本公開(kāi)一般地涉及天線,更具體地,涉及一種例如用于航空運(yùn)載工具的定相全向天線系統(tǒng)。
背景技術(shù):
許多現(xiàn)代運(yùn)載工具利用天線系統(tǒng)來(lái)發(fā)射和/或接收無(wú)線電通信。通常,天線被安裝(例如,固定至)運(yùn)載工具的外部。為了提供期望的通信覆蓋,天線可能經(jīng)受具體大小和位置約束。
在航空運(yùn)載工具中,天線的具體類型和/或天線位置必須考慮諸如環(huán)境暴露(例如,氣流、積冰、雷擊敏感性等)、結(jié)構(gòu)和覆蓋要求(例如,機(jī)身遮蔽、離地間隙、天線群集等)和/或空氣動(dòng)力效應(yīng)(例如,重量、風(fēng)阻等)的各種因素。外部安裝天線的一個(gè)方法是用安裝至運(yùn)載工具的外部的天線罩(radome)覆蓋天線。雖然天線罩可以減少空氣動(dòng)力效應(yīng)中的一些和/或天線的環(huán)境暴露,但是天線罩的利用增加天線系統(tǒng)的復(fù)雜性、重量和成本。
鑒于這些因素,找到用于將天線安裝在航空運(yùn)載工具的外面的適當(dāng)位置可能是困難的。作為一個(gè)具體示例,并且在直升飛機(jī)的情況下,找到天線將不干擾直升飛機(jī)的旋翼、穩(wěn)定裝置(或尾翼stabilizer)或控制面的在直升飛機(jī)主體的外面用于安裝天線的適當(dāng)位置可能是更困難的。與其它結(jié)構(gòu)比,航空運(yùn)載工具的具體結(jié)構(gòu)可以尤其針對(duì)諸如高頻(“HF”)、甚高頻(“VHF”)和/或超高頻(“UHF”)的較長(zhǎng)波長(zhǎng)提供用于嵌入共形天線的更有吸引力的位置。
因此,本領(lǐng)域技術(shù)人員在用于航空運(yùn)載工具的天線系統(tǒng)的領(lǐng)域中繼續(xù)研究和開(kāi)發(fā)努力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
在一個(gè)示例中,所公開(kāi)的天線系統(tǒng)可以包括:第一天線;以及第二天線,該第二天線與所述第一天線相對(duì),其中,所述第一天線和所述第二天線被配置為提供全向覆蓋。
在另一示例中,所公開(kāi)的天線系統(tǒng)可以包括:結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)包括第一端以及與該第一端相對(duì)的第二端;第一天線,該第一天線耦接至所述結(jié)構(gòu)的所述第一端;以及第二天線,該第二天線耦接至所述結(jié)構(gòu)的所述第二端,其中,所述第一天線和所述第二天線被配置為提供全向覆蓋。
在又一示例中,所公開(kāi)的用于提供天線系統(tǒng)的全向覆蓋的方法可以包括以下步驟:(1)提供第一天線,該第一天線包括第一輻射圖案,該第一輻射圖案包括第一零點(diǎn)(null);(2)提供與所述第一天線相對(duì)的第二天線,該第二天線包括第二輻射圖案,該第二輻射圖案包括第二零點(diǎn);(3)用所述第二輻射圖案填充所述第一零點(diǎn);以及(4)用所述第一輻射圖案填充所述第二零點(diǎn)。
此外,本公開(kāi)包括根據(jù)以下條款的示例:
條款1.一種天線系統(tǒng),該天線系統(tǒng)包括:第一天線;以及第二天線,該第二天線與所述第一天線相對(duì),其中,所述第一天線和所述第二天線被配置為提供全向覆蓋。
條款2.根據(jù)條款1所述的天線系統(tǒng),其中:所述第一天線包括第一輻射圖案并且所述第二天線包括第二輻射圖案,所述第一輻射圖案包括第一零點(diǎn)并且所述第二輻射圖案包括與所述第一零點(diǎn)相對(duì)的第二零點(diǎn),以及所述第一輻射圖案填充所述第二零點(diǎn)并且所述第二輻射圖案填充所述第一零點(diǎn)。
條款3.根據(jù)條款2所述的天線系統(tǒng),其中,所述第一天線和所述第二天線被定相以防止來(lái)自所述第一輻射圖案和所述第二輻射圖案的相互作用的相消干擾。
條款4.根據(jù)條款1所述的天線系統(tǒng),其中,所述第一天線和所述第二天線被各自配置為在第一頻帶內(nèi)操作。
條款5.根據(jù)條款4所述的天線系統(tǒng),其中,所述第一天線和所述第二天線中的至少一個(gè)還被配置為在第二頻帶內(nèi)操作,并且其中,所述第二頻帶和所述第一頻帶是不同的。
條款6.根據(jù)條款1所述的天線系統(tǒng),其中,所述第一天線包括多個(gè)第一天線元件,所述第一天線元件中的至少兩個(gè)各自包括被配置為在第一頻帶內(nèi)操作的第一長(zhǎng)度,所述第二天線包括多個(gè)第二天線元件,并且所述第二天線元件中的至少兩個(gè)各自包括被配置為在所述第一頻帶內(nèi)操作的所述第一長(zhǎng)度。
條款7.根據(jù)條款6所述的天線系統(tǒng),其中:所述第一天線元件中的各個(gè)元件通過(guò)介電材料與所述第一天線元件中的另一元件物理上分開(kāi),并且所述第二天線元件中的每一個(gè)通過(guò)所述介電材料與所述第二天線元件中的另一元件物理上分開(kāi)。
條款8.根據(jù)條款6所述的天線系統(tǒng),其中,所述第一天線元件和所述第二天線元件中的至少一個(gè)包括被配置為在第二頻帶內(nèi)操作的第二長(zhǎng)度,并且其中,所述第二頻帶和所述第一頻帶是不同的。
條款9.根據(jù)條款8所述的天線系統(tǒng),其中,所述第一天線元件和所述第二天線元件中的至少一個(gè)包括被配置為在第三頻帶內(nèi)操作的第三長(zhǎng)度,并且其中,所述第三頻帶、所述第一頻帶和所述第二頻帶是不同的。
條款10.一種天線系統(tǒng),該天線系統(tǒng)包括:結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)包括第一端以及與該第一端相對(duì)的第二端;第一天線,該第一天線耦接至所述結(jié)構(gòu)的所述第一端;以及第二天線,該第二天線耦接至所述結(jié)構(gòu)的所述第二端,其中,所述第一天線和所述第二天線被配置為提供全向覆蓋。
條款11.根據(jù)條款10所述的天線系統(tǒng),其中:所述第一天線包括第一輻射圖案并且所述第二天線包括第二輻射圖案,所述結(jié)構(gòu)在所述第一輻射圖案中創(chuàng)建第一零點(diǎn)并且在所述第二輻射圖案創(chuàng)建第二零點(diǎn),以及所述第一輻射圖案填充所述第二零點(diǎn)并且所述第二輻射圖案填充所述第一零點(diǎn)。
條款12.根據(jù)條款11所述的天線系統(tǒng),其中,所述第一天線和所述第二天線被定相以防止來(lái)自所述第一輻射圖案和所述第二輻射圖案的相互作用的相消干擾。
條款13.根據(jù)條款12所述的天線系統(tǒng),其中,所述第一天線包括多個(gè)第一天線元件,所述第一天線元件中的至少兩個(gè)各自包括被配置為在第一頻帶內(nèi)操作的第一長(zhǎng)度,所述第二天線包括多個(gè)第二天線元件,并且所述第二天線元件中的至少兩個(gè)各自包括被配置為在所述第一頻帶內(nèi)操作的所述第一長(zhǎng)度。
條款14.根據(jù)條款13所述的天線系統(tǒng),其中:所述第一天線元件被嵌入在第一復(fù)合材料鋪層之間以形成第一天線結(jié)構(gòu),所述第二天線元件被嵌入在第二復(fù)合材料鋪層之間以形成第二天線結(jié)構(gòu),并且所述第一復(fù)合材料鋪層和所述第二復(fù)合材料鋪層包括低介電材料。
條款15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的天線系統(tǒng),其中,所述第一天線結(jié)構(gòu)是布置在航空運(yùn)載工具的前緣處的第一整流罩(fairing),并且其中,所述第二天線結(jié)構(gòu)是布置在航空運(yùn)載工具的尾緣處的第二整流罩。
條款16.根據(jù)條款13所述的天線系統(tǒng),其中,所述第一天線元件和所述第二天線元件中的至少一個(gè)包括被配置為在第二頻帶內(nèi)操作的第二長(zhǎng)度,并且其中,所述第二頻帶和所述第一頻帶是不同的。
條款17.根據(jù)條款16所述的天線系統(tǒng),其中,所述第一天線元件和所述第二天線元件中的至少一個(gè)包括被配置為在第三頻帶內(nèi)操作的第三長(zhǎng)度,并且其中,所述第三頻帶、所述第一頻帶和所述第二頻帶是不同的。
條款18.一種用于提供天線系統(tǒng)的全向覆蓋的方法,該方法包括以下步驟:提供第一天線,該第一天線包括第一輻射圖案,該第一輻射圖案包括第一零點(diǎn);提供與所述第一天線相對(duì)的第二天線,該第二天線包括第二輻射圖案,該第二輻射圖案包括第二零點(diǎn);用所述第二輻射圖案填充所述第一零點(diǎn);以及用所述第一輻射圖案填充所述第二零點(diǎn)。
條款19.根據(jù)條款18所述的方法,該方法還包括以下步驟:使所述第一天線和所述第二天線定相以防止來(lái)自所述第一輻射圖案和所述第二輻射圖案的相互作用的相消干擾。
條款20.根據(jù)條款19所述的方法,該方法還包括以下步驟:提供結(jié)構(gòu),所述結(jié)構(gòu)包括第一端以及與該第一端相對(duì)的第二端;將所述第一天線耦接至所述結(jié)構(gòu)的所述第一端;將所述第二天線耦接至所述結(jié)構(gòu)的所述第二端,其中:所述結(jié)構(gòu)創(chuàng)建所述第一零點(diǎn)和所述第二零點(diǎn),所述第一天線和所述第二天線被各自配置為在第一頻帶內(nèi)操作,所述第一天線元件和所述第二天線元件中的至少一個(gè)還被配置為在第二頻帶內(nèi)操作,并且所述第二頻帶和所述第一頻帶是不同的。
所公開(kāi)的系統(tǒng)和方法的其它示例從以下詳細(xì)描述、附圖和所附權(quán)利要求將變得顯而易見(jiàn)。如本文所使用的,除非所公開(kāi)的具體示例不兼容,否則它們可以是指相同或另選的示例。
附圖說(shuō)明
圖1是所公開(kāi)的天線系統(tǒng)的一個(gè)示例的示意框圖;
圖2是圖1的天線系統(tǒng)的一個(gè)示例的示意平面圖;
圖3是圖1的天線系統(tǒng)的一個(gè)示例的示意側(cè)視圖;
圖4是圖1的天線系統(tǒng)的一個(gè)示例的示意側(cè)視圖;
圖5是圖1的天線系統(tǒng)的一個(gè)示例的示意側(cè)視圖;
圖6是圖1的天線系統(tǒng)的一個(gè)示例的示意側(cè)視圖;
圖7是天線系統(tǒng)的一個(gè)示例的示意框圖;
圖8是圖1的運(yùn)載工具的一個(gè)示例的示意立體圖;
圖9是圖1的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的示意側(cè)視圖;
圖10是圖1的結(jié)構(gòu)(第一整流罩和第二整流罩)的一個(gè)示例的分解示意側(cè)視圖;
圖11是圖1的結(jié)構(gòu)和整流罩的一個(gè)示例的部分示意立體圖;
圖12是圖11的第一整流罩支架的一個(gè)示例的示意立體圖;
圖13是圖11的第二整流罩支架的一個(gè)示例的示意立體圖;
圖14是圖1的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的示意側(cè)視圖;
圖15是圖14的天線結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的示意立體圖;
圖16是圖15的天線元件的端部的一個(gè)示例的示意前側(cè)視圖;
圖17是所公開(kāi)的用于提供圖1的天線系統(tǒng)的全向覆蓋的方法的一個(gè)示例的流程圖;
圖18是航空運(yùn)載工具生產(chǎn)與服務(wù)方法學(xué)的框圖;以及
圖19是航空運(yùn)載工具的示意例示。
具體實(shí)施方式
以下詳細(xì)描述參照例示了本公開(kāi)的具體示例的附圖。具有不同結(jié)構(gòu)和操作的其它示例不脫離本公開(kāi)的范圍。相同的附圖標(biāo)記可以在不同的附圖中是指同一元件或部件。
在以上參照的圖1、圖7和圖19中,連接各種元件和/或部件的實(shí)線(若有的話)可以表示機(jī)械、電氣、流體、光學(xué)、電磁和/或其它耦接和/或其組合。如本文所使用的,“耦接”意指直接以及間接關(guān)聯(lián)。例如,構(gòu)件A可以與構(gòu)件B直接關(guān)聯(lián),或者可以例如經(jīng)由另一元件C與其間接關(guān)聯(lián)。應(yīng)當(dāng)理解,不必表示各種公開(kāi)的元件之間的所有關(guān)系。因此,除框圖所描繪的那些以外的耦接也可能存在。連接標(biāo)明各種元件和/或部件的塊的虛線(若有的話)表示在功能和目的方面與由實(shí)線表示的那些相似的耦接;然而,由虛線表示的耦接可以被選擇性地提供或者可以涉及本公開(kāi)的另選的示例。同樣地,用虛線表示的元件和/或部件(若有的話)指示本公開(kāi)的另選的示例??梢栽诓幻撾x本公開(kāi)的范圍的情況下從具體示例中省去用實(shí)線和/或虛線所示的一個(gè)或多個(gè)元件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解,即使未在本文中顯式地例示這樣的一個(gè)或多個(gè)組合,也可以按照各種方式組合圖1、圖7和圖19所例示的特征中的一些,而無(wú)需包括圖1、圖7和圖19所描述的其它特征、其它附圖和/或隨附公開(kāi)。類似地,不限于所呈現(xiàn)的示例的另外特征可以與本文所示出和描述的特征中的一些或全部組合。
在圖17和圖18中,參照上文,塊可以表示操作和/或其部分并且連接各個(gè)塊的線不暗示操作或其部分的任何具體順序或依賴。由虛線表示的塊指示另選的操作和/或其部分。連接各個(gè)塊的虛線(若有的話)表示操作或其部分的另選依賴。應(yīng)當(dāng)理解,并非各種公開(kāi)的操作之間的所有依賴被必定表示。圖17和圖18以及描述本文所闡述的方法的操作的隨附公開(kāi)不應(yīng)該被解釋為必定確定操作將被執(zhí)行的順序。相反,盡管指示了一個(gè)例示性順序,但是應(yīng)當(dāng)理解,可以在適當(dāng)時(shí)修改操作的順序。因此,可以按照不同順序或者同時(shí)執(zhí)行具體操作。另外,本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解,不需要執(zhí)行所描述的所有操作。
在本文中對(duì)“示例”的參照意味著連同該示例一起描述的一個(gè)或更多個(gè)特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在至少一個(gè)示例或?qū)嵤┓绞街小T诒菊f(shuō)明書中的各個(gè)地方中的短語(yǔ)“一個(gè)示例”或“另一示例”可以指或者可以不指同一示例。
參照?qǐng)D1和圖2,公開(kāi)了通常被標(biāo)明為100的天線系統(tǒng)的一個(gè)示例。天線系統(tǒng)100可以被配置為提供全向覆蓋。天線系統(tǒng)100可以包括第一天線102以及與第一天線102相對(duì)的第二天線104。可以使第一天線102和第二天線104對(duì)齊。第一天線102和第二天線104可以被配置為提供電磁輻射106(例如,無(wú)線電波)的全向覆蓋。第一天線102和第二天線104可以是被配置為發(fā)射和/或接收電磁輻射106(例如,無(wú)線電波)的任何適合類型的天線(例如,單元件天線結(jié)構(gòu)或多元件天線組件)。
除非另外指示,否則術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等在本文中僅被用作標(biāo)簽,而不旨在將順序、位置或?qū)哟我髲?qiáng)加于這些術(shù)語(yǔ)參照的項(xiàng)。此外,對(duì)“第二”項(xiàng)的參照不要求或者排除編號(hào)更低的項(xiàng)(例如,“第一”項(xiàng))和/或編號(hào)更高的項(xiàng)(例如,“第三”項(xiàng))的存在。
作為一個(gè)示例,第一天線102和/或第二天線104可以被配置為提供單頻帶輻射(例如,一個(gè)頻帶)。作為一個(gè)通常的非限制性示例,第一天線102和/或第二天線104可以是單元件天線。作為一個(gè)非限制性示例,第一天線102和/或第二天線104可以是偶極天線。作為另一非限制性示例,第一天線102和/或第二天線104可以是單極天線。作為另一非限制性示例,第一天線102和/或第二天線104可以是縫隙天線。作為又一非限制性示例,第一天線102和/或第二天線104可以是背腔式天線(例如,背腔式縫隙天線、背腔式螺旋天線、背腔式扁平天線等)。
作為另一示例,并且如將在本文中更詳細(xì)地描述的,第一天線102和/或第二天線104可以被配置為提供多頻帶輻射(例如,兩個(gè)或更多個(gè)頻帶)。作為一個(gè)通常的非限制性示例,第一天線102和/或第二天線104可以是多元件天線。作為一個(gè)非限制性示例,第一天線102和/或第二天線104可以是支柱單極(例如,扁平)天線的堆疊陣列。作為另一非限制性示例,第一天線102和/或第二天線104可以是套筒單極天線。作為另一非限制性示例,第一天線102和/或第二天線104可以是螺旋天線。作為另一非限制性示例,第一天線102和/或第二天線104可以是天線(例如,扁平天線)的偶極陣列。作為又一非限制性示例,第一天線102和/或第二天線104可以是多臂螺旋天線。
作為一個(gè)示例,第一天線102和第二天線104可以具有垂直定向,例如,以提供無(wú)線電波的垂直極化(例如,用于無(wú)線電發(fā)射和/或接收)。作為另一示例,第一天線102和第二天線104可以具有水平定向,例如,以提供無(wú)線電波的水平極化(例如,用于電視發(fā)射和/或接收)。作為又一示例,第一天線102和第二天線104可以具有垂直定向和水平定向,例如,以提供無(wú)線電波的圓極化。還設(shè)想了第一天線102和第二天線104的其它定向,并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,第一天線102和第二天線204的具體定向可以是應(yīng)用特定的。
參照?qǐng)D2,并且參照?qǐng)D1,第一天線102可以包括(例如,被配置為提供)第一輻射圖案114。第二天線104可以包括(例如,被配置為提供)第二輻射圖案116。第一輻射圖案114可以包括第一零點(diǎn)118(例如,第一零點(diǎn)118可以位于第一輻射圖案114內(nèi))。第二輻射圖案116可以包括第二零點(diǎn)120(例如,第二零點(diǎn)120可以位于第二輻射圖案116內(nèi))。第一輻射圖案114和第二輻射圖案116可以彼此補(bǔ)充以提供全向輻射圖案。作為一個(gè)示例,在第一天線102和第二天線104的操作期間,第一輻射圖案114可以填充第二零點(diǎn)120并且第二輻射圖案116可以填充第一零點(diǎn)118以提供全向輻射圖案。因此,作為一個(gè)示例,全向輻射圖案可以是包括第一輻射圖案114和第二輻射圖案116的和的合成圖案。
參照?qǐng)D2,并且參照?qǐng)D1,第一天線102和第二天線104可以被布置在結(jié)構(gòu)108上。作為一個(gè)示例,第一天線102和第二天線104可以耦接至結(jié)構(gòu)108。作為另一示例,第一天線102和第二天線104可以被嵌入在例如結(jié)構(gòu)108的一部分內(nèi)。作為另一示例,第一天線102和/或第二天線104可以是共形天線。作為一個(gè)示例,第一天線102和/或第二天線104可以被配置為符合或者遵循某個(gè)規(guī)定形狀,例如,結(jié)構(gòu)108的一部分的形狀。
結(jié)構(gòu)108可以使第一天線102和第二天線104分開(kāi)。作為一個(gè)示例,結(jié)構(gòu)108可以包括第一端110、與第一端相對(duì)的第二端112、在第一端110與第二端112之間延伸的第一側(cè)122以及與第一側(cè)122相對(duì)的在第一端110與第二端112之間延伸的第二側(cè)124。第一天線102可以被布置在結(jié)構(gòu)108的第一端110處。第二天線104可以被布置在結(jié)構(gòu)108的第二端112處。第一端110與第二端112之間的直線尺寸可以限定第一天線102與第二天線104之間的分開(kāi)距離S。
參照?qǐng)D3,并且參照?qǐng)D2,結(jié)構(gòu)108或其一部分可以作為天線罩以覆蓋并且/或者保護(hù)第一天線102(例如,第一天線元件140)和/或第二天線104(例如,第二天線元件142)。
第一輻射圖案114中的第一零點(diǎn)118以及第二輻射圖案116中的第二零點(diǎn)120可以由結(jié)構(gòu)108創(chuàng)建。作為一個(gè)示例,例如由位于第一天線102與第二天線104之間的結(jié)構(gòu)108創(chuàng)建的結(jié)構(gòu)108的遮蔽可以創(chuàng)建第一零點(diǎn)118和第二零點(diǎn)120。由結(jié)構(gòu)108創(chuàng)建的遮蔽的量(例如,第一零點(diǎn)118和第二零點(diǎn)120的大小)可能取決于例如結(jié)構(gòu)108的寬度W(例如,結(jié)構(gòu)108的第一側(cè)122與第二側(cè)124之間的直線尺寸)和/或第一天線102和/或第二天線104的操作的波長(zhǎng)。在第一天線102和第二天線104的操作期間,第一輻射圖案114可以在由結(jié)構(gòu)108創(chuàng)建的陰影內(nèi)輻射(例如,以填充第二零點(diǎn)120)并且第二輻射圖案116可以在由結(jié)構(gòu)108創(chuàng)建的陰影內(nèi)輻射(例如,以填充第一零點(diǎn)118)以提供全向輻射圖案,進(jìn)而,說(shuō)明結(jié)構(gòu)108的遮蔽。
第一天線102的第一輻射圖案114以及第二天線104的第二輻射圖案116可以具有重疊的區(qū)域。作為一個(gè)示例,而不限于任何具體理論,在重疊的區(qū)域中(例如,在存在大約180度的相位差的情況下),輻射圖案可以在被稱為遠(yuǎn)場(chǎng)圖案相消干擾的現(xiàn)象中消除。為了減少這個(gè)效應(yīng),可以確定輻射圖案的相位(定相)以將它們相互抵消的區(qū)域移動(dòng)到不太可能相互抵消并且/或者不太可能對(duì)無(wú)線電波的發(fā)射有影響的角度的范圍。通常,這些區(qū)域在第一天線102的第一輻射圖案114以及第二天線104的第二輻射圖案116具有明顯不等量級(jí)的地方,使得在這些相位相反的情況下添加它們不導(dǎo)致相互抵消。
為了考慮潛在的相消干擾,可以使第一天線102和第二天線104定相以例如在未被結(jié)構(gòu)108遮蔽(例如阻擋)的區(qū)域中防止第一輻射圖案114和第二輻射圖案116的異相重疊。使第一天線102和第二天線104定相可以防止二次(例如,干擾)零點(diǎn)(未例示)例如從結(jié)構(gòu)108的第一側(cè)122和第二側(cè)124向外形成。作為一個(gè)示例,可以使第一天線102和第二天線104定相以防止來(lái)自第一輻射圖案114和第二輻射圖案116的相互作用的相消干擾。作為一個(gè)示例,可以使第一天線102和第二天線104定相以將第一輻射圖案114和第二輻射圖案116的相消遠(yuǎn)場(chǎng)干擾(例如,由第一輻射圖案114和第二輻射圖案116異相加在一起的重疊而導(dǎo)致)導(dǎo)向第一零點(diǎn)118和/或第二零點(diǎn)120中的一個(gè)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,相消干擾的量可以由例如結(jié)構(gòu)108的寬度W(例如,厚度)至少部分地規(guī)定。作為一個(gè)示例,隨著結(jié)構(gòu)108的寬度W增加(例如,隨著第一側(cè)122與第二側(cè)124之間的直線距離增加),第一輻射圖案114和第二輻射圖案116的重疊的區(qū)域可能減小。
來(lái)自第一輻射圖案114和第二輻射圖案116的相互作用的相消干擾存在,并且適當(dāng)?shù)販p少相消干擾所需要的定相的量可以根據(jù)例如具體應(yīng)用、結(jié)構(gòu)108的大小和形狀(例如,結(jié)構(gòu)108的寬度W)、操作的波長(zhǎng)、天線的類型(例如,元件類型、物理尺寸和/或布局)、第一輻射圖案114的形狀、第二輻射圖案116的形狀和/或第一天線102與第二天線104之間的分開(kāi)距離S而變化。
作為非限制性示例,可以分析地、根據(jù)測(cè)量結(jié)果憑經(jīng)驗(yàn)地或者根據(jù)模擬參數(shù)化確定適當(dāng)?shù)販p少相消干擾所需的第一輻射圖案114與第二輻射圖案116之間的相位差(例如,時(shí)間延遲)的量。
通常參照?qǐng)D1,天線系統(tǒng)100可以包括移相器126。移相器126可以耦接至第一天線102和第二天線104,例如,在第一天線102及第二天線104和無(wú)線電組件134之間。移相器126可以被配置為在期望的方向上設(shè)置第一天線102和第二天線104的有效輻射圖案并且/或者在第一輻射圖案114與第二輻射圖案116之間引入時(shí)間延遲。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,可以利用不同類型的移相器126和/或可以利用各種技術(shù)來(lái)根據(jù)例如天線系統(tǒng)100的配置、結(jié)構(gòu)108的配置(例如,大小和/或形狀)等來(lái)使第一天線102(例如,第一輻射圖案114)和第二天線104(例如,第二輻射圖案116)定相。
參照?qǐng)D1,作為一個(gè)示例,移相器126可以包括第一饋電線128和第二饋電線130。第一饋電線128可以耦接在第一天線102與無(wú)線電組件134之間。第二饋電線130可以耦接在第二天線104與無(wú)線電組件134之間。第一饋電線128和/或第二饋電線130可以包括能夠從發(fā)射機(jī)向天線發(fā)射射頻(“RF”)信號(hào)的任何適合的導(dǎo)體。作為一個(gè)非限制性示例,第一饋電線128和/或第二饋電線130可以包括具有被配置為分別耦接至第一天線102和第二天線104的連接器(例如,Threaded Neill-Concelmen(“TNC”)連接器)的同軸電纜。
作為一個(gè)示例,可以通過(guò)包括不同長(zhǎng)度的第一饋電線128和第二饋電線130來(lái)實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)南嘁?。作為一個(gè)示例,第一饋電線128可以包括第一長(zhǎng)度l1并且第二饋電線130可以包括第二長(zhǎng)度l2。第一饋電線128的第一長(zhǎng)度l1以及第二饋電線130的第二長(zhǎng)度l2可以是不同的。作為一個(gè)示例,第一饋電線128的第一長(zhǎng)度l1可以大于(例如,長(zhǎng)于)第二饋電線130的第二長(zhǎng)度l2。作為另一示例,第二饋電線130的第二長(zhǎng)度l2可以大于(例如,長(zhǎng)于)第一饋電線128的第一長(zhǎng)度l1。
不限于任何具體理論,人們當(dāng)前認(rèn)為,在實(shí)現(xiàn)輻射從同一無(wú)線電發(fā)射機(jī)發(fā)射的無(wú)線電波的兩個(gè)天線的輻射圖案之間的相移(例如,時(shí)間延遲)時(shí)不同的饋電線的具體長(zhǎng)度是一個(gè)因素。因此,通過(guò)使第一饋電線128的第一長(zhǎng)度l1和第二饋電線130的第二長(zhǎng)度l2不同,例如,針對(duì)由操作的波長(zhǎng)以及第一長(zhǎng)度l1和第二長(zhǎng)度l2的差所確定的有限范圍的頻率,可以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)量的相位差以減少相消干擾。
饋電線的長(zhǎng)度(例如,第一饋電線128的第一長(zhǎng)度l1和第二饋電線130的第二長(zhǎng)度l2)與定相之間的關(guān)系通??梢杂上率较薅ǎ?/p>
D=R×T (式1)
其中,D是由饋電線的長(zhǎng)度限定的無(wú)線電發(fā)射機(jī)與天線之間的距離,R是由RF信號(hào)通過(guò)饋電線的速度限定的射頻(“RF”)信號(hào)的速率,并且T是限定實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)?或期望的)定相所期望的時(shí)間延遲的時(shí)間。
因此,在期望的相移(例如,時(shí)間延遲)被確定時(shí),可以確定第一饋電線128和第二饋電線130中的每一個(gè)的長(zhǎng)度。因此,第一饋電線128的第一長(zhǎng)度l1與第二饋電線130的第二長(zhǎng)度l2之間的差可以基于第一天線102與第二天線104之間的預(yù)先確定的(例如,期望的)相位關(guān)系。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,R可以由包括但不限于被用作饋電線的導(dǎo)體的類型和/或所使用的具體饋電線的速度因素(例如,作為光在真空中的速度的一小部分的已知常數(shù))的各種因素來(lái)規(guī)定。
本領(lǐng)域技術(shù)人員還將認(rèn)識(shí)到,除本文所描述的那些因素以外的因素可以被用來(lái)建立饋電線的長(zhǎng)度與兩個(gè)天線的定相之間的關(guān)系,以便確定輻射從同一無(wú)線電發(fā)射機(jī)發(fā)射的無(wú)線電波的兩個(gè)天線的輻射圖案之間的適當(dāng)?shù)南嘁啤?/p>
利用使饋電線的長(zhǎng)度不同(例如,第一饋電線128具有第一長(zhǎng)度l1并且第二饋電線130具有與第一長(zhǎng)度l1不同的第二長(zhǎng)度l2)來(lái)實(shí)現(xiàn)第一天線102和第二天線104的適當(dāng)?shù)幕蚱谕亩ㄏ嘤捎谶@種配置的簡(jiǎn)單性、相對(duì)較低的成本和最小空間要求而與其它定相技術(shù)相比可能是有益的和/或有利的。
作為另一示例,移相器126可以包括耦接在第一天線102及第二天線104和無(wú)線電組件134之間的相移模塊132。適當(dāng)?shù)囊葡嗫梢杂上嘁颇K132實(shí)現(xiàn)。作為示例,相移模塊132可以是有源移相器、無(wú)源移相器、模擬移相器、數(shù)字移相器等。相移模塊132可以是耦接在無(wú)線電組件134與第一天線102及第二天線104之間的天線系統(tǒng)100的單獨(dú)部件,如圖1所例示的,或者相移模塊132可以是無(wú)線電組件134的一部分。
這種布置可以使得天線系統(tǒng)100能夠通過(guò)在兩個(gè)不同的天線(例如,第一天線102和第二天線104)之上劃分發(fā)射的第一頻帶136(例如,VHF高頻帶(例如,118-174MHz))功率并且/或者相互地組合從兩個(gè)不同的天線接收的功率來(lái)克服遮蔽以提供全向覆蓋。在VHF低頻帶中,例如,在結(jié)構(gòu)108的寬度W是電學(xué)意義上小的(例如,在根據(jù)天線系統(tǒng)100的應(yīng)用和/或結(jié)構(gòu)108的通常的成形和/或材料組分而憑經(jīng)驗(yàn)地確定的子波長(zhǎng)方面)的情況下,例如在第一端110(例如,前緣)處的一個(gè)天線(例如,第一天線102)可能對(duì)于全向覆蓋來(lái)說(shuō)是足夠的。作為一個(gè)示例,在寬度W小于波長(zhǎng)在寬度上的十分之一的情況下,寬度W可以被認(rèn)為是電學(xué)意義上小的。
參照?qǐng)D1,作為一個(gè)示例,第一天線102和第二天線104各自可以被配置為在第一頻帶136內(nèi)操作。因此,第一天線102和第二天線104二者可以提供單頻帶輻射。第一天線102和第二天線104中的至少一個(gè)可以還被配置為在第二頻帶138內(nèi)操作。第一頻帶136和第二頻帶138可以是不同的。因此,第一天線102和第二天線104中的至少一個(gè)可以提供單頻帶輻射,并且第一天線102和第二天線104中的至少一個(gè)可以提供多頻帶輻射。
如本文所使用的,“...中的至少一個(gè)”意指單個(gè)元件的任何組合或多個(gè)元件的任何組合。作為一個(gè)通常的示例,“元件X、元件Y和元件Z中的至少一個(gè)”可以包括僅元件X、僅元件Y、僅元件Z、元件X和元件Y的組合、元件X和元件Z的組合、元件Y和元件Z的組合或者元件X及元件Y和元件Z的組合。作為另一通常的示例,“X和Y中的至少一個(gè)”可以包括僅元件X、僅元件Y或元件X和元件Y的組合。作為一個(gè)具體示例,“第一天線和第二天線中的至少一個(gè)”可以包括僅第一天線、僅第二天線或者第一天線和第二天線二者。
雖然圖1例示了第一天線102被配置為在第一頻帶136和第二頻帶138內(nèi)操作(例如,提供多頻帶輻射)并且第二天線104被配置為在第一頻帶136內(nèi)操作(例如,提供單頻帶輻射),但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,這個(gè)配置可以是相反的。
作為另一示例(未例示),第一天線102和第二天線104各自可以被配置為在第一頻帶136內(nèi)操作。第一天線102和第二天線104中的至少一個(gè)可以還被配置為在第二頻帶138內(nèi)操作。第一天線102和第二天線104中的至少一個(gè)可以還被配置為在至少一個(gè)(例如,一個(gè)或更多個(gè))另外的(例如,第三、第四等)頻帶(未例示)內(nèi)操作。第一頻帶136、第二頻帶138以及至少一個(gè)的頻帶各自可以是不同的。因此,并且作為一個(gè)示例,第一天線102和第二天線104中的一個(gè)可以提供單頻帶輻射并且第一天線102和第二天線104中的一個(gè)可以提供多頻帶輻射。作為另一示例,第一天線102和第二天線104可以各自提供多頻帶輻射。
參照?qǐng)D3、圖4、圖5和圖6,并且參照?qǐng)D1,作為一個(gè)示例,第一天線102可以包括多個(gè)第一天線元件140并且第二天線104可以包括多個(gè)第二天線元件142。作為一個(gè)非限制性示例,第一天線元件140中的各個(gè)元件和/或第二天線元件142中的各個(gè)元件可以包括支柱單極天線。作為一個(gè)通常的非限制性示例,第一天線元件140中的各個(gè)元件和/或第二天線元件142中的各個(gè)元件可以包括平面條形的導(dǎo)電(例如,金屬)材料。作為一個(gè)具體非限制性示例,第一天線元件140中的各個(gè)元件和/或第二天線元件142中的各個(gè)元件可以包括扁平條形的導(dǎo)電箔。作為一個(gè)具體非限制性示例,第一天線元件140中的各個(gè)元件和/或第二天線元件142中的各個(gè)元件可以包括扁平條形的高度導(dǎo)電箔。作為一個(gè)具體非限制性示例,第一天線元件140中的各個(gè)元件和/或第二天線元件142中的各個(gè)元件可以包括扁平條形的銅箔。作為另一具體非限制性示例,第一天線元件140中的各個(gè)元件和/或第二天線元件142中的各個(gè)元件可以是諸如聚酰亞胺膜的基板上的蝕刻銅。作為另一具體非限制性示例,第一天線元件140中的各個(gè)元件和/或第二天線元件142中的各個(gè)元件可以包括導(dǎo)電漆或油墨的層。作為另一具體非限制性示例,第一天線元件140中的各個(gè)元件和/或第二天線元件142中的各個(gè)元件可以在適當(dāng)?shù)目臻g可用時(shí)包括偶極天線。在本文所提供的這些示例中的任一個(gè)中,可以根據(jù)具體應(yīng)用來(lái)使第一天線元件140中的各個(gè)元件和/或第二天線元件142中的各個(gè)元件成形。
第一天線元件140中的至少兩個(gè)可以各自包括第一長(zhǎng)度L1并且被配置為在第一頻帶136(圖3)內(nèi)操作。第二天線元件142中的至少兩個(gè)可以各自包括第一長(zhǎng)度L1并且被配置為在第一頻帶136內(nèi)操作。第一天線元件140和第二天線元件142中的至少一個(gè)可以包括第二長(zhǎng)度L2并且被配置為在第二頻帶138(圖1)內(nèi)操作??蛇x地,至少一個(gè)另外的第一天線元件140和第二天線元件142可以包括另外的長(zhǎng)度并且被配置為在另外的頻帶內(nèi)操作。
作為一個(gè)通常的非限制性示例,并且如圖3所例示的,第一天線元件140中的第一元件140a以及第一天線元件140中的第二元件140b可以包括第一長(zhǎng)度L1并且被配置為在第一頻帶136內(nèi)操作。第二天線元件142中的第一元件142a以及第二天線元件142中的第二元件142b可以包括第一長(zhǎng)度L1并且被配置為在第一頻帶136內(nèi)操作。第一天線元件140中的第三元件140c可以包括第二長(zhǎng)度L2并且被配置為在第二頻帶138內(nèi)操作。作為一個(gè)具體非限制性示例,第一天線元件140中的第一元件140a和第二元件140b以及第二天線元件142中的第一元件142a和第二元件142b的第一長(zhǎng)度L1可以是在75MHz下波長(zhǎng)的大約四分之一(1/4)。第一天線元件140中的第三元件140c的第二長(zhǎng)度L2可以是在200MHz下波長(zhǎng)的大約四分之一(1/4)。
因此,第一天線元件140中的第一元件140a和第二元件140b可以提供第一天線102的單頻帶輻射(例如,在第一頻帶136下)。第二天線元件142中的第一元件142a和第二元件142b可以提供第二天線104的單頻帶輻射(例如,在第一頻帶136下)。第一天線元件140中的第三元件140c可以提供第一天線102的另一單頻帶輻射(例如,在第二頻帶138下)。第一天線元件140中的第一元件140a、第二元件140b和第三元件140c的組合可以提供第一天線102的多頻帶輻射(例如,在第一頻帶136和第二頻帶138下)。
雖然圖3例示了包括被配置為在第一頻帶136和第二頻帶138內(nèi)操作(例如,提供多頻帶輻射)的三個(gè)第一天線元件140的第一天線102以及包括被配置為在第一頻帶136內(nèi)操作(例如,提供單頻帶輻射)的兩個(gè)第二天線元件142的第二天線104,但是還可以設(shè)想其它配置,例如,示例性配置可以是相反的。
作為另一具體非限制性示例,并且如圖4所例示的,第一天線元件140中的第一元件140a以及第一天線元件140中的第二元件140b可以包括第一長(zhǎng)度L1并且被配置為在第一頻帶136內(nèi)操作。第二天線元件142中的第一元件142a以及第二天線元件142中的第二元件142b可以包括第一長(zhǎng)度L1并且被配置為在第一頻帶136內(nèi)操作。第一天線元件140中的第三元件140c可以包括第二長(zhǎng)度L2并且被配置為在第二頻帶138內(nèi)操作。第二天線元件142中的第三元件142c可以包括第二長(zhǎng)度L2并且被配置為在第二頻帶138內(nèi)操作。
因此,第一天線元件140中的第一元件140a和第二元件140b可以提供第一天線102的單頻帶輻射(例如,在第一頻帶136下)。第二天線元件142中的第一元件142a和第二元件142b可以提供第二天線104的單頻帶輻射(例如,在第一頻帶136下)。第一天線元件140中的第三元件140c可以提供第一天線102的另一單頻帶輻射(例如,在第二頻帶138下)。第二天線元件142中的第三元件142c可以提供第二天線104的另一單頻帶輻射(例如,在第二頻帶138下)。第一天線元件140中的第一元件140a、第二元件140b和第三元件140c的組合可以提供第一天線102的多頻帶輻射(例如,在第一頻帶136和第二頻帶138下)。第二天線元件142中的第一元件142a、第二元件142b和第三元件142c的組合可以提供第二天線104的多頻帶輻射(例如,在第一頻帶136和第二頻帶138下)。
作為另一具體非限制性示例,并且如圖5所例示的,第一天線元件140中的第一元件140a以及第一天線元件140中的第二元件140b可以包括第一長(zhǎng)度L1并且被配置為在第一頻帶136內(nèi)操作。第二天線元件142中的第一元件142a以及第二天線元件142中的第二元件142b可以包括第一長(zhǎng)度L1并且被配置為在第一頻帶136內(nèi)操作。第一天線元件140中的第三元件140c可以包括第二長(zhǎng)度L2并且被配置為在第二頻帶138內(nèi)操作。第二天線元件142中的第三元件142c可以包括第三長(zhǎng)度L3并且被配置為在第三頻帶148內(nèi)操作。
因此,第一天線元件140中的第一元件140a和第二元件140b可以提供第一天線102的單頻帶輻射(例如,在第一頻帶136下)。第二天線元件142中的第一元件142a和第二元件142b可以提供第二天線104的單頻帶輻射(例如,在第一頻帶136下)。第一天線元件140中的第三元件140c可以提供第一天線102的另一單頻帶輻射(例如,在第二頻帶138下)。第二天線元件142中的第三元件142c可以提供第二天線104的另一單頻帶輻射(例如,在第三頻帶148下)。第一天線元件140中的第一元件140a、第二元件140b和第三元件140c的組合可以提供第一天線102的多頻帶輻射(例如,在第一頻帶136和第二頻帶138下)。第二天線元件142中的第一元件142a、第二元件142b和第三元件142c的組合可以提供第二天線104的多頻帶輻射(例如,在第一頻帶136和第三頻帶148下)。
作為另一具體非限制性示例,并且如圖6所例示的,第一天線元件140中的第一元件140a以及第一天線元件140中的第二元件140b可以包括第一長(zhǎng)度L1并且被配置為在第一頻帶136內(nèi)操作。第二天線元件142中的第一元件142a以及第二天線元件142中的第二元件142b可以包括第二長(zhǎng)度L2并且被配置為在第三頻帶138內(nèi)操作。第一天線元件140中的第三元件140c可以包括第二長(zhǎng)度L2并且被配置為在第二頻帶138內(nèi)操作。
因此,第一天線元件140中的第一元件140a和第二元件140b可以提供第一天線102的單頻帶輻射(例如,在第一頻帶136下)。第二天線元件142中的第一元件142a和第二元件142b可以提供第二天線104的單頻帶輻射(例如,在第二頻帶138下)。第一天線元件140中的第三元件140c可以提供第一天線102的另一單頻帶輻射(例如,在第二頻帶138下)。第一天線元件140中的第一元件140a、第二元件140b和第三元件140c的組合可以提供第一天線102的多頻帶輻射(例如,在第一頻帶136和第二頻帶138下)。
第一長(zhǎng)度L1可以由第一頻帶136規(guī)定,第二長(zhǎng)度L2可以由第二頻帶138規(guī)定,第三長(zhǎng)度L3可以由第三頻帶148規(guī)定等。通常,天線(例如,第一天線102和/或第二天線104)的長(zhǎng)度可以是天線的工作頻率的波長(zhǎng)的四分之一(1/4)。作為一個(gè)示例,第一長(zhǎng)度L1可以是第一頻帶136的例如第一工作頻率的波長(zhǎng)的四分之一(1/4),第二長(zhǎng)度L2可以是第二頻帶138的例如第二工作頻率的波長(zhǎng)的四分之一(1/4),第三長(zhǎng)度L3可以是第三頻帶148的例如第三工作頻率的波長(zhǎng)的四分之一(1/4)等。第一長(zhǎng)度L1、第二長(zhǎng)度L2、第三長(zhǎng)度L3等可以是不同的,進(jìn)而,第一頻帶136、第二頻帶138、第三頻帶148等可以是不同的。
第一天線102的第一天線元件140可以在第一天線陣列144中被對(duì)齊。第二天線104的第二天線元件142可以在第二天線陣列146中被對(duì)齊。如本文所使用的,術(shù)語(yǔ)“被對(duì)齊”通常意味著元件被基本上布置在直線上。如本文所使用的,術(shù)語(yǔ)“基本上”通常意指在制造公差內(nèi)。
作為一個(gè)示例,第一天線102的第一天線元件140可以被布置(例如,堆疊)在基本上直線上并且第二天線104的第二天線元件142可以被布置(例如,堆疊)在基本上直線上。具有最大(例如,最長(zhǎng))長(zhǎng)度的第一天線元件140和/或第二天線元件142(例如,第一天線元件140中的第一元件140a和第二元件140b以及第二天線元件142中的第一元件142a和第二元件142b具有第一長(zhǎng)度L1,如圖3所例示的)可以是內(nèi)部天線元件。具有較小(例如,較短)長(zhǎng)度的第一天線元件140和/或第二天線元件142(例如,第一天線元件140中的第三元件140c具有第二長(zhǎng)度L2,如圖3所例示的)可以是外部天線元件。
如本文所使用的,“內(nèi)部”通常是指被布置或者定位為最靠近天線耦接至的結(jié)構(gòu)(例如,結(jié)構(gòu)108)的天線元件(或多個(gè)天線元件)。如本文所使用的,“外部”通常是指從內(nèi)部元件(或多個(gè)內(nèi)部元件)向外并且更遠(yuǎn)離天線耦接至的結(jié)構(gòu)而布置或者定位的天線元件(或多個(gè)天線元件)。
作為一個(gè)示例,并且如圖3最好地例示的,第一天線元件140中的具有第一長(zhǎng)度L1的第一元件140a和第二元件140b可以是第一天線102的(例如,第一天線陣列144的)內(nèi)部天線元件,并且第一天線元件140中的具有第二長(zhǎng)度L2的第三元件140c可以是第一天線102的(例如,第一天線陣列144的)外部天線元件。第二天線元件142中的具有第一長(zhǎng)度L1的第一元件142a和第二元件142b可以是第二天線104的(例如,第二天線陣列146的)內(nèi)部天線元件。
作為另一示例,并且如圖4最好地例示的,第一天線元件140中的具有第一長(zhǎng)度L1的第一元件140a和第二元件140b可以是第一天線102的(例如,第一天線陣列144的)內(nèi)部天線元件,并且第一天線元件140中的具有第二長(zhǎng)度L2的第三元件140c可以是第一天線102的(例如,第一天線陣列144的)外部天線元件。第二天線元件142中的具有第一長(zhǎng)度L1的第一元件142a和第二元件142b可以是第二天線104的(例如,第二天線陣列146的)內(nèi)部天線元件,并且第二天線元件142中的具有第二長(zhǎng)度L2的第三元件142c可以是第二天線104的(例如,第二天線陣列146的)外部天線元件。
作為另一示例,并且如圖5最好地例示的,第一天線元件140中的具有第一長(zhǎng)度L1的第一元件140a和第二元件140b可以是第一天線102的(例如,第一天線陣列144的)內(nèi)部天線元件,并且第一天線元件140中的具有第二長(zhǎng)度L2的第三元件140c可以是第一天線102的(例如,第一天線陣列144的)外部天線元件。第二天線元件142中的具有第一長(zhǎng)度L1的第一元件142a和第二元件142b可以是第二天線104的(例如,第二天線陣列146的)內(nèi)部天線元件,并且第二天線元件142中的具有第三長(zhǎng)度L3的第三元件142c可以是第二天線104的(例如,第二天線陣列146的)外部天線元件。
作為另一示例,并且如圖6所例示的,第一天線元件140中的具有第一長(zhǎng)度L1的第一元件140a和第二元件140b可以是第一天線102的(例如,第一天線陣列144的)內(nèi)部天線元件,并且第一天線元件140中的具有第二長(zhǎng)度L2的第三元件140c可以是第一天線102的(例如,第一天線陣列144的)外部天線元件。第二天線元件142中的具有第二長(zhǎng)度L2的第一元件142a和第二元件142b可以是第二天線104的(例如,第二天線陣列146的)內(nèi)部天線元件。
各個(gè)天線陣列(例如,第一天線陣列144和/或第二天線陣列146)的最內(nèi)部天線元件可以包括最大(例如,最長(zhǎng))長(zhǎng)度并且可以被配置為在該陣列的最低工作頻帶內(nèi)操作。各個(gè)天線陣列的最內(nèi)部天線元件通常可以包括相同長(zhǎng)度的兩個(gè)天線元件,以便確保天線的適當(dāng)功能(例如,以防止與地平面短路)。各個(gè)天線陣列的最外部天線元件可以包括最小(例如,最短)長(zhǎng)度并且可以被配置為在最高頻帶內(nèi)操作。被布置在各個(gè)天線陣列的最內(nèi)部天線元件與最外部天線元件之間的任何另外的天線元件可以具有被配置為在中間工作頻帶內(nèi)操作的中間長(zhǎng)度。作為一個(gè)示例,各個(gè)連續(xù)的外部天線元件可以包括比前面緊鄰的內(nèi)部天線元件小的長(zhǎng)度并且可以提供不同的工作頻率(例如,另外的頻帶)。
雖然圖3的示例例示了包括具有被配置為提供兩個(gè)工作頻率的三個(gè)天線元件140的第一天線陣列144的第一天線102以及包括具有被配置為提供一個(gè)工作頻率的兩個(gè)天線元件142的第二天線陣列146的第二天線104,但是第一天線陣列144和/或第二天線陣列146中的一個(gè)或兩個(gè)可以包括被配置為提供另外的工作頻率的另外的天線元件,如圖4、圖5和圖6所例示的。
作為一個(gè)示例,第一天線陣列144可以包括第一天線元件140中的具有第一長(zhǎng)度L1并且被配置為在第一頻帶136內(nèi)操作的第一元件140a和第二元件140b、第一天線元件140中的具有不同于(例如,小于)第一長(zhǎng)度L1的第二長(zhǎng)度L2并且被配置為在不同于(例如,高于)第一頻帶136的第二頻帶138內(nèi)操作的第三元件140c、第一天線元件140中的具有不同于(例如,小于)第一長(zhǎng)度L1和第二長(zhǎng)度L2的第三長(zhǎng)度并且被配置為在不同于(例如,高于)第一頻帶136和第二頻帶138的第三頻帶內(nèi)操作的第四元件(未例示)、第一天線元件140中的具有不同于(例如,小于)第一長(zhǎng)度L1、第二長(zhǎng)度L2和第三長(zhǎng)度的第四長(zhǎng)度并且被配置為在不同于(例如,高于)第一頻帶136、第二頻帶138和第三頻帶的第四頻帶內(nèi)操作的第五元件(未例示)等。
作為一個(gè)示例,第二天線陣列146可以包括第二天線元件142中的具有第一長(zhǎng)度L1并且被配置為在第一頻帶136內(nèi)操作的第一元件142a和第二元件142b、第二天線元件142中的具有不同于(例如,小于)第一長(zhǎng)度L1的第二長(zhǎng)度L2并且被配置為在不同于(例如,高于)第一頻帶136的第二頻帶138內(nèi)操作的第三元件142c、第二天線元件142中的具有不同于(例如,小于)第一長(zhǎng)度L1和第二長(zhǎng)度L2的第三長(zhǎng)度并且被配置為在不同于(例如,高于)第一頻帶136和第二頻帶138的第三頻帶148內(nèi)操作的第四元件(未例示)、第二天線元件142中的具有不同于(例如,小于)第一長(zhǎng)度L1、第二長(zhǎng)度L2和第三長(zhǎng)度L3的第四長(zhǎng)度并且被配置為在不同于(例如,高于)第一頻帶136、第二頻帶138和第三頻帶148的第四頻帶內(nèi)操作的第五元件(未例示)等。
具有相同長(zhǎng)度的相對(duì)的第一天線元件140和第二天線元件142可以提供全向輻射圖案。
結(jié)構(gòu)(例如,結(jié)構(gòu)108)對(duì)天線(例如,第一天線102和/或第二天線104)的輻射圖案(例如,第一輻射圖案114和/或第二輻射圖案116)的遮蔽效應(yīng)(例如,由該結(jié)構(gòu)創(chuàng)建的零點(diǎn)(例如,第一零點(diǎn)118和/或第二零點(diǎn)120))在相對(duì)于該結(jié)構(gòu)的厚度和/或結(jié)構(gòu)形狀(例如,結(jié)構(gòu)108的厚度T)的較低頻帶(例如,較長(zhǎng)波長(zhǎng))下可能較小。因此,在相對(duì)于結(jié)構(gòu)的厚度足夠低的頻帶下操作的天線(例如,天線元件)可以在無(wú)需對(duì)應(yīng)的相對(duì)天線(例如,相同長(zhǎng)度的相對(duì)天線元件)的情況下提供全向覆蓋。因此,不限于任何具體理論,當(dāng)結(jié)構(gòu)108的厚度T小于一個(gè)天線的具體天線元件的工作頻率的波長(zhǎng)的大約十分之一(1/10)時(shí),可能需要僅一個(gè)天線來(lái)提供全向輻射圖案。
作為一個(gè)示例,并且如圖3所例示的,第一天線102的第一天線元件140中的第一元件140a和第二元件140b可以在第一頻帶136下輻射電磁輻射106。第二天線104的第二天線元件142中的第一元件142a和第二元件142b可以在第一頻帶136下輻射電磁輻射106。第一頻帶136例如相對(duì)于結(jié)構(gòu)108的厚度T可能是足夠高的,即可能需要第一天線102和第二天線104二者來(lái)提供全向輻射圖案(例如,第一頻帶136的全向覆蓋)。第一天線元件140中的第三元件140c可以在第二頻帶138下輻射電磁輻射106。第二頻帶138例如相對(duì)于結(jié)構(gòu)108的厚度T可能是足夠低的,即可能需要僅第一天線102來(lái)提供全向輻射圖案(例如,第二頻帶138的全向覆蓋)。
作為另一示例,如圖4所例示的,第一天線102的第一天線元件140中的第一元件140a和第二元件140b可以在第一頻帶136下輻射電磁輻射106。第二天線104的第二天線元件142中的第一元件142a和第二元件142b可以在第一頻帶136下輻射電磁輻射106。第一頻帶136例如相對(duì)于結(jié)構(gòu)108的厚度T可能是足夠高的,即可能需要第一天線102和第二天線104二者來(lái)提供全向輻射圖案(例如,第一頻帶136的全向覆蓋)。第一天線元件140中的第三元件140c可以在第二頻帶138下輻射電磁輻射106。第二頻帶138例如相對(duì)于結(jié)構(gòu)108的厚度T可能是足夠高的,即結(jié)構(gòu)108在第一天線元件140中的第三元件140c的第一輻射圖案114(圖2)中創(chuàng)建第一零點(diǎn)118。因此,可能需要第二天線元件142中的具有第二長(zhǎng)度L2(例如,與第一天線元件140中的第三元件140c相同的長(zhǎng)度)的第三元件142c來(lái)提供全向輻射圖案(例如,第二頻帶138的全向覆蓋)。
作為另一示例,并且如圖5所例示的,第一天線102的第一天線元件140中的第一元件140a和第二元件140b可以在第一頻帶136下輻射電磁輻射106。第二天線104的第二天線元件142中的第一元件142a和第二元件142b可以在第一頻帶136下輻射電磁輻射106。第一頻帶136例如相對(duì)于結(jié)構(gòu)108的厚度T可能是足夠高的,即可能需要第一天線102和第二天線104二者來(lái)提供全向輻射圖案(例如,第一頻帶136的全向覆蓋)。第一天線元件140中的第三元件140c可以在第二頻帶138下輻射電磁輻射106。第二頻帶138例如相對(duì)于結(jié)構(gòu)108的厚度T可能是足夠低的,即可能需要僅第一天線102來(lái)提供全向輻射圖案(例如,第二頻帶138的全向覆蓋)。第二天線元件142中的第三元件142c可以在第三頻帶148下輻射電磁輻射106。第三頻帶148例如相對(duì)于結(jié)構(gòu)108的厚度T可能是足夠低的,即可能需要僅第二天線104來(lái)提供全向輻射圖案(例如,第三頻帶148的全向覆蓋)。
作為另一示例,并且如圖6所例示的,第一天線102的第一天線元件140中的第一元件140a和第二元件140b可以在第一頻帶136下輻射電磁輻射106。第一頻帶136例如相對(duì)于結(jié)構(gòu)108的厚度T可能是足夠低的,即可能需要僅第一天線102來(lái)提供全向輻射圖案(例如,第一頻帶136的全向覆蓋)。第二天線104的第二天線元件142中的第一元件142a和第二元件142b可以在第二頻帶138下輻射電磁輻射106。第二頻帶138例如相對(duì)于結(jié)構(gòu)108的厚度T可能是足夠高的,即結(jié)構(gòu)108可以在第二天線元件142中的第一元件142a和第二元件142b的第二輻射圖案116(圖2)中創(chuàng)建第二零點(diǎn)120。因此,可能需要第一天線元件140中的具有第二長(zhǎng)度L2(例如,與第二天線元件142中的第一元件142a和第二元件142b相同的長(zhǎng)度)的第三元件140c來(lái)提供全向輻射圖案(例如,第二頻帶138的全向覆蓋)。
雖然圖3、圖4、圖5和圖6所例示的示例例示了在第一頻帶136和第二頻帶138中的一個(gè)或更多個(gè)下輻射電磁輻射106的第一天線102以及在第一頻帶136、第二頻帶138和第三頻帶148中的一個(gè)或更多個(gè)下輻射電磁輻射106的第二天線104,但是還設(shè)想了其它配置。作為一個(gè)示例,第一天線102可以在第一頻帶136、第二頻帶138和第三頻帶148下輻射電磁輻射106并且第二天線104可以在第一頻帶136下輻射電磁輻射106。作為另一示例,第一天線102可以在第一頻帶136下輻射電磁輻射106并且第二天線104可以在第一頻帶136、第二頻帶138和第三頻帶148下輻射電磁輻射106。作為另一示例,第一天線102可以在第一頻帶136和第二頻帶138下輻射電磁輻射106,并且第二天線104可以在第一頻帶136、第二頻帶138和第三頻帶148下輻射電磁輻射106。
參照?qǐng)D3和圖4,作為一個(gè)具體非限制性示例,第一天線元件140中的第三元件140c可以被配置(例如,可以包括預(yù)定長(zhǎng)度L2)以在具有大約十米與一米之間的波長(zhǎng)(更具體地,兩米的波長(zhǎng))的大約3MHz與400MHz(例如,甚高頻率(“VHF”))之間的第二頻帶138內(nèi)操作。如圖3所例示的,當(dāng)結(jié)構(gòu)108的厚度T小于第二頻帶138的波長(zhǎng)的十分之一或大約20厘米(大約8英寸)時(shí),第一天線102的第一天線元件140中的第三元件140c可以提供第二頻帶138的全向覆蓋。如圖4所例示的,當(dāng)結(jié)構(gòu)108的厚度T大于第二頻帶138的波長(zhǎng)的十分之一或大約20厘米(大約8英寸)時(shí),可能需要第一天線102的第一天線元件140中的第三元件140c以及第二天線104的第二天線元件142中的第三元件142c來(lái)提供第二頻帶138的全向覆蓋。
參照?qǐng)D3、圖4、圖5和圖6,第一天線元件140(例如,第一天線陣列144)可以通過(guò)結(jié)構(gòu)108與第二天線元件142(例如,第二天線陣列146)物理上分開(kāi)。第一天線元件140中的各個(gè)元件可以與第一天線元件140中的另一元件物理上分開(kāi)。作為一個(gè)示例,第一天線陣列144的各個(gè)第一天線元件140可以與第一天線陣列144的直接相鄰的第一天線元件140物理上分開(kāi)。第二天線元件142中的各個(gè)元件可以與第二天線元件142中的另一元件物理上分開(kāi)。作為一個(gè)示例,第二天線陣列146的各個(gè)第二天線元件142可以與第二天線陣列146的直接相鄰的第二天線元件142物理上分開(kāi)。
通常,第一天線102的性能不依賴于相鄰的第一天線元件140的分開(kāi)距離。類似地,第二天線104的性能不依賴于相鄰的第二天線元件142的分開(kāi)距離。通常,相鄰的第一天線元件140之間的分開(kāi)距離以及相鄰的第二天線元件142之間的最小分開(kāi)距離可以例如由第一天線102(或第一天線元件140)和第二天線104(或第二天線元件142)的相應(yīng)的工作頻率來(lái)規(guī)定。作為一個(gè)示例,相鄰的第一天線元件140之間的最小分開(kāi)距離以及相鄰的第二天線元件142之間的最小分開(kāi)距離對(duì)于較低頻率來(lái)說(shuō)可能較小而對(duì)于較高頻率來(lái)說(shuō)可能較大。作為一個(gè)具體非限制性示例,相鄰的第一天線元件140之間的最小分開(kāi)距離和/或相鄰的第二天線元件142之間的最小分開(kāi)距離可以是大約0.01英寸(0.25毫米)至大約0.1英寸(例如,2.54毫米)。
仍然參照?qǐng)D3、圖4、圖5和圖6,作為一個(gè)示例,第一天線元件140中的各個(gè)元件可以通過(guò)介電材料150與第一天線元件140中的另一元件物理上分開(kāi)。類似地,第二天線元件142中的各個(gè)元件可以通過(guò)介電材料150與第二天線元件142中的另一元件物理上分開(kāi)。作為一個(gè)通常的非限制性示例,介電材料150可以是具有低介電常數(shù)(dielectric constant)的任何介電材料(還被稱為低介電材料)。作為一個(gè)示例,低介電常數(shù)可以包括小于大約6的介電常數(shù)。作為另一示例,低介電常數(shù)可以包括小于大約3的介電常數(shù)。作為另一示例,低介電常數(shù)可以包括小于大約2的介電常數(shù)。作為另一示例,低介電常數(shù)可以包括大約1的介電常數(shù)。作為一個(gè)具體非限制性示例,介電材料150可以包括干空氣。作為另一具體非限制性示例,介電材料150可以包括介電織物。作為另一具體非限制性示例,介電材料150可以包括粘合劑,例如,塑性粘合劑。作為另一具體非限制性示例,介電材料150可以包括玻璃纖維,例如,玻璃纖維片。作為另一示例,介電材料150可以包括石英,例如,石英片。作為另一示例,介電材料150可以包括復(fù)合材料,例如,玻璃纖維增強(qiáng)聚合物(“GFRP”)。作為另一具體非限制性示例,介電材料150可以包括塑料,例如,聚乙烯、聚氯乙烯等。
第一天線元件140中的各個(gè)元件可以包括寬度(未顯式地例示)。第二天線元件142中的各個(gè)元件可以包括寬度(未顯式地例示)。具體天線元件(例如,第一天線元件140中的各個(gè)元件和/或第二天線元件142中的各個(gè)元件)的寬度可以變化。
通常,而不限于任何具體理論,具體天線元件的寬度可以提供對(duì)關(guān)聯(lián)天線的帶寬控制。因此,可以使寬度變化以實(shí)現(xiàn)期望的帶寬。作為一個(gè)示例,第一天線元件140中的任一個(gè)的寬度可以提供對(duì)第一天線102的(或者第一天線元件140中的具體天線元件的)帶寬控制。作為另一示例,第二天線元件142中的任一個(gè)的寬度可以提供對(duì)第二天線104的(或者第二天線元件142中的具體天線元件的)帶寬控制。此外,而不限于任何具體理論,例如具體天線元件的寬度增加可以提高關(guān)聯(lián)天線的效率。
作為一個(gè)通常的非限制性示例,具有較大長(zhǎng)度并且配置為在較低頻帶(例如,具有較長(zhǎng)波長(zhǎng))內(nèi)操作的第一天線元件140中的一個(gè)元件和/或第二天線元件142中的一個(gè)元件與具有較小長(zhǎng)度并且配置為在較高頻帶(例如,具有較短波長(zhǎng))內(nèi)操作的第一天線元件140中的另一元件和/或第二天線元件142中的另一元件相比可以包括較大的寬度。作為一個(gè)具體非限制性示例,并且如圖3最好地例示的,第一天線元件140中的第一元件140a和第二元件140b與第一天線元件140中的第三元件140c相比可以具有較大的寬度。
參照?qǐng)D1,無(wú)線電組件134可以向第一天線102和第二天線104發(fā)射傳出信號(hào)154。無(wú)線電組件134可以從第一天線102和第二天線104接收傳入信號(hào)156。傳出信號(hào)154和傳入信號(hào)156可以是向和從第一天線102和第二天線104通過(guò)饋電線158承載的無(wú)線電信號(hào)。饋電線158可以包括一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)導(dǎo)體。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,當(dāng)具有第一長(zhǎng)度l1的第一饋電線128以及具有長(zhǎng)度l2的第二饋電線130正被用作移相器126時(shí),第一饋電線128和第二饋電線130可以是饋電線158的(例如,長(zhǎng)度的)一部分。
天線系統(tǒng)100可以包括信號(hào)路由器152。信號(hào)路由器152可以例如經(jīng)由饋電線158耦接在第一天線102及第二天線104和無(wú)線電組件134之間。信號(hào)路由器152可以適當(dāng)?shù)胤职l(fā)(例如,分割)從無(wú)線電組件134到第一天線102和/或第二天線104的傳出信號(hào)154。信號(hào)路由器152可以適當(dāng)?shù)胤职l(fā)(例如,組合)從第一天線102和/或第二天線104到無(wú)線電組件134的傳入信號(hào)156。
作為一個(gè)示例,傳出信號(hào)154中的一個(gè)或更多個(gè)可以包括不同的頻率。作為一個(gè)示例,無(wú)線電組件134可以在第一頻帶136中發(fā)射傳出信號(hào)154中的一個(gè)并且在第二頻帶138中發(fā)射傳出信號(hào)154中的另一個(gè)。信號(hào)路由器152可以將第一頻帶136中的傳出信號(hào)154中的所述一個(gè)分割成第一部分和第二部分??梢詫⒌谝活l帶136中的傳出信號(hào)154中的所述一個(gè)的所述第一部分發(fā)射到第二天線104。信號(hào)路由器152可以組合第一頻帶136中的傳出信號(hào)154中的所述一個(gè)的所述第二部分以及第二頻帶138中的傳出信號(hào)154中的所述另一個(gè)以被發(fā)射到第一天線102。
作為另一示例,一個(gè)或更多個(gè)傳入信號(hào)156可以包括不同的頻率。作為一個(gè)示例,可以從第一天線102接收第一頻帶136中的傳入信號(hào)156中的一個(gè)以及第二頻帶138中的傳入信號(hào)156中的另一個(gè)??梢詮牡诙炀€104接收第一頻帶136中的傳入信號(hào)156中的又一個(gè)傳入信號(hào)。信號(hào)路由器152可以分割第一頻帶136中的傳入信號(hào)156中的所述一個(gè)以及第二頻帶138中的傳入信號(hào)156中的另一個(gè)。信號(hào)路由器152可以組合第一頻帶136中的傳入信號(hào)156中的所述一個(gè)以及第一頻帶136中的傳入信號(hào)156中的所述又一個(gè)傳入信號(hào)以由無(wú)線電組件134接收。第二頻帶138中的傳入信號(hào)156中的所述另一個(gè)可以由無(wú)線電組件134接收。
還根據(jù)例如天線系統(tǒng)100的具體應(yīng)用、第一天線102和/或第二天線104的不同工作頻率(例如,第一頻帶136、第二頻帶138、第三頻帶148等)的數(shù)量等設(shè)想另外的傳出信號(hào)154和/或傳入信號(hào)156。因此,信號(hào)路由器152可以被配置為適當(dāng)?shù)胤职l(fā)從無(wú)線電組件134到第一天線102和/或第二天線104的傳出信號(hào)154并且/或者適當(dāng)?shù)胤职l(fā)從第一天線102和/或第二天線104到無(wú)線電組件134的傳入信號(hào)156。
信號(hào)路由器152可以包括被配置為適當(dāng)?shù)胤职l(fā)傳出信號(hào)154和/或傳入信號(hào)156的各種部件。作為一個(gè)示例,并且如圖7所例示的,信號(hào)路由器152可以包括功率分配器176、復(fù)用器182、功率組合器184和/或解復(fù)用器186。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,信號(hào)路由器152的配置可能例如取決于天線系統(tǒng)100的具體應(yīng)用。
參照?qǐng)D7,并且參照?qǐng)D1,作為一個(gè)示例,無(wú)線電組件134可以包括第一無(wú)線電設(shè)備160和第二無(wú)線電設(shè)備162。第一無(wú)線電設(shè)備160和第二無(wú)線電設(shè)備162可以被配置為在不同的頻率下(例如,在不同的頻帶內(nèi))操作。作為一個(gè)示例,第一無(wú)線電設(shè)備160可以被配置為在第一頻帶136(圖1)內(nèi)操作,并且第二無(wú)線電設(shè)備162可以被配置為在第二頻帶138(圖1)內(nèi)操作。
作為一個(gè)通常的非限制性示例,第一無(wú)線電設(shè)備160和/或第二無(wú)線電設(shè)備162(以及第一天線102和/或第二天線104)可以包括大約3MHz至大約100GHz的工作頻率(例如,頻帶)。作為另一通常的非限制性示例,第一無(wú)線電設(shè)備160和/或第二無(wú)線電設(shè)備162(以及第一天線102和/或第二天線104)可以包括大約30MHz至大約400MHz的工作頻率。作為另一通常的非限制性示例,第一無(wú)線電設(shè)備160和/或第二無(wú)線電設(shè)備162(以及第一天線102和/或第二天線104)可以包括大約30MHz至大約174MHz的工作頻率。作為另一通常的非限制性示例,第一無(wú)線電設(shè)備160和/或第二無(wú)線電設(shè)備162(以及第一天線102和/或第二天線104)可以包括大約225MHz至大約400MHz的工作頻率。作為一個(gè)具體非限制性示例,第一無(wú)線電設(shè)備160可以是例如包括大約118MHz至大約174MHz的工作頻率的VHF高無(wú)線電設(shè)備。作為一個(gè)具體非限制性示例,第二無(wú)線電設(shè)備162可以是例如包括大約30MHz至大約88MHz的工作頻率的VHF低無(wú)線電設(shè)備。
仍然參照?qǐng)D7,并且參照?qǐng)D1,第一無(wú)線電設(shè)備160可以包括第一無(wú)線電發(fā)射機(jī)164和第一無(wú)線電接收機(jī)166。第二無(wú)線電設(shè)備162可以包括第二無(wú)線電發(fā)射機(jī)168和第二無(wú)線電接收機(jī)170。第一無(wú)線電發(fā)射機(jī)164可以發(fā)射第一傳出信號(hào)172。第二無(wú)線電發(fā)射機(jī)168可以發(fā)射第二傳出信號(hào)174。第一傳出信號(hào)172和第二傳出信號(hào)174可以具有不同的工作頻率。作為一個(gè)示例,第一傳出信號(hào)172可以在第一頻帶136(圖1)中并且第二傳出信號(hào)174可以在第二頻帶138(圖1)中。
第一傳出信號(hào)172可以被從第一無(wú)線電發(fā)射機(jī)164導(dǎo)向功率分配器176(例如,功率分配器176可以從第一無(wú)線電發(fā)射機(jī)164接收第一傳出信號(hào)172)。功率分配器176可以將第一傳出信號(hào)172分割成第一頻帶136(圖1)中的第三傳出信號(hào)178以及第一頻帶136中的第四傳出信號(hào)180。作為一個(gè)通常的非限制性示例,功率分配器176可以是被配置為對(duì)限定量的電磁功率進(jìn)行劃分以使得信號(hào)能夠被用在兩個(gè)電路中(例如,以使得一個(gè)無(wú)線電設(shè)備(例如,第一無(wú)線電設(shè)備160)能夠給兩個(gè)天線(例如,第一天線102和第二天線104)饋電)的任何裝置。作為一個(gè)具體非限制性示例,功率分配器176可以是額定50W的VHF功率分配器。
當(dāng)一個(gè)或更多個(gè)另外的無(wú)線電設(shè)備(例如,另外的無(wú)線電發(fā)射機(jī))(未例示)將另外的傳出信號(hào)(未例示)饋送給第一天線102和第二天線104時(shí),可以與天線系統(tǒng)100一起利用一個(gè)或更多個(gè)另外的功率分配器(未例示)。所利用的功率分配器的數(shù)量以及配置可能例如取決于天線系統(tǒng)100的具體應(yīng)用、第一天線102和/或第二天線104的工作頻率(例如,第一頻帶136、第二頻帶138、第三頻帶148等)(圖1)的數(shù)量等。
仍然參照?qǐng)D7,并且參照?qǐng)D1,第三傳出信號(hào)178可以被從功率分配器176導(dǎo)向第二天線104(例如,第二天線104可以從功率分配器176接收第三傳出信號(hào)178)。第四傳出信號(hào)180可以被從功率分配器176導(dǎo)向復(fù)用器182(例如,復(fù)用器182可以從功率分配器176接收第四傳出信號(hào)180)。第二傳出信號(hào)174可以被從第二無(wú)線電發(fā)射機(jī)168導(dǎo)向復(fù)用器182(例如,復(fù)用器182可以從第二無(wú)線電發(fā)射機(jī)168接收第二傳出信號(hào)174)。
復(fù)用器182可以接收第二傳出信號(hào)174和第四傳出信號(hào)180。復(fù)用器182可以將第二傳出信號(hào)174和第四傳出信號(hào)180組合成第五傳出信號(hào)188。第五傳出信號(hào)188可以在第一頻帶136和第二頻帶138中(圖1)。例如,第五傳出信號(hào)188可以是第二頻帶138中的第二傳出信號(hào)174以及第一頻帶136中的第四傳出信號(hào)180的組合。作為一個(gè)通常的非限制性示例,復(fù)用器182可以是被配置為將不同頻率的兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)組合成一個(gè)信號(hào)而不彼此干擾(例如,以使得兩個(gè)或更多個(gè)無(wú)線電設(shè)備(例如,第一無(wú)線電設(shè)備160和第二無(wú)線電設(shè)備162)能夠給一個(gè)天線(例如,第一天線102)饋電)的任何裝置。作為一個(gè)示例,并且如圖7所例示的,復(fù)用器182可以是被配置為使得第一無(wú)線電設(shè)備160(例如,第一無(wú)線電發(fā)射機(jī)164)和第二無(wú)線電設(shè)備162(例如,第二無(wú)線電發(fā)射機(jī)168)能夠給第一天線102饋電的雙工器。作為一個(gè)示例(未例示),復(fù)用器182可以是被配置為使得第一無(wú)線電設(shè)備160、第二無(wú)線電設(shè)備162和第三無(wú)線電設(shè)備(未例示)(例如,被配置為在第三頻帶中發(fā)射傳出信號(hào))能夠給第一天線102饋電的三工器。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,復(fù)用器182的類型和/或復(fù)用器182的數(shù)量可能例如取決于無(wú)線電組件134的無(wú)線電設(shè)備的數(shù)量和/或饋電天線(例如,第一天線102或第二天線104)的工作頻率的數(shù)量。
仍然參照?qǐng)D7,并且參照?qǐng)D1,可以從第一天線102獲得第一傳入信號(hào)190。可以從第二天線104獲得第二傳入信號(hào)192。第一傳入信號(hào)190和第二傳入信號(hào)192可以具有不同的工作頻率。作為一個(gè)示例,第一傳入信號(hào)190可以在第一頻帶136(圖1)和第二頻帶138(圖1)中并且第二傳入信號(hào)192可以在第一頻帶136中。作為一個(gè)示例,第一傳入信號(hào)190可以是由第一天線102接收到的第一頻帶136中的無(wú)線電信號(hào)以及由第一天線102接收到的第二頻帶138中的無(wú)線電信號(hào)的組合。第二傳入信號(hào)192可以是由第二天線104接收到的第一頻帶136中的無(wú)線電信號(hào)。
第一傳入信號(hào)190可以被從第一天線102導(dǎo)向解復(fù)用器186(例如,解復(fù)用器186可以從第一天線102接收第一傳入信號(hào)190)。解復(fù)用器186可以將第一傳入信號(hào)190分割成第一頻帶136(圖1)中的第三傳入信號(hào)194以及第二頻帶138(圖1)中的第四傳入信號(hào)196。作為一個(gè)通常的非限制性示例,解復(fù)用器186可以是被配置為將具有不同頻率的一個(gè)信號(hào)分割成各自具有不同頻率的兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)(例如,以使得一個(gè)天線(例如,第一天線102)能夠給兩個(gè)或更多個(gè)無(wú)線電設(shè)備(例如,第一無(wú)線電設(shè)備160和第二無(wú)線電設(shè)備162)饋電)的任何裝置。作為一個(gè)示例,并且如圖7所例示的,解復(fù)用器186可以被配置為使得第一天線102能夠給第一無(wú)線電設(shè)備160(例如,第一無(wú)線電接收機(jī)166)和第二無(wú)線電設(shè)備162(例如,第二無(wú)線電接收機(jī)170)饋電。作為另一示例(未例示),解復(fù)用器186可以被配置為使得第一天線102能夠給第一無(wú)線電設(shè)備160、第二無(wú)線電設(shè)備162和第三無(wú)線電設(shè)備(未例示)饋電,例如,被配置為在第三頻帶中接收傳出信號(hào)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,解復(fù)用器186的類型和/或解復(fù)用器186的數(shù)量可能例如取決于無(wú)線電組件134的無(wú)線電設(shè)備的數(shù)量和/或饋電天線(例如,第一天線102或第二天線104)的工作頻率的數(shù)量。
復(fù)用器182和解復(fù)用器186可以彼此補(bǔ)充。作為一個(gè)示例,復(fù)用器182可以在信號(hào)的發(fā)射端上并且解復(fù)用器186可以在信號(hào)的接收端上??梢詫?fù)用器182和解復(fù)用器186組合到信號(hào)路由器152的單個(gè)單元或部件中。
仍然參照?qǐng)D7,并且參照?qǐng)D1,第二傳入信號(hào)192可以被從第二天線104導(dǎo)向功率組合器184(例如,功率組合器184可以從第二天線104接收第二傳入信號(hào)192)。第三傳入信號(hào)194可以被從解復(fù)用器186導(dǎo)向功率組合器184(例如,功率組合器184可以從解復(fù)用器186接收第三傳入信號(hào)194)。功率組合器184可以將第二傳入信號(hào)192和第三傳入信號(hào)194組合成第一頻帶136(圖1)中的第五傳入信號(hào)198。作為一個(gè)通常的非限制性示例,功率組合器184可以是被配置為組合電磁功率以例如從兩個(gè)電路使得能實(shí)現(xiàn)信號(hào)(例如,以使得兩個(gè)天線(例如,第一天線102和第二天線104)能夠給一個(gè)無(wú)線電設(shè)備(例如,第一無(wú)線電設(shè)備160)饋電)的任何裝置。
功率分配器176和功率組合器184可以彼此補(bǔ)充。作為一個(gè)示例,功率分配器176可以在信號(hào)的發(fā)射端上并且功率組合器184可以在信號(hào)的接收端上??梢詫⒐β史峙淦?76和功率組合器184組合到信號(hào)路由器152的單個(gè)單元或部件中。
第四傳入信號(hào)196可以被從解復(fù)用器186導(dǎo)向第二無(wú)線電接收機(jī)170(例如,第二無(wú)線電接收機(jī)170可以從解復(fù)用器186接收第四傳入信號(hào)196)。第五傳入信號(hào)198可以被從功率組合器184導(dǎo)向第一無(wú)線電接收機(jī)166(例如,第一無(wú)線電接收機(jī)166可以從功率組合器184接收第五傳入信號(hào)198)。
參照?qǐng)D7,天線系統(tǒng)100可以包括放大器200。放大器200可以耦接在第二無(wú)線電接收機(jī)170與解復(fù)用器186之間。放大器200可以耦接在第二無(wú)線電發(fā)射機(jī)168與復(fù)用器182之間。放大器200可以提高第二傳出信號(hào)174和/或第四傳入信號(hào)196的增益。還可以利用另外的放大器(未例示)。
參照?qǐng)D7,并且參照?qǐng)D1,雖然圖7中未顯式地例示,但是天線系統(tǒng)100的各種部件(例如,第一無(wú)線電設(shè)備160、第二無(wú)線電設(shè)備162、功率分配器176、功率組合器184、復(fù)用器182、解復(fù)用器186、第一天線102、第二天線104和/或放大器200)可以經(jīng)由饋電線158(圖1)耦接在一起??梢酝ㄟ^(guò)饋電線158來(lái)饋送任何信號(hào)(例如,第一傳出信號(hào)172、第二傳出信號(hào)174、第三傳出信號(hào)178、第四傳出信號(hào)180、第五傳出信號(hào)188、第一傳入信號(hào)190、第二傳入信號(hào)192、第三傳入信號(hào)194、第四傳入信號(hào)196和/或第五傳入信號(hào)198)。作為一個(gè)示例,第一饋電線128(圖1)可以是將第一無(wú)線電設(shè)備160和第二無(wú)線電設(shè)備162耦接至第一天線102的饋電線158的一部分。作為一個(gè)示例,第二饋電線130(圖1)可以是將第一無(wú)線電設(shè)備160耦接至第二天線104的饋電線158的一部分。當(dāng)?shù)谝火侂娋€128被用作移相器126(圖1)時(shí),第一饋電線128的限定第一長(zhǎng)度l1(圖1)的部分可以是第一饋電線128從第一無(wú)線電設(shè)備160和第二無(wú)線電設(shè)備162到第一天線102的總體長(zhǎng)度或者可以是例如從信號(hào)路由器152到第一天線102的總體長(zhǎng)度的一部分。當(dāng)?shù)诙侂娋€130被用作移相器126(圖1)時(shí),第二饋電線130的限定第二長(zhǎng)度l2(圖1)的部分可以是第二饋電線130從第二無(wú)線電設(shè)備162到第二天線104的總體長(zhǎng)度或者可以是例如從信號(hào)路由器152到第二天線104的總體長(zhǎng)度的一部分。
圖7所例示的信號(hào)路由器152的示例性示例不意在暗示對(duì)可以實(shí)現(xiàn)不同的示例性示例的方式構(gòu)成物理或架構(gòu)限制??梢允褂贸镜奶卣髦夂?代替這些特征的其它特征。在一些示例性示例中一些特征可能是不必要的。并且,這些塊中的一些被呈現(xiàn)來(lái)例示一些功能特征。這些塊中的一個(gè)或更多個(gè)可以在被實(shí)現(xiàn)在不同的示例性示例中時(shí)被組合和/或劃分成不同的塊。作為一個(gè)示例,功率分配器176和/或功率組合器184可以被布置在無(wú)線電組件134與復(fù)用器182和/或解復(fù)用器186之間。作為另一示例,功率分配器176和/或功率組合器184可以被布置在復(fù)用器182和/或解復(fù)用器186與第一天線102和/或第二天線104之間。還設(shè)想了其它配置。
應(yīng)當(dāng)理解,而不限于任何具體理論,可以按電壓駐波比(VSWR)指定傳輸線上的反射。VSWR是傳輸線上駐波的最大值與最小值的比。為了改進(jìn)VSWR,可以在沿著最長(zhǎng)正向天線元件(例如,第一天線元件中的第一元件140a)的頂端(例如,第一端258和第二端260(圖15))的參數(shù)化確定的位置與接觸結(jié)構(gòu)108(圖1)的蓋框架(未例示)之間添加電阻元件(未例示)。這通過(guò)增加天線的輻射電阻來(lái)降低VSWR。電阻元件可以針對(duì)由無(wú)線電組件134(例如,第一無(wú)線電設(shè)備160或第二無(wú)線電設(shè)備162)(圖7)遞送的功率來(lái)分級(jí)。
可選地,為了進(jìn)一步改進(jìn)阻抗匹配并且確保最大功率實(shí)際上被第一天線102和/或第二天線104接受,可以在天線系統(tǒng)100中利用變壓器(未例示)。
參照?qǐng)D8,并且參照?qǐng)D1,作為一個(gè)示例,結(jié)構(gòu)108可以是運(yùn)載工具202(圖1)的部件或元件。作為一個(gè)示例,并且如圖8所例示的,運(yùn)載工具202可以是航空運(yùn)載工具204。作為另一示例(未例示),運(yùn)載工具202可以是陸地運(yùn)載工具。作為又一示例(未例示),運(yùn)載工具202可以是海上運(yùn)載工具。結(jié)構(gòu)108還可以是利用天線系統(tǒng)100(圖1)來(lái)發(fā)射和/或接收電磁輻射106(圖1)的任何其它固定結(jié)構(gòu)、組件等。作為非限制性示例,結(jié)構(gòu)108可以包括塔(例如,無(wú)線電塔)、桿(例如,天線桿)、建筑物等。
作為一個(gè)通常的非限制性示例,并且如圖8所例示的,航空運(yùn)載工具204可以是旋翼航空器(例如,直升飛機(jī)或旋翼機(jī)無(wú)人運(yùn)載工具)并且結(jié)構(gòu)108可以是旋翼航空器的結(jié)構(gòu)部件。作為另一通常的非限制性示例(未例示),航空運(yùn)載工具204可以是固定翼航空器(例如,飛機(jī)或固定翼無(wú)人運(yùn)載工具)并且結(jié)構(gòu)108可以是固定翼航空器的結(jié)構(gòu)部件。作為另一通常的非限制性示例(未例示),航空運(yùn)載工具204可以是導(dǎo)彈。
作為一個(gè)通常的非限制性示例,結(jié)構(gòu)108可以是運(yùn)載工具202(例如,航空運(yùn)載工具204)的主要結(jié)構(gòu)。如本文所使用的,術(shù)語(yǔ)“主要結(jié)構(gòu)”通常是指用于承載在運(yùn)載工具202的移動(dòng)期間(例如,在航空運(yùn)載工具204的飛行期間)遇到的載荷(例如,應(yīng)變、應(yīng)力和/或力)所必要的任何結(jié)構(gòu)。作為另一通常的非限制性示例,結(jié)構(gòu)108可以是運(yùn)載工具202(例如,航空運(yùn)載工具204)的次要結(jié)構(gòu)。如本文所使用的,術(shù)語(yǔ)“次要結(jié)構(gòu)”通常是指在承載在運(yùn)載工具202的移動(dòng)期間遇到的載荷時(shí)協(xié)助主要結(jié)構(gòu)的任何結(jié)構(gòu)。
仍然參照?qǐng)D8,并且參照?qǐng)D1,作為一個(gè)具體非限制性示例,結(jié)構(gòu)108可以是航空運(yùn)載工具204的水平翼206。作為另一具體非限制性示例,結(jié)構(gòu)108可以是航空運(yùn)載工具204的水平尾翼208。作為另一具體非限制性示例,結(jié)構(gòu)108可以是航空運(yùn)載工具204的垂直尾翼210。作為另一具體非限制性示例,結(jié)構(gòu)108可以是航空運(yùn)載工具204的尾梁212。作為另一具體非限制性示例,結(jié)構(gòu)108可以是航空運(yùn)載工具204的機(jī)身214。作為另一具體非限制性示例,結(jié)構(gòu)108可以是航空運(yùn)載工具204的尾部216。作為另一具體非限制性示例,結(jié)構(gòu)108可以是航空運(yùn)載工具204的(例如,航空運(yùn)載工具204的水平翼206、垂直尾翼210、水平尾翼210、尾梁212或尾部216的)整流罩218。作為另一具體非限制性示例,結(jié)構(gòu)108可以是航空運(yùn)載工具204的門220。作為另一具體非限制性示例,結(jié)構(gòu)108可以是航空運(yùn)載工具204的任何其它尾翼(未顯式地例示)。作為又一具體非限制性示例,結(jié)構(gòu)108可以是航空運(yùn)載工具204的可選擇性地拆卸的蓋(未顯式地例示)。
參照?qǐng)D1,并且參照?qǐng)D8,如以上在本文中并且在本文所提供的示例中的任一個(gè)中所描述的,第一天線102(圖1)可以被布置在結(jié)構(gòu)108的第一端110(圖1)處并且第二天線104(圖1)可以被布置在結(jié)構(gòu)108的第二端112(圖1)處。特別參照航空運(yùn)載工具204(圖8)的示例,第一端110可以是結(jié)構(gòu)108(例如,水平翼206、垂直尾翼210、水平尾翼210、尾部216或門220)的前緣或前端,并且第二端112可以是結(jié)構(gòu)108(例如,水平翼206、垂直尾翼210、水平尾翼210、尾部216或門220)的后端的尾緣。如本文所使用的,術(shù)語(yǔ)“前”、“正向”、“尾”和“后”是相對(duì)于航空運(yùn)載工具204的行進(jìn)方向而限定的。另選地,第一端110可以是結(jié)構(gòu)108(例如,尾梁212或機(jī)身214)的右舷并且第二端112可以是結(jié)構(gòu)108(例如,尾梁212或機(jī)身214)的左舷。
參照?qǐng)D9,作為一個(gè)具體非限制性示例,結(jié)構(gòu)108可以是航空運(yùn)載工具204(圖8)的尾部216的垂直尾翼210。第一天線102可以耦接至垂直尾翼210的前端222。第二天線104可以耦接至垂直尾翼210的后端224。第一天線102和第二天線104可以被垂直尾翼210物理上分開(kāi)。作為一個(gè)示例,第一天線102可以在前端222處被在外部安裝在垂直尾翼210上并且第二天線104可以在后端224處被在外部安裝在垂直尾翼210上。第一天線102可以被安裝至垂直尾翼210的天線罩(未例示)覆蓋以保護(hù)第一天線102。第二天線104可以被安裝至垂直尾翼210的另一天線罩(未例示)覆蓋以保護(hù)第二天線104。作為另一示例,第一天線102可以被安裝在接近前端222(例如,在前端222處或附近)的垂直尾翼210內(nèi)并且第二天線104可以被安裝在接近后端224的垂直尾翼210內(nèi)。垂直尾翼210在前端222處的一部分可以作為天線罩以保護(hù)第一天線102。垂直尾翼210在后端224處的一部分可以作為另一天線罩以保護(hù)第二天線104。作為又一示例,第一天線102可以被內(nèi)置到垂直尾翼210的外部面板(還被稱為蒙皮)中(例如,被嵌入在外部面板內(nèi)或者與外部面板一體地)并且第二天線104可以被內(nèi)置到垂直尾翼210的外部面板中。
參照?qǐng)D10,作為另一具體非限制性示例,結(jié)構(gòu)108可以是垂直尾翼210。第一天線102可以耦接至第一(例如,前)整流罩226。第二天線104可以耦接至第二(例如,后)整流罩228。第一整流罩226和第二整流罩228可以是整流罩218(圖8)的示例。第一整流罩226可以例如沿著前緣耦接至垂直尾翼210的前端222。第二整流罩228可以例如沿著尾緣224耦接至垂直尾翼210的后端224。第一整流罩226并因此第一天線102以及第二整流罩228并因此第二天線104可以被垂直尾翼210物理上分開(kāi)。作為一個(gè)示例,第一天線102可以被安裝至第一整流罩226的內(nèi)部表面并且第二天線104可以被安裝至第二整流罩228的內(nèi)部表面。作為另一示例,第一天線102可以被內(nèi)置到第一整流罩226中(例如,被嵌入在第一整流罩226內(nèi)或者與第一整流罩226一體地)并且第二天線104可以被內(nèi)置到第二整流罩228中。第一整流罩226可以作為天線罩以保護(hù)第一天線102。第二整流罩228可以作為另一天線罩以保護(hù)第二天線104。
雖然圖10例示了第一整流罩226和第二整流罩228耦接至航空運(yùn)載工具204的尾部216的垂直尾翼210的一個(gè)示例性示例,但是在其它示例性示例中,第一整流罩226和第二整流罩228可以耦接至航空運(yùn)載工具204的其它結(jié)構(gòu)108(例如,翼206、水平尾翼208(圖8)等)的前端和后端。
參照?qǐng)D11、圖12和圖13,作為一個(gè)示例,結(jié)構(gòu)108(例如,垂直尾翼210)可以包括第一整流罩支架230和第二整流罩支架232。第一整流罩支架230可以與第二整流罩支架232相對(duì)。整流罩218可以被定位在第一整流罩支架230與第二整流罩支架232之間并且耦接至第一整流罩支架230和第二整流罩支架232。雖然圖11中未顯式地例示,但是整流罩218可以包括天線(例如,第一天線102或第二天線104(圖1))或天線元件(例如,第一天線元件140或第二天線元件142(圖1))。因此,如圖11所例示的,整流罩218可以是包括第一天線102的第一整流罩226(圖10)或包括第二天線104的第二整流罩228(圖10)的一個(gè)示例。
應(yīng)當(dāng)理解,圖11例示了包括兩個(gè)整流罩支架(例如,第一整流罩支架230和第二整流罩支架232)和一個(gè)整流罩(例如,整流罩218)的結(jié)構(gòu)108的一端的一部分并且結(jié)構(gòu)108可以在與所例示的一端相對(duì)的另一端處包括另外的兩個(gè)整流罩支架和另外的一個(gè)整流罩。
參照?qǐng)D12,作為一個(gè)示例,第一整流罩支架230可以包括第一肋條234。第一肋條234可以是限定結(jié)構(gòu)108(例如,垂直尾翼)的形狀的多個(gè)肋條中的一個(gè)。作為一個(gè)示例,所述多個(gè)肋條可以耦接至內(nèi)部縱梁、加勁桿、翼梁等以便在結(jié)構(gòu)上支承結(jié)構(gòu)108。第一肋條234可以是復(fù)合結(jié)構(gòu)。作為一個(gè)示例,第一肋條234可以是纖維增強(qiáng)聚合物(“FRP”)。作為另一示例,第一肋條234可以是GFRP。作為另一示例,第一肋條234可以是CFRP。第一整流罩支架230(例如,第一肋條234)可以包括第一安裝表面236。第一安裝表面236可以具有與整流罩218(圖11)的第一端238對(duì)應(yīng)的形狀。整流罩218的第一端238可以被密封在第一安裝表面236內(nèi)并且耦接至第一安裝表面236。作為一個(gè)示例,整流罩218可以粘接結(jié)合至第一整流罩支架230。作為一個(gè)示例,整流罩218的第一端238可以粘接結(jié)合至第一肋條234的第一安裝表面236。作為另一示例,整流罩218可以以機(jī)械方式連接至第一整流罩支架230。第一整流罩支架230還可以提供天線(例如,第一天線102或第二天線104)的電連接。作為一個(gè)示例,第一安裝表面236可以包括TNC連接器(未顯式地例示)。
參照?qǐng)D13,作為一個(gè)示例,第二整流罩支架232可以包括第二肋條240。第二肋條240可以是結(jié)構(gòu)108的多個(gè)肋條中的另一肋條。第二肋條240可以是復(fù)合結(jié)構(gòu)。作為一個(gè)示例,第二肋條240可以是FRP。作為另一示例,第二肋條240可以是GFRP。作為另一示例,第二肋條240可以是CFRP。第二整流罩支架232(例如,第二肋條240)可以包括第二安裝表面242。第二安裝表面242可以具有與整流罩218(圖11)的和第一端238相對(duì)的第二端244的形狀對(duì)應(yīng)的形狀。整流罩218的第二端244可以被密封在第二安裝表面242內(nèi)并且耦接至第二安裝表面236。作為一個(gè)示例,整流罩218可以粘接結(jié)合至第二整流罩支架232。作為一個(gè)示例,整流罩218的第二端244可以粘接結(jié)合至第二肋條240的第二安裝表面242。作為另一示例,整流罩218可以以機(jī)械方式連接至第二整流罩支架232。第二整流罩支架232還可以提供天線(例如,第一天線102或第二天線104)的電連接。作為一個(gè)示例,第二安裝表面242可以包括TNC連接器(未顯式地例示)。
參照?qǐng)D14,作為一個(gè)示例,結(jié)構(gòu)108可以包括第一天線結(jié)構(gòu)246以及與第一天線結(jié)構(gòu)246相對(duì)的第二天線結(jié)構(gòu)248。結(jié)構(gòu)108可以包括中間結(jié)構(gòu)250。第一天線結(jié)構(gòu)246可以在結(jié)構(gòu)108的第一端110處耦接至中間結(jié)構(gòu)250。第二天線結(jié)構(gòu)248可以在結(jié)構(gòu)108的第二端處耦接至中間結(jié)構(gòu)250。中間結(jié)構(gòu)250可以使第一天線結(jié)構(gòu)246和第二天線結(jié)構(gòu)248物理上分開(kāi)。
作為一個(gè)示例,第一天線結(jié)構(gòu)246可以包括至少一個(gè)第一復(fù)合材料鋪層252和第一天線102。第一天線102可以耦接至第一復(fù)合材料鋪層252。作為一個(gè)示例,第二天線結(jié)構(gòu)248可以包括至少一個(gè)第二復(fù)合材料鋪層254和第二天線104。第二天線104可以耦接至第二復(fù)合材料鋪層254。
作為另一示例,并且如圖14所例示的,第一天線結(jié)構(gòu)246可以包括多個(gè)第一復(fù)合材料鋪層252和多個(gè)第一天線元件140。第一復(fù)合材料鋪層252和第一天線元件140可以堆疊以形成第一夾層結(jié)構(gòu)(例如,第一層壓板)。第二天線結(jié)構(gòu)248可以包括多個(gè)第二復(fù)合材料鋪層254和多個(gè)第二天線元件142。第二復(fù)合材料鋪層254和第二天線元件142可以堆疊以形成第二夾層結(jié)構(gòu)(例如,第二層壓板)。
第一天線結(jié)構(gòu)246可以例如根據(jù)第一天線元件140的數(shù)量、工作頻率(例如,第一頻帶136、第二頻帶138、第三頻帶148等)的數(shù)量等而具有各種配置。類似地,第二天線結(jié)構(gòu)248可以例如根據(jù)第二天線元件142的數(shù)量、工作頻率的數(shù)量等而具有各種配置。
作為一個(gè)通常的非限制性示例,第一天線結(jié)構(gòu)246和/或第二天線結(jié)構(gòu)248的夾層結(jié)構(gòu)的配置可以包括復(fù)合材料鋪層-天線元件-復(fù)合材料鋪層-天線元件等。作為一個(gè)示例,最內(nèi)部復(fù)合材料鋪層可以限定夾層結(jié)構(gòu)的內(nèi)部模型線并且最外部天線元件可以限定夾層結(jié)構(gòu)的外部模型線(例如,夾層結(jié)構(gòu)的配置可以用天線元件端接)。在這種配置中,最外部天線元件可以被保護(hù)層(例如,電磁透明膜)覆蓋。作為另一示例,最內(nèi)部復(fù)合材料鋪層可以限定夾層結(jié)構(gòu)的內(nèi)部模型線并且最外部復(fù)合材料鋪層可以限定夾層結(jié)構(gòu)的外部模型線(例如,夾層結(jié)構(gòu)的配置可以用復(fù)合材料鋪層端接)。因此,夾層結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料鋪層可以作為保護(hù)各個(gè)天線元件的天線罩。
作為一個(gè)具體非限制性示例,并且如圖14所例示的,第一天線結(jié)構(gòu)246的(例如,第一夾層結(jié)構(gòu)的)配置可以包括第一復(fù)合材料鋪層252中的第一鋪層252a-第一天線元件140中的第一元件140a-第一復(fù)合材料鋪層252中的第二鋪層252b-第一天線元件140中的第二元件140b-第一復(fù)合材料鋪層252中的第三鋪層252c-第一天線元件140中的第三元件140c-第一復(fù)合材料鋪層252中的第四鋪層252d。第二天線結(jié)構(gòu)248的(例如,第二夾層結(jié)構(gòu)的)配置可以包括第二復(fù)合材料鋪層254中的第一鋪層254a-第二天線元件142中的第一元件142a-第二復(fù)合材料鋪層254中的第二鋪層254b-第二天線元件142中的第二元件142b-第二復(fù)合材料鋪層254中的第三鋪層254c。如上所述并且參照?qǐng)D3,第一天線結(jié)構(gòu)246的這種配置可以提供第一天線102的多頻帶輻射(例如,在第一頻帶136和第二頻帶138下)并且第二天線結(jié)構(gòu)248的這種配置可以提供第二天線104的單頻帶輻射(例如,在第一頻帶136下)。
根據(jù)本文所描述的示例,例如,如圖3、圖4、圖5和圖6所例示的,還設(shè)想了第一天線結(jié)構(gòu)246的其它配置(例如,第一復(fù)合材料鋪層252的數(shù)量和第一天線元件140的數(shù)量)和/或第二天線結(jié)構(gòu)248的其它配置(例如,第二復(fù)合材料鋪層254的數(shù)量和第二天線元件142的數(shù)量),例如,以提供單頻帶輻射和/或多頻帶輻射的不同組合。
參照?qǐng)D14,并且參照?qǐng)D3、圖4、圖5和圖6,第一復(fù)合材料鋪層252和/或第二復(fù)合材料鋪層254可以是介電材料150(圖3、圖4、圖5和圖6)的示例。作為一個(gè)通常的非限制性示例,第一復(fù)合材料鋪層252和/或第二復(fù)合材料鋪層254可以是纖維增強(qiáng)聚合物鋪層。作為一個(gè)通常的非限制性示例,第一復(fù)合材料鋪層252和/或第二復(fù)合材料鋪層254可以包括由聚合物基質(zhì)材料結(jié)合在一起的增強(qiáng)纖維材料片或團(tuán)。聚合物基質(zhì)材料可以包括任何適合的熱固性樹(shù)脂(例如,環(huán)氧樹(shù)脂)或熱塑性樹(shù)脂。纖維材料可以包括任何適合的編織或非編織(例如,針織的、編結(jié)的或縫紉的)連續(xù)增強(qiáng)纖維或細(xì)絲。第一復(fù)合材料鋪層252中的各個(gè)復(fù)合材料鋪層和/或第二復(fù)合材料鋪層254中的各個(gè)復(fù)合材料鋪層可以包括相同的構(gòu)成材料(例如,增強(qiáng)纖維材料和/或聚合物基質(zhì)材料)或者可以包括不同的構(gòu)成材料。
作為一個(gè)具體非限制性示例,第一復(fù)合材料鋪層252和/或第二復(fù)合材料鋪層254可以是GFRP鋪層。作為另一具體非限制性示例,第一復(fù)合材料鋪層252和/或第二復(fù)合材料鋪層254可以是玻璃纖維增強(qiáng)聚合物鋪層。作為另一具體非限制性示例,第一復(fù)合材料鋪層252和/或第二復(fù)合材料鋪層254可以是石英纖維增強(qiáng)聚合物鋪層。
作為一個(gè)示例,第一復(fù)合材料鋪層252和/或第二復(fù)合材料鋪層254可以包括用聚合物基質(zhì)材料預(yù)浸漬的增強(qiáng)纖維材料片(例如,預(yù)浸材料),還被稱為干敷層。作為另一示例,第一復(fù)合材料鋪層252和/或第二復(fù)合材料鋪層254可以包括增強(qiáng)纖維材料片并且聚合物基質(zhì)材料被施加到增強(qiáng)纖維材料,還被稱為濕敷層。
第一天線元件140可以被嵌入在第一復(fù)合材料鋪層252之間。第二天線元件142可以被嵌入在第二復(fù)合材料鋪層254之間。作為一個(gè)示例,第一復(fù)合材料鋪層252和第一天線元件140(例如,支柱單極天線)可以被連續(xù)地例如擱置在模具(未例示)內(nèi)并且共固化以形成第一天線結(jié)構(gòu)246。第一天線元件140中的各個(gè)元件可以二次結(jié)合(例如,粘接結(jié)合)至相鄰成對(duì)的第一復(fù)合材料鋪層252(例如,在第一天線元件140中的該各個(gè)元件的任一側(cè)的復(fù)合材料鋪層252中的各個(gè)復(fù)合材料鋪層)。作為一個(gè)示例,可以在第一天線元件140中的各個(gè)元件與第一復(fù)合材料鋪層252中的各個(gè)復(fù)合材料鋪層之間施加膜粘合劑256,如圖14所例示的。類似地,第二復(fù)合材料鋪層254和第二天線元件142(例如,支柱單極天線)可以被連續(xù)地例如擱置在模具內(nèi)并且共固化以形成第二天線結(jié)構(gòu)248。第二天線元件142中的各個(gè)元件可以二次結(jié)合(例如,粘接結(jié)合)至相鄰成對(duì)的第二復(fù)合材料鋪層254(例如,在第二天線元件140中的該各個(gè)元件的任一側(cè)的復(fù)合材料鋪層254中的各個(gè)復(fù)合材料鋪層)。作為一個(gè)示例,可以在第二天線元件142中的各個(gè)元件與第二復(fù)合材料鋪層254中的各個(gè)復(fù)合材料鋪層之間施加膜粘合劑256,如圖14所例示的。膜粘合劑256可以是介電材料150(圖3、圖4、圖5和圖6)的一個(gè)示例。
作為另一示例,第一復(fù)合材料鋪層252可以被連續(xù)地?cái)R置并共固化。間隙或開(kāi)放空間(未例示)可以形成在第一復(fù)合材料鋪層252中的相鄰復(fù)合材料鋪層之間??梢赃m當(dāng)?shù)卣{(diào)整這些間隙中的各個(gè)間隙的大小以容納第一天線元件140中的關(guān)聯(lián)元件。第一天線元件140中的各個(gè)元件可以被裝配在第一復(fù)合材料鋪層252中的相鄰復(fù)合材料鋪層之間的間隙中的關(guān)聯(lián)間隙內(nèi)。第一天線元件140中的各個(gè)元件可以粘接結(jié)合(例如,用膜粘合劑256)至第一復(fù)合材料鋪層252中的相鄰復(fù)合材料鋪層。類似地,第二復(fù)合材料鋪層254可以被連續(xù)地?cái)R置并共固化。間隙或開(kāi)放空間(未例示)可以形成在第二復(fù)合材料鋪層254中的相鄰復(fù)合材料鋪層之間??梢赃m當(dāng)?shù)卣{(diào)整這些間隙中的各個(gè)間隙的大小以容納第二天線元件142中的關(guān)聯(lián)元件。第二天線元件142中的各個(gè)元件可以被裝配在第二復(fù)合材料鋪層254中的相鄰復(fù)合材料鋪層之間的間隙中的關(guān)聯(lián)間隙內(nèi)。第二天線元件142中的各個(gè)元件可以粘接結(jié)合(例如,用膜粘合劑256)至第二復(fù)合材料鋪層254中的相鄰復(fù)合材料鋪層。
第一復(fù)合材料鋪層252和/或第二復(fù)合材料鋪層254中的每一個(gè)可以包括結(jié)構(gòu)和穿透特性和/或性質(zhì)。所選擇的增強(qiáng)纖維材料的結(jié)構(gòu)和穿透特性可以包括但不限于張力強(qiáng)度、電導(dǎo)率和/或介電常數(shù)。第一復(fù)合材料鋪層252和/或第二復(fù)合材料鋪層254的結(jié)構(gòu)和穿透特性可以由例如增強(qiáng)纖維材料和/或聚合物基質(zhì)材料的張力強(qiáng)度、電導(dǎo)率和/或介電常數(shù)來(lái)規(guī)定,并且可以在確定第一復(fù)合材料鋪層252和/或第二復(fù)合材料鋪層254的適合性時(shí)被考慮分別在第一天線結(jié)構(gòu)246和第二天線結(jié)構(gòu)248中使用。
作為一個(gè)示例,第一復(fù)合材料鋪層252的至少一部分(例如,直接在第一天線元件140前面和/或后面的一部分)對(duì)從第一天線元件140發(fā)射的電磁輻射106(圖1)可以是透明的。類似地,第二復(fù)合材料鋪層254的至少一部分(例如,直接在第二天線元件142前面和/或后面的一部分)對(duì)從第二天線元件140發(fā)射的電磁輻射106可以是透明的。作為一個(gè)通常的非限制性示例,第一復(fù)合材料鋪層252和/或第二復(fù)合材料鋪層254可以被配置為不干擾分別由第一天線102和/或第二天線104發(fā)射和/或接收的電磁輻射106(例如,無(wú)線電波)。作為一個(gè)具體非限制性示例,第一復(fù)合材料鋪層252和/或第二復(fù)合材料鋪層254對(duì)具有從大約3kHz至大約400GHz的頻率的電磁輻射106可以是透明的。
作為另一示例,第一復(fù)合材料鋪層252的至少一部分(例如,直接在第一天線元件140前面和/或后面的一部分)僅對(duì)在選擇頻率下(例如,在選擇波長(zhǎng)下)從第一天線元件140發(fā)射的電磁輻射106(圖1)可以是透明的。類似地,第二復(fù)合材料鋪層254的至少一部分(例如,直接在第二天線元件142前面和/或后面的一部分)對(duì)在選擇頻率下(例如,在選擇波長(zhǎng)下)從第二天線元件140發(fā)射的電磁輻射106可以是透明的。
第一天線結(jié)構(gòu)246和/或第二天線結(jié)構(gòu)248可以包括除復(fù)合材料鋪層(例如,第一復(fù)合材料鋪層252和/或第二復(fù)合材料鋪層254)以外的另外材料。
作為一個(gè)示例,第一天線結(jié)構(gòu)246可以包括被布置在一個(gè)或更多個(gè)第一復(fù)合材料鋪層252與第一天線元件140之間的一個(gè)或更多個(gè)核心層(未例示)。類似地,第二天線結(jié)構(gòu)248可以包括被布置在一個(gè)或更多個(gè)第二復(fù)合材料鋪層254與第二天線元件142之間的一個(gè)或更多個(gè)核心層。核心層可以是介電材料150(圖3)的另一示例。核心層可以向第一天線結(jié)構(gòu)246和/或第二天線結(jié)構(gòu)248提供另外的結(jié)構(gòu)剛性和/或彈道性質(zhì)。作為一個(gè)示例,各個(gè)核心層可以包括蜂窩結(jié)構(gòu)。作為另一示例,各個(gè)核心層可以包括泡沫材料(例如,開(kāi)孔泡沫材料、閉孔泡沫材料、組合泡沫材料、結(jié)構(gòu)泡沫材料等)。
像復(fù)合材料鋪層(例如,第一復(fù)合材料鋪層252和/或第二復(fù)合材料鋪層254)一樣,核心層的至少一部分(例如,直接在第一天線元件140和/或第二天線元件142前面和/或后面的一部分)對(duì)分別從第一天線元件140和/或第二天線元件142發(fā)射的電磁輻射106(圖1)可以是透明的。
作為另一示例,核心層中的一個(gè)或更多個(gè)可以包括多個(gè)增強(qiáng)銷(未例示)以形成銷增強(qiáng)核心層。增強(qiáng)銷可以是導(dǎo)電的或非導(dǎo)電的。作為一個(gè)示例,增強(qiáng)銷可以由碳制成。作為另一示例,增強(qiáng)銷可以由玻璃制成。作為又一示例,增強(qiáng)銷可以由玻璃纖維制成。作為一個(gè)示例,增強(qiáng)銷可以由石英制成。增強(qiáng)銷可以部分地或完全貫穿核心層的厚度。
參照?qǐng)D14,并且參照?qǐng)D10和圖11所例示的示例性示例,第一整流罩226(圖10)可以是第一天線結(jié)構(gòu)246的一個(gè)示例。第二整流罩228(圖10)可以是第二天線結(jié)構(gòu)248的一個(gè)示例。垂直尾翼210可以是中間結(jié)構(gòu)250的一個(gè)示例。
參照?qǐng)D15,并且參照?qǐng)D10和圖14,作為一個(gè)示例,第一天線結(jié)構(gòu)246和/或第二天線結(jié)構(gòu)248可以提供共形天線。作為一個(gè)示例,第一天線102和/或第二天線104可以是共形天線。作為另一示例,第一天線元件140中的各個(gè)元件和/或第二天線元件142中的各個(gè)元件分別可以符合第一天線結(jié)構(gòu)246和第二天線結(jié)構(gòu)248(例如,第一復(fù)合材料鋪層252和第二復(fù)合材料鋪層254)的形狀。作為一個(gè)示例,第一天線結(jié)構(gòu)246可以限定結(jié)構(gòu)108(圖1)的第一端110(例如,垂直尾翼210(圖10)的前緣)的形狀。第二天線結(jié)構(gòu)248可以限定結(jié)構(gòu)108的第二端112,例如,垂直尾翼210的尾緣。
參照?qǐng)D16,并且參照?qǐng)D15,第一天線元件140(圖15)中的至少一個(gè)以及第二天線元件142(圖15)中的至少一個(gè)可以包括通孔262。通孔262可以提供電引線264的連接。作為一個(gè)示例,電引線264可以被焊接至第一天線元件140中的各個(gè)元件以及第二天線元件142中的至少一個(gè)。饋電線158(例如,第一饋電線128和/或第二饋電線130)(圖1)可以例如通過(guò)RF連接器(諸如TNC連接器)耦接至電引線264。作為一個(gè)示例,通孔262和電引線264可以被定位為接近第一天線元件140中的各個(gè)元件以及第二天線元件142中的各個(gè)元件的第一端258(圖16)(例如,在所述第一端258處或附近)。作為一個(gè)示例,通孔262和電引線264可以被定位為接近第一天線元件140中的各個(gè)元件以及第二天線元件142中的各個(gè)元件的第二端260(圖16)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,饋電線158以及第一天線元件140和/或第二天線元件142的連接位置可能例如取決于天線(例如,天線元件)的具體應(yīng)用和/或類型。
參照?qǐng)D15和圖16,第一天線元件140和/或第二天線元件142中的各個(gè)元件的第一端258和/或第二端260可以包括例如取決于饋電的類型的具體形狀。作為一個(gè)示例,第一端258和/或第二端260可以是扁平的,例如,第一端258可以像圖15所例示的那樣是扁平的。作為另一示例,第一端258和/或第二端260可以是尖的(例如,在點(diǎn)處端接),例如,第二端260可以是尖的,如圖15和圖16所例示的。
參照?qǐng)D17,并且參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13、圖14、圖15和圖16,公開(kāi)了用于提供天線系統(tǒng)100的全向覆蓋的方法(通常被標(biāo)明為300)的一個(gè)示例??梢栽诓幻撾x本公開(kāi)的范圍的情況下對(duì)方法300做出修改、添加或省略。方法300可以包括更多的、更少的或其它步驟。另外,可以按照任何適合的順序執(zhí)行步驟。
參照?qǐng)D17,并且參照?qǐng)D1和圖2,方法300可以包括提供結(jié)構(gòu)108,如在塊302處所示。結(jié)構(gòu)108可以包括第一端110以及與第一端110相對(duì)的第二端112。
參照?qǐng)D17,并且參照?qǐng)D1和圖2,方法300可以包括提供第一天線102,如在塊304處所示。方法300可以包括將第一天線102耦接至結(jié)構(gòu)108的第一端110,如在塊306處所示。第一天線102可以包括第一輻射圖案114。第一輻射圖案114可以包括第一零點(diǎn)118。結(jié)構(gòu)108可以創(chuàng)建第一零點(diǎn)118。
參照?qǐng)D17,并且參照?qǐng)D1和圖2,方法300可以包括提供與第一天線102相對(duì)的第二天線104,如在塊308處所示。方法300可以包括將第二天線104耦接至結(jié)構(gòu)108的第二端112,如在塊310處所示。第二天線104可以包括第二輻射圖案116。第二輻射圖案可以包括第二零點(diǎn)120。結(jié)構(gòu)108可以創(chuàng)建第二零點(diǎn)120。
第一天線102和第二天線104各自可以被配置為在第一頻帶136內(nèi)操作。第一天線102和第二天線104中的至少一個(gè)還可以被配置為在第二頻帶138內(nèi)操作。第二頻帶138和第一頻帶136可以是不同的。
參照?qǐng)D17,并且參照?qǐng)D2,方法300可以包括用第二輻射圖案116填充第一零點(diǎn)118,如在塊312處所示。方法可以包括用第一輻射圖案114填充第二零點(diǎn)120,如在塊314處所示。
參照?qǐng)D17,并且參照?qǐng)D1和圖7,方法300可以包括使第一天線102和第二天線104定相以防止來(lái)自第一輻射圖案114和第二輻射圖案116的相互作用的相消干擾,如在塊316處所示。
可以在如圖18所示的航空運(yùn)載工具制造和服務(wù)方法1100以及如圖19所示的航空運(yùn)載工具1200的上下文中描述本公開(kāi)的示例。航空運(yùn)載工具1200可以是圖1所例示的運(yùn)載工具202或者圖8所例示的航空運(yùn)載工具204(例如,航空器)的一個(gè)示例。作為一個(gè)示例,航空運(yùn)載工具1200可以是固定翼航空器。作為另一示例,航空運(yùn)載工具1200可以是旋轉(zhuǎn)翼航空器。
在預(yù)生產(chǎn)期間,例示性方法1100可以包括航空運(yùn)載工具1200的規(guī)格和設(shè)計(jì)(如在塊1102處所示)以及材料采購(gòu),如在塊1104處所示。在生產(chǎn)期間,航空運(yùn)載工具1200的部件和子組件制造(如在塊1106處所示)以及系統(tǒng)集成(如在塊1108處所示)可以發(fā)生。此后,航空運(yùn)載工具1200可以經(jīng)歷認(rèn)證和交付(如在塊1110處所示),以便被置于服務(wù)中,如在塊1112處所示。當(dāng)在服務(wù)中時(shí),航空運(yùn)載工具1200可以被安排以得到例行維護(hù)和保養(yǎng),如在塊1114處所示。例行維護(hù)和保養(yǎng)可以包括對(duì)航空運(yùn)載工具1200的一個(gè)或更多個(gè)系統(tǒng)的修改、重構(gòu)、翻新等。
例示性方法1100的過(guò)程中的每一個(gè)可以由系統(tǒng)集成商、第三方和/或運(yùn)營(yíng)商(例如,客戶)執(zhí)行或者實(shí)行。出于本描述的目的,系統(tǒng)集成商可以包括但不限于任何數(shù)量的航空器制造商和主系統(tǒng)轉(zhuǎn)包商;第三方可以包括但不限于任何數(shù)量的廠商、轉(zhuǎn)包商和供應(yīng)商;并且運(yùn)營(yíng)商可以是航空公司、租賃公司、軍事實(shí)體、服務(wù)組織等。
如圖19所示,通過(guò)例示性方法1100生產(chǎn)的航空運(yùn)載工具1200可以包括具有多個(gè)高級(jí)系統(tǒng)1204的機(jī)身1202和內(nèi)飾1206。高級(jí)系統(tǒng)1204的示例包括推進(jìn)系統(tǒng)1208、電氣系統(tǒng)1210、液壓系統(tǒng)1212以及環(huán)境系統(tǒng)1214中的一個(gè)或更多個(gè)。可以包括任何數(shù)量的其它系統(tǒng)。盡管示出了航空示例,但是本文所公開(kāi)的原理可以應(yīng)用于其它工業(yè),諸如汽車工業(yè)、海洋工業(yè)、電信工業(yè)等。
可以在制造和服務(wù)方法1100的階段中的任一個(gè)或更多個(gè)階段期間采用本文所示出或描述的設(shè)備和方法。例如,可以以與在航空運(yùn)載工具1200在服務(wù)中(塊1112)的同時(shí)生產(chǎn)的部件或子組件相似的方式制作或者制造與部件和子組件制造(塊1106)對(duì)應(yīng)的部件或子組件。并且,可以例如通過(guò)在航空運(yùn)載工具中提供無(wú)線電波的全向覆蓋在生產(chǎn)階段(塊1108和1110)期間利用這些設(shè)備、系統(tǒng)和方法的一個(gè)或更多個(gè)示例或其組合。類似地,可以例如但不限于在航空運(yùn)載工具1200在服務(wù)中(塊1112)的同時(shí)并且在維護(hù)和保養(yǎng)階段(塊1114)期間利用這些設(shè)備和方法的一個(gè)或更多個(gè)示例或其組合。
盡管已經(jīng)示出并描述了所公開(kāi)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法的各種示例,但是修改可以被本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本說(shuō)明書時(shí)想到。本申請(qǐng)包括這些修改并且僅由權(quán)利要求的范圍來(lái)限定。