[發明專利]偶極天線和相關的多頻帶天線

有效

• 申請號: 201710451502.X
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN109149131B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 單龍;何錦春;李曰民;李昀喆;M·L·齊默爾曼
• 申請（專利權）人: 康普技術有限責任公司
• 主分類號: H01Q23/00
• 分類號: H01Q23/00;H01Q21/24;H01Q19/10;H01Q1/38
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 鄒丹

本申請涉及隱身天線元件和相關的多頻帶天線。提供了一種偶極天線，該偶極天線包括平面反射器和包括平面反射器的表面上的第一對偶極和第二對偶極的輻射元件。第一對偶極和第二對偶極分別包括圍繞中心區域以盒狀偶極布置方式布置的臂區段。臂區段可以是在其上具有相應的金屬區段和相應的電感器電容器電路的印刷電路板。電感器電容器電路定義濾波器，該濾波器與比第一對偶極和第二對偶極的工作頻率范圍高的頻率范圍對準。

技術領域

本公開一般而言涉及通信系統，并且更具體而言，涉及在通信系統中使用的陣列天線。

背景技術

用于無線語音和/或數據通信的天線一般包括通過一個或多個饋電網絡連接的輻射元件陣列。多頻帶天線可以包括具有不同工作頻率的多個輻射元件陣列。例如，用于GSM服務的公共頻帶包括GSM 900和GSM 1800。多頻帶天線中的低頻帶可以包括GSM 900頻帶，其工作在880MHz～960MHz處。低頻帶還可以包括數字紅利頻譜(Digital DividendSpectrum)，其工作在790MHz～862MHz處。另外，低頻帶還可以覆蓋在694MHz～793MHz處的700MHz頻譜。多頻帶天線的高頻帶可以包括GSM 1800頻帶，其工作在 1710MHz～1880MHz的頻率范圍中。高頻帶還可以包括例如UMTS 頻帶，其工作在1920MHz～2170MHz處。包含在高頻帶中的附加頻帶可以包括工作在2.5GHz～2.7GHz處的LTE 2.6和工作在 3.4GHz～3.8GHz處的WiMax。

為了射頻(RF)信號的高效發送和接收，輻射元件的尺寸通常與期望的工作頻帶的波長匹配。偶極天線可以被用作輻射元件，并且可以被設計成使得其第一諧振頻率在希望的頻帶中。為了實現這一點，偶極臂中的每一個可以約為四分之一波長，并且兩個偶極臂一起可以大約是希望的頻帶的中心頻率的波長的一半。這些可以被稱為“半波長”偶極，并且可以具有相對低的阻抗。

已經開發出了雙頻帶天線，其包括具有特定于兩個頻帶中的每一個的尺寸的不同輻射元件，例如，尺寸被設定為用于在 698MHz～960MHz的低頻帶上工作和在1710MHz～2700MHz的高頻帶上工作的相應的輻射元件。例如，參見美國專利號No.6295028、美國專利號No.6333720、美國專利號No.7238101和美國專利號No. 7405710，這些專利的公開內容通過引用并入本文。由于GSM 900頻帶(例如，880MHz～960MHz)的波長比GSM 1800頻帶(例如，1710MHz～1880MHz)的波長更長，因此，為一個頻帶設定尺寸或以其它方式設計的輻射元件一般不用于另一個頻帶。

但是，多頻帶天線會涉及到實現上的困難，例如，由于用于不同頻帶的輻射元件之間的干擾。具體而言，被設計成在較高頻帶處輻射的輻射元件中產生的諧振會使用于較低頻帶的輻射圖案失真，該較高頻帶通常在頻率上比較低頻帶高2到3倍。例如，GSM 1800頻帶大約是GSM 900頻帶的頻率的兩倍。如此，引入具有與天線中現有的輻射元件不同的工作頻率范圍的附加輻射元件會與現有輻射元件造成失真。

這種失真的示例包括共模諧振和差模諧振。共模(CM)諧振會發生在頻帶整體更高的輻射結構像四分之一波長單極一樣諧振時。由于輻射元件的桿或垂直結構的長度經常是在較高頻帶處的波長的四分之一，并且偶極臂的長度也是較高頻帶處的波長的四分之一，這一總體結構的長度可以粗略是較高頻帶處的波長的四分之一。在較高頻帶大約是較低頻帶的頻率的兩倍的情況下，由于波長與頻率成反比，總的高頻帶結構的長度可以粗略是較低頻帶處的波長的四分之一。差模諧振可以發生在偶極結構的每一半或者正交極化的較高頻率輻射元件的兩個一半彼此相互諧振時。

發明內容

根據本公開的一些實施例，偶極天線包括平面反射器和包括平面反射器的表面上的第一對偶極和第二對偶極的輻射元件。第一對偶極和第二對偶極分別包括圍繞中心區域以盒狀偶極布置方式布置的臂區段。臂區段可以是在其上具有相應的金屬區段和相應的電感器電容器電路的印刷電路板。電感器電容器電路定義濾波器，該濾波器與比第一對偶極和第二對偶極的工作頻率范圍高的頻率范圍對準。