[发明专利]具有两个频率选择表面的导体

说明书

优先权声明

本申请依据美国法典第35篇119款(e)(1)要求于2007年3月29日提交的临时申请60/908712号的优先权，其内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明一般性地涉及天线，尤其涉及具有两个频率选择表面的导体。

背景技术

在用于长距离点对点应用的微波中继系统(在常规系统中大量被掩埋光纤线缆所替代)以及最近的用于移动电话技术或蜂窝电话的扇区天线系统中，已经广泛利用了能够在不同方向上提供独立工作的天线系统。能够在不同方向上提供独立工作的天线系统通常大而且机械上复杂，并且由抛物面反射器(如在微波中继站中)或多金属结构(如在小区天线中)构成。类似地，在飞行器的外壳上和在用于电子束控制的大型相控阵结构中已经利用了平面天线。平面阵列尚未被用于在不同方向上需要独立工作的应用。

任何提供高表面电流阻抗的表面装置被称为高阻抗表面(HIS)。如果将电场天线置于靠近HIS处，其中该HIS包括靠近理想电导体(PEC)的频率选择表面(FSS)，那么从HIS反射的能量会以和从HIS辐射出的能量相同的相位返回，由此放大该天线信号。这种装置允许使用像那些为印刷电路板开发的图案化和蚀刻技术来构造高效的、低剖面的平面天线和阵列。

发明内容

根据本发明的优选实施例，一种天线反射器系统包括第一频率选择表面(FSS)、第二FSS和理想电导体。尽管FSS结构变化并且可以采取多种形式，但是在所示出的实施中，第一FSS和第二FSS都具有多个孔(即，像网状物)。理想电导体位于第一FSS和第二FSS之间。

在下面的详细写出的说明中，本发明的所有特征和优点将变得明显。

附图说明

结合附图，参考下面对说明性实施例的详细说明，会最佳地理解本发明本身以及其优选使用模式、其它目的和优点，其中：

图1是根据本发明的优选实施例的具有多个频率选择表面和理想电导体的天线反射器系统的图示；

图2是根据本发明的优选实施例的背靠背的高阻抗表面的图示；以及

图3是根据本发明的优选实施例的四个独立天线子空间的图示。

具体实施方式

下面参考附图，尤其参考图1，描绘了根据本发明的优选实施例的具有多个频率选择表面(FSS)的天线反射器系统的图示。如图所示，双面天线反射器100包括位于FSS 112和FSS 115之间的理想电导体(PEC)110。如此处所使用的，PEC被定义为以最小电阻承载表面电流的任何导电平面，并且FSS被定义为通过任何方式提供正确的波阻抗以反射电磁波，使得反射波与入射波的相位基本上相同的任何表面。印刷线路板中的金属化层是PEC的一个例子。在图1中，例如FSS 115的FSS是用以孔(例如多个孔120a-120n)进行图案化以形成网状物的屏蔽面(例如金属化层)来实现的。

现在参考图2，其描绘了根据本发明优选实施例的双面天线反射器100上的背靠背高阻抗表面(HIS)的图示。如图所示，将PEC 110置于平行并且靠近FSS 112和FFS 115的位置，但不与FSS 112和FFS 115电接触。由平行且靠近第一HIS 200的第一天线210生成第一天线方向图(antenna pattern)211，由平行且靠近第二HIS 205的第二天线214生成第二天线方向图215。在靠近PEC 110的FSS 112的位置旁形成第一HIS 200。类似地，在靠近PEC 110的FSS 115的位置旁形成第二HIS 205。第一HIS 200和第二HIS 205能够以相同频率或以不同频率共振。

在可替选的实施例中，可以将分离的天线阵列置于第一HIS 200和第二HIS 205之上，并且每个天线阵列可以具有不同的控制(steering)和/或多输入多输出(MIMO)标准。在另一个实施例中，天线方向图210和215的工作频率相差足够远，使得能够去掉间隔导电平面(即，PEC110)，从而减少金属化层的数量并降低总体天线系统成本。

现在参考图3，其描绘了根据本发明的优选实施例的四个独立天线子空间的图示。如图所示，由相互垂直放置以形成象限的两组背靠背HIS形成第一天线子空间300、第二天线子空间305、第三天线子空间310和第四天线子空间315。可替选地，可以以除90°之外的角度放置背靠背HIS。此外，可以利用多于两组的背靠背HIS以形成多于四个的独立天线子空间(例如，将空间划分为六个天线子空间的三个双面结构)。