Gebiet der
ErfindungTerritory of
invention
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Antennen. Genauer
gesagt betrifft sie eine gefaltete Dipolantenne zur Verwendung bei
drahtlosen Telekommunikationssystemen.The
The present invention relates generally to antennas. More accurate
it relates to a folded dipole antenna for use in
wireless telecommunication systems.
Hintergrund
der Erfindungbackground
the invention
Bei
drahtlosen Telekommunikationssystemen verwendete Basisstationsantennen
haben die Fähigkeit,
elektromagnetische Signale zu senden und zu empfangen. Empfangene
Signale werden von einem Empfänger
an der Basisstation verarbeitet und einem Kommunikationsnetzwerk
zugeführt.
Ausgesendete Signale werden bei anderen Sequenzen als die empfangenen
Signale gesendet.at
wireless telecommunications systems used base station antennas
have the ability
to transmit and receive electromagnetic signals. received
Signals are from a receiver
processed at the base station and a communication network
fed.
Sent signals are received at sequences other than those received
Signals sent.
Aufgrund
der steigenden Anzahl von Basisstationsantennen versuchen Hersteller,
die Größe jeder
Antenne zu minimieren und die Herstellkosten zu reduzieren. Darüber hinaus
ist der visuelle Eindruck von Basisstationsantennentürmen in
Gemeinden ein öffentliches
Problem geworden. Somit ist es wünschenswert,
die Größe dieser
Türme zu
vermindern und dadurch den visuellen Einfluss der Türme auf
die Gemeinde zu verkleinern. Die Größe der Türme kann durch Verwendung kleinerer
Basisstationsantennen verringert werden.by virtue of
the increasing number of base station antennas manufacturers are trying to
the size of everyone
Minimize antenna and reduce manufacturing costs. Furthermore
is the visual impression of base station antenna towers in
Municipalities a public
Problem has become. Thus, it is desirable
the size of this
Towers too
and thereby reduce the visual impact of the towers
to downsize the community. The size of the towers can be reduced by using smaller ones
Base station antennas are reduced.
Auch
gibt es einen Bedarf bei einer Antenne mit einer weiten Impedanzbandbreite,
die ein stabiles Fernfeldmuster über
die Bandbreite zeigt. Auch gibt es einen Bedarf an einer Steigerung
der Bandbreite existierender Einzelpolarisationsantennen, so dass sie
in den Frequenzbändern
des zellulären
globalen Systems für Mobilgeräte (GSM,
global system for mobile), des Personalkommunikationssystems (PCS),
des Personalkommunikationsnetzwerks (PCN) und des universellen mobilen
Telekommunikationssystems (UMTS) arbeiten können.Also
is there a need for an antenna having a wide impedance bandwidth,
the a stable far field pattern over
the bandwidth shows. There is also a need for an increase
the bandwidth of existing single polarization antennas so that they
in the frequency bands
of the cellular
global system for mobile devices (GSM,
global system for mobile), the Personal Communication System (PCS),
of the Personal Communication Network (PCN) and the Universal Mobile
Telecommunications system (UMTS).
Die
europäische
Patentanmeldung EP 0 566 522 offenbart
ein Antennensystem, das zumindest zwei Dipolantennen umfasst, die
ein Antennenmodul bilden und das über und parallel zu einer gemeinsamen
künstlichen
Bodenfläche
in Form einer elektrisch leitfähigen
Platte, beispielsweise dem Boden einer Metallkiste, platziert ist.
Die Dipole und Zuführleitungen
sind als dielektrische Luftstreifenleitungen ausgelegt und in einem
Stück eines
homogenen Materials konfiguriert und erstrecken sich mechanisch und
elektrisch in ununterbrochener Weise von den Dipolen zum Antennenverbinder.The European patent application EP 0 566 522 discloses an antenna system comprising at least two dipole antennas forming an antenna module and placed above and parallel to a common artificial bottom surface in the form of an electrically conductive plate, for example the bottom of a metal box. The dipoles and feed lines are designed as dielectric airstrip lines and configured in one piece of a homogenous material and extend mechanically and electrically in an uninterrupted fashion from the dipoles to the antenna connector.
Die
in einem Stück
konfigurierten Teile werden durch Ausstanzen von Metallblech hergestellt und
nach geeignetem Biegen werden die Teile in entsprechende Öffnungen
in der Bodenfläche
eingefügt.The
in one piece
configured parts are made by punching sheet metal and
after suitable bending the parts are in corresponding openings
in the floor area
inserted.
Die
vorliegende Erfindung adressiert die mit früheren Antennen assoziierten
Probleme durch Bereitstellen einer neuartigen gefalteten Dipolantenne einschließlich eines
Leiters, der einen oder mehrere integrale Abstrahlabschnitte bildet.
Dieses Design zeigt weite Impedanzbreite, ist preisgünstig herzustellen
und kann in existierende Einzelpolarisationsantennen-Designs inkorporiert
werden.The
The present invention addresses the ones associated with prior antennas
Problems by Providing a Novel Pleated Dipole Antenna Including a
Conductor forming one or more integral radiating sections.
This design shows wide impedance width, is inexpensive to manufacture
and can be incorporated into existing single polarization antenna designs
become.
Zusammenfassung
der ErfindungSummary
the invention
In
einem Aspekt der Erfindung wird eine gefaltete Dipolantenne zum
Senden und Empfangen elektromagnetischer Signale bereitgestellt,
die umfasst:
eine Bodenfläche;
und
einen Leiter, der sich neben der Bodenfläche erstreckt und von dieser
durch ein Dielektrikum beabstandet ist, wobei der Leiter einen Speiseabschnitt, einen
Strahlereingangsabschnitt und zumindest einen Abstrahlabschnitt
enthält;
wobei
der Strahlereingangsabschnitt einen ersten Leiterabschnitt enthält, was
einen offen endenden Übertragungsleitungsstumpf
bildet, der mechanisch an der Bodenfläche befestigt ist, und einen
zweiten Leiterabschnitt, der davon durch einen ersten Spalt getrennt
ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstrahlabschnitt in
erste und zweite Enden, einen gespeisten Dipol und einen passiven
Dipol enthält,
wobei der gespeiste Dipol mit dem Strahlereingangsabschnitt verbunden
ist, der passive Dipol in beabstandeter Beziehung zum gespeisten
Dipol angeordnet ist, um einen zweiten Spalt zu bilden, der passive
Dipol mit dem gespeisten Dipol am ersten und am zweiten Ende kurzgeschlossen
ist, wobei der zumindest eine Abstrahlabschnitt mit dem Strahlereingangsabschnitt
und dem Speiseabschnitt integral ist.In one aspect of the invention, there is provided a folded dipole antenna for transmitting and receiving electromagnetic signals comprising:
a floor area;
and a conductor extending adjacent to and spaced from the bottom surface by a dielectric, the conductor including a feed section, a radiator input section, and at least one radiating section;
the radiator input portion including a first conductor portion forming an open ended transmission line stub mechanically fixed to the bottom surface and a second conductor portion separated therefrom by a first gap, characterized
in that the radiating portion includes first and second ends, a powered dipole and a passive dipole, the powered dipole being connected to the radiator input portion, the passive dipole being disposed in spaced relation to the fed dipole to form a second gap, the passive dipole is shorted to the powered dipole at the first and second ends, wherein the at least one radiating portion is integral with the radiator input portion and the feed portion.
In
einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung
einer gefalteten Dipolantenne zum Übertragen und Empfangen von
elektromagnetischen Signalen bereitgestellt, der umfasst:
Bereitstellen
einer Bodenfläche
und eines Leiters einschließlich
zu eines Zufuhrabschnitts, eines Strahlereingangsabschnitts und
zumindest eines Abstrahlabschnittes;
Ausbringen des Leiters
neben der Bodenfläche
und Beabstanden des Leiters von der Bodenfläche durch ein Dielektrikum;
und Einschließen,
im Strahlereingangsabschnitt, eines ersten Leiterabschnitts, Bereitstellen
eines offen endenden Übertragungsleitungsstumpfs,
der mechanisch an der Bodenfläche
befestigt ist, und eines zweiten Leiterabschnitts, der davon durch
einen ersten Spalt getrennt ist; gekennzeichnet durch
Einschließen erster
und zweiter Enden eines gespeisten Dipols und eines passiven Dipols
im Abstrahlabschnitt;
Beabstanden des passiven Dipols vom gespeisten Abschnitts,
um einen zweiten Spalt (32) zu bilden;
Kurzschließen des
passiven Dipols mit dem gespeisten Dipol am ersten und zweiten Ende;
und Bereitstellen des zumindest einen Abstrahlabschnitts, der integral
mit dem Strahlereingangsabschnitt und dem Speiseabschnitt ausgebildet
ist.In another aspect of the invention, there is provided a method of making a folded dipole antenna for transmitting and receiving electromagnetic signals comprising:
Providing a bottom surface and a conductor including to a feed section, a radiator input section and at least one radiating section;
Deploying the conductor adjacent the bottom surface and spacing the conductor from the bottom surface through a dielectric; and including, in the radiator input portion, a first conductor portion, providing an open ended transmission line stub fixed mechanically to the bottom surface, and a second conductor portion separated therefrom by a first gap; marked by
Including first and second ends of a ge fed dipole and a passive dipole in the emission section;
Spacing the passive dipole from the fed section to form a second gap ( 32 ) to build;
Shorting the passive dipole to the powered dipole at the first and second ends; and providing the at least one radiating portion integrally formed with the radiator input portion and the feeding portion.
Kurze Beschreibung
der ZeichnungenShort description
the drawings
Andere
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung und bei Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
ersichtlich, in denen:Other
Objects and advantages of the invention will become apparent upon reading the following
detailed description and with reference to the accompanying drawings
in which:
1a eine
isometrische Ansicht einer gefalteten Dipolantenne gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist; 1a Fig. 10 is an isometric view of a folded dipole antenna according to an embodiment of the present invention;
1b eine
Seitenansicht der gefalteten Dipolantenne von 1a ist; 1b a side view of the folded dipole antenna of 1a is;
1c eine
Aufsicht auf einen Leiter ist, bevor er in die gebogene Dipolantenne
von 1a gebogen wird; 1c is a top view of a ladder before entering the curved dipole antenna of 1a is bent;
1d eine
isometrische Ansicht einer gefalteten Dipolantenne gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist; 1d an isometric view of a folded dipole antenna according to another embodiment of the present invention;
1e eine
isometrische Ansicht einer gefalteten Dipolantenne gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist; 1e Fig. 10 is an isometric view of a folded dipole antenna according to another embodiment of the present invention;
2 eine
isometrische Ansicht einer gefalteten Dipolantenne gemäß noch einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist; 2 an isometric view of a folded dipole antenna according to yet another embodiment of the present invention;
3 eine
isometrische Ansicht einer gefalteten Dipolantenne gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist; 3 an isometric view of a folded dipole antenna according to another embodiment of the present invention;
4a eine
isometrische Ansicht einer gefalteten Dipolantenne gemäß noch einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist; 4a an isometric view of a folded dipole antenna according to yet another embodiment of the present invention;
4b eine
Aufsicht eines Leiters ist, bevor er in die gefaltete Dipolantenne
von 4a gebogen wird; 4b a top view of a conductor is before entering the folded dipole antenna of 4a is bent;
5a eine
isometrische Ansicht einer gefalteten Dipolantenne einschließlich eines
Kurzschlussstumpfs (-stichleitung) gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist; 5a Figure 11 is an isometric view of a folded dipole antenna including a short stub (stub) in accordance with an embodiment of the present invention;
5b eine
Seitenansicht der gefalteten Dipolantenne von 5a ist; 5b a side view of the folded dipole antenna of 5a is;
6 eine
isometrische Ansicht einer gefalteten Dipolantenne einschließlich eines
Kurzschlussstumpfs gemäß noch einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist; und 6 Figure 4 is an isometric view of a folded dipole antenna including a short stub according to still another embodiment of the present invention; and
7 eine
isometrische Ansicht einer gefalteten Dipolantenne einschließlich eines
Kurzschlussstumpfs gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist. 7 Fig. 10 is an isometric view of a folded dipole antenna including a short stub according to another embodiment of the present invention.
Während die
Erfindung verschiedenen Modifikationen und alternativen Formen zugänglich ist, sind
spezifische Ausführungsformen
exemplarisch in den Zeichnungen gezeigt worden und werden hier im Detail
beschrieben. Jedoch sollte verstanden werden, dass es nicht beabsichtigt
ist, dass die Erfindung auf die bestimmten offenbarten Formen beschränkt ist.
Stattdessen sollte die Erfindung alle Modifikationen, Äquivalente
und Alternativen abdecken, die in den Schutzumfang der Erfindung,
wie in den anhängigen
Ansprüchen
definiert, fallen.While the
Invention is accessible to various modifications and alternative forms are
specific embodiments
have been shown by way of example in the drawings and will be described in detail here
described. However, it should be understood that it is not intended
in that the invention is limited to the particular forms disclosed.
Instead, the invention should be understood to include all modifications, equivalents
and alternatives that fall within the scope of the invention,
as in the pending ones
claims
defined, fall.
Beschreibung
der illustrierten Ausführungsformendescription
of the illustrated embodiments
Die
vorliegende Erfindung ist bei drahtlosen, Ausstrahlungs-, militärischen
und anderen solchen Kommunikationssystemen nützlich. Eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung arbeitet über verschiedene Frequenzbänder, wie
etwa das Nordamerikanische zelluläre Band der Frequenzen von 824–896 MHz,
das Nordamerikanische Fernsprechsystem der Frequenzen 806–869 MHz,
das globale System für
Mobiltelefone (GMS, Global System for Mobile)-Band mit Frequenzen
von 870–960
MHz. Eine andere Ausführungsform
der Erfindung arbeitet über
verschiedene Drahtlosbänder,
wie etwa das Personalkommunikationssystem (PCS)-Band der Frequenzen
von 1850–1990
MHz, das persönliche Kommunikationsnetzwerk
(PCN)-Band mit Frequenzen
von 1710–1880
MHz und das universelle mobile Telekommunikationssystem (UMTS)-Band
mit Frequenzen von 1885–2170
MHz. Bei dieser Ausführungsform
senden Drahtlos-Telefonnutzer elektromagnetische Signale zu einem
Basisstationsturm, der eine Mehrzahl von Antennen enthält, die
die von den Drahtlos-Telefonanwendern gesendeten Signale empfangen.
Obwohl als Basisstationen nützlich, kann
die vorliegende Erfindung auch bei allen Arten von Telekommunikationssystemen
benutzt werden.The
The present invention is in wireless, broadcast, military
and other such communication systems. An embodiment
The present invention operates over various frequency bands, such as
about the North American cellular band of frequencies of 824-896 MHz,
the North American telephone system of the frequencies 806-869 MHz,
the global system for
Mobile phones (GMS, Global System for Mobile) band with frequencies
from 870-960
MHz. Another embodiment
the invention works over
different wireless bands,
such as the Personal Communication System (PCS) band of frequencies
from 1850-1990
MHz, the personal communication network
(PCN) band with frequencies
from 1710-1880
MHz and the universal mobile telecommunication system (UMTS) band
with frequencies from 1885-2170
MHz. In this embodiment
Wireless phone users send electromagnetic signals to one
Base station tower containing a plurality of antennas, the
receive the signals sent by the wireless telephone users.
Although useful as base stations
the present invention also applies to all types of telecommunication systems
to be used.
Die
in den 1a bis 4b illustrierte
Antenne ist eine gefaltete Dipolantenne 10 zum Senden und
Empfangen elektromagnetischer Signale. Die Antenne 10 enthält eine
Bodenfläche 12 und
einen aus einem einzelnen Blech leitfähigen Materials gebildeten
Leiter 14. Der Leiter 14 besteht aus drei Abschnitten,
einem Zufuhrspeiseabschnitt 20, einem Strahlereingangsabschnitt 40 und
einem Abstrahlbereich einschließlich
der Abstrahlabschnitte 21 und/oder 22. Der Speiseabschnitt 20 erstreckt
sich neben der Bodenfläche 12 und
ist von dieser durch ein Dielektrikum, wie etwa Luft, Schaum, etc.
beabstandet, wie in 1b gezeigt. Die Abstrahlabschnitte 21 und 22 sind
von der Oberfläche
oder Kante der Bodenfläche 12 beabstandet,
um eine Antenne bereitzustellen, die zu einem breiten Breitbandbetrieb
in der Lage ist und noch eine kompakte Größe aufweist.The in the 1a to 4b illustrated antenna is a folded dipole antenna 10 for sending and receiving electromagnetic signals. The antenna 10 contains a floor area 12 and a conductor formed of a single sheet of conductive material 14 , The leader 14 consists of three sections, a feed section 20 , a radiator input section 40 and a radiation area including the radiating sections 21 and or 22 , The food section 20 extends next to the floor area 12 and is spaced therefrom by a dielectric, such as air, foam, etc., as in FIG 1b shown. The radiating sections 21 and 22 are from the surface or edge of the floor surface 12 spaced to provide an antenna that is capable of wide broadband operation and still has a compact size.
Ein
Strahlereingabeabschnitt 40 besteht aus zwei Leiterabschnitten 41 und 42,
die durch einen Spalt 29 getrennt sind. Der Leiterabschnitt 41 verbindet
einen Teil des Abstrahlabschnitts 22 mit der Speiseleitung 20 und
der Leiterabschnitt 42 verbindet einen anderen Teil des
Abstrahlabschnitts 22 mit der Bodenfläche 12. Der Strahlereingabeabschnitt 40 hat eine
intrinsische Impedanz, die so eingestellt wird, dass sie zu dem
Abstrahlabschnitt 22 des Speiseabschnitts 20 passt.
Diese Impedanz wird durch Variieren der Breite der Leiterabschnitte 41, 42 und
des Spalts 29 eingestellt.A radiator input section 40 consists of two conductor sections 41 and 42 passing through a gap 29 are separated. The ladder section 41 connects a part of the radiating section 22 with the feed line 20 and the ladder section 42 connects another part of the radiating section 22 with the bottom surface 12 , The radiator input section 40 has an intrinsic impedance which is adjusted to be to the radiating section 22 of the food section 20 fits. This impedance is achieved by varying the width of the conductor sections 41 . 42 and the gap 29 set.
In
der illustrierten Ausführungsform
von 1a–e beinhaltet
die Antenne 10 zwei Abstrahlabschnitte 21 und 22.
Bei den Ausführungsformen
der 1a–4b ist
der Leiter 14 mechanisch und elektrisch mit der Bodenfläche 12 an
zwei Stellen 16 und 18 verbunden. Die Abstrahlabschnitte 21, 22 werden
in einem Abstand d über
der Bodenfläche 12 gehalten.
Bei der Ausführungsform
für das
Drahtlosfrequenzband (1710–2170
MHz) ist die Distanz d = 1,22''. Der Leiter 14 ist
in Biegungen 15a und 15b so gebogen, dass der
Speiseabschnitt 20 von der Bodenfläche 12 gehalten und
versetzt ist, wie schematisch in 1b illustriert.
Als Ergebnis ist der Speiseabschnitt 20 allgemein parallel
zur Bodenfläche 12. Der
Speiseabschnitt 20 enthält
einen RF-Eingabeabschnitt 38, der dafür ausgelegt ist, elektrisch
mit einer Übertragungsleitung
verbunden zu werden. Die Übertragungsleitung
ist allgemein elektrisch mit einer RF-Vorrichtung wie einem Sender
oder einem Empfänger
verbunden. Bei einer Ausführungsform
ist der RF-Eingabeabschnitt 38 direkt
mit der RF-Vorrichtung verbunden.In the illustrated embodiment of FIG 1a - e includes the antenna 10 two radiating sections 21 and 22 , In the embodiments of the 1a - 4b is the leader 14 mechanically and electrically with the floor surface 12 at two places 16 and 18 connected. The radiating sections 21 . 22 be at a distance d above the ground surface 12 held. In the embodiment for the wireless frequency band (1710-2170 MHz), the distance d = 1.22 ". The leader 14 is in bends 15a and 15b so bent that the food section 20 from the bottom surface 12 held and offset, as shown schematically in 1b illustrated. As a result, the food section 20 generally parallel to the floor surface 12 , The food section 20 contains an RF input section 38 which is designed to be electrically connected to a transmission line. The transmission line is generally electrically connected to an RF device such as a transmitter or a receiver. In one embodiment, the RF input section is 38 directly connected to the RF device.
Die
zwei illustrierten Abstrahlabschnitte 21, 22 sind
von identischem Aufbau und daher wird nur der Abstrahlabschnitt 22 im
Detail beschrieben. Der Abstrahlabschnitt 22 enthält einen
Speisedipol 24 und einen passiven Dipol 26. Der
Speisedipol 24 umfasst einen ersten Viertelwellenlängen-Monopol 28 und
einen zweiten Viertelwellenlängen-Monopol 30. Bei
einer Ausführungsform
ist der erste Viertelwellenlängen-Monopol 28 mit
einem Ende des Leiterabschnitts 41 verbunden. Das andere
Ende des Leiterabschnitts 41 ist mit dem Speiseabschnitt 20 verbunden.
Der zweite Viertelwellenlängen-Monopol 30 ist mit
einem Ende des Leiterabschnitts 42 verbunden und das andere
Ende des Leiterabschnitts 42 ist mit der Bodenfläche 12 an
der Stelle 16 verbunden.The two illustrated radiating sections 21 . 22 are of identical construction and therefore only the radiating section becomes 22 described in detail. The radiating section 22 contains a dipole 24 and a passive dipole 26 , The dining dipole 24 includes a first quarter-wavelength monopole 28 and a second quarter-wavelength monopole 30 , In one embodiment, the first quarter-wavelength monopole is 28 with one end of the ladder section 41 connected. The other end of the ladder section 41 is with the food section 20 connected. The second quarter-wavelength monopole 30 is with one end of the ladder section 42 connected and the other end of the ladder section 42 is with the bottom surface 12 at the point 16 connected.
Bei
dieser Ausführungsform
kann der Leiterabschnitt 42 mit der Bodenfläche 12 durch
irgendein geeignetes Befestigungsmittel, wie etwa Mutter und Bolzen,
eine Schraube, eine Niete oder jegliches geeignete Befestigungsverfahren
einschließlich
Löten, Schweißen, Hartlöten und
Kaltformen verbunden sein. Eine geeignete Verbindung stellt sowohl
elektrische als auch mechanische Verbindungen zwischen dem Leiter 14 und
der Bodenfläche 12 her.
Somit wird die Antenne 10 vor Überspannung und Überstrombedingungen
geschützt,
die durch Ereignisse wie etwa Blitzschlag verursacht werden. Ein
Verfahren zum Ausbilden einer guten elektrischen und mechanischen
Verbindung ist das Kaltformverfahren, das von der Tox Pressotechnik
GmbH, Weingarten, Deutschland, entwickelt worden ist (das nachstehend als "Kaltformverfahren" bezeichnet wird).
Das Kaltformverfahren deformiert und komprimiert eine Metalloberfläche zu einer
anderen Metalloberfläche,
um einen Tox-Knopf zu bilden. Das Kaltformverfahren verwendet Druck,
um die zwei Metallflächen
zusammenzupressen. Dieses Verfahren eliminiert die Notwendigkeit
für getrennte
mechanische Befestiger zum Sichern der zwei Metallflächen aneinander.
Somit stellen bei der Ausführungsform,
bei der die Abstrahlabschnitte 21, 22 an der Bodenfläche 12 durch das
Kaltformverfahren angebracht sind, die sich ergebenden Tox-Knöpfe an den
Stellen 16 und 18 eine strukturelle Stütze für die Abstrahlabschnitte 21, 22 bereit
und stellen eine elektrische Verbindung mit der Bodenfläche 12 bereit.
Das Anbringen des Leiters 14 an der Bodenfläche 12 durch
das Kaltformverfahren minimiert die Intermodulationsablenkung (IMD,
intermodulation distortion) der Antenne 10. Gewisse andere
Arten von elektrischen Verbindungen, wie etwa Schweißen, minimieren
die IMD der Antenne 10 ebenfalls.In this embodiment, the conductor section 42 with the bottom surface 12 be connected by any suitable fastening means such as nut and bolt, a screw, a rivet or any suitable fastening method including soldering, welding, brazing and cold forming. A suitable connection provides both electrical and mechanical connections between the conductor 14 and the floor area 12 ago. Thus, the antenna becomes 10 protected from overvoltage and overcurrent conditions caused by events such as lightning. One method of forming a good electrical and mechanical connection is the cold forming process developed by Tox Pressotechnik GmbH, Weingarten, Germany (hereinafter referred to as "cold forming"). The cold forming process deforms and compresses a metal surface to another metal surface to form a Tox button. The cold forming process uses pressure to compress the two metal surfaces. This method eliminates the need for separate mechanical fasteners to secure the two metal surfaces together. Thus, in the embodiment in which the radiating sections 21 . 22 at the bottom surface 12 attached by the cold forming process, the resulting Tox buttons in places 16 and 18 a structural support for the radiating sections 21 . 22 ready and make an electrical connection with the floor surface 12 ready. Attaching the conductor 14 at the bottom surface 12 the cold forming technique minimizes the intermodulation distortion (IMD) of the antenna 10 , Certain other types of electrical connections, such as welding, minimize the IMD of the antenna 10 also.
Der
Spalt 32 bildet einen ersten Halbwellenlängen-Dipol
(passiver Dipol 26) auf einer Seite des Spalts 32 und
einen zweiten Halbwellenlängen-Dipol (Speisepol 24)
auf der anderen Seite des Spalts 32. Der zentral lokalisierte
Spalt 29 unterteilt den Speisedipol 24 in den
ersten Viertelwellenlängen-Monopol 28 und
den zweiten Viertelwellenlängen-Monopol 30. Teile
des Leiters 14 an entgegengesetzten Enden 34 und 36 des
Spalts 32 verbinden den Speisedipol 24 elektrisch
mit dem passiven Dipol 26. Der Spalt 29 veranlasst
die Leiterabschnitte 41 und 42 zur Ausbildung
einer kantengekoppelten Streifenleitungsübertragungsleitung. Da die Übertragungsleitung
ausgeglichen ist, überträgt sie effizient
eine EM-Leistung vom Speiseabschnitt 20 auf den Abstrahlabschnitt 22.
In der Ausführungsform
von 1a liegen die Bodenfläche 12 und der Speiseabschnitt 20 allgemein
orthogonal zu den Abstrahlabschnitten 21, 22.The gap 32 forms a first half wavelength dipole (passive dipole) 26 ) on one side of the gap 32 and a second half wavelength dipole (feed pole 24 ) on the other side of the gap 32 , The centrally located gap 29 divides the food dipole 24 in the first quarter-wavelength monopole 28 and the second quarter-wavelength monopole 30 , Parts of the ladder 14 at opposite ends 34 and 36 of the gap 32 connect the food dipole 24 electrically with the passive dipole 26 , The gap 29 initiates the ladder sections 41 and 42 for forming an edge-coupled stripline transmission line. Since the transmission line is balanced, it efficiently transfers EM power from the feeder section 20 on the radiating section 22 , In the embodiment of 1a lie the floor area 12 and the food section 20 generally orthogonal to the radiating sections 21 . 22 ,
Unter
Bezugnahme auf 1c wird eine Aufsicht des Leiters 14 gezeigt,
bevor er in die gebogene Dipolantenne ähnlich der in 1a gezeigten Antenne
gebogen wird. Ein Loch ist im RF-Eingabeabschnitt 38 vorgesehen,
um beim Verbinden des RF-Eingabeabschnitts 38 mit
einem Leiter einer Übertragungsleitung
oder einer RF-Vorrichtung zu helfen. Ein oder mehrere Löcher 44 sind
vorgesehen, um das Anbringen einer oder mehrerer dielektrischer Träger zwischen
dem Speiseabschnitt 20 und der Bodenfläche 12 zu erleichtern.
Die dielektrischen Träger
können
Abstandshalter, Muttern und Bolzen mit dielektrischen Unterlegscheiben,
Schrauben mit dielektrischen Unterlegscheiben etc. enthalten.With reference to 1c becomes a supervisor's supervision 14 shown before entering the curved dipole antenna similar to the one in 1a shown Antenna is bent. A hole is in the RF input section 38 provided to connect the RF input section 38 to help with a conductor of a transmission line or an RF device. One or more holes 44 are provided for attaching one or more dielectric beams between the feed section 20 and the floor area 12 to facilitate. The dielectric supports may include spacers, nuts and bolts with dielectric washers, screws with dielectric washers, etc.
Bei
einer anderen in 1d gezeigten Ausführungsform
wird der Leiter 14 gebogen, um die Abstrahlabschnitte 21', 22' zu bilden.
Bei dieser Ausführungsform
wird der Leiter 14 so gebogen, dass die passiven Dipole 26 jedes
Abstrahlabschnitts 21' und 22' allgemein orthogonal
zu den entsprechenden Leiterabschnitten 40 und allgemein
parallel zur Bodenfläche 12 sind.At another in 1d embodiment shown, the conductor 14 bent to the radiating sections 21 ' . 22 ' to build. In this embodiment, the conductor 14 so bent that the passive dipoles 26 each radiating section 21 ' and 22 ' generally orthogonal to the corresponding conductor sections 40 and generally parallel to the floor surface 12 are.
Bei
noch einer anderen in 1e gezeigten Ausführungsform
werden die Abstrahlabschnitte 21'', 22'' in entgegengesetzte Richtungen
so gebogen, dass die passiven Dipole 26 jedes Abstrahlabschnitts 21'' und 22'' um
180° voneinander
versetzt angeordnet sind, allgemein orthogonal zu den entsprechenden
Leiterabschnitten 40 liegen und allgemein parallel zur
Bodenfläche 12 sind.At yet another in 1e Shown embodiments are the Abstrahlabschnitte 21 '' . 22 '' in opposite directions so bent that the passive dipoles 26 each radiating section 21 '' and 22 '' are arranged offset by 180 ° from each other, generally orthogonal to the corresponding conductor sections 40 lie and generally parallel to the floor surface 12 are.
Bei
den illustrierten Ausführungsformen
ist der passive Dipol 26 parallel zu und beabstandet von dem
Speisedipol 24 angeordnet, um einen Spalt 32 zu
bilden. Der passive Dipol 26 wird mit den dem Speisedipol 24 entgegengesetzten
Enden 34 und 36 des Spalts 32 kurzgeschlossen.
Der Spalt 32 weist eine Länge L und eine Breite W auf,
wobei die Länge L
größer ist
als die Breite W. Bei einer Ausführungsform,
bei der die Antenne 10 im UMTS-Frequenzband verwendet wird,
ist die Spaltlänge
L = 2,24'' und die Spaltbreite
W = 0,20'', während die
Dipollänge 2,64'' und die Dipolbreite 0,60'' ist.In the illustrated embodiments, the passive dipole is 26 parallel to and spaced from the feed dipole 24 arranged a gap 32 to build. The passive dipole 26 is with the food dipole 24 opposite ends 34 and 36 of the gap 32 shorted. The gap 32 has a length L and a width W, wherein the length L is greater than the width W. In an embodiment in which the antenna 10 in the UMTS frequency band, the gap length L = 2.24 "and the gap width W = 0.20", while the dipole length is 2.64 "and the dipole width is 0.60".
Unter
Bezugnahme auf eine andere in 2 gezeigte
Ausführungsform
wird eine Bodenfläche 112 vorgesehen,
die vier Abschnitte 114, 116, 117 und 118 umfasst.
Die Abschnitte 114 und 116 sind allgemein koplanare
horizontale Abschnitte, während die
Abschnitte 117 und 118 allgemein gegenüberliegende
vertikale Wände
sind. Bei dieser Ausführungsform
ist der Speiseabschnitt 120 zwischen zwei allgemein vertikalen
Wänden 117, 118 angeordnet.
Die Wände 117, 118 der
Bodenfläche 112 liegen
allgemein parallel zum Speiseabschnitt 120. Der Speiseabschnitt 120 und
die Wände 117, 118 bilden
eine Dreiplattenmikrostreifen-Übertragungsleitung.
Der Speiseabschnitt 120 ist von den Wänden 117, 118 durch
ein Dielektrikum, wie etwa Luft, Schaum etc. beabstandet. Die zweite
Abschnitte 114 und 116 sind beide orthogonal zu
den Abstrahlabschnitten 121, 122. Teile der Antenne
von 2, die identisch mit entsprechenden Teilen der
Antenne in 1a sind, sind in beiden Figuren
durch dieselben Bezugszeichen identifiziert worden.Referring to another in 2 embodiment shown becomes a bottom surface 112 provided the four sections 114 . 116 . 117 and 118 includes. The sections 114 and 116 are generally coplanar horizontal sections, while the sections 117 and 118 are generally opposite vertical walls. In this embodiment, the feed section 120 between two generally vertical walls 117 . 118 arranged. The walls 117 . 118 the floor area 112 lie generally parallel to the food section 120 , The food section 120 and the walls 117 . 118 form a three-plies microstrip transmission line. The food section 120 is from the walls 117 . 118 by a dielectric, such as air, foam, etc. spaced. The second sections 114 and 116 both are orthogonal to the radiating sections 121 . 122 , Parts of the antenna from 2 that are identical to corresponding parts of the antenna in 1a are identified in both figures by the same reference numerals.
Bei
einer weiteren in 3 gezeigten Ausführungsform
ist eine einzelne Bodenfläche 212 vorgesehen,
die allgemein vertikal liegt. Ein einzelner Speiseabschnitt 20 und
die Abstrahlabschnitte 121, 122 sind damit alle
allgemein parallel zur Bodenfläche 212.
Bei dieser Ausführungsform
sollte der Speisedipol 24 um einen Abstand d von der Oberkante der
Bodenfläche 212 liegen,
um richtiges Senden und Empfangen sicherzustellen. Bei einer Ausführungsform
ist der Abstand d = 1,22''. Falls die Bodenfläche 212 sich über den
Punkt erstreckt, an dem der Abstrahleingabeabschnitt 40 beginnt,
können
das Senden und Empfangen beeinträchtigt
sein.At another in 3 shown embodiment is a single floor surface 212 provided, which is generally vertical. A single food section 20 and the radiating sections 121 . 122 are thus all generally parallel to the floor surface 212 , In this embodiment, the feed dipole 24 by a distance d from the upper edge of the floor surface 212 to ensure proper sending and receiving. In one embodiment, the distance is d = 1.22 ". If the floor area 212 extends beyond the point where the emission input section 40 starts, sending and receiving may be affected.
Teile
der Antenne von 3, die identisch mit entsprechenden
Teilen der Antenne von 1a sind, sind in beiden Figuren
durch dieselben Bezugszeichen identifiziert worden.Parts of the antenna from 3 that are identical to corresponding parts of the antenna of 1a are identified in both figures by the same reference numerals.
In
den Ausführungsformen
von 2 und 3 ist der Leiter 114 oder 214 allgemein
vertikal und planar (d.h. über
den Großteil
seiner Länge
nicht gebogen), obwohl der in 2 und 3 gezeigte Leiter 114 oder 214 zur
Anbringung an den Stellen 16, 18 auf den Bodenflächen 112 oder
den Stellen 16, 18 auf der Bodenfläche 212 leicht
gebogen ist. Alternativ könnte
der Leiter 114 oder 224 über seine gesamte Länge planar
sein, was es dem Leiter ermöglichen
würde,
aus einem nicht-biegbaren dielektrischen Substrat-Mikrostreifen
hergestellt zu werden, der direkt an den Bodenflächen 112 bzw. 212 beispielsweise
durch Bondieren angebracht wird.In the embodiments of 2 and 3 is the leader 114 or 214 generally vertical and planar (ie not bent over most of its length), although the in 2 and 3 shown ladder 114 or 214 for attachment to the places 16 . 18 on the floor surfaces 112 or the bodies 16 . 18 on the floor surface 212 slightly bent. Alternatively, the leader could 114 or 224 be planar over its entire length, which would allow the conductor to be made from a non-deflectable dielectric substrate microstrip directly on the bottom surfaces 112 respectively. 212 is attached for example by bonding.
Bei
einer anderen in 4a gezeigten Ausführungsform
werden die Abstrahlabschnitte 321a, 322a auf der
Bodenfläche 312 getragen
und sind allgemein orthogonal zu dieser. Ein Leiter 314 ist
an den Biegungen 315a und 315b so gebogen, dass
der Speiseabschnitt 320a von der Bodenfläche 312 getragen
und versetzt ist. Die Enden 334a, 336a der Abstrahlabschnitte 321a, 322a sind
nach unten zur Bodenfläche 312 gebogen.
Diese Konfiguration minimiert die Größe der sich ergebenden Antenne 10.
Zusätzlich
vergrößert das
Biegen der Abstrahlabschnitte 321a, 322a die E-Ebenen-Halbleistungsstrahlbreite
(HPBW) des Fernfeldmusters der resultierenden Antenne. Diese Ausführungsform
ist besonders zur Herstellung nahezu identischer E-Ebenen und H-Ebenen-Co-Polarisationsmuster
im Fernfeld attraktiv. Zusätzlich
können
ein oder mehrere solche Abstrahlabschnitte für eine geneigte 45°-Abstrahlung verwendet
werden, bei der die Abstrahlabschnitte in einer vertikal angeordneten
Reihe angeordnet sind, wobei jeder Abstrahlabschnitt so rotiert
ist, dass er seine Co-Polarisation
unter einem 45°-Winkel
in Bezug auf die Zentralachse der vertikalen Reihe hat. In der Ausführungsform mit
abwärts
gebogenem Abstrahlabschnitt, wenn die Muster in der horizontalen Ebene
für die
vertikalen und horizontalen Polarisierungen geschnitten sind, sind
die Muster über
den gesamten Breitenbereich von Betrachtungswinkeln sehr ähnlich.At another in 4a Shown embodiments are the Abstrahlabschnitte 321a . 322a on the floor surface 312 worn and are generally orthogonal to this. A leader 314 is at the bends 315 and 315b so bent that the food section 320a from the bottom surface 312 worn and offset. The ends 334a . 336a the radiating sections 321a . 322a are down to the floor area 312 bent. This configuration minimizes the size of the resulting antenna 10 , In addition, bending of the radiating sections increases 321a . 322a the E-plane half power beamwidth (HPBW) of the far field pattern of the resulting antenna. This embodiment is particularly attractive for producing near identical E-planes and H-plane co-polarization patterns in the far field. In addition, one or more of such radiating sections may be used for an inclined 45 ° radiation in which the radiating sections are arranged in a vertically arranged row, each radiating section being rotated so as to exhibit its co-polarization at a 45 ° angle in Be has on the central axis of the vertical row. In the down-beam radiating portion embodiment, when the patterns are cut in the horizontal plane for the vertical and horizontal polarizations, the patterns are very similar over the entire width range of viewing angles.
4b illustriert
eine Aufsicht des Leiters 14a, bevor er zur gefalteten
Dipolantenne 10 von 4a gebogen
wird. In der Ausführungsform
von 4a und 4b ist
ein passiver Dipol 326a in beabstandeter Beziehung zu einem
Speisedipol 324a angeordnet, um einen Spalt 332a zu
bilden. Der passive Dipol 326a ist am Speisedipol 324a an
den Enden 334a und 336a kurzgeschlossen. Der Spalt 332a bildet
einen ersten Halbwellenlängen-Dipol
(passiver Dipol 326a) auf einer Seite des Spalts 332a und
einen zweiten Halbwellenlängen-Dipol
(Speisedipol 324a) auf der anderen Seite des Spalts 332a.
Der Speisedipol 24a enthält einen zentral angeordneten Spalt 329a,
der den ersten Viertelwellenlängen-Monopol 328a und
den zweiten Viertelwellenlängen-Monopol 330a bildet.
Bei einer Ausführungsform,
bei der die Antenne im zellulären
Band von 824–896
MHz und dem GSM-Band von 870–960
MHz verwendet wird, beträgt
die Dipollänge
L etwa 6,52'' und die Dipolbreite
B beträgt
etwa 0,48''. Bei dieser Ausführungsform
liegt der innerste Abschnitt des Speisedipols 324a um einen
Abstand d vom oberen Ende der Bodenfläche 312, wobei der
Abstand d etwa 2,89'' ist. 4b illustrates a top view of the leader 14a before moving to the folded dipole antenna 10 from 4a is bent. In the embodiment of 4a and 4b is a passive dipole 326a in spaced relation to a feed dipole 324a arranged a gap 332a to build. The passive dipole 326a is at the dipole 324a at the ends 334a and 336a shorted. The gap 332a forms a first half wavelength dipole (passive dipole) 326a ) on one side of the gap 332a and a second half wavelength dipole (feed dipole 324a ) on the other side of the gap 332a , The dining dipole 24a contains a centrally arranged gap 329a , which is the first quarter-wavelength monopole 328a and the second quarter-wavelength monopole 330a forms. In one embodiment, where the antenna is used in the 824-896 MHz cellular band and the 870-960 MHz GSM band, the dipole length L is about 6.52 "and the dipole width B is about 0.48". , In this embodiment, the innermost portion of the feed dipole 324a by a distance d from the top of the floor surface 312 wherein the distance d is about 2.89 ".
Bei
einer anderen in 5a und 5b illustrierten
Ausführungsform
endet der Leiterabschnitt 42 in einem offen endenden Übertragungsleitungskurzschlussstumpf 50,
der nicht elektrisch mit der Bodenfläche 12 verbunden ist.
Stattdessen wird der Stumpf 50 über der Bodenfläche 12 durch
einen dielektrischen Abstandhalter 52 getragen, der beispielsweise
sowohl am Stumpf 50 als auch an der Bodenfläche 12 bondiert
ist. 5b illustriert schematisch eine Seitenansicht
eines Bereichs der Antenne 10 einschließlich eines der dielektrischen
Abstandhalter 52. Alternativ kann der Stumpf 50 an
der Bodenfläche 12 durch
einen dielektrischen Halter befestigt sein, der sich an den Stellen 16 durch
den Stumpf 50 und die Bodenfläche 12 erstreckt,
wie in den 5a und 5b gezeigt.
Die Länge
des Stumpfs 50 beträgt
eine Viertelwellenlänge
bei der Betriebsfrequenz der Antenne. Da das Ende des Stumpfs 50 einen
offenen Schaltkreis bildet, erscheint es so, dass es einen elektrischen
Kurzschluss zur Erdung am Ende des Leiterabschnitts 42 gibt,
wenn die Antenne bei ihrer Betriebsfrequenz angeregt wird. Dies
veranlasst die Antenne 10 dazu, in derselben Weise zu arbeiten,
als wenn der Leiterabschnitt 42 elektrisch mit der Bodenfläche 12 verbunden
wäre. Bei
dieser Anordnung gibt es keine elektrischen Verbindungen zur Erde
in der Abstrahlelementstruktur. Die Gleichstromerdung für die gesamte Antennenanordnung
wird durch elektrisches Verbinden eines Endes einer kurzgeschlossenen
Viertelwellenlängen-Übertragungsleitung 54 (6)
mit dem Speisenetzwerk 20 und der Bodenfläche 12 bereitgestellt.At another in 5a and 5b In the illustrated embodiment, the conductor section ends 42 in an open ended transmission line short stub 50 that is not electrically grounded 12 connected is. Instead, the stump becomes 50 above the floor surface 12 through a dielectric spacer 52 worn, for example, both at the stump 50 as well as at the bottom surface 12 is bonded. 5b schematically illustrates a side view of a portion of the antenna 10 including one of the dielectric spacers 52 , Alternatively, the stump 50 at the bottom surface 12 be secured by a dielectric holder located in the places 16 through the stump 50 and the floor area 12 extends, as in the 5a and 5b shown. The length of the stump 50 is a quarter wavelength at the operating frequency of the antenna. Because the end of the stump 50 forms an open circuit, it appears that there is an electrical short to the ground at the end of the conductor section 42 when the antenna is excited at its operating frequency. This causes the antenna 10 to work in the same way as if the ladder section 42 electrically with the floor surface 12 would be connected. With this arrangement, there are no electrical connections to ground in the radiating element structure. The DC grounding for the entire antenna array is accomplished by electrically connecting one end of a shorted quarter wavelength transmission line 54 ( 6 ) with the food network 20 and the floor area 12 provided.
Der
durch diese Offenendstumpf-Ausführungsform
bereitgestellte Vorteil liegt darin, dass die Anzahl von elektrischen
Verbindungen zwischen der Antenne und der Bodenfläche von
einer Verbindung pro Abstrahlabschnitt auf eine Verbindung pro Antennenanordnung
vermindert wird. Diese Ausführungsform
vermindert substantiell die Herstellzeit, verringert die Anzahl
von für
den Zusammenbau notwendigen Teilen und reduziert die Kosten der
sich ergebenden Antenne. Diese Vorteile sind beachtlich, wenn die
Antenne 10 eine größere Anzahl
von Abstrahlabschnitten enthält.
Der oben beschriebene offen endige Stumpf kann in jeder der in 1a–4b illustrierten
Ausführungsformen
verwendet werden.The advantage provided by this open stump embodiment is that the number of electrical connections between the antenna and the bottom surface is reduced from one connection per radiating section to one connection per antenna arrangement. This embodiment substantially reduces the manufacturing time, reduces the number of parts required for assembly, and reduces the cost of the resulting antenna. These advantages are considerable when the antenna 10 contains a larger number of radiating sections. The open-ended stump described above may be used in any of the 1a - 4b illustrated embodiments are used.
6 zeigt
noch eine andere Ausführungsform ähnlich zu 2,
wobei aber ein Ende des Leiterabschnitts 142 eine offenendenden
Streifenleitungsstumpf 150 enthält. Der Stumpf 150 ist
von der Bodenfläche 112 durch
dielektrische Abstandhalter ähnlich
den Abstandhaltern 52 beabstandet, die oben in Beziehung
auf 5a beschrieben worden sind. Wie im Falle von 5a und 5b,
kann die Erdung für
die gesamte Antennenanordnung durch elektrisches Verbinden einer
Viertelwellenlängen-Übertragungsleitung 54 zwischen
dem Speiseabschnitt 120 und der Bodenfläche 112 vorgesehen werden. 6 shows yet another embodiment similar to 2 but with one end of the ladder section 142 an open-ended stripline stump 150 contains. The stump 150 is from the bottom surface 112 by dielectric spacers similar to the spacers 52 spaced, the above in relation to 5a have been described. As in the case of 5a and 5b For example, the grounding for the entire antenna array can be achieved by electrically connecting a quarter wavelength transmission line 54 between the food section 120 and the floor area 112 be provided.
7 zeigt
eine andere Ausführungsform, bei
der die Antenne 10 durch dielektrische Abstandhalter 252 getragen
wird. Das Ende des Leiterabschnitts 242 enthält eine
offenendige Streifenleitungs-Stichleitung (Stumpf) 250,
die von der Bodenfläche 212 durch
Abstandhalter 252 ähnlich
den Abstandhaltern 52, die oben in Bezug auf 5a beschrieben
worden sind, beabstandet ist. Auch hier kann die Gleichstromerdung
für die
gesamte Antennenanordnung durch elektrischen Verbinden einer Viertelwellen-Übertragungsleitung zwischen
dem Speiseabschnitt und der Bodenfläche bereitgestellt werden. 7 shows another embodiment in which the antenna 10 by dielectric spacers 252 will be carried. The end of the ladder section 242 contains an open ended stripline stub 250 coming from the bottom surface 212 through spacers 252 similar to the spacers 52 in relation to the above 5a have been described, is spaced. Again, the DC grounding for the entire antenna array can be provided by electrically connecting a quarter-wave transmission line between the feed section and the bottom surface.
Obwohl
die illustrierten Ausführungsformen den
Leiter 14 so zeigen, dass er zwei Abstrahlabschnitte 21 und 22 bildet,
könnte
die Antenne 10 mit nur einem Abstrahlabschnitt oder mit
mehreren Abstrahlabschnitten arbeiten.Although the illustrated embodiments are the conductor 14 so show that he has two radiating sections 21 and 22 forms, could the antenna 10 work with only one radiating section or with multiple radiating sections.
Die
gefaltete Dipolantenne 10 der vorliegenden Erfindung stellt
einen oder mehrere Abstrahlabschnitte bereit, die integral aus dem
Leiter 14 gebildet sind. Jeder Abstrahlabschnitt ist ein
integriertes Teil des Leiters 14. Daher gibt es keine Notwendigkeit
für getrennte
Abstrahlelemente (d.h. Abstrahlelemente, die nicht ein integraler
Teil des Leiters 14 sind) oder Halter zum Befestigen der
separaten Abstrahlelemente am Leiter 14 und/oder der Bodenfläche 12. Der
gesamte Leiter 14 der Antenne 10 kann aus einem
Einzelstück
von leitfähigem
Material hergestellt werden, wie etwa beispielsweise einem Metallblech, das
aus Aluminium, Kupfer oder Legierungen desselben besteht. Dies verbessert
die Zuverlässigkeit
der Antenne 10, vermindert die Kosten der Herstellung von
Antenne 10 und verbessert die Rate, mit der die Antenne 10 hergestellt
werden kann. Die Einstück-Konstruktion
der biegbaren Leiterausführungsform
ist vorherigen Antennen, die dielektrische Substratmikrostreifen
verwenden, überlegen,
weil solche Mikrostreifen nicht gebogen werden können, um die beispielsweise
in den 1a–e und 4a–b gezeigten
Abstrahlabschnitte zu erzeugen.The folded dipole antenna 10 The present invention provides one or more radiating sections that are integral with the conductor 14 are formed. Each radiating section is an integrated part of the conductor 14 , Therefore, there is no need for separate radiating elements (ie radiating elements that are not an integral part of the conductor 14 are) or holder for attaching the separate radiating elements on the head 14 and / or the floor area 12 , The entire ladder 14 the antenna 10 can be made from a single piece of conductive material, such as, for example, a metal sheet made of aluminum, copper or alloys thereof. This improves the reliability of the antenna 10 , reduces the cost of manufacturing antenna 10 and improves the rate at which the antenna 10 can be produced. The one-piece construction of the bendable conductor embodiment is superior to previous antennas employing dielectric substrate microstrips, because such microstrips can not be bent to conform to those in, for example, US Pat 1a - e and 4a - b To produce radiating sections shown.
Jeder
Abstrahlabschnitt, wie etwa die Abstrahlabschnitte 21, 22 in
der Antenne von 1a werden durch ein Paar von
Leiterabschnitten gespeist, wie etwa die Leiterabschnitte 41 und 42 in
der Antenne von 1a, die eine symmetrische kantengekoppelte
Schlitzleitungs-Übertragungsleitung
bilden. Da die Übertragungsleitung
symmetrisch ist, besteht keine Notwendigkeit, ein Symmetrierglied
vorzusehen. Das Ergebnis ist eine Antenne mit einer sehr breiten
Impedanzbandbreite (z.B. 24 %). Die Impedanzbandbreite wird durch
Subtrahieren der höchsten
Frequenz von der niedrigsten Frequenz, welche die Antenne abgeben
kann, und Teilen durch die Mittelfrequenz der Antenne berechnet.
Bei einer Ausführungsform
arbeitet die Antenne in den PCS-, PCN- und UMTS-Frequenzbändern. Somit
ist die Impedanzbandbreite dieser Ausführungsform der Antenne 10: (2170 MHz – 1710
MHz)/1940 MHz = 24 %. Each radiating section, such as the radiating sections 21 . 22 in the antenna of 1a are fed by a pair of conductor sections, such as the conductor sections 41 and 42 in the antenna of 1a which form a symmetrical edge-coupled slot line transmission line. Since the transmission line is symmetrical, there is no need to provide a balun. The result is an antenna with a very wide impedance bandwidth (eg 24%). The impedance bandwidth is calculated by subtracting the highest frequency from the lowest frequency the antenna can deliver and dividing by the center frequency of the antenna. In one embodiment, the antenna operates in the PCS, PCN, and UMTS frequency bands. Thus, the impedance bandwidth of this embodiment is the antenna 10 : (2170 MHz - 1710 MHz) / 1940 MHz = 24%.
Neben
einer breiten Impedanzbandbreite zeigt die Antenne 10 ein
stabiles Fernfeldmuster über die
Impedanzbandbreite. Bei der Ausführungsform der
drahtlosen Frequenzband- (1710-2170 MHz)-Ausführungsform
ist die Antenne 10 eine 90°-Azimuthal-Halbleistungstrahlbreiten-(HPBW)-Antenne,
d.h. die Antenne erzielt eine 3 dB-Bandbreite von 90 Grad. Die Herstellung
einer Antenne mit dieser HPBW erfordert eine Bodenfläche mit
Seitenwänden.
Die Höhe
der Seitenwände beträgt 0,5'' und die Weite zwischen den Seitenwänden ist
6,1''. Die Bodenfläche in dieser
Ausführungsform
ist Aluminium mit einer Dicke von 0,06''.
Bei einer anderen Ausführungsform
im Drahtlosfrequenzband (1710–2170
MHz) ist die Antenne eine 65°-Azimuthal-HPBW-Antenne,
d.h. die Antenne erzielt eine 3 dB-Bandbreite von 65 Grad. Die Herstellung
einer Antenne mit dieser HPBW erfordert ebenfalls eine Bodenfläche mit
Seitenwänden.
Die Höhe
der Seitenwände
beträgt
1,4'' und die Weite zwischen
den Seitenwänden
ist 6,1''. Die Bodenfläche in dieser Ausführungsform
ist ebenfalls aus Aluminium mit einer Dicke von 0,06''.Besides a wide impedance bandwidth, the antenna shows 10 a stable far-field pattern over the impedance bandwidth. In the embodiment of the wireless frequency band (1710-2170 MHz) embodiment, the antenna is 10 a 90 ° azimuthal half power beamwidth (HPBW) antenna, ie the antenna achieves a 3 dB bandwidth of 90 degrees. Making an antenna with this HPBW requires a bottom surface with sidewalls. The height of the side walls is 0.5 "and the width between the side walls is 6.1". The bottom surface in this embodiment is 0.06 "thick aluminum. In another embodiment in the wireless frequency band (1710-2170 MHz), the antenna is a 65 ° azimuthal HPBW antenna, ie the antenna achieves a 3 dB bandwidth of 65 degrees. Making an antenna with this HPBW also requires a bottom surface with sidewalls. The height of the side walls is 1.4 "and the width between the side walls is 6.1". The bottom surface in this embodiment is also made of 0.06 "thick aluminum.
Die
Antenne 10 kann in existierende Einzelpolarisationsantennen
integriert werden, um Kosten zu vermindern und die Impedanzbandbreite
dieser existierenden Antennen zu vergrößern, um die zellulären, GSM-,
PCS-, PCN- und UMTS-Frequenzbänder abzudecken.The antenna 10 can be integrated into existing single polarization antennas to reduce costs and increase the impedance bandwidth of these existing antennas to cover the cellular, GSM, PCS, PCN and UMTS frequency bands.
Während die
vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf eine oder mehrere bevorzugte
Ausführungsformen
beschrieben worden ist, werden Fachleute erkennen, dass viele Veränderungen
daran gemacht werden können,
ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der
in den nachfolgenden Ansprüchen
dargestellt wird.While the
present invention with reference to one or more preferred
embodiments
has been described, professionals will realize that many changes
it can be done
without departing from the scope of the present invention, the
in the following claims
is pictured.