[發明專利]具有兩個頻率選擇表面的導體

無效

• 申請號: 200880010363.6
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101689709A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: 勞倫斯·拉根
• 申請（專利權）人: 得克薩斯州大學系統董事會
• 主分類號: H01Q15/02
• 分類號: H01Q15/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 杜 誠;李春暉

優先權聲明

本申請依據美國法典第35篇119款(e)(1)要求于2007年3月29日提交的臨時申請60/908712號的優先權，其內容通過引用合并于此。

技術領域

本發明一般性地涉及天線，尤其涉及具有兩個頻率選擇表面的導體。

背景技術

在用于長距離點對點應用的微波中繼系統(在常規系統中大量被掩埋光纖線纜所替代)以及最近的用于移動電話技術或蜂窩電話的扇區天線系統中，已經廣泛利用了能夠在不同方向上提供獨立工作的天線系統。能夠在不同方向上提供獨立工作的天線系統通常大而且機械上復雜，并且由拋物面反射器(如在微波中繼站中)或多金屬結構(如在小區天線中)構成。類似地，在飛行器的外殼上和在用于電子束控制的大型相控陣結構中已經利用了平面天線。平面陣列尚未被用于在不同方向上需要獨立工作的應用。

任何提供高表面電流阻抗的表面裝置被稱為高阻抗表面(HIS)。如果將電場天線置于靠近HIS處，其中該HIS包括靠近理想電導體(PEC)的頻率選擇表面(FSS)，那么從HIS反射的能量會以和從HIS輻射出的能量相同的相位返回，由此放大該天線信號。這種裝置允許使用像那些為印刷電路板開發的圖案化和蝕刻技術來構造高效的、低剖面的平面天線和陣列。

發明內容

根據本發明的優選實施例，一種天線反射器系統包括第一頻率選擇表面(FSS)、第二FSS和理想電導體。盡管FSS結構變化并且可以采取多種形式，但是在所示出的實施中，第一FSS和第二FSS都具有多個孔(即，像網狀物)。理想電導體位于第一FSS和第二FSS之間。

在下面的詳細寫出的說明中，本發明的所有特征和優點將變得明顯。

附圖說明

結合附圖，參考下面對說明性實施例的詳細說明，會最佳地理解本發明本身以及其優選使用模式、其它目的和優點，其中：

圖1是根據本發明的優選實施例的具有多個頻率選擇表面和理想電導體的天線反射器系統的圖示；

圖2是根據本發明的優選實施例的背靠背的高阻抗表面的圖示；以及

圖3是根據本發明的優選實施例的四個獨立天線子空間的圖示。

具體實施方式

下面參考附圖，尤其參考圖1，描繪了根據本發明的優選實施例的具有多個頻率選擇表面(FSS)的天線反射器系統的圖示。如圖所示，雙面天線反射器100包括位于FSS?112和FSS?115之間的理想電導體(PEC)110。如此處所使用的，PEC被定義為以最小電阻承載表面電流的任何導電平面，并且FSS被定義為通過任何方式提供正確的波阻抗以反射電磁波，使得反射波與入射波的相位基本上相同的任何表面。印刷線路板中的金屬化層是PEC的一個例子。在圖1中，例如FSS?115的FSS是用以孔(例如多個孔120a-120n)進行圖案化以形成網狀物的屏蔽面(例如金屬化層)來實現的。

現在參考圖2，其描繪了根據本發明優選實施例的雙面天線反射器100上的背靠背高阻抗表面(HIS)的圖示。如圖所示，將PEC?110置于平行并且靠近FSS?112和FFS?115的位置，但不與FSS?112和FFS?115電接觸。由平行且靠近第一HIS?200的第一天線210生成第一天線方向圖(antenna?pattern)211，由平行且靠近第二HIS?205的第二天線214生成第二天線方向圖215。在靠近PEC?110的FSS?112的位置旁形成第一HIS?200。類似地，在靠近PEC?110的FSS?115的位置旁形成第二HIS?205。第一HIS?200和第二HIS?205能夠以相同頻率或以不同頻率共振。

在可替選的實施例中，可以將分離的天線陣列置于第一HIS?200和第二HIS?205之上，并且每個天線陣列可以具有不同的控制(steering)和/或多輸入多輸出(MIMO)標準。在另一個實施例中，天線方向圖210和215的工作頻率相差足夠遠，使得能夠去掉間隔導電平面(即，PEC110)，從而減少金屬化層的數量并降低總體天線系統成本。

現在參考圖3，其描繪了根據本發明的優選實施例的四個獨立天線子空間的圖示。如圖所示，由相互垂直放置以形成象限的兩組背靠背HIS形成第一天線子空間300、第二天線子空間305、第三天線子空間310和第四天線子空間315。可替選地，可以以除90°之外的角度放置背靠背HIS。此外，可以利用多于兩組的背靠背HIS以形成多于四個的獨立天線子空間(例如，將空間劃分為六個天線子空間的三個雙面結構)。