[發(fā)明專利]具有一個導電層的天線和包含該天線的雙頻帶發(fā)送器

有效

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• 申請日: 2001-07-10
• 公開（公告）號: CN1338796A
• 公開（公告）日: 2002-03-06
• 發(fā)明（設計）人: 查爾斯·N·考姆;讓－菲利普·庫普茲
• 申請（專利權(quán)）人: 阿爾卡塔爾公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/27
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王以平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具體為移動電話的無線發(fā)送器，更具體的是涉及被包含在這種發(fā)送器中并且含有一個導電層的天線。

背景技術(shù)

這種天線包含一個貼片，其中通常通過蝕刻一個金屬層來獲得該貼片。這種天線由被稱作微帶貼片天線。

微帶技術(shù)是一種被用來制造發(fā)送導波或傳送信號的傳輸線路和連接這種線路與輻射波的天線的平面技術(shù)。該技術(shù)使用在一個薄絕緣體襯底頂層表面構(gòu)成的導電貼片和/或貼條。導電層延伸到襯底的底層表面并且構(gòu)成線路或天線的一個接地層。貼片通常比貼條更寬并且其形狀和尺寸是天線的重要特征。襯底通常是一個具有固定厚度的平面矩形薄片，而貼片通常也是矩形的。然而這并不是必須的。具體地，本領(lǐng)域已知改變襯底的厚度可以擴大這種天線的帶寬并且貼片可以具有各種形狀，例如為圓形。電場線穿過襯底在貼條或貼片與接地層之間延伸。以上述方式工作的傳輸線路此后被稱作微帶線路。

上述技術(shù)不同于也在薄襯底上使用導電元件的共面技術(shù)，尤其是不同于傳輸線路技術(shù)，在傳輸線路技術(shù)中在襯底頂層表面建立電場，并且在一個中央導電貼條與貼條相對兩端上的、通過各自的溝槽隔離的兩個導電帶之間對稱建立電場。通過這種方式進行操作的傳輸線路此后被稱作共面線路。在一個使用這個技術(shù)的天線中，一個貼片被一個連續(xù)導電帶圍繞，其中貼片通過一個溝槽與導電帶隔離。

在另一種共面技術(shù)中，通過一個導電層中的一個溝槽構(gòu)成一個傳輸線路，并且在溝槽的兩個邊緣之間的那層平面內(nèi)建立發(fā)送電波的電場。

使用上述技術(shù)的天線通常(但不必)組成其中建立駐波的諧振結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)為空間中發(fā)射的電波提供耦合。

使用微帶技術(shù)可以建立上述各種諧振結(jié)構(gòu)，并且各種這樣的結(jié)構(gòu)可以支持一或多個諧振模式，此后簡稱為＂諧振＂。概括地講，各個諧振可以被定義成一個駐波，其中通過疊加沿相反方向上相同路徑傳播并且通過相同行波的路徑兩端上的任意反射得到的兩個行波來構(gòu)成駐波，上述行波是沿一個線路中的路徑傳播的電磁波，而上述線路由接地層，襯底和貼片構(gòu)成。該路徑被天線部件占用。路徑可以具有直線或曲線形狀。該路徑此后作為＂諧振路徑＂。諧振頻率與上述行波穿過這個路徑所需的時間成反比。

在被稱作＂半波＂諧振的第一種諧振中，諧振路徑的長度通常基本上等于波長的一半，即上述行波的半個波長。這種天線則被稱作＂半波＂天線。根據(jù)在這種路徑的兩端出現(xiàn)的一個電流波節(jié)通常可以定義這類諧振，其中上述路徑的長度也可以等于上述半波長乘以一個不等于1的整數(shù)，而這個整數(shù)通常是一個奇數(shù)。路徑的兩端位于通過襯底提供的電場的振幅處于最大值的區(qū)域內(nèi)；在該路徑的一端或兩端發(fā)生與輻射波的耦合。

第二種可以使用相同技術(shù)獲得的諧振被稱作＂四分之一波長＂諧振，這種諧振與半波諧振的不同之處首先在于諧振路徑的長度通常等于四分之一波長，即上述波長的四分之一。因此諧振結(jié)構(gòu)必須在路徑的一端包含一個短路，術(shù)語＂短路＂是指接地層和貼片之間的一個連接。短路必須具有足夠低的阻抗以便產(chǎn)生諧振。通常可以根據(jù)這種短路在貼片的一個邊緣附近固定的一個電場波節(jié)和諧振路徑另一端的一個電流波節(jié)來定義這類諧振。所以諧振路徑的長度可以等于整數(shù)個半波長加上上述四分之一波長。在一個電場振幅足夠高的區(qū)域內(nèi)，在貼片的一個邊緣發(fā)生與空間發(fā)射電波的耦合。

可以建立其它類型的諧振，每種諧振均以一種電場和磁場分布為特征，其中上述電場和磁場在一個包含天線及其緊密相鄰部分的空間區(qū)域內(nèi)振蕩。這些特征具體取決于貼片的結(jié)構(gòu)，其中可以引入溝槽或發(fā)射溝槽。

在使用微帶天線的情況下，諧振還取決于任何短路的出現(xiàn)和位置，并且在后者有問題，即不能認為其近似于零阻抗完美短路的情況下，取決于表示短路的電氣模型。

一個天線中出現(xiàn)一個缺陷短路可以導致一個具有虛擬波節(jié)的諧振，當滿足下列條件時發(fā)生上述諧振(在后續(xù)討論中，上述天線被稱作＂第一天線＂)：

-第一天線中的場分布與某個可以引入第二天線的貼片的相同區(qū)域的分布基本相同。

-在該區(qū)域范圍內(nèi)，除了第二天線沒有短路之外，第二與第一天線相同。

-第二天線的貼片不但延伸到組成第二天線的主要區(qū)域的上述區(qū)域，而且延伸到一個附加區(qū)域。

-最終，第二天線主要區(qū)域中的相關(guān)場分布伴隨有一個附加區(qū)域中的電場或磁場波節(jié)。

為了描述第一天線中出現(xiàn)的諧振，可以認為第二天線中出現(xiàn)的波節(jié)也構(gòu)成了第一天線諧振的一個波節(jié)。對于一個諸如第一天線的天線，由于其位于天線的貼片之外的一個區(qū)域內(nèi)并且其中沒有允許直接確定波節(jié)存在的電場或磁場，所以這種波節(jié)此后被稱作＂虛擬＂波節(jié)。