专利名称：部分对称耦合的微带缝隙馈电贴片天线元件的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及无线通信，特别涉及双极化宽带贴片天线(patch antenna)结构。
背景技术：
各种构造的天线元件以及天线阵列结构已经用于在诸如全球移动通信系统(GSM)、第三代移动通信(3G)、第四代移动通信(4G)、3GPP长期演进技术(LTE)、通用移动通信系统(UMTS )、无线保真(Wi-Fi )、全球互通微波存取(WiMAX)、和无线宽带(WiBro )系统里提供无线通信。在提供宽带无线通信时，基站、接入点、或其它通信节点(在此集体称为基 站)通常包括一个天线元件阵列，其能够运行以覆盖一个服务区来提供宽带无线通信。由前述基站所使用的天线元件阵列可以包括多个天线元件组(antenna elementcolumn)，每个天线元件组包括多个天线元件，其被连接到一个馈电网络，其能够运行以提供期望的天线场型(也被称为“波束”)以覆盖整个服务区。在一个典型的基站天线系统里，多个天线元件(如4-8)将以一个特定的相对间隔(如1/4、1/2或I个波长)安置以形成一个天线元件组。通常有多个天线元件组(如3-12)，通常被一个特定的相对间隔(如1/4、1/2或I个波长)隔开。单个元件和/或天线元件组的信号被合并以建设性地或破坏性地加总，以此来设定期望的天线场型。可以容易理解的是，这类天线系统构造可以包含相当多数量的单个天线元件和/或一个复杂的馈电网络。因此，建造基站天线系统所需的材料和人力通常比较昂贵。这类天线系统复杂且成本高昂的另一个原因是在基站使用双极化(即倾斜向左/倾斜向右或水平/垂直)以进行信号分集(signal diversity)、多输入多输出(ΜΙΜΟ)等。例如，单个天线元件通常必须本身就是双极化的，要求双信号馈电和信号隔离。或者，天线元件的数目必须加倍以使单个元件具有期望的极化。前述这两类构造都增加了建造基站天线系统所需的材料和人力成本。单个天线元件的成本和复杂性本身也不容忽视。例如，许多当前的基站天线系统构造利用偶极子天线元件(dipole antenna element),如图IA所示。这种偶极子天线元件是一种三维金属结构，包含一对金属天线(如天线IOla和101b)，其被连接到一个信号馈电(如馈电110)，该信号馈电可以由一个巴伦(Balun)或其它相当复杂的电路组成。因此，这类偶极子天线元件也是相对比较复杂的，且建造其需要较多的人力。如果需要双极化，必须提供这两个这样的单个偶极子元件，每个偶极子元件有各自的极化，如图IB所示(如左倾斜偶极子元件101和右倾斜偶极子元件102)。这种双极化构造增加了天线系统的复杂性和成本。最近开发的具有较少建造成本的天线元件构造是贴片天线，如图2A所示。这类贴片天线元件包含一个导电贴片(即贴片201)，其被安置与一相应的接地面(即接地面220)相连，与信号馈电连接。例如，信号馈电可以包含一个同轴馈电(coaxial feed),其中馈电探针(feed pin)物理地将馈电网络连接到贴片天线元件,如图2B所示(即馈电探针211b穿过接地面220 (不形成电接触和物理连接，如通过焊接)到达贴片201)。这种构造相对比较昂贵，和/或不易建造(如由于焊接或类似技术需要电连接，这需要大量人力)。此外，已经发现同轴馈电贴片天线元件构造通常不具有良好的带宽性能特征。所以，开发了另一种信号馈电构造的贴片天线元件。其中一种信号馈电构造是L-探针馈电,其中“L”型馈电探针将馈电网络通过绝缘间隙(dielectric gap)稱合到贴片天线元件，如图2C所示(即L-探针211c穿过接地面220 (没有产生电连接)，并置于贴片201下方以在其间发射无线射频(RF)信号)。与前述的同轴馈电构造相比，已经发现这种构造具有良好的带宽性能特征。但是，L-探针构造仍然比较昂贵，和/或建造复杂(如需耗费人力来安置L-探针，并需要提供支撑结构来维持其适合的位置)。另一种用于贴片天线元件的信号馈电构造是微带缝隙馈电，其中微带线通过经由缝隙的绝缘耦合将馈电网络耦合到贴片天线元件，如图2D所示(即微带 线211d置于接地面220下方，并经由接地面200上的缝隙221d在贴片201之间发射RF信号)。这种构造相对易于建造，通过使用一个多层印刷电路板在层间提供合适的匹配(如绝缘属性)，因此与前述的同轴馈电和L-探针馈电贴片天线元件构造相比，是一种相对廉价的替代方案。此夕卜，如图2C所示，微带缝隙馈电贴片天线元件可以被设置以提供双极化(如微带线211d置于接地面220下方，并通过接地面220上的缝隙22Id在贴片201之间发射RF信号，从而提供第一极化，并且微带线212d置于接地面220下方，并通过接地面220上的缝隙222d在贴片201之间发射RF信号，从而提供第二极化)。当然，前述的微带缝隙馈电贴片天线元件并非没有缺点。例如，已经发现微带缝隙馈电构造在阻抗匹配方面比较困难，经常需要使用多个贴片构造，如图2E所示(如贴片201和贴片201e)。使用这种双贴片构造尽管能够提供良好的阻抗匹配，但会在不同频率上产生天线场型失真(如影响宽带运行)。另外，尽管能够提供双极化，但信号馈电的不对称导致不好的天线场型失真(如使用微带缝隙馈电天线元件阵列形成的波束发生方向偏移或倾斜，造成不对称的微带缝隙馈电构造)。此外，微带缝隙馈电贴片天线元件构造的两个微带缝隙馈电之间提供的信号隔离大约为20dB，其在许多情况下小于提供良好系统性能所需的期望水平。用于贴片天线元件的另一种信号馈电结构是高度解耦的印刷输入端口馈电贴片天线元件构造，如图2F和2G所示。在图2F和2G的构造里，微带线构造的馈电网络经由穿过缝隙的绝缘耦合将RF信号耦合到贴片天线元件(如微带线211f和212f置于接地面220下方，并经由接地面220上的缝隙221f和222f在贴片201和201f之间发射RF信号)。与缝隙222f相关联的微带线212f耦合其中一个信道信号，而与缝隙221f相关联的微带线211f耦合其他信道信号，其中微带线212f的终端将信号耦合到具有相同振幅和相位的缝隙221f对应端。尽管能够提供双极化，与这种高度耦合的印刷输入端口馈电结构有关的阻抗匹配难题导致必需使用第二贴片(如贴片201f)。此外，这种高度耦合的印刷输入端口馈电结构在不同频率下会导致失真的天线场型。所以，这种高度耦合的印刷输入端口馈电结构比较复杂，且建造相对昂贵(如两个贴片)，同时需要忍受微带缝隙馈电贴片天线元件构造的天线场型失真问题。再者，当缝隙上的信号被完全耦合到贴片时，不可能控制通过缝隙耦合的信号电平，将产生有关阻抗匹配的难题。
发明概述
本发明涉及使用对称的部分耦合的微带缝隙馈电天线元件构造来提供高去耦双极化宽带贴片天线元件的系统和方法。本发明的对称的部分耦合的微带缝隙馈电天线元件构造的实施例特别适用于天线元件阵列，由于其信号馈电的对称性，能够减轻天线场型失真，如波束倾斜。本发明实施例提供一种微带缝隙馈电构造，其中第一信号馈电的缝隙是在贴片的中心位置。根据实施例使用这种馈电缝隙方向，能够改善带宽和交叉极化。此外，因为相位中心与缝隙和贴片相同，所以相关的辐射场型是对称的。本发明实施例提供一种微带缝隙馈电构造，其中第二信号馈电的缝隙是关于贴片中心对称安置的，并靠近贴片边缘的位置。根据本发明实施例，用于第二信号馈电的缝隙发射信号的微带馈电被适配用来提供几乎相等振幅和相互反相180°的信号。使用实施例里的馈电缝隙朝向，能够减少第一和第二信号馈电的缝隙间的场耦合(如提供大约30dB的隔离)。此外，由于相位中心与缝隙和贴片相同，相关的辐射场型是对称的。
本发明实施例使用的第二信号馈电构造在贴片和第二信号馈电之间提供部分耦合。实施例里的第二信号馈电的缝隙，仅被贴片部分覆盖。根据本发明实施例，这种构造能够提供良好的阻抗匹配，从而减少使用第二贴片(其在一定频率范围内会导致辐射场型失真)。本发明实施例的双极化宽带贴片天线提供一种相对易于建造且具有良好的运行特性的天线元件构造。实施例的双极化宽带贴片天线元件所支持的带宽便于在诸如
2.3GHz-2. 7GHz的带宽上进行通信，从而支持WiFi、WiMAX、3G、4G、LTE和其它通信标准。本发明实施例使用的微带馈电网络被简化，并且不需要使用跳线(jumper)、孔、或跨接(crossover)。实施例中缝隙馈电构造所提供的信号隔离产生良好的天线效率，并支持高性能的通信技术，如高容量MMO。此外，每个信号馈电的相位中心与贴片的相位中心匹配，从而减少一定天线场型失真问题，如不好的波束倾斜。前述已经相当广泛地阐述了本发明的特征和技术优势，由此将更加容易理解以下本发明的详细描述。本发明的其他特征和优势将在其后描述，此构成本发明的权利要求部分。本领域普通技术人员应该理解，在此披露的概念和特定实施例可以作为一个基础，用来修改或设计其它结构来执行本发明的相同目的。本领域普通技术人员也应该认识到，这种等同的构造没有脱离由所附权利要求阐述的本发明精神和范围。被看作本发明特征的新颖性特征，无论是其组织还是运行方法，与其它目的和优势一起，通过以下的描述并结合附图，将会得到更好的理解。但是，需要强调的是，每个附图仅是用作描述和叙述，并不是意图限制本发明。
为了更完整地理解本发明，现结合附图参照以下的描述，其中图IA和IB显示现有技术的偶极子天线元件构造；图2A-2G显示现有技术的贴片天线元件构造；图3Α-3Ε显示本发明实施例的一个双极化宽带贴片天线元件构造；图4A-4C显示本发明一个实施例的一个双极化宽带贴片天线元件的仿真性能特征；
图5A- 显示本发明一个实施例的一个双极化宽带贴片天线元件的仿真辐射场型；图6A-6E显示可以在本发明一个实施例的双极化宽带贴片天线元件里使用的缝隙构造；图7A和7B显示可以在本发明一个实施例的双极化宽带贴片天线元件里使用的微带馈电构造；图8显示本发明另一个实施例的一个双极化宽带贴片天线元件构造；和图9显示本发明一个实施例的使用双极化宽带贴片天线元件形成的天线阵列。 发明详述图3A-3E显示根据本发明概念的一个双极化宽带贴片天线构造的详情。通过使用 易于建造且具有良好运行特征的贴片天线构造，在图3A-3E里所述的双极化宽带贴片天线元件300的实施例被适配用来提供端口 I (Pl)和端口 2 (P2)的信号。贴片天线元件构造和相关的信号馈电构造提供宽带运行，而两个端口的微带缝隙馈电的正交构造便于进行双极化运行。此外，在此所述实施例的微带缝隙馈电构造能够在端口 I和端口 2的信号之间提供相当高的信号隔离，并且该信号馈电构造被适配用来减少某些天线场型失真问题，如不好的波束倾斜。如图3A的平面图所示，所述实施例的双极化宽带贴片天线元件300包括贴片301，其与接地面320相连。接地面320有缝隙321，用来耦合贴片301和端口 I的微带线311的微带馈电部分之间的信号。接地面320还有缝隙322(缝隙322a和缝隙322b)，用来耦合贴片301和端口 2的微带线312的微带馈电部分之间的信号。尽管未在图3A里列明，双极化宽带贴片天线300的实施例可以包含一个额外接地面表面，其置于微带线311和312的另一侧，与接地面320相反的那侧,如提供一个反射器(reflector),以改善微带线311和312的RF信号传播特征等。在贴片301和接地面320之间、以及在接地面320和微带线311和312之间，最好有一个绝缘和空气组合的间隙。例如，贴片301、接地面320、和微带线311和312可以是导体(如铜线)，其被沉积在一个或多个印刷电路板(PCB)的表面上，尽管为了简化附图未在图3A里显示，但是PCB材料(如FP4)是一种合适的绝缘体。参照图3B，显示双极化宽带贴片天线元件300的立视图。在图3B所示的实施例里，贴片301和接地面320被PCB材料331隔开，接地面320和微带线311、312被PCB材料332隔开，而微带线311、312和接地面320b被PCB材料333隔开。尽管未在图3B里显示，但是可以使用一个或多个空气缝隙，与前述绝缘材料(如PCB材料)相连或代替前述绝缘材料。例如，前述PCB可以和空气缝隙相互堆叠(如确定尺寸的空气缝隙，其能提供合适的耦合在由PCB材料331和332形成的PCB之间、以及在由PCB材料332和333形成的PCB之间)，如在建造双极化宽带贴片天线元件300时使用隔垫或PCB绝缘支座(PCB stand-off)。图3B的多层结构，如通过使用三个分开的PCB “堆叠”来提供双极化宽带贴片天线元件300。参照图3C，第一 PCB可以是PCB材料331，在其表面上安置有贴片310。如图3D和3E所示，第二 PCB可以是PCB材料332，在其第一表面上安置有接地面320 (以及缝隙321和322)，以及在其第二表面上安置有微带线311和312。尽管为了便于描述未在图中显示，但是第三PCB可以是PCB材料333和接地面320b。这三个PCB的方位和堆叠可以如图3B所示，根据本发明的实施例，在相邻PCB之间留一个空气缝隙，这是一个双极化宽带贴片天线元件300的实施例。该实施例易于建造，且属于廉价的天线元件构造。特别地，使用多个双面PCB能够提供一种相对简单且便宜的建造方案，尤其是与多层PCB结构相比。根据本发明实施例，使用部分耦合(这将在以下详细描述)，便于解决阻抗匹配问题，而无需更多控制且更昂贵的多层PCB结构。应该注意到，图3A所示的双极化宽带贴片天线元件300的实施例提供一种微带缝隙馈电构造，其中端口 I信号馈电的缝隙321是贴片310的中心。同样，微带线311的微带馈电部分是缝隙321的中心。这种馈电缝隙和微带馈电构造提供一个实施例，其中相关的辐射场型是对称的，因为相位中心与微带缝隙馈电和贴片相同。另外，图3A所述的双极化宽带贴片天线元件300的实施例提供一种微带缝隙馈电构造，其中端口 2的信号馈电的缝隙322是关于贴片301的中心对称安置的。微带线312的微带馈电部分是缝隙322a和322b各自的中心。这种馈电缝隙和微带馈电构造提供了一个实施例，其中相关辐射场型是对称的，因为相位中心与缝隙和贴片相同。·与端口 I相连的缝隙321和与端口 2相连的缝隙322的朝向是正交的。即缝隙321的朝向提供第一信号极化(如圆形左倾斜45度)，而缝隙322的朝向提供第二信号极化(如圆形右倾斜45度)。这种正交缝隙构造不仅提供双极化，而且在端口 I和2的信号之间提供一定程度的信号隔离。即信号的正交极化提供信号隔离。但是，这种信号隔离会由本发明实施例的微带缝隙馈电构造得以增强。如图3A和3E所示，微带线312被分成两部分。微带线部分312a连接缝隙322a和端口 2之间的信号，而微带线部分312b连接缝隙322b和端口 2之间的信号。微带线312分叉成微带线部分312a和312b，它们有一个给定线宽，这适合以在各个缝隙上提供几乎相等振幅的信号。例如，实施例的微带线312提供一个3dB信号分路器/合路器的构造。此夕卜，优选实施例的微带线部分312a和312b适合在各个缝隙上提供互相反相180°的信号。例如，微带线部分312a提供一个比312b更长的信号馈电路径，更长的长度能确定提供前述180°相位关系。依照实施例，使用这种馈电缝隙朝向和信号馈电属性能够减少第一和第二信号馈电的缝隙的场稱合(coupling of field)(如提供大约30dB的隔离)。例如，由于在缝隙322a和322b上提供的信号是180°反相的，微带线312的微带馈电是基本上平衡的+/_信号馈电，其关于微带线311的微带馈电对称。这种平衡的、对称的+/_关系能够提供良好的信号抵消(cancellation of signal),否则其可能在端口 I和2的微带馈电之间发生泄漏。因此，所述实施例的双极化宽带贴片天线元件300提供一种相对容易建造的双极化、高去耦的构造。双极化宽带贴片天线的实施例使用有关一个或多个微带缝隙馈电的部分耦合，以便能够改善阻抗匹配，而不需要第二贴片。再次参照图3A，可以发现，端口 2使用的信号馈电构造在贴片301和微带线312的信号馈电之间提供部分耦合。根据所述实施例而安置端口 2的信号馈电的缝隙322a和322b，使得它们仅被贴片301部分覆盖，这样才提供了前述的部分耦合。这种部分耦合便于使用有效尺寸的缝隙在期望RF频带内运行，同时控制微带馈电和贴片301之间的信号耦合能级，从而有利于阻抗匹配。如图4A-4C所示，仿真了所述实施例的双极化宽带贴片天线元件300在2. 3GHz-2. 7GHz的频带范围内的性能，并获得在端口 I和端口 2上的信号性能曲线图。具体地，图4A的峰值增益曲线图显示，在2. 3GHz-2. 7GHz频带范围内关于端口 I和端口 2的信号提供大约SdBi的天线增益。图4B的天线效率曲线图显示，在2. 3GHz-2. 7GHz频带范围内关于端口 I和端口 2的信号获得大约70%或更多的天线效率。图4C的测量结果曲线图显示，在2. 3GHz-2. 7GHz频带范围内在端口 I和端口 2的信号之间获得大约30dB (S12)或更多的隔离，以及大于-IOdB回波损耗(S11、S22)。图5A-5D的辐射场型曲线图显示，端口I和端口 2上的信号在各个频率上都有非常类似的天线场型。如前所述，缝隙的有效尺寸会影响双极化宽带贴片天线元件300的运行频带。为了在期望RF频带内运行(如2. 3GHz-2. 7GHz)，同时提供一个相当小尺寸的贴片天线元件，并有一个对称安置的缝隙和微带馈电，所述实施例使用了一个“H-缝隙”构造。这种H-缝隙构造提供一个有效的缝隙尺寸，其大于物理缝隙尺寸，从而有中心放置的缝隙321，同时有对称放置的缝隙322a和322b，并在诸如前述2. 3GHz_2. 7GHz的RF频带上宽带运行。但是，应该理解，本发明的实施例可以使用除所述实施例的H-缝隙构造之外的其它缝隙构造。此外，根据本发明实施例，可以使用不同缝隙构造的组合(如使用与端口 I相 连的第一缝隙构造，与端口 2相连的第二缝隙构造)。例如，除前述的H-缝隙构造之外，本发明实施例可以使用一个或多个矩形缝隙构造(图6A)、Ji-缝隙构造(图6B)、缝隙与三角形构造(图6C)、缝隙与圆形构造(图6D)、U-缝隙构造(图6E)等。根据期望的运行频带、贴片天线元件的物理尺寸、PCB材料类型、不同PCB之间的堆叠距离、期望的频带截止特性等，可以选择特定的缝隙构造。根据本发明实施例，可以使用不同的信号馈电构造。例如，关于本发明实施例实施的微带缝隙馈电可以是一个开路短截线带状线(open stub strip line),如图7A所述。在开路短截带状线里，微带线终止为一个开放电路。例如，微带线可以延伸穿过相关缝隙到一定数量(如1/4波长)并终止。这种微带缝隙馈电构造提供相当良好的信号耦合，尽管占用了与微带穿过缝隙的相关的空间。根据本发明另一个实施例实施，微带缝隙馈电可以是一个短路短截线带状线(shorted stub strip line),如图7B所述。在短路短截线带状线里，微带线终止为短路接地。例如，微带线可以在刚刚穿过缝隙中心的一个点上以孔终止，该孔连接到一个或多个接地面。这种微带缝隙馈电构造能够提供可接受的信号耦合，而与前述开路短截线带状线相比仅占用较少的空间。应该注意到，本发明的概念不受限于以上有关图3A-3E所述实施例的微带馈电、缝隙、和贴片朝向。例如，不是图3A所示的缝隙关于贴片45°倾斜，本发明实施例可以实施一种如图8所示的构造，其中缝隙关于贴片对齐。与图3A的实施例相比，尽管对一个给定的缝隙尺寸该实施例能够提供较大的贴片区域，但提供不同的极化(如水平和垂直)。尽管根据本发明实施例已经描述了双极化宽带贴片天线元件构造，但应该理解，可以容易地将多个这种天线元件集成到天线元件阵列内，以形成一个基站天线阵列。可以提供多个双极化宽带贴片天线元件的组件在PCB或其它合适支撑结构上，以制造天线阵列。可以简化本发明实施例使用的微带馈电网络，且不需要使用跳线(jumper)、孔、或跨接(crossover),从而便于简单制造这种天线阵列。图9显示了本发明一个实施例，由多个双极化宽带贴片天线元件组成的一个天线元件组。具体地，显示了双极化宽带贴片天线元件300-1到300-N。微带线的馈电网络提供有关双极化宽带贴片天线元件300-1到300-N的信号通信，而不需要使用跳线、孔、和跨接，从而提供一种易于建造的构造。可以在基站上使用多个这种天线阵列，以提供信号分集、MIMO通信、选择性/控制性方向通信、智能天线构造、适配天线构造等。这种天线元件、天线元件阵列、和/或天线系统可以用来提供与WiFi, WiMAX, WiBro, 3G，4G，LTE和其它流行通信标准兼容的无线通信。尽管已经详细描述了本发明及其优势，但应该明白，可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离由所附权利要求定义的本发明精神和范围。此外，本发明应用的范围不受限于说明书里描述的过程、机器、制造、物质组成、方法和步骤的特定实施例。从本发明的披露，本领域普通技术人员将会容易明白，可以使用当前已有的或未来开发的且能够执行与在此所述对应实施例相同的功能或获得相 同的结果的过程、机器、制造、物质组成、方法、或步骤。因此，所附权利要求意在包括这些过程、机器、制造、物质组成、方法和步骤在其范围内。
权利要求
1.一种贴片天线元件，包括 一个导电贴片；和 第一微带缝隙馈电，其中所述第一微带缝隙馈电包括至少一个在接地面上的缝隙和一个相应的带线馈电，其中所述第一微带缝隙馈电是关于所述导电贴片中心对称的；和 第二微带缝隙馈电，其中所述第二微带缝隙馈电包括多个在所述接地面上的缝隙和相应的带线馈电，其中所述第二微带缝隙馈电是关于所述导电贴片中心对称的，并关于所述第一微带缝隙馈电对称。
2.根据权利要求I所述的贴片天线元件，其中所述第二微带缝隙馈电是与所述导电贴片部分耦合的。
3.根据权利要求2所述的贴片天线元件，其中所述第二微带缝隙馈电的多个缝隙靠近所述导电贴片的边缘，其中所述第二微带缝隙馈电的部分耦合是由所述第二微带缝隙馈电的多个缝隙中的每个缝隙都延伸穿过所述导电贴片相应的一个或多个边缘而提供的。
4.根据权利要求I所述的贴片天线元件，其中在所述第二微带缝隙馈电的带线馈电的第一带线馈电上的信号跟在所述第二微带缝隙馈电的带线馈电的第二带线馈电上的信号是180°反相的。
5.根据权利要求4所述的贴片天线元件，其中所述第二微带缝隙馈电的第一和第二带线馈电的180°反相关系被适配以提供与在所述第一微带缝隙馈电的带线馈电上信号的隔离。
6.根据权利要求I所述的贴片天线元件，其中所述第一微带缝隙馈电的至少一个缝隙和所述第二微带缝隙馈电的多个缝隙被调整尺寸和形状以利于所述贴片天线元件在宽带运行频带上的谐振。
7.根据权利要求6所述的贴片天线元件，其中所述宽带运行频带是一个大约2.3GHz-2. 7GHz 的频带。
8.根据权利要求6所述的贴片天线元件，其中所述第一微带缝隙馈电和第二微带缝隙馈电的至少一个缝隙的朝向是关于所述导电贴片朝向偏离45°的。
9.根据权利要求6所述的贴片天线元件，其中所述第一微带缝隙馈电和第二微带缝隙馈电的至少一个缝隙的朝向是与所述导电贴片的朝向对齐的。
10.根据权利要求6所述的贴片天线元件，还包括 第一印刷电路板，其中所述导电贴片置于所述第一印刷电路板上；和 第二印刷电路板，其中其上有第一微带缝隙馈电的至少一个缝隙和第二微带缝隙馈电的多个缝隙的所述接地面置于所述第二印刷电路板的第一侧，其中所述第一微带缝隙馈电的带线馈电和所述第二微带缝隙馈电的带线馈电置于所述第二印刷电路板的第二侧。
11.根据权利要求10所述的贴片天线元件，还包括 第三印刷电路板，其中一个接地面置于所述第三印刷电路板上。
12.根据权利要求11所述的贴片天线元件，其中所述第一、第二和第三印刷电路板是单层电路板，其以堆叠构造而形成所述贴片天线元件。
13.根据权利要求I所述的贴片天线元件，其中所述第一微带缝隙馈电与所述贴片天线元件的第一端口相连，而所述第二微带缝隙馈电与所述贴片天线元件的第二端口相连。
14.一种贴片天线元件，包括一个导电贴片；和 第一微带缝隙馈电，其与所述贴片天线元件的第一端口相连，并适配以在所述第一端口的信号导线和所述导电贴片之间发射无线射频，其中所述第一微带缝隙馈电是关于所述导电贴片的中心对称的；和 第二微带缝隙馈电，其与所述贴片天线元件的第二端口相连，并适配以在所述第二端口的信号导线和所述导电贴片之间发射无线射频，其中所述第二微带缝隙馈电是关于所述导电贴片的中心对称的，其中所述第二微带缝隙馈电是与所述导电贴片部分耦合的。
15.根据权利要求14所述的贴片天线元件，其中所述第二微带缝隙馈电包括多个靠近所述导电贴片边缘的缝隙。
16.根据权利要求15所述的贴片天线元件，其中所述第二微带缝隙馈电的部分耦合是由所述第二微带缝隙馈电的多个缝隙中的每个缝隙都延伸穿过所述导电贴片相应的一个或多个边缘而提供的。
17.根据权利要求14所述的贴片天线元件，其中所述第二微带缝隙馈电是关于所述第一微带缝隙馈电对称的。
18.根据权利要求17所述的贴片天线元件，其中所述第一微带缝隙馈电是以所述导电贴片为中心的，其中所述第二微带缝隙馈电是关于所述导电贴片的中心而对称安置的。
19.根据权利要求14所述的贴片天线元件，其中所述第二微带缝隙馈电第一部分和所述导电贴片之间耦合的信号跟所述第二微带缝隙馈电第二部分之间耦合的信号是180°反相的。
20.根据权利要求19所述的贴片天线元件，其中所述第二微带缝隙馈电的第一缝隙与所述第二微带缝隙馈电的第一部分相连，而所述第二微带缝隙馈电的第二缝隙与所述第二微带缝隙馈电的第二部分相连。
21.根据权利要求19所述的贴片天线元件，其中所述第二端口的信号导线被适配提供在所述第二微带缝隙馈电的第一和第二部分之间的180°相位关系。
22.根据权利要求14所述的贴片天线元件，其中所述第一微带缝隙馈电和所述第二微带缝隙馈电各自包含至少一个在接地面上的缝隙，其中所述第一微带缝隙馈电的至少一个缝隙和所述第二微带缝隙馈电的至少一个缝隙被调整尺寸和形状以利于所述贴片天线元件在宽带运行频带上谐振。
23.根据权利要求22所述的贴片天线元件，其中所述宽带运行频带是一个大约2.3GHz-2. 7GHz 的频带。
24.根据权利要求22所述的贴片天线元件，其中至少一个第一微带缝隙馈电和第二微带缝隙馈电的至少一个缝隙的尺寸和形状包括一个缝隙终端特征，其提供一个大于物理缝隙尺寸的有效缝隙尺寸。
25.根据权利要求22所述的贴片天线元件，其中所述第一微带缝隙馈电和第二微带缝隙馈电的至少一个缝隙的朝向是关于所述导电贴片的朝向偏离45°的。
26.根据权利要求22所述的贴片天线元件，其中所述第一微带缝隙馈电和第二微带缝隙馈电的至少一个缝隙的朝向是与所述导电贴片的朝向对齐的。
27.根据权利要求22所述的贴片天线元件，其中对关于至少一个第一微带缝隙馈电和第二微带缝隙馈电的至少一个缝隙所实施的微带缝隙馈电，是一个开路短截线带状线馈电。
28.根据权利要求22所述的贴片天线元件，其中对关于至少一个第一微带缝隙馈电和第二微带缝隙馈电的至少一个缝隙所实施的微带缝隙馈电，是一个短路短截线带状线馈电。
29.根据权利要求22所述的贴片天线元件，还包括 第一印刷电路板，其中所述导电贴片置于所述第一印刷电路板上；和 第二印刷电路板，其中其上有第一微带缝隙馈电的至少一个缝隙和第二微带缝隙馈电的多个缝隙的接地面置于所述第二印刷电路板的第一侧，其中第一端口的信号导线和第二端口的信号导线置于所述第二印刷电路板的第二侧。
30.根据权利要求29所述的贴片天线元件，还包括 第三印刷电路板，其中一个接地面置于所述第三印刷电路板上。
31.根据权利要求30所述的贴片天线元件，其中所述第一、第二和第三印刷电路板是单层电路板，其以堆叠构造而形成所述贴片天线元件。
32.—种方法,包括 提供第一印刷电路板，其上安置有一个导电贴片； 提供第二印刷电路板，其有第一侧和第二侧，其中其上有第一微带缝隙馈电的至少一个缝隙和第二微带缝隙馈电的至少一个缝隙的接地面被安置在所述第二印刷电路板的第一侧上，其中所述第一微带缝隙馈电的至少一个带线馈电和所述第二微带缝隙馈电的至少一个带线馈电被安置在所述第二印刷电路板的第二侧，其中所述第一微带缝隙馈电的至少一个缝隙和至少一个带线馈电是一个关于所述导电贴片的中心对称的微带缝隙馈电构造，其中所述第二微带缝隙馈电的至少一个缝隙和至少一个带线馈电是一个关于所述导电贴片的中心对称的微带缝隙馈电构造；和 以堆叠结构安排所述第一印刷电路板和所述第二印刷电路板以形成一个贴片天线元件。
33.根据权利要求32所述的方法，其中安排所述第一印刷电路板和所述第二印刷电路板，包括 安置所述第二微带缝隙馈电的至少一个缝隙以与所述导电贴片部分耦合。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述第二微带缝隙馈电的至少一个缝隙是靠近所述导电贴片的边缘的，其中所述第二微带缝隙馈电的部分耦合是由所述第二微带缝隙馈电的每个缝隙都延伸穿过所述导电贴片相应的一个或多个边缘而提供的。
35.根据权利要求32所述的方法，其中安排所述第一印刷电路板和第二印刷电路板，包括 将所述第一微带缝隙馈电和所述第二微带缝隙馈电的至少一个缝隙的方向确定为关于所述导电贴片的方向偏离45°。
36.根据权利要求32所述的方法，其中安排所述第一印刷电路板和第二印刷电路板，包括 将所述第一微带缝隙馈电和所述第二微带缝隙馈电的至少一个缝隙的方向确定为与所述导电贴片的方向对齐。
全文摘要
本发明提供一种系统和方法，其使用一种对称的部分耦合的微带缝隙馈电贴片天线元件构造以提供高去耦的双极化宽带贴片天线元件。实施例提供了一种微带缝隙馈电构造，其中第一信号馈电的缝隙是以贴片为中心的，还提供了一种微带缝隙馈电构造，其中第二信号馈电的缝隙是关于贴片中心而对称安置的，并靠近贴片边缘的位置。根据实施例，使用微带馈电来与第二信号馈电的缝隙发射信号，并被适配以提供几乎相等振幅和相互反相180°的信号。实施例的第二信号馈电构造提供贴片和第二信号馈电之间的部分耦合。
文档编号H01Q13/08GK102904022SQ201210323488
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月4日 优先权日2011年9月9日
发明者麦志强, 柳江平, 黎孝华 申请人:香港应用科技研究院有限公司