專利名稱：介質損耗減小的寬帶天線的制作方法
技術領域：
本發明主要涉及天線，尤其涉及的是沒有高介質損耗的寬帶天線。
背景技術：
某些便攜通信設備可以使用800或900MHz的載波頻率以及GPS定位器(該定位器可以工作在處于1227.6MHz到1575.42MHz這個頻率范圍的L波段的GPS載波頻率上)，并且可以在大小約為2.4GHz的Bluetooth或WLAN頻率上與其他設備通話，對這些便攜通信設備來說，寬帶天線響應通常是滿足此類便攜通信設備的要求所必需的。這種多波段需求通常是借助多個天線來加以解決的，而此類解決方案的費用和復雜度將會提升，其可靠性卻會降低。
無線手持機通信中使用的大多數天線都是絞線、線圈或金屬薄板，例如平面倒F天線(PIFA)。這些天線都是波段相對較窄的設備，其覆蓋的范圍大約是所需帶寬的10％。此外，目前還一種名為導電塑料天線的新型天線，這種天線則是嘗試在塑料自身內部產生輻射場。對這種導電塑料天線來說，它存在的問題是最廉價的聚合物或市場上最容易買到的塑料自身存在損耗并且會吸收輻射能量，尤其是高頻輻射能量。在Thomas A.Aisenbrey的美國專利6,741221中論述了關于這種包含導電塑料的天線的一個實例，其中描述了用于輻射天線以及天線地網部件的“基于導電負載樹脂的材料”。對現今可以找到的通信設備所具有的多帶寬需求而言，目前沒有一種單獨的天線能在具有最小介質損耗的同時提供足夠的寬帶性能。

發明內容
依照本發明的實施例提供了一種寬帶天線，該天線使用了多個輻射元件，這些輻射元件主要使用的是空氣介質或是具有薄的介質涂層的空氣介質。這種裝置可以避免與導電塑料天線相關聯的高介質損耗，同時仍舊保持了多倍頻程帶寬。
在本發明的第一實施例中，一種寬帶天線包括隨機互連并且進一步耦合到饋電點的多條導電絞合線，以及在結構上保持所述多條導電絞合線的護套。該護套可以是薄的介質涂層，并且所述多條導電絞合線可以高于四分之一波長。在保持多倍頻程帶寬的同時，該寬帶天線可以具有低的介質損耗。在多條導電絞合線之間，可以使用空氣作為介質，但是依照本發明的實施例則未必局限于此。應該指出的是，該饋電點可以在一個相對較大的接地平面上受到激勵。
在本發明的第二實施例中，無線電收發信機單元可以包括與編碼器耦合的發射機，與解碼器耦合的接收機，以及與發射機和接收機中的至少一個相耦合的寬帶天線。該寬帶天線可以包括，其中該寬帶天線包括隨機互連并且進一步耦合到饋電點的多條導電絞合線，以及在結構上保持所述多條導電絞合線的護套。


圖1是依照本發明實施例的具有低介質損耗的寬帶天線的示意圖。
圖2是依照本發明實施例的無線電系統的示意圖，其中該系統具有低介質損耗的寬帶天線。
具體實施例方式
雖然說明書是以定義了被視為具有新穎性的本發明實施例特征的權利要求為結束的，但是我們相信，本發明可以通過考察下文中結合附圖的描述而被更好地理解，在附圖中，相同的參考數字在次頁同樣也會使用。
參考圖1，在將多條導電絞合線12作為天線進行連接時，它們可以產生多倍頻程響應，其中該導電絞合線可以是一束細的電連接導線，這與那些可以在鋼絨廚用襯墊中發現的金屬線是非常相似的。圖示的實例可以在反射損耗為-8dB的情況下具有1155MHz至1946MHz的寬帶諧振。這與幾乎70％或是更多的帶寬等價或是數倍于當前使用的普通鞭狀、螺旋線狀、環形或金屬板天線的帶寬。此外，依照本發明的實施例可以在導線絞合線之間基本使用空氣以及使用薄的護套52(如圖2所示)來添加必要的結構完整性，由此可以避免使用有損耗的介質材料。
再次參考圖1中的天線10，在結構上，天線10可以包括多條耦合或焊接到單個導電饋電點19的導電絞合線12。舉例來說，該饋電點19可以是具有屏蔽16以及中心導體18的同軸電纜14的一部分。饋電點19可以電連接到中心導體18。屏蔽16可以經由例如金屬插頭22連接到地。中心導體18可以經由接地平面20而被饋電，其中與天線的輻射絞合線(12)的長度15以及寬度17相比，該接地平面應該相對較大，從而確保大約50歐姆的阻抗匹配。舉個例子，在常用的移動天線裝置中，所使用的鞭狀天線(如在共同使用了多條導電絞合線12的發明實施例中)應該在800MHz頻段中具有約等于四分之一波長或31/4英寸的高度，其中在該頻段，該天線由直徑約為四分之一波長的金屬接地平面所圍繞。在常用的移動電話天線裝置中，四分之一波長天線處于PCB的一側，該PCB的長度通常是大于鞭狀天線本身。這種裝置可以保證天線阻抗非常接近50歐姆。在這種情況下，導電絞合線的寬度可以確定操作帶寬。在使用了要求保護的導電絞合線的本發明實施例中，操作帶寬可以大于鞭狀天線中相等直徑的單個輻射器的帶寬。
參考圖2，相似結構的寬帶天線可以形成收發信機單元50的一部分。與先前一樣，天線可以包括多個充當輻射元件的導電絞合線12，接地平面20以及同軸電纜14，其中所述同軸電纜具有耦合到接地平面的屏蔽16以及充當饋電點的中心導體。此外，這里的天線還包括用于在結構上保持所述多個導電絞合線的裝置。該裝置可以包括由薄的介質材料制成的護套52。收發信機單元50還可以包括與編碼器54相耦合的發射機56，與解碼器60相耦合的接收機58，以及用于將寬帶天線耦合到發射機和接收機中至少一個的裝置。舉例來說，寬帶天線可以經由雙工器62有選擇地耦合到發射機56或接收機58。當然還應該指出的是，這里所公開的寬帶天線的用途并不僅僅局限于收發信機，而是可以單獨用于具有多波段需求的接收機，或是單獨用于具有多波段需求的發射機。
依照本發明的實施例可以在提高傳統鞭狀天線和外置天線(stubbyantenna)帶寬的同時消除與先前公開的導電塑料天線相關聯的大部分介質損耗。這里公開的寬帶天線能夠通過使用多個間隔緊密的導電元件來實現多倍頻程帶寬，其中所述導電元件可以是中間具有低損耗的空氣介質并且進一步具有用于結構完整性的薄的介質涂層的金屬絞合線。
從上文的描述中可以了解，根據本發明的實施例是可以在眾多結構中實現的，并且這些結構是可以在權利要求的精神和范圍以內預見的。此外，上文的描述只是作為實例，除了后續權利要求闡述的內容之外，上文的內容不對本發明進行任何限制。
權利要求
1.一種寬帶天線，包括隨機互連并且進一步耦合到饋電點的多條導電絞合線；以及在結構上保持所述多條導電絞合線的護套。
2.權利要求1所述的寬帶天線，其中所述護套包括薄的介質涂層。
3.權利要求1所述的寬帶天線，其中所述寬帶天線具有多倍頻程帶寬。
4.權利要求3所述的寬帶天線，其中所述寬帶天線在保持所述多倍頻程帶寬的同時具有低的介質損耗。
5.權利要求1所述的寬帶天線，其中所述多條導電絞合線全都高于四分之一波長高。
6.權利要求1所述的寬帶天線，其中在所述多條導電絞合線之間使用空氣作為介質。
7.權利要求1所述的寬帶天線，其中所述饋電點在相對較大的接地平面上激勵。
8.一種無線電收發信機單元，包括與編碼器相耦合的發射機；與解碼器相耦合的接收機；以及與所述發射機和所述接收機中至少一個相耦合的寬帶天線，其中該寬帶天線包括隨機互連并且進一步耦合到饋電點的多條導電絞合線；以及在結構上保持所述多條導電絞合線的護套。
9.權利要求8所述的無線電收發信機單元，其中所述護套包括薄的介質涂層。
10.權利要求8所述的無線電收發信機單元，其中所述寬帶天線具有多倍頻程帶寬。
全文摘要
一種寬帶天線(10)，其中包括隨機互連并且進一步耦合到饋電點(19)的多條導電絞合線(12)；以及在結構上保持所述多條導電絞合線的護套(52)。該護套可以是薄的介質涂層，并且所述多條導電絞合線全都高于四分之一波長。該寬帶天線在保持多倍頻程帶寬的同時可以具有低的介質損耗。此外，在多條導電絞合線之間可以使用空氣作為介質。
文檔編號H01Q1/36GK1989653SQ200580024378
公開日2007年6月27日 申請日期2005年7月20日 優先權日2004年7月21日
發明者約翰·P·切諾韋思 申請人:摩托羅拉公司