[发明专利]高增益和宽频带互补天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种天线，特别是一种用于传送和接收无线电频率信号的适配天线，但本发明不限于此。这样的天线也可被用作构造天线阵列的天线元件。

背景技术

在现代无线通信的基站天线的设计中一般有两个重点，也就是操作带宽和增益。有更广泛带宽的基站天线可能覆盖更多频率信道、增加信道容量及提高制造公差。另一方面，构造天线阵列是提高增益最简单和有效的方法。如果阵列元件的增益增加了3db，对于同样的总增益，阵列元件的总数能减少一半，因此减少了阵列天线的大小。所以，提供宽频带和高增益特性的天线元件是重要的。有几个已知的提高带宽和增益的方法。然而，大多这类技术不能同时使用。另外，即使天线元件同时是宽频带的和高增益的，结构也通常是非常复杂或庞大的。

因而本发明的目的是提供一种减少上述缺点或者至少提供一种可用的可供商业和公众选择的天线和天线阵列。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种天线，该天线包括与至少一个短路的贴片天线连接的至少一个偶极子以及至少两个天线馈源。

根据本发明的第二方面，提供了一种由多个天线形成的天线阵列，其中至少一个天线包括与至少一个短路贴片天线连接的至少一个偶极子及至少两个天线馈源。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例的方式描述本发明的实施方式，其中：

图1A是显示了根据本发明的天线的电偶极子的电流方向的示意图；

图1B是显示了如图1A所示的天线的磁偶极子的电流方向的示意图；

图2A是根据本发明的实施方式在宽带模式中的天线的透视图；

图2B是图2A的天线的俯视图；

图2C是图2A的天线的主视图；

图3显示了针对图2A的天线的频率的测量和模拟的驻波比（SWR）；

图4显示了针对图2A的天线的频率的测量和模拟的增益；

图5A至图5H显示了图2A的天线的测量和模拟的辐射图；

图6A是根据本发明的又一实施方式的在高增益模式的天线的透视图；

图6B是图6A的天线的俯视图；

图6C是图6A的天线的主视图；

图7显示了针对图6A的天线的频率的测量和模拟的SWR；

图8显示了针对图6A的天线的频率的测量和模拟的增益；

图9A至图9F显示了图6A的天线的测量和模拟的辐射图；

图10A和图10B显示了根据本发明的又一实施方式的、具有不同形状的平面偶极子的天线；

图11A和图11B显示了根据本发明的附加实施方式的折叠式天线；

图12A至图12C显示了根据本发明可以在天线中采用的各种形状的馈電探针；

图13A至图13C显示了根据本发明可以在天线中采用的各种形状的接地平面；以及

图14A和图14B显示了仍根据本发明的又一实施方式的双极化天线的配置。

具体实施方式

图1A和图1B显示了根据本发明的实施方式的天线的构造的基本原则。更特别地，图1A和图1B显示了具有电短路的平面偶极子12和贴片天线14的双馈电互补天线，一般标记为10。这类导致了极好的电性能的宽带天线的组合，包括低反向辐射、低交叉极化、对称的辐射模式、在频率带宽上的高增益和稳定的辐射模式。

在这个实施方式中，天线10有两个天线馈源，位于图2A中虚线点标记的位置A和位置B，并且相位为同相。许多平衡－不平衡变压器的设计都能够被用作天线馈源，诸如同轴平衡－不平衡变压器、耦合线平衡－不平衡变压器和Marchand（玛春德巴伦）平衡－不平衡变压器。

如图1A和图1B所示，每个天线馈源生成一个电偶极子（或）和一个磁偶极子（或）。两个天线馈源的幅度是相同的（且）。因为在天线10中有两个放到适当位置的馈电源，所以能有效地产生两个电偶极子和两个磁偶极子。他们的辐射将被翻倍并且获得比传统的磁电偶极子天线高3db的增益。