用于双重极化天线的隔离结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种天线，包含一第一偶极，具有一第一极化强度且包含一第一对偶极臂；一第二偶极，具有一第二极化强度且包含一第二对偶极臂，所述第一对偶极臂的至少一偶极臂的位置相应于所述第二对偶极臂的至少一偶极臂，使二者之间形成至少一隔离槽，沿着所述至少一隔离槽的电流操作以至少部分抵消所述第一偶极及第二偶极之间的相互耦合；及一馈送装置，用于对所述第一偶极及第二偶极进行馈送。
【专利说明】用于双重极化天线的隔离结构
[0001]相关申请资料
[0002]参阅2012年5月26日提交的美国临时申请案第61/615，395号，标的名称为“宽带阵列中用于偶极的隔离改良组件”，其根据美国联邦法规(CFR)第37编1.78(a) (4)及(5) (i)条规定揭露于此全部纳入作为参考并主张优先权。
【技术领域】
[0003]本发明是有关于一种天线，特别是有关于一种双重极化天线。
【背景技术】
[0004]在现有技术中所知道的各种类型的双重极化天线。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种改良的双重极化偶极天线，及特别使用于其中的一隔离组件。
[0006]因此，根据本发明一优选实施例的天线，包含一第一偶极，具有一第一极化强度且包含一第一对偶极臂；一第二偶极，具有一第二极化强度且包含一第二对偶极臂，所述第一对偶极臂的至少一偶极臂的位置相应于所述第二对偶极臂的至少一偶极臂，使二者之间形成至少一隔离槽，沿着所述至少一隔离槽的电流操作以至少部分抵消所述第一偶极及第二偶极之间的相互耦合；及一馈送装置，用于对所述第一偶极及第二偶极进行馈送。
[0007]优选地，所述馈送装置包含至少一馈线及至少一平衡不平衡转换器。
[0008]根据本发明的一优选实施例中，所述天线还包含一杆体，操作用于支撑所述第一偶极及第二偶极，所述馈送装置与所述杆体一体成型。
[0009]优选地，所述天线还包含一隔离组件，所述隔离组件插置在形成在所述杆体上的多个凹槽之间。
[0010]优选地，所述隔离组件电性连接至所述杆体，且未电性连接至所述馈送装置与所述第一偶极及第二偶极。
[0011]优选地，所述隔离组件包含一导电条。
[0012]优选地，所述导电条具有λ/4量级的尺寸，其中λ为所述天线的工作波长。
[0013]根据本发明的另一优选实施例中，所述导电条包含二凹陷部，凹陷形成在所述凹槽中，每一所述凹陷部包含一弯曲挤条，自其边缘向内延伸，且适合焊接于设置在所述杆体的一焊垫上。
[0014]优选地，所述第一偶极及第二偶极包含数个非对称延伸部，所述至少一隔离槽形成在所述非对称延伸部之间。
[0015]本发明还提供根据本发明另一优选实施例的天线，包含一双重极化偶极对，所述双重极化偶极对包含:一第一偶极，具有一第一极化强度；及一第二偶极，具有一第二极化强度；一杆体，操作用于支撑所述双重极化偶极对，且包含一馈送装置，用于对所述双重极化偶极对进行馈送；及一隔离组件，电性连接所述杆体，且未电性连接所述馈送装置及所述双重极化偶极对，所述隔离组件进行操作而至少部分抵消所述第一偶极及第二偶极之间的相互耦合。
[0016]优选地，所述隔离组件包含一导电条。
[0017]优选地，所述导电条具有入/2量级的尺寸，其中\为所述天线的工作波长。
[0018]优选地，所述导电条具有入/4量级的尺寸，其中\为所述天线的工作波长。
[0019]优选地，所述杆体包含多个凹槽，且所述导电条包含二凹陷部，凹陷形成在所述凹槽中，每一所述凹陷部包含一弯曲挤条，自其边缘向内延伸，且适合焊接于设置在所述杆体的一焊垫上。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]本发明通过以下的详细说明及附图能够更充分理解及认识，其中:
[0021]图1八及18分别是根据本发明一优选实施例的天线的结构及操作而简化的立体图及上视图；
[0022]图2八及28分别是根据本发明另一优选实施例的天线的结构及操作而简化的立体图及上视图；
[0023]图3八及38分别是根据本发明再一优选实施例的天线的结构及操作而简化的立体图及上视图；及
[0024]图4是根据本发明又一优选实施例的天线的结构及操作而简化的立体图。
【具体实施方式】
[0025]请参阅图1八及18所示，分别是根据本发明一优选实施例的天线的结构及操作而简化的立体图及上视图。
[0026]如图1八及18所示，提供一种天线100，优选地，所述天线100包含一第一偶极102，其具有一第一极化强度；及一第二偶极104，其具有一第二极化强度。优选地，所述第一偶极102包含一第一偶极臂106及一第二偶极臂108，所述第一偶极臂106及第二偶极臂108构成一第一对偶极臂110。优选地，所述第二偶极104包含一第三偶极臂112及一第四偶极臂114，所述第三偶极臂112及第四偶极臂114构成一第二对偶极臂116。可以理解的是，如图1八及18所示的第一偶极102有阴阳线，用以清楚地显示而能够区分所述第二偶极104及第一偶极102。
[0027]优选地，所述第一对偶极臂110操作在发射为+45°的极化强度，以及优选地，所述第二对偶极臂116操作在发射为-45°的极化强度。因此，所述天线100为一种双重极化天线，优选地，能够发射正交+45°的偏振光束。
[0028]在所述天线100的操作中，优选地，所述第一偶极102及第二偶极104利用一馈送装置的方式被馈送双重极化射频(即)信号，其中所述馈送装置优选地包含至少一平衡不平衡转换器化“皿)，例如图1八所示的一平衡不平衡转换器118，以及至少一微波馈线(未绘示)。然而，可以理解的是，所述平衡不平衡转换器118的实施例说明仅为示例性，且所述馈送装置也可包含本领域已知的任何合适的馈送装置，而用于馈送所述第一偶极102及第二偶极104。
[0029]优选地，所述第一对偶极臂110的至少一个偶极的位置相应于所述第二对偶极臂116的至少一个偶极，使二者之间形成一隔离槽120，如图1B可清除显示。举例来说，所述隔离槽120形成在所述第一偶极臂106及第三偶极臂112之间，以及所述第二偶极臂108及第四偶极臂114之间。优选地，所述隔离槽120操作以提高在所述第一偶极102及第二偶极104之间的隔离，通过沿着其中电流的方式，至少部分抵消所述第一偶极102及第二偶极104之间的相互耦合。
[0030]可以理解的是，当所述天线100并入一阵列中，所述隔离槽120的存在特别有利，但是，为了设置所述隔离槽120，所述第一偶极102及第二偶极104之间的相互耦合将使所述天线的性能显着降低。
[0031]所述天线100特别的地方在于，所述第一偶极102及第二偶极104之间的隔离可被提高，通过所述第一偶极102及第二偶极104之间形成至少一隔离槽120的方式，对于所述天线100不增加任何外部隔离组件。这是在双重极化天线中相对于一般隔离解决方式被采用。所述一般隔离解决方式通常包含从所述天线的发射结构独立出外部组件，这种外部组件占用额外的空间，且降低所述天线的机械稳定性及稳健性。
[0032]优选地，所述天线100还包含一杆体122，所述杆体122优选地操作用于支撑所述第一偶极102及第二偶极104。优选地，用以所述天线100的馈送装置与所述杆体122 —体成型，在如图1A所示的平衡不平衡转换器118中。
[0033]所述杆体122任选地可包含至少一焊垫，如一焊垫124，位于二凹槽126之间。所述焊垫124及凹槽126任选地可被包含在所述天线100中，以便于将其他的隔离组件安装其中而进行操作，以能够进一步提高所述第一偶极102及第二偶极104之间的隔离，并配合图3A及3B详细说明如下。
[0034]可以理解的是，所述杆体122及所述第一、第二、第三及第四偶极臂106、108、112、114的具体配置仅为示例，且所述第一偶极102及第二偶极104可选择地具有各种不同形状的偶极组件，包含非对称的形状，如参考图2A至3B所示而举例如下。
[0035]请参阅图2A及2B所示，分别是根据本发明另一优选实施例的天线的结构及操作而简化的立体图及上视图。
[0036]如图2A及2B所示，提供一种天线200，优选地，所述天线200包含一第一偶极202，其具有一第一极化强度；及一第二偶极204，其具有一第二极化强度。优选地，所述第一偶极202包含一第一偶极臂206及一第二偶极臂208，所述第一偶极臂206及第二偶极臂208构成一第一对偶极臂210。优选地，所述第二偶极204包含一第三偶极臂212及一第四偶极臂214，所述第三偶极臂212及第四偶极臂214构成一第二对偶极臂216。可以理解的是，如图2A及2B所示的第一偶极202有阴阳线，用以清楚地显示而能够区分所述第二偶极204及第一偶极202。
[0037]优选地，所述第一对偶极臂210操作在发射为+45°的极化强度，以及优选地，所述第二对偶极臂216操作在发射为-45°的极化强度。因此，所述天线200为一种双重极化天线，优选地，能够发射正交+45°的偏振光束。
[0038]在所述天线200的操作中，优选地，所述第一偶极202及第二偶极204利用一馈送装置的方式被馈送双重极化射频(RF)信号，其中所述馈送装置优选地包含至少一平衡不平衡转换器，例如一平衡不平衡转换器118，以及至少一微波馈线，例如一微波馈线219，如图2八所示。然而，可以理解的是，所述平衡不平衡转换器218及微波馈线219的实施例说明仅为示例性，且所述馈送装置也可包含本领域已知的任何合适的馈送装置，而用于馈送所述第一偶极202及第二偶极204。
[0039]优选地，所述第一对偶极臂210的至少一个偶极的位置相应于所述第二对偶极臂216的至少一个偶极，使二者之间形成一隔离槽220，如图28可清除显示。举例来说，所述隔离槽220形成在所述第一偶极臂206及第三偶极臂212之间，以及所述第二偶极臂208及第四偶极臂214之间。优选地，所述隔离槽220操作以提高在所述第一偶极202及第二偶极204之间的隔离，通过沿着其中电流的方式，至少部分抵消所述第一偶极202及第二偶极204之间的相互耦合。
[0040]本发明一优选实施例的特征在于，任一个所述第一、第二、第三及第四偶极臂206、208、212、214优选地包含一延伸部222，所述延伸部222的相应二个之间优选地形成隔离槽220。如图28清楚所示，所述延伸部222优选地设置在任一个所述第一、第二、第三及第四偶极臂206、208、212、214的单一侧，使任一个所述第一、第二、第三及第四偶极臂206、208、212、214优选地为非对称。
[0041]可以理解的是，当所述天线200并入一阵列中，所述隔离槽220的存在特别有利，但是，为了设置所述隔离槽220，所述第一偶极202及第二偶极204之间的相互耦合将使所述天线的性能显着降低。此外，所述第一、第二、第三及第四偶极臂206、208、212、214的非对称结构用于有利地平衡所述第一偶极202及第二偶极204各自的偏振模式，否则所述偏振模式为不平衡，由于第一偶极202及第二偶极204之间相互干扰。
[0042]所述天线200特别的地方在于，所述第一偶极202及第二偶极204之间的隔离可被提高，通过所述第一偶极202及第二偶极204之间形成至少一隔离槽220的方式，对于所述天线200不增加任何外部隔离组件。这是在双重极化天线中相对于一般隔离解决方式被采用。所述一般隔离解决方式通常包含从所述天线的发射结构独立出外部组件，这种外部组件占用额外的空间，且降低所述天线的机械稳定性及稳健性。
[0043]优选地，所述天线200还包含一杆体224，所述杆体224优选地操作用于支撑所述第一偶极202及第二偶极204。优选地，用以所述天线200的馈送装置与所述杆体224 —体成型，在如图2八所示的平衡不平衡转换器218及馈线219。
[0044]可以理解的是，所述杆体224及所述第一、第二、第三及第四偶极臂206、208、212、214的具体配置仅为示例，且所述第一偶极202及第二偶极204可选择地具有各种不同形状的偶极组件。
[0045]请参阅图3八及38所示，分别是根据本发明再一优选实施例的天线的结构及操作而简化的立体图及上视图。
[0046]如图3八及38所示，提供一种天线300，优选地，所述天线300包含一第一偶极302，其具有一第一极化强度；及一第二偶极304，其具有一第二极化强度。优选地，所述第一偶极302包含一第一偶极臂306及一第二偶极臂308，所述第一偶极臂306及第二偶极臂308构成一第一对偶极臂310。优选地，所述第二偶极304包含一第三偶极臂312及一第四偶极臂314，所述第三偶极臂312及第四偶极臂314构成一第二对偶极臂316。可以理解的是，如图3八及38所示的第一偶极302有阴阳线，用以清楚地显示而能够区分所述第二偶极304及第一偶极302。
[0047]优选地，所述第一对偶极臂310操作在发射为+45°的极化强度，以及优选地，所述第二对偶极臂316操作在发射为-45°的极化强度。因此，所述天线300为一种双重极化天线，优选地，能够发射正交+45°的偏振光束。
[0048]在所述天线300的操作中，优选地，所述第一偶极302及第二偶极304利用一馈送装置的方式被馈送双重极化射频信号，其中所述馈送装置优选地包含至少一平衡不平衡转换器化“皿)，例如图3八所示的一平衡不平衡转换器318，以及至少一微波馈线(未绘示然而，可以理解的是，所述平衡不平衡转换器318的实施例说明仅为示例性，且所述馈送装置也可包含本领域已知的任何合适的馈送装置，而用于馈送所述第一偶极302及第二偶极304。
[0049]优选地，所述第一对偶极臂310的至少一个偶极的位置相应于所述第二对偶极臂316的至少一个偶极，使二者之间形成一隔离槽320，如图38可清除显示。举例来说，所述隔离槽320形成在所述第二偶极臂308及第四偶极臂314之间。优选地，所述隔离槽320操作以提高在所述第一偶极302及第二偶极304之间的隔离，通过沿着其中电流的方式，至少部分抵消所述第一偶极302及第二偶极304之间的相互耦合。
[0050]本发明一优选实施例的特征在于，所述第二偶极臂308及第四偶极臂314优选地各包含一延伸部322，所述延伸部322的相应二个之间优选地形成隔离槽320。如图38清楚所示，所述延伸部322优选地设置在第二偶极臂308及第四偶极臂314的单一侧，使任一所述第二偶极臂308及第四偶极臂314优选地为非对称。
[0051]可以理解的是，当所述天线300并入一阵列中，所述隔离槽320的存在特别有利，但是，为了设置所述隔离槽320，所述第一偶极302及第二偶极304之间的相互耦合将使所述天线的性能显着降低。此外，所述第二偶极臂308及第四偶极臂314的非对称结构用于有利地平衡所述第一偶极302及第二偶极304各自的偏振模式，否则所述偏振模式为不平衡，由于第一偶极302及第二偶极304之间相互干扰。
[0052]所述天线300特别的地方在于，所述第一偶极302及第二偶极304之间的隔离可被提高，通过所述第一偶极302及第二偶极304之间形成至少一隔离槽320的方式，对于所述天线300不增加任何外部隔离组件。这是在双重极化天线中相对于一般隔离解决方式被采用。所述一般隔离解决方式通常包含从所述天线的发射结构独立出外部组件，这种外部组件占用额外的空间，且降低所述天线的机械稳定性及稳健性。
[0053]优选地，所述天线300还包含一杆体324，所述杆体324优选地操作用于支撑所述第一偶极302及第二偶极304。优选地，用以所述天线300的馈送装置与所述杆体324 —体成型，在如图3八所示的平衡不平衡转换器318。
[0054]所述杆体324优选地包含多个凹槽340，优选地适合一隔离组件342插入其中。可以理解的是，所述凹槽340类似于所述天线100的所述凹槽126。优选地，所述凹槽340被实施如一平面导电条，其具有入/4量级的长度，其中\为所述天线300的工作波长。然而，可以理解的是，所述隔离组件342优选的长度可根据所述天线300的操作要求而进行修改。
[0055]所述隔离组件342的存在进一步帮助至少部分抵消所述第一偶极302及第二偶极304之间的相互耦合。
[0056]可以理解的是，在所述天线300中所采用的隔离组件342与上述双重极化结构所包含的隔离槽320，用以在所述第一偶极302及第二偶极304之间进行隔离。然而，所述隔离组件342可替代地用于任何双重极化偶极发射组件，从所述端口之间的隔离而改进获益，其包含天线100及天线200。
[0057]优选地，所述隔离组件342包含二凹陷部344，优选地凹陷形成在所述凹槽340中。优选地，一弯曲挤条346自一凹陷部344的一边缘向内延伸，且适合焊接于设置在所述杆体324的一焊垫上。如图1八所示的焊垫124。可以理解的是，所述隔离组件342在所述杆体324作为连接的模式，所述隔离组件342电性连接至所述杆体324，且未电性连接至所述馈送装置与所述第一偶极302及第二偶极304，或所述第一偶极302及第二偶极304本身。
[0058]可以理解的是，所述杆体324及所述第一、第二、第三及第四偶极臂306、308、312、314的具体配置仅为示例，且所述第一偶极302及第二偶极304可选择地具有各种不同形状的偶极组件。可进一步理解的是，尽管所述天线300显示包含一单一隔离组件342，所述天线300可替代地适于包含多个隔离组件342，用以使所述第一偶极302及第二偶极304具有最大隔离。
[0059]图4是根据本发明又一优选实施例的天线的结构及操作而简化的立体图。
[0060]如图4所示，提供一种天线400，优选地，所述天线400包含四个发射片402，操作使一第一对偶极为+45°的一第一极化强度，一第二对偶极为+45°的一第二极化强度，因而所述天线400构成一双重极化天线，优选地能够发射正交+45°的偏振光束。
[0061]在所述天线400的操作中，优选地，所述四个发射片402利用一馈送装置的方式被馈送双重极化射频信号，其中所述馈送装置优选地包含至少一平衡不平衡转换器(未绘示)，以及至少一微波馈线。其中，举例来说，如一对微波馈线404、406。然而，所述微波馈线404、406的实施例说明仅为示例性，且所述馈送装置也可包含本领域已知的任何合适的馈送装置，而用于馈送所述四个发射片402。
[0062]优选地，所述天线100还包含一杆体424，所述杆体424优选地操作用于支撑所述四个发射片402。优选地，用以所述天线400的馈送装置与所述杆体424 —体成型，例如所述微波馈线404、406。
[0063]所述杆体424优选地包含多个凹槽340，优选地适合一隔离组件442插入其中。可以理解的是，所述凹槽440类似于所述天线100的所述凹槽126。优选地，所述隔离组件442被实施如一平面导电条，其具有入/2量级的长度，其中\为所述天线400的工作波长。然而，可以理解的是，所述隔离组件442优选的长度可根据所述天线400的操作要求而进行修改。
[0064]所述隔离组件442操作用于至少部分抵消通过所述四个发射片402产生第一对偶极及第二对偶极之间的相互耦合。
[0065]优选地，所述隔离组件442包含二凹陷部444，优选地凹陷形成在所述凹槽440中。优选地，一弯曲挤条446自一凹陷部444的一边缘向内延伸，且适合焊接于设置在所述杆体424的一焊垫448上。如图4所示，所述隔离组件442从所述焊垫424偏移。为了更清楚地呈现所述隔离组件442及焊垫448的结构及相对位置。在组装的状态下，所述隔离组件442优选地直接焊接至焊垫448上。可以理解的是，所述隔离组件442在所述杆体424作为连接的模式，所述隔离组件442电性连接至所述杆体424，且未电性连接至所述馈送装置与所述四个发射片402，或所述发射片本身。
[0066]可以理解的是，所述杆体424及所述四个发射片402的具体配置仅为示例，且所述四个发射片402可选择地具有各种不同形状的偶极组件。可进一步理解的是，尽管所述天线400显示包含一单一隔离组件442，所述天线400可替代地适于包含多个隔离组件442，用以使所述四个发射片402具有最大隔离。
[0067] 本领域技术人员可以理解的是，本发明的范围不应受到之前的描述所限制。相反的，本发明的范围包括上文所描述的特征的各种组合和子组合，以及前述内容的修改及变化，本领域的技术人员所阅读的前面说明及参照附图并非现有技术。
【权利要求】
1.一种天线，其特征在于:所述天线包含: 一第一偶极，具有一第一极化强度，所述第一偶极包含一第一对偶极臂； 一第二偶极，具有一第二极化强度，所述第二偶极包含一第二对偶极臂，所述第一对偶极臂的至少一偶极臂的位置相应于所述第二对偶极臂的至少一偶极臂，使二者之间形成至少一隔离槽，沿着所述至少一隔离槽的电流操作以至少部分抵消所述第一偶极及第二偶极之间的相互耦合；及 一馈送装置，用于对所述第一偶极及第二偶极进行馈送。
2.如权利要求1所述的，其特征在于:所述馈送装置包含至少一馈线及至少一平衡不平衡转换器。
3.如权利要求1所述的天线，其特征在于:所述天线还包含一杆体，操作用于支撑所述第一偶极及第二偶极，所述馈送装置与所述杆体一体成型。
4.如权利要求3所述的天线，其特征在于:所述天线还包含一隔离组件，所述隔离组件插置在形成在所述杆体上的多个凹槽之间。
5.如权利要求4所述的天线，其特征在于:所述隔离组件电性连接至所述杆体，且未电性连接至所述馈送装置与所述第一偶极及第二偶极。
6.如权利要求4所述的天线，其特征在于:所述隔离组件包含一导电条。
7.如权利要求6所述的天线，其特征在于:所述导电条具有λ/4量级的尺寸，其中λ为所述天线的工作波长。
8.如权利要求6所述的天线，其特征在于:所述导电条包含二凹陷部，凹陷形成在所述凹槽中，每一所述凹陷部包含一弯曲挤条，自其边缘向内延伸，且适合焊接于设置在所述杆体的一焊垫上。
9.如上述权利要求任一项所述的天线，其特征在于:所述第一偶极及第二偶极包含数个非对称延伸部，所述至少一隔离槽形成在所述非对称延伸部之间。
10.一种天线，其特征在于:所述天线包含: 一双重极化偶极对，所述双重极化偶极对包含:一第一偶极，具有一第一极化强度；及一第二偶极，具有一第二极化强度； 一杆体，操作用于支撑所述双重极化偶极对，且包含一馈送装置，用于对所述双重极化偶极对进行馈送 '及 一隔离组件，电性连接所述杆体，且未电性连接所述馈送装置及所述双重极化偶极对，所述隔离组件进行操作而至少部分抵消所述第一偶极及第二偶极之间的相互耦合。
11.如权利要求10所述的天线，其特征在于:所述隔离组件包含一导电条。
12.如权利要求11所述的天线，其特征在于:所述导电条具有λ/2量级的尺寸，其中λ为所述天线的工作波长。
13.如权利要求11所述的天线，其特征在于:所述导电条具有λ/4量级的尺寸，其中λ为所述天线的工作波长。
14.如权利要求11所述的天线，其特征在于:所述杆体包含多个凹槽，且所述导电条包含二凹陷部，凹陷形成在所述凹槽中，每一所述凹陷部包含一弯曲挤条，自其边缘向内延伸，且适合焊接于设置在所述杆体的一焊垫上。
【文档编号】H01Q21/24GK104396087SQ201380016756
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2013年3月24日 优先权日:2012年3月26日
【发明者】海伊·尤那, 夏伊·玛莫, 斯尼尔·阿祖雷, 亚尼夫·利夫, 鲁维姆·戈德曼 申请人:盖尔创尼克斯有限公司