[发明专利]具有金属壁的贴片天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种贴片天线，并且更具体地，涉及一种主要用于无线系统的基站中的贴片天线，该无线系统需要多个诸如分集和MIMO(多输入多输出)的天线元件。

背景技术

在采用WiMAX(微波存取全球互通)技术或下一代便携式电话系统的系统中，通常使用MIMO技术和分集技术，并且需要更小的天线和更低的成本。MIMO系统需要多个天线，并且其特征为在小范围内几乎没有互相关的天线已经因此变得必不可少。

为了满足这个需要，寻求能够用于垂直极化波和水平极化波二者的双极化天线。此外，寻求其中定向波束的宽度匹配垂直极化波和水平极化波而使得辐射区相同的天线构造。反射板偶极子天线用作该类型的天线。

图1和2示出了用作基站天线的反射板偶极子天线的外部透视图。图1是通过使用其中天线模型形成在印制板上的印制偶极子天线而构造的反射板偶极子天线的例子。图2示出了通过使用同轴电缆而构造的反射板偶极子天线的例子。

如图1所示，使用印制偶极子天线的反射板偶极子天线的例子由反射板11、形成在印制板两侧上的印制天线图案12、以及用于供电的同轴连接器13所构成。如图1所示，将该反射板偶极子天线设立成使得印制板表面在垂直方向上，使得能够通过垂直极化波进行发送和接收。通过将印制偶极子天线从图1所示的状态旋转90°将该反射板偶极子天线设立成使得印制偶极子天线在水平方向上，使得能够通过水平极化波进行发送和接收。

用在无线系统的基站中的天线通常采用其中多个这些偶极子天线元件以多个阵列形状排列的天线。然而，偶极子天线具有相对大的形状，并因此从更小尺寸和更低成本的观点来看是不利的。此外，偶极子天线遭受到了一个问题，即其中用于垂直极化波的天线的水平面之中的定向性和用于水平极化波的天线的水平面之中的定向性不匹配。

在JP-A-H11-510662，JP-A-H11-298225，以及JP-A-2003-078339中已经提出了各种实例，其中基站天线使用能够更紧凑地成型的贴片天线来构造。贴片天线设置有在电介质板的一个表面上的贴片导体和设置有在另一个表面上的接地导体二者。将这种天线构造成使得通过供电针或供电线将高频信号提供给贴片导体。如果其是辐射元件的贴片导体形成为圆形或正方形，那么该贴片天线能够发送和接收线性极化波。此外，贴片天线的定向特性是在贴片导体前的辐射方向图形。

此外，用于发送和接收线性极化波的天线能够通过将从相互垂直的方向安装的两个供电电路设置到贴片天线中的一个贴片导体来构造，该线性极化波能够通过在一个贴片导体上共用水平极化波和垂直极化波而被发送和接收(参见JP-A-2003-078339，JP-A-H07-176942，和JP-A-2002-344238)。

发明内容

使用在JP-A-H11-510662或JP-A-H11-298225中公开的贴片天线元件的基站天线能够相对容易地实现更小的尺寸或更低的成本。然而，使用这些天线元件的基站天线具有比反射板偶极子天线更窄的定向波束宽度。反射板偶极子天线是这样一种典型的结构，其中无定向天线的一个方向被金属板阻隔。在该结构的反射板偶极子天线中的垂直极化波的水平面中的定向波束的宽度是90°，并且由于该反射板偶极子天线能够实现垂直极化波的水平面中的比贴片天线更宽的定向波束宽度，反射板偶极子天线因而更优。

另一方面，当有一个波长的数量级的有限接地表面时，对于垂直极化波，在贴片天线的水平面之中的定向波束是大约70°，而对于水平极化波是大约55°(见图3)。换言之，贴片天线具有比反射板偶极子天线更窄的定向波束宽度。此外，贴片天线中的垂直极化波的水平面之中的定向波束宽度与水平极化波的水平面之中的定向波束宽度相差大约15°。结果，当将贴片天线用作如在JP-A-2003-078339和JP-A-H07-176942中所公开的用于垂直极化波和水平极化波二者的双极化天线的时候，辐射区域不同。

为了避免这个问题，必须如，例如，JP-A-2002-344238中所公开的来使用对于垂直极化波和水平极化波其每个都被单独构造的天线。然而，采用用于垂直极化波和水平极化波的分离天线典型地需要准备两种类型的天线，并且还导致了不同的外部形状和增加成本。