通信天线、天线系统及通讯设备的制造方法_2

文档序号:8699351阅读:来源:国知局
辐射面(图1中的上表面)为凸面。类似地,第二辐射片22的辐射面(图1中的上表面)为凸面。第一基板11可与第一辐射片12共形地为凸起状,而第二基板21可与第二辐射片22共形地为凸起状。在其他实施例中,第一基板11、第二基板21也可各自为平板结构或其他形状。
[0050]图1中示出了第一基板11、第一辐射片12、第二基板21和第二辐射片22各自为矩形,但是在其他替换实施例中也可以分别采用其他形状,并且可以彼此相同/相似或不同。例如,第一辐射片12和第二辐射片22的形状可以相同。优选地,第一辐射片12的尺寸可以大于第二辐射片22的尺寸,例如使得第一辐射片12的边缘不被第二辐射片22 (或第二辐射体20)遮挡。在一个实施例中,第一辐射片12和第二辐射片22的几何中心可以彼此对准。第一基板11和第二基板21可由电介质基材制成,从而在第一辐射体10和第二辐射体20层叠放置时,第二基板21使得第一辐射体10和第二辐射体20彼此电绝缘。同时,第一基板11可将通信天线100与其他结构组件隔离开。
[0051]进一步,第一基板11和第二基板21内可具有导电(例如,金属)微结构。基板内的导电微结构具有一定几何图形的平面或立体结构,且可以水平和/或竖直地放置在基材内,也称为超材料微结构。通过在基板内设置导电微结构,可以改变基板的介电常数,从而适合提供具有不同介电常数的基板。在一个实施例中,第二基板21的介电常数可大于第一基板11的介电常数。
[0052]如图1、2中所示,第一辐射片12和第二辐射片22可各自具有切角,即切除辐射片的某个/某些角或部分材料。通过控制切角的几何形态(切角的大小、位置、切除角度等),第一辐射片12和第二辐射片22各自可实现双频段线极化,且可以控制双频段的频段位置。在一个实施例中,第一辐射片12和第二辐射片22为矩形辐射片,其各自在切除一条对角线上的两个对角后呈六边形。例如,第一辐射片12可在第一对角线A上具有两个切角15a和15b,而第二辐射片22可在第二对角线B上具有两个切角25a和25b。在一个实施例中,第一福射片12的第一对角线A与第二福射片22的第二对角线B成一角度。优选地,第一辐射片12的第一对角线A与第二辐射片22的第二对角线B相互垂直。可以理解,在本实用新型的其他实施例中,第一辐射片12和第二辐射片22各自的两个切角可以不在对角线上。通过控制第一辐射片12和第二辐射片22的切角,第一辐射体10和第二辐射体20各自可以发射/接收双频段线极化信号,且第一辐射体10和第二辐射体20可以工作在相同的双频段中。由于第一对角线A和第二对角线B成一定角度,第一辐射体10和第二辐射体20的线极化信号在彼此有相移的情况下能够形成圆极化或椭圆极化辐射信号。尤其是当切角所在的对角线A和B垂直时,可以使两个线极化处于相互垂直的状态,即,一个为水平极化,一个为垂直极化,从而在其中一路线极化信号有90度相移的情况下与另一路线极化信号形成良好的圆极化辐射信号。
[0053]切角可具有各种形态,如大小、位置、切除角度(即,与辐射片边缘的夹角)等。优选地,各个切角15a、15b、25a和25b的角度在35度至55度间选取。更优选地,各个切角15a、15b、25a和25b的角度为45度。可以理解的是,切角也可以是其它角度。优选地,各个切角15a、15b、25a和25b的形状相同。
[0054]图1、2还示出第一辐射片12具有第一馈电部16(图1中未示出,图2中以虚圆圈示出,表示位于下面的第一辐射片12上),第二辐射片22具有第二馈电部26。第一馈电部16和第二馈电部26可分别从馈源接收输入信号以通过第一辐射片12和第二辐射片22辐射出去,或者将由第一辐射片12和第二辐射片22接收到的信号输出至处理单元。在一个实施例中,第一馈电部16可位于第一辐射片12的水平对称轴上,而第二馈电部26可位于第二辐射片22的垂直对称轴上。替换地,第一馈电部16可位于第一辐射片12的垂直对称轴上,而第二馈电部26可位于第二辐射片22的水平对称轴上。其中,第一馈电部16和第二馈电部26可在其所处的对称轴上移动,以调节相应辐射片的阻抗匹配。优选地,第一馈电部16是同轴馈电部。类似地,第二馈电部26优选为同轴馈电部。采用同轴馈电的方式,降低了馈电结构的干扰。
[0055]如上所述的通信天线100结构紧凑,并且各个辐射片和基板可以具有共形结构,减小了通信天线的尺寸,提高了集成度。另一方面,通过在第一辐射片12和第二辐射片22上设置切角,每个辐射片可以实现双频段线极化,并且可以按需控制第一辐射片12和第二辐射片22的工作频段和线极化方向,从而可以采用一个通信天线100来实现双线极化双频段。
[0056]图3a示出根据本实用新型一实施例的带有示例性腔体300和可选天线罩310的通信天线的分解示意图。如图1所示的通信天线100可以放置在腔体300中,其中腔体300在通信天线100的辐射方向上开口。腔体300可以具有各种合适的形状,例如方形或圆形腔体。作为示例而非限制,图3b示出根据本实用新型一实施例的示例性通信天线100置于方形腔体300b中的平面示意图,图3c示出根据本实用新型一实施例的示例性通信天线100置于圆形腔体300c中的平面示意图。
[0057]腔体300的作用包括但不限于:支承通信天线100、使通信天线100免受周围环境的影响和人为操作的影响等。腔体300的材料不作限制,通常为金属,但亦可为适合实施需求的非金属材料。在腔体300为导电材质的情况下,微带天线100优选不接触腔体300的侧壁。作为可选的方案,可在腔体300与通信天线100之间适当设置填充材料,以更好地起到固定、减震和/或支承作用。例如,可在腔体300内放置泡沫填充材料以填充通信天线100与腔体300之间的空隙,防止通信天线100在使用时气压不稳定。在一个实施例中,通信天线100的第一辐射体10和第二辐射体20与腔体300底部可以为共形的凸起状结构,使得该通信天线可以更加紧凑。
[0058]在一个可选实施例中,可以在通信天线100的辐射方向上设置天线罩310。天线罩310可以固定至通信天线100的基板,或者在具有腔体300的情况下可以固定至腔体300从而盖住腔体300的开口。天线罩310可设置成为与通信天线100和/或腔体300共形(例如,凸起状),以充分满足小型化的要求。天线罩310也可具有其他形状,例如平板状。天线罩310可以为通信天线100提供防护作用,且优选具有良好的透波性能,从而不影响通信天线100的信号辐射/接收。
[0059]在进一步的实施例中,天线罩310可以是频选天线罩310,频选天线罩310具有良好透波性能且可以产生预期的电磁响应,从而控制电磁波的传播。
[0060]图4示出根据本实用新型实施例的天线系统的示意图。图4所示的天线系统包括前端的馈电端口 410、功分器420、第一馈电线路430a和第二馈电线路430b、以及图1和图2所述的通信天线100。在一个实施例中,功分器420可以是一分二功分器。馈电端口 410、功分器420、第一馈电线路430a和第二馈电线路430b构成天线系统的馈电网络,其中第一馈电线路430a和第二馈电线路430b分别连接至第一辐射体10的第一馈电部16和第二辐射体20的第二馈电部26。例如,功分器420的第一端连接至馈电端口 410,功分器420的第二端经由第一馈电线路430a连接至第一馈电部16,且功分器420的第三端经由第二馈电线路430b连接至第二馈电部26。功分器420可以将来自馈电端口 410的激励信号拆分成多路(例如,两路)激励信号以输送至第一馈电线路430a和第二馈电线路430b,或者将经由第一馈电线路430a和第二馈电线路430b来自多个天线辐射体的接收信号汇合成一路接收信号并输送至馈电端口 410。功分器420可采用微带线功分方式的3dB功分器,以节省空间和有效减轻系统的重量。进一步地,3dB功分器可以去掉其中的隔离电阻。
[0061]在一个实施例中,第一馈电线路430a上的信号与第二馈电线路430b上的信号之间彼此有相移。在一个实施例中,如在图4所描绘的天线系统中,第一馈电线路430a和第二馈电线路430b中的至少一者可具有移相器440(例如,90°移相器),使得馈入第一辐射体10和第二辐射体20的激励信号彼此异相90°,从而能够实现通信天线100的圆极化工作模式。在另一实施例(未示出)中,第一馈电线路430a和第二馈电线路430b的长度可相差1/4波长,从而实现90°移相。如上所述,通信天线100通过层叠的第一辐射体10和第二辐射体20可以实现双线极化双频段。通过使进入其中一个辐射体的输入信号移相90°,第一辐射体10的线极化双频段信号与第二辐射体20的有90°移相的线极化双频段信号叠加能够形成圆极化或椭圆极化辐射信号。
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