CN102804501A - 宽带的全向天线 - Google Patents

Abstract

一种改进的宽带的全向天线，其特征在于下述特征：所述全向天线构造为双极化天线，所述双极化天线不仅包括垂直极化单极状的辐射器（1，1a、1b），而且包括水平极化辐射器（3），所述水平极化辐射器（3）包括缝隙（43、43'），它们设置在垂直极化的单极状的辐射器（1，1a、1b）的辐射器外壳（11a）中并在圆周方向上错开，在垂直极化的单极状的辐射器（1，1a、1b）的内部（11d）设置用于水平极化辐射器（3）的馈电装置（111），并且该馈电装置（111）包括用于多个缝隙（43、43'）的单独的馈电器（111a），借此单独地激励各相配的缝隙（43、43'）。

Description

宽带的全向天线

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的宽带的全向天线。

背景技术

全向天线例如用作室内天线。它们是多频带的并且优选以垂直极化定向进行辐射。全向天线为此可具有一个底板或接地板，其例如可构造为片状的，一个单极状辐射器在该底板上成横向地突出，尤其是垂直于底板地突起。整个系统通常借助保护壳体、即天线覆盖物（天线罩）来覆盖。

这种类型的全向的且在此垂直极化的天线例如已由EP 1695416B1公开。由此公开的单极状辐射器垂直地突出于一个底板或配重面，该单极状辐射器与所述底板或配重面电隔离。所述垂直极化单极状辐射器在此包括一个至少近似锥形或截锥形的辐射器区段（该区段以其发散的扩展部背离底板或配重面）和/或一个圆柱形或罐状辐射器区段。优选首先紧接着配重面的是以其发散的扩展部背离配重面的锥形或截锥形的辐射器区段，该辐射器区段随后过渡到管状辐射器区段中。优选的馈电通过串联的线路耦合器进行，其构造在单极辐射器的中心轴线或对称轴线中。

已证明这种天线类型作为室内天线尤为合适，其特点在于大的带宽，同时在不同的频率范围中运行，而且总体上结构很低地构造。

除了这种上述全向天线外，原则上也已知完全不同的天线类型。例如US 5220337A公开了一种定向辐射器，其例如是设有多个、在其环绕的侧壁上在圆周方向上错开的缝隙的空心体辐射器的形式，各缝隙隔离地通过单独的同轴电线馈电。

由DE 102008003532A1已知一种用于卫星接收的天线。该天线包括一个具有一个单极状辐射器的宽带全向天线，所述单极状辐射器垂直极化并且从一个底板或配重面上突起。所述全向天线在此构造为双极化天线，该双极化天线除了所述垂直极化单极状辐射器外还包括一个水平极化辐射器。

由出版物“Vu T.A.等人的UWB Vivaldi Antenna for ImpulseRadio Beamforming（用于脉冲无线电波束成型的UWB维瓦尔第天线），2009国际国防科技会议报告，第1-5页”原则上已知一种宽带维瓦尔第天线装置或类似维瓦尔第的天线装置。所显示和描述的维瓦尔第天线在此设有微带结构。

最后，US 4,763,130公开了一种具有圆柱形外壳的天线系统，其中，在辐射器外壳中设有在圆周方向上彼此错开的且彼此平行的以及平行于轴向中心轴线延伸的缝隙，所述缝隙借助在辐射器外壳内部延伸的馈电装置馈电。

发明内容

本发明的任务在于提供一种全向天线，其原则上是宽带的并且相对于现有技术具有更广泛的适用性且应同样占用较少的结构空间。

根据本发明，该任务根据权利要求1给出的特征来解决。从属权利要求给出本发明的有利的方案。

可以被认为完全意想不到外的是，与传统的解决方案相比，根据本发明的天线提供其它优点，而且该天线总体上不需要例如更多的结构空间。

与同类单极化圆形辐射器相反，根据本发明的天线现在由双极化圆形辐射器构成并为此包括一个垂直极化的单极状的辐射器和一个附加的水平极化的辐射器装置。

根据本发明的解决方案以下述方式实现：在垂直极化单极状辐射器的一个锥形和/或圆柱形辐射器或辐射器区段中，在圆周方向上错开地设置在辐射器轴向的纵向方向上延伸的缝隙。这些缝隙允许在通常旋转对称的单极状辐射器中设置相应的馈电装置，借此所述缝隙可在产生水平极化辐射方向图的情况下被馈电。

根据本发明，这优选通过使用相应的耦合销或耦合线路来进行，其优选这样设置在中空的、旋转对称或至少近似旋转对称的单极状辐射器内部，使得耦合销或耦合线路在相同的圆周方向上从馈电点延伸出，与所述至少近似旋转对称的单极状辐射器的外壳中的缝隙相交。馈电在此优选由中心星形分配点在被外壳面环绕的单极状辐射器内部进行。

馈电结构在此可构造成不同的。例如可（在印刷电路板上）设置一个中心馈电点，用于缝隙辐射器的馈电线从该中心馈电点出发。同样也可在辐射器内部插入一个管状或截锥形载体（适配于单极状辐射器的造型），在该载体上在利用与单极状辐射器的导电外壳面电连接的情况下构造相应的馈电线。在此可实现不同原理。但也可通过同轴电缆或任意其它由至少两个导体构成的导线（双线线路、微带、槽线等）进行馈电，其中，关于每个缝隙的每个同轴电缆的外导体（一个导体）导电地（或电容地）连接在该缝隙的一侧上并且与缝隙相交的内导体（另一导体）导电地（或电容地）连接在缝隙的另一侧上。

此外，用于水平极化辐射器的馈电结构例如可通过微带线结构实现。换句话说，优选将一个片状基底（电介质）设置在锥形、截锥形和/或圆柱形的单极状辐射器内部，而且平行于配重面地设置，在此从一个中心星形分配点起，径向馈电线向外部并且在那里分别以相同的圆周方向呈部分圆形地在与圆柱形或截锥形的单极状辐射器的外壳面隔开尽可能小的规定间距的情况下延伸到终端中，其中部分圆形的线路区段与缝隙相交并且由此激励缝隙。

但在一种特别优选实施方式中，作为水平的辐射器装置建议多重的维瓦尔第天线系统作为用于单极辐射器外壳中的缝隙的馈电结构。

维瓦尔第天线涉及已知的“纵向天线”的一种具体例子，而且是“渐变缝隙天线”（TSA）的一种具体例子，其中，缝隙的棱边或边缘优选从闭合的端部开始向其开口的端部以定义的指数公式呈漏斗形扩宽。漏斗形扩宽的缝隙因此用作辐射元件，缝隙的馈电和激励可通过与缝隙相交的馈电微带线进行。

当相应地选择馈电装置的几何形状并且适合地确定尺寸时，可实现非常宽带的维瓦尔第天线。

在本发明的范畴中，维瓦尔第天线或其它的尤其是线性渐变的缝隙天线的优点在于：它们一方面可在结构技术方面可简单实现，可设置在单极状辐射器的旋转对称的空心体内，因此不增大结构高度；并且另一方面其具有优选指数的漏斗形状、即维瓦尔第天线的不同的辐射方向可直接对准单极状辐射器的旋转对称的或近似旋转对称的外壳面结构中的缝隙。通过这种结构并且通过维瓦尔第天线和单极状辐射器的尤其是圆柱形外壳面的缝隙状构造之间的对准，可在避免公差问题的情况下实现特别高的宽频带性。

至少近似旋转对称的单极状辐射器的外壳面中的缝隙数量可选择不同的。缝隙数量越多，则水平辐射方向图越圆形对称。优选设置至少三个或四个在单极状辐射器外壳面的圆周方向上延伸的缝隙。

缝隙的长度和宽度可相应于需要使用的频率范围进行优化。优选缝隙在单极状辐射器的垂直辐射方向上开口地终止，但缝隙尤其在单极状辐射器尺寸较长的情况下也可构造成闭合的。缝隙结构也可在圆周方向上重复构造，使得其构造成U形的、即由双缝隙构成，保留在双缝隙之间的导电表面可通过电介支承结构保持，该支承结构例如被插入缝隙中以填充缝隙。也可将单极状辐射器整体或大部分构造在电介质物体上，在该物体上设置相应导电的外壳面作为层，由此相应的U形双缝隙可毫无问题地通过省略导电层区段来形成。

垂直极化辐射器装置的馈电可沿中心轴线、即单极状辐射器的对称轴线进行，例如借助一个用于垂直极化单极状辐射器的串联（电容）的耦合装置（如DE 10359605B4中所述的）来进行。在此情况下，水平极化辐射器的馈电优选借助同轴电缆实现，该同轴电缆延伸穿过接地面或配重面中的一个通孔并且以规定的电缆长度在配重面上延伸地设置，直到该同轴电缆穿过单极状辐射器外壳中的另一通孔——在该另一通孔上同轴电缆例如与外壳面导电连接——进入辐射器的内部空间中，而且直到用于激励缝隙的相应馈电结构的一个星形分配点。

在通常旋转对称的单极状辐射器之外延伸的用于水平极化辐射器装置的同轴馈电线优选具有一个长度，这样选择该长度，使其不是垂直极化辐射器所用工作波长的λ/2的多倍。

但在本发明范畴中，垂直和水平极化辐射器的馈电也可反过来进行：例如水平极化辐射器的馈电在垂直的中心轴线或对称轴线上进行，而垂直极化单极状辐射器的馈电在该中心轴线或对称轴线之外进行。

附图说明

下面借助附图详细说明本发明。附图如下:

图1为全向天线的第一种根据本发明的实施例的空间图；

图2为与图1相比更扁平的空间图，仅关于单极状辐射器，该辐射器具有设置在辐射器外壳中的纵向缝隙或垂直缝隙；

图3为关于图1或2的实施例的垂直于配重面的示意性轴向横截面图；

图4为单极状辐射器的串联（电容）的馈电装置的局部示意图；

图5为使用多个维瓦尔第天线时第一种根据本发明的馈电结构的示意俯视图；

图6为相应于图5的视图，但示出图5中所示的电路板结构或馈电结构的背面；

图7为可与图3比较的垂直纵向剖面图，但关于一种改变的单极状辐射器；

图8为全向天线的一种改变的实施例的透视图，且未显示配重面；

图9为在同轴的馈电结构的情况下单极状辐射器1的外壳中的垂直缝隙的局部图；

图10为一种相对于图1改变的使用双缝隙的实施例。

具体实施方式

首先借助图1至4详细说明本发明的第一种实施例。

根据该方案，双极化的全向天线包括一个基本上垂直极化的天线装置1（即一个基本上垂直极化的辐射器1）和一个基本上水平极化的天线装置3（即一个基本上水平极化的辐射器装置3）。

在此，整个天线系统构造在一个底板、基板或接地板5或底面、基面或接地面5上，其在下面有时也被称为配重面5或反射器5。在所示实施例中，该配重面5构造成圆形或片状的。但也可以完全是其它造型。因此配重面5例如可成形为正方形、长方形、椭圆形等，概括地说也可成形为n边形等。也可想到配重面的其它实施方式，例如栅格。

垂直极化的天线装置1主要包括所述单极式的辐射器装置1，其在所示实施例中构造成空心圆柱形的。换句话说，所述垂直极化的单极状的辐射器1至少近似构造为旋转体11，即尤其是作为具有旋转外壳或辐射器外壳11a的内部中空的旋转体11，该旋转体相对于中心轴线或对称轴线9旋转对称。为此，旋转体11具有规定高度H，其大小为从配重面5到圆柱形的单极状辐射器1的上边缘13。

在所示实施例中以圆柱形辐射器装置1a形式的单极状辐射器1与接地面或配重面5电隔离，这尤其也可在根据图2的非常斜的透视图以及根据图3的轴向垂直剖面图中看出。

由此还可看出，圆柱形辐射器装置1a不仅具有圆柱形的辐射器外壳11a，还具有罐状的、邻接接地面或配重面5延伸的底部11b。

如此构造的垂直极化的单极状或单极式的辐射器装置1的结构和馈电可如同原则上由DE 10359605B4所公开的那样实现，该文件的公开内容全部被引用。

由上述在先公开可知，例如如图4所示，在底板5的中心加工一个凹口15并且在此固定一个同轴的插塞连接装置17，其外导体17a例如与接地面或配重面5电连接并且其内导体17b通过适合的措施（绝缘片）与外导体17a隔离。内导体17b在外导体17a内穿过凹口15并且与在底板5上方延伸一定高度的内导体耦合元件19电连接。该耦合元件19优选垂直于配重面5的平面延伸。在该耦合元件上套上一个具有在下部的扩宽的贴靠法兰21a的绝缘套筒21，然后设有圆柱形辐射器外壳11a的、构成有圆柱形耦合区段11c的、垂直极化的辐射器装置1、1a套在该绝缘套筒上，所述圆柱形辐射器外壳11a经由底部11b与圆柱形耦合区段11c导电连接，即电连接。

此外，如图3以横截面图简化示出，辐射器1以其导电的辐射器外壳11a通过内导体17b馈电，所述内导体在与外导体17a电隔离的情况下穿过该与配重面5连接的外导体17a，由此在配重面5的凹口区域中形成同轴的插塞连接器17（如图3所示）。通常也在内导体和外导体之间以及在配重面5和底部11b之间设置绝缘体，借此，辐射器1相对于配重面5并且内导体17b相对于外导体17a保持隔离。

由其余视图可看出，在所示实施例中在辐射器装置1的上边缘13下方以小的间距D设置一个基底或电介质23，其用作多个维瓦尔第天线装置25的基区段。所述多个维瓦尔第天线装置25构成一个用于向单极状辐射器1、1a的辐射器外壳11a中的在下面还将详细说明的缝隙馈电的馈电结构111。

维瓦尔第天线装置原则上是指“渐变缝隙天线”（TSA）、即扩宽的缝隙天线。因此涉及宽带天线，其作为唯一的辐射元件也用在例如毫米波范围内。这种宽带天线通常可设在双侧金属化的基底23上。

在所示实施例中，电介质23构造成片状的并且其直径等于或略微小于导电的圆柱形外壳11a的内直径。

根据图5，在片状基底23上在圆周方向上等距地设置四个维瓦尔第天线25，换句话说，它们以90°间距在圆周方向上彼此错开地设置。

所述维瓦尔第天线装置或类似维瓦尔第的天线装置、概括地说“渐变缝隙”天线25包括载体材料或基底23（电介质23），在该载体材料或基底的在朝向配重面5的下侧23a上设置导电层27，该导电层具有以90°在圆周方向上彼此错开的径向的缝隙状或槽状的凹口29（参见图5）。每个缝隙状凹口29开始于一个通常邻接基底23中心31附近的圆形凹口33，从四个圆形的、同样以90°在圆周方向上错开的凹口33分别延伸出向外部呈漏斗形扩宽的缝隙状结构29，在缝隙状结构的区域中基底23不具有导电层。由缝隙状凹口29构成的带状线29'通过圆形的自由空间33宽带地闭合，该圆形的自由空间优选约长为四分之一波长。在所示实施例中，向外部漏斗形扩宽的缝隙状凹口29在径向方向上延伸、也就是说，其优选对称于穿过中心31延伸的径向矢量。

缝隙状凹口29的限定带状线29'的边缘29''可为了适配天线的宽频带性而不同地构造。优选带状线29'向外部漏斗形地扩宽地构造，限定带状线29'的边缘29″的曲线变化可遵循指数函数。

每个带状线29'的馈电通过各一个带状馈电线35进行，所述带状馈电线从处于基底23中心31处的分支点或交叉点37（星形分支部37）延伸出，该分支点或交叉点被中心轴线或对称轴线9穿过。从该分支点或交叉点开始，每个带状馈电线35首先以一个径向线路区段35a延伸，该线路区段在所示实施例中连接一个与其垂直延伸的第二线路区段35b（该线路区段平行于从中心31出发的径向矢量），以便接着过渡到再次垂直弯曲的第三线路区段35c中，该第三线路区段横向且优选垂直相交于相应的带状线29'。也可想到其它、例如拱形延伸的馈电线35。重要的是，馈电线从星形点出发并且与带状线29成横向。

为了改善维瓦尔第天线的宽频带性，规定：在基底上条状线形的带状线35以相应的表面元件35d终止，该表面元件可构造成三角形或扇形或类似形状。

各馈电带状线35的多次弯曲在圆周方向上分别按相同的方向延伸，因此每个径向线路区段35a在圆周方向上以相同方向连续地连接下一线路区段35b等。

所述带状馈电线35在此设置在基底23的上侧23b上、即与维瓦尔第天线25的带状线29'相反（参见图6，其中以虚线示出在基底25相反侧上构造的带状线29'）。

通往分支点37的、用于水平天线系统的同轴的馈电线这样连接，使得同轴电缆41的外导体与基底23下侧23b上的导电层27电连接，而该同轴的电缆连接装置的内导体向上穿过基底23中的开口并且与中心的星形分支点37电连接。

从附图中还可看出，这样设置各个向外部呈漏斗形扩宽的带状线29'，使得带状线的朝向外部的开口区域29a分别与延伸于圆柱形辐射器装置1、1a的外壳11a中的缝隙43相邻地终止，由此通过相应维瓦尔第天线或概括地说“渐变缝隙”天线25激励相应的垂直缝隙43。

因此电路板结构或馈电结构的特点在于：在电路板或者说基底23上，对于所有缝隙天线或维瓦尔第天线25，产生带状线29'的从自由空间33延伸出的带状线29'构成一个共同的连续的金属化表面27，虽然各个维瓦尔第天线的金属化表面也可能分离，但这不是优选的。如增加在圆周方向上彼此错开地设置的维瓦尔第天线的数量，还可进一步改善全向辐射特性。换句话说，也可在圆周方向上错开地设置2、3或5、6、7等等个数的维瓦尔第天线，然后须在相反侧上设置相应更多数量的馈电线35，它们的各个馈电线区段35a、35b、35c在角度上须这样适配，使得最后的、引起真正馈电的馈电线区段35c分别相交于对应的缝隙状凹口29，即优选垂直于缝隙状凹口的径向延伸方向。

总之可以这样说，具有设置在电路板23上侧的馈电网络的馈电结构111在中心通过同轴电缆41从下面（经由该同轴线缆的内导体）馈电，通过具有作为终端的宽带端头的空载微带线分别向一个位于电路板下侧上的维瓦尔第天线25（作为TSA的具体例子）馈电。电场在每个维瓦尔第天线中从中心向电路板边缘扩宽，其中电场矢量在缝隙中平行于电路板表面。换句话说，电场矢量相对于整个天线已经被水平地极化。该电场又激励各个缝隙43进行辐射。

通常这样构造全向天线，使得单极状辐射器1朝向垂直方向、即配重面水平定向。相应地，馈电结构111借助电路板或基底23水平（即平行于配重面和由此垂直于单极状辐射器）定向，因此从内向外优选漏斗形扩宽的缝隙辐射器（维瓦尔第辐射器）在平行于配重面5的水平面中定向并且由此该辐射器用作水平辐射器。在天线的相应另一定向中，相应的垂直方向和水平方向根据天线定向而指向不同方向。

换句话说，对于所讨论的缝隙天线和/或行波天线，馈电结构或供给结构优选设置在电路板上，借此可从中心点尤其是电容地耦合于缝隙。通过使用维瓦尔第天线可向缝隙43进行双重的辐射耦合的馈电，即关于带状线29'通过馈电带状线35以及关于设置在外壳11a中的、远离配重面5延伸的缝隙43的馈电通过带状线29'。

如上所述，用于向维瓦尔第天线元件25馈电的馈电线41可在旋转对称且内部中空的旋转体11或者说辐射器外壳11a的内部11d中延伸，在此例如所述同轴的馈电电缆41在内部11d中穿过底部11b或垂直极化的天线装置1的外壳11a中的一个孔45和配重面5中的另一孔47到达配重面5的下侧。在配重面5的下侧上该同轴电缆41可连接到另一同轴的插塞连接器117上。馈电电缆41在辐射器1之外和配重面5上方的区段41a在此不应为垂直极化天线所用的工作波长的一半的整数多倍。

为完整起见指出，垂直极化单极状辐射器1的馈电通过提及的串联的（电容）的馈电在天线系统中心进行（或按图3通过设置在那里的插塞连接器的中心馈电）并且水平极化辐射器装置3的馈电通过与此错开的同轴的馈电电缆41进行，或者相反地进行，使得维瓦尔第天线装置25在中心通过一个沿中心轴线9延伸的同轴电缆馈电，而垂直极化单极状辐射器装置1通过与之径向错开的偏心的同轴电缆馈电。

借助图7以垂直剖面图示意性示出，单极状的垂直极化的天线装置1并非必须由圆柱形的辐射体1a构成，作为替换方案也可由背离配置面延伸的锥形或截锥形的辐射体1b或优选由这样一个辐射体构成，其与接地面5错开地且从其出发包括一个锥形扩大的第一天线区段1b和一个与该第一天线区段连接的圆柱形天线区段1a，这原则上由已经提到的DE 10359605B4公开，该文件的公开内容完全被引用。由此旋转体11或至少近似旋转体11也被构造为特别有效的、垂直极化的单极状的辐射器。在这种情况下，辐射器外壳11a中的背离配重面5延伸的缝隙43可完全或部分地构造在锥形扩大的辐射器1b或辐射器区段1b的高度上，尽管如此有些影响辐射特性。

下面详细说明变型方案。

借助图8示出一种改变的实施例，其中，垂直极化单极状辐射器1的圆柱形辐射器或套形辐射器1a中的垂直缝隙43并非通过“渐变缝隙”天线装置（TSA）馈电，而是例如通过微带辐射耦合器馈电。

在该实施方式中，在构造为空心体的旋转对称的或类似旋转对称的辐射器1内部也设有一个基底或电介质23，该基底或电介质从中心点37起具有一个微带馈电线35，其也包括一个第一径向线路区段35a（该线路区段从所述星形点37延伸出）并且该第一径向线路区段随后紧邻辐射器装置1的类似空心体的圆柱形或截锥形外壳11a地过渡到部分圆形的带状线区段35b中，该带状线区段紧邻辐射器外壳11a的内壁11″延伸并且与设置在那里的垂直缝隙43相交（优选平行于配重面5）。由此，原则上通常可如同在缝隙天线中那样相应激励缝隙43。

在这种情况下，设置在垂直极化的天线装置1、1a内部11′中的附加的用于水平极化天线装置的馈电结构111可更深地设置在环绕的上边缘13下方，尤其也因此可使用这样的垂直缝隙43，其并不在一侧向上开口，而是在两个方向上闭合、即通过垂直极化的天线装置1的外壳区段限定，因为在根据图8和9的实施例中示出圆柱形的垂直极化的天线装置1的总高度H可大于根据图1的实施例中的总高度。所以与按图1至7的实施例不同，缝隙43的缝隙长度应为λ/2，而非λ/4。

与图8不同，在按图9的局部放大图中示出，垂直缝隙43的馈电（与其是闭合还是如按图1至4的实施例那样向上开口无关）不仅可通过微带线，而且也可通过同轴电缆49或任意其它由至少两个导体构成的导线（双线线路、微带、槽线等）进行，其中同轴电缆49的外导体49a优选在相应垂直缝隙前终止并且与圆柱形辐射器1的内壳11'电连接，相反内导体49b与缝隙43相交并且在横向方向上伸出于缝隙。

借助上面的实施例示出条状的、即尤其是矩形的缝隙43、43'。但缝隙也可具有其它形状。例如缝隙也可构造成梯形的或从中间区段向上和向下梯形地发散或会聚等。在此可进行不同的修改。但通常缝隙43、43'的中心纵向线这样设置在单极状辐射器1的旋转体11的辐射器外壳11a中，使得缝隙43的中心纵向线位于一个垂直于配重面5的垂直平面中，整个全向天线的中心轴线或对称轴线9也位于该垂直平面中。

最后借助图10局部示出缝隙43在单极状辐射器1的旋转对称的外壳11a中也可构造成U形的双缝隙43'，它们分别向上开口。

相应波长分别与全向天线拟使用的相陪的工作频率有关。

在此情况下适宜的是，保留在双缝隙之间的材料区段11x（该材料区段是金属化的和/或导电的）通过电气插入件保持在缝隙43中或者在电介质上构造整个结构，在电介质中施设相应的导电表面，而且在设置缝隙或双缝隙或U形缝隙43、43'的位置上省略导电层。

这种全向天线可用于不同的工作频率或工作频带。尤其是在可用的天线总体积中水平和垂直极化天线可使用不同频率范围，如果这是有利的话。

根据单极的直径选择缝隙数量。单极状辐射器外壳面上的相邻缝隙之间的间距不应过大、尤其是不能大于λ（λ为水平极化天线单元使用的工作波长），以确保水平极化天线的辐射特性的足够的圆度。

所有上述实施例的共同点在于：缝隙43、43'通过例如同轴电缆形式的、在使用微带线情况下辐射耦合器形式的或缝隙天线（尤其是维瓦尔第天线）形式的馈电结构111分别受到单独激励和馈电。由此，当电路板结构和配重面在水平方向定向并且单极状辐射器朝向垂直方向时，在相应定向下在水平面中实现线性极化。

Claims (27)

1.宽带的全向天线，其具有以下特征：

包括单极状的辐射器（1，1a、1b）,

所述单极状的辐射器（1，1a、1b）是垂直极化的，

所述垂直极化的辐射器（1，1a、1b）突出于底板或配重面（5），

所述单极状的辐射器（1，1a、1b）具有辐射器外壳（11a），该辐射器外壳背离底板或配重面（5）延伸，

其特征在于以下进一步的特征：

所述全向天线构造为双极化天线，

所述双极化天线不仅包括所述垂直极化的单极状的辐射器（1，1a、1b），而且包括水平极化的辐射器（3），

所述水平极化的辐射器（3）包括多个缝隙（43、43'），这些缝隙在所述垂直极化的单极状的辐射器（1，1a、1b）的辐射器外壳（11a）中在圆周方向上错开地设置，

在所述垂直极化的单极状的辐射器（1，1a、1b）的内部（11d）设置用于水平极化的辐射器（3）的馈电装置（111），并且

该馈电装置（111）包括用于多个缝隙（43、43'）的单独的馈电器（111a），通过这些单独的馈电器单独激励各相配的缝隙（43、43'）。

2.根据权利要求1的天线，其特征在于，在单极状的辐射器（1，1a、1b）的圆周方向上以在圆周方向上的相同的间距错开地设置至少三个或至少四个缝隙（43、43'）。

3.根据权利要求1或2的天线，其特征在于，所述缝隙（43）在垂直极化的单极状的辐射器（1，1a、1b）的辐射器外壳（11）中这样延伸地设置，使得所述缝隙分别平行于一个平面，穿过天线并且垂直于配重面（5）的对称轴线或中心轴线（9）也位于该平面中。

4.根据权利要求1至3之一的天线，其特征在于，所述缝隙（43、43'）与底板或配重面（5）错开地、背离底板或配重面（5）地构造在辐射器外壳（11）中，并且所述缝隙在远离底板或配重面（5）的一侧上在单极状的辐射器（1，1a、1b）的上边缘（13）处开口地结束。

5.根据权利要求4的天线，其特征在于，所述缝隙（43、43'）具有约λ/4的长度。

6.根据权利要求1至3之一的天线，其特征在于，所述缝隙（43、43'）与底板或配重面（5）错开地、背离底板或配重面（5）地构造在辐射器外壳（11）中，并且所述缝隙在远离底板或配重面（5）的一侧上与单极状的辐射器（1，1a、1b）的上边缘（13）相邻地闭合。

7.根据权利要求6的天线，其特征在于，所述缝隙（43）具有约λ/2的长度。

8.根据权利要求1至7之一的天线，其特征在于，所述缝隙（43、43'）在辐射器外壳（11）中呈条状延伸地构造，或优选从所述缝隙的中间出发朝向底板或配重面（5）地或背离底板或配重面的地呈梯形延伸地构造。

9.根据权利要求1至8之一的天线，其特征在于，所述馈电装置（111）包括多个在圆周方向上彼此错开地设置的缝隙天线装置（TSA）。

10.根据权利要求9的天线，其特征在于，所述馈电装置（111）由多个关于天线的中心对称轴线（9）在圆周方向上彼此错开的维瓦尔第天线装置或类似维瓦尔第的天线装置（25）构成，或包括这些维瓦尔第天线装置或类似维瓦尔第的天线装置。

11.根据权利要求9或10的天线，其特征在于，所述维瓦尔第天线装置或类似维瓦尔第的天线装置（25）包括基底（23），在该基底的一侧（23a）上构造金属化的或导电的层（27），在该金属化的或导电的层的区域中设置在圆周方向上错开的、从内向外延伸的、缝隙状的凹口（29），因此构成相应的从内向外优选漏斗形扩宽的带状线（29'）。

12.根据权利要求11的天线，其特征在于，在基底（23）的相反侧（23b）上设置多个用于单独地向各一个带状线（29'）馈电的馈电线（35）。

13.根据权利要求11或12的天线，其特征在于，在圆周方向上彼此错开地设置的馈电线（35）从基底（23）上的中心（31）出发向带状线（29'）延伸并且为此从中心（31）出发分别包括一个径向或近似径向延伸的第一线路区段（25a）、一个成角度连接于第一线路区段上的第二线路区段（35b）和优选一个再次与第二线路区段成角度延伸的第三线路区段（35c），所述第三线路区段跨越在基底（23）相反侧（23a）上构造的带状线（29'）。

14.根据权利要求9至13之一的天线，其特征在于，所述带状线（29'）与基底（23）的中心（31）相邻地从优选为圆形的自由空间（33）出发。

15.根据权利要求1至14之一的天线，其特征在于，所述多个维瓦尔第天线或类似维瓦尔第的天线（25）设置在一个平面和/或一个平行于配重面（5）的平面中、尤其是设置在水平面中。

16.根据权利要求9至15之一的天线，其特征在于，所述馈电线（41）终止于表面元件（35b）中，该表面元件优选构造成三角形或部分圆形的。

17.根据权利要求9至16之一的天线，其特征在于，每个维瓦尔第天线或类似维瓦尔第的天线（25）的带状线（29'）以其开口的区域与单极状的辐射器（1，1a、1b）的辐射器外壳（11）中的相配的缝隙（43、43'）相邻地终止。

18.根据权利要求1至8之一的天线，其特征在于，所述馈电装置（111）包括同轴电缆（49），该同轴电缆优选从中心（31）、从构造在那里的分支点（37）出发延伸并且连接在该分支点上，每个同轴电缆（49）的外导体（49a）电连接在缝隙（43、43'）的一侧上并且跨越该缝隙（43、43'）的内导体（49b）电连接在相同缝隙（43、43'）的对置的另一侧上。

19.根据权利要求1至8之一的天线，其特征在于，所述馈电装置（111）由一个尤其是以微带馈电结构形式的辐射耦合系统构成，在该辐射耦合系统中，相应的馈电线（35）优选从分支点（37）出发这样设置，即这些馈电线与单极状的辐射器（1、1a）的辐射器外壳（11a）中的相配的缝隙（43、43'）紧邻地、与缝隙（43、43'）相交地经过缝隙。

20.根据权利要求1至19之一的天线，其特征在于，所述垂直极化的辐射器（1，1a、1b）在中心通过底板或配重面（5）中的凹口（15）被馈电。

21.根据权利要求20的天线，其特征在于，所述单极状的辐射器（1，1a、1b）的中心馈电串联地和/或电容地进行。

22.根据权利要求21的天线，其特征在于，所述底板或配重面（5）具有凹口（15），同轴的馈电线的内导体（17b）穿过该凹口并且与在底板或配重面（5）上方在一定高度上延伸的内导体耦合元件（19）电连接，所述内导体耦合元件（19）为了实现单极状的辐射器（1，1a、1b）的串联的和/或电容的馈电被圆柱形的耦合区段（11c）包围，该耦合区段与单极状的辐射器（1，1a、1b）电连接。

23.根据权利要求1至22之一的天线，其特征在于，所述水平极化的辐射器（1，1a、1b）的馈电通过同轴导线（41、41a）进行，该同轴导线在底板或配重面（5）的朝向垂直和水平极化的辐射器（1、3）的一侧上延伸，而且在底板或配重面（5）中的通孔（47）与辐射器外壳（11a）中的通孔（45）之间延伸，如此选择同轴电缆（41a）在该区域中延伸的长度，即该长度不是垂直极化的辐射器的工作频率的λ/2的整数多倍。

24.根据权利要求1至19之一的天线，其特征在于，所述水平极化的辐射器（3）在中心通过底板或配重面（1，1a、1b）中的凹口（15）被馈电。

25.根据权利要求24的天线，其特征在于，所述水平极化的辐射器（3）的中心馈电串联地或电容地进行。

26.根据权利要求1至19之一、24或25的天线，其特征在于，所述垂直极化的辐射器（1，1a、1b）的馈电通过同轴导线（41、41a）进行，该同轴导线在底板或配重面（5）的朝向垂直和水平极化的辐射器（1、3）的一侧上延伸，而且在底板或配重面（5）中的通孔（47）与辐射器外壳（11a）中的通孔（45）之间延伸，如此选择该同轴电缆（41a）在该区域中延伸的长度，即该长度不是垂直极化的辐射器的工作频率的λ/2的整数多倍。

27.根据权利要求1至26之一的天线，其特征在于，所述单极状的辐射器（1，1a、1b）包括至少近似锥形或截锥形的辐射器区段（11）和/或圆柱形或罐状的辐射器区段（11），所述至少近似锥形或截锥形的辐射器区段以其发散的扩展部背离底板或配重面（5）地定向。

Images