專利名稱：天線的制作方法
天線本發(fā)明涉及用于在超過200MHz的工作頻率下的圓偏振輻射并且具有在導電圖案和接地層之間布置的電絕緣基底的天線并且涉及包括在基底上的天線元件方向圖的天線部件。已知使用貼片天線來接收圓偏振信號。這樣的天線包括具有平行的上和下平坦表面的介電基底。通常該上表面承載具有矩形外形的導電層，并且下表面具有作為接地層的另一導電層。根據(jù)饋電配置，該天線敏感于大致從該上表面的上方并且垂直于該上表面的方向到達該天線的圓偏振輻射。用于圓偏振輻射的另一天線是繞桿式天線。該繞桿式天線通常包括彼此成直角排列在共同平面上并且饋送90度異相的兩個偶極子天線的集合。當在其軸豎直的情形下進行安裝時，繞桿式天線提供豎直方向為最大值的幾乎全向的圓偏振輻射方向圖。已知在豎直軸繞桿式天線的偶極子元件之下增加反射器。通過改變反射器和偶極子元件之間的距離可改變天線方向圖。本發(fā)明的目標是提供接收和/或發(fā)射偏振輻射的改進的天線。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供用于在超過200MHz的工作頻率下的圓偏振輻射的天線，該天線包括絕緣基底、導電接地層和導電圖案，其中，基底的至少一部分被布置在導電圖案和接地層之間，該導電圖案包括共振環(huán)和耦接到該共振環(huán)并且從該共振環(huán)向外延伸的多個開路短截線，多個短截線具有在其耦接到的共振環(huán)的共振頻率處的四分之一波長的電氣長度。使用導電共振環(huán)提供了共振頻率依賴于該共振環(huán)的電氣長度的有效天線。在共振環(huán)的共振頻率處入射在每一短截線上的輻射激發(fā)在短截線中的駐波時，具有在共振環(huán)的共振頻率處的四分之一波長的電氣長度的短截線進一步增加了天線的效率。優(yōu)選地，導電圖案和接地層均是平坦的，被鍍或被形成為基底的平行、相反方向的表面上的層。短截線從共振環(huán)沿具有徑向分量和切線分量的方向向外延伸。特別是，這些短截線可以均具有螺旋形狀?；子欣赜上鄬殡姵?shù)至少為5的陶瓷材料制成?；椎暮穸韧ǔ１仍诠舱癍h(huán)的共振頻率處、在基底介質中的波的波長的15度小，并且最可取地，是比10度小(B卩，小于約0.04 λ g或0.0275 λ g，其中，λ g是在基底介質中的電磁波的波長)。因此對于L波段或S波段天線基底厚度通常小于5_。另外，天線厚度通常小于其平均橫向范圍的四分之一。在這樣的天線中，該環(huán)和四分之一波長短截線提供具有以下輻射方向圖且在工作頻率下具有圓偏振共振模式的共振結構:當在導電圖案和接地層水平并且該接地層在導電層之下的情形下來安裝天線時，所述輻射方向圖的方向角基本上為全向并且具有向上方向的最大值。天線可具有在圓或方形環(huán)的中心處的對稱天線饋電連接，其中饋電路徑從共振環(huán)大致徑向向內地延伸到饋電連接節(jié)點對。當在工作頻率下激勵天線時，圍繞共振環(huán)形成駐波。如果存在四個圍繞共振環(huán)等距隔開的短截線，每一短截線與每一相鄰的短截線以90度異相共振并且與對置的短截線以180度異相共振。天線的帶寬可通過增加或減少天線的體積來控制。因此，天線的基底的厚度可被用于設置天線的帶寬。隨著輻射元件和接地層之間的基底的厚度的減少，更多的能量存儲在導電圖案的元件的電容和電感中，使得更少的能量被輻射。天線的Q因子可被描述為每個周期中所存儲的能量與消散的能量的比率。其可得出，天線的Q因子隨著基底厚度的減少而增加。如前所述，天線方向圖可通過改變接地層(反射器)和導電圖案之間的距離來改變。接地層和導電層越接近，所反射的反向輻射波和前向輻射波的矢量和就越大。為了最大化前向輻射波，因此應該最小化基底的厚度。通常使得天線的基底的相對介電常數(shù)大于5，這為天線的基底提供了比安裝時很可能圍繞天線的材料(例如結構塑料)的介電常數(shù)更大的介電常數(shù)。由于天線的介電負載，基底的更大的介電常數(shù)將增加天線的效率。在本發(fā)明的一個實施例中，天線具有從中心饋電連接朝向共振環(huán)向外徑向延伸并且耦接到共振環(huán)的兩個饋電路徑。饋電路徑具有彼此相同的特性阻抗。饋電路徑在以共振環(huán)的駐波的半波長相離的點處(即大體上在直徑上相對的位置處)連接到共振環(huán)，并且在其內端處，形成當天線安裝在設備中時被連接到其他電路的饋電連接。其他電路沒有形成為天線的一部分。優(yōu)選地，將天線的上表面上的導電圖案經(jīng)過基底和接地層連接到位于接地層之下的設備配線。在這個布置中，接地層使導電圖案屏蔽由接地層之下的配線所輻射的信號，并且反之亦然。可使用在基底和接地層中的單個孔或在基底和接地層兩者中的兩個單獨的孔來實現(xiàn)導電圖案和位于接地層之下的配線之間的連接。在單孔的情形中，形成為起源于共振環(huán)的徑向饋電路徑的軌道可作為到在接地層之下設置的電路而延伸至基底中的孔的相反側上的被鍍軌道。如果使用兩個孔，則在每一孔只有單個饋電路徑從共振環(huán)向下延伸到在接地層之下所設置的電路，每一孔構成了被鍍通路。在本發(fā)明的又一實施例中，導電圖案不包括在天線的最上層表面上的饋電路徑。替代地，共振環(huán)通過接地層和基底中的兩個孔直接耦接到在接地層之下的電路。在這個實施例中，孔被定位成與共振環(huán)相匹配(registry)并且饋電路徑包括孔的被鍍壁。在這樣的實施例中，饋電路徑可包括在基底的下側上施鍍的徑向軌道。雖然在上述兩個實施例中，饋電路徑沿基底中的所述孔或每一孔延伸，還可使用其他方法將導電圖案連接到在接地層之下的電路。例如，將基底之上的共振環(huán)和在接地層之下設置的電路連接的電線可取代沿著基底中的孔側延伸的饋電路徑的部分。已知隨著在導體中的交變信號的頻率的增加，相關的電流就會聚而更靠近導體的邊緣或表面。在特高頻(UHF)或以上頻率，大多數(shù)的電荷在導體的邊緣或表面處攜帶。在這樣的環(huán)境中，如果共振環(huán)形成為具有足夠寬度的導電軌道，則其有效地包括具有不同電氣長度的內共振路徑和外共振路徑，由此共振路徑具有不同的共振頻率。因此，單個導電環(huán)可具有多個雙共振頻率，例如，與內邊緣相關聯(lián)的第一共振頻率和與更長的外邊緣相關聯(lián)的更低的共振頻率。作為替換，可通過形成具有第二共振環(huán)的導電圖案來提供多個共振路徑。因此通常第二共振環(huán)具有不同于第一共振環(huán)的電氣長度，并且耦接到第一共振環(huán)和一些開路短截線。第一共振環(huán)和第二共振環(huán)可分別是圓形和方形的并且可以是同心的。在這個實施例中，內共振環(huán)通常具有比外共振環(huán)更高的共振頻率。每一共振環(huán)具有耦接到其的相應的開路短截線組。每一短截線具有相當于在其連接到的共振環(huán)的共振頻率處的四分之一波長的電氣長度。
上述的任意實施例可具有一個或更多組螺旋形狀的開路短截線，所有的開路短截線組具有相同的旋轉指向。這樣的天線適于根據(jù)螺旋形狀的旋轉指向來接收左手或右手圓偏振的電磁輻射。作為本發(fā)明的替換實施例，天線可具有螺旋形狀的第一組和第二組開路短截線，第二組的開路短截線具有與第一組的短截線的旋轉指向相反的旋轉指向。這樣的天線響應于左手圓偏振和右手圓偏振的電磁福射。短截線可直接連接到各自的共振環(huán)或至少一些短截線可通過切換裝置選擇性地連接到共振環(huán)。這樣的切換裝置可包括多個切換設備，例如，電容性MEMS (microelectro-mechanical system,微機電系統(tǒng))開關。電容性MEMS開關是其兩端的電容可以改變的設備。當在開關具有大電容的狀態(tài)中，在電容性MEMS開關兩端施加無線頻率信號時，所施加的信號傳輸經(jīng)過該開關，然而如果在開關具有小電容的狀態(tài)中，將無線頻率信號施加到電容性MEMS開關時，所施加的信號將不會傳輸經(jīng)過該開關。因此電容性MEMS開關可作為在設備兩端所施加的無線頻率信號的開關。在導電圖案包括第一組和第二組開路短截線和共振環(huán)結構的天線中，該天線優(yōu)選地包括布置成將短截線選擇性地耦接到該共振環(huán)結構的整體式切換設備。連接到切換設備的控制系統(tǒng)運行來確定每一切換設備的導電狀態(tài)?？刂蒲b置通?？砂ㄅc天線分開設置的電路。在提供了第一組和第二組開路短截線，并且每一短截線是螺旋形狀并且每一組短截線具有與另一組短截線相反的旋轉指向的本發(fā)明實施例中，控制系統(tǒng)可運行來將第一組或第二組開路短截線選擇地耦接到各自的共振環(huán)。這個實施例提供兩種控制狀態(tài):第一控制狀態(tài)，其中第一組短截線連接到共振環(huán)結構并且第二組短截線斷開連接；和第二控制狀態(tài)，其中第二組短截線連接到共振環(huán)結構并且第一組短截線斷開連接。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于在超過200MHz的工作頻率下的圓偏振輻射的天線包括:具有相反方向的主面的絕緣基底；在一個主面上的導電天線元件圖案；以及在另一個主面上的導電接地層，該接地層與導電天線元件圖案的至少一部分相匹配以作為反射器，其中該導電天線元件圖案包括共振環(huán)和在共振環(huán)的間隔開的位置處耦接到共振環(huán)并且從共振環(huán)向外延伸的多個細長開路輻射元件，至少一些輻射元件的電氣長度使得輻射元件在共振環(huán)的共振頻率處共振。天線可被實現(xiàn)為單個部件或作為組合。在后者的情形中，天線的一個部件可包括基底和導電圖案，其他部件包括主組件，主組件提供用于固定基底中與承載有導電圖案的面不同的一個面的導電接地平面。因此本發(fā)明還提供用于形成在超過200MHz的工作頻率下的圓偏振輻射的介電負載天線一部分的天線部件，包括具有相反方向的主面的介電基底和在一個主面上的導電天線元件圖案，其中，該導電天線元件圖案包括共振環(huán)和在共振環(huán)上的間隔開的位置處耦接到共振環(huán)的多個細長開路輻射元件，并且其中，至少一些所述輻射元件中的每一個從共振環(huán)沿具有徑向分量和切向分量的方向向外延伸，該至少一些輻射元件中的每一個的電氣長度使得輻射元件在共振環(huán)的共振頻率處共振。在本申請中，“輻射元件”的引用被解釋成有意義的元件，如果天線用于傳輸，則“輻射元件”將能量輻射到空間，當該天線用于接收信號時，所述輻射元件以相反的方式從空間接收能量。下面將參考附圖通過示例的方式描述本發(fā)明，在附圖中:

圖1A是從上方的一側觀察到的根據(jù)本發(fā)明的第一單頻率天線的透視圖；圖1B是從下方的一側觀察到的圖1A的天線的透視圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明的雙頻率天線的透視圖；圖2B是根據(jù)本發(fā)明的替代的雙頻率天線的平面圖；圖3A是從上方的一側觀察到的根據(jù)本發(fā)明的雙偏振天線的透視圖；圖3B是圖3A的天線的下側視圖；圖3C是圖3A和3B的天線的變型的下側視圖；圖3D是圖3A、3B和3C的天線的電路圖和相關聯(lián)的設備電路；圖4是圖1A和IB的天線的第一變型的平面圖；圖5是從下方的一側觀察到的圖1A和IB的天線的第二變型的透視圖；圖6A是圖1A和IB的天線的第三變型的平面圖；以及圖6B示出了從下方的一側觀察到的圖6A中示出的第三變型的透視圖。參考圖1A和1B，根據(jù)本發(fā)明的第一天線I具有三層:導電圖案2、導電接地層3和在導電圖案2和接地層3之間布置的基底4?；?的優(yōu)選形狀是具有作為平表面的上主面4A和下主面4B的盤形片。出于效率和小尺寸的原因，基底4的材料在本實施例中為具有相對介電常數(shù)為10的高介電常數(shù)陶瓷材料。天線的工作頻率是GPS LI頻率，即1575.42MHz。在這個頻率，基底盤的直徑是50mm并且基底厚度是3mm?？墒褂猛ǔ＞哂懈呦鄬殡姵?shù)的其他材料。例如，具有相對介電常數(shù)21的替代陶瓷材料用于產生片的平均橫向尺寸(在圓形盤的情形中為直徑)在20mm的范圍內并且厚度是約1.2mm的天線。導電圖案2被鍍在基底4的上主面4A上并且包括共振環(huán)5和四個向外延伸的開路短截線或單極元件6。共振環(huán)5具有內共振邊緣5A和外共振邊緣5B。由于在本實施例中形成環(huán)5的軌道的寬度相對小，可認為該環(huán)具有單共振頻率，這個共振頻率由圍繞該環(huán)的平均電氣長度確定，該長度取決于其物理長度和基底材料的相對介電常數(shù)。短截線6在圍繞共振環(huán)5B外邊緣的均勻隔開的位置處耦接到共振環(huán)5。在這種情形中，共振環(huán)5是圓形的并且每一短截線6是半徑等于共振環(huán)5的半徑的弧或四分之一圓。短截線6均從共振環(huán)5向外延伸并且定向為具有相同的旋轉指向。在共振環(huán)5的中心具有在基底4中的孔11。被鍍饋電路徑對7從孔11的開口以相反的方向徑向延伸到共振環(huán)5。這些饋電路徑7從孔11的開口延伸穿過孔11到達基底盤的另一主面，如在孔11的壁的相對側上的被鍍軌道。如圖1B所示，饋電路徑7在被鍍連接焊點對7P處終止，被鍍連接焊點對7P形成將天線連接到附加電路(未示出)而未電連接到接地層3的對稱饋電節(jié)點。通常，這樣的附加電路包括分流連接在饋電節(jié)點兩端的匹配電容，該匹配電容與由饋電路徑7的相對窄的軌道形成的電感結合而組成阻抗匹配電路，以在本實施例中產生50ohm源阻抗。參考圖2，適于以兩個頻率接收信號的天線具有第一共振環(huán)5-1和第二共振環(huán)5-2。第一共振環(huán)5-1是圓形的，而第二共振環(huán)5-2是方形的，第二共振環(huán)5-2和第一共振環(huán)5-1在圍繞兩環(huán)平均間隔的四個點處相耦接，使得第一和第二共振環(huán)5-1、5-2是同心的。第二環(huán)5-2的平均電氣長度比第一共振環(huán)5-1的平均電氣長度大，因此，限定了比第一共振環(huán)5-1所限定的共振頻率更低的共振頻率。多個短截線耦接到第一和第二共振環(huán)5-1，5-2。第一組短截線6-1具有第一共振環(huán)5-1的電氣長度的四分之一的電氣長度，而第二組短截線6-2具有第二共振環(huán)5-2的電氣長度的四分之一的電氣長度。第一組短截線6-1在圍繞第一共振環(huán)51的等距離點處耦接到第一共振環(huán)5-1。第二組短截線6-1在圍繞第二共振環(huán)5-1的等距離點處耦接到第二共振環(huán)5-1。第一和第二組短截線6-1，6-2都從第一和第二共振環(huán)5-1、5-2向外延伸。所有的短截線6-1、6-2都定向為具有相同的方向指向。如以上參考圖1A和IB所述的天線，在第一和第二共振環(huán)5-1、5-2的中心具有處于基底4中的孔11，并且仍如上所述，饋電路徑7延伸穿過中心孔縫或孔11到達連接焊點7P。該第二天線將在GPS LI和L2頻率處使用，共振環(huán)5_2和相關聯(lián)的更長短截線6_2限定了在GPS L2頻率1227.6MHz處的圓偏振共振。如圖2B所示，在圖2A的天線的變型中，在第一和第二共振環(huán)5-1、5_2之間的四個扇形空間9均被施鍍，使得天線在物理上具有單個環(huán)，其中內和外邊緣5A、5B的長度相差很大,從而分別產生決定天線的兩個共振頻率的內和外共振路徑。下面參考圖3A和3B，如以上參考圖1A和圖1B所述的天線，根據(jù)本發(fā)明的第四天線具有導電圖案2，導電圖案2具有限定單個共振頻率的單個共振環(huán)5。然而，如圖3A所示，在這個天線中，導電圖案2具有旋轉指向相反的第一和第二組短截線6-3，6-4。如上述的天線中，在基底4中具有位于共振環(huán)5的中心的孔11。此外，在基底4的下主面4B上存在接地層3?；?的材料的相對介電常數(shù)是10。第一和第二組短截線6-3，6-4都從共振環(huán)5向外延伸。短截線6_3，6_4都為螺旋形狀并且都在相同位置12處耦接到共振環(huán)。在每一耦接位置12處，第一組中的一個短截線6-3和第二組中的一個短截線6-4耦接到共振環(huán)5并且總共有8個短截線6-3，6-4。雖然短截線6-3，6-4為螺旋形狀，但它們具有相反的旋轉指向。第一組的短截線6-3的路徑從與環(huán)的耦接點12處沿逆時針方向向外旋轉，而第二集的短截線6-4的路徑從與環(huán)5的耦接點12處向外旋轉。短截線6-3和6-4具有相等的長度，每一個具有從其耦接到共振環(huán)5的點到其開路端的電氣長度，該電氣長度是共振環(huán)5的電氣長度的四分之一。短截線6-3和6-4通過各自的MEMS切換元件13耦接到共振環(huán)5，每一短截線6_3，6-4具有各自的MEM元件13。通過以下述方式操作這些開關，天線可配置成根據(jù)饋送至開關的控制信號，分別運行來用于左手圓偏振波和右手圓偏振波:在一種操作模式中只有第一組短截線6-3耦接到環(huán)5，并且在另一種模式中只有第二組短截線6-4耦接到環(huán)5。這樣的天線的一種應用是接收 DVB SH (Digital Video Broadcasting: Satellite servicesto Handhelds數(shù)字視頻廣播:至手持設備的衛(wèi)星服務)信號，該DVB SH信號是通常在
2.1-2.2GHz的波段、分別具有左手或右手圓偏振的不同信道中所傳輸?shù)腟波段信號。MEMS開關優(yōu)選地是諸如Wispry制造的電容性設備，該電容性設備可根據(jù)控制電壓而具有交替為約IpF和IOOpF的串聯(lián)電容，這些值分別代表在天線的工作頻率處的開路狀態(tài)和閉路狀態(tài)。如上述，在每一情形中，通過操作MEMS開關13，各個短截線6_3，6_4根據(jù)開關13的狀態(tài)而有效地連接到環(huán)5或從環(huán)5斷開。因此，可在電連接一組短截線的同時，使另外一組短截線斷開，從而將該天線分別配置用于右手圓偏振或左手圓偏振。如圖3B所示，通常在天線的下導電層中即在上主面4A之下設置MEMS開關13的控制線，通路14設置來將下層的軌道耦接到上主面4A上的MEMS開關13的接頭。如所示，控制線終止焊點16設置在天線的下側上。在圖3B示出的版本中，控制線形成為與接地層相同的導電層的一部分。優(yōu)選地，通過以下方式來使接地層未被中斷:如圖3C所示，基底可具有另外的導電層，一個包括接地層3，并且另一個包括鍍在疊加的絕緣層17上的控制線，適當?shù)耐泛瓦B接焊點將被設置。在這種變型中，除了反饋焊點7P與在基底的上面4A上的饋電路徑7 (圖1A)之間的連接和圍繞控制線通路14A的間隙孔(未示出)以外，接地層3是連續(xù)的。在天線的下側IU上的第五焊點16G提供了到作為MEMS開關控制電路的接地端的接地層3的連接。參考圖3D，適當?shù)母郊与娐钒ㄍ獠磕Ｊ娇刂崎_關18，該外部模式控制開關18將在控制輸入線19兩端所提供的控制電壓交替地耦接到與第一組短截線6-3相關聯(lián)的開關13和與第二組短截線6-4相關聯(lián)的開關13。附加電路還包括具有平衡輸入的接收器前端24和分流匹配電容22。下面將參考附圖4、5、6A和6B描述另外的天線變型。圖4是圖1A和IB的天線變型，其中，代替在連接至天線I的分離結構中提供分流匹配電容，在這種情形中，在天線的上主面4A上的通孔11附近，在饋電路徑7的內端之間提供匹配電容。更具體地，分流電容由位于孔IlA的相對側上的上主面4A上的兩個片式電容器和相關聯(lián)的電容器連接軌道31組成。參考圖5，一個饋電路徑7的內端7C可直接連接到接地層3，在這種情形中如所示連接在孔的下開口處。其他的饋電路徑7在單獨的連接焊點7P中終止。作為另一變型，如圖6A和6B中所示的天線，可在下主面4B上形成饋電路徑7。因此，在這種情形中，在環(huán)5上的正好相對的位置處提供通路34。如圖6B所示，在下側上，饋電路徑作為軌道7T從通路34向內徑向地延伸到整體式中心連接焊點36。在這種情形中，不需要中心孔。作為另一變型，通路34可在直接相鄰于該通路的連接焊點中終止，并且替代中斷接地層3，在安裝期間在安裝天線的主板或其他主結構中形成饋電路徑。如上述，在基底4上形成接地層不是必須的。替代地，其可由主板或其他主結構上的在安裝期間固定下基底面4B的導電層組成，在安裝期間在共振環(huán)或饋電路徑與主結構中的導體之間進行連接。類似地，諸如以上參考圖3A-3D所述的可切換天線中的MEMS開關的控制線可被包含在主結構中，在基底4和主結構之間提供各個MEMS開關的單獨連接。
權利要求
1.一種天線部件，該天線部件形成在超過200MHz的工作頻率下的圓偏振福射的介電負載天線的一部分，包括: 具有相反方向的主面的介電基底；以及 在一個所述主面上或相鄰于一個所述主面的導電天線元件圖案； 其中，所述導電天線元件圖案包括共振環(huán)和在所述共振環(huán)上的間隔開的位置處耦接到所述共振環(huán)的多個細長的開路輻射元件，并且其中至少一些所述輻射元件中的每一個從所述共振環(huán)沿具有徑向分量和切向分量二者的方向向外延伸，每一所述輻射元件的電氣長度使得所述輻射元件在所述共振環(huán)的共振頻率處共振。
2.根據(jù)權利要求1所述的天線部件，包括一對內饋電連接節(jié)點和從所述共振環(huán)的基本上相對的位置向內延伸到所述饋電連接節(jié)點的一對基本上徑向的饋電連接導體。
3.根據(jù)權利要求2所述的天線部件，其中，所述饋電連接導體在所述基底的一個主面上，并且所述天線部件還包括從所述饋電連接導體的內端延伸經(jīng)過所述基底的饋電導體。
4.根據(jù)權利要求2所述的天線部件，其中，所述饋電連接導體在所述基底的另一個主面上并且通過貫穿所述基底的各個通路連接到所述共振環(huán)。
5.根據(jù)權利要求1-4中的任一項所述的天線部件，其中，所述基底由相對介電常數(shù)大于5的介電材料所制成，并且所述主面是平坦和平行的，并且以小于所述主面的平均橫向范圍的四分之一的距離而分離。
6.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的天線部件，其中，所述共振環(huán)是圓形的。
7.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的天線部件，其中，所述導電天線元件圖案包括: 共振環(huán)結構，所述共振環(huán)結構限定具有不同電氣長度的第一環(huán)形導電路徑和第二環(huán)形導電路徑，并且限定第一共振頻率和第二共振頻率，所述第一環(huán)形導電路徑通常位于所述第二環(huán)形導電路徑內；以及 第一組細長開路輻射元件，所述第一組細長開路輻射元件從所述共振環(huán)結構的間隔開的位置處向外延伸，并且所述元件的長度使得該元件在所述第一環(huán)形導電路徑的共振頻率處共振，以及 第二組細長開路輻射元件，所述第二組細長開路輻射元件從在所述共振環(huán)結構的間隔開的位置處向外延伸使得所述第二組細長開路輻射元件分別位于所述第一組的元件之間，并且所述第二組的元件的長度使得該第二組的元件在所述第二環(huán)形導電路徑的共振頻率處共振。
8.根據(jù)前述權利要求20-23中的任一項所述的天線部件，其中，所述開路輻射元件具有螺旋形狀；
9.一種天線，用于在超過200MHz的工作頻率下的圓偏振輻射，包括如權利要求1-8中的任一項所述的天線部件，所述天線部件的特征在于在所述絕緣基底的另一個主面上的導電接地層，所述接地層與所述導電天線元件圖案的至少主要部分相匹配。
10.一種天線,用于在超過200MHz的工作頻率下的圓偏振福射,包括絕緣基底、導電接地層和導電圖案，其中: 所述基底的至少一部分被放置在所述導電圖案和所述接地層之間； 所述導電圖案包括共振環(huán)和耦接到所述共振環(huán)的多個開路短截線；多個所述短截線中的每一個具有在其耦接到的共振環(huán)的共振頻率處的四分之一波長的電氣長度，并且從所述環(huán)沿具有徑向分量和切向分量的方向向外延伸。
11.根據(jù)權利要求10所述的天線，還包括:耦接到所述共振環(huán)并且從所述共振環(huán)向內延伸到天線饋電連接的多個饋電路徑。
12.根據(jù)權利要求10或權利要求11所述的天線，其中，所述共振環(huán)限定具有不同電氣長度和不同共振頻率的內共振路徑和外共振路徑。
13.根據(jù)權利要求10或權利要求11所述的天線，包括基本上同心的內共振環(huán)和外共振環(huán)，其中:所述外共振環(huán)具有不同于所述內共振環(huán)的電氣長度，并且耦接到所述內共振環(huán)和多個所述短截線。
14.根據(jù)權利要求13所述的天線，其中，所述內共振環(huán)和所述外共振環(huán)具有外邊緣，所述外邊緣限定具有不同的共振頻率的各個不同共振導電路徑。
15.根據(jù)權利要求13或權利要求14所述的天線，其中，連接到所述外共振環(huán)的多個所述短截線具有在所述外共振環(huán)的共振頻率處的四分之一波長的電氣長度。
16.根據(jù)權利要求10-15中的任一項所述的天線，其中，所述短截線包括具有相同旋轉指向的、螺旋形狀的第一組短截線。
17.根據(jù)權利要求16所述的天線，其中，所述短截線包括具有與所述第一組短截線的旋轉指向相反的旋轉指向的、螺旋形狀的第二組短截線，由此所述天線響應于左手圓偏振的電磁輻射和右手圓偏振的電磁輻射。
18.根據(jù)權利要求10-12中的任一項所述的天線，其中，至少一些所述短截線直接連接到所述共振環(huán)。
19.根據(jù)權利要求10-1 2中的任一項所述的天線，包括將至少一些所述短截線耦接到所述共振環(huán)的切換部件。
20.根據(jù)權利要求19所述的天線，其中，所述切換部件包括多個切換設備。
21.根據(jù)權利要求20所述的天線，其中，所述切換設備包括電容性MEMS開關。
22.根據(jù)權利要求10所述的天線，其中，所述導電圖案包括第一組開路短截線和第二組開路短截線和共振環(huán)結構，并且其中，所述天線還包括布置成將所述短截線選擇地耦接到所述共振環(huán)結構的整體式切換設備。
23.根據(jù)權利要求22所述的天線，包括多個切換設備控制線，所述多個切換設備控制線互連成:第一組控制線的接通將導致所述第一組短截線連接到所述共振環(huán)結構并且第二組控制線的接通將導致所述第二組短截線連接到所述共振環(huán)結構。
24.根據(jù)權利要求22或權利要求23所述的天線，其中，所述第一組短截線和所述第二組短截線分別沿逆時針和順時針的方向延伸。
25.根據(jù)權利要求22-24中的任一項所述的天線，其中所述第一組短截線具有圍繞所述共振環(huán)基本上均勻分布的四個向外延伸的短截線，并且其中所述第二組短截線具有圍繞所述共振環(huán)基本上均勻分布并且分別位于所述第一組短截線之間的四個向外延伸的短截線。
26.一種天線系統(tǒng)，該天線系統(tǒng)包括根據(jù)權利要求22-25中的任一項所述的天線和連接到所述切換設備的控制系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)和其到切換設備的連接布置成:在所述控制系統(tǒng)的第一控制狀態(tài)中，所述第一組短截線連接到所述共振環(huán)結構并且所述第二組短截線斷開連接，并且在所述控制系統(tǒng)的第二狀態(tài)中，所述第二組短截線連接到所述共振環(huán)結構并且所述第一組短截線斷開連接。
27.根據(jù)權利要求10-26中的任一項所述的天線，其中，所述基底形成為具有承載所述導電圖案的一個表面和承載所述接地層的相反方向的表面的片，所述表面平行并且以相當于在所述天線的工作頻率處比所述基底的材料的波長的15度小的距離而間隔開。
28.根據(jù)權利要求10-26中的任一項所述的天線，其中，所述基底形成為具有承載所述導電圖案的一個表面和承載所述接地層的相反方向的表面的片，所述表面平行并且以相當于在所述天線的工作頻率處 比所述基底的材料的波長的10度小的距離而間隔開。
全文摘要
一種用于在超過200MHz的工作頻率下的圓偏振輻射的天線，該天線具有盤狀介電片的形式的且具有平行的平坦表面(4A，4B)的基底(4)。上表面(4A)承載包括共振環(huán)(5)和多個開路輻射元件(6)的導電圖案，該開路輻射元件(6)中的每一個具有在該環(huán)(5)的共振頻率處的四分之一波長的電氣長度。輻射元件(6)從環(huán)(5)向外延伸并且在環(huán)(5)的均勻間隔的位置處連接到環(huán)(5)。每一輻射元件(6)沿具有徑向分量和切向分量的方向延伸并且遵循大致螺旋的路徑。一對中心饋電節(jié)點通過位于直徑上的一對饋電軌道(7)耦接到環(huán)的內側。本發(fā)明還公開了雙頻和雙偏振的變型。
文檔編號H01Q1/38GK103081225SQ201180041698
公開日2013年5月1日 申請日期2011年7月26日 優(yōu)先權日2010年7月30日
發(fā)明者奧利弗·保羅·雷斯特恩 申請人:薩恩特爾有限公司