[发明专利]平面型发射器

说明书

本发明涉及一个具有发射器平面及网络平面的平面型发射器，发射器平面上装有平面型谐振器，网络平面上装有耦合网络，从而平面型谐振器通过该耦合网络彼此进行相位及电耦合。

反射器天线或平面天线或发射器用于通信业务，尤其是点对点、多信道通信业务，这些业务需要接收或发射在微波频谱内的线性极化的定向电磁辐射场。反射器天线的发射特性依赖于使用适合的激励而使该反射器表面的电磁辐射场分量产生合适的幅度相位关系。在这种情况下使用的所述反射器，既可以是以确定了曲率和包络的封闭曲面的形式，也可以是以拟订了使用确定了长度和间距的分立的导电线性器件中的栅状装置的形式。传统的平面解决方法是依赖于电装置和每一个确定了群尺寸及群间距的并联反馈平面型谐振器。发现传统平面天线有一个缺点，即仅为最重要的部分-高系统品质提供了小的频谱范围，从而，由于小带宽而使仅有较小的使用信号天线的频带是可传送的，所以仅适用于对多点多道通信业务的使用加以限制的情况。

因此本发明的一个目的是提供一个具有平面型谐振器的平面型发射器，该平面型发射器结构简单、小巧，并且由一些容易制造的器件构成，而与此同时，该平面型发射器以一种方式在尽可能宽的频谱范围内又具有高的频率相关系统品质，所述的这种方式是适合多信道点对点通信，尤其是频率范围在2.500GHz到2.686GHz的多信道点对点通信。

依照本发明解决上述问题的方法在于将所述平面型发射器构造为具有平面相互平行的类三明治的层，还在于第一绝缘层通过导电薄层与第二绝缘层分开，其中该薄层构成了发射器和网络层的共地面，以及在于第一绝缘层在其远离导电薄层的一侧安装有多个平面型谐振器，而第二绝缘层在其远离导电薄层的一侧安装有耦合网络。

如本发明中所说明的平面型发射器仅需要一个共地面，用于发射器及网络平面，从而本发射器与传统平面型发射器相比，总体高度明显降低，制造材料的花费也得到了降低。并且，不用影响耦合网络的特性波阻抗，而可通过适当地选择第一绝缘层的厚度而改变发射器传送或接收的辐射场的带宽，从而同时也实现了覆盖整个谱范围的高的系统品质。

每个平面型谐振器是这样进行电性连接的，即通过具有耦合网络的一个电子导电耦合插头，从而将该电子导电耦合插头安装在与发射器和网络平面垂直的穿透孔内。

与第一绝缘层大得不成比例的厚度相比，耦合插头相对较长。因而插头自身具有电变换效应。由插头表示的电抗分量因此不能被忽略，而且必须得到补偿。这可以通过一个至少部分地覆盖了插头的壳来完成，这个壳是由一种材料，尤其是特氟隆构成，该材料具有比发射器和网络平面中作为基底材料的构成所述绝缘层的材料更高的绝缘值。通过调整所述壳体的墙厚、高度及ε_T，插头-壳-组合的每单位长度的电容可被调整，从而插头上的感抗分量得到了补偿。

另一方面，通过利用所使用的微带线路中的长宽比的变换效应，可有利于实现对插头的感抗分量的补偿。在相应的文献中，对这种使用了微带线路的变换都有相当充分的说明。在这种情况下，如果需要，可以免用所述的壳。

进一步必需的是在一定区域内的导电薄层具有一些圆形的有小孔的凹口，以致插头与导电薄层不存在电连接，其中所述的区域是指电子导电插头穿过的所述层的区域。这些圆形有小孔的凹口构成了小孔，其中的耦合系数可通过使用小孔孔径进行调节。由此该耦合系数确定了从发射器传导到网络平面的信号强度部分。所述最优孔径是通过模拟及实践性测试得到的。

为使平面型发射器是可弯曲的或是碎屑状的，存有一种可能性，即第一绝缘层是由两种绝缘材料构成的，这两种材料中的每一种都在自己的区域内形成一层。在这种情况下，第一层的厚度比第二层的厚度要大，从而第二层在其远离第一层的一侧安装有多个谐振器平面。第一层由此构成了平面型发射器的实际的基底材料，而且由其ε₁及损耗角正切δ_ε从本质上决定了该发射器平面的特性。第一层的材料是优化的廉价材料聚苯乙烯，它是泡沫状的，可弯曲，尤其是它具有特定的体积重量20公斤/米³。第二层是使用了与第一层粘结在一起的聚乙烯重邻苯二甲酸盐薄层的最佳结构。聚乙烯重邻苯二甲酸盐薄层的优势在于它能与铜形成一个牢固的固定连接，从而谐振器平面被牢牢地固定住。

由于所述刚性构造的壳体，所以至少是在插头区域的发射器及网络平面间的间隙即便在外力作用下及在安装天线时也会保持恒定，这一事实导致通过使用如上文所说明的壳而实现了一个附加优点。甚至在对平面型发射器弯曲及挤压时，所述系统品质也不改变。