專利名稱：圓極化介質諧振天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及一種天線。本發(fā)明尤其涉及一種圓極化介質諧振器天線。更具體地說，本發(fā)明涉及一種薄型介質諧振器天線，該天線與人造衛(wèi)星或蜂窩電話通信系統(tǒng)一起使用。
背景技術：
近年來在諸如用于人造衛(wèi)星和蜂窩通信系統(tǒng)中的移動和固定無線電話中的進展重申了適合于這些系統(tǒng)的天線的重要性。在為無線電話選擇天線時通?？紤]幾個因素。這些因素中重要的幾個是天線的尺寸、帶寬和輻射圖。
天線的輻射圖案是在選擇用于無線電話的天線中需要考慮的重要因素。在典型的應用中，無線電話的使用者需要能夠與人造衛(wèi)星或地面站通信(能夠位于使用者的任何方向)。由此，連接到使用者的無線電話的天線較好地應當能夠發(fā)送和/或接收來自所有方向的信號。即，天線較好地應當具有全向輻射圖案和寬仰角的波束寬度(最好是半球狀)。
需要在選擇用于無線電話的天線中予以考慮的另一個因素是天線的帶寬。通常，無線電話以分開的頻率發(fā)射和接收信號。例如，PCS電話在1.85-1.99GHz頻帶上工作，由此需要7.29％的帶寬。蜂窩電話在824-894MHz的頻帶上工作，那需要8.14％的帶寬。相應地，必需將用于無線電話的天線設計得滿足所需的帶寬。
目前，在各種類型用于人造衛(wèi)星電話和其他無線電類型電話的天線中有單極天線、接線天線和螺旋形天線。但是，這些天線有諸如帶寬有限以及尺寸大等幾個缺點。還有，這些天線在更低的仰角(例如10度)的增益顯著減小，這使它們在無線電話中不符合需要。
在無線電話中表現(xiàn)得有吸引力的天線是介質諧振器天線。直到最近，介質諧振器天線已經廣泛地應用于微波電路，諸如濾波器和振蕩器。通常，由具有高介電常數的低損耗材料制成介質諧振器。
介質諧振器天線提供了一個優(yōu)點，諸如尺寸小、輻射效率高和對于各種傳輸線的耦合方案簡單等?？梢酝ㄟ^選擇介電常數(εr)以及諧振器的幾何參數，在寬的范圍控制它們的帶寬。還可以將它們制成小的外形，以使它們比標準的鞭狀天線或桿狀天線更加美觀。薄型的天線和直桿狀天線相比，還更不容易受到損壞。由此，介質諧振器天線具有顯著潛力，用于人造衛(wèi)星和蜂窩通信系統(tǒng)的移動或固定無線電話中。
發(fā)明概述本發(fā)明針對一種介質諧振器天線，它具有由導電材料形成的地電位面。將由介質材料形成的諧振器安裝到地電位面上。第一和第二探針相互分開，并電氣耦合到諧振器，以分別將第一和第二信號提供給諧振器，并在天線中產生圓極化的輻射。較好地，諧振器基本上是圓柱形的，并具有穿透的中心軸開口。還有，較好地，第一和第二探針沿諧振器周邊分開大約90度。
在另一個實施例中，本發(fā)明針對一種雙頻帶介質諧振器天線，它具有由介質材料形成的第一諧振器。將第一諧振器安裝在由導電材料形成的第一地電位面上。第二諧振器由介質材料形成，并安裝在由導電材料形成的第二地電位面上。第一和第二地電位面相互分開預定距離。第一和第二探針電氣耦合到每一個諧振器，并沿每一個諧振器的周邊隔開90度，將第一和第二信號分別提供給每一個諧振器。每一個諧振器以預定頻帶諧振，不同諧振器頻帶不同。支持件如此安裝第一和第二地電位面，使它們分開預定距離，從而諧振器的中心軸基本上相互一致。
在另一個實施例中，本發(fā)明針對一種多頻帶天線。將第一天線部分調諧得以第一預定頻帶諧振。第一天線部分包括由導電材料形成的地電位面，由介質材料形成，并安裝在地電位面上的介質諧振器，諧振器具有穿透的中心縱軸開口，還有第一和第二探針，它們相互分開，并且電氣耦合到諧振器，以分別將第一和第二信號提供給諧振器，并在天線中產生圓極化輻射。將第二天線部分調諧地以不同于第一頻帶的第二預定頻帶諧振。第二天線部分包括延伸的天線部件，延伸通過介質諧振器中的軸的開口，并與其電氣絕緣。延伸的天線部件的縱軸與介質諧振器的軸一致。
在最后提到的實施例的變化中，本發(fā)明可以包括第三天線部分，將其調諧得以不同于第一和第二頻帶的第三預定頻帶諧振。第三天線部分延伸通過介質諧振器中的軸開口，并與第一和第二天線部分電氣絕緣。第三天線部分具有與第一和第二天線部分的縱軸一致的縱軸。
下面參照附圖，詳細描述本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點，以及本發(fā)明的各種附圖概述在附圖中，類似的參數一般表示系統(tǒng)、功能上類似和/或結構上類似的元件。將其中首先出現(xiàn)元件的圖由最左邊的標號表示。
下面將參照附圖描述本發(fā)明。


圖1A和1B分別描述了根據本發(fā)明的一個實施例的介質諧振器天線的側視圖和頂視圖；圖2A描述了包含兩個并排連接的介質諧振器天線的天線組件；圖2B描述了包含兩個垂直地連接的堆疊的介質諧振器天線的天線組件；圖2C示出圖2B的堆疊天線組件的饋送探針的設置；圖3說明了盤狀板，其大小能夠放置在介質諧振器下方；圖4A說明了另一個實施例，它將交叉的偶極天線與介質諧振器結合；圖4B說明了另一個實施例，它將四邊的螺旋形天線和單極鞭狀天線與介質諧振器天線結合；圖5說明了計算機模擬的天線方向性對根據本發(fā)明構成，并在1.62GHz工作的介質諧振器天線的仰角的特性曲線；和圖6說明了計算機模擬的天線方向性對在1.62GHz工作的相同的方位角區(qū)域。
較佳實施例的詳細描述作為天線元件，介質諧振器提供有吸引力的特點。這些特點包括它們的小尺寸、機械的簡單化、高輻射效率，沒有固有的導體損耗、相對大的帶寬、對于幾乎所有使用的傳輸線的簡單的耦合方案，以及使用不同諧振器模式得到不同輻射圖形的優(yōu)點。
介質諧振器的尺寸與εr的平方根成反比，其中εr是諧振器的介電常數。結果，當介電常數增加時，介質諧振器的尺寸減小。因此，通過選擇數值大的εr(εr的＝10-100)，可以使介質諧振器天線的尺寸(具體地說，即高度)非常小。
介質諧振器天線的帶寬與(εr)p成反比，其中p(p＞1)的值依賴于模式。結果，介質諧振器天線的帶寬隨著介電常數增加而減少。但是，必需注意，介電常數不是確定介質諧振器天線的帶寬的唯一因素。影響介質諧振器的帶寬的其他因素是其形狀和尺寸(高度、長度、直徑等)。
在介質諧振器天線中沒有固有的導體損耗。這導致天線的高輻射效率。
可以通過計算標準化波數k0a確定介質諧振器天線的諧振頻率。波數k0a是由關系k0a＝2πf0/c給出的，其中f0是諧振頻率，a以是圓柱的半徑，c是光在自由空間中的速度。但是，如果εr的值非常高，(εr＞100)，則對給出的介質諧振器的高寬比標準化的波數隨著εr變化，k0a∝1∈r---(1)]]>對于大的εr值，可為的單值確定標準化波數的值(作為高寬比(H/2a)的函數)但是，如果所使用的εr值不是非常高，則公式(1)不正確。如果εr的之不開始非常高，則對每一個不同的εr值都需要計算。通過比較從每一個不同εr值的數字方法得到的結果，已經發(fā)現(xiàn)快將下面根據實驗得到的關系用作良好的近似值，用于描述標準化波數的根據，作為εr的函數。k0a∝1∈rX---(2)]]>其中X由數字方法通過實驗獲得。
將介質諧振器天線的阻抗帶寬定義為頻帶寬度，其中天線的電壓駐波比(VSWR)小于特定的值S。VSWR是傳輸線中入射波和反射波的函數，而且它是現(xiàn)有技術中所使用的已知技術。天線的阻抗帶寬(BWi)(在諧振頻率與傳輸線匹配)通過下面的關系與介質諧振器總無載Q因數(Qu)相關BWi=S-1QuS]]>公式3)注意Q與存儲的能量和損耗的能量的比值成比例，并且這是現(xiàn)有技術中使用的已知技術。對于介質諧振器，它相對于其輻射功率具有可以忽略的導體損耗，總的無載Q因數(Qu)通過下面的公式與輻射Q因數(Qrad)相關。
Qu＝Qrad(4)需要數字的方法計算介質諧振器的輻射Q因數的值。對于給出的模式，輻射Q因數的值依賴諧振器的高寬比和介電常數。已經示出，對于非常高的介電系數，Qrad隨著εr改變如下Qradα(Er)p(5)其中，對于如磁偶極子輻射模式，電容率(P)＝1.5；對于如電偶極子輻射的模式，p＝2.5；對于如磁四極子輻射的模式，p＝2.5。
II.本發(fā)明根據本發(fā)明，介質諧振器天線包含由介質材料形成的諧振器。將介質諧振器放置在由導電材料形成的接地平面上。將第一和第二探針導電引線電氣連接到介質諧振器。將探針相互隔開90度。第一和第二探針分別為介質諧振器提供第一和第二信號。第一和第二信號具有相等的大小，但是相位相差90度。
圖1A和1B說明了根據本發(fā)明的一個實施例的介質諧振器天線100的側視圖和頂視圖。介質諧振器天線100包含裝于接地平面108上的諧振器104。
諧振器104由介質材料形成，并且，在較佳實施例中，它具有圓柱形。諧振器104可具有其他形狀，諸如矩形、八角形等，將諧振器104牢固地安裝在地電位面108上。在一個實施例中，通過黏結劑(較好地，是具有導電特性的黏結劑)，將諧振器104安裝在地電位面108。或者，可以通過螺絲釘、閂或其他已知的扣件(圖2B所示)將諧振器104安裝到地電位面108，該扣件延伸通過一個處于諧振器104中心軸的開口110(象磁偶極子般輻射)，并到地電位面108內。由于諧振器104的中心軸處有一個空位，故而扣件將不會干擾天線100的輻射圖案。
為了防止介質諧振器包括其帶寬以及輻射圖案在內的天線性能的退化，必需使諧振器104和地電位面108之間的任何的間隙都最小化。較好地，可以通通過將諧振器104緊緊地安裝到地電位面108上而達到?；蛘撸捎扇彳浀幕蚩裳诱沟膶щ姴牧咸畛渲C振器104與地電位面108之間的間隙。如果將諧振器104松散地安裝到地電位面108上，則在諧振器和地電位面之間將有一個不能接受的間隙，這將由于畸變VSWR、諧振頻率和輻射圖案而使天線性能惡化。
通過地電位面108中的通道將兩個饋送探針112和116電氣連接到諧振器104。在較佳實施例中，饋送探針112和116(如圖2A所示)由金屬條形成，該金屬條軸向地與諧振器104的周邊連接，并連接到該周邊。饋送探針112和116可包含同軸電纜120和124內部導體的延伸部分，其中該同軸電纜的外部導體電氣連接到地電位面108?？蓪⑼S電纜120和124以已知方式連接到無線電發(fā)送和接收電路(圖中未示)。
將饋送探針112和116相互分開大致90度，并基本上垂直于地電位面108。饋送探針112和116分別將第一和第二信號提供給諧振器104。該第一和第二信號具有相等的振幅，但是它們的相位相差90度。
將為諧振器104提供兩個具有相等大小，但是相位相差90度的信號時，在地電位面上產生兩個基本上相互垂直的磁偶極子。垂直的磁偶極子產生圓極化的輻射圖案。
在一個實施例中，諧振器104由諸如鈦酸鋇等陶瓷材料形成。鈦酸鋇具有高介電常數εr。如前面提到的，諧振器的尺寸與

成反比。由此，通過選擇大的εr值，可以使諧振器104相對小但是，也可以使用具有類似特性的其他介質材料，并且可根據具體應用允許其他的大小。
和在相同頻帶工作的四頭(quadrafilar)螺旋天線相比，天線100具有顯著低的高度。例如，在S頻帶的頻率工作的介質諧振器天線具有顯著低于也在S頻帶的頻率工作的四頭螺旋天線的高度。高度越低，使介質諧振器天線在無線電話中更加理想。
下面的表1和II比較介質諧振器天線與典型的近似值螺旋天線的尺寸(高度和直徑)，其中，它們分別在L頻帶頻率(1-2GHz范圍)和S頻帶頻率(2-4GHz范圍)工作。
表1

表II

表1和表II顯示，雖然介質諧振器天線的高度小于在相同頻帶上工作的四頭螺旋天線，但是介質諧振器天線的直徑大于四頭螺旋天線。換句話說，由介質諧振器天線的高度的減小得到的好處被一些應用中直徑的變大抵消。事實上，直徑變大是沒有很大意義的，因為這種天線設計的主要目的是得到薄型。本發(fā)明的這種介質諧振器天線可制造在停車棚中而不顯著改變棚頂輪廓。類似地，可以將這種類型的天線安裝到無線人造衛(wèi)星電話通信系統(tǒng)的位置可移動的固定電話亭。
另外，天線100提供了顯著低于比較用的四頭螺旋天線的損耗。這是由于在介質諧振器中沒有導體損耗的事實引起的，由此引起高的輻射效率。結果，天線100與比較用的四頭螺旋天線相比，所需要的發(fā)送放大器功率更低，接收機的噪聲因數更低。
從地電位面108反射的信號可相消地加到來自諧振器104的輻射信號。這常常稱為相消干擾，它有破壞天線100的輻射圖案的不理想的效果。在一個實施例中，通過在地電位面108中形成多個縫隙減小相消干擾。這些縫隙改變了反射波的相位，由此防止了反射波相消地求和，以及畸變天線100的輻射圖案。
地電位面108邊緣周圍的場也干擾天線100的輻射圖案。這種干擾能夠通過使地電位面108的邊緣成為鋸齒狀(serating)而減小。使地電位面108的邊緣鋸齒狀減小了地電位面108的邊緣附近場的凝聚性，這通過使天線100更少地受到周圍場的影響而減小了輻射圖案的畸變。
在實際工作中，為了發(fā)送和接收能力，常常希望有兩個分開的天線。例如，在人造衛(wèi)星電話系統(tǒng)中，可以將發(fā)送機配置成在L頻帶的頻率工作，而將接收機配置成在S頻帶的頻率工作。在那種情況下，L頻帶天線可單獨作為發(fā)送天線，而S頻帶天線可單獨作為接收天線。
圖2A說明了一種包含兩個天線204和208的天線組件200。天線204是單獨作為發(fā)送天線工作的L頻帶天線，而天線208是單獨作為接收天線工作的S頻帶天線?；蛘?，L頻帶天線可單獨作為接收天線工作，而S頻帶天線可單獨作為發(fā)送天線工作。天線204和208可根據它們各自的介電常數εr而具有不同直徑。
將天線204和208一起連接到地電位面212和216。由于天線204作為發(fā)送天線工作，來自天線204的輻射信號激勵天線208的地電位面216。這在天線204和208之間引起不理想的電磁耦合。該電磁耦合可通過在地電位面212和216之間選擇最適宜的縫隙218而最小化。可以用實驗方法確定縫隙218最適宜的寬度。實驗結果已經示出，如果縫隙218比最適宜的縫隙間距更大或更小，則天線204和208之間的電磁耦合增加。最適宜的縫隙間距是天線204和208的工作頻率，以及地電位面212和216的尺寸的函數。例如，如圖3A所示，已經確定，對于并排配置的S頻帶天線和L頻帶天線，最適宜的縫隙間距是1英寸，即，為了得到良好的性能，地電位面212和216應當分開1英寸。
或者，可將S頻帶天線和L頻帶天線垂直堆疊。圖2B示出包含沿公共軸垂直堆疊的S頻帶天線224和L頻帶天線228的天線組件220?；蛘?，也可以垂直堆疊天線224和228，但是不沿公共軸，即，它們可以具有相離的中心軸。天線224包含介質諧振器232和地電位面236，天線228包含介質諧振器240和地電位面244。將天線224的地電位面236放置在天線228的介質諧振器240的頂上。不導電的支持件248將天線224相對于天線228固定，其中在地電位面236和諧振器240之間由縫隙226。
圖2C更為詳細地示出圖2B所示的堆疊通信裝置的饋送探針安排。由饋送探針256和258饋送上部諧振器232。將饋送探針連接到發(fā)送/接收電路(圖中未示)的導體260和262延伸通過下部諧振器240中的中心開口241。由饋送探針264和266饋送下部諧振器240，它們依次通過導體268和270連接到發(fā)送/接收電路。在示出的示例性實施例中，上部諧振器323在S頻帶工作，而下部諧振器240在L頻帶工作。本技術領域中的熟練的技術人員將知道，這些頻帶設計僅僅是示例性的。諧振器可以在其他頻帶上工作。另外，如果需要，可以顛倒S頻帶和L頻帶諧振器。
為了減小天線之間的耦合，應當在天線224和228之間保持最適宜的縫隙間距。如同上述實施例，用實驗方法確定該最適宜的縫隙間距。例如，已經確定，對于如圖2B和2C中描述的，垂直堆疊的S頻帶天線和L頻帶天線，最適宜的間隙226是1英寸，即，地電位面236應當與介質諧振器240分開1英寸。
這種介質諧振器天線適合用于人造衛(wèi)星電話(固定或移動的)中，包括具有安裝在屋頂上的天線(例如安裝在車棚頂上的天線)或安裝在其他大的平的表面上的電話。這些應用需要天線以低仰角高增益地工作。不幸的是，如今使用的天線，諸如接線天線和四頭螺旋天線等，在低仰角不顯示高增益。例如，接線天線在10度仰角表現(xiàn)出)—5dB增益。相反，本發(fā)明針對的這種類型的介質諧振器天線在10度仰角表現(xiàn)出—1.5dB增益，由此使它們對于用作人造衛(wèi)星電話系統(tǒng)中的薄型天線具有吸引力。
介質諧振器天線另一個值得注意的優(yōu)點是它容易制造。介質諧振器天線與四頭螺旋天線或微帶接線天線相比更加容易制造。
表III列出示例性的L頻帶介質諧振器天線的參數和尺寸。
表III

圖3示出導電的盤狀板300，其尺寸如此，從而放置在介質諧振器104和地電位面108之間。盤狀板300將介質諧振器104電氣連接到地電位面。盤狀板300減小介質諧振器304和地電位面108之間的空氣間隙的尺寸，由此抑制天線的輻射圖案的惡化。盤狀板300在其周界處包含兩個半圓形的槽口308和312。但是，槽口308和312也可以是其他形狀。槽口308和312沿圓周相互分開90度，其大小能夠容納適當形狀的饋送探針。介質諧振器104的周邊包括兩個凹槽316和320。每一個凹槽的尺寸能夠容納一個饋送探針，并與盤狀板300的槽口相符。槽口316和320還可以用導電材料電鍍，以安裝到饋送探針。
圖4A示出一個結合了一個介質諧振器天線和交叉偶極子天線的實施例。這個實施例結合了一個在人造衛(wèi)星電話通信系統(tǒng)上行線頻率(L—頻帶)工作的介質諧振器天線104′，以及在人造衛(wèi)星電話通信系統(tǒng)下行線路工作的彎曲交叉偶極子天線402。將介質諧振器天線104安裝到地電位面108′。導電復合印刷電路板(PCB)404形成地電位面108′的頂部，介質諧振器天線104′安裝到該頂部。PCB404的另一側上是印刷的正交微波電路(圖中未示)，其輸出將正交放置的導電帶或饋送探針112′和116′饋送到介質諧振器天線側。從饋送輸出到上部地電位面表面404的直角導電通孔將系統(tǒng)振幅但是相位正交的信號傳輸到導電帶。導電帶(圖中未示)包裹并延續(xù)天線104′的底部的一般，由此提供新的和低成本方法，通過使用傳統(tǒng)的波焊技術，將圓盤安裝到通孔島(island)。一個薄型的天線屏蔽器406覆蓋兩個天線。將電纜408連接到導電帶112′和116′，用于為外殼中的有源電子攜帶上行/下行RF信號和DC偏置。
將整個天線單元安裝到基本部件410上?；?10可以有利地由磁性材料制成，或具有一個磁性表面，用于將天線單元安裝到汽車或卡車棚頂。
介質諧振器天線104′由稱為“圓盤(puck)”圓柱形片制成，該圓盤由高介質(hi-K)陶瓷材料(即，εr＞45)制成。這種hi-K材料允許減小在L頻帶頻率諧振所需的尺寸。由兩個垂直放置的導電帶112′和116′以(HEM11Δ)模式激勵圓盤。這種模式允許半球形狀的，圓極化輻射。地電位面108′的直徑和形狀可以調節(jié)，以改善在水平角附近的天線覆蓋。
在圓盤中及其附近的HEM11Δ模式的場不耦合到沿圓盤軸放置的結構。由此，饋送偶極子對的單個傳輸線(同軸電纜或印刷帶狀線)可穿過介質諧振器天線的中心，而不負面影響介質諧振器天線的輻射圖案。另外，偶極子臂不在L頻帶的頻率諧振，從而L到S頻帶耦合被最小化。交叉的偶極子放置在離地電位面108′上方大約1/3波長(在人造衛(wèi)星下行頻率為1.7英寸)的距離。按照這種方式激勵，偶極子產生半球狀圓極化的輻射圖案，這對于人造衛(wèi)星通信的應用是理想的。可調節(jié)地電位面上方的高度，以及偶極子臂彎曲的角度，以給出不同輻射圖案的形狀，它強調以更低的仰角而非頂點接收。
在如圖4所示的各種實施例中，可以通過交叉的偶極子天線替換四頭螺旋天線(QFHA)。QFHA是印刷天線，沿圓柱形包裹?？墒怪睆叫?＜0.5″)?？梢允褂盟芰蠗U將天線吊掛在介質諧振器天線上，其中桿和QFHA軸與介質諧振器天線軸相符。QFHA的輻射圖案朝地電位面具有一個空位，從而與介質諧振器天線和地電位面的耦合效果最小化。由于沿介質諧振器天線的軸排列的QFHA的直徑小，故而L頻帶介質諧振器天線圖案不由于QFHA的存在而畸變。
在圖4B所示的其他改變中，安裝四頭螺旋天線414，其中心軸與介質諧振器天線104′的中心州一致。沿QFHA414與介質諧振器天線104′的公共軸，安裝1/4波長鞭狀天線416。由于介質諧振器天線104′和QFHA414沿它們的軸有空位場，故而與鞭狀天線416的耦合最小化。該鞭狀天線能夠用于在800Mhz蜂窩頻帶中的通信。
下面是本發(fā)明的介質諧振器天線的一些特點。
—Hi-K介質諧振器天線提供一種薄的、小尺寸天線，用于L頻帶人造衛(wèi)星通信應用。
—介質諧振器天線圓盤的側面和底部上的電鍍帶允許新的，成本低的安裝到PCB饋送的方法。
—使用整體PCB饋送介質諧振器天線，允許將發(fā)送功率放大器安裝在天線端口，由此使發(fā)送線損耗最小化，并改進了效率。
—使用混合的介質諧振器天線圓極化模式允許沿介質諧振器天線的軸結合其他類型天線，由此允許在單個薄的裝配中具有多功能和多頻帶性能。
—使用在L頻帶不諧振的S頻帶偶極子將L頻帶從S頻帶天線解偶。
—S頻帶偶極子成本非常低，并且具有許多調節(jié)，能夠改變S頻帶圖案形狀。
圖5說明了計算機模擬天線方向性vs根據本發(fā)明構成，并在1.62GHz工作的介質諧振器天線的仰角的特性曲線。將諧振器的介電常數εr選定為45，并且地電位面的直徑為3.4英寸。雖然在該模擬中，選擇地電位面為圓形，但是也可以選擇其他形狀。模擬結果表明，對于大約10度仰角，最大增益是5.55dB，平均增益是2.75dB，而最小增益是-1.27dB。
圖6說明了計算機模擬天線方向性vs相同的天線在10度仰角，在1.62Ghz工作的方位角區(qū)。模擬結果表明，最大增益是-0.92dB，平均增益是-1.14dB，而最小增益是-1.50dB(其仰角為10度)。注意，正交極化(RHCP；或右旋極化)非常低(小于-2)。這表明，介質諧振器天線即使在水平線附近仍然具有極好的軸比。
雖然書面已經描述了本發(fā)明的各種實施例，應當知道，它們僅僅是通過例子說明，而不是限制。因此，本發(fā)明的寬度和范圍不應當由上述任何示例性實施例限制，而應當根據下面的權利要求和它們等效內容確定。
權利要求
1.一種介質諧振器天線，其特征在于包含由導電材料形成的地電位面；安裝在所述地電位面上，由介質材料形成的諧振器；和相互分開放置，并電氣連接到所述諧振器的第一和第二探針，用于分別將第一和第二信號提供給所述諧振器，并在所述天線中產生圓極化的輻射。
2.如權利要求1所述的天線，其特征在于所述第一和第二信號具有基本上相等的振幅，并相差90度。
3.如權利要求1所述的天線，其特征在于所述諧振器基本上是圓柱形的，并具有穿透的中心軸開口。
4.如權利要求1所述的天線，其特征在于所述第一和第二探針沿所述諧振器的周邊分開大約90度而置。
5.如權利要求1所述的天線，其特征在于所述第一和第二探針基本上相對于所述地電位面垂直。
6.如權利要求1所述的天線，其特征在于所述諧振器由陶瓷材料制成。
7.如權利要求6所述的天線，其特征在于所述陶瓷材料的介電常數εr大于10。
8.如權利要求6所述的天線，其特征在于所述陶瓷材料的介電常數εr大于45。
9.如權利要求6所述的天線，其特征在于所述陶瓷材料的介電常數大于100。
10.一種雙頻帶介質諧振器天線包含由介質材料形成的第一諧振器；由導電材料形成的第一地電位面，所述第一諧振器安裝在所述第一地電位面上；由介質材料形成的第二諧振器；由導電材料形成的第二地電位面，所述第二諧振器安裝在所述第二地電位面上，所述第一和第二地電位面相互分開預定距離；和電氣耦合到所述每一個諧振器的第一和第二探針，沿每一個諧振器的周邊分開大約90度，分別將第一和第二信號提供給每一個諧振器；其中，所述諧振器中的每一個以預定頻帶諧振，不同諧振器頻帶不同。
11.如權利要求10所述的雙頻帶天線，其特征在于還包含支持件，用于將所述第一和第二地電位面安裝得相互分開，并且具有預定分開距離，從而所述諧振器的中心軸基本上相互排成一行。
12.一種多頻帶天線，其特征在于包含第一天線部分，調諧得以第一預定頻帶諧振，所述第一天線部分包括由導電材料形成的地電位面，由介質材料形成，并安裝在所述地電位面上的介質諧振器，所述諧振器具有穿透的中心縱軸開口；和相互分開，并電氣耦合到所述諧振器的第一和第二探針，用于分別將第一和的第二信號提供給所述諧振器，并在所述天線中產生圓極化輻射；以及第二天線部分，調諧得以不同于所述第一頻帶的第二預定頻帶諧振，所述第二天線部分包括延伸的天線部件，延伸通過所述介質諧振器中的軸開口，并與其電氣絕緣，所述延伸的天線部件的縱軸與所述介質諧振器的軸一致。
13.如權利要求12所述的多頻帶天線，其特征在于所述延伸的天線部件包含四頭螺旋天線。
14.如權利要求12所述的多頻帶天線，其特征在于所述延伸的天線部件包含偶極子天線。
15.如權利要求12所述的多頻帶天線，其特征在于還包含第三天線部分，調諧得以不同于所述第一和第二頻帶的第三預定頻帶諧振，所述第三天線部分延伸通過所述介質諧振器中的所述軸開口，并與所述第一和第二天線部分電氣絕緣，而且縱軸與所述第一和第二天線部分的縱軸一致。
16.如權利要求15所述的多頻帶天線，其特征在于，所述第二天線部分包含四頭螺旋天線。
17.如權利要求16所述的多頻帶天線，其特征在于，所述第三天線部分包含偶極子天線。
18.如權利要求12所述的多頻帶天線，其特征在于所述介質諧振器具有基本上圓柱形的形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種介質諧振器天線(100),具有由介質材料形成,并安裝在地電位面(108)上的諧振器(104)。地電位面(108)由導電材料形成。將第一和第二探針(112,116)電氣耦合到諧振器(104),以將第一和第二信號分別提供給諧振器(104)或從其接收所述信號。將第一和第二探針(112,116)相互分開而置。第一和第二探針(112,116)由導電帶形成,導電帶電氣連接到諧振器(104)周圍,并基本上關于地電位面(108)垂直。第一和第二信號具有相同振幅,但是相位相差90度,以產生圓極化輻射圖案。雙頻帶天線(200,220)可通過將兩個介質諧振器天線(204,208;224,228)放置并連接在一起而形成。在雙頻帶配置(200,220)中的每一個諧振器(204,208;224,228)以特定頻率諧振,由此提供雙頻帶工作。諧振器(204,208;224,228)能夠并排放置,或相互垂直放置。
文檔編號H01P7/10GK1331856SQ99813070
公開日2002年1月16日 申請日期1999年9月7日 優(yōu)先權日1998年9月9日
發(fā)明者M·A·塔索迪, E·T·奧扎基, Y·C·林 申請人:夸爾柯姆股份有限公司