CN102738550A - 带状线至微带线的电容耦合转换结构及包含该结构的天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带状线至微带线的电容耦合转换结构，包括带状线、微带线、上导电接地板、下导电接地板、绝缘层和绝缘固定部件，带状线位于上导电接地板和下导电接地板之间，且该带状线具有带状线重叠部分，微带线安设在上导电接地板上，且该微带线具有微带线重叠部分，该微带线重叠部分穿过上导电接地板，且该微带线重叠部分依次与绝缘层和带状线重叠部分均匀紧密贴合，并通过绝缘固定部件固定，还涉及包括该结构的天线，本发明设计巧妙、结构简单、安装简便、成本低，避免了金属直接接触，消除了PIM问题，还防止了平行板模式，进一步消除PIM危险，改善插入损耗和用于双极天线的隔离，彻底消除了不稳定因素，适于大规模推广应用。

Description

带状线至微带线的电容耦合转换结构及包含该结构的天线

技术领域

本发明涉及射频信号传输技术领域，具体是指一种带状线至微带线的电容耦合转换结构，应用于天线辐射单元和功分网络分支馈线的有效射频连接，还涉及包含该结构的天线。

背景技术

在低成本天线中，存在需要从带状线移相部分至空气微带馈入部分传输RF能量。在带状线至微带的高频信号传输过程中存在信号干扰问题，而在这一问题中，其中非常前沿的信号干扰问题就是“三阶无源互调(third-order passive intermodulation)”问题(即PIM问题)。

三阶无源互调是指当两个信号在一个线性系统中，由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍(混频)后产生寄生信号。比如F1的二次谐波是2F1，它与F2产生了寄生信号2F1-F2。由于一个信号是二次谐波(二阶信号)，另一个信号是基波信号(一阶信号)，它们俩合成为三阶信号，其中2F1-F2被称为三阶互调信号，它是在调制过程中产生的。又因为是这两个信号的相互调制而产生差拍信号，所以这个新产生的信号称为三阶互调失真信号。产生这个信号的过程称为三阶互调失真。同样，F2与F1还产生寄生信号2F2-F1，由于2F1-F2和2F2-F1的频率一般比较接近原信号F1和F2的频率信号，从而造成2F1-F2、2F2-F1会落在本系统的接受频带内，从而就会对接受系统造成干扰，严重影响接收端的系统容量，这就是三阶无源互调干扰。

大部分现有技术存在的问题，是在很长一段时期内，都是采用带状线通过焊接与微带直接连接的方式，因此不可避免的会产生金属和金属之间的直接接触，从而可能导致PIM问题，从而或早或晚地产生三阶无源互调对天线的影响进而影响天线的性能。

而且，带状线的上接地板和下接地板形成平行板模式，不仅导致PIM危险，还导致插入损耗及与临近转换结构的低隔离。

中国专利申请CN200820206348.6披露了一种等相位差多路移相器(微带或带状线)。它包括移相器子单元，功率分配器子单元，滑动固定装置。移相器子单元包括固定微带(或带状线)和滑动微带(或带状线)。他们互相耦合连接，当滑动它时，总电气长度改变。在这个设计中，在相同的接地板结构中在微带(或带状线)之间存在耦合。

中国专利申请CN200780023276.X披露了一种可以通过旋转调整相位的移相器。其中传输线相互耦合，当它旋转时，电气长度改变。在这个设计中，耦合的传输线是相同的带有相同接地板的(微带或带状线)。

中国专利申请CN200580016729.7披露了耦合至垫片的RFID环形天线。与美国专利US7102587B2相同。主要是使用导电环氧树脂连接金属铆钉至环形天线的导体，其中权利要求涉及从电路电容耦合至嵌入天线的垫片，是电容耦合的一般应用，没有具体到带状线/微带的转换应用。

美国专利US6492947的权利要求集中在控制在带状线和接地板之一中的孔之间的电磁耦合去耦合其他电路元件，例如贴片或微带。信号传输利用从带状线导体至微带导体通过共用接地板中的共振孔的共振孔耦合实现。

欧洲专利申请EP0833404A2涉及耦合微带或带状线的基站端射单级天线阵列。

美国专利US4641369直接焊接微带至悬空的带状线。

因此，所有上述专利文献要么涉及不同元件之间的耦合，完全没有提及传输线与传输线之间的耦合；要么涉及相同传输线之间的耦合，不涉及不同传输线之间的耦合；要么涉及带状线至微带线直接焊接或采用不同的耦合结构连接。并且其中根本就没有提及信号干扰的问题。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种带状线至微带线的电容耦合转换结构及包含该结构的天线，该带状线至微带线的电容耦合转换结构设计巧妙、结构简单、安装简便、成本低，避免了金属直接接触，消除了PIM问题，还防止了平行板模式，进一步消除PIM危险，改善插入损耗和用于双极天线的隔离，彻底消除了不稳定因素，适于大规模推广应用。

为了实现上述目的，在本发明的第一方面，提供了一种带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特点是，包括：

上导电接地板；

下导电接地板；

绝缘层；

绝缘固定部件；

带状线，位于所述上导电接地板和所述下导电接地板之间，且该带状线具有带状线重叠部分；

微带线，安设在所述上导电接地板上，且该微带线具有微带线重叠部分，该微带线重叠部分穿过所述的上导电接地板，且该微带线重叠部分依次与所述绝缘层和带状线重叠部分均匀紧密贴合，并通过所述绝缘固定部件固定。

较佳地，所述微带线还具有微带线匹配部分，所述微带线匹配部分位于所述上导电接地板上，所述微带线通过所述微带线匹配部分安设在所述上导电接地板上。

较佳地，所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分通过所述绝缘固定部件固定至所述下导电接地板。

较佳地，所述绝缘固定部件的穿设固定端依次穿设所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分，或者所述绝缘固定部件的穿设固定端依次穿设所述带状线重叠部分、绝缘层和微带线重叠部分，从而将所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分固定。

较佳地，所述绝缘固定部件是塑料铆钉、塑料螺钉与匹配的塑料螺母或者塑料嵌入式紧固件。

更佳地，所述塑料嵌入式紧固件为倒Y形嵌入式紧固件，所述倒Y形嵌入式紧固件的上端依次穿设所述带状线重叠部分、绝缘层和微带线重叠部分从而将所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分固定。

更进一步地，所述倒Y形嵌入式紧固件的两下端分别嵌入所述下导电接地板从而与所述下导电接地板固定。

较佳地，所述上导电接地板和所述下导电接地板是金属板。

更佳地，所述金属板是铝板。

较佳地，所述上导电接地板具有一穿孔，所述微带线重叠部分通过所述穿孔穿过所述上导电接地板。

较佳地，所述绝缘层的厚度d通常满足以下关系式：

$\frac{d}{2\&times;\mathrm{\&pi;}\&times;f\&times;{\mathrm{\&epsiv;}}_r\&times;{\mathrm{\&epsiv;}}_0\&times;A}<4,$

其中，f为所述微带线重叠部分、所述绝缘层与所述带状线重叠部分形成的电容器的工作频率，ε_r为所述绝缘层的相对电容率或介电常数，ε₀为自由空间的介电常数，A为所述微带线重叠部分和所述带状线重叠部分的重叠面积。

更佳地，所述绝缘层的厚度d为0.01～2mm。

更佳地，所述绝缘层的厚度d＝0.05mm，f＝1710MHz，ε₀＝8.851×10^-12F/m，ε_r＝3.2，则A＞40mm²。

较佳地，所述绝缘层是薄塑料垫片、涂至所述带状线重叠部分或所述微带线重叠部分的薄保形涂层、或通过化学方法例如硬涂层阳极氧化或电泳漆涂层工艺形成的涂至所述带状线重叠部分或所述微带线重叠部分的薄绝缘层。

更佳地，所述薄塑料垫片是聚酯垫片。

较佳地，所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构还包括：

绝缘固定元件；和

电容耦合接地块，所述电容耦合接地块位于所述上导电接地板和所述上导电接地板之间并通过所述绝缘固定元件与所述上导电接地板和所述上导电接地板固定，通过所述绝缘固定部件固定在一起的所述微带线重叠部分、所述绝缘层和所述带状线重叠部分位于所述电容耦合接地块中。

更佳地，所述电容耦合接地块设计成围绕带状线重叠部分和微带线重叠部分以防止平行板模式并有助于加宽转换结构的阻抗匹配的带宽。

更佳地，所述带状线还具有带状线匹配部分，所述带状线匹配部分穿设于所述电容耦合接地块。

更佳地，所述绝缘固定元件包括至少一绝缘嵌入式紧固夹，所述绝缘嵌入式紧固夹依次穿设所述上导电接地板、电容耦合接地块和下导电接地板，并将所述上导电接地板、电容耦合接地块和下导电接地板依次均匀紧密贴合固定。

更进一步地，所述绝缘嵌入式紧固夹是塑料嵌入式紧固夹。

尤其更佳地，所述塑料嵌入式紧固夹是聚碳酸酯嵌入式紧固夹。

更佳地，所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构还包括：

上电容耦合接地绝缘层，所述上电容耦合接地绝缘层位于所述上导电接地板和所述电容耦合接地块之间，且该上电容耦合接地绝缘层通过所述绝缘固定元件与所述上导电接地板和所述电容耦合接地块相固定；和

下电容耦合接地绝缘层，所述下电容耦合接地绝缘层位于所述电容耦合接地块和所述下导电接地板之间，且该下电容耦合接地绝缘层通过所述绝缘固定元件与所述电容耦合接地块和所述下导电接地板相固定。

更进一步地，所述上电容耦合接地绝缘层和所述下电容耦合接地绝缘层均为U形电容耦合接地绝缘层。

较佳地，所述下导电接地板中设置有开口，所述开口位于所述带状线重叠部分下方。

在本发明的第二方面，提供了一种带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特点是，包括：

上导电接地板；

下导电接地板；

绝缘层；

绝缘固定部件；

带状线，位于所述上导电接地板和所述下导电接地板之间，且该带状线具有带状线重叠部分；

微带线，安设在所述上导电接地板上，且该微带线具有微带线重叠部分，该微带线重叠部分穿过所述的上导电接地板，且该微带线重叠部分依次与所述绝缘层和带状线重叠部分均匀紧密贴合，并通过所述绝缘固定部件固定；

绝缘固定元件；

电容耦合接地块，所述电容耦合接地块位于所述上导电接地板和所述上导电接地板之间并通过所述绝缘固定元件与所述上导电接地板和所述上导电接地板固定，通过所述绝缘固定部件固定在一起的所述微带线重叠部分、所述绝缘层和所述带状线重叠部分位于所述电容耦合接地块中；

其中，所述绝缘层的厚度d通常满足以下关系式：

$\frac{d}{2\&times;\mathrm{\&pi;}\&times;f\&times;{\mathrm{\&epsiv;}}_r\&times;{\mathrm{\&epsiv;}}_0\&times;A}<4,$

其中，f为所述微带线重叠部分、所述绝缘层与所述带状线重叠部分形成的电容器的工作频率，ε_r为所述绝缘层的相对电容率或介电常数，ε₀为自由空间的介电常数，A为所述微带线重叠部分和所述带状线重叠部分的重叠面积。

较佳地，所述微带线还具有微带线匹配部分，所述微带线匹配部分位于所述上导电接地板上，所述微带线通过所述微带线匹配部分安设在所述上导电接地板上。

较佳地，所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分通过所述绝缘固定部件固定至所述下导电接地板。

较佳地，所述绝缘固定部件的穿设固定端依次穿设所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分，或者所述绝缘固定部件的穿设固定端依次穿设所述带状线重叠部分、绝缘层和微带线重叠部分从而将所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分固定。

较佳地，所述绝缘固定部件是塑料铆钉、塑料螺钉与匹配的塑料螺母或者塑料嵌入式紧固件。

更佳地，所述塑料嵌入式紧固件为倒Y形嵌入式紧固件，所述倒Y形嵌入式紧固件的上端依次穿设所述带状线重叠部分、绝缘层和微带线重叠部分从而将所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分固定。

更进一步地，所述倒Y形嵌入式紧固件的两下端分别嵌入所述下导电接地板从而与所述下导电接地板固定。

较佳地，所述上导电接地板具有一穿孔，所述微带线重叠部分通过所述穿孔穿过所述上导电接地板。

较佳地，所述绝缘层的厚度d为0.01～2mm。

较佳地，所述绝缘层的厚度d＝0.05mm，f＝1710MHz，ε₀＝8.851×10^-12F/m，ε_r＝3.2，则A＞40mm²。

较佳地，所述电容耦合接地块设计成围绕带状线重叠部分和微带线重叠部分以防止平行板模式并有助于加宽转换结构的阻抗匹配的带宽。

较佳地，所述带状线还具有带状线匹配部分，所述带状线匹配部分穿设于所述电容耦合接地块。

较佳地，所述绝缘固定元件包括至少一绝缘嵌入式紧固夹，所述绝缘嵌入式紧固夹依次穿设所述上导电接地板、电容耦合接地块和下导电接地板，并将所述上导电接地板、电容耦合接地块和下导电接地板依次均匀紧密贴合固定。

较佳地，所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构还包括：

上电容耦合接地绝缘层，所述上电容耦合接地绝缘层位于所述上导电接地板和所述电容耦合接地块之间，且该上电容耦合接地绝缘层通过所述绝缘固定元件与所述上导电接地板和所述电容耦合接地块相固定；和

下电容耦合接地绝缘层，所述下电容耦合接地绝缘层位于所述电容耦合接地块和所述下导电接地板之间，且该下电容耦合接地绝缘层通过所述绝缘固定元件与所述电容耦合接地块和所述下导电接地板相固定。

更佳地，所述上电容耦合接地绝缘层和所述下电容耦合接地绝缘层均为U形电容耦合接地绝缘层。

较佳地，所述下导电接地板中设置有开口，所述开口位于所述带状线重叠部分下方。

在本发明的第三方面，提供了一种天线，包括带状线和微带线，其特点是，所述天线还包括：

上导电接地板；

下导电接地板；

绝缘层；

绝缘固定部件；

其中，所述带状线位于所述上导电接地板和所述下导电接地板之间，且该带状线具有带状线重叠部分；所述微带线安设在所述上导电接地板上，且该微带线具有微带线重叠部分，该微带线重叠部分穿过所述的上导电接地板，且该微带线重叠部分依次与所述绝缘层和带状线重叠部分均匀紧密贴合，并通过所述绝缘固定部件固定。

本发明的有益效果具体如下：

1、本发明的带状线至微带线的电容耦合转换结构将位于上导电接地板上的微带线的微带线重叠部分穿过上导电接地板并通过绝缘层耦合至位于上下导电接地板之间的带状线的带状线重叠部分，微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分形成电容耦合模式，设计巧妙、结构简单，避免了金属直接接触，消除了PIM问题，彻底消除了不稳定因素，适于大规模推广应用。

2、本发明的带状线至微带线的电容耦合转换结构的微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分通过绝缘固定部件例如绝缘铆钉固定，无需现有技术采用的所有紧固件，组装简便，节省空间，并会机械式避免很多干扰，同时节省劳动时间，适于大规模推广应用。

3、本发明的带状线至微带线的电容耦合转换结构的上下导电接地板之间设置电容耦合接地块，通过绝缘固定部件固定在一起的微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分位于电容耦合接地块中，上导电接地板、电容耦合接地块和下导电接地板形成电容耦合接地模式，设计巧妙、结构简单，从而进一步消除PIM危险，改善插入损耗和用于双极天线的隔离，彻底消除了不稳定因素，适于大规模推广应用。

4、本发明的带状线至微带线的电容耦合转换结构的上导电接地板、电容耦合接地块和下导电接地板通过绝缘固定元件例如绝缘铆钉固定，无需现有技术采用的所有紧固件，组装简便，节省空间，并会机械式避免很多干扰，同时节省劳动时间，适于大规模推广应用。

5、本发明通过所述下导电接地板中设置有开口，所述开口位于所述带状线重叠部分下方，从而进一步改善了结构的性能如转换的逆波损耗、反射系数和工作带宽等，适于大规模推广应用。

附图说明

图1是本发明的带状线至微带线的电容耦合转换结构的一具体实施例的立体示意图。

图2是图1所示的具体实施例的主视局部放大示意图。

图3是图1所示的具体实施例的剖视局部放大示意图。

图4是图1所示的具体实施例的仰视局部放大示意图。

图5是图1所示的具体实施例的爆炸示意图。

图6是本发明的带状线至微带线的电容耦合转换结构的另一具体实施例的爆炸示意图。

图7是本发明的带状线至微带线的电容耦合转换结构的又一具体实施例的爆炸示意图。

图8是图7所示的具体实施例的主视剖视示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。其中图1～5所示的是本发明的带状线至微带线的电容耦合转换结构的一具体实施例，图6所示的是本发明的带状线至微带线的电容耦合转换结构的另一具体实施例，图7和图8所示的是本发明的带状线至微带线的电容耦合转换结构的又一具体实施例。其中，相同的部件采用相同的附图标记。

本发明的带状线至微带线的电容耦合转换结构可用于装配低成本天线，包括带状线1、微带线2、上导电接地板3、下导电接地板4、绝缘层5、绝缘固定部件6、电容耦合接地块7和绝缘固定元件8，带状线1位于所述上导电接地板3和所述下导电接地板4之间，且该带状线1具有带状线重叠部分11，微带线2安设在所述上导电接地板3上，且该微带线2具有微带线重叠部分21，该微带线重叠部分21穿过所述的上导电接地板3，且该微带线重叠部分21依次与所述绝缘层5和带状线重叠部分11均匀紧密贴合，并通过所述绝缘固定部件6固定。所述电容耦合接地块7位于所述上导电接地板3和所述上导电接地板4之间并通过所述绝缘固定元件8与所述上导电接地板3和所述上导电接地板4固定，通过所述绝缘固定部件6固定在一起的所述微带线重叠部分21、所述绝缘层5和所述带状线重叠部分11位于所述电容耦合接地块7中。

所述微带线2可以通过任何合适的方式安设在所述上导电接地板3上，较佳地，所述微带线2还具有微带线匹配部分22，所述微带线匹配部分22位于所述上导电接地板3上，所述微带线2通过所述微带线匹配部分22安设在所述上导电接地板3上。请参见图1、2和5所示，在本发明的一具体实施例中，所述微带线匹配部分22和所述上导电接地板3可以通过塑料铆钉或者塑料螺钉与匹配的螺母等部件连接固定。

所述微带线重叠部分21、绝缘层5和带状线重叠部分11不需要固定至所述下导电接地板4，请参见图1-5所示的本发明的一具体实施例，可以仅通过微带线2固定至上导电接地板3实现固定。事实上，带状线1通常嵌在上导电接地板3和下导电接地板4之间的绝缘电介质(未示出)中。所述微带线重叠部分21、绝缘层5和带状线重叠部分11也可以固定至所述下导电接地板4，以加强固定效果，请参见图6所示，在本发明的另一具体实施例中，所述微带线重叠部分21、绝缘层5和带状线重叠部分11通过所述绝缘固定部件6固定至所述下导电接地板4。

所述绝缘固定部件6可以采用任何合适的方式固定所述微带线重叠部分21、绝缘层5和带状线重叠部分11。请参见图5所示，在本发明的一具体实施例中，所述绝缘固定部件6的穿设固定端依次穿设所述微带线重叠部分21、绝缘层5和带状线重叠部分11，或者如图6所示，在本发明的另一具体实施例中，所述绝缘固定部件6的穿设固定端依次穿设所述带状线重叠部分11、绝缘层5和微带线重叠部分21，从而将所述微带线重叠部分21、绝缘层5和带状线重叠部分11固定。

所述绝缘固定部件6可以是任何合适的部件。较佳地，所述绝缘固定部件6是塑料铆钉61、塑料螺钉与匹配的塑料螺母或者塑料嵌入式紧固件。请参见图5所示，在本发明的一具体实施例中，所述绝缘固定部件6是塑料铆钉61，所述塑料铆钉61的穿设固定端依次穿设所述微带线重叠部分21、绝缘层5和带状线重叠部分11，从而将所述微带线重叠部分21、绝缘层5和带状线重叠部分11固定。请参见图6所示，在本发明的另一具体实施例中，所述绝缘固定部件6是为倒Y形嵌入式紧固件62，所述倒Y形嵌入式紧固件62的上端(即穿设固定端)依次穿设所述带状线重叠部分11、绝缘层5和微带线重叠部分21，从而将所述微带线重叠部分21、绝缘层5和带状线重叠部分11固定。所述倒Y形嵌入式紧固件62的两下端分别嵌入所述下导电接地板4从而与所述下导电接地板4固定。

所述上导电接地板3和所述下导电接地板4用于带状线1接地，同时上导电接地板3也是微带线2的导电接地板，即上导电接地板3是带状线1和微带线2的共同接地板。可以采用任何合适的材料制成，较佳地，所述上导电接地板3和所述下导电接地板4是金属板。请参见图1-5和图6所示的两个具体实施例，所述金属板是铝板。

所述微带线重叠部分21可以通过任何合适的方式穿过上导电接地板3。请参见图1-5和图6所示的两个具体实施例，所述上导电接地板3具有一穿孔31，所述微带线重叠部分21通过所述穿孔31穿过所述上导电接地板3。

所述绝缘层5的主要作用是使得耦合的微带线重叠部分21和带状线重叠部分11之间没有直接接触，从而使得微带线重叠部分21和带状线重叠部分11之间形成一个耦合结构。这种隔开还用来避免因为金属件之间直接而非紧密接触而导致对天线三阶无源互调的影响。而如果金属与金属接触存在，那么需要很高的接触压力，以避免PIM。所述绝缘层5可以采用任何合适的材料，材料必须足够牢固以便不会被导体上的表面缺陷刺破，忍受高RF能量级别导致的高温。这种介电材料必须稍大于金属重叠区域以防止任何金属和金属的接触，较佳地，所述绝缘层5是薄塑料垫片、涂至所述带状线重叠部分或所述微带线重叠部分的薄保形涂层、或通过化学方法例如硬涂层阳极氧化或电泳漆涂层工艺形成的涂至所述带状线重叠部分或所述微带线重叠部分的薄绝缘层。请参见图1-5和图6所示的两个具体实施例，所述塑料垫片是聚酯垫片，厚度为0.05mm。该聚酯垫片从工艺上来说是目前市场上可以找到的最薄、最经济的，由聚酯薄膜制作而成，主要起到绝缘和尽可能减小耦合两者之间距离的作用。

该绝缘层5的厚薄尺寸应该是越薄越好，这样可以提高耦合的效率，但是如果要增加厚度的话，可以通过扩大耦合面积来保持耦合的效率。

该绝缘层5的厚薄和耦合面积的关系如下：

整个设计可近似看作一个电容器结构，其电抗

其中f为工作频率，C为电容值。当C为无穷大时，X＝0则认为完全短路。在实际应用中，在X≤4时，可以得到足够的短路效果。总所周知，电容值ε_r为电介质也就是本设计中绝缘层5的相对电容率或介电常数，j为自由空间的介电常数，ε₀＝8.851×10^-12F/m，A为所述微带线重叠部分21和所述带状线重叠部分11的重叠面积，d为绝缘层5的厚度。故要得到足够的短路效果，必须满足如下关系：

$\frac{d}{2\&times;\mathrm{\&pi;}\&times;f\&times;{\mathrm{\&epsiv;}}_r\&times;{\mathrm{\&epsiv;}}_0\&times;A}<4.$

所述绝缘层5的厚度d优选为0.01～2mm。当然也可以在该范围之外。

例如：若选择麦拉(Mylar)作为绝缘层5的材料(ε_r＝3.2)，绝缘层5的厚度d＝0.05mm，工作频率f＝1710MHz。则能够使其工作的重叠面积A＞40mm²。

所述电容耦合接地块7的主要功能是为了带状线1至微带线2的最大能量转移，以相同电势电连接上导电接地板3和下导电接地板4。本发明可以没有所述电容耦合接地块7而工作，但是很可能一些参数性能下降，如插入损耗、频带宽或可能的相邻网络之间的隔离。

所述电容耦合接地块7设计成围绕带状线重叠部分11和微带线重叠部分21以防止平行板模式并有助于加宽转换结构的阻抗匹配的带宽，可以采用任何合适的形状，如U形、V形或C形。请参见图1-5和图6所示的两个具体实施例，所述电容耦合接地块7是U形电容耦合接地块。所述带状线1还具有带状线匹配部分12，所述带状线匹配部分12穿设于所述电容耦合接地块7。所述带状线匹配部分12用于减少转换结构的反射系数。带状线1的宽度的变化改变阻抗，是用于调节转换结构的逆波损耗(return loss)的变量。U形电容耦合接地块三面包围通过所述绝缘固定部件6固定在一起的所述微带线重叠部分21、所述绝缘层5和所述带状线重叠部分11，用于防止能量耦合至邻近信号线或可能的其它转换结构，工作良好。

所述绝缘固定元件8可以是任何合适的部件。较佳地，所述绝缘固定元件8包括至少一绝缘嵌入式紧固夹，所述绝缘嵌入式紧固夹依次穿设所述上导电接地板3、电容耦合接地块7和下导电接地板4，并将所述上导电接地板3、电容耦合接地块7和下导电接地板4依次均匀紧密贴合固定。更佳地，所述绝缘嵌入式紧固夹是塑料嵌入式紧固夹。请参见图1-5和图6所示的两个具体实施例，所述塑料嵌入式紧固夹是聚碳酸酯嵌入式紧固夹。

需要指出的是，绝缘固定元件8并非限于嵌入式紧固夹，一切可以保证上导电接地板3和下导电接地板4之间绝缘但又可以紧密联结的结构都可以采用，譬如在上导电接地板3和下导电接地板4之间用双面胶固定，或者铆钉，或者用塑料的螺丝和螺母，或者嵌入式紧固件固定等等。

较佳地，还可以设置上电容耦合接地绝缘层9和下电容耦合接地绝缘层10，所述上电容耦合接地绝缘层9位于所述上导电接地板3和所述电容耦合接地块7之间，且该上电容耦合接地绝缘层9通过所述绝缘固定元件8与所述上导电接地板3和所述电容耦合接地块7相固定；所述下电容耦合接地绝缘层10位于所述电容耦合接地块7和所述下导电接地板4之间，且该下电容耦合接地绝缘层10通过所述绝缘固定元件8与所述电容耦合接地块7和所述下导电接地板4相固定。所述上电容耦合接地绝缘层9和所述下电容耦合接地绝缘层10可以采用任何合适的形状，请参见图1-5和图6所示的两个具体实施例，所述上电容耦合接地绝缘层9和所述下电容耦合接地绝缘层10均为U形电容耦合接地绝缘层。所述上电容耦合接地绝缘层9和所述下电容耦合接地绝缘层10的绝缘功能可以通过任何绝缘层例如薄塑料垫片、涂至所述电容耦合接地块7的薄保形涂层、或通过化学方法形成的涂至所述电容耦合接地块7的薄绝缘层实现。

如图1所示的具体实施例组装时，请参见图5所示，微带线2的微带线重叠部分21穿过上导电接地板3，将塑料铆钉61的穿设固定端依次穿设所述微带线重叠部分21、绝缘层5和带状线重叠部分11，从而将所述微带线重叠部分21、绝缘层5和带状线重叠部分11固定；通过另外的塑料铆钉的穿设固定端依次穿设微带线2的微带线匹配部分22和上导电接地板3，从而将微带线2和上导电接地板3固定；将电容耦合接地块7置于上导电接地板3和下导电接地板4之间，将上电容耦合接地绝缘层9置于所述上导电接地板3和所述电容耦合接地块7之间，将下电容耦合接地绝缘层10置于所述电容耦合接地块7和所述下导电接地板4之间，上导电接地板3、上电容耦合接地绝缘层9、电容耦合接地块7、下电容耦合接地绝缘层10和在下导电接地板4通过绝缘铆钉固定，绝缘铆钉上还可以滴上胶水增强固定效果。

如图6所示的具体实施例组装时，微带线2的微带线重叠部分21穿过上导电接地板3，将倒Y形嵌入式紧固件62的上端依次穿设所述带状线重叠部分11、绝缘层5和微带线重叠部分21，从而将所述微带线重叠部分21、绝缘层5和带状线重叠部分11固定，将倒Y形嵌入式紧固件62的两下端分别嵌入所述下导电接地板4从而与所述下导电接地板4固定；通过另外的塑料铆钉的穿设固定端依次穿设微带线2的微带线匹配部分22和上导电接地板3，从而将微带线2和上导电接地板3固定；将电容耦合接地块7置于上导电接地板3和下导电接地板4之间，将上电容耦合接地绝缘层9置于所述上导电接地板3和所述电容耦合接地块7之间，将下电容耦合接地绝缘层10置于所述电容耦合接地块7和所述下导电接地板4之间，上导电接地板3、上电容耦合接地绝缘层9、电容耦合接地块7、下电容耦合接地绝缘层10和在下导电接地板4通过绝缘铆钉固定，绝缘铆钉上还可以滴上胶水增强固定效果。

可以理解，本发明的微带线2还可以设置在下导电接地板4下，在这种情况下，微带线重叠部分21穿过下导电接地板4且该微带线重叠部分21依次与所述绝缘层5和带状线重叠部分11均匀紧密贴合，并通过所述绝缘固定部件6固定。

请参见图7和图8所示，与图6所示的本发明的另一具体实施例相比，图7和图8所示的本发明的又一具体实施例的不同之处在于：(1)所述下导电接地板4中设置有开口41，位于带状线1与微带线2重叠区域下方，进一步改善了转换的逆波损耗、反射系数和工作带宽；(2)所述绝缘固定部件6为三叉戟形嵌入式紧固件63，其中部的杆上按扣有按钮64，以在绝缘层5上提供更好的压缩力。

本发明的工作原理是实现足够大的重叠面积和足够小的距离以提供工作频率段之内的良好电容耦合，从而避免金属直接接触对天线三阶无源互调的影响。通过在带状线1的末端的电容耦合接地块7切断在上导电接地板3和下导电接地板4之间产生的平行板模式，改善插入损耗和用于双极天线的隔离。

本发明所要解决的根本问题是高频信号传输过程中的信号干扰问题，而在这一问题中，其中非常前沿的信号干扰问题就是“三阶无源互调”问题。但是，现有技术中目前解决三阶无源互调问题的方案大多采用直接连接两传输线，并在接触端施加一个持续的压力的解决方案，这个解决方案中，由于所施加的压力会出现不稳定的情况，从而造成所产生的干扰信号，这样不仅严重影响了信号的信噪比和信道质量，而且给后级信号降噪、滤波解调带来了很大的困难；而本发明所采用的方案是采用非接触式的电容耦合方法，即将带状线通过耦合结构与天线本身的传输线——微带线相耦合，其本质上是传输线到传输线的耦合，而且其中的绝缘层厚度很薄，这样就能够在尽可能小的重叠面积的情况下获得尽可能大的电容，从而更多的降低干扰信号，减少对接收系统的影响。

因此，本发明通过电容耦合带状线1和微带线2，避免了金属直接接触，从而消除了在基站天线中可能会引起PIM问题的金属与金属的接触，回避了保持恒定的表面压力的困难，彻底消除了不稳定因素。另外，上导电接地板3和下导电接地板4通过电容耦合接地块7实现电容耦合接地，防止平行板模式，消除了PIM危险，同时也提供低插入损耗及与临近转换结构的高隔离。

综上，本发明的带状线至微带线的电容耦合转换结构设计巧妙、结构简单、安装简便、成本低，避免了金属直接接触，消除了PIM问题，还防止了平行板模式，进一步消除PIM危险，改善插入损耗和用于双极天线的隔离，彻底消除了不稳定因素，适于大规模推广应用。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以做出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (41)

1.一种带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，包括：

上导电接地板；

下导电接地板；

绝缘层；

绝缘固定部件；

带状线，位于所述上导电接地板和所述下导电接地板之间，且该带状线具有带状线重叠部分；

微带线，安设在所述上导电接地板上，且该微带线具有微带线重叠部分，该微带线重叠部分穿过所述上导电接地板，且该微带线重叠部分依次与所述绝缘层和带状线重叠部分均匀紧密贴合，并通过所述绝缘固定部件固定。

2.根据权利要求1所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述微带线还具有微带线匹配部分，所述微带线匹配部分位于所述上导电接地板上，所述微带线通过所述微带线匹配部分安设在所述上导电接地板上。

3.根据权利要求1所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分通过所述绝缘固定部件固定至所述下导电接地板。

4.根据权利要求1所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘固定部件的穿设固定端依次穿设所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分，或者所述绝缘固定部件的穿设固定端依次穿设所述带状线重叠部分、绝缘层和微带线重叠部分，从而将所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分固定。

5.根据权利要求1所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘固定部件是塑料铆钉、塑料螺钉与匹配的塑料螺母或者塑料嵌入式紧固件。

6.根据权利要求5所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述塑料嵌入式紧固件为倒Y形嵌入式紧固件，所述倒Y形嵌入式紧固件的上端依次穿设所述带状线重叠部分、绝缘层和微带线重叠部分从而将所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分固定。

7.根据权利要求6所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述倒Y形嵌入式紧固件的两下端分别嵌入所述下导电接地板从而与所述下导电接地板固定。

8.根据权利要求1所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述上导电接地板和所述下导电接地板是金属板。

9.根据权利要求8所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述金属板是铝板。

10.根据权利要求1所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述上导电接地板具有一穿孔，所述微带线重叠部分通过所述穿孔穿过所述上导电接地板。

11.根据权利要求1所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘层的厚度d通常满足以下关系式：

$\frac{d}{2\&times;\mathrm{\&pi;}\&times;f\&times;{\mathrm{\&epsiv;}}_r\&times;{\mathrm{\&epsiv;}}_0\&times;A}<4,$

其中，f为所述微带线重叠部分、所述绝缘层与所述带状线重叠部分形成的电容器的工作频率，ε_r为所述绝缘层的相对电容率或介电常数，ε₀为自由空间的介电常数，A为所述微带线重叠部分和所述带状线重叠部分的重叠面积。

12.根据权利要求11所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘层的厚度d为0.01～2mm。

13.根据权利要求11所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘层的厚度d＝0.05mm，f＝1710MHz，ε₀＝8.851×10^-12F/m，ε_r＝3.2，则A＞40mm²。

14.根据权利要求1所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘层是薄塑料垫片、涂至所述带状线重叠部分或所述微带线重叠部分的薄保形涂层、或通过化学方法形成的涂至所述带状线重叠部分或所述微带线重叠部分的薄绝缘层。

15.根据权利要求14所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述薄塑料垫片是聚酯垫片。

16.根据权利要求1所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构还包括：

绝缘固定元件；和

电容耦合接地块，所述电容耦合接地块位于所述上导电接地板和所述上导电接地板之间并通过所述绝缘固定元件与所述上导电接地板和所述上导电接地板固定，通过所述绝缘固定部件固定在一起的所述微带线重叠部分、所述绝缘层和所述带状线重叠部分位于所述电容耦合接地块中。

17.根据权利要求16所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述电容耦合接地块设计成围绕带状线重叠部分和微带线重叠部分以防止平行板模式并有助于加宽转换结构的阻抗匹配的带宽。

18.根据权利要求16所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述带状线还具有带状线匹配部分，所述带状线匹配部分穿设于所述电容耦合接地块。

19.根据权利要求16所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘固定元件包括至少一绝缘嵌入式紧固夹，所述绝缘嵌入式紧固夹依次穿设所述上导电接地板、电容耦合接地块和下导电接地板，并将所述上导电接地板、电容耦合接地块和下导电接地板依次均匀紧密贴合固定。

20.根据权利要求19所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘嵌入式紧固夹是塑料嵌入式紧固夹。

21.根据权利要求20所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述塑料嵌入式紧固夹是聚碳酸酯嵌入式紧固夹。

22.根据权利要求16所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构还包括：

上电容耦合接地绝缘层，所述上电容耦合接地绝缘层位于所述上导电接地板和所述电容耦合接地块之间，且该上电容耦合接地绝缘层通过所述绝缘固定元件与所述上导电接地板和所述电容耦合接地块相固定；和

下电容耦合接地绝缘层，所述下电容耦合接地绝缘层位于所述电容耦合接地块和所述下导电接地板之间，且该下电容耦合接地绝缘层通过所述绝缘固定元件与所述电容耦合接地块和所述下导电接地板相固定。

23.根据权利要求22所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述上电容耦合接地绝缘层和所述下电容耦合接地绝缘层均为U形电容耦合接地绝缘层。

24.根据权利要求1所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述下导电接地板中设置有开口，所述开口位于所述带状线重叠部分下方。

25.一种带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，包括：

上导电接地板；

下导电接地板；

绝缘层；

绝缘固定部件；

带状线，位于所述上导电接地板和所述下导电接地板之间，且该带状线具有带状线重叠部分；

微带线，安设在所述上导电接地板上，且该微带线具有微带线重叠部分，该微带线重叠部分穿过所述的上导电接地板，且该微带线重叠部分依次与所述绝缘层和带状线重叠部分均匀紧密贴合，并通过所述绝缘固定部件固定；

绝缘固定元件；

电容耦合接地块，所述电容耦合接地块位于所述上导电接地板和所述上导电接地板之间并通过所述绝缘固定元件与所述上导电接地板和所述上导电接地板固定，通过所述绝缘固定部件固定在一起的所述微带线重叠部分、所述绝缘层和所述带状线重叠部分位于所述电容耦合接地块中；

其中，所述绝缘层的厚度d通常满足以下关系式：

$\frac{d}{2\&times;\mathrm{\&pi;}\&times;f\&times;{\mathrm{\&epsiv;}}_r\&times;{\mathrm{\&epsiv;}}_0\&times;A}<4,$

其中，f为所述微带线重叠部分、所述绝缘层与所述带状线重叠部分形成的电容器的工作频率，ε_r为所述绝缘层的相对电容率或介电常数，ε₀为自由空间的介电常数，A为所述微带线重叠部分和所述带状线重叠部分的重叠面积。

26.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述微带线还具有微带线匹配部分，所述微带线匹配部分位于所述上导电接地板上，所述微带线通过所述微带线匹配部分安设在所述上导电接地板上。

27.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分通过所述绝缘固定部件固定至所述下导电接地板。

28.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘固定部件的穿设固定端依次穿设所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分，或者所述绝缘固定部件的穿设固定端依次穿设所述带状线重叠部分、绝缘层和微带线重叠部分从而将所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分固定。

29.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘固定部件是塑料铆钉、塑料螺钉与匹配的塑料螺母或者塑料嵌入式紧固件。

30.根据权利要求29所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述塑料嵌入式紧固件为倒Y形嵌入式紧固件，所述倒Y形嵌入式紧固件的上端依次穿设所述带状线重叠部分、绝缘层和微带线重叠部分从而将所述微带线重叠部分、绝缘层和带状线重叠部分固定。

31.根据权利要求30所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述倒Y形嵌入式紧固件的两下端分别嵌入所述下导电接地板从而与所述下导电接地板固定。

32.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述上导电接地板具有一穿孔，所述微带线重叠部分通过所述穿孔穿过所述上导电接地板。

33.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘层的厚度d为0.01～2mm。

34.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘层的厚度d＝0.05mm，f＝1710MHz，ε₀＝8.851×10^-12F/m，ε_r＝3.2，则A＞40mm²。

35.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述电容耦合接地块设计成围绕带状线重叠部分和微带线重叠部分以防止平行板模式并有助于加宽转换结构的阻抗匹配的带宽。

36.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述带状线还具有带状线匹配部分，所述带状线匹配部分穿设于所述电容耦合接地块。

37.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述绝缘固定元件包括至少一绝缘嵌入式紧固夹，所述绝缘嵌入式紧固夹依次穿设所述上导电接地板、电容耦合接地块和下导电接地板，并将所述上导电接地板、电容耦合接地块和下导电接地板依次均匀紧密贴合固定。

38.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构还包括：

上电容耦合接地绝缘层，所述上电容耦合接地绝缘层位于所述上导电接地板和所述电容耦合接地块之间，且该上电容耦合接地绝缘层通过所述绝缘固定元件与所述上导电接地板和所述电容耦合接地块相固定；和

下电容耦合接地绝缘层，所述下电容耦合接地绝缘层位于所述电容耦合接地块和所述下导电接地板之间，且该下电容耦合接地绝缘层通过所述绝缘固定元件与所述电容耦合接地块和所述下导电接地板相固定。

39.根据权利要求38所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述上电容耦合接地绝缘层和所述下电容耦合接地绝缘层均为U形电容耦合接地绝缘层。

40.根据权利要求25所述的带状线至微带线的电容耦合转换结构，其特征在于，所述下导电接地板中设置有开口，所述开口位于所述带状线重叠部分下方。

41.一种天线，包括带状线和微带线，其特征在于，所述天线还包括：

上导电接地板；

下导电接地板；

绝缘层；

绝缘固定部件；

其中，所述带状线位于所述上导电接地板和所述下导电接地板之间，且该带状线具有带状线重叠部分；所述微带线安设在所述上导电接地板上，且该微带线具有微带线重叠部分，该微带线重叠部分穿过所述的上导电接地板，且该微带线重叠部分依次与所述绝缘层和带状线重叠部分均匀紧密贴合，并通过所述绝缘固定部件固定。

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