CN102714350A - 耐用天线系统和方法 - Google Patents

Abstract

耐用天线系统和方法。描述一种坚固的贴片天线，它有低矮外形并能抗环境及物理撞击。该天线的电学性能不依赖于在下面的表面的性质。该天线的驻波比、回波损耗和阻抗，有充足的质量支持有效的单向和双向通信。该天线能够被安装在车辆、航空器、航天器、人孔盖、公用设施盖、装备间、个人和动物上。

Description

耐用天线系统和方法

交叉参考相关申请

本申请要求于2009年11月18日递交的美国临时专利申请No.61/281,515的权益，本文引用该临时专利申请的全部内容，供参考。

技术领域

本公开涉及耐用天线。尤其是，本公开涉及宽带的物理上小的天线，适合在苛刻环境中使用。

背景技术

遥测网络被部署，用于远程监控和控制来自广大的分散地域的临界参数，这里略举一二：环境的、操作的、保密性的、能量管理的、工业的、军事的和风险管理系统中的临界参数。其他的用途例如能够是，执法、商业交易、医药数据采集、规章监控、实时记账、航空操作、运输管理、资产管理、船运、存货盘存、物流和个人部署。

为了在真实世界环境中支持广大分布的无线电遥测网络，常常要求坚固的通用的天线。在许多这样的应用中，安装空间是非常有限的，电功率可以来自电池、太阳能板或其他低廉能源，且该天线能够被暴露于广泛范围的风险中。遗憾的是，建立提供有高无线电信号效率的共形安装并能耐受多种撞击的天线，是富有挑战性的。

因此，对简化的耐用天线已经存在长期等待的需要，该天线适合天线群中各种不同的遥测系统。有鉴于以上所述，在该群中能解决这些和其他要求的一种新型的耐用天线被描述。

发明内容

下面给出的简化的概述，是为了提供权利要求主题的一些方面的基本了解。该概述不是大范围的综述，也不企图指出关键/决定性单元，或描画权利要求主题的范围。它的目的是按简化形式给出一些概念，作为稍后给出的更详细的描述的序言。

在本公开的一方面中，一种有中心频率和带宽的低矮外形、低损耗、多贴片天线被提供，该天线包括：接地平面（ground plane）；第一四分之一波长贴片，被布置在该接地平面之上并在一端接地；第二四分之一波长贴片，被布置在该接地平面之上并在一端接地且与该第一四分之一波长贴片共面，并从该第一四分之一波长贴片位移大约八分之一波长；电介质，在贴片和接地平面之间；以及非对称馈电线，被布置在该接地平面之上并有第一馈电支线和第二馈电支线，该第一馈电支线向第一四分之一波长贴片馈电，而该第二馈电支线向第二四分之一波长贴片馈电，其中该第一和第二馈电支线的横向长度相差约N＊波长+八分之一波长，这里N是整数。

在本公开的另一方面中，提供一种使用有中心频率和带宽的低矮外形、低损耗、多贴片的天线结构辐射/捕获电磁能量的方法，该方法包括：在截断的接地平面之上制造第一四分之一波长贴片，并把该第一四分之一波长贴片在一端接地；在接地平面之上制造第二四分之一波长贴片，并把该第二四分之一波长贴片在一端接地，其中该第二四分之一波长贴片与该第一四分之一波长贴片共面，并从该第一四分之一波长贴片位移约八分之一波长；在该接地平面之上，制造有第一馈电支线和第二馈电支线的非对称馈电线，该第一馈电支线向第一四分之一波长贴片馈电，而该第二馈电支线向第二四分之一波长贴片馈电，其中该第一和第二馈电支线的横向长度相差约N＊波长+八分之一波长，这里N是整数。

在本公开的又另一方面中，提供一种有中心频率的低矮外形、低损耗、多贴片天线，该天线包括：在截断的接地平面之上用于辐射/捕获电磁能量的第一装置；用于把该用于辐射/捕获电磁能量的第一装置在一端接地的装置；在接地平面之上用于辐射/捕获电磁能量的第二装置；用于把该用于辐射/捕获电磁能量的第二装置在一端接地的装置，其中该用于辐射/捕获电磁能量的第二装置与该用于辐射/捕获电磁能量的第一装置共面，并从该用于辐射/捕获电磁能量的第一装置位移约八分之一波长；用于向/从用于辐射/捕获电磁能量的第一和第二装置馈电/接收电磁能量的装置，有第一馈电支线和第二馈电支线，该第一馈电支线向用于辐射/捕获电磁能量的第一装置馈电，而该第二馈电支线向用于辐射/捕获电磁能量的第二装置馈电，其中该第一和第二馈电支线的横向长度相差约N＊波长+八分之一波长，这里N是整数。

为实现前述和相关目的，某些说明性方面在此结合下面的描述和附图被描述。然而，这些方面是指示性的，属于权利要求主题的原理可以在其中采用的但不多的各个不同方式，而权利要求的主题意图包含所有这类方面及它们等价叙述。其他的优点和新颖特性，当结合附图考虑下面详细说明时，可以变得显而易见。既然如此，本公开的其他方面贯穿在整个说明书中。

附图说明

图1是示例性天线结构的透视图。

图2是示例性天线结构的侧视图。

图3是示例性天线结构的顶视图。

图4是顶视图，表明制造的示例性两贴片天线的尺寸。

图5是顶视图，表明排成阵列的示例性天线。

图6是有叠加振幅曲线的对数振幅史密斯圆图（Smith Chart）曲线，表明示例性“未涂覆的”两贴片天线的测得的数据。

图7是有叠加振幅曲线的对数振幅史密斯圆图曲线，表明排成阵列的天线的测得的数据。

图8是下水道系统中示例性天线横截面视图。

图9是安装在人孔盖上的示例性天线结构的顶视图。

具体实施方式

远程应用的天线常常要求天线的位置被限制在接近表面的共形空间。例如，该天线可以放置在航空器的蒙皮或人孔盖的顶部。在航空器的情形，需要该天线不产生基本的空气阻力。在人孔盖的情形，该天线必须在机械上能耐受数百万次车辆撞击而不明显损坏，以及与天气有关的，诸如极端的温度、降水或扫雪机的应力。同样对远程应用，天线辐射效率和图形覆盖范围是要关注的。这些天线常常被称为低矮外形天线，有共形的形状，它在许多情形中的高度小于1/10波长，实际高度还取决于辐射模式和方向性。

有能够解决共形安装、抗撞击和高辐射信号效率的性质的远程操作的耐用天线，被认为要具备几个属性。第一属性是高效率，必需在有噪声的无线电环境中发射和接收无线电信号。这是由于对许多远程系统，以及郊区环境中发现的许多有源无线电信号的低功率要求。高效率一方面能够通过低损耗获得，低损耗的典型测量值是小于2的电压驻波比（Voltage Standing Wave Ratio（VSWR））。在农村环境中，无线电信号必须经常跨越较长距离传播，该较长距离能够引起高的信号路径损耗，从而链路预算能够用高效率天线补偿。

第二属性是天线抵抗来自环境的破坏的能力。例如，安装在人孔盖或公用设施舱口顶部的天线，可能经受来自车辆和道路碎石的数百万次撞击。在相同的情景（vein）中，这样的天线也可以被安装在设备间外部，并在天线全部寿命中经受极端天气、故意破坏行为（vandalism）、热、冷、水、腐蚀性合成物和其他有害作用。

第三属性是易于安装。该天线应当能被安装在诸如铝、铁、钢或其他金属的导电表面，或者应当能被安装在诸如复合材料、塑料、木材、玻璃、冰和有关材料的介质表面，以及该二者的组合。有鉴于以上所述，该天线还可以被安装在靠近人或动物皮肤表面，用于数据遥测。在所有情形中，天线的无线电特征，诸如驻波比、阻抗、或回波损耗，应当在防止有用操作的方式中不受影响。此外，该天线应当不要求任何安装调谐，或者如果要求调谐的话，不要求显著的调谐量。

第四属性是易于使用。该天线应当按类似于其他有公共特征阻抗的常用天线的方式实施，该特征阻抗诸如，举例说，50、75、300或600欧姆。维持阻抗公共性允许天线容易在现有无线电系统中被实施，没有任何修改需要。按相同精神，该天线还应当允许利用公共共轴部件，诸如SMA、BNC、PL259、N或在无线电传输线中找到的其他公共连接器的物理连接。

第五属性是安装通用性。该天线应当有的物理和操作特性是，使它能被部署在陆地应用中，诸如“智慧城市”部署、公用事业监控、工业、商业或市政环境，诸如交通、水塔、下水道监控、围栏监控、保密应用、安全监控、执法。这样，该天线还可以被部署在活动平台（moving platform），诸如航空器、航天器、空间着陆车辆、船、道路车辆、个人和动物上。

第六属性是无线电服务的通用性-与良好建立的无线电网络接口的能力。在一些情形中，无线电服务是通过使用点对点无线电系统提供的，诸如单向或双向VHF、UHF或更高频率收发信机对。这样的系统能够在监管控制和数据获取（SCADA）系统和类似的有限部署的安装中找到。该天线还可以被部署成连接远程地点到现有的和蜂窝电话供应商提供的单向或双向无线电网络：GSM、ReFlex、Mobitex、Post Office Code Standardization Advisory（POC SAG）或其他无线电系统。该天线应当能连接到网络设备，诸如ZigBee和其他允许点对点路由的基础结构。该天线还可以被用于从地面站到机载或航天器载的单向或双向无线电平台，诸如，除别的外，

和基于气球的系统，其它之间的通信。

现在描述一种把上述各种不同属性组合成单个小型的贴片天线的示例性天线，该贴片天线易于制造、不昂贵、并达到与其他近地天线相同或更优性能。该示例性贴片天线通常是以电场矢量垂直于天线表面偏振的。如果该天线被平放在地面上，或在有效地平面（如，人孔盖）上，电场偏振一般是竖直的。贴片天线能够利用不同馈电点，或利用用相控线馈电的数个贴片，来产生右旋圆偏振（RHCP）、左旋圆偏振（LHCP）和有水平和竖直分量二者的线偏振。小的贴片天线通常给出窄的阻抗带宽（2%到5%）。

本文描述的示例性天线，利用两个或更多四分之一波长（1/4λ）贴片/辐射单元和基于馈电的相控网络，以建立近似地均匀的半球辐射图形。此外，以适当的馈电控制和相控，该示例性天线能提供多偏振，包含双偏振。该示例性天线的另一个特性，是由相控与用于贴片的传输线阻抗的具体关系，以及由贴片彼此相对的取向产生的。该示例性天线的辐射部分被用机械方法集中于两个贴片之间，使由于环境变化产生的调谐效应最小。同样，在贴片一端的地电位的存在，允许易于安装。

该示例性天线在建立的同时，研究同时在901MHz和940MHz频带上提供良好性能的同时达到小的外形的措施（means）。因为该示例性天线属于被称为贴片天线的一类天线，它能够用标准印刷布线板组件技术制造，并可以由任何可用的电路板材料，包含FR-4（玻璃环氧树脂）、等等构成。该示例性天线还可以用超材料（meta materials）-有人工工程的介电常数或电容率的材料制造。该示例性天线也可以不用基底材料制造。涂层材料的审慎使用，诸如用于把该示例性天线与环境因素，例如撞击、擦伤、化学变质等等隔离的那些材料，已知对净介电常数有影响；然而，如下面所述，这种影响能够被馈电网络补偿。

尽管贴片可以做成1/2和1/4λ的大小，但大小的约束导致该示例性天线利用1/4λ贴片。1/2λ贴片的一些方面在于通路对称性，1/2λ贴片中心的电势在谐振时为零，而对地短路能够在该点上建立。该短路的任一侧上的辐射单元不会告知其他单元是否被移除，且不说在近场解中出现的一些耦合项。使用1/4λ贴片，以贴片的一“端”对地短路，能够获得相似的解，如下面更详细讨论。

该示例性天线的另一个特性是，它使用至少两个贴片/谐振单元，该两个贴片/谐振单元自身被故意耦合并被共同地馈电，以致由一个展示的负载强烈地受另一个影响。这些耦合的谐振器提供带通响应，按相同方式，一对集总的单元谐振电路可以被耦合以形成带通滤波器，有比两个谐振器的任一个更宽的阻抗带宽。

在滤波器设计中，谐振器之间的耦合通常是四种类型之一-高阻抗串联耦合、低阻抗并联耦合（shunt coupling）、变压器带通耦合和孔径耦合。在被描述的示例性实施例中，两个天线单元或贴片之间的耦合，在相对宽的带宽上建立使输入传输线与自由空间阻抗匹配的装置。照此，单独的天线单元不要求用它们的伴随损耗使阻抗增宽的方法，而单独的贴片单元相对高的Q能够是有利的。下面的示例，表明该示例性天线的各种不同的非限制性配置，但对其修改可以按照本领域一般技术人员的知识设计。

图1是按照上面描述的示例性天线结构10的透视图，它有两个1/4λ贴片单元2，被布置在介质（绝缘）材料4之上或之内。贴片单元2由贴片单元2之间非对称长度的传输线6馈电。接地平面8（看不见）在贴片单元2底下，利用介质4从贴片单元2位移。应当理解，空气或真空能够作为介质4操作，因此贴片单元2能够被悬挂在接地平面8之上。接地平面8被连接到贴片单元的外侧边缘，使该外侧边缘对地短路。贴片单元2的内侧边缘被相互位移约1/8λ。

应当明白，虽然在上面和在下面图中出示的示例性天线10中，贴片单元2一般形状是一致的，但其他形状、非矩形的或非一致的形状可以按照设计喜好被使用。例如，圆、椭圆、正方形和其他形状，可以按照设计喜好被使用。类似地，虽然传输线6是作为向贴片单元2的“前沿”馈电被出示，但应当理解，贴片单元2可以在它们的相应边缘或在它们内部的不同位置上被馈电。作为后一情况的一个例子，馈电线6可以从贴片单元2“之下”的通路凸出并从具体的内部位置激励每一贴片单元2。因此，大量依赖于位置而不是“前沿”边缘的设计可以被用于激励贴片2。此外，馈电的各种不同类型可以被利用，诸如用于激励辐射器的腔激励器、探针、微带等等。所以，应当理解，修改形状和/或馈电结构是在范围之内，且是本领域一般技术人员的权限。

图2是示例性天线22的正视图，示出的输入线26从天线22偏移。图示的示例性天线22被涂敷、密封或另外封装在弹性材料28，诸如聚合物、尿烷、聚四氟乙烯（PTFE）、陶瓷或其他抗破坏材料中。该材料28允许示例性天线22被放置在使它能保持完好的苛刻环境，例如，摩擦、雨、疲劳等等中。在此值得注意的是，示例性天线22的平面性质和它的低矮外形。

图3是被基底35支承的示例性天线结构的顶视图，图中贴片单元32和34能够经由100欧姆传输线36a和36b馈电，该两传输线36a和36b被接合以形成50欧姆阻抗点37。单独贴片单元32和34在位置39上被馈电，该位置39给出对传输线36a和36b的100欧姆。向贴片天线单元34馈电的100欧姆传输线36b的长度，能够比向另一贴片单元32馈电的100欧姆传输线36a的长度长45°（λ/8）。（应当指出，λ/8的相移也能够用有长度N＊λ+λ/8的线实现，这里N是整数。）被连接到更长传输线36b的贴片单元34，被调谐到比被连接到更短的100欧姆传输线36a段的贴片单元32更低的频率，但该示例性天线用相反的调谐也一样工作得很好。如上面所指出，贴片单元32和34被相互分开约1/8λ，并且约在外边缘40处接地。

该天线领域的一般技术人员应当理解，虽然上面的描述按100欧姆传输线安排阻抗，但其他阻抗也可以按需要使用，不偏离本发明的精神和范围。

相对于所示的示例性馈电布置，由于非对称传输线长度，按45°（λ/8）偏置向贴片单元32和34馈电的好处是，移除典型半波贴片天线中发现的定向性。在半波贴片天线中，辐射竖直偏振截面相距1/2λ且不同相，意思是它们在沿贴片的主轴的方向相长地相加，而垂直于（横向）贴片则相消。沿贴片的电位移在远场是明显的，从而该天线对垂直于贴片的主轴的远场视图，看似水平偏振的。这种情形有效地建立全向的辐射图形。

上述相同辐射图形能够按图3所示1/4λ实施例获得，例如，用按45°（λ/8）偏置被馈电的缩短的贴片单元32和34，但有效辐射表面被放在比1/2λ（约1/8λ）更靠近一起从而更容易与近场环境隔离除外。类似的辐射图形可在其他相位分离，例如90°（即，1/4λ）得到，但导致宽带阻抗匹配的并发负载（concurrent loading）可能不那么显著。按90°分离，各单元在它们相应的馈电点（如图3中点39）上被电隔离。因此，根据设计喜好，其他相位分离和馈电点定位可以被利用。

根据以上所述，示例性实施例已经被制成，并证明通常从890到950MHz给出优于10dB的回波损耗，而且，当“排成阵列”时，同时在901MHz和940MHz上优于20dB的回波损耗，使它对ReFlex寻呼系统以及对902到928MHz ISM频带是理想的。认识到这种贴片天线设计技术的宽带能力，该示例性实施例能够被缩放用于部署在任何其他频率范围。

图4是顶视图，表明制造的示例性两贴片天线的尺寸，被设计成在约920MHz的中心频率上操作，贴片宽度约1.43英寸，高度为0.06英寸，在板/基底45上，该板/基底45约4.72英寸宽和约2.05英寸高。操作时，图4的贴片天线被聚尿烷盖覆盖，然而，为解释的目的，该聚尿烷覆盖没有画出。通路（或接地片或金属化等）40被画成从贴片端位移，而该侧向馈电线46a和46b与图3所示的相反。贴片42有（从通路40）G+E的宽度尺寸对贴片43的（从通路40）H+G宽度尺寸。相应地，用下面提供的尺寸，贴片42被设计成独立地以约901MHz的中心频率操作，同时贴片43被设计成独立地以约940MHz的中心频率操作。然而，整个贴片天线（当以介质覆盖测试时）的中心频率被发现为约920MHz。对每一贴片（42和43）的不同中心频率的使用，为聚合体天线提供实现较少调谐调整的机制，以达到合理的输入阻抗和带宽。取决于调谐要求，还有制造精度和馈电线尺寸，有类似中心频率的贴片可以被另行设计。

应当理解，本文描述的尺寸如果不是全部也是许多都依赖于频率，因此，修改和调整可以对该示例性实施例施行，不偏离本发明的精神和范围。例如，取决于制造容差，对该尺寸高达1/20λ，或者在一些极端情形中是1/10λ的调整可以被作出。因此，用语“约”能够被理解为涵盖合理的尺寸大小变化。

图4天线的尺寸如下：B≈0.92英寸、E≈0.76英寸、G≈0.78英寸和H≈0.71英寸。当看贴片43时，有意思的是要指出，侧向馈电线46b的长度B类似于从侧向馈电线46b到贴片43的中心（以“+”表示）的竖直距离。如在上面所指出，这些尺寸反映为具体频率范围设计的天线。对其他频率范围，该尺寸将改变，而这样的修改被理解为完全在本领域一般技术人员的权限之内。

图5是顶视图，表明以天线52和54二者排成阵列的示例性贴片天线50，天线52和54分别在馈电56和58上同时被驱动。由于它们相互紧邻，耦合考虑开始发挥作用，而该排成阵列的天线50提供不同的性能分布，如下面图7中详细描述。

图6是有叠加振幅曲线的以50欧姆的平均阻抗归一化的对数振幅史密斯圆图曲线，表明示例性“未涂覆的”两贴片天线的测得的数据，该两贴片天线的尺寸被做成操作在1.616GHz的中心频率上的大小。在该史密斯圆图上，所示输入反射系数（S11）的曲线，开始频率1.566GHz以68代表，而终止频率1.666GHz以69代表。在该振幅曲线上，频率1.576、1.660、1.610和1.626GHz分别对应于频率标记61、62、63和64。只看振幅曲线，图6表明，输入反射系数（S11）幅值在测试频率范围上一般小于-10dB。

图7是有叠加振幅曲线的以50欧姆的平均阻抗归一化的对数振幅史密斯圆图曲线，表明图6的天线的测得的数据，但按图5所示方式排成阵列。在该史密斯圆图上，所示输入反射系数（S11）的曲线，开始频率1.516GHz以78代表，而终止频率1.716GHz以79代表。频率1.576、1.660、1.610和1.626GHz分别对应于频率标记71、72、73和74。图7表明，整个S11幅值在测试频率的中部范围上小于-20dB。

图8是下水道系统中示例性天线85的横截面图。图示示例性天线85有共轴馈电87，用于连接示例性天线85到发射和/或接收设备（未画出）。人孔盖82如图所示，被安装在下水道室或人孔88的入口。从图8易见事实，示例性天线85有非常低矮外形，并能够以对人孔盖82整个形状的非常小的修改或干预而被固定于人孔盖82。该示例性天线85的低矮外形本性使它十分适合供下水道或人孔监控系统、或要求低矮外形天线的系统使用。

图9是安装在人孔盖92上的示例性天线95的顶视图。滑移降低单元93被布置在人孔盖92顶表面各处。应当理解，在某些情形中，人孔盖92可以是非金属的，就是说，使用非导电或电介质材料制成。因此，在这些情形中，示例性天线95可以被附着在人孔盖92下面或甚至嵌入在人孔盖92中。因此，取决于制造人孔盖92的材料的类型，示例性天线95可以被放在人孔盖92上或内的不同位置处。该图示出被示例性天线95占据的小量面积。如之前的陈述，示例性天线95小的外形和大小，使示例性天线95能被置于大量其他环境中，例如，在航空器的翼之内或之上。因此，虽然出示的示例性实施例是在人孔盖上被实施，其他的“平台”可以被利用，不偏离本发明的精神和范围。

因此，该示例性天线提供用于建立物理上小型的天线结构的装置，该天线结构容易与它的直接物理环境隔离，与此同时，提供没有损耗单元而给出宽阻抗带宽的装置。该被公开的示例性天线，允许使用单个载波或多个载波频率，其中该示例性天线能够平放或按共形的方式放置。该共形表面能够是金属的或介质的，且该示例性天线提供电学上有用的回波损耗性能，与安装表面类型无关，同时提供抵抗擦伤和其他物理破坏，诸如来自故意破坏行为、交通撞击、高速空气流、温度漂移、天气和真空的破坏。

因此，该示例性天线能够用于如在街道上发现的高交通量和破坏区、公用设施盖、人孔盖、暴露的围栏，而这样的天线将在经济地有用的使用寿命期适合抵抗破坏。该示例性天线能够按平的或与表面共形的方式附着于车辆，这将抵抗由于擦伤或其他物理破坏，诸如来自故意破坏行为、交通撞击、高速空气流、温度漂移、天气和真空造成的破坏。

如同对一切天线结构，该示例性天线当适当地与发射器和/或收发信机耦合时，能够提供单向或双向通信。因此，基于陆地、机载和空间的通信，能够被实现。此外，互耦合因素能够在多贴片天线方面被考虑。例如，把两个（或更多）类似设计的天线放置得相接近，适当地连接，能够导致带宽和效率的进一步改进。在一些情形中，通过距离耦合但不另外驱动的无源“贴片”，已经证明在更大的带宽上改进回波损耗（VSWR）。

当用内部接地平面制造时，该示例性天线能够通过粘接、磁铁、焊接之类被附着于金属的或非金属的表面。在示例性天线中的水滞留，能够通过在天线上提供保护（覆盖）而避免。

该示例性天线，当被以合适的次级系统配置时，能够被用作雷达系统，用于高度测量、测距、综合孔径雷达、反综合孔径雷达、干涉综合孔径雷达、无线电成像、磁共振成像和有关的无源及有源雷达应用。如在上面所指出，由于小的形状因子和有利的特征，该示例性天线能够被“穿戴”在衣服或皮肤上，并在一些情形中被植入身体。在这样的情形中，该示例性天线如有需要，能够被用作跟踪装置。借助被提供的本公开，本领域一般技术人员可以预计许多其他的应用。

应当理解，已经在本文描述和示出的用于解释本发明的性质的细节、材料、步骤及零件的安排上的许多变化，可以由本领域熟练技术人员在权利要求书中表达的本发明的原理和范围内做出。

Claims (20)

1.一种有中心频率和带宽的低矮外形、低损耗、多贴片天线，包括：

接地平面；

第一四分之一波长贴片，被布置在该接地平面之上并在一端接地；

第二四分之一波长贴片，被布置在该接地平面之上并在一端接地，且与该第一四分之一波长贴片共面，其辐射部分被相互位移大约八分之一波长的距离；

电介质，在贴片和接地平面之间；和

非对称馈电线，被布置在该接地平面之上并有第一馈电支线和第二馈电支线，该第一馈电支线向第一四分之一波长贴片馈电，而该第二馈电支线向第二四分之一波长贴片馈电，其中该第一和第二馈电支线的横向长度相差约N＊波长+八分之一波长，这里N是整数。

2.权利要求1的天线，其中该天线以保护性抗撞击介质涂层覆盖。

3.权利要求1的天线，其中该介质覆盖与另一个表面共形。

4.权利要求1的天线，其中接地端与第一四分之一波长贴片的馈电点的距离约等于该接地端与第二四分之一波长贴片的馈电点的距离。

5.权利要求1的天线，其中该贴片的接地端使用通路或通过金属化接地。

6.权利要求1的天线，其中该接地平面是矩形并且该贴片是矩形。

7.权利要求1的天线，其中从贴片的中心点到馈电支线的垂直距离约等于支线之一的横向长度。

8.权利要求1的天线，其中该第一四分之一波长贴片的中心频率不同于第二四分之一波长贴片。

9.权利要求1的天线，还包括所述天线的复制品，被布置成大体上与所述天线邻近并在同一平面，以形成两个或更多的多贴片天线阵列。

10.权利要求1的天线，还包括人孔盖，其中该天线被紧固于人孔盖。

11.一种使用有中心频率和带宽的低矮外形、低损耗、多贴片的天线结构辐射/捕获电磁能量的方法，包括：

在截断的接地平面之上制造第一四分之一波长贴片，并把该第一四分之一波长贴片在一端接地；

在该接地平面之上制造第二四分之一波长贴片，并把该第二四分之一波长贴片在一端接地，其中该第二四分之一波长贴片与该第一四分之一波长贴片共面，并从该第一四分之一波长贴片位移约八分之一波长；和

在接地平面之上，制造有第一馈电支线和第二馈电支线的非对称馈电线，该第一馈电支线向第一四分之一波长贴片馈电，而该第二馈电支线向第二四分之一波长贴片馈电，

其中该第一和第二馈电支线的横向长度相差约N＊波长+八分之一波长，这里N是整数。

12.权利要求11的方法，还包括用保护性抗撞击介质涂层覆盖该天线。

13.权利要求11的方法，其中该制造的非对称馈电线被定位，使该接地端与第一四分之一波长贴片的馈电点的距离约等于接地端与第二四分之一波长贴片的馈电点的距离。

14.权利要求11的方法，其中该贴片的接地端使用通路或通过金属化接地。

15.权利要求11的方法，其中该制造的非对称馈电线被定位，使从贴片的中心点到馈电支线的垂直距离约等于馈电支线之一的横向长度。

16.权利要求11的方法，其中该制造的贴片是用不同尺寸制造的，因此该第一和第二四分之一波长贴片有不同的中心频率。

17.权利要求11的方法，还包括所述天线的复制品，大体上邻近所述天线并在同一平面内，以形成两个或更多的多贴片天线阵列。

18.权利要求17的方法，还包括同时驱动这些馈电线。

19.权利要求11的方法，还包括把该天线附着于人孔盖。

20.一种有中心频率和带宽的低矮外形、低损耗、多贴片天线，包括：

在截断的接地平面之上用于辐射/捕获电磁能量的第一装置；

用于把该用于辐射/捕获电磁能量的第一装置在一端接地的装置；

在接地平面之上用于辐射/捕获电磁能量的第二装置；

用于把该用于辐射/捕获电磁能量的第二装置在一端接地的装置，其中该用于辐射/捕获电磁能量的第二装置与该用于辐射/捕获电磁能量的第一装置共面，并从该用于辐射/捕获电磁能量的第一装置位移约八分之一波长；和

用于向/从用于辐射/捕获电磁能量的第一和第二装置馈电/接收电磁能量的装置，有第一馈电支线和第二馈电支线，该第一馈电支线向用于辐射/捕获电磁能量的第一装置馈电，而该第二馈电支线向用于辐射/捕获电磁能量的第二装置馈电，

其中该第一和第二馈电支线的横向长度相差约N＊波长+八分之一波长，这里N是整数。

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