專利名稱：用于多振子天線的微帶分布陣列以及這種多振子天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到用于微帶分布網(wǎng)絡(luò)的裝置，特別是涉及到用來抑制不良狀態(tài)的微帶天線。這種不良狀態(tài)例如會(huì)造成多振子天線中不同振子之間的耦合。本發(fā)明還涉及到具有改良性能的多振子天線，這其中包括避免不同天線振子之間的耦合。
背景技術(shù)：
微帶天線通常包括許多天線振子和一個(gè)微帶分布網(wǎng)絡(luò)，在面對著天線振子的一側(cè)有一個(gè)接地面，在另一側(cè)有一個(gè)分布網(wǎng)絡(luò)。分布網(wǎng)絡(luò)往往具有兩個(gè)獨(dú)立的分支，用來連接兩個(gè)不同極性的天線振子。在這些不同類型的天線和分布網(wǎng)絡(luò)中有時(shí)會(huì)因?yàn)榻拥孛嬷械目p隙也有反向的輻射而形成不良狀態(tài)。其它類型的間斷也會(huì)造成不良的輻射并且由此形成不良狀態(tài)。用來解決這些問題的現(xiàn)有技術(shù)方案包括在微帶分布網(wǎng)絡(luò)的疊層中采用新型材料。N.I.Herscovici等人在期刊MicrowaveJournal、1995年7月，第124-134頁上發(fā)表的一篇文章“A MicrostripArray Fed by a New Type of Multilayer Feeding Network”提出了一種通過在疊層/基片中采用介電堵塞物來抑制不良狀態(tài)的方法。C.S.Lee等人在IEEE AP symposium，1994年第460-463頁上發(fā)表的文章“Gainenhancement of a thick microstrip antenna by suppressing surfacewaves”提出了一種通過在疊層/基片內(nèi)部采用寄生元件來改進(jìn)微帶天線的一種方法。由于不能使用標(biāo)準(zhǔn)的元件，這些方法非常昂貴。在疊層中采用新型材料需要昂貴的非標(biāo)準(zhǔn)工藝，并且不適合大批量生產(chǎn)。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)目的是為微帶分布網(wǎng)絡(luò)提供一種裝置，用來抑制例如由于微帶分布網(wǎng)絡(luò)中的間斷所造成的不良狀態(tài)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠抑制不良狀態(tài)的微帶天線，在天線振子之間沒有或是僅有很小的耦合現(xiàn)象。
本發(fā)明的再一目的是提供一種多振子天線，使天線振子之間的耦合很小或是沒有。
本發(fā)明的又一目的是為多振子天線提供一種微帶分布網(wǎng)絡(luò)，它不會(huì)在天線陣中產(chǎn)生不良狀態(tài)。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是為微帶分布網(wǎng)絡(luò)提供一種用來抑制不良狀態(tài)的裝置，它便于大批量生產(chǎn)并且可以采用按照標(biāo)準(zhǔn)化方法制造的標(biāo)準(zhǔn)元件。
按照本發(fā)明，上述的目的是由用于微帶分布網(wǎng)絡(luò)或是多振子天線的一個(gè)裝置來實(shí)現(xiàn)的，用這種裝置抑制微帶分布網(wǎng)絡(luò)中分布網(wǎng)絡(luò)側(cè)的不良狀態(tài)。這樣就能避免在連接到微帶分布網(wǎng)絡(luò)的天線振子之間的不良耦合?？梢杂梦g刻而成的雙面鍍銅玻璃纖維疊層制作這種微帶分布網(wǎng)絡(luò)。用至少兩個(gè)導(dǎo)電接頭沿著兩條連接線將一個(gè)基本上擠壓成U形的鋁制波導(dǎo)結(jié)構(gòu)連接到微帶分布網(wǎng)絡(luò)上，其中該導(dǎo)電接頭沿著每個(gè)連接線連接到微帶分布網(wǎng)絡(luò)的接地面上。波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和至少一部分接地面共同構(gòu)成一個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的尺寸使其截止頻率高于微帶分布網(wǎng)絡(luò)中使用的最高頻率；這種波導(dǎo)的作用是“截止”。由于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中的作用是一個(gè)高通濾波器，這樣就能抑制由多振子天線以及分布網(wǎng)絡(luò)中的間斷而產(chǎn)生的不良狀態(tài)。因此，這種波導(dǎo)結(jié)構(gòu)不是被用來提供分布網(wǎng)絡(luò)的，因?yàn)樗谖Х植季W(wǎng)絡(luò)使用的工作頻率下不能工作。
本發(fā)明的上述目的還可以采用一種用于多振子天線的微帶分布網(wǎng)絡(luò)的裝置來實(shí)現(xiàn)。微帶分布網(wǎng)絡(luò)在預(yù)定的頻帶內(nèi)分配和組合至少一個(gè)電磁信號，在其第一表面上包括一個(gè)接地面，而在第二表面上包括具有至少一個(gè)獨(dú)立分支的分布網(wǎng)絡(luò)。用一種介電體將第一表面和第二表面分開，并且二者基本上是等距離的。有至少兩個(gè)饋點(diǎn)通過接地面從分布網(wǎng)絡(luò)或者向分布網(wǎng)絡(luò)傳送電磁信號。這可以通過接地面中作為天線振子的一個(gè)縫隙或是通過另外的一個(gè)或多個(gè)分布網(wǎng)絡(luò)來完成這種工作，其中通過接地面中的一個(gè)縫隙與一個(gè)搭板之間或通過分布網(wǎng)絡(luò)與天線振子進(jìn)行信號傳送。建立或是布置成一種與微帶分布網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)系的波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)，并且它構(gòu)成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的一部分。波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的尺寸使其具有的截止頻率高于在預(yù)定頻帶內(nèi)的一個(gè)頻率，以便抑制由多振子天線和分布網(wǎng)絡(luò)中的間斷所產(chǎn)生的不良狀態(tài)。這一截止頻率可以適當(dāng)?shù)馗哂陬A(yù)定頻帶內(nèi)的最高頻率。波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)可以和至少一個(gè)饋點(diǎn)形成適當(dāng)?shù)倪B接。波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)的適當(dāng)位置以及接地面的至少一部分可以有效構(gòu)成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的一個(gè)分界面的這一事實(shí)，使得至少一部分分布網(wǎng)絡(luò)處在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)的形狀基本上可以是U形的。
在一個(gè)最佳實(shí)施例中，波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)沿著兩條連接線被連接到微帶分布網(wǎng)絡(luò)上。根據(jù)具體的用途可以使用各種適當(dāng)?shù)牟▽?dǎo)子結(jié)構(gòu)，并且利用至少一個(gè)導(dǎo)電接頭沿著每條連接線以導(dǎo)電方式連接到接地面上。在其它應(yīng)用中的變化可以是利用至少兩個(gè)導(dǎo)電接頭沿著每條連接線以導(dǎo)電方式將波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)連接到接地面上，并且各導(dǎo)電接頭之間沿一條連接線上的距離最多是其頻率處在預(yù)定頻帶內(nèi)的微帶分布網(wǎng)絡(luò)之介質(zhì)的波長的一半。最好是讓這一距離最多等于預(yù)定頻帶內(nèi)的最高頻率的一半。除非是另有說明，在本文中用波長代表的這一距離是指傳播信號的波長。
在某些應(yīng)用中可能需要這樣一種波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)，它包括沿著連接線并且面對其敞開的至少一個(gè)開口，以便使第二表面上屬于分布網(wǎng)絡(luò)的至少一個(gè)導(dǎo)體從連接線的一側(cè)通到另一側(cè)，其中沿著該連接線在波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)中具有一個(gè)開口。為了獲得最佳的性能，開口沿連接線的適當(dāng)長度最多是波長的一半，沿著該連接線在波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)中設(shè)有一個(gè)開口，而其距離第二表面的深度至少是波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)中的波長的八分之一。在波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)沿著至少一個(gè)連接線具有至少一個(gè)開口的應(yīng)用中，可以利用至少兩個(gè)導(dǎo)電接頭沿著各自的連接線將波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)和接地面以導(dǎo)電方式適當(dāng)?shù)剡B接到一起。除非是沿著連接線上的開口，各導(dǎo)電接頭之間的適當(dāng)距離應(yīng)該最多是預(yù)定頻帶內(nèi)的一個(gè)頻率的波長的一半，該頻率最好是最高的頻率。在開口的每一側(cè)上，開口應(yīng)該具有相應(yīng)的導(dǎo)電接頭。
當(dāng)然也可以根據(jù)波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)的影響來設(shè)計(jì)微帶分布網(wǎng)絡(luò)，但是波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)的分界面結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)該能夠使微帶分布網(wǎng)絡(luò)的性能基本上不受影響。制作波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)的一種有效方法是采用擠壓成形的鋁或是其它適當(dāng)?shù)牟牧稀＿@種波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)還可以構(gòu)成用來安裝微帶分布網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)盒子結(jié)構(gòu)的一部分。
本發(fā)明的上述目的也可以通過包含至少兩個(gè)天線振子和一個(gè)微帶分布網(wǎng)絡(luò)的一種多振子天線來實(shí)現(xiàn)。微帶分布網(wǎng)絡(luò)分配和組合預(yù)定頻帶內(nèi)的電磁信號，并且在第一表面上包括一個(gè)接地面，在第二表面上包括一個(gè)分布網(wǎng)絡(luò)。用一種介質(zhì)將第一表面和第二表面彼此間基本上等距離地隔開。至少布置有兩個(gè)饋點(diǎn)，用來通過介質(zhì)在分布網(wǎng)絡(luò)和天線振子之間傳輸電磁信號。天線振子例如可以是接地面中的一些縫隙或是被稱為搭板的微帶元件，通過接地面中的縫隙或是通過同軸導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)耦合。也可以用其它類型的發(fā)射器例如偶極子構(gòu)成天線振子。本發(fā)明的特征在于波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)的布置與微帶分布網(wǎng)絡(luò)有關(guān)，并且構(gòu)成了波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的一部分，而波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的尺寸使它的截止頻率高于預(yù)定頻帶內(nèi)的一個(gè)頻率，其也可以適當(dāng)?shù)貫樽罡哳l率。這樣就能抑制多振子天線陣產(chǎn)生的不良狀態(tài)，從而避免天線振子之間不應(yīng)有的耦合。按照具體的用途，可以根據(jù)上述裝置的許多不同的實(shí)施例制成多振子天線。
與前述的公知技術(shù)相比，本發(fā)明為微帶分布網(wǎng)絡(luò)和多振子天線帶來了許多優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明抑制了狀態(tài)分布，這樣就能避免或是減少連接到微帶分布網(wǎng)絡(luò)上的各天線振子之間的耦合。本發(fā)明是通過將波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)安裝在微帶分布網(wǎng)絡(luò)的分布網(wǎng)絡(luò)側(cè)并且用電路將其與微帶分布網(wǎng)絡(luò)的接地面連接到一起而實(shí)現(xiàn)的。波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)和接地面的至少一部分合起來的尺寸定成可以使波導(dǎo)結(jié)構(gòu)對微帶分布網(wǎng)絡(luò)中使用的頻率形成“截止”?？梢允褂脭D壓成形設(shè)備用鋁制成波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)，這樣可以使本發(fā)明非常便宜，特別是使用壽命長。這就意味著本發(fā)明適用于大量制造的移動(dòng)電話系統(tǒng)的基站天線。按照本發(fā)明，波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)可以是用來承載和保護(hù)微帶分布網(wǎng)絡(luò)的盒式結(jié)構(gòu)的一部分。在下述這些情況下，即微帶分布網(wǎng)絡(luò)例如是用印刷電路板制造的(例如是雙側(cè)蝕刻有銅的玻璃纖維基片/疊層)，在盒式結(jié)構(gòu)上可以直接設(shè)置用來插入微帶分布網(wǎng)絡(luò)的通道。如果采用一種具有縫隙耦合搭板(slot-coupled patch)的天線來作為發(fā)射元件，并且在接地面中存在縫隙，在這種盒式結(jié)構(gòu)中還可以設(shè)置用來插入具有搭板的玻璃纖維基片/疊層的通道。這種微帶分布網(wǎng)絡(luò)可以和大量的天線振子/發(fā)射元件共同構(gòu)成一個(gè)多振子天線。多振子天線可以是僅僅具有一行/列發(fā)射元件的一維天線陣，或者是通常由許多層一維多振子天線構(gòu)成的二維天線陣。具有波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)的盒式結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上具有靈活性，因而還可以將多振子天線安裝在所需的位置。本發(fā)明在其功能和制造方面具有許多的優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡述為了說明而不是限制的目的，以下要參照附圖更加詳細(xì)地解釋本發(fā)明，在附圖中

圖1表示按照本發(fā)明第一實(shí)施例的微帶天線的一個(gè)截面圖，它具有縫隙耦合搭板和一個(gè)微帶分布網(wǎng)絡(luò)；圖2表示按照本發(fā)明第二實(shí)施例的微帶天線的一個(gè)截面圖，它具有縫隙耦合搭板和一個(gè)微帶分布網(wǎng)絡(luò)；圖3是按照本發(fā)明第三實(shí)施例的微帶天線的一個(gè)截面圖，在其中將縫隙作為天線振子；圖4表示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中沿著微帶分布網(wǎng)絡(luò)的一條連接線的截面圖；圖5表示一個(gè)一維的多振子天線，用±45°極化的雙極化搭板作為天線振子；圖6表示一個(gè)二維的多振子天線，用0°/90°極化的雙極化搭板作為天線振子。
優(yōu)選實(shí)施方案詳述為了清楚地解釋本發(fā)明的工藝和系統(tǒng)，以下要參照圖1到6來說明其應(yīng)用的實(shí)施例。
圖1表示按照本發(fā)明第一實(shí)施例設(shè)計(jì)的一個(gè)微帶天線的截面圖。微帶天線例如可以是一個(gè)一維的多振子天線，或者是一個(gè)二維多振子天線陣的疊層/行列。微帶天線包括設(shè)置在第一表面上的具有一個(gè)接地面116的微帶分布網(wǎng)絡(luò)110和設(shè)置在第二表面上的分布網(wǎng)絡(luò)112。用諸如玻璃纖維疊層或是空氣構(gòu)成的介質(zhì)114將接地面116和分布網(wǎng)絡(luò)112隔開。微帶分布網(wǎng)絡(luò)110通常是一種雙面鍍銅的玻璃纖維疊層印刷電路板，將分布網(wǎng)絡(luò)112蝕刻在上面。在接地面116中蝕刻出諸如縫隙的某種圖形。圖1所示的天線采用耦合縫隙117的搭板120作為發(fā)射元件。搭板120可以蝕刻在單側(cè)鍍銅的玻璃纖維疊層印刷電路板上。玻璃纖維疊層122僅僅對搭板120起到支撐的作用，并且通過例如一些墊片128將其安裝在微帶分布網(wǎng)絡(luò)110的前面。
按照本發(fā)明，波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)100沿著與微帶分布網(wǎng)絡(luò)110的第二表面相貼靠的兩條連接線101安裝在天線的背面。將波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)100與接地面116電連接，以便和至少一部分接地面116共同構(gòu)成一個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。用來連接波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)100和接地面116的電接頭111可以例如采用螺釘或是鉚釘。為了保證所需的功能，這些獨(dú)立電接頭111之間的距離最多應(yīng)該約是微帶分布網(wǎng)絡(luò)110中使用的最高頻率之波長的一半。更確切地說，本發(fā)明的一部分在于在微帶分布網(wǎng)絡(luò)中使用了至少一部分接地面來構(gòu)成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。按照本發(fā)明形成的這種波導(dǎo)結(jié)構(gòu)所具有的截止頻率比微帶分布網(wǎng)絡(luò)110中使用的最高頻率要高。這就意味著波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的尺寸使其對微帶分布網(wǎng)絡(luò)110所使用的頻率不會(huì)起到波導(dǎo)的作用。波導(dǎo)結(jié)構(gòu)處在“截止”狀態(tài)。這樣就大大抑制了波導(dǎo)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的那部分分布網(wǎng)絡(luò)112產(chǎn)生的所有輻射?？p隙117是一個(gè)饋點(diǎn)，它連接著位于前面的搭板120，它也會(huì)產(chǎn)生反向的輻射，而進(jìn)入波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的輻射會(huì)受到很大的抑制。如果不能抑制這種輻射，就會(huì)出現(xiàn)與其它縫隙/饋點(diǎn)產(chǎn)生耦合的不良狀態(tài)，由此損害理想的天線特性。波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的尺寸是容易滿足的，例如可以使用普通的商品，采用任何適當(dāng)?shù)慕孛婧退璧慕刂诡l率。
在某些情況下可以用波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)100構(gòu)成盒式結(jié)構(gòu)190的一部分。這樣就能用盒式結(jié)構(gòu)來保護(hù)分布網(wǎng)絡(luò)112，并且盒式結(jié)構(gòu)還包含用來插入微帶分布網(wǎng)絡(luò)110的通道195。通道195中還可以包括用來電連接盒式結(jié)構(gòu)190和接地面116的裝置。
圖2表示按照本發(fā)明第二實(shí)施例設(shè)計(jì)的一種微帶天線。在第二實(shí)施例中還表示了一種采用耦合縫隙217的搭板220來作為發(fā)射元件的天線。微帶分布網(wǎng)絡(luò)210包括一個(gè)接地面216和一個(gè)分布網(wǎng)絡(luò)212，用一種介質(zhì)214將它們彼此隔開。波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)200沿著連接線201被連接到微帶分布網(wǎng)絡(luò)210上。用導(dǎo)電接頭211將波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)200電連接到接地面216上以構(gòu)成一個(gè)圍住至少一部分分布網(wǎng)絡(luò)212的“截止的”波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。圖中的波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)200所具有的形狀便于將微帶分布網(wǎng)絡(luò)或是微帶天線安裝在適當(dāng)?shù)奈恢?。另外還設(shè)計(jì)了一種盒式結(jié)構(gòu)290，不僅可以將微帶分布網(wǎng)絡(luò)插入通道295，還能將搭板220的支撐體222插入其相應(yīng)的通道296中。
如果波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)100，200包括在圖1和2所示的盒式結(jié)構(gòu)190，290中，最好是所產(chǎn)生的空間191，291其尺寸以與下述方式相應(yīng)的方式成形為處于“截止”的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，即以與其中波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)100，200和相應(yīng)接地面116，216的至少一部分共同結(jié)合的方式相應(yīng)的方式。
圖3表示按照本發(fā)明的一種微帶天線，在其中僅僅用縫隙317作為天線振子。在圖3中，微帶分布網(wǎng)絡(luò)310及其介質(zhì)314以及分布網(wǎng)絡(luò)312所采用的頻率范圍都比圖1和2中的110和210要小，連接的天線振子數(shù)量也比較少。這樣就能沿著連接線301將波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)300連接到微帶分布網(wǎng)絡(luò)310，該連接線301與例如用來插入微帶分布網(wǎng)絡(luò)310的任何通道395相吻合。波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)300可以沿著通道395利用接頭311連接到接地面316上，因而不需要單獨(dú)的電接頭。接頭311可以設(shè)計(jì)成緊密的固定件(可以使用螺釘或是鉚釘)，或者是采用導(dǎo)電的封裝或是密封。由此形成的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)其尺寸使得所具有的截止頻率比微帶天線所使用的頻率要高。
在圖1到3中所示的微帶分布網(wǎng)絡(luò)110，210，310上的第一和第二表面在圖中都是扁平的，但是并不反對采用不同形狀的表面，例如是曲面的。
在某些應(yīng)用中需要采用大規(guī)模的分布網(wǎng)絡(luò)，這意味著微帶分布網(wǎng)絡(luò)又寬又大，在圖1和2中表示的微帶分布網(wǎng)絡(luò)110，210比各自的波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)100，200要寬。為了使微帶分布網(wǎng)絡(luò)110，210的整個(gè)寬度即使是在波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)100，200沿著連接線101，201被連接到各自的微帶分布網(wǎng)絡(luò)110，210上的情況下仍然可供分布網(wǎng)絡(luò)112，212使用，波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)100，200包含多個(gè)必要的開口。圖4表示沿著圖1和2中的一條連接線101或201的一個(gè)截面圖。在圖中表示了包括具有接地面416的第一表面和具有分布網(wǎng)絡(luò)412的第二表面在內(nèi)的一部分微帶分布網(wǎng)絡(luò)410和一部分波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)400。用一種介質(zhì)414將接地面416和分布網(wǎng)絡(luò)412隔開。波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)400沿著一條連接線401被連接到微帶分布網(wǎng)絡(luò)400上，并且通過電接頭411電連接到接地面上。為了使分布網(wǎng)絡(luò)412上的導(dǎo)體418從連接線401的一側(cè)穿到另一側(cè)時(shí)不會(huì)受到來自波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)400的干擾，需要提供許多的開口405。這種開口的寬度最多是波長的一半，其深度至少是波長的八分之一(在往往通常僅僅包括空氣的開口中的波長)。
圖5和6表示多振子天線的例子。圖5表示的一維多振子天線僅僅有一個(gè)疊層/行列502的天線振子520。這些天線振子可以在相對于天線長邊成±45°的平面內(nèi)發(fā)射和接收兩個(gè)線性極化。圖6表示具有許多疊層/行列602的一個(gè)二維多振子天線，它具有0°和90°極化的天線振子620。
本發(fā)明涉及到多振子天線，特別是涉及到微帶天線以及對天線中出現(xiàn)的不良狀態(tài)進(jìn)行的抑制。在上文中描述了采用“截止的”波導(dǎo)結(jié)構(gòu)來有效抑制不良狀態(tài)的方式。這種波導(dǎo)結(jié)構(gòu)利用了微帶網(wǎng)絡(luò)中的至少一部分接地面，從而與其構(gòu)成了一個(gè)整體的結(jié)構(gòu)。在上文中還說明了如何靈活地設(shè)計(jì)具有波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)廉價(jià)的大規(guī)模生產(chǎn)。通過靈活地設(shè)計(jì)波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立疊層的裝配式多振子天線陣以及用于二維多振子天線陣的幾個(gè)獨(dú)立疊層的組裝體更便于制造。
本發(fā)明并不僅限于上述的實(shí)施例，還可以在附帶的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.用于多振子天線的微帶分布網(wǎng)絡(luò)的裝置，其中的微帶分布網(wǎng)絡(luò)在預(yù)定的頻帶內(nèi)分配和組合至少一個(gè)電磁信號，微帶分布網(wǎng)絡(luò)還包括設(shè)置在第一表面上的一個(gè)接地面(116，216，316，416)和設(shè)置在第二表面上的具有至少一個(gè)獨(dú)立分支的分布網(wǎng)絡(luò)(112，212，312，412)，用一種介質(zhì)(114，214，314，414)將第一表面和第二表面彼此間基本上等距離地隔開，在分布網(wǎng)絡(luò)和多振子天線的天線振子(120，220，317，520，620)之間至少有兩個(gè)饋點(diǎn)來通過接地面?zhèn)魉碗姶判盘?，其特征是波?dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300，400)的布置與微帶分布網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)，并且該波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)構(gòu)成了波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的一部分，而波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的尺寸使得它的截止頻率高于預(yù)定頻帶內(nèi)的一個(gè)頻率，從而抑制由于多振子天線以及分布網(wǎng)絡(luò)中的間斷而產(chǎn)生的不良狀態(tài)。
2.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征是上述截止頻率高于預(yù)定頻帶內(nèi)的最高頻率。
3.按照權(quán)利要求1或2的裝置，其特征是波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300，400)的布置與至少一個(gè)饋點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。
4.按照權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)的裝置，其特征是分布網(wǎng)絡(luò)(112，212，312，412)的至少一部分位于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。
5.按照權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)的裝置，其特征是波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300，400)基本上構(gòu)成一個(gè)U形。
6.按照權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)的裝置，其特征是接地面(116，216，316，416)的至少一部分構(gòu)成了波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的一個(gè)分界面。
7.按照權(quán)利要求6的裝置，其特征是波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300，400)沿著兩條連接線(101，201，301，401)與微帶分布網(wǎng)絡(luò)連接。
8.按照權(quán)利要求7的裝置，其特征是用至少一個(gè)導(dǎo)電接頭(111，211，311，411)沿著每一條連接線(101，201，301，401)將波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300，400)與接地面(116，216，316，416)電連接。
9.按照權(quán)利要求7的裝置，其特征是用至少兩個(gè)導(dǎo)電接頭(111，211，311，411)沿著各自的連接線(101，201，301，401)將波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300，400)與接地面(116，216，316，416)電連接，并且各導(dǎo)電接頭之間沿一條連接線上的距離最多只為其頻率處在預(yù)定頻帶內(nèi)的微帶分布網(wǎng)絡(luò)之介質(zhì)(114，214，314，414)的波長的一半。
10.按照權(quán)利要求7的裝置，其特征是波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300)包括至少一個(gè)沿著一條連接線(101，201，301)并且面對其敞開的開口(405)，使第二表面上屬于分布網(wǎng)絡(luò)(112，212，412)的至少一個(gè)導(dǎo)體(418)從連接線的一側(cè)通到另一側(cè)，沿著該連接線在波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)中具有一個(gè)開口。
11.按照權(quán)利要求10的裝置，其特征是開口(405)的長度值最多為沿著連接線(101，201，401)的波長的一半，沿著該連接線在波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，400)中具有一個(gè)開口，而從第二表面起的深度至少為波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)中的波長的八分之一。
12.按照權(quán)利要求10或11的裝置，其特征是-利用至少兩個(gè)導(dǎo)電接頭(111，211，411)沿著各自的連接線(101，201，401)將波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，400)與接地面(116，216，416)電連接，并且-除了沿著連接線上的開口(405)之外，各導(dǎo)電接頭之間的距離最多只為預(yù)定頻帶內(nèi)的一個(gè)頻率的波長的一半，并且-一個(gè)開口具有連接于其每一側(cè)的導(dǎo)電接頭。
13.按照權(quán)利要求1到12中任一項(xiàng)的裝置，其特征是波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)的分界面的形狀和尺寸使得微帶分布網(wǎng)絡(luò)的功能基本上不受影響。
14.按照權(quán)利要求1到13中任一項(xiàng)的裝置，其特征是波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300，400)是用擠壓成形的鋁制成的。
15.按照權(quán)利要求1到14中任一項(xiàng)的裝置，其特征是波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300，400)構(gòu)成了一個(gè)盒式結(jié)構(gòu)(190，290)的一部分，將微帶分布網(wǎng)絡(luò)安裝在該盒式結(jié)構(gòu)上。
16.包括至少兩個(gè)天線振子(120，220，317)和一個(gè)微帶分布網(wǎng)絡(luò)(110，210，310，410)的多振子天線，該微帶分布網(wǎng)絡(luò)在預(yù)定的頻帶內(nèi)分配和組合至少一個(gè)電磁信號，該微帶分布網(wǎng)絡(luò)還包括設(shè)置在第一表面上的一個(gè)接地面(116，216，316，416)和設(shè)置在第二表面上的一個(gè)分布網(wǎng)絡(luò)(112，212，312，412)，用一種介質(zhì)(114，214，314，414)將第一表面和第二表面彼此間基本上等距離地隔開，在分布網(wǎng)絡(luò)和天線振子之間至少有兩個(gè)饋點(diǎn)通過接地面?zhèn)魉碗姶判盘枺涮卣魇遣▽?dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300，400)的布置與微帶分布網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)，并且該波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)構(gòu)成了波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的一部分，而波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的尺寸使得它的截止頻率高于預(yù)定頻帶內(nèi)的一個(gè)頻率，從而抑制多振子天線所產(chǎn)生的不良狀態(tài)，以避免各天線振子之間的不良耦合。
17.按照權(quán)利要求16的多振子天線，其特征是上述截止頻率高于預(yù)定頻帶內(nèi)的最高頻率。
18.按照權(quán)利要求16或17的多振子天線，其特征是波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300，400)的布置與至少一個(gè)饋點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。
19.按照權(quán)利要求16到18中任一項(xiàng)的多振子天線，其特征是分布網(wǎng)絡(luò)(112，212，312，412)的至少一部分位于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。
20.按照權(quán)利要求16到19中任一項(xiàng)的多振子天線，其特征是波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300，400)基本上構(gòu)成一個(gè)U形。
21.按照權(quán)利要求16到20中任一項(xiàng)的多振子天線，其特征是接地面(116，216，316，416)的至少一部分構(gòu)成了波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的一個(gè)分界面。
22.按照權(quán)利要求21的多振子天線，其特征是波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300，400)沿著兩條連接線(101，201，301，401)與微帶分布網(wǎng)絡(luò)(110，210310，410)連接。
23.按照權(quán)利要求22的多振子天線，其特征是用至少一個(gè)導(dǎo)電接頭(111，211，311，411)沿著每一條連接線(101，201，301，401)將波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300，400)與接地面(116，216，316，416)電連接。
24.按照權(quán)利要求22的多振子天線，其特征是用至少兩個(gè)導(dǎo)電接頭(111，211，311，411)沿著各自的連接線(101，201，301，401)將波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300，400)與接地面(116，216，316，416)電連接，并且各導(dǎo)電接頭之間沿一條連接線的距離最多只為其頻率處在預(yù)定頻帶內(nèi)的微帶分布網(wǎng)絡(luò)之介質(zhì)(114，214，314，414)的波長的一半。
25.按照權(quán)利要求22的多振子天線，其特征是波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，400)包括至少一個(gè)沿著一條連接線(101，201，401)并且面對其敞開的開口(405)，以使第二表面上屬于分布網(wǎng)絡(luò)(112，212，412)的至少一個(gè)導(dǎo)體(418)從連接線的一側(cè)通到另一側(cè)，沿著該連接線在波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)中具有一個(gè)開口。
26.按照權(quán)利要求25的多振子天線，其特征是開口(405)的長度值最多約為沿連接線(101，201，401)的波長的一半，沿著該連接線在波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，400)中具有一個(gè)開口，而從第二表面起的深度至少為波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)中的波長的八分之一。
27.按照權(quán)利要求25或26的多振子天線，其特征是-利用至少兩個(gè)導(dǎo)電接頭(111，211，411)沿著各自的連接線(101，201，401)將波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，400)與接地面(116，216，416)電連接，并且-除了沿著連接線上的開口(405)之外，各導(dǎo)電接頭之間的距離最多只為預(yù)定頻帶內(nèi)的一個(gè)頻率的波長的一半，并且-一個(gè)開口具有連接于其每一側(cè)的導(dǎo)電接頭。
28.按照權(quán)利要求16到27中任一項(xiàng)的多振子天線，其特征是波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300，400)的分界面的形狀和尺寸使得微帶分布網(wǎng)絡(luò)的功能基本上不受影響。
29.按照權(quán)利要求16到28中任一項(xiàng)的多振子天線，其特征是波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300，400)是用擠壓成形的鋁制成的。
30.按照權(quán)利要求16到29中任一項(xiàng)的多振子天線，其特征是波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100，200，300，400)構(gòu)成了一個(gè)盒式結(jié)構(gòu)(190，290)的一部分，將微帶分布網(wǎng)絡(luò)安裝在該盒式結(jié)構(gòu)上。
全文摘要
一種用于微帶分布網(wǎng)絡(luò)和多振子天線的裝置,用來抑制微帶分布網(wǎng)絡(luò)上的分布網(wǎng)絡(luò)側(cè)的不良狀態(tài)。從而避免連接到微帶分布網(wǎng)絡(luò)上的各天線振子(120,220,317,520,620)之間的不良耦合。將一種由擠壓成U形的鋁制成的波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)(100,200,300,400)沿著兩條連接線(101,201,301,401)與微帶分布網(wǎng)絡(luò)連接,并且用至少兩個(gè)導(dǎo)電接頭(111,211,311,411)沿著各自的連接線與微帶分布網(wǎng)絡(luò)的接地面。(116,216,316,416)連接。波導(dǎo)子結(jié)構(gòu)和接地面的至少一部分共同構(gòu)成一個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的尺寸使得它的截止頻率高于微帶分布網(wǎng)絡(luò)中使用的最高頻率。這樣就能抑制由多振子天線和分布網(wǎng)絡(luò)中的間斷所產(chǎn)生的不良狀態(tài),因?yàn)檫@種波導(dǎo)結(jié)構(gòu)起到了一個(gè)高通濾波器的作用。
文檔編號H01Q21/06GK1250548SQ9880324
公開日2000年4月12日 申請日期1998年1月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月10日
發(fā)明者J·桑德斯特德特, B·約翰尼松, G·斯尼格 申請人:艾利森電話股份有限公司