[发明专利]一种宽带天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种保持其辐射图案的宽带天线。

背景技术

在电压驻波比(VSWR)方面是宽带的天线的拓扑是各种各样的，而且该天线可以用于各种应用领域(商业、军事、工业、......)。

因而，举例来说，最广泛使用的拓扑如下：独立频率天线(螺旋的、对数周期的)；和宽带偶极天线(椭圆的、卷状的、平面的、......)。这些拓扑可以用于制造定向或全向天线的环境中。

在另一种形式中，通过增加可以结合若干离散的或伪集总的元件(电容、电感、电阻、变压器等)的匹配网络，通频带可以增加。

与使用匹配网络相联系的一个问题在于利用元件所产生的物理局限。因而，这种解决方案不可能以任何方式改变或形成单个辐射元件的辐射特性。而且，匹配网络降低了辐射元件内在的功率性能和效率。然而，不考虑特定的辐射形成性质，上述宽带拓扑的使用仍然不可能提供适合所有应用的结构。

因而，关于形状因数，这种天线需要提供接近波长的尺寸。另外，为获得全向覆盖，传统的形状因数(线天线)不能得到满足，从而使得在便携式或车辆型的应用中结合波束保持天线更加复杂。

随着利用分时信号的新通讯标准到来，这种天线还遇到了相对于相位中心位置分散的问题，使之难以甚至无法实现这种系统。

然而，已经开发出了几种结构旨在缓解上述问题。

美国专利No.6339409披露了一种天线，该天线通过卷起具有直角三角形形状的单个导电片而形成。

美国专利申请No.2006/0071873描述了一种连接到接地形成圆盘(ground-forming disk)的如上所述的天线。

美国专利No.4527163描述了一种具有由裁剪成Y形的片形成的外部元件的单频带天线(monostrip antenna)。

发明内容

本发明的目的具体是通过创新的结构克服与已知天线的上述缺陷。

因而本发明提供了一种天线，包括：

至少一个中央纵向辐射元件；和

至少一个外部元件，包括至少一个围绕该中央元件设置的卷起的导电片，该外部元件与该中央元件之间无电接触，所述外部元件的高度是严格减少的，或者，该高度沿卷绕而交替地增加和减小。

本发明的天线可以单独使用，或者可以作为同种或不同种天线的阵列中的天线元件使用，并且无论接地或不接地都适用。

在本发明的一个实施例中，形成外部元件的导电片具有第一边和第二边，该第一边限定所述外部元件的最大高度，该第二边具体为垂直于该第一边的边，该第二边限定了所述外部元件的底部。

作为例子，所述导电片可以呈直角三角形形状，或者其可以具有连接前两边并呈指数下降形状的第三边。

在一个变形例中，所述导电片可以具有连接所述第一和第二边并由一系列的钝锯齿形成的第三边。

所述外部元件的最小高度可以为零，或者，在一个变形例中，其可以不为零。

作为例子，所述导电片可以具有直角三角形形状，该三角形在顶点可以被随意地截去。

在本发明的一个实施例中，所述外部元件包括卷起的导电片，该导电片具有等腰三角形形状，同时该三角形的底边限定所述外部元件的最大高度。

所述外部元件可以被卷绕成螺旋形，具体为变螺距的螺旋形，特别地为对数螺旋形。

构成外部元件的所述片的侧面可以是连续的，或者，其可以由一系列的平面部分形成。

所述导电片可以从其一端或另一端卷起，并可以相对于中央辐射元件从内向外或从外向内卷绕。

该中央辐射元件可以为任何类型。

例如，该辐射元件可以是偶极型，具体来说，其可以是印刷偶极或圆柱偶极。

当被设置为不接地且纯粹通过电磁耦合工作时，外部元件可以被视作为阻抗变压器。该天线则被称为具有“连续剖面(continuous profile)”。

在本发明的另一个实施例中，外部元件被设置为在接地时工作，并且可以被视为地的延伸。该天线则被称为具有“匹配套管(matching sleeve)”。

所述辐射元件可以是单极、偶极、螺旋、椭圆、或者这些元件的组合。

例如，所述辐射元件可以是印刷偶极或者是圆柱偶极。

天线的所有元件都可以由导电金属制成，或者可以包括印刷电路板。

所述中央辐射元件和所述外部元件可以被绝缘材料包围，具体来说，至少部分地被嵌入到该绝缘材料中。在一个变形例中，可能使用绕中央辐射元件和外部元件卷绕的片状的绝缘材料。