[发明专利]螺旋式表面天线

说明书

背景技术

无线通信已经成为个人及专业领域中现代生活的一个主要部分。它用于语音、数据和其它类型的通信。无线通信还用在军事和紧急响应应用中。以无线方式进行的通信要依赖电磁波谱作为载波介质。遗憾的是，电磁波谱是一种有限的资源。

尽管电磁波谱跨越很宽的频率范围，但由于其物理性质和/或由于政府的限制，只有一些频段可用于某些用途。而且，使用电磁波谱进行无线通信是如此普遍，以至于许多(如果不是大多数)频段已经十分拥挤。这种拥挤状况可能造成不同无线通信系统之间的干扰。

这种干扰危胁到对于现代社会的许多不同方面非常重要的无线通信的成功传输和接收。无线通信干扰可能使得必须重新传输，造成要使用总是更大的功率支出，或者甚至完全阻止了一些无线通信。因此，需要以降低的可能阻碍信息的成功通信的电磁干扰来进行无线通信。水平极化的使用通过降低来自重叠和相邻频段中主要是垂直极化信号的干扰，可以提高通信可靠性。

发明内容

描述了可以水平极化全向方式收发信号的天线的示例性实施例。在一个示例性实施例中，天线包括以具有螺旋形横截面的形式成形的表面，该表面形成内腔；到外表面的内部通道；以及由空腔和通道共用的内壁。此外，一个示例性实施例包括可以使射频(RF)能量进出空腔和通道的纵向开口。替代实施例包括各种横截面配置，且也可以包括至少部分包围天线的天线罩。

尽管是分别描述的，但前述实施例不是互相排它的，许多实施例可以共存于一个特定的实施方式中。而且，其它天线、系统、设备、方法、装置、排列、机构、途径等在本文都有描述。

附图说明

参照附图给出详细的说明。在附图中，附图标记最左边的一个或几个数字标识第一次出现该附图标记的那幅图。在不同附图中使用相同的附图标记来表示相似或相同的物体。

图1A图解说明用于构造水平极化全向天线的示例性螺旋式表面的透视图，包括用于插入一个或者更多个传输馈线的孔径(aperture)。

图1B图解说明用于构造图1A中所示的水平极化全向天线的示例性螺旋式表面的端视图。

图2A、2B和2C图解说明示例性螺旋式表面天线(surface antenna)内部和周围的电场的产生和扩展。

图3A和图3B图解说明对于不同尺寸的螺旋式表面天线，在水平面内的远场辐射图案。

图4A和图4B分别图解说明螺旋式表面天线的替代实旋例的透视图和端视图，传输馈线沿孔径通道的边缘定位。

图5A、5B和5C分别图解说明螺旋式表面天线的替代实旋例的侧视图、顶视图和端视图，传输馈线在螺旋式表面的一端定位，电缆外导体耦连到外壁并且电缆内导体耦连到中间壁。

图6A图解说明一面印刷有微带线和天线馈电的一个示例性印刷电路板(PCB)，其可以定位于螺旋式表面内，也可以用作螺旋式表面天线组件的中间壁。

图6B图解说明图6A的示例性PCB的背面，显示用于微带的地平面，地平面的一部分被蚀刻掉，露出介质衬底。

图7A图解说明用于接收印刷电路板(PCB)作为螺旋式表面天线组件的中间壁的部分螺旋式表面组件的示例。

图7B图解说明图7A的部分螺旋式表面组件，其具有被定位为螺旋式表面天线组件的中间壁的印刷电路板(PCB)。

图8A、8B和8C图解说明包括多个传输线馈电输入和沿螺旋式表面的外壁外侧定位的传输馈线的螺旋式表面天线的一个替代实施例的几个视图。

图9A和图9B分别图解说明对于中心具有单个馈电以及具有多个馈电激励的螺旋式表面天线，在垂直平面内的示例性远场辐射图案。

图10A和图10B分别图解说明对于具有馈电位置改变的螺旋式表面天线，显示仰角图案和方位角图案的示例性远场辐射图案。

图11A和图11B分别图解说明可以在其上选择到螺旋式表面天线的无限数目的馈电点和通过开关装置可以在其上选择有限组馈电点的机械滑动装置。

图12A和图12B图解说明通过耦连两个螺旋式表面组件部分来构造示例性螺旋式表面天线的两个节段。

图13A和图13B图解说明通过以螺旋式配置耦连几个PCB组件部分来构造示例性螺旋式表面天线。

图14A和图14B图解说明通过用一个PCB作为中间壁耦连两个螺旋式表面组件部分来构造示例性螺旋式表面天线的两个视图。

图15A和图15B图解说明通过用一个PCB作为中间壁耦连两个螺旋式表面组件部分来构造的完整的图14A和图14B的螺旋式表面天线的两个视图。

图16A和图16B图解说明配置为至少部分地围住天线的天线罩的一个示例。图16A是外形图，图16B是天线罩的横截面图。