[發(fā)明專(zhuān)利]用于高于200MHz頻率的螺旋天線

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00803562.8
• 申請(qǐng)日: 2000-02-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1340225A
• 公開(kāi)（公告）日: 2002-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 奧利弗·P·萊斯坦;約翰·C·瓦達(dá)索格洛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 薩蘭特爾有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01Q11/08
• 分類(lèi)號(hào): H01Q11/08
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 肖鸝

???????????????????????技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在高于200MHz的頻率上工作的天線，且更具體但非專(zhuān)門(mén)地涉及一種在實(shí)心介電芯部的表面上或附近具有螺旋元件的天線。

???????????????????????背景技術(shù)

這種天線公開(kāi)在我們共同申請(qǐng)的待審英國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)2292638A和2310543A中。它們公開(kāi)的全文結(jié)合于本申請(qǐng)中，以形成作為首次提交的本申請(qǐng)的主題的一部分。先前的申請(qǐng)公開(kāi)了各自具有一對(duì)或兩對(duì)徑向相對(duì)的螺旋天線元件的天線，該天線元件鍍?cè)诓牧舷鄬?duì)介電常數(shù)大于5的大致圓柱形電絕緣芯部上，且芯部的材料占據(jù)由芯部外表面限定的體積的大部分。饋線結(jié)構(gòu)軸向穿過(guò)芯部且導(dǎo)電套筒形式的陷波器環(huán)繞芯部的一部分并在芯部的一端與饋線相連。在芯部的另一端，天線元件都連接到饋線結(jié)構(gòu)上。每個(gè)天線元件終結(jié)在套筒的邊緣上，每個(gè)都遵循相應(yīng)的縱向延伸的路徑。

這種天線可用于接收環(huán)形極化信號(hào)，包括由全球定位系統(tǒng)(GPS)的衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，該系統(tǒng)以1575MHz頻率發(fā)射。該天線也應(yīng)用于例如在UHF電話(huà)頻段工作的蜂窩電話(huà)的便攜電話(huà)領(lǐng)域，如上述公開(kāi)的申請(qǐng)所描述的。這些申請(qǐng)已經(jīng)指出：在所關(guān)注的特定頻率處，在陶瓷芯部?jī)?nèi)的饋線結(jié)構(gòu)可以呈現(xiàn)其自身的共振點(diǎn)，如果該共振點(diǎn)靠近天線所需的頻率，會(huì)降低天線的效率。

????????????????????????發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種天線，其中饋線結(jié)構(gòu)與實(shí)心介電芯部的材料間隔開(kāi)。尤其是，饋線結(jié)構(gòu)是同軸傳輸導(dǎo)線，其設(shè)置有相對(duì)介電常數(shù)遠(yuǎn)低于芯部的介電材料的外鞘。以這種方式，例如同軸饋線結(jié)構(gòu)的外導(dǎo)體的電長(zhǎng)度借助于與芯部的高介電常數(shù)材料分隔開(kāi)而有所改變，因此，其共振頻率相對(duì)天線所需的工作頻率而偏移，以避免與所需的共振模式耦合，從而增強(qiáng)天線的效率。鞘的厚度(在鞘的外表面和芯部的外表面之間)與芯部的徑向厚度相比較小，由天線和在芯部的外表面上或附近的元件產(chǎn)生的所需的共振基本不受影響。

如下面所解釋的，在將天線與不同的(信號(hào))源或負(fù)載匹配方面，這種饋線結(jié)構(gòu)給天線設(shè)計(jì)者以極大的自由度。

????????????????????????附圖說(shuō)明

本發(fā)明將通過(guò)示例的方式參照附圖加以描述，圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的天線的側(cè)視圖；

圖2是天線的平面圖；

圖3是圖1和2中的天線的饋線結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；以及

圖4是作為天線的饋線結(jié)構(gòu)和芯部材料之間的隔離層的塑料鞘的側(cè)視圖。

???????????????????????具體實(shí)施方式

參照附圖，根據(jù)本發(fā)明的四線(quadrifilar)天線具有四個(gè)縱向延伸的天線元件10A、10B、10C和10D構(gòu)成的天線元件結(jié)構(gòu)，所述天線元件形成為陶瓷芯部12的圓柱形外表面上的金屬導(dǎo)體軌跡。該芯部具有軸向通道，且該通道容納具有外導(dǎo)體16、內(nèi)介電絕緣材料17和內(nèi)導(dǎo)體18的同軸饋線。在這種情況下，內(nèi)和外導(dǎo)體16以及內(nèi)介電絕緣材料17形成用于將饋線連接到天線元件10A-10D上的饋線結(jié)構(gòu)。天線元件結(jié)構(gòu)也包括相應(yīng)的徑向天線元件10AR、10BR、10CR、10DR，這些徑向天線元件形成為芯部12的遠(yuǎn)端面12D上的金屬軌跡，將相應(yīng)的縱向延伸元件10A-10D的端部連接到饋線結(jié)構(gòu)上。天線元件10A-10D的另外端部連接到為環(huán)繞芯部12的近端部外覆的套筒形式的公共虛擬接地導(dǎo)體20上。該套筒20又以下述的方式連接到饋線結(jié)構(gòu)的外導(dǎo)體16上。

如從圖1所見(jiàn)，四個(gè)縱向延伸元件10A-10D長(zhǎng)度不同，兩個(gè)元件10B、10D長(zhǎng)于另兩個(gè)元件10A、10C，是由于后者較靠近芯部12的近端延伸。每對(duì)元件10A、10C；10B，10D在芯軸的相對(duì)側(cè)彼此徑向相對(duì)。

為了保持螺旋元件10A-10D的基本均勻的輻射阻尼，每個(gè)元件遵循簡(jiǎn)單的螺旋路徑。由于每個(gè)元件10A-10D在芯軸處對(duì)著相同的轉(zhuǎn)角，在此為180°或半圈，長(zhǎng)元件10B、10D的螺距比短元件10A、10C的陡。套筒20的上沿或連接邊緣20U高度不同(即，與近端面12P的距離變化)以提供分別為長(zhǎng)和短元件提供連接點(diǎn)。從而，在本實(shí)施例中，連接邊緣20U繞芯部12遵循z字形路徑，具有兩個(gè)尖峰20P及兩個(gè)凹處20T，在這些地方它分別與短元件10A、10C和長(zhǎng)元件10B、10D相交。