宽带鞭状天线的制作方法_3

文档序号:8927243阅读:来源:国知局
2与长形辐射元件304分隔开。扼流器320优选是延伸超过长形辐射元件304的基底末端314,以在一重叠区324内和所述外部连接件本体308的一部分重叠。扼流器320优选终止于一环绕长形辐射元件304周围的锥形段326。
[0062]如在放大图312最佳可见的,在重叠区324中,通过相互重叠并以绝缘间隔件322分隔开的扼流器320和导电外部连接件本体308所形成的该结构,为一电容结构,其导致了导电外部连接件本体308和扼流器320之间的电容耦合。扼流器320因此为射频连接器302提供的射频电流形成了一电容的射频电流路径。
[0063]本领域技术人员可以理解的是,基于长形辐射元件304的长度特质,天线300—般类似于一鞭状类型的单极天线。然而,天线300所提供的个别由长形辐射元件304和扼流器320结合射频连接器302形成的电流的和电容的电流路径,相较于传统的单极鞭状天线,增强了天线300的宽带性能。
[0064]在天线300的操作中,长形辐射元件304优选操作成一宽带多频段天线,具有下、上操作频带。天线300的下操作频带优选包含一跨越约380-900MHZ的连续带。天线300的上操作频带可包含一 1575MHz的频带及/或一 2.4-2.5GHz的频带,取决于长形辐射元件304的四分之一波长四分之一波长整数倍数有效电长度(effective electrical length)。可理解的是,然而,这些天线300的下上操作频带的特定频率值仅做为示范,天线300适合操作于各种的频率范围。
[0065]所述天线300的连续超宽带380-900MHZ的下操作频带可归结于扼流器320所提供的电容的射频电流路径的存在。因此,除了长形辐射元件304利用匹配结构315电流连接至射频连接器302来接收射频电流之外,长形辐射元件304优选也通过扼流器320形成的电容的射频电流路径来接收射频电流。扼流器320可因此被视为形成是用来对长形辐射元件304进行馈电的电容馈电装置的一部分。
[0066]本发明的优选实施例的一特定特征在于:扼流器320,除了形成天线300的馈电结构的一部分之外,也促成了在天线300的下操作频带的匹配结构315。用于长形辐射元件304的所述匹配结构315优选包含一线圈316,一导电衬套330和扼流器320。可以了解的是,然而,匹配结构316可包括附加的或替代的感应元件。可进一步理解的是,尽管线圈316在图3B中是示意为包含一个单匝,线圈316的匝数数目和半径可依据天线300的操作需求而变化。匹配结构315有助于匹配长形辐射元件304固有的高阻抗至射频连接器302的低输入阻抗。
[0067]本领域技术人员可以理解的是,所述天线300的1575MHz的上操作频带对应使用于全球定位系统(GPS)中的频带。天线300,因其在1575MHz频带的辐射图形,特别适合用于GPS应用。相比于传统的鞭状天线,传统的鞭状天线通常主要辐射在方位角,天线300具有一辐射图形,该辐射图形主要在1575MHz朝上指向。天线300的变更GPS辐射图形相较于传统的鞭状天线的辐射图形,基于天线300操作在1575MHz的整个长度,包括长形元件304和扼流器320,有效地作为一辐射元件,而非由长形元件304或扼流器320单独作为该辐射元件。相较于传统鞭状天线的辐射图形,如此造成了改变的辐射图形,使得天线300特别适用于GPS应用,其中其至少一部分辐射优选是朝上指向。
[0068]可以理解的是,天线300的操作频率可通过修改长形辐射元件304与扼流器320的几何性质而改变,包括修改它们各自的高度和厚度以及彼此之间的间隔。已发现扼流器320的一优选长度约对应到天线300的上操作频带的一四分之一波长。然而,由于扼流器320形成长形辐射元件304的匹配结构315的一部分,扼流器320的确切长度优选是选择能够最优化长形辐射元件304对射频连接器302的阻抗匹配。
[0069]如图3A所示,天线300可被一外护套340包覆,以增强其耐用度和机械稳定性。长形辐射元件304可由任何合适的导电材料构成,并且优选体现为一柔性轴电缆。
[0070]现在参照图4A和4B,其是根据本发明又一优选实施例构造和操作的天线的简化立体图和剖视图。
[0071]如图4A和4B所示,其提供了天线400。天线400优选包含:一提供天线400射频电流的射频(RF)连接器402,以及一电连接射频连接器402的长形辐射元件404。在此,举例而言,射频连接器402体现为一同轴连接件406,其具有一导电外部连接件本体408和一导电内部插针410。如在放大图412最清楚可见的,长形辐射元件404优选是在其一基底末端414电连接至一匹配结构415,该匹配结构优选包含一电感416。电感416优选电连接至同轴连接件406的内部插针410。可以理解的是,匹配结构415以电感416构成的结构仅做为示范,匹配结构415可包括各种电抗元件。匹配结构415特别优选地体现为一种在PCT国际申请号PCT/IL2013/050263中所描述的集总元件匹配电路,该PCT国际申请与本发明申请同为相同的受让人。
[0072]本领域技术人员可以理解的是,基于射频连接器402和长形辐射元件404的电流连接,通过匹配结构415,长形辐射元件404为射频连接器402所提供的射频电流形成一电流的射频电流路径。
[0073]天线400还包含至少一概呈圆柱形导电元件包围所述长形辐射元件404的至少一部分,举例而言,其在此体现为一导电套管420,其围绕所述长形辐射元件404的一部分且利用一绝缘间隔件422分隔开。导电套管420优选在一重叠区424内和所述长形辐射元件404的一上部重叠。在重叠区424中,通过相互重叠并以绝缘间隔件422分隔开的导电套管420和长形辐射元件404所形成的该结构,为一电容结构,其导致了长形辐射元件404和导电套管420之间的电容耦合。优选地,在长形辐射元件404和套管420之间无电流接触(galvanic contact)。导电套管420因此为射频连接器402提供的射频电流形成了一电容的射频电流路径,该电容的电流路径优选包含长形辐射元件404。
[0074]天线400优选还额外包含一螺旋形辐射元件430,其围绕长形辐射元件404和导电套管420两者。螺旋形辐射元件430优选是电连接至射频连接器402。导电套管420优选是与螺旋形辐射元件430和内部的长形辐射元件404两者隔离开。
[0075]在天线400的操作中,螺旋形辐射元件430优选以甚高频(VHF) 136_174MHz的频带进行辐射。长形辐射元件404优选电容耦合于导电套管420,以形成一复合辐射元件,优选辐射于380-520MHZ和780_870MHz的上频带。天线400因此为一三频段天线,能够操作于甚高频带 136-174MHz,380-520MHz 和 780_870MHz。
[0076]本发明的优选实施例的一特定特征在于:天线400的上操作频带优选由长形辐射元件404结合导电套管420所形成的复合两件式辐射元件所提供。将复合两件式辐射元件使用于天线400避免了在螺旋形辐射元件430设置单一极长辐射元件的需要,该单一极长辐射元件会在天线400操作的甚高频频带136-174MHZ造成明显耗损。
[0077]本发明的优选实施例的一特定特征在于:导电套管420额外提供一电容的射频电流路径,也有助于通过降低螺旋形辐射元件430的这些相邻区段的射频电流来控制螺旋
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1