專利名稱：寬帶單極天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及寬帶無(wú)線通信領(lǐng)域，并特別涉及如權(quán)利要求1中所述的寬帶單極天線。
例如，已知的一個(gè)具有水平橢圓盤狀天線單元的寬帶單極天線，如文獻(xiàn)US-4370660A中所記載的。
背景技術(shù)：
無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用在最近二十年中迅猛增加。這導(dǎo)致語(yǔ)音和數(shù)據(jù)服務(wù)在相差很大的不同頻帶范圍內(nèi)被傳輸?；旧希趪?guó)際上使用400，800，900，1800和1900MHz頻帶進(jìn)行移動(dòng)語(yǔ)音傳輸。而在UMTS標(biāo)準(zhǔn)(通用移動(dòng)通信系統(tǒng))中介紹的，頻率范圍已經(jīng)擴(kuò)展到2170MHz。作為陸線電話的替代-加密WLL(無(wú)線本地環(huán)路)，3400和3600MHz之間的頻率范圍已經(jīng)在很多歐洲國(guó)家被開(kāi)放使用了。為了實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，現(xiàn)在可以不用電線而使用WLAN頻率(無(wú)線局域網(wǎng))。對(duì)這些應(yīng)用開(kāi)放的頻率在2.4GHz和5.5GHz的范圍內(nèi)。
如果單個(gè)天線僅在相關(guān)的頻帶范圍內(nèi)工作，為了能夠在各個(gè)建筑物內(nèi)部區(qū)域提供高效服務(wù)，例如商業(yè)建筑，飛機(jī)場(chǎng)，火車站，地下車庫(kù)和旅館，就需要一個(gè)完整的天線束。因而就有了這樣一個(gè)需求——盡可能縮小天線束規(guī)模。因此，需要具有一個(gè)頻率范圍盡可能覆蓋800到6000MHz，并適于在建筑物內(nèi)部使用(所謂的室內(nèi)區(qū)域)的天線。
單極天線作為寬頻帶天線的一種，憑借其輕便簡(jiǎn)易的優(yōu)點(diǎn)對(duì)此尤其適合。寬帶單極天線的歷史已經(jīng)在Xu Liang等人的文章“Low-Profile Broadband Omnidirectional Monopole Antenna”，見(jiàn)Microwave and Optical Techn.Lett.，2000年4月第25卷第2期第135-138頁(yè)，以及N.P.Agrawall等人的文章“Wide-Band PlanarMonopole Antennas”，見(jiàn)IEEE Trans on Antennas and Propagation，1998年二月第46卷第2期第294-295頁(yè)中予以描述。前面所提到的第一篇文章描述了旋轉(zhuǎn)對(duì)稱單極天線，而第二篇文章則涵蓋了具有圓形或橢圓盤形的形狀的平面單極天線的特征。上述的平面構(gòu)造具有很容易制造并因此成本比較低的優(yōu)點(diǎn)。
最初引用的文獻(xiàn)US-4370660A已經(jīng)給出了一種具有一個(gè)平面橢圓形盤的寬帶單極天線，這一設(shè)計(jì)是為了在800MHz和4.5GHz之間的頻率范圍內(nèi)獲得一個(gè)小于1.5的駐波比(SWR)。
文獻(xiàn)GB2236625A描述了一個(gè)寬帶單極天線，其天線單元為微帶線狀，在電介質(zhì)襯底相對(duì)的兩面具有兩個(gè)矩形導(dǎo)體表面。該天線被用來(lái)使獲得一個(gè)大于1∶5(頻率范圍在700MHz和4GHz之間)的帶寬比成為可能，其中電壓駐波比(VSWR)小于2.5∶1。
文獻(xiàn)US-H-H2016(美國(guó)法定發(fā)明注冊(cè)，1986年3月5日提交，2002年4月2日公開(kāi))公開(kāi)了一種“單刀形天線”的寬帶單極天線，其中單個(gè)天線單元以一刀刃的形式設(shè)置在一底板上。這樣的天線是用來(lái)在電壓駐波比小于1.2∶1的情況下允許工作頻率提高到8GHz。
圖1所示為上述兩篇文章里的第二篇中所公開(kāi)的天線在最大頻率3.75-11.5GHz下取得電壓駐波比小于1.5。這僅僅相當(dāng)于只有1∶3.1的帶寬比。如介紹中已經(jīng)提到的，無(wú)論如何，這種方法無(wú)法提供頻率范圍從800到6000MHz，其相應(yīng)的帶寬比為1∶7.5的天線。在此情況下，為了所述的帶寬比，VSWR(電壓駐波比)＜1.5應(yīng)該在任何情況下都可以獲得。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種寬帶單極天線，其可用于從至少800到6000MHz的頻率范圍內(nèi)，具有1∶7.5的帶寬比，并對(duì)于該帶寬比總能夠獲得一個(gè)＜1.5的VSWR(電壓駐波比)，而且由于其簡(jiǎn)單緊湊的設(shè)計(jì)而特別適用于室內(nèi)區(qū)域。
該目標(biāo)是通過(guò)權(quán)利要求1中所記載的全部技術(shù)特征得以實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是使用一個(gè)盤狀天線單元，作為在一導(dǎo)電的平面底板上的單極天線，基于一個(gè)圓盤形或橢圓盤形的外形，所述天線單元具有一個(gè)以非圓形或橢圓形邊緣輪廓為界的剖面?；镜膱A形或橢圓形確保特別是在頻率范圍上端的頻率實(shí)現(xiàn)低的電壓駐波比，非圓形和非橢圓形外形則在頻率范圍的下端頻率處顯著改善響應(yīng)。
本發(fā)明首選的改進(jìn)點(diǎn)的特征是，改進(jìn)剖面使之具有矩形邊緣輪廓。在這種情況下，改進(jìn)剖面通過(guò)一個(gè)矩形邊緣輪廓而嚴(yán)格有界是可能的，并且為了改進(jìn)剖面具有除矩形邊緣輪廓以外的非圓形或橢圓形的其它外緣輪廓，在這種情況下非圓形或橢圓形的所述其它外緣輪廓可能是圓形凸起(round lobe)。
本發(fā)明中天線的第二個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)點(diǎn)的特征在于，改進(jìn)剖面具有多邊形的邊緣輪廓，其角度不是直角，特別的該多邊形邊緣輪廓具有銳角和鈍角的角度。
該改進(jìn)剖面最好位于一個(gè)分離平面之上，其平行于底板延伸并將改進(jìn)剖面與天線單元的其余部分分離開(kāi)。
同樣，最好為盤形的天線單元關(guān)于一個(gè)垂直于底板的中心平面鏡像對(duì)稱。
本發(fā)明的另一個(gè)改進(jìn)點(diǎn)在于為天線單元提供一個(gè)用來(lái)輸入天線信號(hào)的饋送點(diǎn)，其中天線單元為盤形，在面對(duì)底板一側(cè)的中心面上。
在這種情況下，通過(guò)一個(gè)同軸電纜連接器的中間導(dǎo)線提供輸入，該中間導(dǎo)線從設(shè)置在底板下面的同軸電纜連接器穿過(guò)底板連接到所述饋送點(diǎn)。
然而，通過(guò)一個(gè)設(shè)置在底板一側(cè)的饋送網(wǎng)絡(luò)提供信號(hào)輸入也是可行的，此時(shí)，該饋送網(wǎng)絡(luò)可能具有濾波結(jié)構(gòu)和/或有源器件。
根據(jù)本發(fā)明的寬帶單極天線最好包含一個(gè)至少1∶7.5的帶寬比，并具有一個(gè)小于1.5.的電壓駐波比(VSWR)。特別地，該寬帶單極天線覆蓋了一個(gè)從800到6000MHz的頻率范圍，具有一個(gè)小于1.5的電壓駐波比(VSWR)。
根據(jù)本發(fā)明的天線的一個(gè)已經(jīng)被實(shí)踐證明的改進(jìn)點(diǎn)，其特征在于底板之上盤形的天線單元的高度介于0.3和1mm之間，最好為0.5mm。
也已經(jīng)證實(shí)當(dāng)盤形的天線單元具有一個(gè)圓盤形的基本形狀時(shí)，其半徑在30和70mm之間，最好為大約50mm。
最后，也已經(jīng)證實(shí)當(dāng)盤形的天線單元具有豎直或水平橢圓盤形的基本形狀時(shí)，其長(zhǎng)軸與短軸比在1.1和1.3之間。
為了避免較低的工作頻率向高頻率轉(zhuǎn)變，使底板具有與最低工作頻率波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的最小直徑是有好處的。
底板和盤形天線單元由高導(dǎo)電材料組成效果比較好，最好為鋁或黃銅，并且底板和盤形天線單元的適宜厚度應(yīng)當(dāng)顯著大于在天線工作頻率的趨膚效應(yīng)的穿透深度。
底板最好為圓形并具有大約200mm的直徑。
為了使根據(jù)本發(fā)明的天線的實(shí)際高度盡可能小，盤形天線單元應(yīng)當(dāng)被彎曲以使盤形天線單元的垂直高度小于其未彎曲狀態(tài)。
一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)點(diǎn)的特征在于彎曲的盤形天線單元具有一介于0.2和0.35λ之間的豎直長(zhǎng)度，其中λ表示天線最低工作頻率的波長(zhǎng)。
盤形天線單元的彎曲從高于天線單元的下邊緣一個(gè)預(yù)定距離開(kāi)始是有益的，這個(gè)距離應(yīng)在0.02and0.06λ之間，其中λ表示天線最低工作頻率的波長(zhǎng)。
盤形天線單元的曲率深度在0.07and0.13λ之間也是有益的，λ表示天線最低工作頻率的波長(zhǎng)。
最后，為了提高天線匹配度，可以在盤形天線單元中設(shè)置開(kāi)口。這些開(kāi)口可以是圓形，橢圓形，正方形或者任何需要的多邊形。巧妙的設(shè)置這些開(kāi)口或孔能夠在工作帶寬內(nèi)的具體頻率范圍中提高天線匹配度。
此外，為了增加盤形天線單元的機(jī)械強(qiáng)度，可以在天線單元表面加入焊珠(bead)。


在下文中根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，其中圖1所示為根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的正面示意圖，其中盤形天線單元具有一個(gè)在分離平面上的非圓形的矩形輪廓；圖2，類似于圖1，所示為根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的天線示意圖，其中盤形天線單元具有一個(gè)在分離平面之上的斷面為矩形的非圓形輪廓和附加的葉片；圖3，類似圖1，所示為根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的天線示意圖，其中盤形天線單元具有一個(gè)在分離平面之上、有許多銳角和鈍角的非圓形的輪廓；圖4類似于圖1，所示為根據(jù)本發(fā)明第四優(yōu)選實(shí)施例的天線示意圖，其中盤形天線單元具有類似于附圖2的一個(gè)在分離平面之上的斷面為矩形的非橢圓輪廓和附件的葉片；圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的天線側(cè)視圖，為了減少實(shí)際高度，該天線被彎曲而多處具有直線形剖面；類似于圖5，圖6所示為一邊具有連續(xù)曲率的彎曲天線的另一個(gè)
具體實(shí)施例方式
以頻率范圍為800到6000MHz的天線為例，這個(gè)頻率范圍相當(dāng)于一個(gè)1∶7.5的帶寬比。本發(fā)明的目標(biāo)是為取得該帶寬比，在任何條件下都要獲得一個(gè)＜1.5的VSWR(電壓駐波比)。開(kāi)頭所引用的N.P.Agrawall的文章″Wide-Band Planar Monopole Antennas″(IEEETrans“天線與傳播”1998年2月第46卷第2期第294-295頁(yè))的圖1公開(kāi)了從3.75到11.5GHz能夠獲得＜1.5的電壓駐波比的天線，最大限度利用了圓形(CDM)、水平的(EDM1A)和豎直的(EDM1B)橢圓形天線單元。這相當(dāng)于帶寬比僅為1∶3.1。本發(fā)明是以改進(jìn)天線的上半部分從而在較低頻率范圍引起相當(dāng)大的改善這一發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)的。一些可能的改進(jìn)形式如附圖1-4所示。
圖1所示為本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例中的寬帶單極天線的正視圖。圖1所示的寬帶單極天線10具有一個(gè)平面的導(dǎo)電底板11，其上的天線單元19為盤形并豎直立于底板11上，其設(shè)置在高度h。盤形天線單元10的外形以具有半徑a的圓盤14為基礎(chǔ)，如圖1中的短線所示，天線單元19低于分離平面25的部分是圓形，平面25與底板11平行，并構(gòu)成一個(gè)圓形剖面15。在分離平面25之上，天線單元19的邊緣輪廓不是圓形，并且包括一個(gè)改進(jìn)剖面16。圖1所示的實(shí)施例中，分離平面25之上的該改進(jìn)的邊緣輪廓構(gòu)成一個(gè)具有兩個(gè)直角17和18的矩形。該包含直角形改進(jìn)部分16的盤形天線單元19，是關(guān)于一個(gè)與底板11成直角的中心面26鏡像對(duì)稱的。天線單元19的饋送點(diǎn)27位于中心面26和圓形剖面15的(低端)邊緣的交接點(diǎn)。饋送是經(jīng)由一個(gè)同軸電纜連接盒12的中間導(dǎo)線13提供的。為了達(dá)到這一目的，中間導(dǎo)線13從底板11下面的同軸電纜連接盒12經(jīng)由底板11連接到饋送點(diǎn)。
類似于圖1，圖2所示為本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例中的天線。圖2所示的寬帶單極天線29與圖1所示的寬帶單極天線19非常相似，兩者的差別在于圓盤14的改進(jìn)部分16具有不同的邊緣輪廓。
在這種情況下，該邊緣輪廓具有一個(gè)帶有直角轉(zhuǎn)角23和24的矩形斷面，以及兩個(gè)靠近矩形斷面23，24兩邊的圓形凸起21，22。
與圖1類似，圖3所示為本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例中的天線。圖3中所示的寬帶單極天線39與圖1所示的寬帶單極天線19差別更大。此時(shí)，在分離平面25下面只有一個(gè)比較窄的圓形剖面15，而分離平面25之上的改進(jìn)部分16與圓盤14的形狀很不相同。這些差別是由兩個(gè)相對(duì)的銳角31和32以及一個(gè)位于中心面上的鈍角33造成的，因此該改進(jìn)輪廓相當(dāng)于是菱形的。
在圖4所示的優(yōu)選實(shí)施例中，寬帶單極天線40的天線單元49的改進(jìn)部分42具有直角轉(zhuǎn)角46，47和凸起44，45，類似于圖2中所示的改進(jìn)部分16。因?yàn)榛拘螤钍且粋€(gè)豎直的橢圓盤43，位于分離平面25下面的部分為一個(gè)橢圓形剖面41。類似地，也可以使用一個(gè)水平橢圓盤(長(zhǎng)軸水平)，作為盤形天線單元的原型。
如果如圖1到3中短劃線所示被圓盤覆蓋的面積，與實(shí)線所示的天線單元的形狀的面積相吻合，則共振的頻率實(shí)際上也相等。使用下列關(guān)系式，大致能得出較低的共振頻率f=3.2aGHz(aincm)]]>該等式僅在導(dǎo)電底板11具有一個(gè)在最低工作頻率波長(zhǎng)的最小直徑時(shí)才有效。如果該底板直徑小于這個(gè)尺寸，則較低的工作頻率就向較高頻率方向變化。底板的尺寸也會(huì)影響垂直極化圖，特別是在工作頻率帶寬的上端。
在圖1到圖3所示的優(yōu)選實(shí)施里中，圓盤的上半部已經(jīng)進(jìn)行了改進(jìn)。從圖4可以看到，這些改進(jìn)可以，毫無(wú)疑問(wèn)也可以在水平的或豎直的橢圓形盤43上應(yīng)用，其長(zhǎng)軸與短軸的比大約是1.1到1.3。較大的該比值導(dǎo)致一個(gè)較小的帶寬。
底板11的材料必須是高度導(dǎo)電的，最好是鋁或黃銅。為了避免進(jìn)一步的信號(hào)損失，底板材料的厚度應(yīng)該顯著大于趨膚效應(yīng)的穿透深度。底板11的形狀實(shí)際上是次要的。它可以是正方形，圓形或多邊形。圓形是首選的，因?yàn)樗梢陨蓤A形的水平極化圖。盤形天線單元19，29，39，49的材料和厚度的選擇與底板11基于同樣的考慮。
底板11之上的盤形天線單元19，29，39，49的高度h最好為介于0.3和1mm之間?？梢杂瞄_(kāi)口34，35(圖4)將天線單元19，29，39，49的表面故意的間斷。這些開(kāi)口34，35可以是圓形，橢圓形、正方形或任何需要的多邊形。這些開(kāi)口或孔的巧妙設(shè)置在工作頻帶的特定頻率范圍內(nèi)提高了天線匹配度。
在優(yōu)選實(shí)施例中，單極天線或天線單元19，29，39，49通過(guò)一個(gè)同軸電纜連接盒12饋送，這是經(jīng)常使用的饋送方式。然而，單極天線也可以通過(guò)一個(gè)設(shè)置在底板11上表面或下表面的單獨(dú)饋送網(wǎng)絡(luò)被驅(qū)動(dòng)。舉例來(lái)說(shuō)，饋送網(wǎng)絡(luò)可以包括連接外部接口(最好為一個(gè)同軸電纜連接盒)到單極天線的濾波結(jié)構(gòu)或有源器件。
開(kāi)頭所引用的N.P.Agrawall的文章“Wide-Band PlanarMonopole(IEEE Trans.on Antennas and Propagation，1998年2月第46卷第2期第294-295頁(yè))”公開(kāi)的盤形天線的實(shí)際高度是較低工作頻率(f＝3.75GHz)波長(zhǎng)的62.5％，電壓駐波比＜1.5。轉(zhuǎn)換到當(dāng)前一個(gè)800MHz的較低工作頻率為例，這相應(yīng)于一個(gè)234mm的實(shí)際高度。這個(gè)實(shí)際高度對(duì)于建筑物內(nèi)部(室內(nèi)區(qū)域)來(lái)說(shuō)是不太被接受的。為此實(shí)際高度必須大大減少，以便在此類場(chǎng)所中能夠使用。按照目前的解決方案，實(shí)際高度的減少是通過(guò)對(duì)盤形天線單元(單極天線)19，29，39，49先前的平面表面進(jìn)行彎曲獲得的。圖5到7所示為優(yōu)選實(shí)施例中的天線單元用這種方法被彎曲的側(cè)視圖。
圖5所示為第一優(yōu)選實(shí)施例中的一個(gè)具有彎曲的盤形天線單元59的寬帶單極天線50。彎曲的盤形天線單元59具有一個(gè)豎直長(zhǎng)度l。盤形天線單元59的彎曲以一個(gè)預(yù)定距離b從天線單元59的下邊緣開(kāi)始。盤形天線單元59的彎曲使天線單元59具有一深度c。圖5中天線單元59的彎曲度不是連續(xù)的，而是由幾個(gè)直線部分組成。圖6所示的寬帶單極天線60的天線單元69與此相反，在一個(gè)方向上具有連續(xù)的彎曲度。最后，圖7所示的寬帶單極天線70的天線單元79，在兩個(gè)方向上具有連續(xù)的彎曲度。
圖5到7中所示的形狀僅僅是優(yōu)選的例子。主要的重要因素是表面為彎曲的。彎曲的實(shí)際形狀是次要的。除了圖5到7中所示的彎曲度之外，天線單元表面也可以在一個(gè)與該紙面平面成直角的平面上彎曲。此外，焊珠36，37(圖4)也可以在天線單元19，...79的表面嵌入(形成)。這些焊珠3637能夠增加天線單元的機(jī)械強(qiáng)度，尤其當(dāng)表面強(qiáng)度被開(kāi)口34，35削弱時(shí)。開(kāi)口34，35和焊珠36，37的尺寸和分布可以在寬度界限范圍內(nèi)與各種情況相適應(yīng)。圖4僅僅示出了與此相關(guān)的一個(gè)例子。
為了實(shí)現(xiàn)在＜1.5的電壓駐波比下，取得大約為1∶8的帶寬比，最好符合如圖5到7所示的下列尺寸l＝0.2-0.35λ
b＝0.02-0.06λc＝0.07-0.13λ其中λ表示最低工作頻率的波長(zhǎng)，偏離這些值的差異限制了天線的頻帶寬度。
例如一個(gè)包含該頻率范圍從800到6000MHz，具有＜1.5的電壓駐波比的天線，有下面的尺寸l＝95mmb＝16mmc＝35mmh＝0.5mma＝50mm。
選用具有圖2所示形狀和圖6所示彎曲度的天線單元。底板11是圓的，并且直徑為200mm。
附圖標(biāo)記附錄10，20，...，70寬帶單極天線11 底板12 同軸電纜連接器13 中間導(dǎo)線14 圓盤15 圓形剖面16 改進(jìn)剖面17，18 角(直角)19，29，...，79天線單元(盤形)21，22 凸起23，24 角(直角)25 分離平面26 中心面27 饋送點(diǎn)31，32 角(銳角)33 角34，35 開(kāi)口36，37 焊珠41 橢圓剖面42 改進(jìn)剖面43 橢圓形盤44，45 凸起46，47 角(直角)a 半徑(圓盤)h 高度l 長(zhǎng)度(天線單元)b 距離c 深度
權(quán)利要求
1.一種寬帶單極天線(10，20，...、，70)具有一個(gè)盤狀的天線單元(19，29，39，...，79)，該天線單元豎直設(shè)置在一個(gè)平面的導(dǎo)電底板(11)上一個(gè)預(yù)定的高度(h)處，其特征在于所述盤狀的天線單元(19，29，39，...，79)具有一個(gè)改進(jìn)剖面(16，42)，其始于圓盤(14)或橢圓盤形狀(43)，該剖面(16，42)以一個(gè)非圓形或橢圓形的邊緣輪廓(17，18，21，...，24；31，...，33；44，...，47)為界。
2.如權(quán)利要求1所述的寬帶單極天線，其特征在于所述改進(jìn)剖面(16，42)具有矩形邊緣輪廓(17，18；23，24；46，47)。
3.如權(quán)利要求2所述的寬帶單極天線，其特征在于所述改進(jìn)剖面(16，42)只以一個(gè)矩形邊緣輪廓(17，18)為界。
4.如權(quán)利要求2所述的寬帶單極天線，其特征在于所述改進(jìn)剖面(16，42)具有除矩形邊緣輪廓(23，24；46，47)以外的、非圓形或橢圓形的其它邊緣輪廓(21，22；44，45)。
5.如權(quán)利要求4所述的寬帶單極天線，其特征在于所述非圓形或橢圓形的其它邊緣輪廓為圓形凸起(21，22；44，45)。
6.如權(quán)利要求1所述的寬帶單極天線，其特征在于所述改進(jìn)剖面(16)具有多邊形的邊緣輪廓，其角度(31，...，33)不是矩形形狀。
7.如權(quán)利要求6所述的寬帶單極天線，其特征在于所述多邊形的邊緣輪廓具有銳角(31，32)和鈍角(33)的角度。
8.如權(quán)利要求1到7中任一個(gè)所述的寬帶單極天線，其特征在于改進(jìn)剖面(16，42)位于一個(gè)分離平面(25)之上，所述分離平面與所述底板(11)平行并且把所述改進(jìn)剖面(16，42)與天線單元(19，29，39，...，79)的其它部分分離開(kāi)。
9.如權(quán)利要求1到8中任一個(gè)所述的寬帶單極天線，其特征在于盤形的天線單元(19，29，39，...，79)關(guān)于一個(gè)垂直于底板(11)的中心面(26)鏡像對(duì)稱。
10.如權(quán)利要求9所述的寬帶單極天線，其特征在于為天線單元(19，29，39，...，79)提供一個(gè)用來(lái)饋送天線信號(hào)的饋送點(diǎn)(27)，其中天線單元為盤形，位于面對(duì)底板(11)一側(cè)的中心面(26)上。
11.如權(quán)利要求10所述的寬帶單極天線，其特征在于所述饋送通過(guò)一個(gè)同軸電纜連接器(12)的中間導(dǎo)線(13)傳輸，并且該中間導(dǎo)線(13)從設(shè)置在底板(11)下面的同軸電纜連接器(12)穿過(guò)底板(11)連接到饋送點(diǎn)(27)。
12.如權(quán)利要求10所述的寬帶單極天線，其特征在于所述饋送通過(guò)一個(gè)設(shè)置在底板(11)一側(cè)的饋送網(wǎng)絡(luò)提供。
13.如權(quán)利要求12所述的寬帶單極天線，其特征在于該饋送網(wǎng)絡(luò)具有濾波結(jié)構(gòu)和/或有源器件。
14.如權(quán)利要求1到13中任一個(gè)所述的寬帶單極天線，其特征在于當(dāng)電壓駐波比(VSWR)小于1.5時(shí)，該寬帶單極天線(10，20，...，70)包含一個(gè)至少1∶7.5的帶寬比。
15.如權(quán)利要求14所述的寬帶單極天線，其特征在于當(dāng)電壓駐波比(VSWR)小于1.5時(shí)，該寬帶單極天線(10，20，...，70)覆蓋了一個(gè)從800到6000MHz的頻率范圍。
16.如權(quán)利要求1到15中任一個(gè)所述的寬帶單極天線，其特征在于盤形的天線單元(19，29，...，79)在底板之上的高度(h)介于0.3和1mm之間，最好為0.5mm。
17.如權(quán)利要求1到16中任一個(gè)所述的寬帶單極天線，其特征在于盤形的天線單元(19，29，...，79)具有一個(gè)圓盤(14)形的基本形狀，其半徑(a)在30和70mm之間，最好為大約50mm。
18.如權(quán)利要求1到16中任一個(gè)所述的寬帶單極天線，其特征在于盤形的天線單元(19，29，...，79)具有豎直或水平橢圓盤(43)形的基本形狀，其長(zhǎng)軸與短軸比在1.1和1.3之間。
19.如權(quán)利要求1到18中任一個(gè)所述的寬帶單極天線，其特征在于底板(11)具有與最低工作頻率波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的最小直徑。
20.如權(quán)利要求1到19中任一個(gè)所述的寬帶單極天線，其特征在于底板(11)和盤形天線單元(19，29，...，79)由高導(dǎo)電材料組成，最好為鋁或黃銅，并且底板(11)和盤形天線單元(19，29，...，79)的厚度應(yīng)當(dāng)顯著大于在天線工作頻率的趨膚效應(yīng)的穿透深度。
21.如權(quán)利要求1到20中任一個(gè)所述的寬帶單極天線，其特征在于底板(11)為圓形并具有大約200mm的直徑。
22.如權(quán)利要求1到21中任一個(gè)所述的寬帶單極天線，其特征在于為了減小天線的總高度，盤形天線單元(19，29，...，79)被彎曲以使盤形天線單元(19，29，...，79)的豎直長(zhǎng)度(l)小于其未彎曲狀態(tài)。
23.如權(quán)利要求22所述的寬帶單極天線，其特征在于彎曲的盤形天線單元(19，29，...，79)具有一介于0.2和0.35λ之間的豎直長(zhǎng)度(l)，其中λ表示天線最低工作頻率的波長(zhǎng)。
24.如權(quán)利要求22或23中一個(gè)所述的寬帶單極天線，其特征在于彎曲的盤形天線單元(19，29，39，...，79)的彎曲從天線單元(19，29，...，79)的下邊緣以上一個(gè)預(yù)定距離(b)開(kāi)始，這個(gè)距離在0.02和0.06λ之間，其中λ表示天線最低工作頻率的波長(zhǎng)。
25.如權(quán)利要求22到24中任一個(gè)所述的寬帶單極天線，其特征在于盤形天線單元(19，29，39，...，79)的彎曲導(dǎo)致所述盤形天線單元(19，29，39，...，79)的具有深度(c)，該深度在0.07和0.13λ之間，λ表示天線最低工作頻率的波長(zhǎng)。
26.如權(quán)利要求1到25中任一個(gè)所述的寬帶單極天線，其特征在于為了在工作帶寬內(nèi)的特定頻率范圍中提高天線匹配度，在盤形天線單元(19，29，39，...，79)中設(shè)置開(kāi)口(34，35)。
27.如權(quán)利要求1到26中任一個(gè)所述的寬帶單極天線，其特征在于為了增加盤形天線單元(19，29，39，...，79)的機(jī)械強(qiáng)度，在天線單元(19，29，39，...，79)的表面形成焊珠(36，37)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種寬帶單極天線(10)，包括一個(gè)發(fā)射器(19)，其被實(shí)施為盤狀、并且垂直設(shè)置在一個(gè)導(dǎo)電基底(11)上的預(yù)定高度(h)處。所述盤狀發(fā)射器(19)包括一個(gè)改進(jìn)剖面(16)，其起始具有一個(gè)圓(14)或橢圓(43)盤形狀，所述改進(jìn)剖面被一個(gè)偏離所述圓或橢圓形狀的邊界輪廓所界定。
文檔編號(hào)H01Q9/42GK1748341SQ200380109708
公開(kāi)日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2003年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月14日
發(fā)明者沃爾夫?qū)ず５? 卡斯坦·迪克曼, 森科·克帕蘭, 尤根·絲帕力格 申請(qǐng)人:胡貝爾和茹納股份公司