用于双频带定向天线的低频带反射器的制造方法
【专利说明】用于双频带定向天线的低频带反射器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年3月15日提交的申请号为61/800，854的美国临时申请的优先权。上述申请的公开内容通过引用合并在本文中。
技术领域
[0003]本发明大体上涉及双频带定向天线。更具体地，本发明涉及在高频带方向图和低频带方向图之间切换的反射器。
【背景技术】
[0004]使用单个馈送(single feed)提供双频带覆盖(例如，2.4GHz和5.0GHz)的天线是常见的。然而，对使用具有反射寄生元件的通常可用的天线在这些频带之一中形成方向图的尝试经常会引起另一频带的方向图的不需要的改变。这种改变使两个频带中的同时进行的操作变得复杂。
[0005]更具体地，较低频带反射器中的改变容易影响较高频带方向图中的方向图。高频带反射器中的改变通常不会影响低频带方向图，因为相对于低频带的波长，高频带反射器更短。因此，较低频率的频带方向图不受影响。但是，只有当高频带和低频带之间的频率比足够大(例如，频率比为2:1或更大)时才是如此。当高频带和低频带之间的频率比不足够大(例如，小于2:1)时，高频带可能干扰低频带操作。
[0006]本领域存在对于允许同时在高频带和低频带中工作的双频带定向天线的需要。更具体地，存在对以下双频带定向天线的需要:该双频带定向天线具有在对高频带保持透明的同时在低频形成期望的方向图的低频带反射器，使得高频方向图不受其他不利影响。
【附图说明】
[0007]图1图示了示例性曲折线反射器；
[0008]图2图示了包括多个堆叠的水平传输线的示例性曲折线反射器；以及
[0009]图3图示了曲折线反射器中使用的示例性等效电路。
【发明内容】
[0010]本发明的实施例提供了一种具有低频带反射器的双频带定向天线，低频带反射器在低频带形成期望的天线方向图，同时对较高频带保持透明。由于这样的频率透明，较低频带的方向图变化不影响较高频带频率的方向图。如本文所使用的，对于反射器，透明指一个频带(例如，低频带)中的反射器对另一频带(例如，高频带)的方向图不可见，或不会以其他方式影响另一频带的方向图。
[0011]本发明的实施例使用低频反射器而不是接地面槽或诸如电感调谐短反射器的其他低效率的反射器。目前公开的天线系统的实施例允许具有最小化硬件成本且不牺牲两个频带中的任何一个频带的方向图带宽、峰值增益或前后比的双频带独立方向图操纵。与两个分立的智能天线系统相反，双频带阵列的使用可以导致尺寸减小和硬件成本减少。在给定的射频(RF)环境中也可以支持附加的射频链路。
【具体实施方式】
[0012]本发明的实施例涉及在低频带对用于双频带定向天线的反射器的使用，使得反射器形成期望的方向图，而且还在高频带保持透明，从而避免对该频带中的方向图造成不需要的或其它不期望的改变。
[0013]虽然参考2.4GHz和5.0GHz范围内的操作，但是对于双频带天线的操作，这些参考是示例性的。将理解的是，本文所描述的双频带定向天线可以在任何合适的频带中工作，这些合适的频带可以包括2.4GHz或5.0GHz频带或任何其他合适的频带。本发明的实施例允许具有双频带驱动元件和要接通和断开的受切换的高频带和低频带反射器的双频带定向天线，并且低频带反射器不会干扰高频带方向图。
[0014]在一些实施例中，定向天线系统包括双频带驱动元件、相对于双频带驱动元件布置的高频带反射器以及相对于双频带驱动元件布置的低频带反射器元件。低频带反射器元件可以包括曲折线，例如下面所描述的图1的曲折线100或图2的曲折线200。
[0015]图1图示了示例性曲折线100。在一些实施例中，曲折线100可以作为金属薄板部件在印刷电路板(PCB)上实现为电介质基板上的迹线，或者能够由诸如铜导体的弯曲管或电线来构造。曲折线100包括曲折馈送105、由高度为hvert 150的竖直部分165连接的传输线160和接地面110。在一些实施例中，可以在定向天线系统的低频带反射器元件中实现曲折线100。
[0016]用于接地面(即，接地面110)上的定向天线的反射器通常高度大约为λ/4，其中λ表示波长。在一些实施例中，当存在对反射器高度的限制时，实施曲折线100(即，具有曲折线100的低频带反射器)。例如，示出为135的可用高度h可以小于λ/4。因此，曲折线可以允许以空间狭窄形态因素，特别是关于对高度h 135的限制来实施双频带定向天线。在一些实施例中，特别配置的曲折线反射器100可以被特别地配置，使得曲折线反射器100可以被用于缩短低频带反射器，同时使其对高频带频率透明。
[0017]图2图示了曲折线200。在一些实施例中，曲折线200与图1的曲折线100类似。曲折线200包括曲折馈送210。曲折线200包括水平堆叠的短路传输线280，它们由短竖直部分220连接，每个竖直部分220具有例如图1中示出为150的hvert所表示的竖直高度。在图2中示出为230、240、250和260 (也在图1中示出为115、120、125和130)的“a”点和“b”点然后是“c”点和“d”点之间可见的电抗由等式I给出:
[0018](I) Xn= Z0.tan (2 π Itr/λ )，
[0019]其中，Itr表示传输线290的电气长度，λ表示波长，Xn表示在频率F下第η个传输线的电抗。频率F由F = c/A给出，其中，c表示在传输介质中的传播速度。
[0020]波长λ根据频率F变化，如等式2a和等式2b所示:
[0021](2a)入高=c/F高
[0022](2b)入低=c/F低
[0023]如本文所使用的，ZO表示传输线的特性阻抗。ZO是图1中示出