专利名称：带状线至微带线的电容耦合转换结构及包含该结构的天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及射频信号传输技术领域，具体是指一种带状线至微带线的电容耦合转换结构，应用于天线辐射单元和功分网络分支馈线的有效射频连接，还涉及包含该结构的天线。
背景技术：
在低成本天线中，存在需要从带状线移相部分至空气微带馈入部分传输RF能量。在带状线至微带的高频信号传输过程中存在信号干扰问题，而在这一问题中，其中非常前沿的信号干扰问题就是“三阶无源互调(third-order passive intermodulation) ”问题(即PM问题)。三阶无源互调是指当两个信号在一个线性系统中，由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍(混频)后产生寄生信号。比如Fl的二次谐 波是2F1，它与F2产生了寄生信号2F1-F2。由于一个信号是二次谐波(二阶信号)，另一个信号是基波信号(一阶信号)，它们俩合成为三阶信号，其中2F1-F2被称为三阶互调信号，它是在调制过程中产生的。又因为是这两个信号的相互调制而产生差拍信号，所以这个新产生的信号称为三阶互调失真信号。产生这个信号的过程称为三阶互调失真。同样，F2与Fl还产生寄生信号2F2-F1，由于2F1-F2和2F2-F1的频率一般比较接近原信号Fl和F2的频率信号，从而造成2F1-F2、2F2-F1会落在本系统的接受频带内，从而就会对接受系统造成干扰，严重影响接收端的系统容量，这就是三阶无源互调干扰。大部分现有技术存在的问题，是在很长一段时期内，都是采用带状线通过焊接与微带直接连接的方式，因此不可避免的会产生金属和金属之间的直接接触，从而可能导致PIM问题，从而或早或晚地产生三阶无源互调对天线的影响进而影响天线的性能。而且，带状线的上接地板和下接地板形成平行板模式，不仅导致PM危险，还导致插入损耗及与临近转换结构的低隔离。中国专利申请CN200820206348. 6披露了一种等相位差多路移相器(微带或带状线)。它包括移相器子单元，功率分配器子单元，滑动固定装置。移相器子单元包括固定微带(或带状线)和滑动微带(或带状线)。他们互相耦合连接，当滑动它时，总电气长度改变。在这个设计中，在相同的接地板结构中在微带(或带状线)之间存在耦合。中国专利申请CN200780023276. X披露了一种可以通过旋转调整相位的移相器。其中传输线相互耦合，当它旋转时，电气长度改变。在这个设计中，耦合的传输线是相同的带有相同接地板的(微带或带状线)。中国专利申请CN200580016729. 7披露了耦合至垫片的RFID环形天线。与美国专利US7102587B2相同。主要是使用导电环氧树脂连接金属铆钉至环形天线的导体，其中权利要求涉及从电路电容耦合至嵌入天线的垫片，是电容耦合的一般应用，没有具体到带状线/微带的转换应用。美国专利US6492947的权利要求集中在控制在带状线和接地板之一中的孔之间的电磁耦合去耦合其他电路元件，例如贴片或微带。信号传输利用从带状线导体至微带导体通过共用接地板中的共振孔的共振孔耦合实现。欧洲专利申请EP0833404A2涉及稱合微带或带状线的基站端射单级天线阵列。美国专利US4641369直接焊接微带至悬空的带状线。因此，所有上述专利文献要么涉及不同元件之间的耦合，完全没有提及传输线与传输线之间的耦合；要么涉及相同传输线之间的耦合，不涉及不同传输线之间的耦合；要么涉及带状线至微带线直接焊接或采用不同的耦合结构连接。并且其中根本就没有提及信号干扰的问题。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种带状线至微带线的电容耦合转换结构及包含该结构的天线，该带状线至微带线的电容耦合转换结构设计巧妙、结构简单、安装简便、成本低，避免了金属直接接触，消除了 PM问题，还防止了平行板模式， 进一步消除P頂危险，改善插入损耗和用于双极天线的隔离，彻底消除了不稳定因素，适于大规模推广应用。为了实现上述目的，在本发明的第一方面，提供了一种带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特点是，包括上导电接地板；下导电接地板；绝缘层；绝缘固定部件；带状线，位于所述上导电接地板和所述下导电接地板之间，且该带状线具有带状线重叠部分；微带线，安设在所述上导电接地板上，且该微带线具有微带线重叠部分，该微带线重叠部分穿过所述的上导电接地板，且该微带线重叠部分依次与所述绝缘层和带状线重叠部分均匀紧密贴合，并通过所述绝缘固定部件固定。较佳地，所述微带线还具有微带线匹配部分，所述微带线匹配部分位于所述上导电接地板上，所述微带线通过所述微带线匹配部分安设在所述上导电接地板上。较佳地，所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分通过所述绝缘固定部件固定至所述下导电接地板。较佳地，所述绝缘固定部件的穿设固定端依次穿设所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分，或者所述绝缘固定部件的穿设固定端依次穿设所述带状线重叠部分、绝缘层和微带线重叠部分，从而将所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分固定。较佳地，所述绝缘固定部件是塑料铆钉、塑料螺钉与匹配的塑料螺母或者塑料嵌入式紧固件。更佳地，所述塑料嵌入式紧固件为倒Y形嵌入式紧固件，所述倒Y形嵌入式紧固件的上端依次穿设所述带状线重叠部分、绝缘层和微带线重叠部分从而将所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分固定。更进一步地，所述倒Y形嵌入式紧固件的两下端分别嵌入所述下导电接地板从而与所述下导电接地板固定。较佳地，所述上导电接地板和所述下导电接地板是金属板。更佳地，所述金属板是铝板。较佳地，所述上导电接地板具有一穿孔，所述微带线重叠部分通过所述穿孔穿过所述上导电接地板。较佳地，所述绝缘层的厚度d通常满足以下关系式
权利要求
1.一种带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，包括 上导电接地板； 下导电接地板； 绝缘层； 绝缘固定部件； 带状线，位于所述上导电接地板和所述下导电接地板之间，且该带状线具有带状线重叠部分； 微带线，安设在所述上导电接地板上，且该微带线具有微带线重叠部分，该微带线重叠部分穿过所述上导电接地板，且该微带线重叠部分依次与所述绝缘层和带状线重叠部分均匀紧密贴合，并通过所述绝缘固定部件固定。
2.根据权利要求I所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述微带线还具有微带线匹配部分，所述微带线匹配部分位于所述上导电接地板上，所述微带线通过所述微带线匹配部分安设在所述上导电接地板上。
3.根据权利要求I所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分通过所述绝缘固定部件固定至所述下导电接地板。
4.根据权利要求I所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘固定部件的穿设固定端依次穿设所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分，或者所述绝缘固定部件的穿设固定端依次穿设所述带状线重叠部分、绝缘层和微带线重叠部分，从而将所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分固定。
5.根据权利要求I所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘固定部件是塑料铆钉、塑料螺钉与匹配的塑料螺母或者塑料嵌入式紧固件。
6.根据权利要求5所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述塑料嵌入式紧固件为倒Y形嵌入式紧固件，所述倒Y形嵌入式紧固件的上端依次穿设所述带状线重叠部分、绝缘层和微带线重叠部分从而将所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分固定。
7.根据权利要求6所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述倒Y形嵌入式紧固件的两下端分别嵌入所述下导电接地板从而与所述下导电接地板固定。
8.根据权利要求I所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述上导电接地板和所述下导电接地板是金属板。
9.根据权利要求8所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述金属板是铝板。
10.根据权利要求I所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述上导电接地板具有一穿孔，所述微带线重叠部分通过所述穿孔穿过所述上导电接地板。
11.根据权利要求I所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘层的厚度d通常满足以下关系式 其中，f为所述微带线重叠部分、所述绝缘层与所述带状线重叠部分形成的电容器的工作频率，ε r为所述绝缘层的相对电容率或介电常数，ε ^为自由空间的介电常数，A为所述微带线重叠部分和所述带状线重叠部分的重叠面积。
12.根据权利要求11所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘层的厚度d为O. Ol 2mm。
13.根据权利要求11所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘层的厚度 d = O. 05mm，f = 1710MHz, ε 0 = 8. 851 X l(T12F/m，ε r = 3· 2，则 A > 40mm2。
14.根据权利要求I所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘层是薄塑料垫片、涂至所述带状线重叠部分或所述微带线重叠部分的薄保形涂层、或通过化学方法形成的涂至所述带状线重叠部分或所述微带线重叠部分的薄绝缘层。
15.根据权利要求14所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构， 其特征在于，所述薄塑料垫片是聚酯垫片。
16.根据权利要求I所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构还包括 绝缘固定元件；和 电容耦合接地块，所述电容耦合接地块位于所述上导电接地板和所述上导电接地板之间并通过所述绝缘固定元件与所述上导电接地板和所述上导电接地板固定，通过所述绝缘固定部件固定在一起的所述微带线重叠部分、所述绝缘层和所述带状线重叠部分位于所述电容耦合接地块中。
17.根据权利要求16所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述电容耦合接地块设计成围绕带状线重叠部分和微带线重叠部分以防止平行板模式并有助于加宽转换结构的阻抗匹配的带宽。
18.根据权利要求16所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述带状线还具有带状线匹配部分，所述带状线匹配部分穿设于所述电容耦合接地块。
19.根据权利要求16所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘固定元件包括至少一绝缘嵌入式紧固夹，所述绝缘嵌入式紧固夹依次穿设所述上导电接地板、电容耦合接地块和下导电接地板，并将所述上导电接地板、电容耦合接地块和下导电接地板依次均匀紧密贴合固定。
20.根据权利要求19所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘嵌入式紧固夹是塑料嵌入式紧固夹。
21.根据权利要求20所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述塑料嵌入式紧固夹是聚碳酸酯嵌入式紧固夹。
22.根据权利要求16所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构还包括 上电容耦合接地绝缘层，所述上电容耦合接地绝缘层位于所述上导电接地板和所述电容耦合接地块之间，且该上电容耦合接地绝缘层通过所述绝缘固定元件与所述上导电接地板和所述电各稱合接地块相固定；和 下电容耦合接地绝缘层，所述下电容耦合接地绝缘层位于所述电容耦合接地块和所述下导电接地板之间，且该下电容耦合接地绝缘层通过所述绝缘固定元件与所述电容耦合接地块和所述下导电接地板相固定。
23.根据权利要求22所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述上电容耦合接地绝缘层和所述下电容耦合接地绝缘层均为U形电容耦合接地绝缘层。
24.根据权利要求I所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述下导电接地板中设置有开口，所述开口位于所述带状线重叠部分下方。
25.一种带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，包括 上导电接地板； 下导电接地板； 绝缘层； 绝缘固定部件； 带状线，位于所述上导电接地板和所述下导电接地板之间，且该带状线具有带状线重叠部分； 微带线，安设在所述上导电接地板上，且该微带线具有微带线重叠部分，该微带线重叠部分穿过所述的上导电接地板，且该微带线重叠部分依次与所述绝缘层和带状线重叠部分均匀紧密贴合，并通过所述绝缘固定部件固定； 绝缘固定元件； 电容耦合接地块，所述电容耦合接地块位于所述上导电接地板和所述上导电接地板之间并通过所述绝缘固定元件与所述上导电接地板和所述上导电接地板固定，通过所述绝缘固定部件固定在一起的所述微带线重叠部分、所述绝缘层和所述带状线重叠部分位于所述电容耦合接地块中； 其中，所述绝缘层的厚度d通常满足以下关系式
26.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述微带线还具有微带线匹配部分，所述微带线匹配部分位于所述上导电接地板上，所述微带线通过所述微带线匹配部分安设在所述上导电接地板上。
27.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分通过所述绝缘固定部件固定至所述下导电接地板。
28.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘固定部件的穿设固定端依次穿设所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分，或者所述绝缘固定部件的穿设固定端依次穿设所述带状线重叠部分、绝缘层和微带线重叠部分从而将所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分固定。
29.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘固定部件是塑料铆钉、塑料螺钉与匹配的塑料螺母或者塑料嵌入式紧固件。
30.根据权利要求29所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述塑料嵌入式紧固件为倒Y形嵌入式紧固件，所述倒Y形嵌入式紧固件的上端依次穿设所述带状线重叠部分、绝缘层和微带线重叠部分从而将所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分固定。
31.根据权利要求30所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述倒Y形嵌入式紧固件的两下端分别嵌入所述下导电接地板从而与所述下导电接地板固定。
32.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述上导电接地板具有一穿孔，所述微带线重叠部分通过所述穿孔穿过所述上导电接地板。
33.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘层的厚度d为O. 01 2mm。
34.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘层的厚度 d = O. 05mm，f = 1710MHz, ε0 = 8. 851 X l(T12F/m，ε r = 3· 2，则 A > 40mm2。
35.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述电容耦合接地块设计成围绕带状线重叠部分和微带线重叠部分以防止平行板模式并有助于加宽转换结构的阻抗匹配的带宽。
36.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述带状线还具有带状线匹配部分，所述带状线匹配部分穿设于所述电容耦合接地块。
37.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘固定元件包括至少一绝缘嵌入式紧固夹，所述绝缘嵌入式紧固夹依次穿设所述上导电接地板、电容耦合接地块和下导电接地板，并将所述上导电接地板、电容耦合接地块和下导电接地板依次均匀紧密贴合固定。
38.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构还包括 上电容耦合接地绝缘层，所述上电容耦合接地绝缘层位于所述上导电接地板和所述电容耦合接地块之间，且该上电容耦合接地绝缘层通过所述绝缘固定元件与所述上导电接地板和所述电各稱合接地块相固定；和 下电容耦合接地绝缘层，所述下电容耦合接地绝缘层位于所述电容耦合接地块和所述下导电接地板之间，且该下电容耦合接地绝缘层通过所述绝缘固定元件与所述电容耦合接地块和所述下导电接地板相固定。
39.根据权利要求38所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述上电容耦合接地绝缘层和所述下电容耦合接地绝缘层均为U形电容耦合接地绝缘层。
40.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述下导电接地板中设置有开口，所述开口位于所述带状线重叠部分下方。
41.一种天线，包括带状线和微带线，其特征在于，所述天线还包括 上导电接地板； 下导电接地板； 绝缘层； 绝缘固定部件； 其中，所述带状线位于所述上导电接地板和所述下导电接地板之间，且该带状线具有带状线重叠部分；所述微带线安设在所述上导电接地板上，且该微带线具有微带线重叠部分，该微带线重叠部分穿过所述的上导电接地板，且该微带线重叠部分依次与所述绝缘层和带状线重叠部分均匀紧密贴 合，并通过所述绝缘固定部件固定。
全文摘要
本发明涉及一种带状线至微带线的电容耦合转换结构，包括带状线、微带线、上导电接地板、下导电接地板、绝缘层和绝缘固定部件，带状线位于上导电接地板和下导电接地板之间，且该带状线具有带状线重叠部分，微带线安设在上导电接地板上，且该微带线具有微带线重叠部分，该微带线重叠部分穿过上导电接地板，且该微带线重叠部分依次与绝缘层和带状线重叠部分均匀紧密贴合，并通过绝缘固定部件固定，还涉及包括该结构的天线，本发明设计巧妙、结构简单、安装简便、成本低，避免了金属直接接触，消除了PIM问题，还防止了平行板模式，进一步消除PIM危险，改善插入损耗和用于双极天线的隔离，彻底消除了不稳定因素，适于大规模推广应用。
文档编号H01Q1/36GK102738550SQ20111008550
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月6日 优先权日2011年4月6日
发明者乔纳森·C·韦赫, 何锦春, 闻杭生 申请人:安德鲁公司