[发明专利]用于转发器的天线

说明书

技术领域

本发明提供用于如权利要求1的前序部分所述的转发器的天线。

背景技术

本发明涉及用于无线支付，如用于车辆的通行费的支付的转发器系统。Q-Free ASA已经制造这种系统多年。这些系统正在被称为“Q-Free box”的若干国家中使用。词“匣子(box)”与每一单个车辆中提供的该系统中的转发器元件有关。转发器接收来自放置在公路附近的设备的数据，并且发送单个数据返回给公路设备作为应答。

该领域内的技术开发与此同时已经转向利用5.8Hz区域内的微波辐射操作的有源转发器，该微波辐射为厘米区域内的波长。该有源转发器具有一电池和一有源通信控制器。该转发器以调幅辐射形式接收数据并以调相辐射形式发送数据。

这种转发器的最简单的实施例是耦合到一天线中的二极管，通过整流载波产生振幅解调。通过发送，二极管中的电流交替流出，并且它的反射系数因此改变，于是产生调相。该原理使得不使用转发器上的局部振荡器进行发送成为可能，且该原理被称为“反向散射(back-scattering)”。

因为这种转发器的生产率很大，所以生产散射小的转发器天线并使该生产过程尽可能简单和便宜是困难的。

容易制造的已知天线是微带天线。这种天线很容易和电路的其余部分在一基底上一起实现。微带天线的问题在于，它们是基于沿天线元件边缘的大电场密度朝向地平面产生的谐振。天线的效率和谐振频率非常依赖于基底的介电常数以及基底的厚度。因此，普通的印刷电路板叠片如“FR-4”玻璃纤维叠片不适合用于制造这种天线。最常使用的是基于PTFE(聚四氟乙烯)的优良微波叠片，但这种叠片价格昂贵，制造复杂，并且在制造过程中使用几乎不环保的处理方法。

最近，在玻璃叠片(FR-4)以及PTFE叠片，如“ROGERS 4300”之间的某些叠片已经可用，但是这仍不是能与标准叠片竞争的一种选择。

发明内容

本发明的主要目的在于制作上述类型的天线，这种天线除具有良好的天线特性外还可能使用标准叠片(FR-4)并通过这些系统的批量生产来制造，这种天线适用于大于20GHz的相当高的频率。

本发明如权利要求1所述，使用在特征部分所描述的新元件。本发明的其他的有益特征在权利要求2-18中描述。

与所选结构的细节无关，本发明的技术方案与已知天线相比具有相当大的优点，即该天线的方向效应至少基本上横向地朝板状载体(基底)延伸。这导致根据本发明的天线具有更高的效率因素以及天线增益。此外，该天线的谐振频率几乎不依赖天线载体的电介质。在已知天线中出现的天线载波器电介质中的电场的高密度不会在根据本发明的天线中出现。连同具有高电介质性质的载体，如PTFE(聚四氟乙烯)，同样可能在毫米波的区域(30-300GHz)内使用根据本发明的天线。

基底的介电常数以及介电损耗对天线的谐振频率和介电损耗影响很小。因为批量生产很少产生散射，因此适用于高生产率生产。

关于本发明的天线的另一优点在于它有很宽的频带，通常是中心频率的10-20％。因此很适合于宽带应用。

附图说明

下面参考附图进一步描述本发明，其中

图1是支持一天线元件的印刷电路板的一部分的侧视图；

图2示出了具有图1中的天线元件的印刷电路板以及影响方向效应的附加天线元件；以及

图3示出了图1中印刷电路板和影响该天线的方向效应的附加天线元件，以及用于转换所接收到的分别从该天线元件发送的辐射的极化的极化转换器的透视图。

具体实施方式

图1示出了由电介质材料，如玻璃纤维叠片“FR-4”制成的印刷电路板或基底11的一部分，该电介质材料被用来制造印刷电路。印刷电路板11可位于前面的介绍中提到的那种转发器中，并具有天线支架的功能，在该印刷电路板的支承面12上支撑有天线元件13。该天线元件13经一天线电缆(未示出)连接到一通信控制器并且在本实例中是根据本发明的天线中的受激(excited)元件。