼率下至少100Mbps的超高速數(shù)據(jù)傳輸。為了避免多徑傳播對(duì)通信產(chǎn)生不利影響，使用窄波束天線并且實(shí)現(xiàn)從特定位置到特定位置的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。
圖1A和1B示出了現(xiàn)有技術(shù)的窄波束天線的示意圖。該天線是平面天線，其中在一個(gè)表面上形成饋電部分53并且在另一個(gè)表面上形成天線元件，圖1A是從饋電表面52處看的窄波束天線的透視圖，并且圖1B是從天線輻射表面51處看的透視圖。
在天線輻射表面51上形成了多個(gè)圓形的設(shè)置元件，從而形成了隙縫陣列天線。從饋電部分53形成了波導(dǎo)(未示出)，饋電部分53設(shè)置于饋電表面52上并且朝向天線輻射表面51。在該天線中，如圖1B示意所示，饋電表面52的供電導(dǎo)致具有極強(qiáng)方向性的天線輻射波束54的發(fā)射。
圖1A和1B中所示形式的天線具有較差可用性的缺點(diǎn)，需要天線的方向性調(diào)整并且不能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)到多點(diǎn)的通信?？梢钥紤]用于解決這些問題的一種方法是使用扇區(qū)天線，合成具有不同方向的天線輻射波束的多個(gè)天線。然而，只合成天線的扇區(qū)天線具有發(fā)射功率分散在每一個(gè)扇區(qū)中的缺點(diǎn)，導(dǎo)致通信距離的縮短。一個(gè)公知的改善該問題的方法是使得能夠根據(jù)需要來選擇要提供天線輻射波束的扇區(qū)。
圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)具有扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)的毫米波段扇區(qū)天線71的示意透視圖。在圖2所示的示例中，在托板72上形成金字塔結(jié)構(gòu)，并且在該結(jié)構(gòu)的四個(gè)側(cè)面表面的每一個(gè)上形成天線元件。如圖所示，形成天線，其中在每一個(gè)表面中形成的天線元件對(duì)于每一個(gè)表面在不同方向上發(fā)射天線輻射波束64。
在托板72上設(shè)置一個(gè)饋電端口63，并且從該饋電端口63到每一個(gè)天線形成波導(dǎo)。因此波導(dǎo)在中間出現(xiàn)分支以便形成多個(gè)饋電分布路徑73。在每一個(gè)扇區(qū)的天線之前，在每一個(gè)饋電分布路徑73中按照MMIC(單片微波集成電路)74形成用于確定電源是否提供給每一個(gè)扇區(qū)的選擇結(jié)構(gòu)。結(jié)果，扇區(qū)天線71中的MMIC74的操作選擇用于提供天線輻射波束64的扇區(qū)，從而可以選擇輻射方向。
例如，也在JP-A-H11-225013中公開了這種扇區(qū)天線。在JP-A-H11-225013中說明的扇區(qū)天線具有一種構(gòu)造，其中使用導(dǎo)體反射板使從多個(gè)天線元件中發(fā)射的輻射波束指向不同方向。每一個(gè)天線元件的饋電波導(dǎo)開始于一個(gè)饋電端口、通過MIC(微波集成電路)、并且分支到多個(gè)波導(dǎo)，從而MIC的操作能夠選擇與要供電的天線元件相連的波導(dǎo)。
然而，在結(jié)合圖2所述的現(xiàn)有技術(shù)示例的配置中，對(duì)于每一個(gè)扇區(qū)的選擇結(jié)構(gòu)，即MMIC74，較長的饋電分布路徑73的存在導(dǎo)致到饋電分布路徑73的發(fā)射功率的泄漏，而不是從饋電分布路徑73到選定扇區(qū)的泄漏，并因此減少了有效發(fā)射功率。還有在切斷的MMIC74中反射信號(hào)波的缺點(diǎn)，并且這些反射的信號(hào)波干擾發(fā)射到選定扇區(qū)的信號(hào)波并且產(chǎn)生不利影響。
在JP-A-H11-225013中所述的扇區(qū)天線中，只示出了作為選擇結(jié)構(gòu)的每一個(gè)天線開關(guān)的電路，并且沒有考慮到非選定饋電分布路徑的發(fā)射功率的泄漏以及由反射導(dǎo)致的不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在具有多個(gè)分支波導(dǎo)并且允許選擇到每一個(gè)分支波導(dǎo)的供電的饋電波導(dǎo)中，減少到非選定分支波導(dǎo)的功率的泄漏并且減少從非選定分支波導(dǎo)的反射所導(dǎo)致的不利影響。此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是在給扇區(qū)天線的每一個(gè)天線供電中使用上述饋電波導(dǎo)并且因此提供一種能夠既有效且具有較少錯(cuò)誤地發(fā)射數(shù)據(jù)的扇區(qū)天線。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，具有從饋電一側(cè)波導(dǎo)分支出的多個(gè)分支波導(dǎo)的饋電波導(dǎo)具有用于選擇性地切斷每一個(gè)分支波導(dǎo)的選擇結(jié)構(gòu)。這些選擇結(jié)構(gòu)被設(shè)置在從饋電一側(cè)波導(dǎo)到多個(gè)分支波導(dǎo)的分支點(diǎn)處的每一個(gè)分支波導(dǎo)的開始位置。
按照這種配置，當(dāng)使用選擇結(jié)構(gòu)來切斷從一個(gè)分支點(diǎn)分出的任意分支波導(dǎo)時(shí)，分支點(diǎn)實(shí)際上等效于其中不存在已經(jīng)被切斷的分支波導(dǎo)的波導(dǎo)。結(jié)果，可以將發(fā)射功率傳輸?shù)轿辞袛嗟姆种Р▽?dǎo)一側(cè)，實(shí)際上沒有到已經(jīng)切斷的分支波導(dǎo)的發(fā)射功率的泄漏并且實(shí)際上沒有從已經(jīng)切斷的分支波導(dǎo)的反射。
根據(jù)本發(fā)明的另一種模式，選擇結(jié)構(gòu)被設(shè)置在從饋電一側(cè)波導(dǎo)到多個(gè)分支波導(dǎo)的分支點(diǎn)處、從每一個(gè)分支波導(dǎo)的開始位置進(jìn)入每一個(gè)分支波導(dǎo)nλ/2的位置，其中λ是波導(dǎo)中傳輸信號(hào)的波長并且n是正整數(shù)。
按照這種配置，當(dāng)使用選擇結(jié)構(gòu)來切斷從一個(gè)分支點(diǎn)分出的任意分支波導(dǎo)時(shí)，發(fā)射功率前進(jìn)到已經(jīng)被切斷的分支波導(dǎo)但是由選擇結(jié)構(gòu)反射并且不會(huì)傳輸超出該點(diǎn)。已經(jīng)由此時(shí)處于切斷狀態(tài)的選擇結(jié)構(gòu)反射的反射波具有與在分支波導(dǎo)的開始位置的傳輸信號(hào)相同的相位，從而可以減少發(fā)射功率的損耗和由反射波導(dǎo)致的不利影響。
在本發(fā)明中，可以由波導(dǎo)管形成饋電波導(dǎo)，從而可以低損耗地發(fā)射用于超高速通信中的例如毫米波的短波電磁波。
在這種情況中，波導(dǎo)管可以具有由導(dǎo)電壁形成的普通結(jié)構(gòu)，但是也可以通過在小于λ/2的間距處形成導(dǎo)電通路來組成，從而設(shè)置了導(dǎo)電通路的通路行實(shí)際上具有作為對(duì)于發(fā)射功率為連續(xù)的導(dǎo)電壁的功能，然后使用這種功能來從由通路行以及介質(zhì)板中的金屬層有效形成的導(dǎo)電壁中形成偽波導(dǎo)管。對(duì)于后一種組成的情況，其有利于按照平面形式在介質(zhì)板上形成希望的波導(dǎo)，即利于平面電路的形成。
當(dāng)波導(dǎo)形成波導(dǎo)管(包括偽波導(dǎo)管)時(shí)，可以形成選擇性的結(jié)構(gòu)，通過有效地形成阻擋(block)組成分支波導(dǎo)的波導(dǎo)管的橫截面的導(dǎo)電壁，切斷波導(dǎo)。
更具體地，可以從在組成分支波導(dǎo)的波導(dǎo)管的相對(duì)導(dǎo)電壁之間延伸的二極管以及選擇性地給二極管施加反向偏置電壓或順相配置電壓的電路中形成選擇結(jié)構(gòu)。將正向偏置電壓施加到二極管的應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致二極管有效地作為導(dǎo)電通路。通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置二極管，由二極管有效地形成的導(dǎo)電通路作為阻擋形成分支波導(dǎo)的波導(dǎo)管的橫截面的導(dǎo)電壁，從而選擇結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)切斷狀態(tài)。當(dāng)將反向偏置電壓施加給二極管時(shí)，二極管對(duì)在波導(dǎo)管中傳輸?shù)陌l(fā)射功率沒有影響并且因此選擇結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)開啟狀態(tài)?？梢匀菀椎貙⑦@些二極管安裝在平面電路組成中的介質(zhì)板上。
作為另一個(gè)模式，可以從導(dǎo)體板以及選擇性地使導(dǎo)電板移動(dòng)到阻擋組成分支波導(dǎo)的波導(dǎo)管橫截面的位置和開啟波導(dǎo)管的位置的結(jié)構(gòu)中組成選擇結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的扇區(qū)天線的特征在于其使用上述饋電波導(dǎo)作為到每一個(gè)具有不同方向的方向性的多個(gè)天線的饋電波導(dǎo)。在該饋電波導(dǎo)中，如上述解釋，可以管理發(fā)射功率傳輸?shù)竭x定的分支波導(dǎo)而減少到未選定分支波導(dǎo)的功率的泄漏以及從未選定波導(dǎo)反射的波的不利影響，結(jié)果，本發(fā)明的扇區(qū)天線可以實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)傳輸并且具有較少的錯(cuò)誤。
此外，可以由波導(dǎo)管形成饋電波導(dǎo)，從而本發(fā)明的扇區(qū)天線可以應(yīng)用于使用例如毫米波的短波長電磁波的超高速通信。特別地，如上述解釋，使用導(dǎo)體通路和介質(zhì)板中的金屬層來形成波導(dǎo)管的組成有利于作為平面電路的希望饋電波導(dǎo)的形成以及其有利于平面扇區(qū)天線的組成。
如上述解釋，本發(fā)明可以減少到未選定分支波導(dǎo)的功率的泄漏以及在具有分支的饋電波導(dǎo)中從未選定分支波導(dǎo)反射的波所導(dǎo)致的不利影響，并且，使得只到選定分支波導(dǎo)的發(fā)射功率的有效傳輸是有效的并且實(shí)際上不受反射的影響。
在本發(fā)明中，可以由波導(dǎo)管形成波導(dǎo)，從而可以實(shí)現(xiàn)具有較低損耗的例如毫米波的短波長電磁波的傳輸。此外，實(shí)際上在上述波導(dǎo)光中不會(huì)發(fā)生反射效應(yīng)，從而可以實(shí)現(xiàn)幾乎沒有差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸。因此可以有利地將本發(fā)明的波導(dǎo)應(yīng)用于超高速無線通信中。
使用本發(fā)明這種饋電波導(dǎo)的扇區(qū)天線可以低損耗、不受反射影響地提供選定方向中的天線輻射，并且能夠?qū)崿F(xiàn)較少差錯(cuò)的超高速數(shù)據(jù)傳輸。此外，使用這種扇區(qū)天線有利于天線方向的調(diào)整并因此能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)到多點(diǎn)的通信。


圖1A是從饋電表面一側(cè)看的現(xiàn)有技術(shù)示例的窄波束天線的透視圖；圖1B是從天線輻射表面看的圖1A的窄波束天線的透視圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的扇區(qū)天線示例的透視圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例從饋電表面看的扇區(qū)天線的透視圖；圖3B是從天線輻射表面看的圖3A的扇區(qū)天線的透視圖；圖4A是具有分支饋電線的圖3A的扇區(qū)天線的平面圖；圖4B是具有分支饋電線的圖3A的扇區(qū)天線的垂直面圖；圖5是從饋電表面一側(cè)看的本發(fā)明另一個(gè)扇區(qū)天線的透視圖；圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明另一種配置的扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)、具有分支饋電線的垂直面圖；以及圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明又一種配置的扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)、具有分支饋電線的垂直面圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖的下述解釋有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例。
圖3A和圖3B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的饋電波導(dǎo)的示意圖以及備有這種饋電波導(dǎo)的扇區(qū)天線。本實(shí)施例的扇區(qū)天線是平面天線，其中在介質(zhì)板11的一個(gè)表面上形成了饋電端口3并且在另一個(gè)表面上形成了天線元件；圖3A是從饋電表面2一側(cè)看的透視圖，以及圖3B是從天線輻射表面1一側(cè)看的透視圖。
在該扇區(qū)天線中，形成了多個(gè)圓形元件作為天線元件。在四個(gè)區(qū)域的每一個(gè)中按陣列排列這些天線元件，從而在垂直或水平方向上都可以切割矩形的天線輻射表面1。在每一個(gè)區(qū)域中形成的天線元件組成一個(gè)扇區(qū)的天線10a、10b、10c和10d。扇區(qū)天線10a、10b、10c和10d的每一個(gè)可以是平板天線或隙縫天線，并且在任意一種情況中，每一個(gè)天線具有不同方向的方向性，如圖3B中天線輻射波束4所示意。因此，使得可以選擇提供發(fā)射功率到這些天線10a、10b、10c和10d，有利于調(diào)整天線的方向性，并且能夠應(yīng)用于點(diǎn)到多點(diǎn)的通信。
由在介質(zhì)板11中延伸的波導(dǎo)管形成從饋電端口3到每一個(gè)天線10a、10b、10c和10d的波導(dǎo)。如圖3A中虛線所示，由這些波導(dǎo)管實(shí)現(xiàn)的波導(dǎo)從饋電端口3向天線輻射表面1一側(cè)延伸，并隨后與在圖3A中向上并向下延伸的主饋電線5相連。主饋電線5的兩個(gè)末端分別與向圖3A的右和左延伸的分支饋電線6和7相連。分支饋電線6的兩個(gè)末端分別與分別通到天線10a和10b的扇區(qū)天線饋電線9a和9b相連。分支饋電線7的兩個(gè)末端分別與扇區(qū)天線饋電線9c和9d相連。
本實(shí)施例中，扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)8a、8b、8c和8d被設(shè)置在各自分支點(diǎn)處，是從主饋電線5到分支饋電線6和7的分支部分。
下面的解釋結(jié)合圖4A和4B涉及扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)8a、8b、8c和8d的配置。圖4A是具有分支饋電線6的平面圖并且圖4B是垂直面圖。
本實(shí)施例中，扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)8a和8b由與電路(未示出)相連用于選擇性地提供反向偏置電壓或正向偏置電壓的圓筒形二極管組成。設(shè)置這些二極管，使組成分支饋電線6的波導(dǎo)管的壁之間的間距小于λ/2，其中λ是在波導(dǎo)中的傳輸信號(hào)的波長。
在圖4A和4B所示的示例中，將正向偏置電壓施加到扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)8b的二極管上，從而二極管進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。結(jié)果，該二極管有效地作為導(dǎo)體，即，呈現(xiàn)在波導(dǎo)管中形成圓筒狀導(dǎo)電通路的狀態(tài)。此外，因?yàn)槎O管和組成分支饋電線6的波導(dǎo)管壁之間的間距小于λ/2，對(duì)于波導(dǎo)中的發(fā)射功率，該二極管有效地作為阻擋(block)波導(dǎo)管橫截面的導(dǎo)電壁。因此，在圖4A和4B所示的狀態(tài)中，在分支饋電線6中在從主饋電線5分支到圖4A和4B左側(cè)的波導(dǎo)的開始位置，即在分支點(diǎn)處，有效地形成導(dǎo)電壁。換句話說，切斷了該分支。
相反地，將反向偏置電壓施加到扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)8a的二極管上，從而二極管具有較高電阻，并且該二極管對(duì)在波導(dǎo)管中傳輸?shù)陌l(fā)射功率不產(chǎn)生任何影響。換句話說，從主饋電線5到圖4A和4B右側(cè)的分支點(diǎn)開啟。因此，發(fā)射功率選擇性地從主饋電線5側(cè)傳輸?shù)綀D4A和4B右側(cè)，并且傳輸通過扇區(qū)天線饋電線9a，并且導(dǎo)向天線10a。因?yàn)槿缟纤鲈趶闹黟侂娋€5一側(cè)到圖4A和4B左側(cè)的部分中由扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)8b在分支點(diǎn)處有效地形成了導(dǎo)電壁，在該部分中有效地形成了彎曲但是理想的波導(dǎo)管，實(shí)現(xiàn)了不存在朝向左側(cè)的分支波導(dǎo)的等效狀態(tài)。結(jié)果，實(shí)際上不存在傳輸?shù)綇闹黟侂娋€5一側(cè)到圖4A和4B左側(cè)的分支波導(dǎo)的發(fā)射功率的泄漏以及經(jīng)過扇區(qū)天線饋電線9b到天線10b的發(fā)射功率的泄漏，并且實(shí)際上沒有從該分支點(diǎn)的反射。
因此，當(dāng)扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)8a、8b、8c和8d處于切斷(cut-off)狀態(tài)時(shí)，即在分支點(diǎn)處有效地形成導(dǎo)電壁時(shí)，可以對(duì)形成的導(dǎo)電壁進(jìn)行設(shè)置以便形成波導(dǎo)管的管壁的一部分，從而實(shí)際上不會(huì)產(chǎn)生反射波。換句話說，配置扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)8a、8b、8c和8d，以便在與在饋電一側(cè)組成波導(dǎo)的導(dǎo)電壁延伸的表面相同的表面上有效地形成導(dǎo)電壁。本發(fā)明中，這些位置是設(shè)置選擇結(jié)構(gòu)的分支點(diǎn)或分支波導(dǎo)的開始位置。
類似地，將反向偏置電壓或正向偏置電壓的選擇性地應(yīng)用于組成扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)8c和8d的二極管使得在分支饋電線7一側(cè)的發(fā)射功率選擇性地導(dǎo)通到選定的一側(cè)，沒有泄漏到未選定的一側(cè)或從未選定的一側(cè)的反射。
如上解釋所述，當(dāng)在分支饋電線6的一側(cè)上開啟扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)8a時(shí)，可以將正向偏置電壓施加到組成扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)8c和8d的二極管的兩端，從而將扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)8c和8d處于切斷狀態(tài)。在這種情況中，可以有效地將發(fā)射功率只導(dǎo)向天線10a。在此，從選擇結(jié)構(gòu)8c和8d都切斷的分支饋電線7向主饋電線5產(chǎn)生反射波。優(yōu)選地將從主饋電線5的饋電端口3到分支饋電線7的長度設(shè)置為λ/2的整數(shù)倍。按照這種設(shè)置，因?yàn)閭鬏斝盘?hào)和反射波在從饋電端口3到圖3A上側(cè)的主饋電線5的分支點(diǎn)處具有相同的相位，可以減少由反射波導(dǎo)致的不利影響和損耗。對(duì)于分支饋電線6一側(cè)也是相同的，并且優(yōu)選地使從主饋電線5的饋電端口3到分支饋電線6為λ/2的整數(shù)倍。
如上解釋所述，根據(jù)本實(shí)施例，設(shè)置從主饋電線5一側(cè)在分支饋電線6和7的分支點(diǎn)處選擇性地有效形成導(dǎo)電壁的扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)8a、8b、8c和8d可以減少到多個(gè)分支波導(dǎo)中的未選定分支波導(dǎo)的發(fā)射功率的泄漏以及從未選定分支波導(dǎo)一側(cè)的反射，并且可以有效且無誤地將發(fā)射功率只傳導(dǎo)到選定分支波導(dǎo)，并且，不受從未選定波導(dǎo)一側(cè)的反射所導(dǎo)致的不利影響。
此外，本實(shí)施例中，采用波導(dǎo)管作為波導(dǎo)，從而可以低損耗地傳輸例如具有60GHz頻率并且在自由空間具有5mm數(shù)量級(jí)波長的毫米波。因此，可以有利地將本實(shí)施例的饋電波導(dǎo)和扇區(qū)天線應(yīng)用于使用毫米波的超高速無線通信設(shè)備中。
波導(dǎo)管可以是由導(dǎo)電壁包圍的普通配置，以便形成具有矩形橫截面的路徑，但是也可以由導(dǎo)電通路和設(shè)置在介質(zhì)板11中的金屬層形成偽波導(dǎo)管。換句話說，通過按照間距小于λ/2的行來形成導(dǎo)電通路并且隨后利用這些排列了導(dǎo)電通路的通路行作為發(fā)射功率的導(dǎo)電壁的有效功能，可以由金屬層和通路行形成波導(dǎo)管。因?yàn)榭梢栽谄矫娼橘|(zhì)板11中相對(duì)容易地形成波導(dǎo)管，從而可以容易地作為平面電路形成饋電波導(dǎo)，所以這種配置是有利的。此外，本實(shí)施例中的扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)8a、8b、8c和8d由圓筒形二極管形成，并且也可以容易地從介質(zhì)板11的饋電端口3一側(cè)安裝這些元件。因此，可以在整個(gè)平面配置中容易地實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例的扇區(qū)天線和饋電波導(dǎo)，尤其是使用偽波導(dǎo)管的形式，并且本實(shí)施例的扇區(qū)天線和饋電波導(dǎo)及其適用于大規(guī)模制造。
下面的解釋結(jié)合圖5涉及本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
圖5是從饋電表面2看的本實(shí)施例的扇區(qū)天線的透視示意圖。在該圖中，將相同的參考數(shù)字付給與上述實(shí)施例中部分相同的部分，并且在此省略這些部分的詳細(xì)解釋。
在本實(shí)施例中，扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)18a、18b、18c和18d的安裝位置與上述實(shí)施例的安裝位置不同。具體地，將扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)18a、18b、18c和18d設(shè)置在從分支點(diǎn)移入到分支饋電線6和7的每一個(gè)分支波導(dǎo)的向著每一個(gè)分支波導(dǎo)的λ/2處的位置。在這種配置中，發(fā)射功率也進(jìn)入到未選定的分支波導(dǎo)中，但是因?yàn)樵谥贿M(jìn)入每一個(gè)分支波導(dǎo)λ/2的位置處切斷了波導(dǎo)管，發(fā)射功率倍反射而沒有傳輸超出這些點(diǎn)。因?yàn)樵诜种c(diǎn)處反射波與傳輸信號(hào)具有相同的相位，不會(huì)發(fā)生損耗并且向選定一側(cè)的傳輸信號(hào)不受不利影響。
如前述實(shí)施例所示，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)使得發(fā)射功率僅有效地導(dǎo)向選定分支波導(dǎo)，而沒有產(chǎn)生損耗，以及也沒有產(chǎn)生由未選定分支波導(dǎo)的反射所引起的不利影響。
盡管在每一個(gè)上述實(shí)施例中說明了使用圓筒形二極管作為選擇結(jié)構(gòu)的示例，本發(fā)明不局限于這種形式。作為扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)配置的其它示例，圖6和7示出了兩個(gè)配置示例，其中由導(dǎo)電盤選擇性地切斷波導(dǎo)。圖6和7是具有分支饋電線6的垂直截面示意圖。
圖6示出了一種配置示例，其中使導(dǎo)電盤29a和29b相對(duì)分支饋電線6垂直移動(dòng)并從而選擇性地插入到分支點(diǎn)處，在導(dǎo)電盤29a從波導(dǎo)管的內(nèi)部撤回時(shí)，扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)28a處于開啟狀態(tài)(open state)，并且導(dǎo)電盤29b插入到波導(dǎo)管中時(shí)，扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)28b處于切斷狀態(tài)。因此選擇性地將發(fā)射功率只傳輸?shù)缴葏^(qū)選擇結(jié)構(gòu)28a一側(cè)。例如，可以通過將金屬盤與壓電致動(dòng)器相連作為導(dǎo)電盤29a和29b來配置這些扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)28a和28b，并且可以通過選擇性地將電壓施加到壓電致動(dòng)器上來實(shí)現(xiàn)控制。
圖7示出了一種配置示例，其中導(dǎo)電盤39a和39b具有轉(zhuǎn)動(dòng)操作以使導(dǎo)電壁位于阻擋分支點(diǎn)的位置；當(dāng)導(dǎo)電盤39a轉(zhuǎn)到沿著波導(dǎo)管的管壁位置時(shí)扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)38a處于開啟狀態(tài)，并且當(dāng)導(dǎo)電盤39b轉(zhuǎn)到垂直于波導(dǎo)管的位置時(shí)扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)38b處于切斷狀態(tài)。因此選擇性地將發(fā)射功率只傳輸?shù)缴葏^(qū)選擇結(jié)構(gòu)38a一側(cè)。例如，可以使用MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)來形成這種配置的扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)38a和38b。
在上述發(fā)明中，扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)的位置位于波導(dǎo)的分支點(diǎn)處或位于每一個(gè)分支波導(dǎo)內(nèi)nλ/2處，但是從易于安裝每一個(gè)扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)來看，在安裝位置中允許一定量的誤差。作為不顯著削弱希望特性的范圍，優(yōu)選地該誤差處于λ/2的±30％的范圍中。此外，盡管在上述發(fā)明中說明了本發(fā)明應(yīng)用于發(fā)射電路的示例，本發(fā)明也可以應(yīng)用于接收電路，其中需要明了的是本發(fā)明可以既有效地執(zhí)行了從希望的方向接收波到接收電路并且避免了不希望的波的接收。
權(quán)利要求
1.一種饋電波導(dǎo)，具有從饋電側(cè)波導(dǎo)分出的多個(gè)分支波導(dǎo)，并且設(shè)置了用于選擇性地切斷每一個(gè)所述分支波導(dǎo)的選擇結(jié)構(gòu)，在每一個(gè)所述分支波導(dǎo)的開始位置從所述饋電側(cè)波導(dǎo)分出到所述多個(gè)分支波導(dǎo)的點(diǎn)處，設(shè)置這些選擇結(jié)構(gòu)。
2.一種饋電波導(dǎo)，具有從饋電側(cè)波導(dǎo)分出的多個(gè)分支波導(dǎo)，并且在每一個(gè)所述分支波導(dǎo)的開始位置從所述饋電側(cè)波導(dǎo)分出到所述多個(gè)分支波導(dǎo)的點(diǎn)處進(jìn)入每一個(gè)所述分支波導(dǎo)nλ/2的位置處，設(shè)置了用于選擇性地切斷每一個(gè)所述分支波導(dǎo)的選擇結(jié)構(gòu)，其中λ是在波導(dǎo)中的傳輸信號(hào)的波長并且n是正整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的饋電波導(dǎo)，其中，由波導(dǎo)管形成所述饋電波導(dǎo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的饋電波導(dǎo)，其中，從介質(zhì)板中的金屬層以及導(dǎo)電壁中形成所述波導(dǎo)管，導(dǎo)電壁是由導(dǎo)電通路有效地形成的，導(dǎo)電通路是在所述介質(zhì)板中以預(yù)定間隔按照行安裝的。
5.權(quán)利要求3或4所述的饋電波導(dǎo)，其中，所述選擇結(jié)構(gòu)通過有效地形成阻擋所述波導(dǎo)管的橫截面的導(dǎo)電壁，來切斷形成所述分支波導(dǎo)的波導(dǎo)。
6.權(quán)利要求5所述的饋電波導(dǎo)，其中，所述選擇結(jié)構(gòu)是由下面的物體組成二極管，在形成所述分支波導(dǎo)的波導(dǎo)管的相對(duì)導(dǎo)電壁之間延伸，以及電路，用于選擇性地將反向偏置電壓或正向偏置電壓施加到所述二極管。
7.權(quán)利要求5所述的饋電波導(dǎo)，其中，從導(dǎo)電盤和選擇性地使所述導(dǎo)電盤移動(dòng)到阻擋形成所述分支波導(dǎo)的波導(dǎo)管的橫截面的位置以及開啟所述波導(dǎo)管的位置的結(jié)構(gòu)中，形成所述選擇結(jié)構(gòu)。
8.一種具有多個(gè)天線和在中間從饋電端口出現(xiàn)分支并且通向每一個(gè)所述天線的饋電波導(dǎo)的扇區(qū)天線，每一個(gè)天線具有不同方向的方向性，所述扇區(qū)天線設(shè)置了選擇結(jié)構(gòu)，在從饋電側(cè)波導(dǎo)到多個(gè)饋電波導(dǎo)的多個(gè)分支波導(dǎo)的位置，用于在每一個(gè)所述分支波導(dǎo)的開始點(diǎn)處選擇性地切斷每一個(gè)所述分支波導(dǎo)。
9.一種扇區(qū)天線，具有多個(gè)天線和在中間從饋電端口出現(xiàn)分支并且通向每一個(gè)所述天線的饋電波導(dǎo)，其中每一個(gè)天線具有不同方向的方向性，所述扇區(qū)天線設(shè)置了選擇結(jié)構(gòu)，在從饋電側(cè)波導(dǎo)到所述饋電波導(dǎo)的多個(gè)分支波導(dǎo)的分支位置，用于在從每一個(gè)所述分支波導(dǎo)的開始點(diǎn)進(jìn)入每一個(gè)所述分支波導(dǎo)nλ/2的位置處選擇性地切斷每一個(gè)所述分支波導(dǎo)，其中λ是所述饋電波導(dǎo)中的傳輸信號(hào)的波長并且n是正整數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的扇區(qū)天線，其中，由波導(dǎo)管形成所述饋電波導(dǎo)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的扇區(qū)天線，其中，從介質(zhì)板中的金屬層以及導(dǎo)電壁中形成所述波導(dǎo)管，導(dǎo)電壁是由導(dǎo)電通路有效地形成的，導(dǎo)電通路是在所述介質(zhì)板中以預(yù)定間隔按照行安裝的。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的扇區(qū)天線，其中，所述選擇結(jié)構(gòu)通過有效地形成阻擋所述波導(dǎo)管的橫截面的導(dǎo)電壁，來切斷形成所述分支波導(dǎo)的波導(dǎo)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的扇區(qū)天線，其中，所述選擇結(jié)構(gòu)是由下面的物體組成二極管，在形成所述分支波導(dǎo)的波導(dǎo)管的相對(duì)導(dǎo)電壁之間延伸，以及電路，用于選擇性地將反向偏置電壓或正向偏置電壓施加到所述二極管。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的扇區(qū)天線，其中，從導(dǎo)電盤和用于將所述導(dǎo)電盤移動(dòng)到阻擋形成所述分支波導(dǎo)波導(dǎo)的橫截面的位置以及開啟所述波導(dǎo)管的位置的結(jié)構(gòu)中形成所述選擇結(jié)構(gòu)。
全文摘要
在本發(fā)明的扇區(qū)天線中，形成一種饋電波導(dǎo)，在中間從饋電端口分支到多個(gè)天線中的每一個(gè)。由波導(dǎo)管形成這種饋電波導(dǎo)，并且包括主饋電線以及從主饋電線的兩端的兩個(gè)方向出現(xiàn)分支的分支饋電線，主饋電線從延伸自饋電端口的波導(dǎo)處延伸并向兩個(gè)方向產(chǎn)生分支。設(shè)置扇區(qū)選擇結(jié)構(gòu)，用于在從主饋電線分支出并延伸的每一個(gè)分支饋電線開始的位置，通過有效地形成阻擋每一個(gè)分支波導(dǎo)的橫截面的導(dǎo)電壁，來切斷形成每一個(gè)分支波導(dǎo)。
文檔編號(hào)H01P1/15GK1792000SQ20048001323
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月15日
發(fā)明者大畑惠一, 伊東正治, 岸本修也, 丸橋建一 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社