专利名称：介质损耗减小的宽带天线的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及天线，尤其涉及的是没有高介质损耗的宽带天线。
背景技术：
某些便携通信设备可以使用800或900MHz的载波频率以及GPS定位器(该定位器可以工作在处于1227.6MHz到1575.42MHz这个频率范围的L波段的GPS载波频率上)，并且可以在大小约为2.4GHz的Bluetooth或WLAN频率上与其他设备通话，对这些便携通信设备来说，宽带天线响应通常是满足此类便携通信设备的要求所必需的。这种多波段需求通常是借助多个天线来加以解决的，而此类解决方案的费用和复杂度将会提升，其可靠性却会降低。
无线手持机通信中使用的大多数天线都是绞线、线圈或金属薄板，例如平面倒F天线(PIFA)。这些天线都是波段相对较窄的设备，其覆盖的范围大约是所需带宽的10％。此外，目前还一种名为导电塑料天线的新型天线，这种天线则是尝试在塑料自身内部产生辐射场。对这种导电塑料天线来说，它存在的问题是最廉价的聚合物或市场上最容易买到的塑料自身存在损耗并且会吸收辐射能量，尤其是高频辐射能量。在Thomas A.Aisenbrey的美国专利6,741221中论述了关于这种包含导电塑料的天线的一个实例，其中描述了用于辐射天线以及天线地网部件的“基于导电负载树脂的材料”。对现今可以找到的通信设备所具有的多带宽需求而言，目前没有一种单独的天线能在具有最小介质损耗的同时提供足够的宽带性能。
发明内容
依照本发明的实施例提供了一种宽带天线，该天线使用了多个辐射元件，这些辐射元件主要使用的是空气介质或是具有薄的介质涂层的空气介质。这种装置可以避免与导电塑料天线相关联的高介质损耗，同时仍旧保持了多倍频程带宽。
在本发明的第一实施例中，一种宽带天线包括随机互连并且进一步耦合到馈电点的多条导电绞合线，以及在结构上保持所述多条导电绞合线的护套。该护套可以是薄的介质涂层，并且所述多条导电绞合线可以高于四分之一波长。在保持多倍频程带宽的同时，该宽带天线可以具有低的介质损耗。在多条导电绞合线之间，可以使用空气作为介质，但是依照本发明的实施例则未必局限于此。应该指出的是，该馈电点可以在一个相对较大的接地平面上受到激励。
在本发明的第二实施例中，无线电收发信机单元可以包括与编码器耦合的发射机，与解码器耦合的接收机，以及与发射机和接收机中的至少一个相耦合的宽带天线。该宽带天线可以包括，其中该宽带天线包括随机互连并且进一步耦合到馈电点的多条导电绞合线，以及在结构上保持所述多条导电绞合线的护套。
图1是依照本发明实施例的具有低介质损耗的宽带天线的示意图。
图2是依照本发明实施例的无线电系统的示意图，其中该系统具有低介质损耗的宽带天线。
具体实施例方式
虽然说明书是以定义了被视为具有新颖性的本发明实施例特征的权利要求为结束的，但是我们相信，本发明可以通过考察下文中结合附图的描述而被更好地理解，在附图中，相同的参考数字在次页同样也会使用。
参考图1，在将多条导电绞合线12作为天线进行连接时，它们可以产生多倍频程响应，其中该导电绞合线可以是一束细的电连接导线，这与那些可以在钢绒厨用衬垫中发现的金属线是非常相似的。图示的实例可以在反射损耗为-8dB的情况下具有1155MHz至1946MHz的宽带谐振。这与几乎70％或是更多的带宽等价或是数倍于当前使用的普通鞭状、螺旋线状、环形或金属板天线的带宽。此外，依照本发明的实施例可以在导线绞合线之间基本使用空气以及使用薄的护套52(如图2所示)来添加必要的结构完整性，由此可以避免使用有损耗的介质材料。
再次参考图1中的天线10，在结构上，天线10可以包括多条耦合或焊接到单个导电馈电点19的导电绞合线12。举例来说，该馈电点19可以是具有屏蔽16以及中心导体18的同轴电缆14的一部分。馈电点19可以电连接到中心导体18。屏蔽16可以经由例如金属插头22连接到地。中心导体18可以经由接地平面20而被馈电，其中与天线的辐射绞合线(12)的长度15以及宽度17相比，该接地平面应该相对较大，从而确保大约50欧姆的阻抗匹配。举个例子，在常用的移动天线装置中，所使用的鞭状天线(如在共同使用了多条导电绞合线12的发明实施例中)应该在800MHz频段中具有约等于四分之一波长或31/4英寸的高度，其中在该频段，该天线由直径约为四分之一波长的金属接地平面所围绕。在常用的移动电话天线装置中，四分之一波长天线处于PCB的一侧，该PCB的长度通常是大于鞭状天线本身。这种装置可以保证天线阻抗非常接近50欧姆。在这种情况下，导电绞合线的宽度可以确定操作带宽。在使用了要求保护的导电绞合线的本发明实施例中，操作带宽可以大于鞭状天线中相等直径的单个辐射器的带宽。
参考图2，相似结构的宽带天线可以形成收发信机单元50的一部分。与先前一样，天线可以包括多个充当辐射元件的导电绞合线12，接地平面20以及同轴电缆14，其中所述同轴电缆具有耦合到接地平面的屏蔽16以及充当馈电点的中心导体。此外，这里的天线还包括用于在结构上保持所述多个导电绞合线的装置。该装置可以包括由薄的介质材料制成的护套52。收发信机单元50还可以包括与编码器54相耦合的发射机56，与解码器60相耦合的接收机58，以及用于将宽带天线耦合到发射机和接收机中至少一个的装置。举例来说，宽带天线可以经由双工器62有选择地耦合到发射机56或接收机58。当然还应该指出的是，这里所公开的宽带天线的用途并不仅仅局限于收发信机，而是可以单独用于具有多波段需求的接收机，或是单独用于具有多波段需求的发射机。
依照本发明的实施例可以在提高传统鞭状天线和外置天线(stubbyantenna)带宽的同时消除与先前公开的导电塑料天线相关联的大部分介质损耗。这里公开的宽带天线能够通过使用多个间隔紧密的导电元件来实现多倍频程带宽，其中所述导电元件可以是中间具有低损耗的空气介质并且进一步具有用于结构完整性的薄的介质涂层的金属绞合线。
从上文的描述中可以了解，根据本发明的实施例是可以在众多结构中实现的，并且这些结构是可以在权利要求的精神和范围以内预见的。此外，上文的描述只是作为实例，除了后续权利要求阐述的内容之外，上文的内容不对本发明进行任何限制。
权利要求
1.一种宽带天线，包括随机互连并且进一步耦合到馈电点的多条导电绞合线；以及在结构上保持所述多条导电绞合线的护套。
2.权利要求1所述的宽带天线，其中所述护套包括薄的介质涂层。
3.权利要求1所述的宽带天线，其中所述宽带天线具有多倍频程带宽。
4.权利要求3所述的宽带天线，其中所述宽带天线在保持所述多倍频程带宽的同时具有低的介质损耗。
5.权利要求1所述的宽带天线，其中所述多条导电绞合线全都高于四分之一波长高。
6.权利要求1所述的宽带天线，其中在所述多条导电绞合线之间使用空气作为介质。
7.权利要求1所述的宽带天线，其中所述馈电点在相对较大的接地平面上激励。
8.一种无线电收发信机单元，包括与编码器相耦合的发射机；与解码器相耦合的接收机；以及与所述发射机和所述接收机中至少一个相耦合的宽带天线，其中该宽带天线包括随机互连并且进一步耦合到馈电点的多条导电绞合线；以及在结构上保持所述多条导电绞合线的护套。
9.权利要求8所述的无线电收发信机单元，其中所述护套包括薄的介质涂层。
10.权利要求8所述的无线电收发信机单元，其中所述宽带天线具有多倍频程带宽。
全文摘要
一种宽带天线(10)，其中包括随机互连并且进一步耦合到馈电点(19)的多条导电绞合线(12)；以及在结构上保持所述多条导电绞合线的护套(52)。该护套可以是薄的介质涂层，并且所述多条导电绞合线全都高于四分之一波长。该宽带天线在保持多倍频程带宽的同时可以具有低的介质损耗。此外，在多条导电绞合线之间可以使用空气作为介质。
文档编号H01Q1/36GK1989653SQ200580024378
公开日2007年6月27日 申请日期2005年7月20日 优先权日2004年7月21日
发明者约翰·P·切诺韦思 申请人:摩托罗拉公司