[发明专利]双频带天线

说明书

1.发明领域

本发明涉及一种天线，特别涉及一种双频带天线，其中在信号源和该天线间不要求单独的匹配电路，因此结构简单，使用方便，价格低廉，性能优越。

2.相关技术说明

在一个移动通信系统中，天线用来节省发射功率并有效地使用频率，随着移动通信迅速发展和广泛使用，在一个普通的系统中存在经常出现容量饱和的情况。这样，需要良好地工作在这种环境之下的一个新系统以及在一个普通系统和该新系统之间的互锁。例如，互锁使用在：(i)一个码分多址存取(CDMA)系统和一个个人通信系统(PCS)之间(在韩国)；(ii)一个先进的移动电话服务(AMPS)系统和一个PCS之间(在美国)：(iii)一个组专用移动(GSM)系统和一个数字欧洲无绳电话(DECT)系统之间；或(iV)一个GSM系统和在欧洲将该GSM加到1,800MHZ频带的数字通信系统(DCS)1800系统之间。这样的一种互锁系统通常称为双频带系统。即，一个双频带系统互锁两个彼此具有不同频带的不同系统。

在普通双频带系统中有用于各自两个频带的不同的天线，材料成本倍增，使最小化和重量减小成为困难。因此，已开发了可用于两个频带的一种双频带天线。

专利号为4,509,056的美国专利公开了一种应用调谐套管扼流(tured sleeve choke)的多频率天线。图1为说明一种单极天线结构的剖面图，该天线工作在按照应用调谐套管扼流的多频率天线的一个实施例的双频率上。如图1所示，一个同轴馈线2的外导体6连接到地平面20，其内导体8的延长部分10从地平面20通过一个扼流圈12i延长到如尺寸N表示的辐射状的部分。扼流圈用固体电介插入物16i装载，扼流圈的壳体的内表面和通过该扼流圈延伸的导体的外表面形成一个四分之一波长(λ/4)传输线。在高频，该扼流圈形成一段λ/4传输线。它防止扼流圈12i的壳体14i的一个开路端和延伸部分10之间的耦合。在低频，扼流圈12i不是起一个隔离元件作用，但在该低的谐振频率上起到如整个长度P表示的一个单极天线作用。

在高/低频带频率上起一个四分之一波长单极天线作用的双频带天线如等式1所定义的那样具有一个输入组抗Z_in.并在其与该系统的另外电路连接情况下要求50Ω的匹配电路。这里，其他电路是指一个滤波器或一个射频(RF)放大器，并且当它连接到双频带天线时，天线的性能由于阻抗失配而降低。因此应当连接50Ω匹配电路以防止上述失配。

        Z_in＝36+j20……………(1)

由于上述双频带天线要求在信号源和天线之间有一个单独的匹配电路，导致结构复杂，使用不便，以及高的价格。

                        发明概述

因此本发明的一个目的在于提供这样一种双频带天线，其中在信号源和天线间不要求单独的匹配电路，由此具有结构简单，使用方便，价格低廉以及性能改善。

为达到以上目的，提供了本发明的一个实施例，即，用于一种移动通信系统的双频带天线，该天线包括：具有开口端的一个金属管；具有内外导体的一段同轴馈线，同轴线的一部分插进该金属管中。接地平面连接到金属管相对该开口端的部分以及同轴馈线的外导体。一信号线电耦合到该内导体并在金属管的开口端从该金属管伸出。

最好，选择金属管，信号线和同轴线的尺寸使天线的阻抗在工作的双频带上基本上和同轴线的阻抗匹配。金属管可任选介电体将其充满，以减缩天线长度。

在一更具体的实施例中，用于一种移动通信系统的一种双频带天线包括一个金属管，具有部分插入该金属管中的一段同轴馈线，连接到该金属管第一端以及该同轴馈线外导体的一个接地平面，以及一信号线。信号线在该金属管中的一个连接点上连接到该同轴线的内导体。同轴线的外直径在该连接点是开口的，由此产生第一射频(RF)扼流。金属管具有开口的第二端，用于产生第二射频(RF)扼流。信号线通过金属管并穿出该金属管一预定长度。建立以下预定值：同轴线从接地平面到连接点的长度；信号线从连接点到金属管开口端的长度；信号线从金属管开口端延伸的长度；同轴馈线的外导体的外直径；以及金属管和信号线的直径。在所说天线的工作频带中这样来选择这些值，使得天线的阻抗基本上和同轴线的阻抗相匹配，由此提供同轴线上的低驻波比，并免除单独匹配网络的需求。

                       附图简述

参照以下结合附图的详细说明将容易理解本发明的这些以及各种其他特征和优点，其中：