偶极天线的制作方法
【专利说明】偶极天线
[0001]本申请是申请日为2007年4月11日、申请号为200780014099.9 (国际申请号为PCT/US2007/066369)、发明名称为“偶极天线”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种包括两对环绕中心区布置的偶极的偶极天线。这种天线传统上称为“偶极方阵(dipole square)”或“偶极箱”，尽管偶极臂可形成为呈现非方形(例如圆形)形状。
【背景技术】
[0003]US6313809的图1显示了具有从中心点发出的四条连接线的偶极方阵。US6819300显示了一种偶极方阵，在该偶极方阵中，每个偶极通过各自的同轴电缆驱动。在W02004/055938中还描述了不同的偶极方阵配置。
【发明内容】
[0004]本发明的示例性实施例提供一种偶极天线，该偶极天线包括:基材；第一和第二对偶极，其位于基材前面并环绕中心区布置；第一馈电线，其从基材向偶极延伸并在位于基材前面的第一连接处分成第一对馈电探针，该第一对馈电探针的每一个耦联到第一对偶极的相应一个；以及第二馈电线，其从基材向偶极延伸并在位于基材前面的第二连接处分成第二对馈电探针，该第二对馈电探针的每一个耦联到第二对偶极的相应一个。
[0005]本发明的示例性实施例还提供一种偶极天线，该偶极天线包括:两对偶极，其环绕中心区布置；以及两对馈电探针，其每个馈电探针耦联到相应的偶极，其中馈电探针与偶极间隔开，以便与偶极形成场耦合。
[0006]本发明的某些示例性实施例还提供一种偶极天线，该偶极天线包括:两对偶极，其环绕中心区布置；第一对馈电探针，其耦联到偶极对的第一对；以及第二对馈电探针，其耦联到偶极对的第二对，其中第一对馈电探针位于偶极的第一侧上，而第二对馈电探针位于偶极的第二侧上，该第二侧与第一侧相对。
【附图说明】
[0007]并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并与上文给出的概括描述以及下文给出的实施例的详细描述一起用于说明本发明的原理。
[0008]图1是根据本发明第一实施例的偶极方阵的前侧的等距视图；
[0009]图2是偶极方阵的前侧的平面图；
[0010]图3是偶极方阵的后侧的平面图；
[0011]图4是从后面看的偶极方阵的等距视图；
[0012]图5是根据本发明第二实施例的钻石形偶极方阵的前侧的平面图；
[0013]图6是根据本发明第三实施例的圆形偶极方阵的前侧的平面图；
[0014]图7是根据本发明第四实施例的PCB基材的偶极方阵天线的前侧的等距视图；
[0015]图8是图7的偶极方阵天线的后侧的等距视图；
[0016]图9是在图7和图8中所示偶极方阵的一个中使用的偶极PCB的后侧的平面图；
[0017]图10是在图7和图8中所示偶极方阵的一个中使用的第一馈电PCB的第一侧视图；
[0018]图11是第一馈电PCB的第二侧视图；
[0019]图12是在图7和图8中所示偶极方阵的一个中使用的第二馈电PCB的第一侧视图；
[0020]图13是第二馈电PCB的第二侧视图。
【具体实施方式】
[0021]参照图1，双极化的偶极方阵I显示为安装在平面基材2的前面，该基材2为偶极方阵提供支撑，并且为天线提供电接地平面和后反射器。基材2还承载馈电网络(未示出)。偶极方阵包括两对由单件导电材料压铸的偶极。第一对偶极3a、3b相对于天线的轴线15成-45°定向，而第二对偶极4a、4b相对于天线的轴线成+45°定向。两对偶极是非交叉的，并环绕中心区16布置(与交叉偶极天线相比，在交叉偶极天线中，唯一的一对偶极在天线中心处交叉)。
[0022]天线包括一排图1中所示类型的沿天线轴线15成一行布置的偶极方阵，其大体垂直排列(或稍向下倾斜)。未示出其它偶极方阵。
[0023]偶极在构造上是相同的，将仅对偶极3a进行描述，以用于说明。偶极3a包括一对支腿5a、5b，该对支腿5a、5b从中心区16径向延伸且与基材平行，并通过狭槽6分隔，而一对偶极臂7a、7b平行和垂直于天线轴线15定向。
[0024]偶极3a通过钩形的平衡-不平衡变换器(balun)馈电探针驱动，该探针具有平行并接近支腿5b的正面延展的部分Sb以及平行并接近支腿5a的正面延展的部分8a。平衡-不平衡变换器通过绝缘隔离片(未示出)安装到支腿5a、5b。平衡-不平衡变换器的部分8a在偶极方阵的中心处连接到馈电线9。
[0025]馈电线具有图1和图2中所示的前部9a、图4中所示的从基材向偶极延伸的部分%、以及也在图4中示出的后部9c，该后部9c在其末端处具有插入基材2中的突出部。狭槽10形成在偶极3a、4b之间的连接处。
[0026]图4中所示的V形支腿从偶极方阵的中心区16延伸。该V形支腿提供支撑结构以将偶极和馈电线支撑在基材2的前面。支撑支腿具有从狭槽10的边缘延伸并相对于天线15的轴线成-45°定向的第一部件Ila以及相对于天线的轴线成+45°定向并连接到偶极中心区的后侧的第二部件11b，如图3中最清晰地示出。
[0027]馈电线的部分9b通过一对绝缘隔离片(未示出)安装到支撑支腿的第一部件Ila0然后馈电线9穿过狭槽10，如图1中最清晰地示出。
[0028]偶极3b通过第二钩形平衡-不平衡变换器驱动，该第二钩形平衡-不平衡变换器在偶极正面的双向连接9d处连接到馈电线的部分9a。
[0029]偶极4a、4b通过相似的平衡-不平衡变换器配置驱动，但在这种情形中，平衡_不平衡变换器位于天线的相对后侧，如图3和图4中最清晰地示出。偶极4a通过钩形平衡-不平衡馈电探针驱动，该探针具有平行并接近偶极的一个支腿的背面延展的部分以及平行并接近另一支腿的背面延展的部分。平衡-不平衡变换器通过绝缘隔离片(未示出)安装到支腿，并近似在偶极方阵的中心处连接到馈电线12。
[0030]馈电线12与馈电线9相似，具有前部12a、从基材延伸的部分12b、以及后部12c，该后部12c在其末端处具有插入基材2中的突出部。
[0031]馈电线的部分12b通过绝缘隔离片(未示出)安装到支撑支腿的第二部件lib。
[0032]偶极4b通过第二钩形平衡-不平衡变换器驱动，该第二钩形平衡-不平衡变换器在位于基材与偶极之间的双向连接12d处连接到馈电线的部分12a。
[0033]两对偶极通过平衡-不平衡变换器邻近馈电，以同时在两个极化面中电辐射。偶极方阵配置为在806Mhz-960MHz的频率范围下运行，尽管相同的配置也可用于在其它频率范围中运行。
[0034]在位于基材前面的连接9d、12d处分开馈电线意味着仅需要两条馈电线(而不是四条)来将偶极耦联到通过基材2承载的馈电网络(未示出)。由此，在基材馈电网络上仅需要两条馈电线(而不是四条)。这意味着基材上的馈电网络能装配到传统的交叉偶极天线(交叉偶极天线仅需要两条馈电线)以及图1中所示的偶极方阵。
[0035]与传统的直馈天线(在直馈天线中，偶极通过焊接接缝物理连接到馈电探针)相比，邻近馈电的气带配置(在邻近馈电的气带配置中，平衡-不平衡变换器通过气隙与偶极间隔开，从而它们与偶极形成场耦合)产生更高的带宽。而且与传统的直馈天线相比，由于邻近馈电配置而导致的没有焊接接缝导致更小的相互调制的风险以及更低的制造成本。
[0036]将平衡-不平衡变换器置于偶极的相对侧上还改进了两个极化作用之间的绝缘。
[0037]第二偶极方阵20在图6中示出。除了偶极臂相对于偶极轴线15成+/-45°而不是0°和90°定向之外，偶极方阵20与偶极方阵I相同。由此与偶极方阵I的方形形状的轮廓相比，偶极方阵20呈现钻石形形状的轮廓。
[0038]第三偶极方阵30在图7中示出。除了偶极臂以偶极方阵的中心为圆心的圆的形式弯曲之外，偶极方阵30与偶极方阵1、20相同。由此与偶极方阵1、20的方形和钻石形形状的轮廓相比，偶极方阵30呈现圆形形状的轮廓。
[0039]上述的偶极方阵在单件上通过压铸形成。代替地，下文所述实施例中的偶极方阵在印刷电路板(PC