[發明專利]在極化信道之間具有高絕緣的雙極化輻射元件

無效

• 申請號: 01141017.5
• 申請日: 2001-08-11
• 公開（公告）號: CN1345108A
• 公開（公告）日: 2002-04-17
• 發明（設計）人: M·L·齊默爾曼
• 申請（專利權）人: 安德魯公司
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q15/24;H01Q1/36
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張志醒

發明領域

本發明通常涉及天線開口，特別涉及用于天線的輻射元件。

許多無線和廣播應用要求在正交線性極化上發送和/或接收。這可能是由于種種原因所致。在某些應用中，以一種極化進行發送并以該正交極化進行接收以便提供發送和接受信號之間的絕緣性。在其它情況下，能量在兩個極化上進行接收并且以增加該信號的信噪比的方法將信號進行組合，以提供極化分集增益。為了有效地實施這些方案，則在這兩個極化之間存在較高的絕緣電平是必要的。由于陣列天線的應用，美學原則和環保要求使得從單個多元件輻射結構中發出兩個極化的情況最為理想。

有幾種類型的輻射結構提供在緊密結構之內的高度絕緣的正交輻射。一種是正方形曲面，可以作成從邊緣輻射出。另一種是雙偶極子，垂直排列并在其中點交叉。第三種方法涉及排列四個偶極子，使得每個偶極子定義一個正方形的一邊，該正方形的一個邊長大于該偶極子的長度以便該偶極子的邊緣或者末端不碰觸這正方形的角落。每個極化由該兩對如此定義的平行偶極子發射，如此饋送以致以相等的振幅和相位輻射。

一給定偶極子通常在-9到-12dB電平時與相鄰正交偶極子強烈耦合。然而，如果以相同的相位和振幅饋送給兩個并聯的相鄰偶極子并且與正交偶極子對稱地排列，那么來自一個相鄰偶極子的耦合能量與來自另外一個相鄰偶極子的能量幅度相等而相位相反。這兩個耦合場因此互相抵消。實際上，可以獲得小于-30dB的耦合電平。

發明目的

從而，本發明的基本目的是提供一種在極化信道之間具有高絕緣性的雙極化輻射元件和使用這種輻射元件的無線通信方法。

發明概述

簡要地說，根據上述，供在極化信道之間具有絕緣性的雙極化輻射裝置用的輻射元件包含其上具有一個或多個導電輻射體的一個電介質體，所述電介質體具有相對向外伸出的橫向側面部分，這些橫向側面部分延伸到所述導電輻射體的橫向外邊界之外，并且共同構成聯接結構，用于相互嚙合所述電介質體的一個邊緣與類似的電介質體的一個相鄰邊緣，以形成所述雙極化輻射裝置的至少一部分。

附圖的簡要說明

在附圖中：

圖1是組裝在箱形結構中的兩個輻射元件之立體圖；

圖2是在含有饋送網絡的印刷電路板上的一個組裝的四輻射元件輻射體組件之立體圖；

圖3是表示組裝在具有在該輻射體的一個相交線處的附加的導線天線結構中的輻射結構之另外的細節之立體圖；

圖4和5是圖1和2的輻射體之一的前和后平面圖；和

圖6是一個輻射體的第二實施例的正面平面圖。

圖示實施例的詳細說明

在如上所述類型的雙極化、四個偶極天線中，有兩個基本效應能夠增加耦合并因此減少了這兩個極化信道之間的絕緣性。一個是該偶極子彼此之間的空間和方向。這是重要的，因為距離或者方向的差異導致不完全抵消的耦合場。第二效應是來自天線結構部件的散射，諸如來自地平面或者反射器邊緣的散射。本發明允許大體上消除或者校正這些差錯。

現在參考附圖，本發明的輻射體10使用四個輻射元件12、14、16和18，它們通常以正方形或者箱形結構排列，如圖2和3的最好展示。這四個輻射元件大體上是相同的，由此只需要詳細描述一個。每個輻射體(見圖4和5)在一邊或者兩邊上由具有金屬薄層或者其他導電材料的非導電板材組成。導電材料可以以各種已知的方法應用或者附加。在此圖解實施例中，非導體的薄板20是一個薄的低損耗電介質基片，諸如印刷電路板(PCB)。在此圖解實施例中，使用.03英寸厚的薄板，然而可以使用其他厚度而沒有脫離本發明。此外，可以根據特定輻射體要發送和/或接收的頻率來調節該尺寸。

該非導電薄板20的任一面都是金屬層22，24，在圖解實施例中大約是.0014英寸厚的電積銅。形成這些層22和24以便在一側形成輻射偶極子排列并在薄板20的另一面形成用于偶極子22的微帶線饋線24。在這點上，可以看出每一個輻射元件12、14、16、18包含一個通常的T形構件，因此形成輻射偶極子部分的金屬層22從該T字形的底座部分向上和向外伸出到該T形的支架上，其間有一個間隔。如此形成的兩個偶極子30、32聯接在該T形元件的底座部分34，T形元件依次形成接頭或者凸起，這些凸起或者以饋送板或含有饋送網絡的PC板內的承受縫隙安裝或者可以是該輻射器10的結構。具體地，形成兩個偶極子元件30、32的一端部分的接頭34處的導電金屬與該饋送板40的地面耦合。