[發(fā)明專利]寬帶天線

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810087402.4
• 申請日: 2003-10-22
• 公開（公告）號: CN101246995A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黑田慎一;淺井久人;山浦智也
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H01Q9/40
• 分類號: H01Q9/40;H01Q1/36
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所
• 代理人: 黨建華

本發(fā)明專利申請是國際申請日為2003年10月22日、申請?zhí)枮?00380100090.1、發(fā)明名稱為“寬帶天線”的發(fā)明專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于無線電通信，包括無線LAN，的天線。更具體地，本發(fā)明涉及一種寬帶天線，該天線包括在形成于電介質(zhì)一個端面中的基本為圓錐形的空腔中設(shè)置的輻射電極、以及在電介質(zhì)另一個端面上設(shè)置的接地導(dǎo)體。

再具體點，本發(fā)明涉及一種寬帶天線，其寬帶特性的固有性質(zhì)得以充分保持，并借助電介質(zhì)負載而進一步實現(xiàn)尺寸減小。特別是，本發(fā)明涉及一種寬帶天線，其中，型面和寬度減小的實現(xiàn)與電介質(zhì)的選擇無關(guān)。

進一步地，本發(fā)明涉及一種其頻帶用輻射導(dǎo)體上的電阻性負載拓寬的寬帶天線，并且涉及一種寬帶天線，該天線包括容易批量生產(chǎn)且由電阻性負載構(gòu)成的輻射導(dǎo)體。

背景技術(shù)

近年來，隨著無線LAN系統(tǒng)速度提高和價格下降，對它們的需要顯著增長。尤其是現(xiàn)在，已經(jīng)廣泛考慮引入個人局域網(wǎng)(PAN)，以便在信息通信室周圍的多個共用電子設(shè)備之間建立小規(guī)模無線網(wǎng)絡(luò)。例如，已經(jīng)用頻帶，如2.4-GHz頻帶和5-GHz頻帶，定義不同的無線電通信系統(tǒng)，這些頻帶不需從主管當局獲得許可。

在包括無線LAN的無線電通信中，信息通過天線傳輸。例如，單錐天線包括：在電介質(zhì)中的基本為圓錐形的空腔內(nèi)形成的輻射電極；以及在電介質(zhì)底面上形成的接地電極。因而，可通過位于輻射電極和接地電極之間的電介質(zhì)的波長縮短效應(yīng)而構(gòu)成具有相對較寬頻帶特性的小型天線。

具有寬帶特性的天線可用于UWB(超寬帶)通信，其中，例如，數(shù)據(jù)以3GHz至10GHz的超寬頻帶進行傳送和接收。小型天線用于減小無線電設(shè)備的尺寸和重量。

例如，未經(jīng)審查的日本專利出版物Hei?8(1996)-139515公開一種用于無線LAN的小型電介質(zhì)垂直偏振天線。此電介質(zhì)垂直偏振天線按如下構(gòu)成：圓柱形電介質(zhì)的一個基底(base)被圓錐形挖空，并且在此形成輻射電極，而且在相對側(cè)的基底上形成接地電極。輻射電極通過通孔中的導(dǎo)體而引出到接地電極。(參見未經(jīng)審查的專利出版物中的圖1)。

未經(jīng)審查的專利出版物中的圖5說明此電介質(zhì)垂直偏振天線的天線特性。根據(jù)此圖，它的工作頻帶大約是100MHz。(中心頻率大約是2.5GHz；從而，相對帶寬是大約4％。)單錐天線固有地具有不小于一個倍頻程的工作頻帶；從而，不能說以上天線充分地傳遞期望的寬帶特性。

例如，天線的小型化意味著其型面或?qū)挾鹊臏p小。例如，未經(jīng)審查的日本專利出版物Hei?9(1997)-153727提出一個與單錐天線寬度減小有關(guān)的建議。然而，該建議是輻射導(dǎo)體應(yīng)該簡單地以半橢圓回轉(zhuǎn)體形狀形成，并且不知道它是否可應(yīng)用于側(cè)面被電介質(zhì)覆蓋而沒有任何變更的天線結(jié)構(gòu)。

圖31示意性地說明具有單個圓錐輻射電極的單錐天線的構(gòu)成。在該圖中示出的單錐天線包括：以基本為圓錐的形狀形成的輻射導(dǎo)體；以及接地導(dǎo)體，接地導(dǎo)體形成得在它與輻射導(dǎo)體之間設(shè)置間隙。電信號提供給該間隙。

圖32說明單錐天線的VSWR(電壓駐波比)特性的實例。在從4GHz到9GHz的較寬范圍上得到不大于2的VSWR，并且這表示該天線具有相對較寬的帶寬。

一種用于進一步拓寬此單錐天線的頻帶的已知方法是在輻射導(dǎo)體上的加載電阻。圖33和圖34說明單錐天線的構(gòu)成實例，該天線的輻射導(dǎo)體由包含電阻元件的低導(dǎo)電率部件形成，以取代高導(dǎo)電率金屬。對于此結(jié)構(gòu)，減小饋給部分上的反射功率，并且這導(dǎo)致擴展的匹配頻帶。具體地，由于匹配頻帶的下限頻率被擴展(向下)，因此，以上結(jié)構(gòu)還作為用于減小天線尺寸的手段。如圖33所示，輻射電極可由具有恒定低導(dǎo)電率的材料形成。然而，如果導(dǎo)電率如圖34中所示地分布(在上基底側(cè)，導(dǎo)電率更低)，該效果就表現(xiàn)得更好。

在單錐天線的輻射導(dǎo)體上加載電阻的各種方法是已知的。具體實例包括：把以片狀形成的低導(dǎo)電率部件粘附到錐形絕緣體上的方法；以及應(yīng)用低導(dǎo)電率部件的方法，該部件作為涂敷材料。(例如參見James?G.Maloney等寫的“用于脈沖輻射的錐形天線的優(yōu)化：使用電阻性負載的有效設(shè)計”(與天線和傳播有關(guān)的IEEE處理，1993年7月，第41卷、第7，第940-947頁))

然而，如果考慮批量生產(chǎn)，粘附片的方法的生產(chǎn)率確實較低，并且不是理想的。對于應(yīng)用涂敷的方法，難以使涂層的厚度均勻而不能控制導(dǎo)電率，并且此方法也不是理想的。

發(fā)明內(nèi)容