[发明专利]具有类环状辐射场图的紧凑超宽带天线

说明书

本发明公开了具有类环状辐射场图的紧凑超宽带天线。一种具有类环状辐射场图的紧凑、超宽带天线被提供为包括具有第一端和第二端的第一组件；具有第一端和第二端的第二组件，所述第一端和第二端各自被配置为具有基本半球形形状；以及被配置为延伸穿过所述第一组件和第二组件并且延伸出所述第一端和第二端中的每一个的线缆。

相关申请的交叉引用

本申请依据35U.S.C.§119(e)要求姓名为Gregory S.Lee的发明人在2012年1月31日提交的题为“Compact,Ultra-Broadband Antenna with Doughnut-Like RadiationPattern”的编号为61/592,979的美国临时专利申请的优先权。编号为61/592,979的美国临时专利申请的全部公开通过引用而具体结合于此。

背景技术

全向天线被广泛用于运输、防御、安全、移动以及其他应用的通信中。全向天线在另一通信方的方向未知的情况下有用，这是因为如何使天线指向另一方的具体方向是不确定的。相反地，在可能希望基于多个系统传感器进行的相对功率测量来查明未知发射器位置的无线电地理定位（距离测定或无线电定位）中，每个传感器应当具有不因天线方向性而偏斜的对进入功率进行测量的同等机会。

在声学中，3D全向收发器是众所周知的。相比之下，由于电磁波的横向偏振，真正的3D全向天线是不可能的。在下文中，全向将指代简单的“环状场图”，这是可被认为长达自由空间波长λ的小偶极子的特有远场场图。然而，1.5λ长的偶极子具有方位各向同性但是展现三个俯仰波瓣的远场场图。相邻波瓣经历符号变化，从而暗示锥形节点。与作为点节点的偶极子场图的天顶（zenith）/天底（nadir）点不同，远场t图的零陷（null）是线节点并且对基于3D功率的地理定位造成严重障碍，这是因为未知的发射器可以容易地位于相对于给定传感器的节点方向上。在实践中，这些零陷可以比天线的高增益方向弱至少15-20dB，即使在没有多路径的环境中也是如此。

许多宽带天线存在并且可以以商业方式获得。然而，商业术语“宽带”总是指代天线的阻抗行为，或者等同的其回波损耗或者电压驻波比（VSWR）。实质上，这种宽带天线的远场场图从低频处的简单（例如，类偶极子）演进为高频处的复杂（多波瓣或者高度方向性）。对于传统的盘锥天线尤其是如此。另一众所周知的示例是双锥天线，其具有相对宽带的类环状场图，但是在高频处产生多波瓣俯仰场图。此外，双锥天线具有大占地空间，这可能在室外造成过度风载荷并且对于室内用途可能难以以不易察觉的方式构造。另外，宽带双锥天线可能是昂贵的。

因此，存在对在宽工作带宽上具有简单类环形辐射场图的紧凑超宽带天线的需要。具体而言，除了天顶和天底处的那些之外，俯仰场图最小值应当距全局场图最大值在10dB之内。此外，希望这种天线是天生廉价的。

发明内容

在一个代表性实施例中，一种天线包括具有第一端和第二端的第一组件；具有第一端和第二端的第二组件，所述第一端和第二端各自被配置为具有基本半球形形状；以及被配置为延伸穿过所述第一和第二组件并且延伸出所述第一和第二端中的每一个的线缆。

附图说明

当与附图一起阅读以下具体实施方式时，例示性实施例根据以下具体实施方式得到最佳理解。注意各种特征不一定是按比例绘制的。事实上，尺寸为了讨论清楚可被任意增大或减小。在可适用和实际的情况下，相似的标号指代相似的元素。

图1是图示出根据一代表性实施例的天线组件部分的示意图。

图2是图示出根据一代表性实施例的包括一对组件部分的天线组件的示意图。

图3是图示出根据一代表性实施例的包括第一和第二天线组件的天线的示意图。

图4是进一步图示出根据一代表性实施例的图3的天线的一部分的示意图。

图5是图示出根据另一代表性实施例的天线的示意图。