双极化偶极天线及其十字耦合元件的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明有关一种天线，特别有关一种偶极天线。
【背景技术】
[0002]此领域已有多种类型的偶极天线是现有的。
【发明内容】
[0003]本发明提供一宽带(wideband)双极化(dual-polarized)偶极(dipole)天线及其親合元件。
[0004]因此，在此根据本发明较佳实施例提供一种双极化偶极天线，包含:一第一对偶极臂，其共振于一第一频带；一第二对偶极臂，其与该第一对偶极臂交叉并与该第一对偶极臂正交排列，该第二对偶极臂于该第一频带下进行共振；以及至少一导电十字元件，其安装于该第一对和第二对偶极臂上，并共振于一第二频带。
[0005]较佳地，该天线更包含一第一馈源用以对该第一对偶极臂进行信号馈入，以及一第二馈源用以对该第二对偶极臂进行信号馈入。
[0006]较佳地，该第一和第二馈源包含同轴缆线。
[0007]或者是，该第一和第二馈源包含微带馈入线。
[0008]较佳地，该至少一导电十字元件与该第一对和第二对偶极臂电性(galvanically)隔离。
[0009]较佳地，该至少一导电十字元件是电容性地(capacitively)親接至该第一对和第二对偶极臂。
[0010]较佳地，该至少一导电十字元件是与该第一对和第二对偶极臂分开一段少于λ的电性距离(electrical distance)，其中λ为对应于该第一频带的波长。
[0011]较佳地，该至少一导电十字元件是与该第一对和第二对偶极臂分开一段少于0.03 λ 的电性距离(electrical distance) ο
[0012]较佳地，该至少一导电十字元件包含一第一导电带，其与一第二导电带正交地交叉。
[0013]较佳地，该第一和第二导电带中的每一个具有少于λ/2的电性长度(electricallength)，其中λ为对应于该第一频带的波长。
[0014]较佳地，该至少一导电十字元件包含两个导电十字元件。
[0015]较佳地，该天线更包含一第一巴伦(balun)部及一第二巴伦(balun)部。
[0016]根据本发明的一个较佳实施例，该第一对和第二对偶极臂以及该第一和第二巴伦部是由一单一金属板所形成。
[0017]较佳地，该单一金属板包含单一片金属。
[0018]根据本发明的另一个较佳实施例，该第一和第二巴伦部是由一单一金属板所形成。
[0019]较佳地，该单一金属板包含单一片金属。
[0020]较佳地，该第一对和第二对偶极臂是设置于一非导电基板上。
[0021 ]较佳地，该非导电基板包含一印刷电路板基板。
[0022]较佳地，该第一和第二导电带与该第一对和第二对偶极臂垂直地对齐排列。
[0023]或者是，该第一和第二导电带与该第一对和第二对偶极臂垂直地非对齐排列。
【附图说明】
[0024]配合如下附图以及下文之详细描述，将会更完整地了解本发明。
[0025]图1A、图1B及图1C分别为根据本发明较佳实施例构成和实现的偶极天线简化的组合视图、爆炸视图和侧视图。
[0026]图2A、图2B及图2C分别为根据本发明另一较佳实施例构成和实现的偶极天线简化的组合视图、爆炸视图和侧视图。
[0027]图3为根据本发明又一较佳实施例构成和实现的偶极天线简化的立体视图。
[0028]图4为用于形成图1A至第3C图所示的偶极天线的一板的简化的视图。
[0029]图5A、图5B及图5C分别为根据本发明再一较佳实施例构成和实现的偶极天线简化的组合视图、爆炸视图和侧视图。
[0030]图6A、图6B及图6C分别为根据本发明再一较佳实施例构成和实现的偶极天线简化的组合视图、爆炸视图和侧视图。
【具体实施方式】
[0031]请参阅图1A、图1B及图1C，其分别为根据本发明较佳实施例构成和实现的偶极天线(dipole antenna)简化的组合视图、爆炸视图和侧视图。
[0032]如图1A至图1C所示，其提供有一双极化(dual-polarized)偶极天线100，双极化偶极天线100较佳包含一第一对偶极臂102以及一第二对偶极臂104，第二对偶极臂104较佳与第一对偶极臂102交叉并与其相互正交排列。第一对偶极臂102较佳以一第一偏振方向于一第一频带下进行放射(radiate)，第二对偶极臂104较佳以一第二偏振方向于该第一频带下进行放射，第二偏振方向正交于第一对偶极臂102的第一偏振方向。第一对和第二对偶极臂102及104的第一和第二偏振方向较佳倾斜±45°，使得偶极天线100具有一单向、双极化的放射模式。
[0033]第一对偶极臂102较佳由一第一馈源106来进行信号馈入，举例来说，第一馈源106在此可实施为一第一同轴缆线106。第一同轴缆线106的一内部导体108较佳于一第一馈入点111电性(galvanically)连接至第一对偶极臂102的一个臂110，如图1B清楚显示的。第一同轴缆线106的一外部导电鞘112较佳于一第一接地区116电性(galvanically)连接至第一对偶极臂102的另一个臂114的延伸。
[0034]第二对偶极臂104较佳由一第二馈源118来进行信号馈入，举例来说，第二馈源118在此可实施为一第二同轴缆线118。第二同轴缆线118的一内部导体120较佳是于一第二馈入点124电性(galvanically)连接至第二对偶极臂104的一个臂122，如图1B清楚显示的。第二同轴缆线118的一外部导电鞘126较佳是于一第二接地区130电性(galvanically)连接至第二对偶极臂104的另一个臂128的延伸。
[0035]可以理解的是，在上述第一对和第二对偶极臂102及104的各个馈入配置中，第一对和第二对偶极臂102及104中的臂110及122较佳进行信号馈入，而第一对和第二对偶极臂102及104中另外的臂114及128较佳为接地，故其较佳作用为一平衡臂。
[0036]本发明较佳实施例的一个技术特点是，双极化偶极天线100较佳更包含安装于第一对和第二对偶极臂102及104上的至少一导电十字元件，举例来说，导电十字元件在此可实施为通过一非导电性环状安装件142而非电性地(non-galvanically)安装在第一对和第二对偶极臂102及104上方的一导电十字元件140。十字导电元件140较佳是电容性地(capacitively)親接至第一对和第二对偶极臂102及104，并且较佳是从第一对和第二对偶极臂102及104垂直偏移一段远小于λ的距离，其中λ为双极化偶极天线100操作于第一频带下所对应的波长。仅作为示例的，十字导电元件140可从第一对和第二对偶极臂102及104垂直偏移一段少于0.03 λ的电性距离(electrical distance)，此较佳是对应于一段少于约5mm的物理距离(physical distance)。
[0037]十字元件140较佳是藉由第一对和第二对偶极臂102及104进行电容性地(capacitively)馈入，并且较佳于一第二频带下进行共振，第二频带较佳跨越(span) —较高的频率范围，其高于第一对和第二对偶极臂102及104在第一频带下进行放射的频率范围。由十字元件140进行放射的第二频带与由第一对和第二对偶极臂102及104进行放射的第一频带一起结合，较佳形成了双极化偶极天线100的一结合的、宽广的放射频带。可以理解的是，十字元件140的作用使得双极化偶极天线在两种偏振方向下进行放射的频带有益地变得更加宽广。
[0038]含有十字元件HO的偶极天线100可操作于一相当广的频率范围，其跨越了约1710?2700MHz。可以理解的是，多个偶极天线100可排列成阵列型态，构建成一双极化宽带(broadband)天线阵列。
[0039]十字元件140较佳包含一第一导电带(strip) 144及一第二导电带146，第二导电带146较佳与第一导电带144正交地交叉。可以理解的是，十字元件140较佳以一单一元件(monolithic element)形成，而第一和第二导电带144及146之划分仅为方便参照而已。再者，可以理解的是，第一和第二导电带144及146可为如图1A和图1B所示的相互对称，亦可以是相互不对称的。
[0040]如图1B清楚显示的，第一和第二导电带144及146的一交叉点148较佳是与第一对和第二对偶极臂102及104的一交叉点150共线(co-linear)。可以理解的是，十字元件140的几何图形较佳类似于第一对和第二对偶极臂102及104的几何图形。但是，十字元件140的形状与第一对和第二对偶极臂102及104的形状两者较佳并非全等的(congruent)或并非等长的，这是因为十字元件140具有较小的物理(physical)及电性(electrical)长度。
[0041]第一对和第二对偶极臂102及104中的每一个的电性长度较佳等于λ/2，亦即从偶极臂110、122其一的一第一端量测到每一个偶极对102及104中对应之另一偶极臂114、128的一第二端。可以理解的是，第一对和第二对偶极臂102及104可为如图1A和图1B所示的相互对称，亦可以是相互不对称的。
[0042]第一和第二导电带144及146中的每一个的电性长度较佳少于λ/2。与第一对和第二对偶极臂102及104中的每一个的电性长度相较，由于形成十字元件140的导电带144及146中的每一个的电性长度较小，因此十字元件140较佳共振于一较高频带下，其高于第一对和第二对偶极臂102及104的操作频带，从而产生了上述提及的频带变宽的效果。
[0043]第一和第二导电带144及146可与第一对和第二对偶极臂102及104沿垂直方向对齐排列，如双极化偶极天线100所示。但是，可以理解的是，十字元件140的第一和第二导电带144及146亦可绕着交叉点148旋转，使得其与第一对和第二对偶极臂102及104呈非垂直对齐