[发明专利]宽带天线

说明书

技术领域

本发明涉及宽带天线、宽带天线组装件以及一种方法。

背景技术

宽带天线是已知的。通常，这样的天线在蜂窝基站天线面板中使用，并且被优化以提供所期望的带宽和增益。虽然这些天线能够提供充分的性能和特性，但是它们仍然具有缺陷。

因此，期望提供一种有所改进的宽带天线。

发明内容

根据第一方面，提供了一种宽带天线，包括：至少一个偶极臂基座，其将被接地平面所接纳并且支撑由偶极臂馈送进行馈送的至少一个偶极臂，该偶极臂基座的尺寸被设置为提供在接地平面和偶极臂之间的小于四分之一波长的间隔，该偶极臂基座具有开孔以提供在接地平面和偶极臂馈送之间的四分之一波长的有效电气长度。

该第一方面认识到，施加于宽带天线上的物理约束越来越多。特别地，出于重量、结构负载以及光学小型化的原因，期望宽带天线所占据的空间有所减小以便减小天线阵列的整体大小。然而，第一方面认识到天线的高度(或轮廓(profile))典型地由提供在天线偶极及其接地平面之间的有效电气长度的需求所决定。这已经导致在偶极和接地平面之间提供的偶极基座的高度需要被固定在预定长度以便实现所要求的有效电气长度，而这妨碍了偶极基座的高度被减小。特别地，通常需要天线有四分之一波长的高度以提供最优的天线增益和天线匹配性能。而且，四分之一波长通常被认为对应于操作频带中部的波长数值的四分之一。因此，提供了一种偶极臂基座，其尺寸被设置为提供在接地平面和偶极臂之间的小于四分之一波长的间隔。为了对偶极臂基座的高度减小进行补偿，提供将有效电气长度变回为四分之一波长的开孔。通过该方法，可见，通过提供增加有效电气长度的开槽，天线的高度能够有所降低同时仍然保持其正确操作。特别地，在偶极臂基座中使用裂缝来建立有效的四分之一波长的电气长度对匹配性能进行了优化，但是并未完全恢复天线增益问题，因此与完全高度的天线相比，该天线将表现出略低的增益，但是能够具有明显更小的轮廓。在一个实施例中，开孔提供于接地平面和偶极臂馈送之间。因此，该开孔可以位于接地平面和偶极臂馈送之间以增加这两点之间的有效电气长度。

在一个实施例中，该开孔由延伸到偶极臂基座中的开槽所限定。开槽提供了特别便利的形状，其在制造期间可以轻易被结合到偶极臂基座之中。

在一个实施例中，该宽带天线包括多个相邻偶极臂基座的组装件，每个偶极臂基座具有在该组装件内部相邻定位的开孔。因此，整个天线的偶极基座可以有个体偶极臂基座进行组装，其中每个个体偶极臂基座具有设置于其中的开孔。通过以这种方式组装偶极基座，具有内部开孔的偶极基座的制造明显被简化。

根据第二方面，提供了一种宽带天线，包括：偶极，其具有与偶极指相耦合的偶极臂，该偶极指以与偶极臂正交的方向进行定向，偶极臂和偶极指共同提供四分之一波长的有效电气长度。

该第二方面认识到，现有天线所存在的问题在于对宽带天线所施加的物理约束越来越多。特别地，出于重量、结构负载以及光学小型化的原因，期望宽带天线所占据的空间有所减小以便减小天线阵列的整体大小。然而，第二方面认识到天线的占用空间(footprint)通常由提供偶极的有效电气长度的需求所决定。特别地，第二方面认识到，为偶极提供预先确定的有效电气长度限制了天线所能够占据的最小尺寸的占用空间。

因此，提供了一种具有偶极指的偶极臂。该偶极指可以关于偶极臂正交定向。组合的偶极臂和偶极指的有效电气长度可以为四分之一波长。通过提供向偶极臂的平面向外延伸的偶极指，宽带天线所占据的占用空间可以有所减小。甚至随着占用空间尺寸的减小，偶极的谐振特性可以由于偶极臂和偶极指仍然提供所需的有效电气长度而得以保持。

在一个实施例中，该偶极臂平行于接地平面进行延伸并且该偶极指被定向为朝向接地平面进行延伸。因此，该偶极指可以以平行于偶极臂或接地平面以外的方向进行定向。应当理解，正交角度越大，能够实现越大程度的占用空间减小。

在一个实施例中，该偶极臂包括传导平板，并且该偶极指包括朝向该传导平板的边缘进行耦合的细长传导杆。因此，偶极指无需是板并且可以朝向偶极臂的一端进行定位。应当理解，占用空间的减小通过将偶极指定位在偶极臂的外末端而得以被最大化。

实施例认识到以上所提到的布置的问题在于可能会影响到宽带天线的辐射电阻。

在一个实施例中，该宽带天线包括相邻的多个偶极臂基座的组装件，偶极臂基座具有平行于每个偶极臂并且在由每个偶极臂所生成的近场之中定位的传导板。因此，可以提供可以位于由每个偶极臂所生成的近场之中的传导板。这样的传导板可以被用来将天线的辐射电阻恢复到令人满意的水平。