[发明专利]双极化辐射的偶极子天线

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2010年10月27日提交的法国专利申请FR1058828，通过参考将上述法国申请的公开内容以其全部结合于此，并基于35U.S.C.§119要求其优先权。

技术领域

本发明涉及在超高频范围内使用辐射元件发送无线电波的电信天线领域。

尤其是，本发明涉及将在任何频带特别是在多频带天线的低频频带操作的辐射元件，如电信天线中存在的那些辐射元件。这样的辐射元件能同样良好地用在单频带天线和称为平板天线的多频带天线中，特别是意图用在蜂窝电话应用中。

背景技术

蜂窝式电话使用与不同已知电信系统对应的各种频带。目前同时使用几种电信系统，例如“全球移动通信系统”GSM(870-960MHz)、“数字蜂窝系统”DCS(1710-1880MHz)，以及“通用移动电话业务”UMTS(1900-2170MHz)。从属于不同电信系统中的频带的几个系列的辐射元件的组合中得到的多频带天线被用在单频带天线底板内，以避免增加之前安装的天线的数量。

例如，存在双频带或三频带天线，其中被分配给每个频率的辐射元件或者根据纵向周期性结构彼此平行地对齐，例如交错地或者交替地，以便为对应同一频率的所有辐射元件创造类似的无线电环境。这些配置显著地增大了天线的宽度并且至少对于最高频率降低了辐射性能。

经常使用两种配置，以便制作操作在具有正交极化的两个不同频带的双频带天线。

被称为“并排”的第一种配置包括辐射元件的第一队列和辐射元件的第二队列，该第一队列由在第一频带上操作的两个正交交叉偶极子形成，该第二队列由在第二频带上操作的两个正交交叉偶极子形成。这两行彼此平行并被分开最高频带的至少半个波长。这种“并排”配置具有良好的性能，但是天线的宽度过大。该“并排”配置已经朝向“共线”配置演变以减小天线宽度。

在第二种被称为“共线”(或“同心”)的配置中，由排成正方形的四个偶极子形成的辐射天线被同心布置，以在第一频带操作，所述第一频带围绕由在第二频带操作的两个交叉的辐射偶极子形成的元件。所有这些元件沿着相同轴线对齐并且被放置在单个底板中的反射器之上。对长度长的偶极子来说这种配置过大，并且外部辐射元件会干扰相邻的辐射元件。

对于这两种类型的配置，存在方位角图的斜视效应，该效应由在高频下辐射的元件在方位角对齐平面中的不对称引起。由于这种不对称，在±60°的斜剖面中还观察到交叉极化的严重退化。

发明内容

新的业务在通带方面要求更加严格，并且它们在更紧凑的环境下，特别是为了满足数字信号处理要求，会要求最高的可能增益以及在辐射元件之间的极高隔离水平。

因此，本发明的目的是公开一种双极化辐射元件，其能够以共线配置集成到多频带天线中，得到低成本、易于装配并紧凑的结构。

本发明的另一目的是公开一种双极化辐射元件，其能够利用在方位角上的特定辐射特性在给定频率范围内操作。

本发明的另一目的是公开一种双极化辐射元件，其操作在一个频带上，其中所述元件的几何形状对与其同心但操作在另一频带的另一辐射元件的性能具有有限的影响。

本发明的另一目的是公开利用这种辐射元件设计的最窄可能天线。

本发明的目的是一种双极化辐射元件，其包括四个偶极子，每个偶极子包括一个支架和两个臂。属于两个相邻的偶极子的第一臂和第二臂形成包括单个部分的直辐射股，四个所述辐射股被布置为在角处形成不连结的正方形。因而每个偶极子的两个臂彼此正交。

在这种配置中，偶极子被故意彼此隔离以减轻相互调制(inter-modulation)问题。辐射元件的形状设计成获得尽可能离心的激励，以便实现网络效应。

根据一个优选实施例，每个辐射股包括在辐射股的每个端部处具有折叠的延长部的单个导电部分。

每个导电部分的所述延长部优选从所述辐射股的平面以90°折叠。

根据一个方面，每个部分的延长部的至少一个形成偶极子中的一个偶极子的支架的半支架。

根据另一方面，每个偶极子由电源系统供电，该电源系统包括电源线和至少一个地平面，该地平面是偶极子中的一个偶极子的支架的半支架之一。

根据第一变型，用于偶极子的电源系统具有带状线结构，所述带状线结构从被两个地平面围绕的电源线形成，每个地平面是偶极子中的一个偶极子的支架的半支架之一。

相对于已知的辐射元件，垂直布置的带状线或微带型电源线降低了成本并简化了装配。