专利名称：多频带套筒偶极子天线的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及天线，尤其涉及偶极子天线。
背景技术：
以下的美国专利被认为代表本领域当前的状态4,748,450、5,079,562、5,311,201、6,215,451和6,421,024。
发明内容
本发明提供了一种节省成本的多频带套筒偶极子天线。
因此，按照本发明的一个优选实施例提供了一种多频带套筒偶极子天线，其包括通常轴向设置的细长形内部导体，该细长形内部导体具有第一端和第二端，并且在其第一端处连接到调制信号源，通常轴向设置的中间导体，该中间导体通常相对于该内部导体同轴地设置，并且接地，通常轴向设置的第一外部套筒导体，该第一外部套筒导体通常相对于该内部导体和该中间导体同轴地设置，和通常轴向设置的具有第一端和第二端的第二外部套筒导体，该第二外部套筒导体通常相对于该内部导体和该中间导体同轴地设置，该第一端与第一外部套筒导体邻近并轴向地隔开一个轴向的缝隙，该第一外部套筒导体在沿该内部导体的馈电点位置处电连接到中间导体，该馈电点位置与其第二端轴向地隔开一个距离，该距离通常等于第一无线电发射频率的四分之一波长，该第一外部套筒导体延伸到该馈电点位置以外一个距离，该距离通常等于第二无线电发射频率的四分之一波长，该第二无线电发射频率高于该第一无线电发射频率，该第二外部套筒导体在该第二外部套筒导体的第二端处的一个位置处被电连接到该内部导体，并且该第二外部套筒导体的第一端与该内部导体100的第二端104轴向地隔开一个距离，该距离等于该第二无线电发射频率的二分之一波长。
按照本发明的另一个优选实施例，选择该第一外部套筒导体的内径，以限定该第一外部套筒导体和该中间导体之间的阻抗，选择该阻抗以最大化工作带宽。作为选择或者另外地，选择该第二外部套筒导体的内径，以限定第二外部套筒导体和该内部导体之间的阻抗，选择该阻抗以最大化工作带宽。
优选为，选择该轴向的缝隙以提供该第一外部套筒导体和该第二外部套筒导体之间近似的耦合。
按照本发明的再一个优选实施例，该多频带套筒偶极子天线还包括一个具有电连接到该内部导体的中心轴的同轴连接器，和一个电连接到该中间导体的外部连接器导体。
优选为，该第二外部套筒导体在该第二外部套筒导体的第一端处不电连接到该内部导体。另外或者作为选择，该第一外部套筒导体在邻近该轴向的缝隙的该第一外部套筒导体的一个端部处不电连接到该内部导体或者该中间导体。
按照本发明的一个优选实施例，该第一和第二无线电发射频率通常是在800MHz和1900MHz频带。作为选择，该第一和第二无线电发射频率通常是在2.4GHz和5.6GHz频带。
按照本发明的另一个优选实施例还提供了一种多频带套筒偶极子天线，其包括通常轴向设置的细长形内部导体，该细长形内部导体具有第一端和第二端，并且其第一端被连接到调制信号源，通常轴向设置的中间导体，该中间导体通常相对于该内部导体同轴地设置，并且接地，通常轴向设置的第一外部套筒导体，该第一外部套筒导体通常相对于该内部导体和该中间导体同轴地设置，和通常轴向设置的具有第一端和第二端的第二外部套筒导体，该第二外部套筒导体通常相对于该内部导体和该中间导体同轴地设置，该第一端与第一外部套筒导体邻近并轴向地隔开一个轴向的缝隙，选择该内部导体、中间导体和第一和第二外部套筒导体的尺寸和相互之间的电连接，以便在第一和第二无线电发射频带中提供偶极子特性。
优选为，该第一和第二无线电发射频带通常是在800MHz和1900MHz的范围内。作为选择，该第一和第二无线电发射频带通常是在2.4GHz和5.6GHz的范围内。
从下面结合附图进行的详细说明中可以将更充分地认识和理解本发明，其中图1所示为按照本发明的优选实施例所构成和操作的多频带套筒偶极子天线的简化的分解侧视图；图2所示为图1中的多频带套筒偶极子天线的简化的局部剖面分解图；图3A是图1和2的天线处于装配状态的另一个方向的简图；图3B是沿直线IIIB-IIIB截取的图3A中天线的简化的剖面图；图4所示为已装配的图3中多频带套筒偶极子天线的另一个方向的简化的局部剖面图；和图5A、5B和5C是分别沿图4中的直线VA-VA、VB-VB和VC-VC截取的剖面图。
具体实施例方式
现在参考图1-5C，其中举例说明了按照本发明优选实施例所构成和操作的多频带套筒偶极子天线。
如图1-5C所示，提供了一种多频带套筒偶极子天线，其包括通常为轴向设置的细长形内部导体100，该细长形内部导体100分别具有第一端102和第二端104。轴向设置的细长形内部导体100优选为借助于同轴连接器106在其第一端102处连接到调制信号源，诸如蜂窝电话发射机(未示出)。
同轴连接器106优选被构造为具有一个中心轴108和一个外部连接器导体110，中心轴108被电连接到在第一端102处的该内部导体100，外部连接器导体110被电连接到通常轴向设置的中间导体120，该中间导体120通常相对于该内部导体100同轴地设置。中间导体120优选为被容纳在一个编织物中，该编织物围绕内部隔离套筒122设置，该内部隔离套筒122围绕内部导体100设置。中间导体120典型地经由外部导体110被接地。外部隔离套筒124优选为被提供在该中间导体120沿其长度的一部分上。
通常轴向设置的第一外部套筒导体130具有相应的第一端132和第二端134，该第一外部套筒导体优选为通常相对于内部导体100和相对于中间导体120同轴地设置。另外还提供了一个通常轴向设置的第二外部套筒导体140，该第二外部套筒导体140具有相应的第一端142和第二端144。第二外部套筒导体140优选为通常相对于该内部导体100和相对于该中间导体120同轴地设置。优选为，该第二外部套筒导体140的第一端142与该第一外部套筒导体130的第二端134相邻并被轴向地隔开一个轴向的缝隙146。
优选为选择该轴向的缝隙146，从而在第一外部套筒导体130和第二外部套筒导体140之间提供阻抗匹配。该第一外部套筒导体130在邻近轴向的缝隙146的第一外部套筒导体130的端部132处没有电连接到该内部导体100或者该中间导体120。
优选为，该第一外部套筒导体130在沿着该内部导体100的馈电点位置148被电连接到该中间导体120，该馈电点位置与其第二端104被轴向地隔开一个距离，该距离通常等于第一无线电发射频率的四分之一波长。
优选为，该第一外部套筒导体130延伸到该馈电点位置148以外一个通常等于第二无线电发射频率的四分之一波长的距离，到达端部134，该第二无线电发射频率比第一无线电发射频率更高。典型地，第一和第二无线电发射频率分别在800MHz和1900MHz频带中。作为选择，该第一和第二无线电发射频率可以分别在2.4GHz和5.6GHz传输频带中。
优选为，在该第二外部套筒导体140的第二端144的位置150处，该第二外部套筒导体140被电连接到该内部导体100。另外，该第二外部套筒导体140的第一端142与该内部导体100的第二端104被轴向地隔开一个距离，该距离等于该第二无线电发射频率的二分之一波长。在该第二外部套筒导体的第一端142处，该第二外部套筒导体140不电连接到该内部导体100。
优选为，该第一外部套筒导体130的内径限定第一外部套筒导体130和中间导体120之间的阻抗，其被选择以最大化工作带宽。典型的阻抗是50欧姆。
优选为，选择该第二外部套筒导体140的内径，以限定第二外部套筒导体140和该内部导体100之间的阻抗，其被选择以最大化工作带宽。典型的阻抗是50欧姆。
优选为，提供一个RF传输电绝缘的保护罩160以覆盖该天线，并且该保护罩被安装在以枢轴可旋转的安装支架162上，该安装支架被设置为相对于同轴连接器106以枢轴可旋转地安装。内部安装单元164被支撑到支架162上，并且支持第一外部套筒导体130。该第二外部套筒导体140被支撑到通常为圆柱形的隔离物166上，其优选被固定在第一和第二外部套筒导体130两者中形成的凹处。本发明的特殊的特点是，分别选择内部导体100、中间导体120和第一和第二外部套筒导体130和140的尺寸和相互之间的电连接，以提供(1)通过扩展第一外部套筒130构建更高的传输频带的平衡—不平衡变换器；(2)通过轴向的缝隙146适宜的馈送高频率频带；和(3)用于更高的传输频带必需的带宽。该带宽是通过阻抗调节的，其是该轴向的缝隙146的尺寸，和第一外部套筒导体130的扩展的外径和内径与内部导体100之间的比值，以及该第二外部套筒导体140的外径和内径与内部导体100之间的比值，以及在它们之间的该电介质套筒的函数。该阻抗也是第二外部套筒导体140的长度的函数。这些参数足够强以提供覆盖在1850-1990MHz和1710-1880MHz范围内的PCS和DCS频带的两个带宽。偶极子特性在两个传输频带上，或者在多个传输频带上实现，因为偶极子的元件包括达到1/2波长的电长度的辐射元件，以及提供在平衡和不平衡系统之间的匹配的平衡—不平衡变换器。
本领域技术人员将理解，本发明不局限于已经特别示出和在上文描述的内容。更确切些，本发明的范围包括在上文描述的各种各样的特点的组合和子组合，并且一旦阅读上文的说明书，所属技术领域的专业人员会想起其修改和变化，并且这些修改和变化也并未包含在现有技术中。
权利要求
1.一种多频带套筒偶极子天线，包括通常轴向设置的细长形内部导体，该细长形内部导体具有第一端和第二端，并且在所述第一端处连接到调制信号源；通常轴向设置的中间导体，该中间导体通常相对于所述内部导体同轴地设置，并且接地；通常轴向设置的第一外部套筒导体，该第一外部套筒导体通常相对于所述内部导体和所述中间导体同轴地设置；和通常轴向设置的具有第一端和第二端的第二外部套筒导体，该第二外部套筒导体通常相对于所述内部导体和所述中间导体同轴地设置，所述第一端与所述第一外部套筒导体相邻并轴向地隔开一个轴向的缝隙，所述第一外部套筒导体在沿所述内部导体的馈电点位置处电连接到所述中间导体，所述馈电点位置与其所述第二端被轴向地隔开一个距离，该距离通常等于第一无线电发射频率的四分之一波长，所述第一外部套筒导体延伸到所述馈电点位置以外一个距离，该距离通常等于第二无线电发射频率的四分之一波长，所述第二无线电发射频率高于所述第一无线电发射频率，所述第二外部套筒导体在所述第二外部套筒导体的所述第二端的一个位置处被电连接到所述内部导体，和所述第二外部套筒导体的所述第一端与所述内部导体的所述第二端被轴向地隔开一个距离，该距离等于所述第二无线电发射频率的二分之一波长。
2.根据权利要求1所述的多频带套筒偶极子天线，其中选择所述第一外部套筒导体的内径以限定所述第一外部套筒导体和所述中间导体之间的阻抗，其被选择以最大化工作带宽。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的多频带套筒偶极子天线，其中选择所述第二外部套筒导体的内径以限定所述第二外部套筒导体和所述内部导体之间的阻抗，其被选择以最大化工作带宽。
4.根据以上任一权利要求所述的多频带套筒偶极子天线，其中选择所述轴向的缝隙以提供所述第一外部套筒导体和所述第二外部套筒导体之间近似的耦合。
5.根据以上任一权利要求所述的多频带套筒偶极子天线，还包括一个具有电连接到所述内部导体的中心轴的同轴连接器，和一个电连接到所述中间导体的外部连接器导体。
6.根据以上任一权利要求所述的多频带套筒偶极子天线，其中所述第二外部套筒导体在所述第二外部套筒导体的所述第一端处不电连接到所述内部导体。
7.根据以上任一权利要求所述的多频带套筒偶极子天线，其中所述第一外部套筒导体在邻近所述轴向的缝隙的所述第一外部套筒导体的一个端部不电连接到所述内部导体或者所述中间导体。
8.根据权利要求1所述的多频带套筒偶极子天线，其中所述第一和第二无线电发射频率通常是在800MHz和1900MHz频带。
9.根据权利要求1所述的多频带套筒偶极子天线，其中所述第一和第二无线电发射频率通常是在2.4GHz和5.6GHz频带。
10.一种多频带套筒偶极子天线，包括通常轴向设置的细长形内部导体，该细长形内部导体具有第一端和第二端，并且在其所述第一端处连接到调制信号源；通常轴向设置的中间导体，所述中间导体通常相对于所述内部导体同轴地设置，并且接地；通常轴向设置的第一外部套筒导体，该第一外部套筒导体通常相对于所述内部导体和所述中间导体同轴地设置；和通常轴向设置的具有第一端和第二端的第二外部套筒导体，该第二外部套筒导体通常相对于所述内部导体和所述中间导体同轴地设置，所述第一端与所述第一外部套筒导体邻近并轴向地隔开一个轴向的缝隙，选择所述内部导体、中间导体和第一和第二外部套筒导体的尺寸和相互之间的电连接，以便在第一和第二无线电发射频带中提供偶极子特性。
11.根据权利要求10所述的多频带套筒偶极子天线，其中所述第一和第二无线电发射频带通常是在800MHz和1900MHz的范围内。
12.根据权利要求10所述的多频带套筒偶极子天线，其中所述第一和第二无线电发射频带通常是在2.4GHz和5.6GHz的范围内。
全文摘要
一种多频带套筒偶极子天线，包括通常轴向设置的细长形内部导体，该细长形内部导体具有第一端和第二端，并且在其第一端处连接到调制信号源，通常轴向设置的中间导体，该中间导体通常相对于该内部导体同轴地设置，并且接地，通常轴向设置的第一外部套筒导体，该第一外部套筒导体通常相对于该内部导体和该中间导体同轴地设置，和通常轴向设置具有第一端和第二端的第二外部套筒导体，该第二外部套筒导体通常相对于该内部导体和该中间导体同轴地设置。
文档编号H01Q9/16GK1625821SQ03803001
公开日2005年6月8日 申请日期2003年1月30日 优先权日2002年1月31日
发明者马蒂·马蒂斯凯宁, 根纳蒂·巴比斯基 申请人:盖尔创尼克斯公司