叠层共振结构天线及含有该天线的多频无线通信装置的制作方法

专利名称：叠层共振结构天线及含有该天线的多频无线通信装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是无线电通讯领域。在此领域所使用的各种装置中，本发明特别涉及的是天线，更特别涉及的是根据平面技术实现的天线。在多种设备中使用这种天线，例如便携式无线电话、无线电话的基站、汽车、飞机或导弹。在便携式无线电话的情况下，在这样的天线中连续的接地层使得很容易地限制了机器使用者的身体所拦截的辐射功率。在汽车的情况下，特别是在飞机或导弹的情况下，其外表面都是金属的，且具有弯曲的外形，用来减小空气阻力。一个这样的天线能和这种外形相适应，以致不出现碍事的附加的空气阻力。
在这些应用中，天线的体积应当小，并希望它能用在射频和微波范围内的多个工作频率上，这些频率可以是相互接近的，例如一个用来发射，另一个用来接收。能够使用这样两个频率是由于天线的频带中包含有这两个频率，以及其所有的中间频率。因而经常希望，特别是在便携式电话中希望，天线具有两个这样的频带，这两个频带是分开的。在双频带通讯装置情况下，这两个频带的中心频率比特别地等于2，例如，用于熟知的GSM 900和GSM 1800系统中的频率带分别在900MHz和1800MHz附近。
本发明所涉及的天线，特别是在后面称为“盖片”型的天线，在英语中叫做“微带天线”(microstrip patch antenna)，就是说，这种天线是根据称为微带的技术实现的。在这种技术中，行波的电场是建立在两个导电层之间的一个电介质基层上。这两个导电层中的一个称为接地面，而另一个导电层称为盖片(patch)。
这种天线的工作频率是由它所包含的一个或多个共振结构所决定的。首先概略地讲，根据微带技术实现的共振结构可以有两种不同的基本类型。第一种类型称为“半波长”型，其结构就称为“半波长”结构，假定其盖片天线的称为纵向的方向上有一长度，这个长度基本上等于在这个方向上沿地、基底和盖片所构成的线中传播的电磁波的半波长。与辐射波的耦合发生在这个长度的两个端头，这两个端头处在基底中电场幅度为最大的地方。
根据这同一技术所实现的第二种共振结构称为“四分之一波长”型，相应的结构称为“四分之一波长”结构，其与半波长结构不同之处在于一方面是其盖片的长度大体上等于波长的四分之一，此处盖片的长度和波长的定义同前；另一方面是在这个长度的一个端头，在接地面和盖片之间有一清楚的短路，以能进行四分之一波长型的共振，其电场的波节是由这个短路固定的。与辐射波的耦合发生在这个长度的另一端，而这另一个端的端头处在通过这个基底的电场幅度为最大的地方。
在实际中，在这种天线中可以有不同类型的共振，这些类型特别决定于-盖片的结构，这些盖片上可以有一些缝，这些缝可以是辐射状的。
-可能还有短路和短路的位置，以及代表这些短路电学模型，这些电学模型并非总是看作完全短路，甚至不能近似地看作完全短路。完全短路的阻抗为零。
-耦合装置以及耦合装置的位置。述及的耦合装置包含在这些天线里面，能用来将它们的共振结构和如发射器这样的信息处理装置耦合。
还有，对于一种给定的天线结构，可有以多种共振方式，以能将天线用于多个与这些方式相应的频率。
本发明特别涉及的是称之为“叠层”的天线，在同一个这样的天线中由多个共振结构迭合，这些不同的共振结构占据不同的体积。
已知的第一种天线和第二种天线中的每一种从下到上是由一个导电层地、一个下电介质层、一个可以称为“耦合”层的导电层、一个上电介质层、以及一个上导电层构成的叠层。
这第一种已知的天线是在R·B·Waterhouse的文件“Broabandstacked shorted patch”，(Electronics Letters，21stJanuary 1999 Vol．35，n°2，PP 98，99)中描述的。这种天线中有短路导体，可以极大减少两个相迭的共振结构的长度。
J·Ollikainen、M.Fisher和P．Vainikainen的文件“Thindual resonant stacked shorted patch atenna for mobilecommunication”Electronics Letters 18thMarch 1999，Vol.35，N°6，pp437，438)中描述了这已知的第二种天线。这天线中的两个共振结构中的每一个都是四分之一波长型的。
这两种已知天线中的每一种都是要用被供电的，就是说，都是要通过一条同轴线和像发射机或接收机那样的信号处理装置相耦合的。同轴线的地线和芯线分别与天线的接地层和耦合层连接，芯线和这个耦合层间的连接点的位置的选取是个关键，这导致了制造价格的提高。还有，尽管这两个共振结构是部分地分开的，而这两个结构间还需要一个耦合，然而，这样的耦合并没有使得这些结构具有两个频带的一个与另一个比所要求的分开得更远。特别是这两个频带的中心频率的比不容易达到2。
W·S·T·Rowe和R.B.Waterhouse的文件“Broadband CPWfed stacked patch antenna”(Electronics Letters 29thApril 1999，Vol．35，N°9，PP 681-682)中描述第三种已知的天线。这种天线从下到上具有一个含有共面供电线的接地层、一个电介质层、一个盖片、两个电介质层、一个盖片，以及一个电介质层。这些层构成两个相迭的共振结构。这两个结构间需要一种耦合，然而这种耦合却有碍希望得到的两个足够远的频带的工作。
和前面的相反，第四种已知天线的共振结构并非是盖片型的。A.Sangiovanni，J.Y．Danviganc，ch.pichot的文件“Stacked DielectricAntenna for Multifrequency Operation”(Microwave & OpticalTechnology Letters，Vol.18，N°4，July 1998，PP 303-306)描述了这种天线。这种天线组合了三个共振结构，每个都是所述的电介质构成的。就是说，其中每一个结构都是由适当的介质常数和适当大小的电介质块构成。这第四种已知的天线的体积不能小到经常所希望的大小。
为了实现一种电磁天线，本发明的目的特别如下-小的体积，-足够宽的带宽，-有两个相互分开的频带，-这两个频带的中心频率的大的比率，特别地，如接近于2，且-造价低，特别还有，调整这两个中心频率中的某一个基本上不影响到另一个。
而在这些目的中，本发明特别在于一个叠层的共振结构的天线，这种天线中有-两个共振结构，是由构成耦合层的一个导电层所占据的一个平板的相对的两个面构成，这两个结构分别有两个共振频率，这两个频率间有确定的频率比，而且有-一个内部耦合装置，其中在耦合层中至少有一个缝，用来将这两个共振结构和在这个天线之外的一个处理装置耦合。
这种天线的特征在于其中的两个共振结构的一个与另一个通过所述的耦合层是足够去耦合的，使得这两个共振结构中的某一个通过所述的内部耦合装置与处理装置的耦合明显地和这两个结构中的另一个无关，所述频率的比率明显偏离这两个结构间的耦合影响该比率时该比率的值。
两个共振结构间的相互耦合和去耦合影响到这两个共振结构的有效共振频率比的可能值。根据本发明实现的去耦合的作用在于每个结构的可用共振频率实际上是仅仅由这个结构的几何特性和电磁特性决定的，因而，这个频率就可以借助于对这些特性的适当选择来相对自由地进行选择。这也就可以对这两个结构的有效共振频率比进行自由选择。与此相反，在已知的各种叠层共振结构的天线中，两个共振结构间要实现强耦合，用来使这两个结构中的一个通过另一个和外部处理装置耦合，至今对止认为这两个结构中的一个只能借助于另一个来和处理装置进行有效的耦合。这个强耦合对于这些结构的共振频率比产生了限制。
根据本发明，从天线运行的角度看，这两个共振结构特有的共振频率的比明显地偏离和这些结构间的强耦合兼容的值。
在后面叙述的情况下，两个共振结构都是同一种类型的，例如都是四分之一波长型的，这使得两个共振频率的比值与已知的天线相比与1相差得更远。例如该比值超过1．5。在两个共振结构中的一个是四分之一波长型，而另一个是半波长型的情况下，两个频率的比值也可以与各种已知天线相比与2相差得更远。该比值例如大于3。在这两种情况下，频率比的分开比为1．5，此述的分开比是在下述两种情况下的两个频率比值之间的比一个是由实施本发明所得到的比值，另一个是在相反情况下，即在两个共振结构间有强耦合时得到的比值。这个分开比可以相当容易地达到较高的值，例如2或更大。
最好，内部耦合装置是一条共面线。在这样的一条线中，行波的电场是在一个中心导电带和分别位于该导电带两边的两个导电平面板之间对称地建立起来的，这两个导电平面板和中心导电带之间分别是由两条缝分开的，这个带和这两个板都处在同一个平面内。本发明除了从这个平面中以这个带的轴线为对称这一事实中得到好处外，还至少是由于在这个平面内所形成的这样一条线和这个平面的任何一边的耦合的可能性是相同的而从中得到了处。假如，按照本发明，两个共振结构分别是在这个平面的两边构成的，则在这条线和这两个结构的每一个之间就能非常容易建立起有效的耦合，而不使在这两个结构之间有大的寄生耦合伴随这个有用的耦合。
作为变化例，这个内部耦合装置可以是带有单缝的一条线的形式，或是其它的线的形式，所述其它的线是用在一个导电层上做成的缝构成的，且是专门用来引导一个行波的。
下面，作为示例，借助于所附的示意图描述怎样可以实施本发明。


图1是一个无线通讯装置的透视图，其中有作为例子给出的本发明的天线。
图2是这同一个天线在去掉上面的两个导电层之后的顶视图，为的是表现出耦合层。
图3是这同一天线的顶视图。
在这些图中，薄金属层都是在电介质层的表面上用阴影线区的形式表现的。图1中为清楚起见，一方面其中的电介质层都表示成是透明的，这是为了让看清下面邻近的各层，而另一方面，表示下面的导电层的阴影线都限制在这层的一个区域内。
根据图1，一个天线是由三个相交的方向构成的纵向DL、横向DT和竖向DV，纵向和横向都在水平方向，使用这样的术语是为了便于叙述，而和重力无关。纵向中有一正方向，即箭号DL的方向，还有一反方向，和DL指向相反。这个天线沿竖向由相继的多层A、B、C、D、E构成。这每一层，例如C层有一块面积，沿纵向DL，从这层的例如CW的后沿(见图2)到这层的例如CV的前沿，这个面积还沿横向DT展开。该平板还有沿竖向DV的厚度。这些层中的至少一层是导电的并且构成耦合层C。另外两层是电介质层，分别处在这个耦合层的上面和下面，构成下电介质层B和上电介质层D。
A、B和C三层构成下共振结构ABC，而C、D和E三层构成上共振结构CDE。这些结构中的每一个能使传播的电磁波在纵向的两个方向上传播，同时在这个结构中产生反射，可以在该结构中形成驻波，这个驻波具有这个结构的频率。这涉及到共振频率，该共振频率是由这个结构的电学长度以及这些行波对这个结构专有的传播速度决定的。这个驻波可以和天线外部空间的辐射波交换能量。此处，对于各共振结构所考虑到的共振频率都是这些结构的工作频带的平均频率，这些频带都是用在天线技术中的通常的方式确定的。
该天线中还包含有可以引导行波的内部耦合装置，这些行波分别和在上、下共振结构中形成的两个驻波交换能量。于是可以在外部空间和这个耦合装置之间通过这两个共振结构中的每一个、用这个结构的共振频率交换电磁能。
根据本发明，耦合层C具有两条缝，从这层的后沿CW开始，沿纵向DL伸展。这些缝构成如CF那样的耦合缝。这些缝在这一层中限定了构成了耦合带CR的带。这个带在这个层的平面的内部和耦合层的主要部分相连接。它与这些缝和这个主要部分配以构成一条耦合线CF、CR，所述耦合线CF、CR构成了前面所说的共面线和内部耦合装置。
在一个无线电通讯装置中，这个天线是和一个信号处理装置1相连接，如果天线的运行是发射，信号处理装置1可以是一个发射机，如果天线的工作是接收，可以是一个接收机。为此天线上有两个接线端，通过这两个接线端，天线从发射机上接收能量，或将能量提供给所说的接收机。这两个接线柱典型地都在这个耦合层的后沿CW上。这两个接线端的一个是由耦合带构成，另一个是由这层的在耦合缝之外的部分构成。天线在这两个接线端之间的阻抗是可以测量的，所述的处理装置应该和这个阻抗相匹配。
这些共振结构中的每一个可以是仅由一层或多层电介质构成，就像电介质天线的电介质层那样。因此，最好在本发明中，天线至少还有一层外导电层，如层A和层E，例如B和D的两个电介质层中的一个是处在这个外导电层和耦合层C之间。这个外导电层和这个电介质层以及这个耦合层配合，构成这两个共振结构中的一个。外导电层和耦合层中的一者即第一层例如层C或层E有水平尺寸和纵向尺寸，至少其纵向尺寸小于由这两个层中的另一者所构成的导电结构，所述另一者可以例如是A层，或者，所述导电结构包括可与C层构成这样一个导电结构的另一层，所述的另一层可以例如就是C层。所述第一层与这个导电结构为这个共振结构分别构成了一个盖片(在英语中往往用词“patch”表示)和一个接地面(在英语中往往用“ground plane”表示)，以使这个结构的频率基本上是由这个盖片的电学长度决定的，而与这个接地面的纵向尺寸无关。
由这样一个盖片形共振结构所发射或接收到的辐射波只能在天线附近的空间内传播，只能在相对于这个结构的接地面的与盖片在同一边的部分中传播。
在后面描述的实施方式中，两个共振结构都是盖片型的，就是说，天线中有两个外导电层。在下电介质层B下面的下导电层A构成下共振结构ABC，在上电介质层D上面的上导电层E构成上共振结构CDE。
两个共振结构可以具有同一个接地面，这个接地面对这两个共振结构是完全共用的。这个接地面应该是由耦合层C构成，选择该耦合层C的纵向和横向尺寸，使得其大小都比这些共振结构的盖片中的每一个都大。由此便使得这两个共振结构所发射或接收的辐射波在这个天线附近分别只能在位于这个接地面的相对的两侧的两个半空间内传播。这样的布局对于大多数考虑的应用都是不利的，因为这些应用是要在同一个半空间内在多个不同的频率上交换电磁能量。
因此，最好在本发明中，下导电层A要具有足够大的水平尺寸，以能至少构成下共振结构ABC的接地面。这样，耦合层C就可以构成这个共振结构的盖片和上共振结构CDE的接地面的至少内部的一部分，而上共振结构CDE的盖片是由上导电层E构成的。
在后面所描述的实施方式中，耦合层具有足够大的水平尺寸，以构成上共振结构的接地面。然而这一层具有的尺寸还可能不足以达到这一要求。在后一种情况下，这个接地面的周边部分是由下导电层构成的，两个电介质层的周边部分就可以是上共振结构的一部分。
盖片型共振结构中的每一个可以是不同的共振类型，比如可以为半波长型和四分之一波长型。因此，在本发明中，这种天线最好还有至少一个短路导体，例如为这两个共振结构中的至少一个如ABC所专有的短路导体RAC。这样的一个导体将这个共振结构的盖片C的后沿CW和这个共振结构的接地面A连接起来，由于这一连接，这个共振结构为四分之一波长型的共振。这个导体与耦合部分SC的外部的耦合层的后沿CW相连，耦合部分SC是这个后沿的一部分且包括耦合带CR和耦合缝CF。短路导体使得借助于使用四分之一波长共振限制了天线的长度，而且其在后沿CW上的位置避免了它干扰内部耦合装置的运行。
在理想的情况下，至少下共振结构ABC是四分之一波长型的，且由此短路导体将耦合层C和下导电层A连接在一起，便有由耦合带CR构成的一条微带型的线，耦合带CR通过下电介质层B与接地面相配合，这个接地面是由层A构成的。另外，如果这个天线是用于发射，则这条线的安置方式是能够对天线供电。在本发明中，天线的供电主要就是由用由这同一个带CR与耦合层的剩余部分通过耦合缝所构成的共面线来保证的。为此，要选用足够大的B层厚度和足够小的B层的介电常数，这样的选择特别使得天线的阻抗与这条微带线的阻抗相比更接近于这条共面线的阻抗。
最好，每个如ABC的四分之一波长结构有两个短路导体，如RAC，分别在耦合部分SC的相对的两边与耦合层C的所述后沿CW相连。
在所给出的实施例中，下共振结构ABC和上共振结构CDE这两个共振结构都是四分之一波长型的。两个短路导体，如RAC和RCE，分别属于两个共振结构且相互叠放，容易实现这样的结构是因为两个导体是由两条带构成，且该两条带是互相连续的。这两个导体从耦合段SC的每个边起共同实现，其形式为一个短路带，占据整个长方体的后、竖、横片的高度，该长方体由天线各层堆积而成。这个长方体的厚度主要是由电介质层B和D的厚度构成，这两层的长度和宽度相同，该两层的每一层的厚度在其整个面积内是均匀的。
在这种实施方式中，对于上共振结构CDE的传播速度通常比对于下共振结构ABC的传播速度的150％大，而且上共振结构的频率也比下共振结构的频率的150％大。这里所说的传播速度是频率为1GHz的电磁波在这些结构的纵向上传播的平均速度。
在理论上，一个这样的结构的电介质层不仅要在厚度上是一致的，在组分上也要是均匀的，在实际上也要如此，然而在实际上还要求结构的盖片和接地面是由金属构成的，金属电阻可以忽略，还要接地面很宽，电磁波在这种结构中的传播速度是是w、h和r的函数，w是盖片的宽度、h是这个电介质层的厚度，而r则是电介质层的相对介电常数。在Brian C.Wadell，的书《Transmission Line DesignHandbook》(Artech House)，Boston、London中特别给出了这个函数。这个速度构成了这个结构的物理特性。
一个这种结构的频率正比于它的固有的传播速度除以这种结构的电学长度。因此，在实际上，为了减少体积，考虑到有可用的适合于构成电介质层B和D的基底，希望有两种结构。根据第一种结构，使上共振结构的盖片的电学长度略小于下共振结构的盖片的电学长度，为的是，考虑到在这两个共振结构中的传播速度的比值，使这个上结构的频率差不多为这个下结构的频率的两倍。根据第二种结构，如选取两种结构的厚度相同，则通过选取基底的介电常数来使两个结构中的传播速度比为所希望的比值。
在所给出的实施例中，上共振结构CDE的盖片E最好具有两个共振带EL和EH的形式，这两个共振带分别和如RCE的两个短路带相连接，从所述短路带的后边起，在上电介质层D上纵向延伸。这种结构能使用两个弯曲的金属带来同时实现上盖片和各个短路带。这种结构还能够加宽上共振结构的频带带宽，因为两条耦合带EL和EH的各自长度略有差别。这两条带的宽度相等，且都足够长，以使得其中每一个都能起到单个盖片的作用，就是说，有两种共振，共振的中心频率是和所述的带的两个长度成反比，因而，略有差别。与这两个共振对应的频带就部分地相互重迭，使得由此而加宽含有这两条带的共振结构的频带带宽而不使频带分成两半。
下面给出在给出的实施例中的各个不同的组成和数值。长度和宽度分别是沿DL方向和DT方向标出的。
-结构ABC的频率900MHz，-结构CDE的频率1800MHz，-结构ABC的频带宽度对于驻波比(SWP)小于或等于2时为40MHz，-结构CDE的通频带宽在驻波比小于或等于2时为80MHz，-天线的输入阻抗50欧姆，-电介质层B的特性为环氧树脂，其相对介电常数εr=5，耗散因数tgδ=0.002，厚度5mm，-导电层的构成和厚度铜，17微米，-耦合层C的长度35mm，-耦合层C的宽度30mm，-耦合线CR、CF的长度20mm，-耦合带CR的宽度5mm，-耦合缝CF的宽度0.5mm，-如RAC，RCE的短路带的宽度5mm，-电介质层D的特性环氧树脂，其相对介电常数εr=3，耗散因数tgδ=0.002，厚度3.2mm,-共振带EL的长度35mm，-共振带EH的长度34mm，-带EL和EH的共同宽度5mm。
另一种根据本发明的天线可以具有与前面已经描述的天线有类似的一个下共振结构和一条耦合线，其不同之处在于只有下共振结构ABC是四分之一波长型的，其耦合线(CF，CR)是从耦合层C的后沿CW至少沿伸到上共振结构CDE的盖片E的长度的一个中间部分，以使在这个共振结构中出现半波长型共振。
上共振结构为半波长型，具有相同的基底，即电介质层B和D具有相同的厚度和相同的介电常数，就能够使上共振结构的频率为下共振结构的频率的2倍。这就容易实现一个天线，它具有的两个频率的比值接近于2。
本发明还有一目的在于一个多频率无线电通讯装置，如已所知，这种装置中有-一个处理装置，能够发射和/或接收具有两个频率的波导电磁波。
-一个接在这个处理装置上的天线，用来将这个波导电磁波和辐射波耦合，其特征在于这个天线至少实施了一个前面所述的结构，两个共振结构ABC和CDE分别在波导电磁波的两个频率上共振。
上述的连接例如是用一条共轴线来实现的，共轴线的轴向导体3焊在耦合带CR上，且其接地面4是与如RAC或如RCE的两个短路带连接。
权利要求
1．叠层共振结构天线，这种天线中有-两个共振结构(ABC，CDE)，在由构成耦合层(C)的一个导电层所占据的平面的互相相对的一侧与另一侧形成，这两个共振结构分别有两个共振频率，这两个共振频率决定了一个频率的比值，以及-内部耦合装置(CR、CF)，该内部耦合装置包括至少一个在耦合层上形成的缝，用来使这两个共振结构与这个天线之外的处理装置(1)相耦合，这个天线的特征在于，这两个共振结构通过前述的耦合层使得一个对另一个足够地去耦合，以使这两个共振结构的每一个通过内耦合装置与处理装置的耦合相对于这两个共振结构中的另一个基本上是独立的，这两个频率的比值明显地远离某些数值，这两个共振结构间的耦合在所述数值上对该频率的比值有影响。
2．根据权利要求1的天线，其特征在于其内部耦合装置是一条构成耦合线(CR、CR)的一条共面线。
3．根据权利要求2的天线，三个相交的方向分别构成了这个天线的一个纵向(DL)、一个横向(DT)和一个竖向(DV)，纵向和横向这二个方向构成了水平方向，这个纵向有一个正方向(DL)和一个与这个正指向相反的反方向，这个天线中有沿竖向相叠的多个层(A、B、C、D、E)，例如C层的所述每一层一方面有一个平面，该平面沿纵向的正向(DL)从该层后沿(CW)沿伸到前沿(CV)，还沿所述横向展开，另一方面该层沿竖向还有一厚度，这此层中的一层是所述的耦合层(C)，这些层中另有两层是电介质层，构成一个下电介质层B和一个上电介质层(D)，分别在这个耦合层的下面和上面，所说的两个共振结构分别是下共振结构(ABC)和上共振结构(CDE)，这些结构分别有下电介质层(B)和上电介质层(D)，这些共振结构中的每一个都允许电磁行波沿其纵向的两个方向的传播，并在其中受到反射，以在所述结构中形成至少一个频率为这个结构的频率的驻波，所述频率是所述结构的共振频率，是由这个结构的电学长度和电磁行波对于这个结构的特有的传播速度决定的，这个传播速度是由这个结构决定的，所述驻波可以和这个天线外部空间的辐射波交换能量，所述的内部耦合装置可以导引行波，所述的行波能和上、下两个共振结构中形成的两个驻波分别交换能量，以使电磁波通过这两个共振结构中的每一个在这个结构的频率上在外部空间和这个耦合装置之间交换能量，所述的耦合层(C)有两条缝，所述的缝从该层的后沿(CW)开始基本上沿纵向(DL)沿伸，这些缝构成了耦合缝(CF)，并在这一层中限定了构成耦合带(CR)的一个带，并在该层的所述面积的内部与该层的主要部分相连接，这个带与这些缝以及所述的主要部分相配合，构成了所述的耦合线(CF、CR)，这些耦合线(CF、CR)构成了内耦合装置。
4．根据权利要求3的天线，其特征在于所述的天线的各层中还至少有一层外导电层(A、E)，所述电介质层(B、D)中的一个是处于这个外导电层和耦合层(C)之间，这个外导电层与这个电介质层以及这个耦合层相配合，构成这两个共振结构中的一个，该外导电层和耦合层中的一者即第一层有水平尺寸和纵向尺寸，至少纵向尺寸比含有这两层中的另一者即第二层的导电结构的尺寸小，所述第一层与这个导电层分别构成这个结构的盖片和接地面，以使这个结构的频率主要决定于这个盖片的电学长度，而与接地面的纵向尺寸无关。
5．根据权利要求4的天线，其特征在于所述的天线中有两层外导电层，所述外导电层分别构成一个下导电层(A)和上导电层(E)，下导电层(A)在下电介质层(B)的下面沿伸，用来构成所述的下共振结构(ABC)，而上导电层(E)在上电介质层(D)的上面沿伸，用来构成所述的上共振结构(CDE)。
6．根据权利要求5的天线，其特征在于所述的下导电层(A)具有足够大的水平尺寸，以至少为下共振结构(ABC)构成接地面，而所述的耦合层(C)则同时构成了这个结构的盖片和上共振结构(CDE)的接地面的至少一个内部部分，上共振结构(CDE)的盖片则是由上导电层(E)构成的。
7．根据权利要求6的天线，其特征在于其中至少还有为这两个共振结构的至少一个(ABC)所专有的一个短路导体(RAC)，这个导体将这个结构的盖片(C)的后沿(CW)和这个结构的接地面(A)连接起来，由于这个连接，这个结构有四分之一波长型的共振，构成四分之一波长型结构，所述的短路导体在耦合部分(SC)的外部与这个耦合层的后沿(CW)相连接，耦合部分(SC)是该沿的一部分，并含有所述的耦合带(CR)及所述的耦合缝(CF)。
8．根据权利要求7的天线，其特征在于在每一个四分之一波结构(ABC)中都装有两个短路导体(RAC)，所述短路导体分别在所述耦合部分(SC)的相对的两侧与耦合层(1)的所述后沿(CW)相连。
9．根据权利要求8的天线，其特征在于下共振结构(ABC)和上共振结构(CDE)这两个中的每一个都构成一个四分之一波长型结构。
10．根据权利要求9的天线，其特征在于对于上共振结构(CDE)的特有的传播速度比对于下共振结构(ABC)的特有的传播速度的150％大，这个上共振结构的频率也比下共振结构的频率的150％大，所说的传播速度是频率为1GHz的电磁波在这些结构中的纵向传播的平均速度。
11．根据权利要求10的天线，其特征在于两个电介质层(B、D)基本上有相同的厚度。
12．根据权利要求9的天线，其特征在于上共振结构(CDE)的盖片(E)为两个共振带(EL、EH)的形式，分别连接到两个短路带(RCE)上，且在上电介质层(D)的上面从这两条短路带开始沿纵向延伸，这两条共振带的长度不同。
13．根据权利要求8的天线，其特征在于只有下共振结构一个为四分之一波长型结构，所述的耦合线(CF、CR)从耦合层(C)的后沿(CW)开始至少延伸到上共振结构(CDE)的盖片(E)的长度的一个中间部分，使得在这个共振结构中出现半波长型共振。
14．多频率无线电通讯装置，这种装置包括-一个处理装置(1)，能够发射和/或接收具有两种频率的波导电磁波，以及-一个天线(2)，与这个处理装置相接，用来将这个波导电磁波与辐射波耦合，这种装置的特征在于这种天线是根据前述各项权利要求中的任意一项的天线，两个所述的共振结构(ABC、CDE)分别在波导电磁波的两个所述的频率上共振。
全文摘要
一个叠层共振结构天线,其中有:一条电磁波波导线(CR、CF),这条波导线是在导电层(C)中形成,在一个平面内展开,还有具有两个相互不同共振频率的两个共振结构(ABC、CDE),这两个共振结构分别是在上述平面的这边与那边构成的,以使这两个共振结构都直接和这条波导线耦合,同时两个中的一个与另一个都通过这个导电层(C)基本上去耦合。最好,述及的波导线是共面型的,两个共振结构都是四分之一波长型的。本发明特别应用于双频带无线电话。
文档编号H01Q13/08GK1283941SQ0012253
公开日2001年2月14日 申请日期2000年8月4日 优先权日1999年8月5日
发明者让-菲利普·库普兹, 帕斯卡尔·荷夫, 查尔斯·N·阔姆 申请人:阿尔卡塔尔公司