[发明专利]宽带天线的改进

说明书

技术领域

本发明涉及具有全向辐射的宽带天线的改进，更具体地，涉及申请人的专利申请WO2005/122332中所述类型的天线的改进。该类型的天线用于接收和/或发射电磁信号，其可用于无线高比特率通信场合，更具体地，可用于在UWB(超宽带)类型的宽带脉冲体制传输的情形中。该通信是例如WLAN、WPAN、WBAN(无线局域/个人/主体区域网)类型的。 

背景技术

在脉冲体制中，信息是以脉冲列例如在纳秒级的非常短的脉冲发送。这导致非常宽的频带。 

超宽带传输，原用于军用雷达应用，逐渐被引入民用无线电通信领域。因此，频带[3.1；10.6]GHz最近被美国FCC体采用以使得能发展UWB通信应用，对于其当前正在构建标准。 

许多应用要求各向同性天线，也就是，在辐射图中具有旋转对称。这对于其中使用便携产品的应用尤其如此，其理论上没有特别的固定位置并且必须通过具有访问点的UWB无线链接通信。在此，例如，包括Video Lyra、移动PC等类型的产品。这对于固定的点到点应用也是如此，因为其需要提供永久链接以便获得某质量的(QoS)。实际上，人移动会破坏两高定向天线之间的束，优选地，使用全向天线以便发射和/或接收。在此，例如，包括具有高清晰度电视接收器的视频服务器通信。 

一种最为熟知的全向天线是偶极天线。如图1所示，偶极天线包括彼此相对布置的λ/4长度的两相同的臂101和102，其由发生器103差分地供电。该类型的辐射元件从电磁学开始已经彻底研究和使用，主要是由于其实施的简单性，而尤其是由于控制其电磁机制的数学表达式的简单性。1988年Mac Graw Hill的第二版的J.D.Kraus的“Antennas(天线)”的第五章包含解释该类型的辐射元件的机制的数学表达式。特别地，长途辐射场是偶极天线的中垂线平面(图1中的xOz平面)中的最大量，并且其理论阻抗为约75 Ω。其原用于各种应用，例如业余无线电、UHF接收和甚至更最近的WLAN类型的无线网络的配线(wireline)技术中。自从印制电路的来临，其实现已经更进一步简化，天线现在成为电路的不可分割的部分。 

与该类型的辐射元件相关的问题是一方面其小的带宽，另一方面是其供电，其一般干扰结构的对称性。这导致近场的不对称化，并且导致远场图的降级。结果，这不再是全向的。另一方面，该类型的天线呈现小的带宽。 

为了克服这些缺点，专利申请WO2005/122332建议一种能实现具有全向辐射图的超宽带操作的天线拓扑。该天线，在此及后将更加详细地描述，包括布置在基底上的两传导臂，一个臂由在另一臂之下通过并形成带状线结构的线供电。 

但是，对于在4.92和5.86GHz之间的WiFi频带中的UWB端，已经施加的调节体相当地降低水平，必须集成滤波结构到该类型的天线。通常建议的滤波器结构包括实现在传导体臂中的线-槽，如例如专利US7061442中所述的。但是，抑制比(rejection rate)以及带宽不足够。 

发明内容

因此，本发明建议集成另一类型的滤波结构到专利申请WO2005/122332所述类型的超宽带天线中，其并不改变形状因子或者选定技术，并维持参考天线的主射电优点。 

因此，本发明涉及一种宽带偶极类型的天线，包括呈现两面的基底、第一传导臂、布置在基底上的第二臂、在第一臂之下通过并供电给第二臂的馈电线，其特征在于，馈电线通过布置在第二臂之下的线元件延伸，该元件尺度适合以滤波给定频率。 

线元件的长度一般是在约λg/2级，其中λg是对于滤掉的频带的在所述线中的指导波长(guided wavelength)。 

在随后更加详细的解释的情况中，馈电线既不连接到第一臂，也不连接到第二臂，供电通过电磁类型的耦合实现。 

在一实施例中，第一臂由彼此相对地布置在基底的两面上的两相同几何尺寸的传导元件形成。在这种情况中，馈电线布置在两传导元件之间，形成带状线结构。 

在本发明的情况中，馈电线还可通过在包括实现在基底面上的单独的传导元件的第一传导臂之下通过的微带线实现。第二传导臂可以由实现在与第一臂相同的基底上的单一的传导元件形成，或者由彼此相对地布置在基底的两个面上的两相同几何尺寸的传导元件形成。 

根据本发明的实施例，当传导臂是由在两相对侧上的传导元件形成时，两传导元件通过制造的以贯穿基底并充填有传导材料的孔连接。该特征使得能够避免馈电线产生的基底中的表面波形式的泄露。