CN106252891A - 互补天线及天线系统 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种互补天线(例如，宽带互补天线)及天线系统。该互补天线可包括第一偶极子部、第二偶极子部、第一导电表面和第二导电表面。第一偶极子部可包括第一贴片天线部和第二贴片天线部。第二偶极子部可包括第三贴片天线部和经由带状天线部连接至第二贴片天线部的第四贴片天线部。第一导电表面经由第一组导电引脚连接至第一偶极子部和第二偶极子部。第二导电表面经由第二组导电引脚连接至第一导电表面。

Description

互补天线及天线系统
技术领域
本主题公开通常涉及波导馈电和宽带互补天线的实施例。
背景技术
包括缝隙天线、贴片天线和介质加载型空腔辐射器的传统天线技术经常用于天线应用(例如，毫米波天线应用等)。然而，这样的技术存在一些缺陷，在下文中参照本文所描述的各个实施例来对这些缺陷中的一些进行说明。
附图说明
参照以下附图来描述本主题公开的非限制性实施例，其中除非另有说明，在整个不同的视图中用相同的附图标记来指代相同的部件。
图1示出根据各个实施例的示例性天线的透视图；
图2示出根据各个实施例的示例性天线的俯视图和侧视图；
图3示出根据各个实施例的天线的示例性偶极子部；
图4示出根据各个实施例的另一个示例性天线的透视图；
图5示出根据各个实施例的再一个示例性天线的透视图；
图6示出根据各个实施例的再一个示例性天线的透视图；
图7示出根据各个实施例的再一个示例性天线的透视图；
图8示出根据各个实施例的再一个示例性天线的透视图；
图9示出根据各个实施例的天线的示例性导电表面的俯视图；
图10示出根据各个实施例的天线的另一个示例性导电表面的俯视图；
图11至图12示出根据各个实施例的与天线相关联的偶极子部的不同形状；
图13示出根据各个实施例的与天线的偶极子部相关联的导电引脚(pin)的不同形状；
图14示出根据各个实施例的再一个示例性天线的透视图；
图15示出根据各个实施例的再一个示例性天线的透视图；
图16示出根据各个实施例的天线的不同波导馈电的透视图；
图17示出根据各个实施例的天线的模拟驻波比(standing wave ratio)和增益；
图18示出根据各个实施例的天线的模拟轴比和前后比；以及
图19至图21示出根据各个实施例的天线的模拟辐射方向图。
具体实施方式
在下文中将参照示出示例性实施例的附图更充分地描述本主题公开的各个方案。在下面的描述中，为了说明的目的，许多具体细节被列出以提供对各个实施例的彻底理解。然而，本主题公开可以许多不同的形式被实践，且不应当被解释为局限于本文列出的示例性实施例。
传统天线技术(例如，传统的缝隙天线、传统的贴片天线和传统的介质加载型空腔辐射器等)在某些天线应用(例如，毫米波天线应用等)中存在一些缺陷。例如，传统的缝隙天线的工作带宽通常并非宽带且传统的缝隙天线的波束宽度通常不适合应用在天线阵列中。此外，传统的贴片天线通常包括复杂的结构且通常很难在毫米波频率制造。另外，由于与波长相比传统的介质加载型空腔辐射器的尺寸相对较大(例如，如果不使用具有高相对介电常数的介电材料)，因此，通常很难将传统的介质加载型空腔辐射器应用在天线阵列中。
为了这些和/或相关目的，本文公开的各种实施例提供一种用于例如毫米波天线应用的改进的天线(例如，改进的宽带互补天线)。在一个方案中，天线(例如，宽带互补天线)可包括一组贴片部分(例如，四个水平贴片部分)和一组金属引脚(例如，四个垂直金属引脚)。该组贴片部分和该组金属引脚可集成在单层介质片(substrate)中。该组贴片部分可配置为两个平面偶极子。在一个示例中，四个贴片部分可形成(例如，印刷等)在电介质基体的顶表面。在另一个示例中，该组金属引脚可配置为两个垂直的短路贴片。天线结构可由构建于该天线结构下方的电介质基体中的基片集成波导(SIW)所激发(excite)。例如，该天线(例如宽带互补天线)可通过在SIW上蚀刻的连接缝隙被激发。此外，在SIW的顶金属包覆表面(例如，顶铜包覆表面等)上蚀刻的缝隙可用于将来自SIW的信号(例如，输入信号)连接至天线结构。这样，可提供具有改进的电性能(例如，宽阻抗带宽、在工作带宽的不同频率下对称和/或稳定的辐射方向图、低反向辐射、低交叉极化、高和/或稳定的增益等)的天线(例如，宽带互补天线)。天线(例如，宽带互补天线)还可以与简单的辐射和馈电结构(例如，改进的馈电技术)、低剖面(lowprofile)，轻量化设计和/或宽工作带宽相关联。因此，天线(例如，宽带互补天线)可以更容易制造和/或可以适用于设计高性能天线阵列。
在一个实施例中，一种互补天线包括第一偶极子部、第二偶极子部、第一导电表面和第二导电表面。第一偶极子部可包括第一贴片天线部和第二贴片天线部。第二偶极子部可包括第三贴片天线部和经由带状天线部电连接至第二贴片天线部的第四贴片天线部。第一导电表面可经由第一组导电引脚连接至第一偶极子部和第二偶极子部。第二导电表面可经由第二组导电引脚连接至第一导电表面。
在另一个实施例中，一种系统包括天线和基片集成波导。天线可包括第一偶极子部、第二偶极子部和第一组导电引脚。第一偶极子部可包括第一天线部和第二天线部。第二偶极子部可包括第三天线部和经由第五天线部附连至第二天线部的第四天线部。基片集成波导可包括经由在第一导电表面上蚀刻的缝隙连接至天线的第二组导电引脚。
在又一个实施例中，一种天线系统包括第一介质片和第二介质片。第一介质片可包括第一组贴片天线部分、经由带状天线部附连的第二组贴片天线部分和第一组金属引脚。第二介质片可包括经由第一金属表面附连至第一介质片的第二组金属引脚。
整个说明书提及的“一个实施例”或“实施例”是指所描述的与该实施例有关的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置中出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都指同一个实施例。此外，特定特征、结构或特性可以以任何适当的方式合并在一个或多个实施例中。
在详细描述或权利要求书中使用的术语“包括”、“具有”、“含有”以及其他类似术语，这些术语旨在是包容性的，以与作为开放性承接词的术语“包括”类似的方式，不排除任何额外的或其他元素。此外，术语“或”旨在表示包容性的“或”而不是排他性的“或”。即，除非另有规定或从上下文清楚看出，否则“X采用A或B”旨在表示自然包容性布置的任何一种。即，如果X采用A，X采用B或X采用A和B，则在前述例子的任何一种条件下满足“X采用A或B”。此外，本申请说明书和权利要求书中使用的冠词“一”和“一个”通常应当被理解为表示“一个或多个”，除非另有规定或从上下文清楚看出其是指单数形式。
此外，本文使用的术语“示例性”和/或“示范性的”被用来意思是作为示例，离子或例证。为免生疑问，本文公开的主题不限于这种示例。另外，本文描述为“示例性”和/或“示范性的”的方案或设计不一定被解释为其相对于其他方案或设计是优选的或有利的，也不意味着将本领域普通技术人员已知的等同示例性结构和技术排除。
传统天线技术在某些天线应用(例如，毫米波天线应用等)中存在一些缺陷。另一方面，本文公开的各个实施例提供一种可用于例如毫米波天线应用的改进的天线(例如，改进的宽带互补天线)。在这一点上，现在参见图1，示出了根据各个实施例的天线100的透视图。天线100可以是例如宽带互补天线、毫米波天线、微波天线和其他类型天线等。在一个示例中，天线100可用于毫米波通信系统。在一个示例中，天线100可用于微波通信系统。在另一个示例中，天线100可用于在毫米波频率下工作的平面天线阵列(例如，天线100可实施于包括多个平面天线阵列的天线系统中，该多个平面天线阵列具有多个平行的馈电网络)。
天线100包括贴片天线部102a-d(例如，第一贴片天线部102a、第二贴片天线部102b、第三贴片天线部102c和第四贴片天线部102d)。第一贴片天线部102a和第二贴片天线部102b可与第一偶极子部(例如第一电偶极子)相关联。第三贴片天线部102c和第四贴片天线部102d可与第二偶极子部(例如第二电偶极子)相关联。第四天线部102d可经由带状天线部104电连接至第二贴片天线部102b。第一贴片天线部102a可对应于第三贴片天线部102c。例如，第一贴片天线部102a的尺寸可对应于第三贴片天线部102c的尺寸。此外，第二贴片天线部102b可对应于第四贴片天线部102d。例如，第二贴片天线部102b的尺寸可对应于第四贴片天线部102d的尺寸。在图1所示的实施方式中，第一贴片天线部102a和第三贴片天线部102c可包括小于第二贴片天线部102b和第四贴片天线部102d的表面面积。例如，第一贴片天线部102a和第三贴片天线部102c的特定角落(例如，与电连接至第二贴片天线部102b和第四贴片天线部102d的带状天线部104相关联的内角连接)可从第一贴片天线部102a和第三贴片天线部102c中被去除。
天线100还包括第一导电表面106和第二导电表面108。在一个示例中，第一导电表面106可实施为金属包覆表面(例如，铜包覆表面等)和/或第二导电表面108可实施为金属包覆表面(例如，铜包覆表面等)。第一导电表面106可经由第一组导电引脚110a-d连接至第一偶极子部(例如，与第一偶极子部和第二偶极子部相关联的第一贴片天线部102a和第二贴片天线部102b)。例如，第一导电引脚110a可连接至第一贴片天线部102a，第二导电引脚110b可连接至第二贴片天线部102b，第三导电引脚110c可连接至第三贴片天线部102c，以及第四导电引脚110d可连接至第四贴片天线部102d。第一组导电引脚110a-d可实施为例如一组通孔(via)(例如，一组电连接)。
第一导电表面106可包括在该第一导电表面106上蚀刻的缝隙112。在一个示例中，缝隙112可以是横向缝隙。在另一个示例中，缝隙112可以是偏移的纵向缝隙。在一个方案中，第一导电引脚102a和第四导电引脚102d可经由在第一导电表面106上蚀刻的缝隙112与第二导电引脚102b和第三导电引脚102c分开。在另一个方案中，第一导电引脚102a和第二导电引脚102b可经由在第一导电表面106上蚀刻的缝隙112与第三导电引脚102c和第四导电引脚102d分开。第二导电表面108可经由第二组导电引脚114a-q连接至第一导电表面106。第二组导电引脚114a-q可实施为例如一组通孔(例如，一组电连接)。在一个实施方式中，包括在第二组导电引脚114a-q中的导电引脚114a和导电引脚114q可对应于半个导电引脚，而导电引脚114b-p可对应于完整的导电引脚。在另一个实施方式中，包括在第二组导电引脚114a-q中的每个导电引脚可对应于完整的导电引脚。在又一个实施方式中，用于第二组导电引脚114a-q的U形布置的开口可与第一贴片天线部102a和第四贴片天线部102d相关联。
第一介质片116可包括与第一偶极子部相关联的第一贴片天线部102a和第二贴片天线部102b，与第二偶极子部相关联的第三贴片天线部102c和第四贴片天线部102d，以及第一组导电引脚110a-d。第一介质片116可为单层介质片。这样，天线结构(例如，贴片天线部102a-d和第一组导电引脚110a-d)可集成在单层介质片中(例如，第一介质片116)。此外，第一导电表面106和第二导电表面108可通过第二介质片118分开。第二介质片118可包括第二组导电引脚114a-q。第二介质片118也可为单层介质片。在一个示例中，第一介质片116和/或第二介质片118可包括聚四氟乙烯复合材料和/或玻璃微纤维材料。在一个非限制性示例中，第一介质片116和/或第二介质片118可包括0.787mm的厚度。
在一个方案中，第一偶极子部(例如，与第一偶极子部相关联的第一贴片天线部102a和第二贴片天线部102b)和第二偶极子部(例如，与第二偶极子部相关联的第三贴片天线部102c和第四贴片天线部102d)可经由第一导电表面106(例如，在第一导电表面106上蚀刻的缝隙112和/或连接至第一导电表面的第一组导电引脚110a-d)和/或第二导电表面108(例如，连接至第二导电表面的第二组导电引脚114a-q)被电激发。在另一个方案中，第一偶极子部(例如，与第一偶极子部相关联的第一贴片天线部102a和第二贴片天线部102b)和第二偶极子部(例如，与第二偶极子部相关联的第三贴片天线部102c和第四贴片天线部102d)可经由通过第二组导电引脚114a-q以及第二介质片118的顶表面和底面(例如，第一导电表面106和第二导电表面108)形成的SIW(例如，短端SIW)被电激发。在又一个方案中，信号(例如，输入信号)可经由在第一导电表面106上蚀刻的缝隙从SIW(例如，短端SIW)连接至第一偶极子部和第二偶极子部。
在另一个方案中，天线100可包括与第一介质片116相关联的天线(例如，天线结构)和与第二介质片118相关联的SIW(例如，SIW结构)。例如，与第一介质片116相关联的天线(例如，天线结构)可包括第一偶极子部、第二偶极子部和第一组导电引脚110a-d。第一偶极子部可包括第一贴片天线部102a(例如，第一天线部)和第二贴片天线部102b(例如，第二天线部)。第二偶极子部可包括第三贴片天线部102c(例如，第三天线部)和第四贴片天线部102d(例如，第四天线部)。第四贴片天线部102d(例如，第四天线部)可经由带状天线部104(例如，第五天线部)附连至第二贴片天线部102b附连。此外，与第二介质片118相关联的SIW(例如，SIW结构)可包括第二组导电引脚114a-q，其经由至少在第一导电表面106(例如，第一导电表面)和/或第二导电表面108(例如，第二导电表面)上蚀刻的缝隙112连接至与第一介质片116相关联的天线(例如，天线结构)。
天线100可用于处于不同频率的天线应用，例如但不限于，38GHz频带、55GHz频带、60GHz频带、65GHz频带、77GHz频带等。下表I限定了与天线100相关联的几何参数(例如，E1、E2、Q、W、S3、H1、H2、A1、A2、D1、D2、L1、L2、G1、G2、G3、S1、S2、C1、C2和P)的值：
参数 E1 E2 Q W S3 H1 H2
值 5.0mm 5.0mm 2.1mm 3.15mm 0.7mm 0.787mm 0.787mm
参数 A1 A2 D1 D2 L1 L2 G1
值 2.2mm 0.2mm 0.55mm 0.4mm 0.8mm 0.97mm 0.15mm
参数 G2 G3 S1 S2 C1 C2 P
值 0.12mm 0.09mm 0.85mm 1.0mm 0.18mm 0.18mm 0.25mm
表I
这样，天线100(以及本文公开的其它实施例)可以产生圆极化、线性极化或双极化辐射。此外，天线100(以及本文公开的其他实施例)可提供宽工作带宽、改进的辐射性能、稳定的辐射性能，宽阻抗带宽、在工作带宽的不同频率下的对称辐射方向图、以及在工作带宽的不同频率下的稳定辐射方向图、低反向辐射、低交叉极化、高增益、稳定增益和/或其他改进的电特性。此外，天线100的结构(以及本文公开的其它实施例)可以有助于难度较小的设计和/或使用不同的制造技术制作，例如但不限于，印刷电路板(PCB)、低温共烧陶瓷(LTCC)、液晶聚合物(LCP)等。
参见图2，示出了根据不同实施例的天线100的俯视图202、天线100的第一侧视图204和天线100的第二侧视图206。天线100的俯视图202示出至少第一贴片天线部102a、第二贴片天线部102b、第三贴片天线部102c、第四贴片天线部102d、带状天线部104、第一组导电引脚110a-d、缝隙112和第二组导电引脚114a-q。天线100的第一侧视图204示出至少第一导电表面106、第二导电表面108、第一导电引脚110a、第四导电引脚110d、导电引脚114a、导电引脚114h-j和导电引脚114q。天线100的第二侧视图206示出至少第三导电引脚110c、第四导电引脚110d、导电引脚114a-g、第一介质片116和第二介质片118。
如图2所示，天线100可为包括第一介质片116和第二介质片118的天线系统。第一介质片116可包括至少第一贴片天线部102a和第三贴片天线部102c(例如，第一组贴片天线部分)、第二贴片天线部102b和第四贴片天线部102d(例如，第二组贴片天线部分)、以及第一组导电引脚110a-d(例如，第一组金属引脚)。第二贴片天线部102b和第四贴片天线部102d(例如，第二组贴片天线部分)可经由带状天线部104被附连。第二介质片118可包括第二组导电引脚114a-q(例如，第二组金属引脚)，其经由第一导电表面106(例如，第一金属表面)附连至第一介质片116。第二组导电引脚114a-q(例如，第二组金属引脚)还可以附连至第二导电表面108(例如，第二金属表面)。在一个方案中，第一贴片天线部102a、第二贴片天线部102b、第三贴片天线部102c和第四贴片天线部102d(例如，第一组贴片天线部分和第二组贴片天线部分)可印刷在第一介质片116的顶部(例如，位于第一介质片116的顶表面上)。
参见图3，示出了根据各个实施例的天线100的偶极子部300。偶极子部300包括第一偶极子部302和第二偶极子部304。在一个方案中，第一偶极子部302和第二偶极子部304可为一对平面偶极子(例如，一对水平的平面偶极子)。第一偶极子部302包括第一贴片天线部102a和第二贴片天线部102b。因而，第一偶极子部302可经由第一贴片天线部102a和第二贴片天线部102b与电荷的分离相关联。第二偶极子部304包括第三贴片天线部102c和第四贴片天线部102d。因而，第二偶极子部302可经由第三贴片天线部102c和第四贴片天线部102d与电荷的分离相关联。第四贴片天线部102d可经由带状天线部104电连接至第二贴片天线部102b。
贴片天线部102a-d可实施为金属贴片部。在一个示例中，第一贴片天线部102a和第三贴片天线部102c可与第一电荷相关联，以及第二贴片天线部102b和第四贴片天线部102d可与第二电荷相关联。在另一个示例中，第一贴片天线部102a可与第一电荷相关联，第三贴片天线部102c可与第二电荷相关联，以及第二贴片天线部102b和第四贴片天线部102d可与第三电荷相关联。如图3所示，第一导电引脚110a可与第一贴片天线部102a相关联，第二导电引脚110b可与第二贴片天线部102b相关联，第三导电引脚110c与第三贴片天线部102c相关联，以及第四导电引脚110d与第四贴片天线部102d相关联。导电引脚110a-d可实施为金属引脚。在一个方案中，偶极子部300(例如，贴片天线部102a-d)和导电引脚110a-d的配置可提供圆极化辐射。例如，第一贴片天线部102a的内角和第三贴片天线部102c的内角可以被部分去除(例如，部分切除)，而第二贴片天线部102b的内角和第四贴片天线部102d的内角可经由带状天线部104(例如，窄矩形带)被附连。
现在参见图4，示出了根据各个实施例的天线100’的透视图。天线100’可以是天线100的替代实施例。天线100’包括第一贴片天线部102a、第二贴片天线部102b、第三贴片天线部102c、第四贴片天线部102d、带状天线部104、第一导电表面106、第二导电表面108、第一组导电引脚110a-d、缝隙112、第一介质片116和第二介质片118。天线100’还包括导电引脚402和第二组导电引脚404a-o。导电引脚402可以匹配与第一偶极子部302(例如，第一贴片天线部102a和第二贴片天线部102b)和第二偶极子部304(例如，第三贴片天线部102c和第四贴片天线部102d)相关联的阻抗。此外，第二导电表面108还可以经由导电引脚402连接至第一导电表面106。第二组导电引脚404a-o可以是第二组导电引脚114a-q的替代实施例。例如，第二组导电引脚404a-o可包括少于第二组导电引脚114a-q的导电引脚。另外的或可替代的，第二组导电引脚404a-o相对于偶极子部300(例如，贴片天线部102a-d)的布置可以不同于第二组导电引脚114a-q相对于偶极子部300(例如，贴片天线部102a-d)的布置。例如，第二组导电引脚404a-o的U形布置的开口可与第三贴片天线部102c和第四贴片天线部102d相关联。
现在参见图5，示出了根据各个实施例的天线100”的透视图。天线100”可以是天线100的替代实施例。天线100”包括第一贴片天线部102a、第二贴片天线部102b、第三贴片天线部102c、第四贴片天线部102d、第一导电表面106、第二导电表面108、第一组导电引脚110a-d、第二组导电引脚114a-q、缝隙112、第一介质片116和第二介质片118。然而，天线100”可以被实施而无需带状天线部104。此外，第一贴片天线部102a、第二贴片天线部102b、第三贴片天线部102c、第四贴片天线部102d每个可包括相应的(例如，相同的)表面面积。应当理解的是，贴片天线部102a-d的电荷可以改变。例如，贴片天线部102a-d的一个或多个可与相应的电荷和/或不同的电荷相关联。在一个方案中，与天线100”相关联的贴片天线部102a-d的配置可用于线性极化辐射。
现在参见图6，示出了根据各个实施例的天线100”’的透视图。天线100”’是天线100’的替代实施例。天线100”’包括第一贴片天线部102a、第二贴片天线部102b、第三贴片天线部102c、第四贴片天线部102d、第一导电表面106、第二导电表面108、第一组导电引脚110a-d、缝隙112、第一介质片116、第二介质片118、导电引脚402和第二组导电引脚404a-o。然而，天线100”’可以被实施而无需带状天线部104。此外，第一贴片天线部102a、第二贴片天线部102b、第三贴片天线部102c、第四贴片天线部102d每个可包括相应的(例如，相同的)表面面积。在一个方案中，与天线100”’相关联的贴片天线部102a-d的配置可用于线性极化辐射。
参见图7，示出了根据各个实施例的天线700的透视图。在一个示例中，天线700可为宽带互补天线。在另一个示例中，天线700可为线性极化互补天线。天线700包括贴片天线部702、第一组导电引脚704a-f、缝隙706、第一导电表面708和第一介质片710。在一个示例中，第一导电表面708可实施为金属包覆表面(例如，铜包覆表面等)。第一导电表面708可经由第一组导电引脚704a-f连接至贴片天线部702。缝隙706可以被蚀刻在第一导电表面708上。在一个方案中，第一导电引脚704a、第二导电引脚704b和第三导电引脚704c可经由在第一导电表面708上蚀刻的缝隙706与第四导电引脚704d、第五导电引脚704e和第六导电引脚704f分开。在一个实施方式中，第一导电表面708可经由第二组导电引脚(例如，第二组导电引脚114a-q等)连接至第二导电表面(例如，第二导电表面108等)。第一介质片710可包括贴片天线部702和第一组导电引脚704a-f。第一介质片710可为单层介质片。在另一个实施方式中，第一导电表面708可将第一介质片710和第二介质片(例如，包括第二组导电引脚114a-q等的第二介质片118)分开。在又一个实施方式中，贴片天线部702可经由第二导电表面(例如，第二导电表面108等)被电激发，该第二导电表面经由第二组导电引脚(例如，第二组导电引脚114a-q等)连接至第一导电表面707。
参见图8，示出了根据各个实施例的天线800的透视图。天线800可以是例如宽带互补天线。天线800包括第一介质片802、第二介质片804和第三介质片806。在一个实施方式中，第一介质片802可对应于第一介质片116或第一介质片710。另外的或可替代的，第二介质片804可对应于第二介质片118。天线800还包括第一导电表面808、第二导电表面810和第三导电表面812。在一个实施方式中，第一导电表面808可对应于第一导电表面106或第一导电表面708。另外的或可替代的，第二导电表面810可对应于第二导电表面108。第三导电表面812可经由第三组导电引脚814a-n连接至第二导电表面810。在某些实施方式中，第三导电表面812可在天线100、天线100’、天线100”或天线100”’中被实施(例如，通过经由第三组导电引脚814a-n连接至第二导电表108)。在一个方案中，贴片天线部(例如，贴片天线部102a-d等)可经由第三导电表面812被电激发。天线800可用于双极化辐射。例如，天线800可包括贴片天线部816a-d。该贴片天线部816a-d可以是相同的平面贴片部。此外，交叉的带状天线部818可连接至每个贴片天线部816a-d(例如，交叉的带状天线部818可将贴片天线部816a-d一起连接)。贴片天线部816a-d可通过两个堆叠的SIW被激发(例如，集成在第二介质片804的第一SIW和集成在第三衬底806的第二SIW)。
参见图9，示出了根据各个实施例的导电表面900的俯视图。导电表面900包括缝隙902。该缝隙902例如可对应于缝隙112或缝隙706。导电表面900可对应于第一导电表面(例如，第一导电表面106、第一导电表面708、第一导电表面808等)或第二导电表面(例如，第二导电表面108、第二导电表面810等)。在一个方案中，第一缝隙902可与偶极子部和/或天线的一组导电引脚相关联。例如，导电表面900可连接至偶极子部(例如，偶极子部300等)和/或一组导电引脚(例如，第一组导电引脚110a-d、第二组导电引脚114a-q等)。在另一个方案中，信号(例如，输入信号)可经由第一缝隙902从SIW结构(例如，集成在第二介质片118的一组导电引脚114a-q)连接至第一组导电引脚110a-d和/或贴片天线部102a-d。
参见图10，示出了根据各个实施例的导电表面1000的俯视图。导电表面1000包括第一缝隙1002和第二缝隙1004。第一缝隙1002和第二缝隙1004例如可对应于缝隙112或缝隙706的替代实施例。第一缝隙1002和第二缝隙1004可布置为十字形图案。导电表面1000可对应于第一导电表面(例如，第一导电表面106、第一导电表面708、第一导电表面808等)或第二导电表面(例如，第二导电表面108、第二导电表面810等)。在一个方案中，第一缝隙1002和第二缝隙1004可与偶极子部和/或天线的一组导电引脚相关联。例如，导电表面1000可连接至偶极子部(例如，偶极子部300等)和/或一组导电引脚(例如，一组导电引脚110a-d、一组导电引脚组114a-q等)。在一个方案中，信号(例如，输入信号)可经由第一缝隙1002和第二缝隙1004从SIW结构(例如，集成在第二介质片118的一组导电引脚114a-q)连接至第一组导电引脚110a-d和/或贴片天线部102a-d。
图11示出根据各个实施例的与天线相关联的偶极子部的各种形状。例如，图11示出偶极子部1102、偶极子部1104、偶极子部1106和偶极子部1108。偶极子部1102、偶极子部1104、偶极子部1106和偶极子部1108可为偶极子部300的替代实施例。包括在偶极子部1102中的贴片天线部可包括例如至少第一边1110，该第一边1110的长度与第二边1112的长度不同。包括在偶极子部1104中的贴片天线部可包括例如至少第一带状天线部1114，该第一带状天线部1114没有被附连至与包括在偶极子部1104中的另一个贴片天线部相关联的另一个带状天线部1116附连。包括在偶极子部1106中的贴片天线部可包括例如至少第一向外弯曲边(outer first curved side)1118和第二向外弯曲边1120(例如，形成泪珠状贴片天线部)。包括在偶极子部1108中的贴片天线部可包括例如至少一向内弯曲边1122。
图12还示出根据各个实施例的与天线相关联的偶极子部的各种形状。例如，图12示出偶极子部1202、偶极子部1204和偶极子部1206。偶极子部1202、偶极子部1204和偶极子部1206也可为偶极子部300的替代实施例。偶极子部1202的外周边可对应于圆形形状而不是正方形形状。包括在偶极子部1204中的贴片天线部可包括例如至少具有相应长度的第一边1208附连和第二边1210，以及第三边1212，该第三边1212具有不同于第一边1208和第二边1210的相应长度的长度。包括在偶极子部1206中的贴片天线部1214的形状可对应于贴片天线部1216、贴片天线部1218和贴片天线部1220的形状。然而，贴片天线部1214的形状的尺寸可以大于贴片天线部1216和贴片天线部1220的形状的尺寸，而与贴片天线部1218的形状的尺寸相同。
图13示出根据各个实施例的与天线的偶极子部相关联的导电引脚的各种形状。例如，图13示出偶极子部1302、偶极子部1304、偶极子部1306和偶极子部1308。包含在偶极子部1302中的每个贴片天线部可与一组导电引脚相关联。例如，包括在偶极子部1302中的贴片天线部1310可与一组导电引脚1312a-c相关联。包括在偶极子部1304中的每个贴片天线部可与形状为正方形的导电通孔(例如，电连接)相关联。例如，包括在偶极子部1304中的贴片天线部1314可与正方形通孔1316相关联。包括在偶极子部1306中的每个贴片天线部可与L形的导电通孔相关联。例如，包括在偶极子部1306中的贴片天线部1318可与L形通孔1320相关联。包括在偶极子部1308中的每个贴片天线部可与形状为三角形的导电通孔相关联。例如，包括在偶极子部1308中的贴片天线部1322可与三角形通孔1324相关联。
现在参见图14，示出根据各个实施例的天线1400的透视图。天线1400包括第一介质片1402、第二介质片1404和第三介质片1406。在一个示例中，天线1400可为8×8互补天线阵列。在另一个示例中，天线1400可为通过平行SIW馈电网络馈送的互补天线阵列。该平行SIW馈电网络可在第二介质片1404和第三介质片1406中被制作。例如，馈电网络的第一部分可以被集成到第三介质片1406中，而馈电网络的第二部分(例如，对于所有2×2子阵列的馈电网络第二部分)可以被集成到第二介质片1404中。在一个方案中，第一介质片可包括多个偶极子部和/或多组导电引脚。
现在参见图15，示出根据各个实施例的天线1500的透视图。天线1500包括第一介质片1502、第二介质片1504和第三介质片1506。天线1500还包括第一导电表面1508和第二导电表面1510。第一介质片1502可与2×2子阵列相关联。与第一介质片1502相关联的2×2子阵列可通过与第二介质片1504相关联的2×2馈电网络和/或与第三介质片1506相关联的2×2馈电网络被馈送。缝隙1512可以被蚀刻在第二导电表面1510上。缝隙1512可用于将来自馈电网络(例如，与第二介质片1504和/或第三介质片1506相关联的馈电网络)的一部分的信号(例如，输入信号)连接至与第一介质片1502相关联的2×2子阵列。在一个方案中，第一导电表面1508可为第一介质片1502的顶金属包覆表面(例如，顶铜包覆表面)和/或第二导电表面1510可为第三介质片1506的顶金属包覆表面(例如，顶铜包覆表面)。
参见图16，示出根据各个实施例的天线的各种波导馈电的透视图。例如，图16示出波导馈电1602、波导馈电1604和波导馈电1606。波导馈电1602可包括集成在介质片1610中的短端波导1608。在一个示例中，短端波导1608可为基片集成波导。在另一个示例中，导电表面(例如，第二导电表面108、第二导电表面810等)可包括短端波导1608。波导馈电1604还可包括集成在介质片1614中的短端波导1612。在一个示例中，短端波导1612可为基片集成波导。在另一个示例中，导电表面(例如，第二导电表面108、第二导电表面810等)可包括短端波导1612。波导馈电1606可包括集成在第一介质片1618的短端波导1616和集成在第二介质片1622的波导1620。短端波导1616和波导1620可作为两个层叠的波导被一起实施。在一个示例中，短端波导1616和/或波导1620可为基片集成波导。在另一个示例中，导电表面(例如，第二导电表面108、第二导电表面810等)可包括短端波导1616和/或波导1620。
图17示出如本文更充分公开的天线(例如，宽带互补天线、圆极化互补天线等)的模拟驻波比(SWR)和增益。如图17所示，对于SWR<2(从53.2GHz到73.2GHz)，天线可与31.6％的阻抗带宽相关联。又如图17所示，与天线相关联的天线增益可在整个阻抗带宽上在7.2dBic与9.1dBic之间改变。图18示出如本文更充分公开的天线(例如，宽带互补天线、圆极化互补天线等)的模拟轴比和前后比。如图18所示，与天线相关联的轴比带宽可为24.4％(例如，在53.2GHz与68GHz之间)。又如图18所示，与天线相关联的前后比在整个工作带宽上可大于17dB。图19示出在55GHz下的天线(如本文所公开的)的模拟辐射方向图，图20示出在60GHz下的天线(如本文所公开的)的模拟辐射方向图，图21示出在65GHz下的天线(如本文所公开的)的模拟辐射方向图。如图19至图21所示，与天线相关联的辐射方向图在整个工作带宽的不同频率下可以是对称的和稳定的。又如图19至图21所示，与天线相关联的交叉极化等级可以小于-15dB。
本主题公开所示实施例的上述描述(包括摘要中所描述的)并不意图是穷尽的，也不意图将公开的实施例限制为所公开的明确形式。尽管为了说明的目的，本文描述了特定实施例和示例，但相关领域的技术人员应认识到，在这些实施例和示例的范围内考虑的各种修改是可能的。
在这一点上，尽管结合各个实施例和相应的附图已经对本文主题进行了描述，但在适用的情况下，应当理解的是，在不脱离其范围的前提下，可以使用其它类似实施例，或者可以对所描述的实施例进行修改或添加，以执行与本公开主题相同的、相似的、选择性的或替代的功能。因此，本公开主题不应限于本文所描述的单个实施例，而应被视为符合以下所附权利要求书的广度和范围。

Claims (21)

1.一种互补天线，包括：
第一偶极子部，其包括第一贴片天线部和第二贴片天线部；
第二偶极子部，其包括第三贴片天线部和经由带状天线部连接至所述第二贴片天线部的第四贴片天线部；
第一导电表面，经由第一组导电引脚连接至所述第一偶极子部和所述第二偶极子部；以及
第二导电表面，经由第二组导电引脚连接至所述第一导电表面。
2.根据权利要求1所述的互补天线，其中所述第一贴片天线部对应于所述第三贴片天线部，以及所述第二贴片天线部对应于所述第四贴片天线部。
3.根据权利要求1所述的互补天线，其中所述第一贴片天线部和所述第三贴片天线部包括小于所述第二贴片天线部和所述第四贴片天线部的表面面积。
4.根据权利要求1所述的互补天线，其中所述第一偶极子部和所述第二偶极子部经由所述第二导电表面被电激发。
5.根据权利要求1所述的互补天线，其中所述第一组导电引脚包括连接至所述第一贴片天线部的第一导电引脚、连接至所述第二贴片天线部的第二导电引脚、连接至所述第三贴片天线部的第三导电引脚和连接至所述第四贴片天线部的第四导电引脚。
6.根据权利要求5所述的互补天线，其中所述第一导电引脚和所述第四导电引脚经由在所述第一导电表面上蚀刻的缝隙与所述第二导电引脚和所述第三导电引脚分开。
7.根据权利要求1所述的互补天线，其中所述第一导电表面包括在所述第一导电表面上蚀刻的缝隙。
8.根据权利要求1所述的互补天线，其中所述第一导电表面和所述第二导电表面包括金属包覆表面。
9.根据权利要求1所述的互补天线，其中所述互补天线还包括第一基片集成波导，所述第一基片集成波导覆盖第二基片集成波导。
10.根据权利要求1所述的互补天线，其中单层介质片包括所述第一偶极子部、所述第二偶极子部和所述第一组导电引脚。
11.根据权利要求1所述的互补天线，其中所述第一导电表面和所述第二导电表面通过包括所述第二组导电引脚的介质片被分开。
12.根据权利要求1所述的互补天线，其中所述第二导电表面还经由导电引脚连接至所述第一导电表面，所述导电引脚匹配与所述第一偶极子部和所述第二偶极子部相关联的阻抗。
13.根据权利要求1所述的互补天线，还包括经由第三组导电引脚连接至所述第二导电表面的第三导电表面。
14.一种天线系统，包括：
天线，其包括第一偶极子部、第二偶极子部和第一组导电引脚，其中所述第一偶极子部包括第一天线部和第二天线部，而所述第二偶极子部包括第三天线部和经由第五天线部附连至所述第二天线部的第四天线部附连；以及
基片集成波导，其包括经由在第一导电表面上蚀刻的缝隙连接至所述天线的第二组导电引脚。
15.根据权利要求14所述的天线系统，其中所述第一导电表面经由所述第一组导电引脚连接至所述第一偶极子部和所述第二偶极子部。
16.根据权利要求14所述的天线系统，其中所述第一导电表面经由所述第二组导电引脚连接至第二导电表面。
17.根据权利要求14所述的天线系统，其中所述第一天线部对应于所述第三天线部，以及所述第二天线部对应于所述第四天线部。
18.根据权利要求14所述的天线系统，其中所述第一天线部和所述第三天线部包括小于所述第二天线部和所述第四天线部的表面面积。
19.一种天线系统，包括：
第一介质片，其包括第一组贴片天线部分、经由带状天线部分附连的第二组贴片天线部分和第一组金属引脚；以及
第二介质片，其包括经由第一金属表面附连至所述第一介质片的第二组金属引脚附连。
20.根据权利要求19所述的天线系统，其中所述第一组贴片天线部分和所述第二组贴片天线部分被印刷在所述第一介质片的顶部上。
21.根据权利要求19所述的天线系统，其中所述第二组金属引脚还被附连至第二金属表面。
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