專利名稱：雙波段天線饋電的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及如權利要求1的前序部分所述類型的雙波段天線。
背景技術：
典型的雙波段天線包括用于發(fā)射和/或接收無線電頻率輻射的至少一個第一天線元件和相關的第二天線元件，以及導電的基本上為平面的反射體設備。第一和第二天線元件在位于反射體設備前側上形成結合的天線元件。微波功率通常從單個饋電網絡以兩個單獨的頻率波段饋電。第一頻率波段中的微波功率通過反射體設備中的孔徑饋電到第一輻射片，第二頻率波段中的微波功率通過反射體設備中的孔徑并且通過第一輻射片中的耦合片和十字形孔徑向第二輻射片饋電。這種現有技術的雙波段天線的例子在WO 02/43183(Allgon AB)中示出。
在雙波段天線中，通常只需要單個饋電網絡來向兩個天線元件饋電。然而，在一些情形中，可需要有兩個單獨的饋電網絡來向天線元件饋電。例如，為了獲得改進的或者某些特定的輻射特征，可需要使用單獨的饋電網絡。
這種用于使用單獨饋電的一個已知解決方案在EP 1 069 646 A2中示出。在所述文獻中描述的天線包括多個片，每個片由饋電裝置饋電，該饋電裝置包括與相應片的接地平面上的對準點相連接的電壓源和從該點延伸到該片的探針。
現有技術中的這個解決方案存在多個缺點。首先，EP 1 069 646 A2中示出的解決方案需要對一束線纜進行單調的且耗費體力的安裝，每個所使用的片安裝一次。這個安裝將還進行為使得所使用的探針被放置為使直接相對的探針之間的假想線是正交的。這是為了實現隔離良好的雙極化輻射。從而，安裝將變得更為困難。而且，每個饋電裝置還包括電容器，給出了多個需要安裝的部件。而且，如果一根線纜有缺陷或者斷裂，使用多種不同的線纜使得其替換變得困難和耗費時間。
從而，需要用來對于向不同天線元件提供單獨饋電的改進方式，其中天線的安裝、維護及其制造變得更為方便。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種天線構造，其克服了上述缺點。具體地，本發(fā)明的目的是以容易安裝的方式在給予所希望的輻射模式的雙波段天線中提供單獨饋電。根據本發(fā)明，其安裝是方便的，由此避免了費力的組裝步驟，并且給出了較為廉價的雙波段天線。此外，提供一種雙波段天線，其具有雙波段天線的輻射元件的可靠和安全的饋電，給出所希望的輻射模式。而且，本發(fā)明在雙波段天線中提供一種新的、有創(chuàng)造性的并且更簡單的兩個或多個天線元件的單獨饋電。
根據本發(fā)明的第一方面，這些目的由權利要求1的特征部分中所限定的天線實現。
根據本發(fā)明，提供一種雙波段天線，其包括多個天線元件，用于發(fā)射和/或接收無線電頻率輻射。該天線元件一個放置在另一個上方，并且通過第一天線元件將屏蔽饋電提供到第二天線元件，從而使得不同天線元件之間單獨地饋電。
根據本發(fā)明的一個實施方式，屏蔽饋電裝置設置為穿過孔徑區(qū)域，該孔徑區(qū)域包括一個或多個設置在所述第一天線元件中的孔徑。由此，提供一種簡單并且較為廉價并且還相當可靠的解決方案，用于向多個天線元件單獨地饋電，該解決方案實現了一種容易安裝的天線結構。
根據本發(fā)明的一個實施方式，屏蔽饋電裝置包括中空管，線纜穿過該中空管設置，用于向第二天線元件饋電。由此，提供一種較為廉價的屏蔽裝置，其容易安裝且容易制造。
根據本發(fā)明的一個實施方式，該中空管包括具有不同直徑的多個部分。這樣給出靈活的方案，其中例如最上面的管部分可以大于下面的管部分，使得設計者隱藏并保護該管部分內的其它部件。
根據本發(fā)明的一個實施方式，該屏蔽饋電裝置導電地直接或間接地連接到接地平面。該屏蔽饋電裝置可以直接地固定到上部天線元件或者根本不固定。從而，提供用于靈活設計的裝置，使得設計者根據特定的需求或需要來定制天線。
根據本發(fā)明的一個實施方式，第一天線元件經接地平面中的孔徑饋電。這是優(yōu)選的實施方式，并且屏蔽饋電優(yōu)選地設置為穿過該孔徑而到達放置在第一天線元件上方的天線元件。
根據本發(fā)明的一個實施方式，該天線元件包括由下列裝置組成的組的其中一個孔徑天線，例如縫隙、號角或孔耦合貼片天線，偶極天線或探針饋電天線。除了提供靈活的解決方案，這些是已知的部件，使得可以使用廉價的和可方便互換的部件。
根據本發(fā)明的一個實施方式，第一天線元件適于以低頻波段輻射，第二天線元件適于以高頻波段輻射。
根據本發(fā)明的一個實施方式，該雙波段天線包括多個以同一頻率波段輻射的天線元件，并且該屏蔽饋電裝置設置為穿過每個所述天線元件，從而可提供寬波段的應用。
通過下面結合附圖所進行的說明，本發(fā)明的另外的實施方式及其優(yōu)點將變得更為清楚。


圖1示出了根據本發(fā)明的雙波段天線的截面視圖。
圖2a-2d以不同視圖示出了根據本發(fā)明的雙波段天線的實施方式。
圖3示出了本發(fā)明的另一實施方式。
圖4示出了根據本發(fā)明的雙波段天線中反射體內的示例性孔徑區(qū)域。
圖5示出了根據本發(fā)明的雙波段天線的示例性天線元件。
圖6示出了包括多個天線元件的本發(fā)明另一個實施方式。
圖7示出了具有變化直徑的屏蔽饋電裝置的實施方式。
具體實施例方式
首先參照圖1，示出了根據本發(fā)明的雙波段天線的示意圖。雙波段天線1總體上由附圖標記1表示。提供第一天線元件2，其包括輻射元件2a，例如片，由導電材料制成，用于以某一頻率輻射。天線元件2放置在主要反射體7上方相距例如距離5，由此反射體7設置為反射來自于第一天線元件2的輻射。優(yōu)選地還設置有屏蔽箱6，用于防止反向輻射。包括輻射元件3a的第二天線元件3放置在第一天線元件2上方，輔助反射體8設置為用于射出來自于第二天線元件3的輻射。
在其最一般的形式中，本發(fā)明基于下述思想使用通過第一天線元件2到達放置在天線元件2上方的另一天線元件3的屏蔽饋電裝置9。通過使用基本上對稱的管可優(yōu)選地設置屏蔽饋電裝置9，線纜10等穿過該管被拉出，以便于向上部天線元件3饋電。在圖1示出的示意圖中，屏蔽饋電裝置9沒有始終連接到上部天線元件3，但是借助屏蔽箱6間接地接地。線纜10穿過屏蔽饋電裝置9被拉出，并連接到固定于第一天線元件2的輻射元件2a下方的PCB(印刷電路板)4。第一天線元件2包括孔徑，用于能夠向上部天線元件3饋電。
從而，根據本發(fā)明，現在參照圖2a-c更詳細地示出參照圖1所描述的本發(fā)明。屏蔽饋電裝置9設置通過第一天線元件2上的孔徑11，孔徑11能夠單獨向第二天線元件3饋電，如上所述的。例如，屏蔽饋電裝置9可包括由任意合適的導電材料例如金屬制成的中空管。該中空管設置為穿過該下部第一天線元件2的中部，例如穿過主要反射體7中的孔徑6，然后借助連接到主要反射體7的屏蔽箱6接地，在本實施方式中為間接地接地。主要反射體7設置成反射來自第一天線元件2的輻射，但是在一些情形下應該小心其對于一個或多個上部天線元件3的輻射特征的影響。通過該中空管，現在線纜10可被拉到饋電網絡4，饋電網絡4設置為用于向第二天線元件3供給電力。在圖2d中，上部天線元件3已經取下，以示出輔助反射體8中的孔徑11。
在圖2a-2d示出的實施方式中，屏蔽饋電裝置9(例如中空管)設置成穿過第二天線元件2中的孔徑，并且留出在饋電網絡4和屏蔽饋電裝置9之間的空間。這使得線纜10安裝方便以連接到饋電網絡4(例如緊固到第二天線元件3下方的PCB)，饋電網絡4用于向第二天線元件3饋電。
在圖3a-3b示出的另一實施方式中，屏蔽饋電裝置9連接到第二天線元件3，并且向第二天線元件3饋電的饋電網絡4放置在第一天線元件2的頂部。在此實施方式中，屏蔽箱12由此設置在第二天線元件3的反射體8下方。屏蔽箱12在屏蔽饋電裝置9連接到上部天線元件3的情形下是必需的，該屏蔽箱12在圖3a-3b示出的實施方式中提供間接的接地。屏蔽箱12可包圍所需的饋電網絡-例如緊固在其中的PCB(未示出)以及其它優(yōu)選部件。
在圖4中示出了本發(fā)明的可選實施方式。與圖1和2a-2d中示出的實施方式中由垂直縫隙構成的截面形狀孔徑不同，孔徑區(qū)域13設置在主要反射體7中?？讖絽^(qū)域13可由一個或多個直縫隙孔徑或橢圓形孔徑構成。這使得天線可以為其特定預期的用途而方便地制造，從而具有靈活的設計裝置。
在另一實施方式中，例如在圖4示出的實施方式中，屏蔽饋電裝置9直接連接到接地的主要反射體7，而不是像上述實施方式中通過屏蔽箱5那樣間接接地。屏蔽饋電裝置9可例如焊接到主要反射體7。
中空管制得越小越好，第一要求為具有足夠的空間將饋電裝置(例如線纜)設置到第二天線元件3。從而第二(即上部)天線元件3可通過從中空管抽出的線纜饋電。第二要求是其將能夠使中空管直接或間接地接地。然而，可以使用具有變化直徑的中空管，即該管可包括多個具有不同直徑的管部分。從而所獲得的優(yōu)點將是可以使用具有較大直徑的管部分，用于最上部天線元件。圖7示出了這種屏蔽饋電裝置，其包括具有可變直徑的中空管。屏蔽饋電裝置9在示出的實施方式中具有兩個管部分，這兩個管部分為具有一個直徑的第一部分9a和具有另一直徑的第二部分9b。在圖7中，示出了用于以第一(優(yōu)選較低)頻率波段輻射的兩個天線元件，還示出了以第二(優(yōu)選較高)頻率波段輻射的兩個上部天線元件。在具有較大直徑的管部分中，可以放置附加期望的或所需的部件，由此，可以保護并隱藏這些部件。
為了實現天線的可能最佳性能，饋電應該盡可能地對稱。如果第二(上部)天線元件3僅被豎直極化地設置，單根線纜就足夠了，由此可省略中空管，并且直接抽出該單根線纜。這是因為同軸線纜是本身對稱并且屏蔽的。如果雙極化是需要或者所希望的，因此必須要兩根線纜，屏蔽的中空管對于提供對稱性是必需的。
根據另一實施方式，屏蔽饋電裝置也可由其它裝置提供(即不借助中空管)。屏蔽饋電裝置9能夠例如以將導體卷繞在金屬箔等中的形式而實現。這將形成非常細小的屏蔽饋電裝置，這在某些應用中是有利的。
在圖5中還示出了本發(fā)明的可選實施方式，包括用于高頻波段輻射的偶極天線14，而不是如圖1和2a-2d所示的貼片天線(patchantenna)3a。已經發(fā)現本發(fā)明不限制于偶極天線14或貼片天線3的使用，而是可以使用任何合適的輻射裝置，例如探針饋電天線元件。低頻波段(下部天線元件)優(yōu)選地總是孔徑饋電，同時最上部的高頻波段因此被可選地饋電，如以上示例性地。
圖6a-b示出了本發(fā)明的另外一種實施方式。在此實施方式中，提供另一種天線元件15。這可例如用作提供低頻波段天線的寬波段特性。發(fā)現另外的天線元件可以堆疊在彼此上方，屏蔽饋電裝置9設置為穿過這些元件。還需要理解的是，每個頻率波段可通過設置多個用于每個波段的天線元件而變寬，由此屏蔽饋電裝置9設置為穿過合適的天線元件，用于向最上部的天線元件單獨地饋電。
根據本發(fā)明，還可設置包含多個根據本發(fā)明的雙波段天線的裝置。
總體來說，本發(fā)明提供一種借助屏蔽饋電裝置實現在雙波段天線中的不同天線元件的單獨饋電的新的、創(chuàng)造性的方法。盡管已經以特定的實施方式示出并描述了本發(fā)明，然而可以作出多種改變和改進，這對于本領域技術人員而言將是顯而易見的。
權利要求
1.一種雙波段天線(1)，其包括多個用于發(fā)射和/或接收無線電頻率輻射的天線元件，所述天線元件一個設置在另一個上方地設置，其特征在于，屏蔽饋電裝置(9)設置為穿過第一天線元件(2)到第二天線元件(3)，用于向這些不同的天線元件(2、3)單獨地饋電。
2.根據權利要求1所述的雙波段天線，其中所述屏蔽饋電裝置(9)設置為穿過孔徑區(qū)域(13)，所述孔徑區(qū)域包括一個或多個設置在所述第一天線元件(2)中的孔徑。
3.根據權利要求1或2所述的雙波段天線，其中所述屏蔽饋電裝置(9)包括中空管，線纜(10)設置為穿過所述中空管，用于向所述第二天線元件(3)饋電。
4.根據權利要求3所述的雙波段天線，其中所述中空管包括多個具有不同直徑的部分。
5.根據權利要求1所述的雙波段天線，其中所述屏蔽饋電裝置(9)被導電地直接連接到接地平面。
6.根據權利要求5所述的雙波段天線，其中所述屏蔽饋電裝置(9)被導電地直接連接到接地的主要反射體(7)。
7.根據權利要求1所述的雙波段天線，其中所述屏蔽饋電裝置(9)借助屏蔽箱(6)導電地間接連接到接地的主要反射體(7)。
8.根據前述權利要求中任一項所述的雙波段天線，其中所述第一天線元件(2)經接地平面(7)中的孔徑(11)饋電。
9.根據前述權利要求中任一項所述的雙波段天線，其中所述天線元件(2、3)包括由下列裝置構成的組的其中一個孔徑天線，例如縫隙、號角或孔耦合貼片天線，偶極天線或探針饋電天線。
10.根據前述權利要求中任一項所述的雙波段天線，其中第一天線元件適于以低頻波段輻射，第二天線元件適于以高頻波段輻射。
11.根據前述權利要求中任一項所述的雙波段天線，其中所述雙波段天線(1)包括多個天線元件(2)，并且所述屏蔽饋電裝置(9)設置為穿過每個所述天線元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及雙波段天線(1)，包括多個用于發(fā)射和/或接收無線電頻率輻射的天線元件。所述天線元件一個在另一個上方地放置，并且屏蔽饋電裝置(9)設置為穿過第一天線元件(2)到第二天線元件(3)，用于向這些不同的天線元件(2、3)單獨地饋電。
文檔編號H01Q1/48GK101069324SQ200580041058
公開日2007年11月7日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權日2004年11月30日
發(fā)明者J·烏丁, A·努德斯特倫, B·林德馬克 申請人:動力波技術瑞典股份公司