專(zhuān)利名稱(chēng)：具有兩個(gè)頻率選擇表面的導(dǎo)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般性地涉及天線(xiàn)，尤其涉及具有兩個(gè)頻率選擇表面的導(dǎo)體。
背景技術(shù)：
在用于^巨離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)應(yīng)用的微波中繼系統(tǒng)(在常規(guī)系統(tǒng)中大量被掩埋 光纖線(xiàn)纜所替代)以及最近的用于移動(dòng)電話(huà)技術(shù)或蜂窩電話(huà)的扇區(qū)天線(xiàn)系 統(tǒng)中，已經(jīng)廣泛利用了能夠在不同方向上提供獨(dú)立工作的天線(xiàn)系統(tǒng)。能夠 在不同方向上提供獨(dú)立工作的天線(xiàn)系統(tǒng)通常大而且機(jī)械上復(fù)雜，并且由拋 物面^Jt器(如在微波中繼站中)或多金屬結(jié)構(gòu)(如在小區(qū)天線(xiàn)中)構(gòu)成。 類(lèi)似地，在飛行器的外殼上和在用于電子束控制的大型相控陣結(jié)構(gòu)中已經(jīng) 利用了平面天線(xiàn)。平面陣列尚未被用于在不同方向上需要獨(dú)立工作的應(yīng) 用。
任何提供高表面電流阻抗的表面裝置被稱(chēng)為高阻抗表面(HIS).如 果將電場(chǎng)天線(xiàn)置于靠近HIS處，其中該HIS包括靠近理想電導(dǎo)體(PEC ) 的頻率選擇表面(FSS)，那么從HIS反射的能量會(huì)以和從HIS輻射出的 能量相同的相位返回，由此放大該天線(xiàn)信號(hào)。這種裝置允許使用像那些為 印刷電路板開(kāi)發(fā)的圖案化和蝕刻技術(shù)來(lái)構(gòu)造高效的、低剖面的平面天線(xiàn)和 陣列。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例， 一種天線(xiàn)反射器系統(tǒng)包括第一頻率選擇表 面(FSS)、第二FSS和理想電導(dǎo)體。盡管FSS結(jié)構(gòu)變化并且可以采取多種形式，但是在所示出的實(shí)施中，第一 FSS和第二 FSS都具有多個(gè)孑L(即， 像網(wǎng)狀物)。理想電導(dǎo)體位于第一FSS和第二FSS之間。
在下面的詳細(xì)寫(xiě)出的說(shuō)明中，本發(fā)明的所有特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。


結(jié)合附圖，參考下面對(duì)說(shuō)明性實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，會(huì)最佳地理解本發(fā) 明本身以及其優(yōu)選使用模式、其它目的和優(yōu)點(diǎn)，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的具有多個(gè)頻率選"^表面和理想電 導(dǎo)體的天線(xiàn)《Jt器系統(tǒng)的圖示；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的背靠背的高阻抗表面的圖示；以及
圖3gj艮據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的四個(gè)獨(dú)立天線(xiàn)子空間的圖示。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖，尤其參考圖l,描繪了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的具 有多個(gè)頻率選擇表面(FSS)的天線(xiàn)>^射器系統(tǒng)的圖示。如圖所示，雙面 天線(xiàn)反射器100包括位于FSS 112和FSS 115之間的理想電導(dǎo)體(PEC ) 110。如此處所使用的，PEC被定義為以最小電阻承載表面電流的任何導(dǎo) 電平面，并且FSS被定義為通過(guò)任何方式提供正確的波阻抗以反射電磁 波，使得^Jtt波與入射波的相位基本上相同的任何表面。印刷線(xiàn)游^板中的 金屬化層是PEC的一個(gè)例子。在圖1中，例如FSS 115的FSS是用以孔 (例如多個(gè)孔120a-120n)進(jìn)行圖案化以形成網(wǎng)狀物的屏蔽面(例如金屬 化層)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
現(xiàn)在參考圖2，其描繪了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的雙面天線(xiàn)反射器 IOO上的背靠背高阻抗表面(HIS)的圖示。如圖所示，將PEC110置于 平行并且靠近FSS 112和FFS 115的位置，但不與FSS 112和FFS 115電 接觸。由平行且靠近第一 HIS 200的第一天線(xiàn)210生成第一天線(xiàn)方向圖 (antenna pattern) 211，由平行且靠近第二 HIS 205的第二天線(xiàn)214生 成第二天線(xiàn)方向圖215。在靠近PEC 110的FSS 112的位置旁形成第一 HIS 200。類(lèi)似地，在靠近PEC 110的FSS 115的位置旁形成第二HIS 205。 第一 HIS 200和第二 HIS 205能夠以相同頻率或以不同頻率共振。
在可替選的實(shí)施例中，可以將分離的天線(xiàn)陣列置于第一 HIS 200和第二HIS205之上，并且每個(gè)天線(xiàn)陣列可以具有不同的控制(steering)和/ 或多輸入多輸出(MIMO)標(biāo)準(zhǔn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，天線(xiàn)方向圖210 和215的工作頻率相差足夠遠(yuǎn)，使得能夠去掉間隔導(dǎo)電平面(即，PEC 110)，從而減少金屬化層的數(shù)量并降低總體天線(xiàn)系統(tǒng)成本。
現(xiàn)在參考圖3，其描繪了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的四個(gè)獨(dú)立天線(xiàn)子 空間的圖示。如圖所示，由相互垂直放置以形成象限的兩組背靠背HIS 形成第一天線(xiàn)子空間300、第二天線(xiàn)子空間305、第三天線(xiàn)子空間310和 第四天線(xiàn)子空間315。可替選地，可以以除90°之外的角度放置背靠背 HIS。此外，可以利用多于兩組的背靠背HIS以形成多于四個(gè)的獨(dú)立天線(xiàn) 子空間(例如，將空間劃分為六個(gè)天線(xiàn)子空間的三個(gè)雙面結(jié)構(gòu))。
如圖3所示，由HIS 320和HIS 325限定第一天線(xiàn)子空間300。由 HIS 330和HIS 335限定第二天線(xiàn)子空間305。由HIS 340和HIS 345限 定第三天線(xiàn)子空間310。由HIS 350和HIS 355限定第四天線(xiàn)子空間315。 最多四個(gè)不同天線(xiàn)(未示出)或最多四個(gè)不同天線(xiàn)陣列(未示出)能夠獨(dú)
立工作，并且能夠調(diào)整其相位使能量集中在子空間300、 305、 310和315 內(nèi)的任何角度。
如已經(jīng)描述的，本發(fā)明提供具有頻率選"^表面的天線(xiàn)反射器系統(tǒng)。本 發(fā)明使得能夠?qū)⒁粋€(gè)或多個(gè)天線(xiàn)整合在協(xié)調(diào)的天線(xiàn)系統(tǒng)中，從而相對(duì)于諸 如喇p八形或拋物面反射器的常規(guī)背靠背天線(xiàn)裝置提供顯著的尺寸和成本 優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明使得能夠制造對(duì)于諸如中繼站和扇區(qū)天線(xiàn)系統(tǒng)的多種應(yīng)用有 用的低成本蝕刻印刷線(xiàn)路板天線(xiàn)反射器。本發(fā)明以常規(guī)天線(xiàn)反射器系統(tǒng)的 部分成4^供4艮好的隔離(通常與背靠背拋物面反射器相關(guān))。
盡管已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人 員會(huì)理解可以做出各種形式和細(xì)節(jié)的改變而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種天線(xiàn)，其包括第一頻率選擇表面FSS，其具有多個(gè)孔以形成網(wǎng)狀物；第二FSS，其具有多個(gè)孔以形成網(wǎng)狀物；以及理想電導(dǎo)體，其位于所述第一FSS和所述第二FSS之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線(xiàn)，其中，所述理想電導(dǎo)體是以最小電 阻承載表面電流的任何導(dǎo)電平面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線(xiàn)，其中，所述第一 FSS和所述第二 FSS 是任何提供波阻抗以反射電磁波使得反射波與入射^S本上同相的表面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線(xiàn)，其中，所述理想電導(dǎo)體靠近所述第 一 FSS和所述第二 FSS，但不與所述第一 FSS和所述第二 FSS電接觸。
5. 棉4t權(quán)利要求1所述的天線(xiàn)，其中，所述天線(xiàn)還包括第一天線(xiàn)， 其位置與第一高阻抗表面平行靠近，用于產(chǎn)生第一天線(xiàn)方向圖。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線(xiàn)，其中，所述天線(xiàn)還包括第二天線(xiàn)， 其位置與第二高阻抗表面平行靠近，用于產(chǎn)生第二天線(xiàn)方向圖。
7. 棉^據(jù)權(quán)利要求6所述的天線(xiàn)，其中，所述第一和第二高阻抗表面 能夠以相同頻率或以不同頻率共振。
全文摘要
公開(kāi)了一種具有兩個(gè)頻率選擇表面的天線(xiàn)。該天線(xiàn)包括第一頻率選擇表面(FSS)，其具有多個(gè)孔以形成網(wǎng)狀物；第二FSS，其具有多個(gè)孔以形成網(wǎng)狀物；以及理想電導(dǎo)體，其位于第一FSS和第二FSS之間。
文檔編號(hào)H01Q15/02GK101689709SQ200880010363
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者勞倫斯·拉根 申請(qǐng)人:得克薩斯州大學(xué)系統(tǒng)董事會(huì)